[发明专利]面向短突发通信的全数据收敛判决导向载波恢复方法

说明书

本发明提出的一种面向短突发通信的全数据收敛判决导向载波恢复方法，主要解决现有技术在帧长较短和符号信噪比较低情况下，无法完成收敛恢复的问题。其方案是：对接收机接收到的中频信号进行相关处理和逆序拼接；从逆序拼接数据集中选取部分数据，将其与复正余弦值进行复数相乘，得到频偏补偿信号数据集，并计算其相位差值；对相位差值进行环路滤波处理，并在逆序点处对其进行修正；对修正后的估计频偏数据集进行累加和更新；将更新后的频偏补偿信号数据集中未收敛的数据用收敛数据替换，作为载波恢复信号输出。本发明降低了数据处理时间，在低信噪比情况下，提高系统恢复的准确性，可用于卫星通信、数传中突发通信中降低频率偏差。

技术领域

本发明属于通信技术领域，主要涉及一种判决导向载波恢复方法，可用于卫星通信、数传中突发通信中降低频率偏差。

背景技术

在突发通信系统中，频率偏差是信道信息中较为重要的特征参数。在收发两端移动性强时会导致较大的多普勒频偏。除此之外收发两端的晶振不同步也会引起一定的频率偏移，频率偏移是影响系统性能的重要因素之一。通过判决和环路滤波器对数据频偏进行估计并补偿的方法就是载波恢复。

通过数据判决方法实现的载波恢复算法中最常用的基础算法为判决导向DD算法，现有无数据辅助算法大都基于DD算法改进形成，但大部分改进算法无法适应突发通信系统收敛速度快，帧长短，频偏大，数据全有效的特性。

福建星海通信科技有限公司在其申请的专利“一种基于组合环的快速载波恢复系统及方法”(申请号：201910618499.5，公开号：CN110324272A)中提出了一种基于组合环的快速载波恢复方法，该方法的步骤是：设置五组同步序列；接收第二脉冲数据并转换对应的数字信号，当数字信号大于预设阈值时运行科斯塔斯环并记录字符数，同时开始计时，当时长等于预设阈值的持续时长时，判断计时时长是否大于预设阈值；判断步骤二记录的字符数是否等于第二字符数，若是，获取科斯塔斯环捕获的数字信号作为单载波数据，进行载波粗同步，并且截止科斯塔斯环的同时运行通用载波恢复环开始捕获，并重新记录字符数；判断步骤三重新记录的字符数是否等于第三字符数，若是，则获取通用载波恢复环捕获的数字信号，作为第一固定数据，重新记录字符数并继续捕获；判断步骤四重新记录的字符数是否等于第四字符数，若是，则获取通用载波恢复环捕获的数字信号，作为第二固定数据，根据所述第一固定数据与第二固定数据进行载波细同步并重新记录字符数并继续捕获；最后判断重新记录的字符数是否等于第五字符数，若是，则获取通用载波恢复环捕获的数字信号，得到同步数据。该方法虽然能够快速完成载波恢复过程，但是仍然存在不足之处：第一、频谱效率低，该方法需要特定的同步序列，这会占用带宽内有效符号的空间，使得有效信号的频谱利用率降低；第二、实现复杂度高，该方法多次使用斯克塔斯环进行同步，且同时进行了两个环路的载波恢复，实现复杂度较高。

西安电子科技大学在其申请的专利文献“基于缓存的快速收敛判决引导载波恢复方法及系统”(申请号：201811188038.0，公开号：CN109462563A)中提出了一种快速收敛判决引导载波恢复方法，该方法的步骤是：获取第一数据符号和第一帧头符号；根据所述第一数据符号和所述第一帧头符号得到第二数据符号；依次对所述第二数据符号进行缓存并计数，分别得到第一输入符号或第二输入符号；根据第一补偿信号对所述第一输入符号或所述第二输入符号进行相位补偿，得到第一输出符号；根据所述第一输出符号计算得到第二补偿信号；将所述第二补偿信号赋值给所述第一补偿信号，重复步骤以上步骤，对后续的第一输入符号或第二输入符号依次进行相位补偿。该方法可以实现在极小有效符号数内的载波恢复，但是该方法仍然存在两方面的不足：

第一，由于该方法在帧长较短时，无法完成收敛恢复，

第二，由于该方法的收敛时间较长，不能实现输出的纠偏后的数据全有效，导致在符号信噪比较低情况下发生误判的概率极高，

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提出一种面向短突发通信的全数据收敛判决导向载波恢复方法，以在帧长较短和低信噪比情况下，完成收敛恢复，提高系统恢复的准确性。