[发明专利]一种低轨卫星短时突发解调方法

说明书

本发明涉及短时突发信号解调技术领域，具体涉及一种低轨卫星短时突发解调方法；设计了一种低轨卫星短时突发解调方法，基于能量检测引入匹配滤波，进行定时同步、频偏估计以及相偏估计，实现低轨卫星短时突发信号解调；其中，环路滤波包括压控振荡器NCO、内插滤波器、小波间隔估计、时钟误差检测以及环路滤波器；能够有效解决低轨卫星通信信号多普勒频移大、持续时间短、起始时间以及持续时间不确定情况下的解调问题。

技术领域

本发明涉及短时突发信号解调技术领域，具体涉及一种低轨卫星短时突发解调方法。

背景技术

随着21世纪的到来，卫星通信将进入个人通信时代，这个时代的最大特点就是卫星通信终端达到手持化，个人通信实现全球化。同步静止轨道(GEO)卫星移动通信技术日臻成熟，具有卫星数量少、全球覆盖、24小时通信不必切换卫星、卫星跟踪控制简单等优点，但也存在轨道高、传播路径远、衰减大、延时长等不足。特别是随着纬度的增大，地面观察卫星的仰角不断减小，地形地物对移动用户的阻挡不可忽视，这对于个人通信业务极为不利。另外，GEO轨道日益拥挤，卫星功率受限，移动用户终端的体积和重量难以降低。所以人们普遍认为，同步静止轨道(GEO)卫星固然可以用于移动通信，但是用于个人通信还存在较大的技术困难。正因如此，提出了利用多颗中、低轨道卫星覆盖全球来实现个人移动通信的方案。低轨卫星移动通信系统中由于卫星快速运动导致其多普勒效应显著。

现代通信系统中突发信号是一种广泛使用的信号，例如卫星通信中TDMA系统、陆基蜂窝移动通信系统。“突发信号”现在还没有的明确定义，突发信号一个显著特点就是持续时间短，大都以毫秒为单位。一般将不适合使用传统的连续信号的解调技术的持续时间比较短的信号称为突发信号。突发信号有一个普遍特点就是信号起始时间和信号持续时间往往不确定。

信号检测和同步是短时接收中关键的环节，信号能否准确地解调，信息能否完整地还原，在很大程度上取决于同步性能的优劣。突发信号同步技术包括了定时同步技术和载波同步技术。定时同步技术主要涉及定时误差估计和定时误差校正；载波同步技术又可以分为载波频偏估计与校正和载波相偏估计与校正。

无论定时同步还是载波同步，根据对同步头数据的使用情况，可以分为两类：数据辅助同步技术和非数据辅助同步技术。基于短时突发信号持续时间短，起始结束时刻不确定的特点，在非协作接收过程中主要采用非数据辅助的前向同步结构实现突发信号的同步处理。

目前存在低轨卫星通信信号多普勒频移大、持续时间短、起始时间以及持续时间不确定情况下的解调问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种低轨卫星短时突发解调方法。

一方面，本发明提供了一种低轨卫星短时突发解调方法，所述方法包括如下述步骤：

S1：预设解调门限m；对接收到的下变频信号进行能量检测，通过自相关计算设置合理的阈值，将自相关计算的结果与阈值进行比较，提取有效信号X(t)；

S2：对检测到的基带信号进行匹配滤波，得到信号X(n)；

S3：根据匹配滤波之后的信号X(n)进行时钟误差检测,从而获得内插滤波器的控制量m_k和u_k；

S4：将控制量m_k和u_k经环路滤波器处理，滤出高频分量以及带外干扰，通过反馈不断调整m_k和u_k，使得定时误差最小；

S5：数控振荡器NCO更新，通过NCO输出η(mk)调整小波间隔估计，通过小波间隔估计输出η(k)调整内插滤波器，同时根据Overflow调整内插滤波器，输出x(kT_i)；

S6：将x(kT_i)与解调门限m进行比较；若大于解调门限m，则输出解调结果；若小于解调门限m，则进入步骤S7。