[發明專利]一種無線猝發通信系統的快速捕獲與同步方法

有效

• 申請號: 202010180110.6
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111371711B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 李云涌;李永翔
• 申請（專利權）人: 天津津航計算技術研究所
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L27/00;H04L27/26;H04L1/00
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉二格

本發明公開了一種無線猝發通信系統的快速捕獲與同步方法，其包括以下步驟：步驟一：信息發送端發送數據，信息接收端進行AD帶通采樣和數字下變頻處理，將接收信號變頻至零中頻信號；步驟二：信道估計，消除導致信號畸形的影響因素；步驟三：頻偏估計，設計兩組PN并且間隔固定時間，利用這兩組PN產生的自相關值作為兩個矢量角度，通過計算角度差和時間差得到頻偏；步驟四：信號捕獲和幀同步，采用兩級匹配濾波器完成信號捕獲與幀同步；步驟五：GMSK解調和LDPC解碼，獲得信息。本發明采用GMSK調制解調技術，利用兩個獨立的PN短碼和LDPC編碼替代了導頻+幀頭+校驗碼，確保接收機在極短的時間下能夠完整、可靠的接收到數據。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，涉及一種無線猝發通信系統的快速捕獲與同步方法，特別適合用于在低占空比、高動態環境下的快速捕獲與同步。

背景技術

隨著網絡化數據鏈以及物聯網潮流的興起，在實際中一個通信系統希望能夠容納盡可能多的通信單元，而且需要保證單元之間能夠迅速組網，實時通信。那這種通信系統就希望其鏈路層能夠盡可能的簡單、可靠而且高效的進行通信，而且希望占空比越小越好。但是占空比越小，意味接收機漏警概率越大，即通信的可靠性越差。尤其在實際應用中大部分信道屬于高動態環境，如何解決這兩者之間的矛盾成為無線猝發通信的難點。目前大部分猝發通信體制中，為了保證通信可靠，都需要發送導頻+幀頭+校驗碼，這些都占用了寶貴的時間開銷，增大了通信占空比，不利于多節點使用。因此，在不影響通信可靠性的前提下，應采取新的方法來盡可能的提高通信效率，降低發送占空比，提高系統容量。

發明內容

(一)發明目的

本發明的目的是：提供一種無線猝發通信系統的快速捕獲與同步方法，解決猝發通信中在低占空比下接收機如何可靠通信的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供一種無線猝發通信系統的快速捕獲與同步方法，其包括以下步驟：

步驟一：信息發送端發送數據，信息接收端進行AD帶通采樣和數字下變頻處理，將接收信號變頻至零中頻信號；

步驟二：信道估計

將導致信號畸形的影響因素疊加形成一個整體的信道響應C₀(t)，在本地估計出一個信道沖激響應然后用的共軛乘以接收信號，以消除C₀(t)的影響；

步驟三：頻偏估計

設計兩組PN并且間隔固定時間，利用這兩組PN產生的自相關值作為兩個矢量角度，通過計算角度差和時間差得到頻偏；

步驟四：信號捕獲和幀同步

采用兩級匹配濾波器完成信號捕獲與幀同步；

步驟五：GMSK解調和LDPC解碼，獲得信息。

其中，所述步驟一中，信息發送端發送的數據中，將128bit的信息劃分為一個基礎數據幀，進行(128，256)LDPC編碼，編碼完成后為256bit；然后對256bit進行分塊劃分，拆成三份，相鄰塊之間插入相同長度的PN；最后在首尾分別加入前綴和后綴。

其中，所述步驟一中，拆成三份，分別是64bit、128bit、64bit。

其中，所述步驟一中，256bit拆成的三份中，將兩個長度40bit的PN插入其中。

其中，所述步驟一中，在首尾分別加入3bit0作為前綴和后綴。

其中，所述步驟二中，設接收信號為r(t)＝I_n*C₀(t)，則與本地作相關，即