[發明專利]面向短突發通信的全數據收斂判決導向載波恢復方法

有效

• 申請號: 202110651145.8
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113422747B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 宮豐奎;胡潤江;呂紫薇;宋佩陽;高洋
• 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: 王品華

本發明提出的一種面向短突發通信的全數據收斂判決導向載波恢復方法，主要解決現有技術在幀長較短和符號信噪比較低情況下，無法完成收斂恢復的問題。其方案是：對接收機接收到的中頻信號進行相關處理和逆序拼接；從逆序拼接數據集中選取部分數據，將其與復正余弦值進行復數相乘，得到頻偏補償信號數據集，并計算其相位差值；對相位差值進行環路濾波處理，并在逆序點處對其進行修正；對修正后的估計頻偏數據集進行累加和更新；將更新后的頻偏補償信號數據集中未收斂的數據用收斂數據替換，作為載波恢復信號輸出。本發明降低了數據處理時間，在低信噪比情況下，提高系統恢復的準確性，可用于衛星通信、數傳中突發通信中降低頻率偏差。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，主要涉及一種判決導向載波恢復方法，可用于衛星通信、數傳中突發通信中降低頻率偏差。

背景技術

在突發通信系統中，頻率偏差是信道信息中較為重要的特征參數。在收發兩端移動性強時會導致較大的多普勒頻偏。除此之外收發兩端的晶振不同步也會引起一定的頻率偏移，頻率偏移是影響系統性能的重要因素之一。通過判決和環路濾波器對數據頻偏進行估計并補償的方法就是載波恢復。

通過數據判決方法實現的載波恢復算法中最常用的基礎算法為判決導向DD算法，現有無數據輔助算法大都基于DD算法改進形成，但大部分改進算法無法適應突發通信系統收斂速度快，幀長短，頻偏大，數據全有效的特性。

福建星海通信科技有限公司在其申請的專利“一種基于組合環的快速載波恢復系統及方法”(申請號：201910618499.5，公開號：CN110324272A)中提出了一種基于組合環的快速載波恢復方法，該方法的步驟是：設置五組同步序列；接收第二脈沖數據并轉換對應的數字信號，當數字信號大于預設閾值時運行科斯塔斯環并記錄字符數，同時開始計時，當時長等于預設閾值的持續時長時，判斷計時時長是否大于預設閾值；判斷步驟二記錄的字符數是否等于第二字符數，若是，獲取科斯塔斯環捕獲的數字信號作為單載波數據，進行載波粗同步，并且截止科斯塔斯環的同時運行通用載波恢復環開始捕獲，并重新記錄字符數；判斷步驟三重新記錄的字符數是否等于第三字符數，若是，則獲取通用載波恢復環捕獲的數字信號，作為第一固定數據，重新記錄字符數并繼續捕獲；判斷步驟四重新記錄的字符數是否等于第四字符數，若是，則獲取通用載波恢復環捕獲的數字信號，作為第二固定數據，根據所述第一固定數據與第二固定數據進行載波細同步并重新記錄字符數并繼續捕獲；最后判斷重新記錄的字符數是否等于第五字符數，若是，則獲取通用載波恢復環捕獲的數字信號，得到同步數據。該方法雖然能夠快速完成載波恢復過程，但是仍然存在不足之處：第一、頻譜效率低，該方法需要特定的同步序列，這會占用帶寬內有效符號的空間，使得有效信號的頻譜利用率降低；第二、實現復雜度高，該方法多次使用斯克塔斯環進行同步，且同時進行了兩個環路的載波恢復，實現復雜度較高。

西安電子科技大學在其申請的專利文獻“基于緩存的快速收斂判決引導載波恢復方法及系統”(申請號：201811188038.0，公開號：CN109462563A)中提出了一種快速收斂判決引導載波恢復方法，該方法的步驟是：獲取第一數據符號和第一幀頭符號；根據所述第一數據符號和所述第一幀頭符號得到第二數據符號；依次對所述第二數據符號進行緩存并計數，分別得到第一輸入符號或第二輸入符號；根據第一補償信號對所述第一輸入符號或所述第二輸入符號進行相位補償，得到第一輸出符號；根據所述第一輸出符號計算得到第二補償信號；將所述第二補償信號賦值給所述第一補償信號，重復步驟以上步驟，對后續的第一輸入符號或第二輸入符號依次進行相位補償。該方法可以實現在極小有效符號數內的載波恢復，但是該方法仍然存在兩方面的不足：

第一，由于該方法在幀長較短時，無法完成收斂恢復，

第二，由于該方法的收斂時間較長，不能實現輸出的糾偏后的數據全有效，導致在符號信噪比較低情況下發生誤判的概率極高，

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術的不足，提出一種面向短突發通信的全數據收斂判決導向載波恢復方法，以在幀長較短和低信噪比情況下，完成收斂恢復，提高系統恢復的準確性。