[发明专利]高动态环境下基于3G的GEO卫星移动通信时隙同步系统及方法

权利要求书

1.高动态环境下基于3G的GEO卫星移动通信时隙同步系统，包括天线、射频电路模块、A/D转换模块、正交下变频模块、低通滤波模块、数控振荡器模块，其特征在于还包括：匹配滤波模块、FFT模块、载波跟踪模块，

天线、射频电路用于接收GEO卫星的下行信号并进行射频处理后送入A/D转换模块，正交下变频模块的输入与A/D转换模块的输出相联，正交下变频模块利用数控振荡器模块产生的本地载波对经过A/D转换模块输出的采样信号进行相干解调，然后将解调后的信号送入低通滤波模块滤出其中的基带信号，基带信号同时送入载波跟踪模块和匹配滤波模块，匹配滤波模块在给出锁定指示的同时将输出送入FFT模块，FFT模块和载波跟踪模块的输出送入数控振荡器模块用于产生本地载波，其中：

所述的匹配滤波模块，用于快速捕获卫星下行信道主同步码，在系统时钟的驱动下，将基带信号中的同相和正交两路信号分别在匹配滤波模块中进行移位相加的相关运算；将两路相关值输出的同时进行平方求和运算求出最大峰值，根据最大峰值与门限的比较结果做出是否锁定的指示；

所述的FFT模块，用于对匹配滤波模块的输出进行粗频率偏移的估计，首先对输入的两路信号进行FFT处理，如果当处理后的两路信号的频差大于FFT阈值时，将输出送入数控振荡器模块；

所述的载波跟踪模块，用于跟踪载波频率及相位的变化并给出用于辅助数控振荡器模块产生本地载波的频率和相位控制信号，对输入的两路正交的基带信号进行叉积鉴频处理和二阶FLL环路滤波后输出频率控制信号，其中当连续多次叉积鉴频输出信号的频差小于鉴频阈值时，进行正切鉴相处理及一阶PLL环路滤波后输出相位的控制信号；而当连续多次叉积鉴频的输出频差大于鉴频阈值时，则不再进行正切鉴相处理和一阶PLL环路滤波处理。

2.根据权利要求1所述的高动态环境下基于3G的GEO卫星移动通信时隙同步系统，其特征在于所述的匹配滤波模块包括：

折叠匹配滤波模块，用于在系统时钟的驱动下对基带信号的同相和正交两路信号进行相关处理，包括256个复系数存储单元、16个加法器、16个延时单元、1个保持器和1个二选一，所述的复系数存储单元，通过16个深度为16的复系数队列存储本地共256位的同步码；所述的加法器，用于将复系数队列输出的本地同步码、输入的数据信号和第三个输入端口的数据进行相加，其中第1个加法器的第三个输入端口为二选一的输出，其他15个加法器的第三个输入端口为前一个延时单元的输出；所述的延时单元可以提供31个延时，延时单元的输入与前一个加法器的输出相连，其中第16个延时单元的输出送入保持器，其它15个延时单元的输出与后一个加法器的第三个输入端口相连；所述的保持器，用于存储第16个延时单元输出中的最大数据，在第16个时钟周期，保持器将最大值输出，同时反馈回二选一；所述的二选一，用于将输入的两个信号选择输出，二选一的两个输入分别连接0值和反馈回的保持器的输出，在第1个周期，输出0，在其他周期输出保持器的反馈，保持器无输出时则二选一输出0；

FIFO模块，用于对折叠匹配滤波模块中保持器的输出进行缓冲，通过先入先出的排队方式降低输入信号的速率；

平方求和模块，用于对折叠匹配滤波模块中保持器输出的同相和正交两路的相关值进行平方求和运算，获得最大峰值；

门限判决模块，用于将最大峰值与门限进行比较，并输出判决的结果；

锁定指示模块，用于根据门限判决的结果给出是否锁定的指示。

3.根据权利要求2所述的高动态环境下基于3G的GEO卫星移动通信时隙同步系统，其特征在于所述的复系数折叠匹配滤波模块中的复系数队列通过将本地同步码按序号从小到大，从左下角到右上角按照从左至右、从下到上的顺序排列成16个队列，其中左下角复系数的序号为0，右上角复系数的序号为255，每1个周期循环输出队列头部的复系数，然后再将头部的复系数排于队尾并依次循环。

4.根据权利要求1所述的高动态环境下基于3G的GEO卫星移动通信时隙同步系统，其特征在于所述的A/D转换模块的采样率为10MHz，采用2倍速率的采样，数据精度为8bit。