【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及數(shù)據(jù)鏈通信，特別涉及彈載組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈通信技術(shù)中的位同步方法領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
1、現(xiàn)有技術(shù)一：《無人機(jī)測(cè)控鏈路位同步環(huán)路的設(shè)計(jì)與fpga實(shí)現(xiàn)通信技術(shù)第52卷第10期》設(shè)計(jì)了基于gardner算法加farrow結(jié)構(gòu)的位同步環(huán)路，該算法主要包括內(nèi)插濾波器模塊、定時(shí)誤差檢測(cè)器模塊、環(huán)路濾波器模塊和nco控制器模塊，如圖1所示為基于gardner算法的位同步環(huán)路設(shè)計(jì)框圖，該算法能夠跟蹤一定程度的由收發(fā)端時(shí)鐘不一致以及多普勒頻移導(dǎo)致的位定時(shí)時(shí)鐘漂移。
2、現(xiàn)有技術(shù)二《基于gmsk調(diào)制的短時(shí)猝發(fā)系統(tǒng)的時(shí)頻同步方案的設(shè)計(jì)信息通信第210期》指出常用的閉環(huán)同步算法由于需要反饋和迭代，同步時(shí)間較長，不適合于短突發(fā)通信系統(tǒng)，故其采用開環(huán)的位同步方案。該方案采用10組128位pn碼作為同步頭，當(dāng)檢測(cè)到有8個(gè)峰值大于同步門限時(shí)，判定同步成功，并將峰值的最大值出現(xiàn)最多的采樣通道判定為最佳采樣通道。
3、現(xiàn)有技術(shù)三《全數(shù)字單載波接收機(jī)位同步研究通信技術(shù)第54卷第4期》指出負(fù)反饋環(huán)位同步算法收斂時(shí)間長、不適用于短時(shí)間突發(fā)傳輸，并提出了一種前饋式的全數(shù)字位同步算法，該算法利用物理幀頭的偽隨機(jī)序列信息直接估算出最佳采樣時(shí)間，通過插值算法恢復(fù)出最佳采樣時(shí)間的采樣值，從而在不增加其他冗余信息的條件下，實(shí)現(xiàn)了位同步算法的快速收斂。
4、現(xiàn)有技術(shù)一采用基于gardner算法加farrow結(jié)構(gòu)的位同步環(huán)路，該技術(shù)能夠跟蹤一定程度的由收發(fā)端時(shí)鐘不一致以及多普勒頻移導(dǎo)致的位定時(shí)時(shí)鐘漂移，然而該技術(shù)采用的算法屬于閉環(huán)同步算法，位同步
5、現(xiàn)有技術(shù)二采用基于過采樣及時(shí)域相關(guān)的開環(huán)的位同步方案，該技術(shù)不需要環(huán)路鎖定時(shí)間，可用于具有高動(dòng)態(tài)及突發(fā)通信特點(diǎn)的組網(wǎng)通信系統(tǒng)中。由于該方案不含插值器，其采用的采樣率為符號(hào)速率的整數(shù)倍，該條件在某些應(yīng)用中不能滿足，從而限制了該技術(shù)的應(yīng)用；考慮到該技術(shù)利用高倍過采樣率提高位同步精度，故寬帶通信應(yīng)用場(chǎng)景下的高精度位同步給通信系統(tǒng)的位同步帶來了挑戰(zhàn)，該應(yīng)用場(chǎng)景下需要多路相關(guān)器針對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，從而增加了位同步復(fù)雜度；該技術(shù)僅對(duì)突發(fā)幀的到達(dá)時(shí)刻進(jìn)行同步，未考慮到收發(fā)兩端采樣時(shí)鐘頻率不一致以及由多普勒造成的時(shí)鐘漂移引起的位同步誤差。
6、現(xiàn)有技術(shù)三采一種前饋式的全數(shù)字位同步算法，該算法利用物理幀頭的偽隨機(jī)序列信息直接估算出最佳采樣時(shí)間，通過插值算法恢復(fù)出最佳采樣時(shí)間的采樣值，從而在不增加其他冗余信息的條件下，實(shí)現(xiàn)了位同步算法的快速收斂。雖然該技術(shù)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)一及現(xiàn)有技術(shù)二有很大改進(jìn)，但該技術(shù)同樣未考慮到收發(fā)兩端采樣時(shí)鐘頻率不一致以及由多普勒造成的時(shí)鐘漂移引起的位同步誤差，故其在高動(dòng)態(tài)環(huán)境下會(huì)引起位同步偏移。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)提供了一種可用于k頻段彈載組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈的位同步裝置及方法，適用于具有高動(dòng)態(tài)以及突發(fā)通信特點(diǎn)的組網(wǎng)通信系統(tǒng)中。具體技術(shù)方案如下：
2、一種用于k頻段彈載組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈的位同步裝置，包括幀同步模塊、位同步誤差估計(jì)模塊和位同步誤差補(bǔ)償模塊，其中，幀同步模塊用于完成幀同步功能，位同步誤差估計(jì)模塊用于完成采樣偏移估計(jì)以及采樣頻率偏移估計(jì)，位同步誤差補(bǔ)償模塊用于根據(jù)采樣偏移估計(jì)值和采樣頻率偏移估計(jì)值完成采樣偏移及采樣頻率偏移補(bǔ)償。
3、進(jìn)一步的，所述的位同步誤差補(bǔ)償模塊包括補(bǔ)償控制器和內(nèi)插濾波器；其中，內(nèi)插濾波器在補(bǔ)償控制器的控制下完成幀同步后的基帶信號(hào)的插值。
4、進(jìn)一步的，所述的內(nèi)插濾波器采用立方lagrange插值濾波器。
5、進(jìn)一步的，內(nèi)插濾波器基于前后4個(gè)基準(zhǔn)采樣點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)插，基準(zhǔn)采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的立方lagrange插值濾波器系數(shù)為如下公式(1)所示：
6、
7、其中，u為分?jǐn)?shù)間隔。
8、進(jìn)一步的，采用載波多普勒頻移完成采樣頻率偏移估計(jì)。
9、一種用于k頻段彈載組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈的位同步方法，基于上述位同步裝置實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟：位同步誤差補(bǔ)償控制器接收位同步誤差估計(jì)模塊輸出的采樣偏移估計(jì)值及采樣頻偏估計(jì)值，首先位同步誤差補(bǔ)償控制器根據(jù)采樣偏移估計(jì)值和采樣頻偏估計(jì)值為各個(gè)符號(hào)確定4個(gè)基準(zhǔn)采樣點(diǎn)，其中，各個(gè)符號(hào)指輸入系統(tǒng)的一組待同步的采樣數(shù)據(jù)；接著位同步誤差補(bǔ)償控制器根據(jù)采樣偏移估計(jì)值及采樣頻偏估計(jì)值估算出各個(gè)符號(hào)分?jǐn)?shù)間隔u；最后位同步誤差補(bǔ)償控制器控制內(nèi)插濾波器根據(jù)各個(gè)符號(hào)選定的基準(zhǔn)采樣點(diǎn)和分?jǐn)?shù)間隔完成基帶信號(hào)插值并輸出插值后的基帶信號(hào)作為位同步后的基帶信號(hào)。
10、采用本專利技術(shù)能夠取得以下有益效果：
11、1、本專利技術(shù)能夠消除由于收發(fā)兩端采樣時(shí)鐘頻率不一致以及由多普勒造成的時(shí)鐘漂移引起的位同步誤差。
12、2、本專利技術(shù)采用載波多普勒頻移完成采樣頻率偏移估計(jì)，根據(jù)采樣頻率偏移估計(jì)以及幀同步信息完成整幀數(shù)據(jù)位同步，特別適用于具有高動(dòng)態(tài)以及突發(fā)通信特點(diǎn)的組網(wǎng)通信應(yīng)用中。
13、3、本專利技術(shù)均能工作在圖4(a)、(b)所示的兩種物理層幀結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)中，本專利技術(shù)提出的位同步算法具有普遍適用性。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種用于K頻段彈載組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈的位同步裝置，其特征在于：包括幀同步模塊、位同步誤差估計(jì)模塊和位同步誤差補(bǔ)償模塊，其中，幀同步模塊用于完成幀同步功能，位同步誤差估計(jì)模塊用于完成采樣偏移估計(jì)以及采樣頻率偏移估計(jì)，位同步誤差補(bǔ)償模塊用于根據(jù)采樣偏移估計(jì)值和采樣頻率偏移估計(jì)值完成采樣偏移及采樣頻率偏移補(bǔ)償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于K頻段彈載組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈的位同步裝置，其特征在于：所述的位同步誤差補(bǔ)償模塊包括補(bǔ)償控制器和內(nèi)插濾波器；其中，內(nèi)插濾波器在補(bǔ)償控制器的控制下完成幀同步后的基帶信號(hào)的插值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于K頻段彈載組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈的位同步裝置，其特征在于：所述的內(nèi)插濾波器采用立方Lagrange插值濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的任意一種用于K頻段彈載組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈的位同步裝置，其特征在于：內(nèi)插濾波器基于前后4個(gè)基準(zhǔn)采樣點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)插。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的任意一種用于K頻段彈載組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈的位同步裝置，其特征在于：采用載波多普勒頻移完成采樣頻率偏移估計(jì)。
6.一種用于K頻段彈載組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈的位同步方法，
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于k頻段彈載組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈的位同步裝置，其特征在于：包括幀同步模塊、位同步誤差估計(jì)模塊和位同步誤差補(bǔ)償模塊，其中，幀同步模塊用于完成幀同步功能，位同步誤差估計(jì)模塊用于完成采樣偏移估計(jì)以及采樣頻率偏移估計(jì)，位同步誤差補(bǔ)償模塊用于根據(jù)采樣偏移估計(jì)值和采樣頻率偏移估計(jì)值完成采樣偏移及采樣頻率偏移補(bǔ)償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于k頻段彈載組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈的位同步裝置，其特征在于：所述的位同步誤差補(bǔ)償模塊包括補(bǔ)償控制器和內(nèi)插濾波器；其中，內(nèi)插濾波器在補(bǔ)償控制器的控制下完成幀同步后的基帶信號(hào)的插值。
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬世銀，丁峰，邵瑜，李雯，郭鑫，陳昱良，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京航天科工世紀(jì)衛(wèi)星科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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