[发明专利]连续相位调制前导设计及其同步方法和装置

说明书

本发明公开了一种连续相位调制前导设计及其同步方法和装置，其中，方法包括以下步骤：步骤S1：获取调制指数满足预设条件的连续相位调制前导信号；步骤S2：根据前导信号的频谱特性，并利用特定频点能量检测的方式，对接收信号进行快速时频二维搜索，且通过频率精进行同步，直至频率估计残差小于预设阈值；步骤S3：将本地信号与接收信号进行匹配，生成信号的定时精同步结果。该方法充分利用了调制指数接近1的CPM信号的频谱特征，满足强干扰和高动态环境下的信号到达检测和同步需求。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及在连续相位调制信号的通信系统中，可用于有远距离传输要求的无线通信领域以及卫星通信领域，特别涉及一种连续相位调制前导设计及其同步方法和装置。

背景技术

现代通信中，信号能够传输的距离以及信号的功率利用率已经成为衡量通信方式的标准之一。由于对传输距离的要求越来越高，工程中一般采用非线性的高效功率放大器来提高功率利用效率。但是，非恒包络调制的信号在功率放大器非线性区域会出现频谱扩散，使性能迅速恶化。因此要找到合适的调制方式，减弱非线性器件对性能的影响。

连续相位调制(CPM)信号有相位连续的特点，因此作为连续相位信号较早的研究对象。CPM信号的优势为：CPM信号是恒包络信号，不敏感功率放大器的非线性特性；CPM信号是连续相位信号，因此带外辐射小，旁瓣衰减快，功率谱性能优越，对相邻频段信号干扰小。

对每一种性能优越的调制解调方法，都要求收发系统精确的同步，否则调制解调算法的优越性就得不到保证，其先进性也得不到发挥。信号的同步是信号可以正确解调的必要条件，表现为收发信号在时间和频率上保持一致。现代数字通信同步类型可以分为：载波频率同步、载波相位同步以及定时同步。同步方法主要分为非数据辅助法和数据辅助法。前者一般运算量大，但没有额外功率或带宽开销；后者运算量较小，但缺点是传输效率下降。传统的CPM同步方法有以下特点：

(1)CPM信号在工程中易于实现的载频同步方法一般建立在有相对准确的定时信息之上，也就是载频同步要基于定时同步得出的定时信息，而非数据辅助的同步方法复杂段太高；

(2)CPM信号的非数据辅助定时估计方法由于信号包络恒定且相位连续，定时信息的提取难度大，因此实际应用的系统一般单独传输码钟信号，但是这样降低了功率和资源利用率，而且设备较为复杂；

(3)基于数据辅助的同步方法实现简单，但是对于突发模式传输系统没有良好的检测方法，往往需要先进行帧同步来找到辅助数据，增加了实现上的困难。

综上所述，CPM信号是一种适用于远距离无线通信系统的调制信号，而传统同步方法在兼顾时间同步和频率同步的实现时，处理复杂度较高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一目的在于提出一种连续相位调制前导设计及其同步方法，该方法充分利用了调制指数接近1的CPM信号的频谱特征，满足强干扰和高动态环境下的信号到达检测和同步需求。

本发明的第二个目的在于提出一种连续相位调制前导设计及其同步方法。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提供一种连续相位调制前导设计及其同步方法，包括以下步骤：步骤S1：获取调制指数满足预设条件的连续相位调制前导信号；步骤S2：根据所述前导信号的频谱特性，并利用特定频点能量检测的方式，对接收信号进行快速时频二维搜索，且通过频率精进行同步，直至频率估计残差小于预设阈值；步骤S3：将本地信号与所述接收信号进行匹配，生成信号的定时精同步结果。