4cpm信號(hào)的位同步及幀同步聯(lián)合檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種4CPM信號(hào)的位同步及幀同步聯(lián)合檢測方法，屬于無線數(shù)據(jù)鏈【技術(shù)領(lǐng)域】。所述方法包括步驟：4CPM調(diào)制同步數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)；匹配相關(guān)及其預(yù)處理；與自適應(yīng)門限比較，檢測相關(guān)峰；利用相關(guān)峰及位同步檢測方法建立位同步；以及利用相關(guān)峰的符號(hào)位、位同步信息及幀同步提取方法建立幀同步。本發(fā)明的同步數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)采用相同的4CPM調(diào)制，所占用的頻帶窄，不影響通信系統(tǒng)的旁瓣衰減指標(biāo)；位同步檢測采用連續(xù)多次判決提高可靠性；幀頭信噪比得到有效改善，幀同步檢測可靠性高，抗多徑衰落能力強(qiáng)。
【專利說明】4CPM信號(hào)的位同步及幀同步聯(lián)合檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線數(shù)據(jù)鏈【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種4CPM信號(hào)的位同步及幀同步聯(lián)合檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]四進(jìn)制連續(xù)相位調(diào)制(4CPM)信號(hào)具有相位連續(xù)、包絡(luò)恒定、帶外輻射小、旁瓣衰減快等特點(diǎn)，受到廣泛關(guān)注。4CPM信號(hào)的位同步是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)及關(guān)鍵所在。由于4CPM是連續(xù)相位調(diào)制，符號(hào)之間沒有明顯的幅度變化，傳統(tǒng)的位同步方法很難用于4CPM信號(hào)，此外，在無線通信環(huán)境中，信道的多徑效應(yīng)產(chǎn)生的大尺度衰落會(huì)對通信系統(tǒng)的位同步及幀同步檢測造成嚴(yán)重干擾，系統(tǒng)同步檢測的可靠性降低，影響正常通信，尤其在低信噪比條件下，這一現(xiàn)象更為嚴(yán)重。目前解決4CPM信號(hào)的位同步及幀同步方法是在有效信息前復(fù)接BPSK調(diào)制的偽碼序列和幀頭巴克碼，接收端將本地偽碼與接收信號(hào)做匹配相關(guān)，利用偽碼序列良好的自相關(guān)特性獲得低信噪比下的位同步，然后與已知的幀頭巴克碼做滑動(dòng)相關(guān)，建立幀同步。該方法存在的缺陷是=BPSK(二相相移鍵控)比4CPM調(diào)制頻譜寬且旁瓣輻射大，影響通信系統(tǒng)的旁瓣衰減指標(biāo)；幀頭信號(hào)信噪比低，易受多徑衰落的影響，檢測可靠性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003](一 )要解決的技術(shù)問題
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:如何提供一種4CPM信號(hào)的位同步及幀同步聯(lián)合檢測方法，其能夠在低信噪比條件下，直接采用波形相關(guān)獲得可靠的位同步及幀同步的聯(lián)合檢測。
[0005]( 二 )技術(shù)方案
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種4CPM信號(hào)的位同步及幀同步聯(lián)合檢測方法， 所述方法包括同步數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)和同步檢測兩部分，其中同步數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)包括以下步驟SI ~S5:
[0007]S1、選定周期為N的偽碼序列pn做位同步檢測,并選定周期為M的巴克碼序列bak做幀同步檢測，N為偶數(shù)，M為正整數(shù)；
[0008]S2、將周期為M的巴克碼bak用M個(gè)周期為N的偽碼序列pnl表示，設(shè)m =(I:M)，η= (I:Ν)，若bak的第m比特為A,貝丨J pnl (η) =ρη (η)；若bak的第m比特為A ,貝丨Jpni(n)= pn(n)，A 為二進(jìn)制電平；
[0009]S3、將偽碼序列pnl的N比特與4個(gè)絕對相位Q1, Θ 2，Θ 3，Θ 4--映射，得到
θη , η= (I:Ν)，所述映射的規(guī)則為:當(dāng)η為奇數(shù)時(shí),若pnl (n) =B, JJllJθη - θχ ,若pnl(n) = 5，貝丨J夂=沒3;當(dāng)η為偶數(shù)且η古N時(shí),若pnl (n) =B,則夂=沒2，若pnl(n)= 5 ,則夂=<94;當(dāng)n=N時(shí)，?, = 02，Β為二進(jìn)制電平；[0010]S4、根據(jù)步驟S3得到的絕對相位身,求出相位增量Δ身,，規(guī)則為:當(dāng)η = I時(shí)，Δ總=態(tài);當(dāng) n= (2:Ν)時(shí)，Δ夂=總-θη_{；
[0011]S5、根據(jù)相位增量Δ&推導(dǎo)出同步階段的調(diào)制數(shù)據(jù)an，規(guī)則為:
[0012]若Δ々,=Δ6?,，則an=+l ;若厶紇=Δ02，則 an = -1 ;若厶戈=ΑΘ,,則 an = -3 ；
[0013]若Δ紇=Δ0,則 an=+3 ;
[0014]然后執(zhí)行以下的同步檢測步驟:
[0015]S6、執(zhí)行匹配相關(guān)預(yù)處理，預(yù)處理規(guī)則為:當(dāng)接收信號(hào)與本地偽碼序列pn的奇數(shù)位做相關(guān)時(shí)，接收信號(hào)的相位不變；當(dāng)與本地偽碼序列Pn的偶數(shù)位做相關(guān)時(shí)，將接收信號(hào)的相位增加Δ Θ工；
[0016]S7、將執(zhí)行所述預(yù)處理后的信號(hào)與本地偽碼序列pn做匹配相關(guān)；
[0017]S8、執(zhí)行自適應(yīng)門限比較，比較的規(guī)則為:求出接收信號(hào)的平均功率，將匹配相關(guān)結(jié)果除以平均功率，得到歸一化的相關(guān)值P，則P不受信號(hào)電平的影響，將P與預(yù)設(shè)門限η比較，若|Ρ|>η且ρ>0，則P為正的相關(guān)峰；若|ρ|>η且Ρ〈0，則P為負(fù)的相關(guān)峰；
[0018]S9、執(zhí)行位同步建立，建立的規(guī)則為:設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器count與匹配相關(guān)計(jì)算同步計(jì)數(shù)，檢測到相關(guān)峰即|Ρ| > Π時(shí)，將計(jì)數(shù)器count清零重新計(jì)數(shù)，并按照以下規(guī)則設(shè)置M位中貞同步移位寄存器 reg:令 reg(i) =sign (P I |P|>n), i = O ；reg(i) =reg(1-1), i = I:M—I,若連續(xù)Q(Q〈M)次在|Ρ|>η時(shí)Count=X— I，則在此時(shí)建立位同步，否則，重復(fù)返回重新設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器count與匹配相關(guān)計(jì)算同步計(jì)數(shù),直到連續(xù)Q次在|Ρ|> Π時(shí)Count=X—I的情況出現(xiàn)；其中，X=fs.N, fs為采樣倍數(shù)；
[0019]S10、幀同步建立:位同步建立后，將計(jì)數(shù)器count周期性計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)區(qū)間為[O, X一 I],在count = X-1時(shí)按照以下規(guī)則更新幀同步移位寄存器reg:令reg (i) =sign (P I。。咖別),i = O ；reg (i) =reg (i—I), i = 1:M_1,將 reg 與 M 位 bak 碼逐位
異或，若
【權(quán)利要求】
1.一種4CPM信號(hào)的位同步及幀同步聯(lián)合檢測方法，其特征在于，所述方法包括同步數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)和同步檢測兩部分，其中同步數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)包括以下步驟SI~S5: S1、選定周期為N的偽碼序列pn做位同步檢測，并選定周期為M的巴克碼序列bak做幀同步檢測，N為偶數(shù)，M為正整數(shù)； S2、將周期為M的巴克碼bak用M個(gè)周期為N的偽碼序列pnl表示，設(shè)m=(1:Μ)，η= (1:N),若bak的第m比特為A,則pnl (η) =ρη (η);若bak的第m比特為X ,則pnl(w)= pn(n)，A為二進(jìn)制電平； S3、將偽碼序列pnl的N比特與4個(gè)絕對相位Θ^ Θ 2，Θ 3，θ4 一一映射，得到么，η= (I:N),所述映射的規(guī)則為:當(dāng)η為奇數(shù)時(shí),若pn I (n) =B,則忒=0，若pnl(n) =B，則紇=沒3;當(dāng)η 為偶數(shù)且η古N時(shí),若pnl (n) =B,則夂=沒2，若= β，則夂=6>4;當(dāng)η = N時(shí)，總=02，B為二進(jìn)制電平； S4、根據(jù)步驟S3得到的絕對相位夂求出相位增量Δ夂，規(guī)則為:當(dāng)η= I時(shí)，Αθη =θ,；當(dāng)η= (2:Ν)時(shí)，Δ紇=夂_紇_,; S5、根據(jù)相位增量Δ&推導(dǎo)出同步階段的調(diào)制數(shù)據(jù)an，規(guī)則為: 若Δ總=Δ0 ,則an=+l ;若么夂=Δ& ,則an=_l ;若么夂=Δ03 ,則an=_3 ； m^θn=^θi,%\\a=+?,； 然后執(zhí)行以下的同步檢測步驟: S6、執(zhí)行匹配相關(guān)預(yù)處理，預(yù)處理規(guī)則為:當(dāng)接收信號(hào)與本地偽碼序列pn的奇數(shù)位做相關(guān)時(shí)，接收信號(hào)的相位不變；當(dāng)與本地偽碼序列pn的偶數(shù)位做相關(guān)時(shí)，將接收信號(hào)的相位增加Δ Θ工； S7、將執(zhí)行所述預(yù)處理后的信號(hào)與本地偽碼序列pn做匹配相關(guān)； S8、執(zhí)行自適應(yīng)門限比較，比較的規(guī)則為:求出接收信號(hào)的平均功率，將匹配相關(guān)結(jié)果除以平均功率，得到歸一化的相關(guān)值P，則P不受信號(hào)電平的影響，將P與預(yù)設(shè)門限Π比較，若|ρ|>η且ρ>0，則P為正的相關(guān)峰；若|ρ|>η且ρ〈ο，則P為負(fù)的相關(guān)峰； S9、執(zhí)行位同步建立，建立的規(guī)則為:設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器count與匹配相關(guān)計(jì)算同步計(jì)數(shù)，檢測到相關(guān)峰即|Ρ| > η時(shí)，將計(jì)數(shù)器count清零重新計(jì)數(shù)，并按照以下規(guī)則設(shè)置M位幀同步移位寄存器 reg:令 reg(i)=sign(P| |P| > n), i = O ；reg(i) =reg(1-1), i = I:M—I,若連續(xù)Q(Q〈M)次在|Ρ|>η時(shí)count = X— 1，則在此時(shí)建立位同步，否則，重復(fù)返回重新設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器count與匹配相關(guān)計(jì)算同步計(jì)數(shù),直到連續(xù)Q次在|Ρ|> Π時(shí)Count=X—I的情況出現(xiàn)；其中，X=fs.N, fs為采樣倍數(shù)； S10、幀同步建立:位同步建立后,將計(jì)數(shù)器count周期性計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)區(qū)間為[0,χ-1],在count = X-1時(shí)按照以下規(guī)則更新幀同步移位寄存器reg:令reg (i) =sign (P | ^nt=H), i =O；reg(i)=reg(i—I), i = 1:M_1,將 reg 與 M 位 bak 碼逐位異或,若 ? 十2







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2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述4CPM信號(hào)為非擴(kuò)頻系統(tǒng)的4進(jìn)制連續(xù)相位調(diào)制信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H04L7/00GK103607268SQ201310596440
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】杜丹, 李永翔 申請人:中國航天科工集團(tuán)第三研究院第八三五七研究所