一種實(shí)現(xiàn)航空無線通信系統(tǒng)定時同步的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及航空無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及無線通信中的定時同步技術(shù)，是一 種基于并行解調(diào)和最大后驗(yàn)概率策略的定時同步實(shí)現(xiàn)方法。 技術(shù)背景
[0002] 在無線通信中，定時同步技術(shù)是其關(guān)鍵技術(shù)之一，其性能的好壞直接決定了通信 系統(tǒng)的通信質(zhì)量。
[0003] 全數(shù)字接收機(jī)在接收機(jī)前端即中頻、高頻或靠近接收天線的地方就對接收到的調(diào) 制載波信號進(jìn)行取樣、量化，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，后續(xù)研宄工作如：載波相位誤差和時鐘 相位誤差的消除，最佳判決點(diǎn)的估計(jì)，符號的判決等，全部由數(shù)字信號處理器來完成，這樣 有利于接收機(jī)的數(shù)字化和集成化。全數(shù)字解調(diào)器是無線通信系統(tǒng)高速接收機(jī)的關(guān)鍵部件， 其性能直接影響數(shù)字接收機(jī)的性能，而定時同步是全數(shù)字解調(diào)器設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一。在數(shù)字 接收機(jī)中，由于采樣時鐘獨(dú)立于接收到的調(diào)制信號的符號時鐘，因此在數(shù)字通信系統(tǒng)中解 調(diào)器的輸出必須通過數(shù)字信號處理的方式以符號速率周期性地獲取時刻上的抽樣值，其中 為符號周期，為信號從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)傳播時間的標(biāo)稱時延。
[0004] 定時同步分為前向定時同步及反饋定時同步，前向定時同步需要較復(fù)雜的參數(shù)估 計(jì)運(yùn)算，反饋定時同步需要較長的收斂時間且一般只適用于連續(xù)發(fā)射模式通信。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了簡化前向定時同步參數(shù)估計(jì)的復(fù)雜度，降低反饋定時同步的收斂時間，本發(fā) 明提供了一種實(shí)現(xiàn)航空無線通信系統(tǒng)定時同步的方法，采用并行解調(diào)結(jié)合最大后驗(yàn)概率策 略進(jìn)行定時同步設(shè)計(jì)。利用插值濾波器提高數(shù)據(jù)采樣速率，從而提高定時同步精度，此方法 實(shí)現(xiàn)簡單，只需引入少量處理時延，其收斂時間較短、定時精度高、魯棒性好，適用于突發(fā)及 連續(xù)通信系統(tǒng)。本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)航空無線通信系統(tǒng)定時同步的系統(tǒng)。
[0006] 本發(fā)明的發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種實(shí)現(xiàn)航空無線通信系統(tǒng)定時同步的方法，包含以下步驟：
[0008]步驟1)、對輸入中頻帶通抽樣的AD數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字下變頻，獲得復(fù)基帶信號；
[0009]步驟2)、對復(fù)基帶信號進(jìn)行采樣率變換，使得輸出的復(fù)基帶信號采樣速率為符號 速率的N倍；
[0010] 步驟3)、將數(shù)據(jù)速率進(jìn)行變換后的復(fù)基帶信號轉(zhuǎn)換為N路并行信號進(jìn)行判決，將 判決結(jié)果存至數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；
[0011] 步驟4)、對各路并行判決結(jié)果與訓(xùn)練序列進(jìn)行匹配，按照最大后驗(yàn)概率準(zhǔn)則進(jìn)行 最佳點(diǎn)選擇，然后輸出最佳點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)地址，讀取解調(diào)數(shù)據(jù)。
[0012] 依據(jù)上述特征，所述步驟2)中對復(fù)基帶信號進(jìn)行采樣率變換包含以下步驟：
[0013] 若為窄帶系統(tǒng)，通過數(shù)字接收前端濾波器完成數(shù)據(jù)速率轉(zhuǎn)化；
[0014] 若為寬帶系統(tǒng)，通過三個并行三次插值器進(jìn)行并行插值操作來提高數(shù)據(jù)采樣速 率，所述三次插值器實(shí)現(xiàn)公式為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種實(shí)現(xiàn)航空無線通信系統(tǒng)定時同步的方法，包含以下步驟： 步驟1)、對輸入中頻帶通抽樣的AD數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字下變頻，獲得復(fù)基帶信號； 步驟2)、對復(fù)基帶信號進(jìn)行采樣率變換，使得輸出的復(fù)基帶信號采樣速率為符號速率 的N倍； 步驟3)、將數(shù)據(jù)速率進(jìn)行變換后的復(fù)基帶信號轉(zhuǎn)換為N路并行信號進(jìn)行判決，將判決 結(jié)果存至數(shù)據(jù)緩沖區(qū)； 步驟4)、對各路并行判決結(jié)果與訓(xùn)練序列進(jìn)行匹配，按照最大后驗(yàn)概率準(zhǔn)則進(jìn)行最佳 點(diǎn)選擇，然后輸出最佳點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)地址，讀取解調(diào)數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟2)中對復(fù)基帶信號進(jìn)行采樣率變 換包含以下步驟： 若為窄帶系統(tǒng)，通過數(shù)字接收前端濾波器完成數(shù)據(jù)速率轉(zhuǎn)化； 若為寬帶系統(tǒng)，通過三個并行三次插值器進(jìn)行并行插值操作來提高數(shù)據(jù)采樣 速率，所述三次插值器實(shí)現(xiàn)公式為：
通過改變插值位置u得到三次插值器的4階FIR插值器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)通過緩沖區(qū)高位地址對數(shù) 據(jù)緩沖區(qū)進(jìn)行分塊，將各個支路的判決結(jié)果緩存至不同數(shù)據(jù)塊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)采用環(huán)形數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，通 過地址溢出計(jì)數(shù)器進(jìn)行環(huán)形緩沖區(qū)地址計(jì)數(shù)，按照偏移地址及塊地址讀取緩存數(shù)據(jù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟4)中最佳點(diǎn)選擇的步驟為： 步驟4. 1)、將各個支路的匹配相關(guān)結(jié)果與設(shè)定門限值進(jìn)行比較，如果超過門限值則將 該支路對應(yīng)的標(biāo)志位置為'1'，否則置為'0'各個支路的門限比較結(jié)果組成flag，同時記錄 各個支路匹配相關(guān)結(jié)果過門限時的緩沖區(qū)偏移地址； 步驟4. 2)、如果flag的所有位均為'0'，或者所有位均為' 1'，則最佳點(diǎn)為匹配值最大 的那個支路；如果flag為非全'0' / '1'，則最佳點(diǎn)為排除最長連'0'后的中間位置，如果 該位置為'〇'則取離其最近的flag為'1'的支路作為最佳點(diǎn)。
6. -種實(shí)現(xiàn)航空無線通信系統(tǒng)定時同步的系統(tǒng)，包含數(shù)據(jù)速率轉(zhuǎn)換模塊、并行判決模 塊、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、最佳點(diǎn)判決策略模塊； 所述數(shù)據(jù)速率轉(zhuǎn)換模塊用于對復(fù)基帶信號進(jìn)行采樣率變換，使得輸出的復(fù)基帶信號采 樣速率為符號速率的N倍； 所述并行判決模塊用于將數(shù)據(jù)速率進(jìn)行變換后的復(fù)基帶信號轉(zhuǎn)換為N路并行信號進(jìn) 行判決，將判決結(jié)果存至數(shù)據(jù)緩沖區(qū)； 最佳點(diǎn)判決策略模塊用于對各路并行判決結(jié)果與訓(xùn)練序列進(jìn)行匹配，按照最大后驗(yàn)概 率準(zhǔn)則進(jìn)行最佳點(diǎn)選擇，然后輸出最佳點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)地址，讀取解調(diào)數(shù)據(jù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)速率轉(zhuǎn)換模塊若應(yīng)用于窄帶系統(tǒng) 時，通過數(shù)字接收前端濾波器完成數(shù)據(jù)速率轉(zhuǎn)化； 若應(yīng)于于寬帶系統(tǒng)時，通過三個并行三次插值器進(jìn)行并行插值操作來提高數(shù) 據(jù)采樣率，所述三次插值器實(shí)現(xiàn)公式為：
通過改變插值位置u得到三次插值器的4階FIR插值器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)通過緩沖區(qū)高位地址對數(shù) 據(jù)緩沖區(qū)進(jìn)行分塊，將各個支路的判決結(jié)果緩存至不同數(shù)據(jù)塊。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)采用環(huán)形數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，通 過地址溢出計(jì)數(shù)器進(jìn)行環(huán)形緩沖區(qū)地址計(jì)數(shù)，按照偏移地址及塊地址讀取緩存數(shù)據(jù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于所述最佳點(diǎn)判決策略模塊將各個支路的 匹配相關(guān)結(jié)果與設(shè)定門限值進(jìn)行比較，如果超過門限值則將該支路對應(yīng)的標(biāo)志位置為' 1'， 否則置為'〇'各個支路的門限比較結(jié)果組成flag，同時記錄各個支路匹配相關(guān)結(jié)果過門限 時的緩沖區(qū)偏移地址；如果flag的所有位均為'0'，或者所有位均為' 1'，則最佳點(diǎn)為匹配 值最大的那個支路；如果flag為非全'0' / '1'，則最佳點(diǎn)為排除最長連'0'后的中間位 置，如果該位置為'0'則取離其最近的flag為'1'的支路作為最佳點(diǎn)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)航空無線通信系統(tǒng)定時同步的方法，包含以下步驟：對復(fù)基帶信號進(jìn)行采樣率變換，使得輸出的復(fù)基帶信號采樣速率為符號速率的N倍；將數(shù)據(jù)速率進(jìn)行變換后的復(fù)基帶信號轉(zhuǎn)換為N路并行信號進(jìn)行判決，將判決結(jié)果存至數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；對各路并行判決結(jié)果與訓(xùn)練序列進(jìn)行匹配，按照最大后驗(yàn)概率準(zhǔn)則進(jìn)行最佳點(diǎn)選擇，然后輸出最佳點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)地址，讀取解調(diào)數(shù)據(jù)。本發(fā)明還公開了一種實(shí)現(xiàn)航空無線通信系統(tǒng)定時同步的系統(tǒng)，包含數(shù)據(jù)速率轉(zhuǎn)換模塊、并行判決模塊、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、最佳點(diǎn)判決策略模塊。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)簡單、定時精度高、魯棒性好，適用于突發(fā)及連續(xù)通信系統(tǒng)。
【IPC分類】H04W56-00
【公開號】CN104619004
【申請?zhí)枴緾N201410809571
【發(fā)明人】夏高峰, 鄒星, 周續(xù), 李金喜, 方正, 李裕
【申請人】中國航空無線電電子研究所
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月19日