[发明专利]一种卫星断续信道下的基于分类学习的接收系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于动中通卫星通信技术领域，特别涉及一种卫星断续信道下的基于分类学习的接收系统及方法。

背景技术

卫星通信的迅速发展使得其承载的业务种类不断增加，其中动中通(On‐the‐Move)卫星通信技术是卫星通信领域中受到广泛重视的一个领域。动中通卫星通信技术是指在船舶、汽车、飞行器等载体在移动的同时保持不间断卫星通信的技术。在通信中，由于载体的不断运动使得其天线会产生随机抖动而对通信造成衰落甚至中断；并且随机遮挡物如楼宇、树林等物遮挡，也会对信号造成遮挡。在直升机机载移动通讯系统中，由于天线位置安装的局限性，直升机旋翼也会对接收信道造成遮挡。这导致动中通系统中存在断续信道，因此解决动中通系统的断续信道通信问题是保障可靠通信的前提。

针对解决动中通断续信道的通信问题，传统的断续信道下物理层传输技术，将信道检测、解调和译码单独进行达到保障通信的目的。以传统DQPSK(差分四相移相键控)解调为例，其不进行信道状态信息检测，并且解调和译码之间无迭代，使得解调效果较差。研究表明，将信道检测、解调和译码级联，通过联合进行软信息迭代能够获得性能提升。因此重点研究断续信道下联合迭代译码中的相干解调技术，相干解调技术的核心是载波同步，而断续信道对相干解调的载波同步造成影响，使得传统载波同步方法失效。

发明内容

本发明公开了卫星通信技术领域中一种卫星断续信道下的基于分类学习的接收系统及方法，其特征在于，卫星断续信道下的基于分类学习的接收系统，该系统发送端和接收端使用短波和超短波进行卫星通信；在发送端，采用编码器、交织器、参考符号插入器和调制器串联组成卫星通信发送系统；在接收端，采用锁相环电路、信道检测器、相位恢复器、遮挡比例自适应器、解调器、解交织器及译码器连接组成的接收系统，并对接收信号进行处理，在发送端均匀插入导频，在接收端利用信道状态检测、相位估计和译码迭代实现稳定可靠的接收；信号处理流程如下：

步骤1，接收信号输入至锁相环电路中，电路对信号进行载波粗同步，初始化接收符号概率分布和相位状态概率分布；

步骤2，锁相环电路输出信号至信道状态检测器和相位状态检测器，信道状态检测器根据分类学习思想检测信道状态；

步骤3，信道状态检测器输出检测结果至相位状态检测器，相位状态检测器根据消息传递算法检测发送符号相位状态。；

步骤4，相位状态检测器输出检测结果依次通过解调器、解交织器及译码器处理得到译码结果；

步骤5，译码器将结果反馈至信道状态检测器中不断迭代进行状态检测和译码。

所述卫星断续信道下的基于分类学习的接收方法，其特征在于，接收端对信号处理方法具体包括如下步骤：

步骤1，接收信号；

步骤2，初始化发送符号概率分布和相位状态概率分布；

步骤3，根据分类学习思想进行信道状态检测，即采用邻居信道状态节点消息的加权平均得到当前信道状态节点消息；

步骤4，相位状态检测；

步骤5，计算对数似然比序列；

步骤6，解调、解交织及输入译码器进行译码迭代；

步骤7，交织及更新发送符号分布；进入步骤8输出译码结果及信道状态分布序列；或返回步骤3，重复步骤3‐7，直到满足迭代次数；

步骤8，输出译码结果及信道状态分布序列。

所述步骤2的初始化具体步骤为假设接收到符号个数为N，以每接收L个接收符号对信道状态进行一次检测，则所有接收到的N个符号被分为了H＝N/L组，采用QPSK调制，定义观测函数节点为f、信道状态变量节点为A、相位状态变量节点为θ、发送符号变量节点为x、符号映射函数节点为φ，用表示从符号映射函数节点到发送符号变量节点的消息，用表示从相位状态变量节点θ到观测函数节点f的消息，其余类似；其中i＝1…H，j＝1…L；表示第i组第j个发送的符号，初始化和

其中QPSK调制为正交相移键控调制；表示QPSK调制符号集合，表示导频符号索引集合，表示对应位置的已知导频符号，表示由于参考符号是已知的，所以初始化时在对应的相位上概率为1，其他相位为0；S＝{0,π/2,π,3π/2}表示QPSK信号模糊的相位值集合，θ_i在S中取值。

所述步骤3，根据分类学习思想进行信道状态检测，即采用邻居信道状态节点消息的加权平均得到当前信道状态节点消息，包括：