[发明专利]一种面向MF-TDMA的星上多载波解调器

权利要求书

1.一种面向MF-TDMA的星上多载波解调器，其特征在于，包括时间共享的全时捕获器、定时同步器、载波跟踪环路和符号解映射器；

所述全时捕获器，用于分别对输入数据及延时后的输入数据进行滤波后，通过计算得到粗捕频偏补偿值和粗捕相偏补偿值；所述输入数据包括星上多载波分路后的串流形式的多路IQ信号，以及分路对应的载波标签和数据有效使能；

所述定时同步器，用于对输入的星上多载波分路后的串流形式的多路IQ信号依次进行串并转换、定时误差检测和插值运算后，得到定时同步后插值恢复的数据；其中，各载波参数按照载波标签对应的地址存入RAM中，在每次到来多路IQ信号时取出对应的载波参数进行插值运算；

所述载波跟踪环路包括载波鉴相器、环路滤波器、NCO数据存储和NCO数控振荡器，定时同步后插值恢复的数据以符号速率送入载波跟踪环路；所述载波鉴相器根据调制方式选择对应鉴相公式提取当前符号的相差；所述环路滤波器将带有载波标签的鉴相结果与上一次环路滤波器结果进行运算输出频率控制字；所述NCO数据存储用于存储多载波各分路的频率控制字；NCO数控振荡器根据粗捕频偏补偿值和粗捕相偏补偿值输入到对应地址的存储空间产生正弦波，完成残留多普勒频率的剥离，从而得到载波跟踪的数据；

所述符号解映射器根据调制方式对定时同步和载波跟踪的数据完成符号解映射；

所述全时捕获器中采用滤波器H1和H2分别对输入数据及延时后的输入数据进行滤波；设滤波器H1的输出结果为Y1，滤波器H2的输出结果为Y2，其中Y1和Y2均为复数，则所述全时捕获器计算得到粗捕频偏补偿值和粗捕相偏补偿值的过程为：

(1)将Y1和Y2相加，得到SUM；

(2)对SUM求模，得到Amp；其中SUM为复数，Amp为实数；

(3)将SUM与每个门限进行对比，当SUM大于门限，则捕获成功；

(4)将所有门限捕获成功的SUM中的最大值对应的Y1和Y2进行共轭相乘，得到Conj_Y1Y2；其中Conj_Y1Y2为复数；

(5)将Conj_Y1Y2求反正切后除以T/2，得到残余频差Feq，即为粗捕频偏补偿值；

(6)将Conj_Y1Y2与SUM进行共轭相乘，得到Pha；

(7)将Pha取共轭为Conj_Pha，即粗捕相偏补偿值。

2.根据权利要求1所述的面向MF-TDMA的星上多载波解调器，其特征在于，所述载波标签的取值区间为[0,M-1]，其中，M为MF-TDMA体制下最大载波数。

3.根据权利要求1所述的面向MF-TDMA的星上多载波解调器，其特征在于，所述滤波器H1和H2均为直接型FIR滤波器。

4.根据权利要求3所述的面向MF-TDMA的星上多载波解调器，其特征在于，所述输入数据的数据帧头上采样4倍的序列长度为N，则将前N/2序列作为滤波器H1的系数，将后N/2序列作为滤波器H2的系数。

5.根据权利要求3所述的面向MF-TDMA的星上多载波解调器，其特征在于，延时后的输入数据的延时长度为N/2。

6.根据权利要求3所述的面向MF-TDMA的星上多载波解调器，其特征在于，所述滤波器H1和H2的每一级滤波器运算单元开辟深度为M的存储空间RAM，数据初始化为0；所述滤波器H1和H2进行滤波时，根据载波标签和数据有效使能，通过每一级的滤波器运算单元从存储空间RAM中读取地址等于载波标签的数据送入下一级运算单元，并用本次运算结果更新该地址数据空间。

7.根据权利要求3所述的面向MF-TDMA的星上多载波解调器，其特征在于，所述定时同步器采用基于平方律定时估计的前向结构。