[發明專利]一種用于衛星信道非相干擴頻調制的同步定時裝置及方法

有效

• 申請號: 201710654313.2
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107359901B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 張麗娜;王立功;季茂勝;潘申富;汪顏
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H04B1/7073
• 分類號: H04B1/7073
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本發明公開了一種適用于衛星信道的非相干擴頻調制技術的定時同步方法，涉及偽碼同步和符號定時同步。該方法采用匹配濾波法實現碼捕獲、三路碼相關值功率比較的方法實現碼跟蹤、滑動相關和定時恢復方法實現符號同步。采用該發明，可以實現普通相干擴頻解調方法所不具備的對信息時鐘和擴頻碼切普時鐘非同源的情況下的擴頻解調，實現簡單，性能穩定等優點。特別適合衛星信道的固定帶寬且符號率在一定范圍內可變的非相干擴頻調制技術的實際解調應用。

技術領域

本發明涉及衛星擴頻通信領域采用的一種定時同步方法，特別適用于采用信息時鐘和擴頻碼時鐘來自不同的時鐘源、擴頻比為非整數的非相干擴頻通信的解調系統。

背景技術

直接序列擴頻系統是將要發送的信息用偽隨機序列擴展頻帶，同時降低信號頻譜密度；在接收端，用與發端擴展用的相同的偽隨機序列對接收到的擴頻信號進行相關處理，恢復出原來的信息。干擾信號由于與偽隨機序列不相關，在接收端被擴展，使落入信號頻帶內的干擾信號功率大大降低，從而提高了解擴輸入端信噪比，達到抗干擾的目的。擴頻起始相位在相干直接序列擴頻中是已知量。

非相干直接序列擴頻是應具體應用領域的要求而產生的，其業務數據時鐘和擴頻碼時鐘為非同源鐘，擴頻比可能是非整數倍的，同一擴頻碼可以支持多種業務速率，由于業務數據時鐘與擴頻碼時鐘不同源，與相干直接序列擴頻相比多了一個不確定條件，即擴頻起始相位，所以擴頻后的信號更加接近于噪聲，更不容易被截獲。時鐘非相干給系統帶來使用靈活性的同時也增加了接收機實現的復雜度。而在非相干直接序列擴頻中是需要從調制數據中恢復出來的未知量，這就增加了同步的難度，應用傳統的相干解調的方法已經不能滿足非相干擴頻的解調需求，本發明針對這種擴頻碼鐘和數據鐘非同源的特殊擴頻通信體制，提出了一種基于非相干擴頻調制技術的同步定時方法。

發明內容

為解決現有技術在衛星通信中采用非相干擴頻調制技術時存在的不足，本發明提供了一種非相干擴頻解調的同步定時方法，該方法采用匹配濾波和滑動相關定時方法，實現擴頻數據信號解調的定時同步，同時適應于相干擴頻的解調。

本發明的目的是這樣實現的，一種用于衛星信道非相干擴頻調制的同步定時裝置，包括偽碼捕獲單元1、解擴定時單元2、偽碼跟蹤單元3和偽碼產生單元4；

所述的偽碼捕獲單元1用于接收外部輸入的擴頻信號和偽碼產生單元4輸入的本地碼字，將擴頻信號和本地碼字進行粗略同步產生捕獲同步信號，分別將捕獲同步信號和擴頻信號均輸出至解擴定時單元2和偽碼跟蹤單元3；解擴定時單元2用于根據捕獲同步信號完成捕獲同步后，利用偽碼產生單元4輸入的本地碼字對擴頻信號進行解擴，并利用外部輸入的時鐘進行符號同步生成符號時鐘，將符號時鐘輸出至偽碼跟蹤單元3，將解擴后的數據輸出至外部；偽碼跟蹤單元3用于根據捕獲同步信號完成捕獲同步后，利用符號時鐘進行擴頻信號和本地碼字的精確同步，生成碼片時鐘，將碼片時鐘輸出至偽碼產生單元4；偽碼產生單元4用于根據碼片時鐘產生本地碼字，并將本地碼字分別輸出至碼捕獲單元1、解擴定時單元2和偽碼跟蹤單元3。

其中，偽碼跟蹤單元3包括滑動相關組模塊5、誤差估計和二階環路濾波模塊6和碼鐘生成模塊7；滑動相關組模塊5用于根據捕獲同步信號完成捕獲同步后，將擴頻信號分別和三路不同時延的本地碼字進行滑動相關，輸出三路滑動相關數據至誤差估計和二階環路濾波模塊6；三路不同時延是本地碼字相對于擴頻信號的時延，分別+0.5碼片、-0.5碼片和0碼片，誤差估計和二階環路濾波模塊6利用解擴定時單元2輸入的符號時鐘對三路滑動相關數據進行采樣，得到超前支路相關值、滯后支路相關值和中間支路相關值，根據三個支路相關值的功率大小進行誤差估計從而提取出碼片時鐘誤差，將時鐘誤差經二階環路濾波后輸出頻率控制字至碼鐘生成模塊7；碼鐘生成模塊7利用頻率控制字產生碼片時鐘輸出至偽碼產生單元4。