[發明專利]同步裝置、同步方法及使用該同步裝置的高速接收機

有效

• 申請號: 201710382528.3
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107425953B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 王長紅;朱理辰;卜祥元;馬永鋒;王繼超
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H04L7/00
• 分類號: H04L7/00
• 代理公司: 北京理工正陽知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 鮑文娟

1.一種激光通信測距一體化系統的同步裝置，包括：

并行捕獲電路：采用并行計算方式搜索信號到達時刻，獲得捕獲結果，實現信號的粗同步；所述并行捕獲電路包括用于存儲接收數據的寄存器組Reg0和存儲數據幀幀同步字采樣值的本地碼序列寄存器Reg1，Reg1中存儲的數據與Reg0中存儲的數據采用n級流水線結構進行相關運算和比較運算，通過比較一組相關運算的峰值與預設的判決門限大小，確定當前時鐘周期內的捕獲結果；所述捕獲結果為捕獲成功或者捕獲失敗，當比較運算出現的相關峰值大于預設判決門限時，捕獲結果為捕獲成功，同時記錄下相關峰出現的位置，當比較運算出現的相關峰值不大于預設判決門限時，捕獲結果為捕獲失敗；

動態校正電路：通過FFT算法修正多普勒效應帶來的頻率偏移，輸出動態校正的標志和結果；所述動態校正電路對加在數據幀的N₁bit幀同步字與N₃bit數據域之間一段由二進制數“1”、“0”循環組成的N₂bit周期序列進行FFT，在FFT運算結果中找到峰值點的位置m，測量所述頻率偏移；所述動態校正電路在并行捕獲完成后，對N₂bit周期序列抽取固定值為間隔的采樣點后，再進行FFT運算，在運算結果中找到峰值點的位置m，測量得到所述頻率偏移所述計算碼速率由于動態影響造成的速率偏差為其中，f_clk表示時鐘頻率為，p表示抽樣間隔點數，q表示FFT運算點數，R_S表示符號速率，％表示取余運算，將結果△R_S送入高速跟蹤電路可對偏移頻率進行補償，進而使用對目標相對運動速率進行估計，其中c表示真空下光速；

高速跟蹤電路：用積分清除運算在并行捕獲的基礎上進一步縮小本地碼序列與接收序列的碼相位差，實現信號的精確同步；所述高速跟蹤電路根據所述并行捕獲電路粗同步得到的捕獲位置，利用本周期到本周期前3個周期接收到的數據，提取超前支路E、即時支路I和滯后支路L的數據，與本地碼表產生的本地碼序列進行積分清除運算；所述即時支路I的提取位置剛好與捕獲位置對齊，所述超前支路E較即時支路I超前一個碼元長度，所述滯后支路L較即時支路I滯后一個碼元長度，所述本地碼表存儲數據幀的幀同步字；所述高速跟蹤電路將超前支路E、即時支路I和滯后支路L的積分清除結果CE、CI、CL輸入鑒相器，計算得到鑒相值eck，eck經濾波器濾波后得到碼相位控制增量ΔFTW，計算下一幀的相關參數，包括碼相位控制字、碼初始相位、數據幀長以及數據幀同步字長，將計算得到的碼相位控制字、碼初始相位以及數據幀同步字送入本地碼表，本地碼表產生新的碼序列；將計算得到的數據幀長進行延時計算，計算下一幀幀同步字出現時刻所需延時周期數后，等待下一幀到來，本地碼表產生的新的碼序列與下一幀的幀同步字數據做積分清除運算，開啟下一輪信號跟蹤；

所述并行捕獲電路將捕獲結果送至所述動態校正電路和高速跟蹤電路，所述動態校正電路將動態校正的標志輸出給并行捕獲電路，將動態校正的結果輸出到高速跟蹤電路。

2.如權利要求1所述的同步裝置，其特征在于，所述Reg0至少存儲2M×N₁個接收數據，每個時鐘周期將高地址的M×N₁個數據移出Reg0；低M×N₁個數據向高M×N₁地址補齊；新到來的M×N₁個數據存入低M×N₁個地址中；其中，M是采樣頻率與信號速率之比，N₁是數據幀幀頭的幀同步字位數。

3.如權利要求1所述的同步裝置，其特征在于，所述相關運算中，每個周期進行M×N₁組相關運算，每組相關運算首先會產生M×N₁個點乘結果，再使用n級流水線結構將點乘結果累加起來；所述比較運算中，采用n級流水線結構對M×N₁組相關運算的結果進行大小比較，輸出最大的那個相關結果及其對應的位置；其中，M是采樣頻率與信號速率之比，N₁是數據幀幀頭的幀同步字位數，M×N₁＝2ⁿ。