專利名稱：一種多路快跳頻信號處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種多路快跳頻信號處理方法。
背景技術(shù)：
新一代通信衛(wèi)星通過采用跳頻通信技術(shù)，提供抗干擾移動通信業(yè)務(wù)，具有抗干擾能力強，支持的用戶多的特點。該系統(tǒng)是一個支持多用戶的衛(wèi)星跳頻通信系統(tǒng)，由于地面用戶數(shù)很多，為了節(jié)省星上資源，星上解跳時多個用戶公用一個解跳頻本振，所以衛(wèi)星上行鏈路的多用戶采用先頻分復(fù)用FDMA再跳頻的體制。在FSK調(diào)制方式中，頻率的一次變換傳輸一個碼元符號，F(xiàn)DMA 信道間隔4倍的符號速率，星上使用模擬解跳，將解跳以后的固定中頻多路信號使用一個 AD統(tǒng)一采樣，然后進行數(shù)字處理，需要進行數(shù)字分路，解調(diào)，同步誤差估計，頻偏估計信道功率估計等處理，按照常規(guī)的方法完成這些處理需要非常大的星上處理資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種多路快跳頻信號處理方法。采用本發(fā)明所述方法在保證算法精度的同時大大的減少了運算規(guī)模，降低了星上處理復(fù)雜度。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是利用FSK頻率調(diào)制的特點，將FSK解調(diào)、參數(shù)估計與FDMA信號數(shù)字下變頻分路相結(jié)合，利用數(shù)字分路運算直接產(chǎn)生解調(diào)和參數(shù)估計算法中需要用到的相關(guān)卷積的結(jié)果。具體方法步驟如下(1)對輸入的多路FDMA信號以4N/Tb的采樣率進行AD進行采樣，獲得采樣共4N 點的采樣序列。(2)采樣序列處理將采樣序列分為前2N點采樣序列和后2N點采樣序列。分別在前2N點采樣序列后和后2N點采樣序列前補充2N點個0值，構(gòu)成兩個4N 點的序列。 (3)對兩個4N點的序列進行FFT變換，分別獲得對應(yīng)于前半符號2N點采樣后序列的累加值Sfi和對應(yīng)于后半符號2N點采樣后序列的累加值啦，0 ( i ( 4N-1。按頻點將Sfi和Sbi相加，獲得序列Si ；若對信息序列進行解調(diào)，則轉(zhuǎn)入步驟(4)， 若對信息序列進行參數(shù)估計處理，則轉(zhuǎn)入步驟(5)。(4)信息序列解調(diào)根據(jù)步驟⑶中獲得的序列Si，對第i路信息序列進行判決獲得對輸入信息序列的解調(diào)結(jié)果。(5)參數(shù)估計處理根據(jù)步驟中獲得的解調(diào)結(jié)果，選取每路中的f0或者fl支路的前半符號和后半符號累加值，進行參數(shù)估計，分別獲得第i路信息序列的功率值、頻率偏移和跳頻同步誤差。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(1)采用本發(fā)明所述方法可以使得處理性能達到理論值，常規(guī)的數(shù)字分路算法用來處理多路快跳頻FDMA信號性能比較差，原因是跳頻同步誤差會被分路的低通濾波器濾掉，無法提取出同步誤差信號，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)同步不準(zhǔn)，傳輸性能下降。(2)本發(fā)明方法中數(shù)字處理算法運算量小，原因是將N路信號的解調(diào)以及參數(shù)估計中運算量大的運算都集中到數(shù)字分路中的FFT運算中，從而大大的節(jié)省了數(shù)字處理的硬件規(guī)模，需要的數(shù)字電路的邏輯門數(shù)僅有常規(guī)數(shù)字分路解調(diào)的三分之一左右。


圖1為數(shù)字分路原理圖；
圖2為FSK解調(diào)原理圖；圖3為跳頻同步誤差提取原理圖；圖4為功率估計原理圖；圖5為鑒頻原理圖；圖6為本發(fā)明流程圖。
具體實施例方式下面就結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步介紹。對于本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)進行初步的介紹。數(shù)字分路技術(shù)一般數(shù)字分路算法采用FFT分路算法，F(xiàn)FT分路算法可以等效為圖1的處理過程。 圖1所示的方法等效為對輸入的一路FDMA信號只使用一個AD統(tǒng)一采樣，然后分別利用多個不同的載波進行下變頻，得到一組分離的零中頻基帶信號，再對獲得的零中頻基帶信號進行低通濾波后便可得到對FDMA信道的分路輸出。解調(diào)技術(shù)在調(diào)頻系統(tǒng)中每跳傳輸一個碼元，由于跳頻的影響，在碼元轉(zhuǎn)換時刻會產(chǎn)生了一個隨機相位，因此必須采用非相干解調(diào)算法見圖2。提取位于&和兩個頻點的碼元序列， 并分別進行累加，然后再利用累加后的序列進行判斷。跳頻同步誤差估計方法利用一個跳頻駐留時間內(nèi)，前半跳時間中的信號能量的累加平均值與后半跳時間中的信號能量的累加平均值比較，給出跳頻超前或滯后信息。如果前半碼元能量大于后半碼元能量，則地面跳頻相位超前星上跳頻相位；如果前半碼元能量小于后半碼元能量，則地面跳頻相位滯后星上跳頻相位，見圖3。功率估計方法分別對&和支路進行匹配相關(guān)然后取模值，取出模值大的一路作為功率值，見圖4。頻偏估計方法
在1跳傳輸1比特的快跳系統(tǒng)中的載波頻率在不停的跳變，由于技術(shù)實現(xiàn)上的困難和復(fù)雜性，無法保證載波跳變過程中相位的連續(xù)性。因此將鑒頻放在每一跳中，即每次利用一跳中的采樣點計算得到一次頻偏。根據(jù)解調(diào)判決的結(jié)果，選取&或者支路的變頻結(jié)果，然后按照圖5的方法求出頻偏。本發(fā)明技術(shù)方案本發(fā)明中對多路快跳頻信號分路解調(diào)參數(shù)估計聯(lián)合處理方法的思想是將圖1中的低通濾波器采用矩形窗函數(shù)，同時將分路間隔設(shè)置為符號速率，正好可以將FFT算法等效為FDMA的FSK信號的非相干解調(diào)。從同步誤差估計和頻偏估計算法可以看出這兩個算法都需要前半碼元的累加值和后半碼元的累加值，所以進一步取矩形窗函數(shù)的寬度為Tb/2， 其中Tb為一個調(diào)制符號的持續(xù)時間，這樣正好產(chǎn)生前半碼元的累加值和后半碼元的累加值，可以供跳時差估計、頻偏估計、解調(diào)使用。FFT變換的數(shù)學(xué)表達式為
權(quán)利要求
1. 一種多路快跳頻信號處理方法，用于對經(jīng)過解跳頻處理之后獲得的包含信息序列的多路FDMA信號進行解調(diào)和參數(shù)估計處理，其特征在于包括以下步驟(1)對輸入的多路FDMA信號以4N/Tb的采樣率進行AD進行采樣，獲得采樣共4N點的采樣序列；(2)采樣序列處理將采樣序列分為前2N點采樣序列和后2N點采樣序列；分別在前2N點采樣序列后和后2N點采樣序列前補充2N點個0值，構(gòu)成兩個4N點的序列；(3)對兩個4N點的序列進行FFT變換，分別獲得對應(yīng)于前半符號2N點采樣后序列的累加值Sfi和對應(yīng)于后半符號2N點采樣后序列的累加值讓”0彡i彡4N-1 ；按頻點將Sfi和Sbi相加，獲得序列Si ；若對信息序列進行解調(diào)，則轉(zhuǎn)入步驟，若對信息序列進行參數(shù)估計處理，則轉(zhuǎn)入步驟(5)；(4)信息序列解調(diào)根據(jù)步驟(3)中獲得的序列Si，對第i路信息序列進行判決獲得對輸入信息序列的解調(diào)結(jié)果；(5)參數(shù)估計處理根據(jù)步驟中獲得的解調(diào)結(jié)果，選取每路中的f0或者fl支路的前半符號和后半符號累加值，進行參數(shù)估計，分別獲得第i路信息序列的功率值、頻率偏移和跳頻同步誤差。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多路快跳頻信號處理方法，包括對以4N/Tb的采樣率獲得的采樣序列進行預(yù)處理，形成兩個4N點序列并分別進行FFT變換的步驟；對預(yù)處理后序列進行解調(diào)和參數(shù)估計的步驟。采用本發(fā)明在保證算法精度的同時大大的減少了運算規(guī)模，降低了星上處理復(fù)雜度。
文檔編號H04B1/713GK102299737SQ20111024440
公開日2011年12月28日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者周國昌, 朱紅, 李振華, 李雄飛, 江桂芳, 許寧 申請人:西安空間無線電技術(shù)研究所