一種短突發通信信號處理電路的製作方法
2023-07-22 07:52:26
專利名稱：一種短突發通信信號處理電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及無線通信領域，尤其涉及一種短突發通信領域。
背景技術：
在衛星移動通訊系統和衛星小站通訊系統中，都將短突發通訊信號作為其主 要通訊方式。短突發通訊對於節省寶貴的衛星頻率資源，滿足系統大量用戶的使 用提供了一種有效的通訊模式，但短突發通訊模式也給信號的解調帶來了大量新 的問題，需要著手解決。
現有的短突發信號解調器大多為專用解調器，只能解調特定信號，其兼容性 差，升級能力差，如信號發生改變，這類解調器面臨的只能是被淘汰的命運。少 量的所謂通用短突發解調器可解調信號種類少，使用困難，解調質量和丟幀率都 無法滿足要求，並且無再開發能力，對新類型信號缺乏有效的解調手段。通信的 快速發展對系統的互聯互通也提出了越來越高的要求，試想各系統專用解調器具 有各自不同的接口，它們之間的連接、數據轉換將帶來無窮無盡的問題。而如果 各解調器由可以自動設置的軟硬體模塊組成，通過改變各模塊的設置參數來適應 各種不同的信號，將為系統的互聯互通帶來極大的便利條件。
當前對於短突發信號的通用解調算法大多處於不成熟階段，適應性較差，短 突發信號迫切需要解決的問題如下短突發幀識別，儘量降低系統丟幀率，減少
由於不同用戶信號強度不同對解調的影響；載波快速提取，實現載波的快速提取， 對不同用戶的頻率差以及系統都卜勒頻移及時做出補償；信號快速同步，實現短 突發幀的快速同步，並識別該幀的突發類型；系統同步，同一用戶的控制信息和 業務信息往往處於不同子頻道的不同時隙，它們之間的同步也是需要解決的問題 之一。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種能夠靈活適應不同短突發信號類型的信號處 理電路。實現上述目的的技術方案是， 一種短突發通信信號處理電路，包括高速模數 轉換器、數位訊號處理器和大規模可編程邏輯陣列，所述大規模可編程邏輯陣列 包括下變頻模塊、短突發幀識別模塊和位同步模塊，所述下變頻模塊將中頻數字 信號變為基帶信號，所述短突發幀識別模塊判斷短突發幀的起始位置以及對能量 大於噪聲門限的短突發幀加以識別，所述位同步模塊對所述短突發幀根據標誌碼 進行精確的位同步，接收到的模擬信號藉由所述的高速模數轉換器轉換成中頻數 字信號，再經過所述大規模可編程邏輯陣列和數位訊號處理器完成短突發通信信 號的處理。
採用上述的信號處理電路的有益效果是，大大提高了通信系統在處理短突發 信號時的兼容性，很好地適應現有的各種短突發信號的解調要求，而且可能的新 的短突發信號類型也能快速方便的升級解決方案。
圖l是本實用新型的電路基本框圖
圖2是本實用新型的電路信號處理流程圖
具體實施方式
本實用新型的技術方案通過附圖結合以下的具體實施例可以得到詳細說明。 短突發通信信號處理電路，在具有強大處理能力的數位訊號處理平臺的基礎 上採用全新算法來實現短突發信號的實時解調、處理。本實用新型的技術方案中 的數位訊號處理平臺以高性能數位訊號處理器(DSP) TMS320C6416為核心， 處理能力達到4800MIPS，配合雙路14位高速A/D轉換器、專用數字下變頻器 和大規模可編程邏輯陣列(FPGA)，它能夠同時完成兩路模擬信號的採集、下變 頻和基帶處理。
電路由多個模塊組成，通過對模塊進行設置來適應不同制式短突發通信信號 的處理，在短突發通用信號處理電路硬體模塊如下
下變頻模塊該模塊將中頻數位訊號變為基帶信號；
短突發幀識別模塊該模塊根據短突發幀之間具有保護間隔的特點，通過檢
測信號能量的變化，粗略判斷短突發幀的起始位置，而通過設置噪聲門限，可以位同歩模塊短突發幀中都有標誌突發幀的標誌碼，標誌碼在突發幀中的位 置和碼型基本固定，該模塊就是基於短突發幀的上述特徵，對突發幀加以進一步 識別，並根據標誌碼來進行精確的位同步；
載波恢復模塊短突發幀長度極短，保護間隔之後就是有效碼源，有反饋載 波恢復算法無法滿足入鎖的時間要求，該模塊採用無反饋載波直接恢復算法。
本技術方案的處理電路通過調整各模塊的設置參數來適應不同短突發通訊 系統的要求，能夠較好的滿足不同系統互聯互通的要求，具有較大的實用價值。
如圖1所示由高速模數轉換器ADS5422、大規模可編程邏輯陣列EP2S60和 高速數位訊號處理器TMS320C6416等組成。系統提供了 AD轉換率可達65MHz， 採樣位數14位；可編程邏輯陣列提供144個18 X 18位乘法器和60400個邏輯單 元；而數位訊號處理器能夠達到4800MIPS定點信號處理能力，正是由於硬體提 供了強大的數位訊號處理能力，系統才能夠實現複雜的短突發信號處理算法。
如圖2所示，高速模數轉換器所採集的中頻信號進入下變頻模塊，與DDS 產生的載波恢復信號進行混頻、低通濾波，變為零中頻I、 Q路信號；I、 Q路信 號首先進入短突發幀識別模塊，短突發識別模塊首先判斷噪聲門限，當信號能量 大於噪聲門限時，識別模塊進入識別模式，通過對一段時長的能量統計，判斷信 號在該時段整體信號能量大於噪聲門限，而通過能量統計，也可對該短突發幀的 起點進行粗判。
當得到短突發幀的粗略起點後，信號進入位同步模塊，位同步模塊由多路匹 配濾波器組成。當匹配濾波器其中一路的輸出大於設定門限，則說明信號與該匹 配濾波器相匹配，而該匹配濾波器輸出的極值點則作為該短突發幀的精確起始點 為解調提供定時信息，而匹配濾波器的係數則是根據短突發幀的標誌碼生成。通 調整匹配濾波器的係數可以方便的適應不同制式短突發信號。
完成精確定時的信號進入載波恢復模塊，載波恢復模塊首先根據粗略估計的 頻率對DDS進行控制，由於存在載波頻率偏差，會造成每個碼源判決點的相位 偏差，而通過統計標誌碼實際相位與理想相位的偏差可以精確得到估計頻率與實 際頻率的頻差，從而對載波頻率進行精確的校準，對於規律碼後的信息碼，由於 其相位未知，則通過對星座圖中星座點相位的統計繼續對頻率進行校準並對判決 點相位進行調整，校準頻率反饋至DDS完成中頻信號的下變頻。
經過相位調整的數據流送至判決模塊，判決模塊同時結合短突發識別模塊和位同步模塊的信息完成碼源的判別，實現解調數據的輸出。
其中下變頻模塊、短突發幀識別模塊、位同步模塊需要大量高速並行運算， 因此在大規模可編程邏輯陣列EP2S60中實現，而載波恢復模塊和判決模塊則在 數位訊號處理器TMS320C6416中實現。
權利要求1、一種短突發通信信號處理電路，包括高速模數轉換器、數位訊號處理器和大規模可編程邏輯陣列，其特徵在於，所述大規模可編程邏輯陣列包括下變頻模塊、短突發幀識別模塊和位同步模塊，所述下變頻模塊將中頻數位訊號變為基帶信號，所述短突發幀識別模塊判斷短突發幀的起始位置以及對能量大於噪聲門限的短突發幀加以識別，所述位同步模塊對所述短突發幀根據標誌碼進行精確的位同步，接收到的模擬信號藉由所述的高速模數轉換器轉換成中頻數位訊號，再經過所述大規模可編程邏輯陣列和數位訊號處理器完成短突發通信信號的處理。
2、 如權利要求1所示的一種短突發通信信號處理電路，其特徵在於，所述的高數模數轉換器是ADS5422，所述的數位訊號處理器是TMS320C6416，所述的大規模可編程邏輯陣列是EP2S60。
專利摘要本實用新型涉及一種短突發通信的信號處理電路，包括高速模數轉換器、數位訊號處理器和大規模可編程邏輯陣列，所述大規模可編程邏輯陣列包括下變頻模塊、短突發幀識別模塊和位同步模塊，所述下變頻模塊將中頻數位訊號變為基帶信號，所述短突發幀識別模塊判斷短突發幀的起始位置以及對能量大於噪聲門限的短突發幀加以識別，所述位同步模塊對所述短突發幀根據標誌碼進行精確的位同步。接收到的模擬信號藉由所述的高速模數轉換器轉換成中頻數位訊號，再經過所述大規模可編程邏輯陣列和數位訊號處理器完成短突發通信信號的處理。該電路提高了通信系統在處理短突發信號時的兼容性，很好地適應現有的各種短突發信號的解調要求，而且對於新的短突發信號類型也能快速方便的升級解決方案。
文檔編號H04B7/185GK201286101SQ20082015254
公開日2009年8月5日 申請日期2008年8月29日 優先權日2008年8月29日
發明者孫洪波, 汪春梅 申請人:上海師範大學