[發明專利]適合突發通信逆序組合的判決引導載波恢復系統及方法

有效

• 申請號: 202010143828.8
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111131110B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 宮豐奎;王越;惠騰飛;侯俊;丁海洋
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L27/00
• 分類號: H04L27/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

本發明公開了一種適合突發通信逆序組合的判決引導載波恢復系統及方法，系統包括：基礎數據集產生模塊、數據集拼接模塊、復正余弦產生模塊、相差獲取模塊、頻偏估計模塊、補償相位產生模塊以及數據提取模塊。本發明方法的步驟包括：產生基礎數據集；拼接基礎數據集；產生一個查找相位為0的復正余弦信號；獲取相位誤差；獲取估計頻偏；對估計頻偏進行處理，得到待補償相位；產生一個查找相位為補償相位的復正余弦信號；迭代終止條件；輸出載波恢復后信號。本發明實現簡單、占用資源少、不會損失有效數據且在突發通信系統幀長較短的情況下也能捕獲頻偏。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，更進一步涉及數字通信技術領域中的一種適合突發通信逆序組合的判決引導載波恢復系統及方法。本發明利用數據去除、逆序拼接以及特殊方法獲取估計頻偏的判決引導載波恢復系統來處理衛星通信、數傳等領域中突發通信系統的載波頻率偏差問題。

背景技術

在突發通信系統中，由于發送端與接收端的晶振不同步，以及多普勒效應，會造成發送端與接收端之間存在頻偏，使信號星座點發生旋轉。因此，接收端需要對產生的頻偏值進行估計并根據頻偏估計值利用數控振蕩器產生補償頻率進行補償，這種獲取頻偏估計值并補償的過程稱為載波恢復。

在載波恢復中，最常用的基礎算法為判決引導(DD)算法，現有算法大都基于DD算法進行改進，但大部分改進算法無法適應突發通信系統幀長有限以及全部數據有效的特性。

成都泰格微電子研究所有限責任公司在其申請的專利文獻“適用于QPSK～QAM256的高速載波恢復電路及恢復方法”(申請號：2017100549296，公開號：CN106817338A)中提出了一種基于適用于QPSK～QAM256的高速載波恢復電路及恢復方法。該恢復電路包括：乘法器、功率檢測模塊、極性判決模塊、全星座判決模塊、鑒相器、模式自動轉換模塊、環路濾波器、數控振蕩器。但是，該系統仍存在不足之處，其功率檢測模塊需要多個乘法器對信號進行功率計算，實現復雜，占用資源多。該專利申請公開的恢復方法的步驟包括：第一、采用極性判決算法和全星座判決算法結合的方式，在工作時先進入捕獲模式，通過設定功率檢測門限允許信噪比較大的符號通過，將其判決為相應象限星座對角線上的點，通過環路不斷調整得到粗略的頻偏；第二、得到粗略頻偏后進行模式切換，轉入跟蹤模式；第三、在跟蹤模式中利用DD算法環路以降低穩態方差。該恢復方法可以實現多種基帶調制下的高速載波恢復，但是，該方法仍然存在的不足之處是，第一、環路濾波器需要一段數據開銷來達到收斂狀態，用于開銷的數據會失去有效性，無法繼續應用，但在突發通信系統中，每一段數據均為有效數據，無法提供環路濾波器收斂所需的開銷數據，第二，當突發通信系統的幀長較短以及環路濾波器參數較小時，此方法無法使環路達到收斂狀態，捕獲頻偏。

尹立言、向新、王瑞在其發表的論文“基于判決反饋環的數字化載波恢復方法”(航天控制，2019年04期)中公開了一種基于判決反饋環的數字化載波恢復方法。該方法的步驟是，第一，對接收信號進行相干預解調；第二，將解調出的信號抵消信號中的調制信息，得到誤差電壓，實現載波提取；第三，將所提取的載波提供給前面的相干解調使用。該方法捕獲時間短、跟蹤抖動低且抗噪聲性能強；但是，該方法仍然存在不足之處是，相干預解調后需要使用位同步環進行同步并抽樣，導致實現復雜度高。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術的不足，提出一種適合突發通信逆序組合的判決引導載波恢復系統及其方法，用于突發通信系統的載波恢復。

實現本發明目的的思路是：對載波恢復系統收到的采樣信號集，在保證采樣信號相位連續的情況下，進行特定信號去除、逆序以及拼接，為有效信號提供保護，增加系統處理的信號數量，同時獲取估計頻偏，幫助環路收斂，實現載波恢復。

本發明的載波恢復系統，包括復正余弦產生模塊、相差獲取模塊、補償相位產生模塊、數據提取模塊、基礎數據集產生模塊、數據集拼接模塊以及頻偏估計模塊；其中：

所述的復正余弦產生模塊，用于依據復正余弦公式，產生與待查找相位對應的復正余弦值信號；