[發明專利]連續相位調制前導設計及其同步方法和裝置

有效

• 申請號: 202010778947.0
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN112203347B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 季節;李立言;蔡云龍;趙民建;李紹標
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04W56/00
• 分類號: H04W56/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

本發明公開了一種連續相位調制前導設計及其同步方法和裝置，其中，方法包括以下步驟：步驟S1：獲取調制指數滿足預設條件的連續相位調制前導信號；步驟S2：根據前導信號的頻譜特性，并利用特定頻點能量檢測的方式，對接收信號進行快速時頻二維搜索，且通過頻率精進行同步，直至頻率估計殘差小于預設閾值；步驟S3：將本地信號與接收信號進行匹配，生成信號的定時精同步結果。該方法充分利用了調制指數接近1的CPM信號的頻譜特征，滿足強干擾和高動態環境下的信號到達檢測和同步需求。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，具體涉及在連續相位調制信號的通信系統中，可用于有遠距離傳輸要求的無線通信領域以及衛星通信領域，特別涉及一種連續相位調制前導設計及其同步方法和裝置。

背景技術

現代通信中，信號能夠傳輸的距離以及信號的功率利用率已經成為衡量通信方式的標準之一。由于對傳輸距離的要求越來越高，工程中一般采用非線性的高效功率放大器來提高功率利用效率。但是，非恒包絡調制的信號在功率放大器非線性區域會出現頻譜擴散，使性能迅速惡化。因此要找到合適的調制方式，減弱非線性器件對性能的影響。

連續相位調制(CPM)信號有相位連續的特點，因此作為連續相位信號較早的研究對象。CPM信號的優勢為：CPM信號是恒包絡信號，不敏感功率放大器的非線性特性；CPM信號是連續相位信號，因此帶外輻射小，旁瓣衰減快，功率譜性能優越，對相鄰頻段信號干擾小。

對每一種性能優越的調制解調方法，都要求收發系統精確的同步，否則調制解調算法的優越性就得不到保證，其先進性也得不到發揮。信號的同步是信號可以正確解調的必要條件，表現為收發信號在時間和頻率上保持一致。現代數字通信同步類型可以分為：載波頻率同步、載波相位同步以及定時同步。同步方法主要分為非數據輔助法和數據輔助法。前者一般運算量大，但沒有額外功率或帶寬開銷；后者運算量較小，但缺點是傳輸效率下降。傳統的CPM同步方法有以下特點：

(1)CPM信號在工程中易于實現的載頻同步方法一般建立在有相對準確的定時信息之上，也就是載頻同步要基于定時同步得出的定時信息，而非數據輔助的同步方法復雜段太高；

(2)CPM信號的非數據輔助定時估計方法由于信號包絡恒定且相位連續，定時信息的提取難度大，因此實際應用的系統一般單獨傳輸碼鐘信號，但是這樣降低了功率和資源利用率，而且設備較為復雜；

(3)基于數據輔助的同步方法實現簡單，但是對于突發模式傳輸系統沒有良好的檢測方法，往往需要先進行幀同步來找到輔助數據，增加了實現上的困難。

綜上所述，CPM信號是一種適用于遠距離無線通信系統的調制信號，而傳統同步方法在兼顧時間同步和頻率同步的實現時，處理復雜度較高。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的第一目的在于提出一種連續相位調制前導設計及其同步方法，該方法充分利用了調制指數接近1的CPM信號的頻譜特征，滿足強干擾和高動態環境下的信號到達檢測和同步需求。

本發明的第二個目的在于提出一種連續相位調制前導設計及其同步方法。

為達到上述目的，本發明第一方面實施例提供一種連續相位調制前導設計及其同步方法，包括以下步驟：步驟S1：獲取調制指數滿足預設條件的連續相位調制前導信號；步驟S2：根據所述前導信號的頻譜特性，并利用特定頻點能量檢測的方式，對接收信號進行快速時頻二維搜索，且通過頻率精進行同步，直至頻率估計殘差小于預設閾值；步驟S3：將本地信號與所述接收信號進行匹配，生成信號的定時精同步結果。