[发明专利]深空传输链路小波提取弱信号的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种深空传输链路小波提取弱信号方法及其硬件实现。

背景技术

针对在深空通信中由于长链路以及高传输速率要求引起的信号信噪比较低的问题，一方面可以考虑提高每比特接收信号的能量，比如提高发射功率增强接收信号的能量或者增大天线尺寸等来提高链路增益，但由于深空通信发射功率的增加以及天线尺寸的增大会带来巨大的代价，所以通过提高接收信号能量来提高接收信号的信噪比在目前的技术发展水平下是不可能在短期内实现的，另一方面，通过在算法层面上对接收弱信号进行处理，降低噪声对信号的影响，则能在短期内以较低的成本实现深空遥感遥测数据的快速传输。

综合考虑了多种弱信号提取算法，其中小波变换能将弱信号聚集到若干稀疏的系数上，同时由于噪声对各个系数均有影响，通过设定阈值将低于阈值的系数认为是噪声的影响加以抑制，则能将噪声的大部分影响从弱信号中减去，非常有利于深空弱信号的提取，因此本发明拟采用小波阈值法对深空弱信号进行提取。

发明内容

本发明是为了在深空通信中，提高深空通信链路增益，以及提高接收弱信号的信噪比，从而提供一种深空传输链路小波提取弱信号的装置及方法。

深空传输链路小波提取弱信号的装置，它包括选择一号输入模块1、离散小波变换DWT模块2、一号选择输出模块3、一号RAM4、N个阈值模块5、N个二号RAM6、二号选择输出模块7、离散小波逆变换IDWT模块8和二号选择输入模块9；N为正整数；

所述一号输入模块1的第一路数据输入端用于接收含噪数据；

所述一号输入模块1的第二路数据输入端与一号RAM4的数据输出端连接；

所述一号输入模块1的数据输出端与离散小波变换DWT模块2的数据输入端连接；

所述DWT模块2的数据输出端同时与一号选择输出模块3的数据输入端和一号RAM4的数据输入端连接；

所述选择输出模块3的数据输出端同时与N个阈值模块5的数据输入端连接；

所述N个阈值模块5的数据输入端分别与N个二号RAM6的数据输入端连接；

所述N个二号RAM6的数据输出端同时与二号选择输出模块7的数据输入端连接；

所述二号选择输出模块7的数据输出端与离散小波逆变换IDWT模块8的数据输入端连接；

所述二号选择输入模块9的第一数据输入端与一号RAM4的输出端连接；

所述离散小波逆变换IDWT模块8的数据输出端与二号选择输入模块9的第二数据输入端连接；

所述离散小波逆变换IDWT模块8的数据输出端作为深空传输链路小波提取弱信号的装置的数据输出端。

离散小波变换DWT模块2包括边界延拓BOUNDARY_DATA模块21、一号卷积运算CONV模块22、一号数据整理INTERCEPTION模块23和降采样DOWNSAMPLING模块24；

所述边界延拓BOUNDARY_DATA模块21用于将输入输出进行左右边界的延拓，并将延拓后的数据输出至一号卷积运算CONV模块22；

一号卷积运算CONV模块22用于对输入数据与小波对应的滤波器进行卷积运算，并将运算后的数据输出至一号数据整理INTERCEPTION模块23；

一号数据整理INTERCEPTION模块23用于对输入数据整理为N个，并将整理后的数据输出至降采样DOWNSAMPLING模块24；

降采样DOWNSAMPLING模块24用于对输入数据进行降采样，并输出。

离散小波逆变换IDWT模块8包括上抽样UPSAMPLING模块81、二号卷积运算CONV模块82和二号数据整理INTERCEPTION模块83；

所述上抽样UPSAMPLING模块81用于将输入信号的低频和高频系数进行升采样，并将升采样后的数据发送给二号卷积运算CONV模块82；

二号卷积运算CONV模块82用于对输入数据与小波对应的滤波器进行卷积运算，并将运算后的数据输出至二号数据整理INTERCEPTION模块83；

二号数据整理INTERCEPTION模块83用于将输入数据整理为N个，并输出。

深空传输链路小波提取弱信号的方法，它由以下步骤实现：

步骤一、将含噪数据采用一号选择输入模块1进行输入选择，获得选择后的输入信号；

步骤二、将步骤一获得的选择后的输入信号采用离散小波变换DWT模块进行离散小波变换，获得变换后的数据，并存储至一号RAM4，并反馈至一号选择输入模块1和第二选择输入模块；