[發明專利]一種OQPSK衛星雙向時間比對信號頻率同步方法

在審

• 申請號: 202011421552.1
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112764065A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 王藝陶;張升康;王海峰
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: G01S19/25
• 分類號: G01S19/25
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張麗

1.一種OQPSK衛星雙向時間比對信號頻率同步方法，其特征在于，包括：

對接收到的OQPSK數傳信號進行非線性預處理，得到載波四倍頻信號；

通過快速傅里葉變換(FFT)和鎖頻環(FLL)的方式對載波四倍頻信號進行頻率提取；

將提取的載波頻率輸出給鎖相環及位同步環進行動態輔助；

對接收到的OQPSK數傳信號進行載波和數據相位跟蹤，完成實時時間比對數據信息的解調。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述非線性預處理包括：

對接收的高數據率衛星雙向時間比對OQPSK數傳信號進行二倍頻處理，經過三角變換后，得到載波二倍頻信號；

繼續對所述載波二倍頻信號進行倍頻處理，得到接收信號的載波四倍頻信號。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述OQPSK數傳信號表示為：

式中，I(n)表示OQPSK數傳信號同相支路信號，Q(n)表示OQPSK數傳信號正交支路信號T_s表示時鐘采樣周期，f_c表示接收信號載波頻率，θ表示載波初始相位，m_I(n)、m_Q(n)為OQPSK基帶信號，可以表示為：

式中，a_i、b_i表示兩路正交數據信息，T表示數據周期，g(·)表示基帶符號波形函數，由于數據只能為1或-1，近似認為

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述載波二倍頻信號表示為：

式中，I₂(n)表示載波二倍頻信號的同相支路信號，Q₂(n)表示載波二倍頻信號的正交支路信號。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，載波四倍頻信號表示為：

式中，I₄(n)表示載波四倍頻信號的同相支路信號，Q₄(n)表示載波四倍頻信號的正交支路信號。

6.一種OQPSK衛星雙向時間比對信號頻率同步系統，其特征在于，包括：

非線性預處理模塊，用于對接收到的OQPSK數傳信號進行非線性預處理，得到載波四倍頻信號；

頻率提取模塊，用于通過快速傅里葉變換(FFT)和鎖頻環(FLL)的方式對載波四倍頻信號進行頻率提取；將提取的載波頻率輸出給鎖相環及位同步環進行動態輔助；

鎖相環和位同步環模塊，用于對接收到的OQPSK數傳信號進行載波和數據相位跟蹤，完成實時時間比對數據信息的解調。

7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述非線性預處理單元包括：

二倍頻獲取單元，用于對接收的高數據率衛星雙向時間比對OQPSK數傳信號進行二倍頻處理，經過三角變換后，得到載波二倍頻信號；

四倍頻獲取單元，用于繼續對所述載波二倍頻信號進行倍頻處理，得到接收信號的載波四倍頻信號。

8.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，二倍頻獲取單元包括

第一平方器，輸入OQPSK同相支路信號I(n)得到I²(n)；

第二平方器，輸入OQPSK正交支路信號Q(n)得到Q²(n)；

第一加法器，與所述第一平方器和第二平方器的輸出端連接，使信號I²(n)和Q²(n)的反向信號相加得載波二倍頻信號的同相支路信號I₂(n)；

第一乘法器，使2I(n)和Q(n)相乘得到載波二倍頻信號的正交支路信號Q₂(n)。

9.根據權利要求8所述的系統，其特征在于，四倍頻獲取單元包括

第三平方器，與第一加法器輸出端連接，輸入I₂(n)的得到

第四平方器，與第一乘法器輸出端連接，輸入Q₂(n)得到

第二加法器，與所述第三平方器和第四平方器的輸出端連接，使信號和的反向信號相加得到載波四倍頻信號的同相支路信號I₄(n)；

第二乘法器，使2I₂(n)和Q₂(n)相乘得到載波四倍頻信號的正交支路信號Q₄(n)。