本發(fā)明涉及衛(wèi)星無線通信技術領域，特別是涉及一種衛(wèi)星通信突發(fā)定時同步系統(tǒng)。

背景技術：

時分多址(TDMA)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)采用突發(fā)方式通信。突發(fā)中包含已知獨特碼字段，用于接收端同步。已知獨特碼字段越多，接收端同步性能越好，但是數(shù)據(jù)傳輸效率越低。由于衛(wèi)星通信時使用的衛(wèi)星帶寬資源極其寶貴，時分多址的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，通常使用包含較多獨特碼的突發(fā)用于全網(wǎng)同步，使用包含較少獨特碼的突發(fā)用于傳輸業(yè)務數(shù)據(jù)或系統(tǒng)信息。

突發(fā)定時同步技術是一種從接收到的多倍采樣突發(fā)信號中定位出突發(fā)最佳采樣值的技術。由于定時同步帶來的誤差可能導致時分多址系統(tǒng)發(fā)生突發(fā)沖突或收不到突發(fā)等現(xiàn)象，進而導致無法通信。因此，能夠準確定位出突發(fā)最佳采樣值，對時分多址的衛(wèi)星通信系統(tǒng)至關重要。

目前，定時同步方法較多，主要有：通過壓控振蕩器控制采樣時刻；將接收信號與本地已知獨特碼序列做自相關處理，使得相關峰取得最大值所對應采樣時刻為最佳采樣時刻。然而，通過壓控振蕩器控制采樣時刻的定時同步方法不適用于突發(fā)定時同步；基于自相關處理的定時同步方法，在已知獨特碼較少時，存在定時誤差較大的缺點。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種衛(wèi)星通信突發(fā)定時同步系統(tǒng)，能夠準確定位出較少獨特碼突發(fā)的最佳采樣位置。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：一種衛(wèi)星通信突發(fā)定時同步系統(tǒng)，包括：第一定時同步單元，用于根據(jù)接收信號序列抽取出完整的突發(fā)信號；第二定時同步單元，用于根據(jù)所述突發(fā)信號抽取出突發(fā)信號的最佳采樣序列。

所述第一定時同步單元包括：第一級定時同步模塊，用于對所述接收信號序列進行第一級定時同步處理，獲取突發(fā)信號在接收信號序列中的位置并輸出；第一緩存模塊，用于緩存接收信號序列；第一抽取模塊，用于根據(jù)所述突發(fā)信號在接收信號序列中的位置從所述第一緩存模塊中的接收信號序列中抽取出完整的突發(fā)信號。

所述第一級定時同步模塊采用相關能量最大法來獲取突發(fā)信號在接收信號序列中的位置。

獲取突發(fā)信號在接收信號序列中的位置的方法為：采用與突發(fā)信號具有相同長度的相關能量窗掃描所述接收信號序列；將所述相關能量窗內(nèi)的符號序列與已知獨特碼序列做相關能量運算；所述相關能量窗每次滑動一個符號采樣，每次滑動過程中，在窗內(nèi)計算出一個相關能量；記錄下使得相關能量取得最大值時的相關能量窗所處的位置，該位置即為突發(fā)信號在接收信號序列中的位置。

所述相關能量的計算公式如下：

$u=|\underset{k=0}{\overset{Ls-1}{\Σ}}{c}_k^{\′}{c}_k^{*}+\underset{k=0}{\overset{Lp-1}{\Σ}}{p}_k^{\′}{p}_k^{*}+\underset{k=0}{\overset{Ld-1}{\Σ}}{d}_k^{\′}{d}_k^{*}|$

式中：u表示相關能量，c'_k為接收到的前導碼，c_k為已知前導碼，p'_k為接收到的導頻，p_k為已知導頻，d'_k為接收到的后導碼，d_k為已知后導碼，Ls為前導碼長度，Lp為導頻長度，Ld為后導碼長度。

所述第二定時同步單元包括：第二級定時模塊，用于對所述突發(fā)信號進行第二級定時同步處理，獲取突發(fā)信號的最佳采樣點并輸出；第二緩存模塊，用于緩存所述突發(fā)信號；第二抽取模塊，用于根據(jù)所述突發(fā)信號的最佳采樣點從所述第二緩存模塊中的突發(fā)信號中抽取出突發(fā)信號的最佳采樣序列。

所述第二級定時同步模塊采用能量最大值法來獲取突發(fā)信號的最佳采樣點。

所述能量最大值法的計算方法為：分別統(tǒng)計突發(fā)信號的各組采樣點的能量；找出能量最大的一組采樣點，該組采樣點即為突發(fā)信號的最佳采樣點。

所述采樣點的能量的計算公式如下：

$u=\left|\underset{k=0}{\overset{L-1}{\Σ}}{r}_k^2\right|$

式中：r_k為突發(fā)信號的第k個符號的采樣值，L為突發(fā)信號的長度。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用兩級定時結(jié)構(gòu)，第一級定時結(jié)構(gòu)采用相關能量最大法實現(xiàn)粗定時，第二級定時結(jié)構(gòu)采用能量最大法實現(xiàn)精定時，從而克服了已知獨特碼較少的突發(fā)定時同步誤差較大的問題，能夠準確定位出較少獨特碼突發(fā)的最佳采樣位置。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一個實施例的框圖；

圖2為本發(fā)明中第一級定時同步示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。

接收端在完成全網(wǎng)頻率同步和全網(wǎng)時鐘同步處理后，接收到的突發(fā)具有較小頻率偏差和時間偏差(頻率偏差小于符號速率的千分之一，時間偏差在預知的幾個符號內(nèi))。突發(fā)將出現(xiàn)在預先已知的時間窗內(nèi)，即時隙內(nèi)。突發(fā)的定時同步也就轉(zhuǎn)化為已知時隙內(nèi)突發(fā)最佳采樣點的定位。

由于突發(fā)包含的獨特碼數(shù)量較少，使用相關能量算法找到的最佳采樣點存在誤差；因此，本發(fā)明使用兩級定時同步級聯(lián)的方法實現(xiàn)突發(fā)定時同步。

如圖1所示，一種衛(wèi)星通信突發(fā)定時同步系統(tǒng)，包括第一定時同步單元和第二定時同步單元。

所述突發(fā)定時同步系統(tǒng)還包括，接收信號序列獲取單元，用于獲取已知時隙內(nèi)的接收信號序列，將所述接收信號序列記為r(k)。

所述第一定時同步單元使用突發(fā)中的獨特碼字段，采用相關能量最大法實現(xiàn)粗定時；第二定時同步單元使用突發(fā)的所有符號，采用能量最大法實現(xiàn)精定時，從而克服了已知獨特碼較少的突發(fā)定時同步誤差較大的問題，能夠準確定位出較少獨特碼突發(fā)的最佳采樣位置。

所述第一定時同步單元，用于根據(jù)接收信號序列抽取出完整的突發(fā)信號。

所述第一定時同步單元包括：第一級定時同步模塊，用于對所述接收信號序列進行第一級定時同步處理，獲取突發(fā)信號在接收信號序列中的位置并輸出；第一緩存模塊，用于緩存接收信號序列；第一抽取模塊，用于根據(jù)所述突發(fā)信號在接收信號序列中的位置從所述第一緩存模塊中的接收信號序列中抽取出完整的突發(fā)信號。第一抽取模塊抽取得到的突發(fā)信號為多倍采樣信號。

所述第一級定時同步模塊采用相關能量最大法來獲取突發(fā)信號在接收信號序列中的位置。

獲取突發(fā)信號的位置的方法包括：采用與突發(fā)信號具有相同長度的相關能量窗掃描所述接收信號序列；將所述相關能量窗內(nèi)的符號序列與已知獨特碼序列做相關能量運算，如圖2所示，當窗內(nèi)的符號序列與本地已知獨特碼序列匹配時，相關能量出現(xiàn)最大；所述相關能量窗每次滑動一個符號采樣，每次滑動過程中，在窗內(nèi)計算出一個相關能量；記錄下使得相關能量取得最大值時的相關能量窗所處的位置，該位置即為突發(fā)信號在接收信號序列中的位置。

所述相關能量的計算公式如下：

$u=|\underset{k=0}{\overset{Ls-1}{\Σ}}{c}_k^{\′}{c}_k^{*}+\underset{k=0}{\overset{Lp-1}{\Σ}}{p}_k^{\′}{p}_k^{*}+\underset{k=0}{\overset{Ld-1}{\Σ}}{d}_k^{\′}{d}_k^{*}|$

式中：u表示相關能量，c'_k為接收到的前導碼，c_k為已知前導碼，p'_k為接收到的導頻，p_k為已知導頻，d'_k為接收到的后導碼，d_k為已知后導碼，Ls為前導碼長度，Lp為導頻長度，Ld為后導碼長度。接收到的前導碼、導頻、后導碼，包含在接收到的突發(fā)信號中；本地存儲了已知的前導碼、導頻、后導碼；算法計算過程為：與突發(fā)相同長度的相關能量窗中的前導碼位置的接收信號與本地已知前導碼，導頻位置的接收信號與本地已知導頻，后導碼位置的接收信號與已知后導碼。

所述第二定時同步單元，用于根據(jù)所述突發(fā)信號抽取出突發(fā)信號的最佳采樣序列。

所述第二定時同步單元包括：第二級定時模塊，用于對所述突發(fā)信號進行第二級定時同步處理，獲取突發(fā)信號的最佳采樣點并輸出；第二緩存模塊，用于緩存所述突發(fā)信號；第二抽取模塊，用于根據(jù)所述突發(fā)信號的最佳采樣點從所述第二緩存模塊中的突發(fā)信號中抽取出突發(fā)信號的最佳采樣序列。

所述第二級定時同步模塊采用能量最大值法來獲取突發(fā)信號的最佳采樣點。

所述能量最大值的計算方法為：分別統(tǒng)計突發(fā)信號的各組采樣點的能量；找出能量最大的一組采樣點，該組采樣點即為突發(fā)信號的最佳采樣點。

所述采樣點的能量的計算公式如下：

$u=\left|\underset{k=0}{\overset{L-1}{\Σ}}{r}_k^2\right|$

式中：r_k為突發(fā)信號的第k個符號的采樣值，L為突發(fā)信號的長度。

所述突發(fā)定時同步系統(tǒng)還包括用于存儲已知獨特碼序列的存儲單元。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應在本發(fā)明所附權利要求的保護范圍內(nèi)。