[發明專利]一種TD-AltBOC信號的接收方法和裝置

有效

• 申請號: 201611124197.5
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106803818B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 唐祖平;魏蛟龍;肖璇;李天
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H04L27/20
• 分類號: H04L27/20;G01S19/24;G01S19/30
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種TD-AltBOC信號的接收裝置，其特征在于，該接收裝置包括：

預處理模塊，用于對TD-AltBOC射頻信號進預處理得到采樣信號，利用本地載波剝離采樣信號載波，得到采樣基帶信號，并將基帶信號發送至時分復數相關模塊；

時分復數相關模塊，用于將本地波形和采樣基帶信號逐碼片時分相關，并將相關輸出信號發送至數據解調模塊、載波相位鑒別模塊和碼相位鑒別模塊；

碼相位鑒別模塊，用于根據數據解調輸出的數據位或者已知電文數據確定相關輸出信號的組合方式，組合并計算得到碼偏差估計值，并將碼相位偏差值發送至本地波形生成模塊；

載波相位鑒別模塊，用于由相關輸出信號獲取載波相位偏差估計值，并由載波相位偏差估計值生成本地載波發送至預處理模塊；

本地波形生成模塊，用于由碼相位偏差估計值生成本地波形，并將本地波形發送至時分復數相關模塊；

所述本地波形生成模塊具體分為以下單元：

偽碼子載波生成單元，用于根據碼相位偏差估計值分別產生上下邊帶導頻偽碼、上下邊帶數據偽碼和正余弦子載波；

本地波形生成單元，用于由上下邊帶導頻偽碼和正余弦子載波組合相移生成至少一超前、即時和至少一滯后本地導頻基帶波形；上下邊帶數據偽碼和正余弦子載波組合相移生成至少一超前、即時和至少一滯后本地數據基帶波形；數據解調模塊，用于基于相關輸出信號進行數據解調，輸出解調信號；

所述本地波形生成模塊中：

碼NCO驅動上邊帶導頻偽碼產生器和下邊帶導頻偽碼產生器產生上邊帶導頻偽碼c_BP(t)和下邊帶導頻偽碼c_AP(t)；子載波NCO驅動正弦子載波產生器、余弦子載波產生器生成二進制正弦子載波和二進制余弦子載波；生成的導頻基帶參考波形表達式如下：

s_P1＝[c_AP(t)+c_BP(t)]SC_B,cos(t)

s_P2＝[c_AP(t)-c_BP(t)]SC_B,sin(t)

導頻基帶參考波形通過移位寄存器獲得超前、即時和滯后三路參考信號；

此外，碼NCO分別驅動上邊帶數據偽碼發生器和下邊帶數據偽碼發生器產生上邊帶數據偽碼c_BD(t)和下邊帶數據偽碼c_AD(t)；載波NCO驅動正弦子載波產生器、余弦子載波產生器生成二進制正弦子載波SC_B,sin(t)和二進制余弦子載波SC_B,cos(t)；生成的數據基帶參考波形表達如下：

s_D1＝[c_AD(t)+c_BD(t)]SC_B,cos(t)，

s_D2＝[c_AD(t)-c_BD(t)]SC_B,sin(t)，

s_D3＝[c_AD(t)-c_BD(t)]SC_B,cos(t)，

s_D4＝[c_AD(t)+c_BD(t)]SC_B,sin(t)，

數據基帶參考波形通過移位寄存器獲得超前、即時和滯后三路參考信號；

時分復數相關模塊中：

第一時分復數相關器(61)、第二時分復數相關器(62)、第三時分復數相關器(63)將采樣基帶信號分別與本地產生的數字和導頻基帶超前、即時和滯后參考信號波形相關，分別獲得導頻和數據分量的相關輸出；

當處于偶數碼片時隙時，TD-AltBOC信號僅傳輸導頻分量，積分輸出：

I_PP＝∫(I_s+jQ_s)s_P1dt

Q_PP＝∫(I_s+jQ_s)s_P2dt

在碼相位鑒別模塊中，實現如下組合：

R_PP＝I_PP+jQ_PP

展開為：

忽略數據偽碼與導頻分量偽碼的互相關，則可得：

顯然，它為上下邊帶導頻分量合路信號的自相關值；

當處于奇數碼片時隙時，TD-AltBOC信號僅傳輸數據分量，積分輸出：

I_DP1＝∫(I_s+jQ_s)s_D1dt

Q_DP1＝∫(I_s+jQ_s)s_D2dt

I_DP2＝∫(I_s+jQ_s)s_D3dt

Q_DP2＝∫(I_s+jQ_s)s_D4dt

在碼相位鑒別模塊中，通過相關輸出的組合獲得上下邊帶數據分量合路信號的自相關值，原理如下，目標自相關輸出為：

忽略數據分量偽碼與導頻分量偽碼的互相關，可得：

當積分周期內，d_A＝d_B＝1時，其中d_A為下邊帶數據，d_B為上邊帶數據：

R_DP＝∫(I_s+jQ_s)([c_AD(t)+c_BD(t)]SC_B,cos(t))dt+j∫(I_s+jQ_s)([c_AD(t)-c_BD(t)]SC_B,sin(t))dt

即，組合方式為：

R_DP＝I_DP1+jQ_DP1

當積分周期內，d_A＝d_B＝-1時：

R_DP＝-∫(I_s+jQ_s)([c_AD(t)+c_BD(t)]SC_B,cos(t))dt-j∫(I_s+jQ_s)([c_AD(t)-c_BD(t)]SC_B,sin(t))dt

即，組合方式為：

R_DP＝-I_DP1-jQ_DP1

當積分周期內，d_A＝-d_B＝1時：

R_DP＝∫(I_s+jQ_s)([c_AD(t)-c_BD(t)]SC_B,cos(t))dt+j∫(I_s+jQ_s)([c_AD(t)+c_BD(t)]SC_B,sin(t))dt

即，組合方式為：

R_DP＝I_DP2+jQ_DP2

當積分周期內，d_A＝-d_B＝-1時：

R_DP＝-∫(I_s+jQ_s)([c_AD(t)-c_BD(t)]SC_B,cos(t))dt-j∫(I_s+jQ_s)([c_AD(t)+c_BD(t)]SC_B,sin(t))dt

即，組合方式為：

R_DP＝-I_DP2-jQ_DP2

碼相位鑒別模塊實現相關函數的組合并計算碼相位偏差估計值：

相關函數的組合方式為：

R_E＝αR_PE+(1-α)R_DE

R_P＝αR_PP+(1-α)R_DP

R_L＝αR_PL+(1-α)R_DL

式中，α為組合系數，0＜α＜1；

如前所述：

R_PP＝I_PP+jQ_PP

同理得：

R_PE＝I_PE+jQ_PE

R_PL＝I_PL+jQ_PL

其中，數據分量的相關函數計算和組合是可選的：當無需組合數據分量用于信號同步時，舍棄數據基帶參考波形產生器部分；當采用數據分量和導頻分量聯合跟蹤時，數據位的取值來自解調輸出，或自于已知電文數據。

2.根據權利要求1所述一種TD-AltBOC信號的接收裝置，其特征在于，所述時分復數相關模塊具體用于在奇數碼片時刻，采樣基帶信號和本地波形數據部分相關；在偶數碼片時刻，采樣基帶信號和本地波形導頻部分相關。