论文部分内容阅读
摘 要： 阐述对载波同步与码元同步分离的突发模式QPSK信号的截获与解调的方法。
关键词： 突发；QPSK；同步；解调
中图分类号：TN911.3 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2011）0820015－01
0 引言
突发信号是通信信号中特殊的一类信号，多用于通信子站向主站传送业务信息，突发信号数据的发射不是连续的，由于是多个用户共享同一载波频率，所以子站严格按时隙发射，属于时分多址（TDMA）技术。由于信号发射是时隙的，具有突发性，这要求接收机必须与每个数据组保持快速同步，但由于突发时隙很短，同步建立需要时间，第三方截获很困难。本文利用滑动谱分析的方法快速截获每一个突发时隙，并且能在前导同步信号结束前实现同步，完成突发解调。
突发信号有两种前导同步信号，一种载波同步与码元同步分离，另一种则是联合同步，如图1所示：
1 算法实现原理
本文针对讨论的突发信号类型为QPSK信号，码元速率为，属第一种类型突发信号，这种突发信号比较成熟，应用也较为普遍。截获的突发信号的波形图和时谱图分别如图2和图3所示：
时间，系统处于等待中。要从大量噪声数据中及时截获完整的突发过程，靠简单的能量估计的办法是不可取的，因为运算量巨大，为了提高效率，在分析了信号具体特征的基础上，提出了谱分析检测的算法。该算法与信号的采集部分紧密联系。考虑到硬件数据采集缓冲区FIFO的大小和运算量的关系，每次FIFO半满时，对FIFO最后的M个数据作FFT运算，判断频段内的能量是否远大于背景噪声，如果否，清空FIFO，继续采样，FIFO半满时再对后M个字作FFT运算，判断能量是否远大于背景噪声，依此循环，直到信号能量远大于背景噪声时作为信号突发开始，此时FIFO内数据保存，并且继续循环，但此时跳出条件改为信号能量是否接近背景噪声。该算法主要的运算量就是M点FFT运算，当M足够小时，算法的运算量很小，简单易行，且能保证有用信号连续，不会遗漏，在使用中能成功截获完整的突发信号[3]。
为了能准确的判断突发信号的开始和结束，M的选取十分重要。M越大，谱分析的精度越高，但是运算量大，甚至会使谱估计的时间大于采样时间，造成信号采集不连续，丢失数据。点数M与FFT运算时间关系如下表1，折衷考虑，选用M=128。
2 结论
突发信号的解调对同步提出了很高的要求，目前的同步算法对于含有前导载波同步信号的突发信号可以完成截获和正确解调，但对于联合同步模式，由于用于同步的码元数目太少，会丢失信息，使得解调数据不完整。
参考文献：
[1]Umberto Mengali， M.Morelli， Data-Aided frequency estimation for burst digital transmission， IEEE， Trans.Com， Vol.43， No.1：23-25，1997.
[2]A.J.Viterbi，A.M.Viterbi， Nonlinear estimation of PSK-modulated carrier phase with application to burst digital transmission. IEEE Transaction on Information Theory， Vol. IT-29， NO.4，July，1983.
[3]许广明、陈颖、陈吉忠，一种适合突发数字通信的快速载波频偏估计算法，电讯技术，2003，第43卷，第5期.
关键词： 突发；QPSK；同步；解调
中图分类号：TN911.3 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2011）0820015－01
0 引言
突发信号是通信信号中特殊的一类信号，多用于通信子站向主站传送业务信息，突发信号数据的发射不是连续的，由于是多个用户共享同一载波频率，所以子站严格按时隙发射，属于时分多址（TDMA）技术。由于信号发射是时隙的，具有突发性，这要求接收机必须与每个数据组保持快速同步，但由于突发时隙很短，同步建立需要时间，第三方截获很困难。本文利用滑动谱分析的方法快速截获每一个突发时隙，并且能在前导同步信号结束前实现同步，完成突发解调。
突发信号有两种前导同步信号，一种载波同步与码元同步分离，另一种则是联合同步，如图1所示：
1 算法实现原理
本文针对讨论的突发信号类型为QPSK信号，码元速率为，属第一种类型突发信号，这种突发信号比较成熟，应用也较为普遍。截获的突发信号的波形图和时谱图分别如图2和图3所示：
时间，系统处于等待中。要从大量噪声数据中及时截获完整的突发过程，靠简单的能量估计的办法是不可取的，因为运算量巨大，为了提高效率，在分析了信号具体特征的基础上，提出了谱分析检测的算法。该算法与信号的采集部分紧密联系。考虑到硬件数据采集缓冲区FIFO的大小和运算量的关系，每次FIFO半满时，对FIFO最后的M个数据作FFT运算，判断频段内的能量是否远大于背景噪声，如果否，清空FIFO，继续采样，FIFO半满时再对后M个字作FFT运算，判断能量是否远大于背景噪声，依此循环，直到信号能量远大于背景噪声时作为信号突发开始，此时FIFO内数据保存，并且继续循环，但此时跳出条件改为信号能量是否接近背景噪声。该算法主要的运算量就是M点FFT运算，当M足够小时，算法的运算量很小，简单易行，且能保证有用信号连续，不会遗漏，在使用中能成功截获完整的突发信号[3]。
为了能准确的判断突发信号的开始和结束，M的选取十分重要。M越大，谱分析的精度越高，但是运算量大，甚至会使谱估计的时间大于采样时间，造成信号采集不连续，丢失数据。点数M与FFT运算时间关系如下表1，折衷考虑，选用M=128。
2 结论
突发信号的解调对同步提出了很高的要求，目前的同步算法对于含有前导载波同步信号的突发信号可以完成截获和正确解调，但对于联合同步模式，由于用于同步的码元数目太少，会丢失信息，使得解调数据不完整。
参考文献：
[1]Umberto Mengali， M.Morelli， Data-Aided frequency estimation for burst digital transmission， IEEE， Trans.Com， Vol.43， No.1：23-25，1997.
[2]A.J.Viterbi，A.M.Viterbi， Nonlinear estimation of PSK-modulated carrier phase with application to burst digital transmission. IEEE Transaction on Information Theory， Vol. IT-29， NO.4，July，1983.
[3]许广明、陈颖、陈吉忠，一种适合突发数字通信的快速载波频偏估计算法，电讯技术，2003，第43卷，第5期.