[发明专利]一种短波抗干扰超窄带数据传输系统和方法

权利要求书

1.一种短波抗干扰超窄带数据传输系统，其特征在于，包括：由依次连接的信息预处理模块、调制器、成型滤波器和上变频模块及信道探测模块组成的发送端，由依次连接的下变频模块、同步捕获模块、探测信号提取模块、频偏/信道估计模块、消息头信息提取模块、参数匹配加载模块、码字软信息提取模块和译码器组成的接收端；

所述信息预处理模块用于将待发送信息进行二进制编码形成二进制LDPC码字，并添加相应的消息头和功率控制序列；

所述信息预处理模块包含消息头模块、TLC/AGC模块、同步头模块、LDPC编码模块和扰码器，且所述消息头模块、TLC/AGC模块、同步头模块、LDPC编码模块分别通过切换开关与调制器连接，所述扰码器用于产生随机干扰序列，同时对消息头模块和LDPC编码模块产生的消息头序列和二进制LDPC码字进行循环加扰；其中，切换开关按时间顺序在消息头模块、TLC/AGC模块、同步头模块、LDPC编码模块之间切换，将对应模块与调制器依次联通；

所述消息头模块用于产生携带当前传输波形的速率参数的消息头序列，所述TLC/AGC模块用于产生功率控制序列，所述同步头模块产生同步头序列，标示用户信息起点，所述LDPC编码模块用于对待传输信息进行编码形成二进制LDPC码字；

所述调制器用于将输入的扰码符号映射成对应星座点，完成由符号到星座图上对应点的转换；所述成型滤波器用于将星座点转换为相应的波形，使其适应信道传输，同时限制信号带宽；

所述上变频模块利用高频载波将含有得到IQ信号的频谱线性搬移至所需的载波频率上；

所述下变频模块将接收信号中的高频载波去除，同时把信号的频谱线性搬移至基带得到IQ信号；所述同步捕获模块用于从具有噪声干扰的信号中寻找同步头起点，再根据给定的帧格式找到对应的消息头与二进制LDPC码字起点；所述探测信号提取模块用于将探测波形从时域混叠信号中提取出来；所述信道探测/估计模块用于根据提取出的探测波形对信道的类型和信道的轨迹进行估计；所述频偏估计/跟踪模块用于对接收系统中存在的频偏进行估计、跟踪，并将估计的频率偏移量从信号中去除；所述消息头提取模块用于根据信道估计结果从消息头波形中提取出速率信息；所述参数匹配加载模块用于通知后续模块加载相应的参数；所述码字软信息提取模块用于根据信道估计结果与消息头的速率参数进行码字软信息提取，所述LDPC译码模块用于对提取出的软信息进行译码，并将译码结果输出；

所述信道探测模块用于产生信道探测序列，并将其叠加至成型滤波器产生的信息波形上，形成时域混叠波形，使接收端能够据此进行信道类型识别与信道估计；其中，信息带宽与信道探测序列的带宽不同；

所述频偏/信道估计模块包含频偏估计/跟踪模块和信道探测/估计模块，所述探测信号提取模块提取的探测序列信息分别传输至频偏估计/跟踪模块和信道探测/估计模块，分别进行频偏估计和信道估计，并将估计的频偏和信道结构传输至信息头信息提取模块，同时，信道探测/估计模块将信道估计结果传输至码字软信息提取模块。

2.根据权利要求1所述的短波抗干扰超窄带数据传输系统，其特征在于，所述对消息头模块和LDPC编码模块产生的消息头序列和二进制LDPC码字进行循环加扰，具体为：扰码器产生取值范围为一定长度的K个符号的随机序列，同时对消息头和编码模块输出的序列进行循环加扰；其中，消息头加扰为：消息头的第0个符号与扰码序列第0个符号进行相扰，消息头的第1个符号与扰码序列第1个符号进行相扰，依次类推直至消息头加扰完毕；LDPC码字的加扰顺序与消息头相同，对于LDPC码字中序号大于等于K的符号，对其求余后再与对应的扰码相扰即可；K120。

3.根据权利要求2所述的短波抗干扰超窄带数据传输系统，其特征在于，所述将探测波形从时域混叠信号中提取出来，具体为：将经下变频和同步头捕获后的基带信号输入低通滤波器，由于探测波形与信息波形的频谱形状不同，提取出探测波形。