一种长突发通信位同步动态调整方法、设备及介质与流程

1.本发明涉及电磁信号通信领域，更为具体的，涉及一种长突发通信位同步动态调整方法、设备及介质。


背景技术：

2.在基于软件无线电思想的无线电测控设备接收机中，信号采样频点被提前到了中频，数字下变频后，输出的基带信号是一个采样序列，而不再是时间连续的模拟信号波形。采样后波形的实际形状已不重要了，因为所有采样结果相同的波形对检测来说都是等价的，同时由于码速率不同，输入的采样序列中表示一个码元的采样值的个数就会不同。位同步问题的核心不再是如何精确地控制采样时钟相位，而是在准确的判决时刻对接收码元进行判决，更准确地估计每个码元最佳判决点的位置。目前，使用最为广泛的定时误差算法是gardner定时同步和基于dft的o&m定时同步算法。
3.gardner算法的基本思想是：提取出相邻码元判决采样点处的幅度和极性变化信息，再加上相邻码元间的过搜点是否为零，就可以从采样信号中提取出定时误差。定时误差经一定处理后用于控制下一个抽样时刻进行调整。由此可以看出，gardner算法其实是一个闭环收敛的环路，需要一定数量的符号对环路进行收敛，在收敛过程中的符号并不可用，不适合用于突发通信。
4.o&m定时同步算法的基本思想是：利用离散傅里叶变换(dft：discrete fouriertransfonn)算法的频域时延定理可知，定时偏差将体现为相关峰值dft的相位误差，定时误差估计可通过下面公式获得。
[0005][0006]
其中m为dft点数，k为过样率，n为序列拖尾。结合前后两个相关峰进行定时误差估计。
[0007]
由此可以看出，o&m定时同步算法其实是一个开环估计，虽然可准确的找出当前m点数据的最佳采样点，但是无法在长时间通信中对抗接收机和发射机的钟差引起的符号漂移。


技术实现要素：

[0008]
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种长突发通信位同步动态调整方法、设备及介质，可对突发长信号进行实时的位同步，对抗接收机和发射机的钟差带来的符号漂移，保证所有符号都被正确接收。
[0009]
本发明的目的是通过以下方案实现的：
[0010]
一种长突发通信位同步动态调整方法，包括步骤：
[0011]
通过循环的o&m定时估计算法，插值并实时调整最佳采样点来完成对突发长时间
通信的信号进行最佳采样点的提取。
[0012]
进一步地，包括子步骤：
[0013]
步骤1，对信号进行采集，将采集到的信号量化数据转交给处理器，并完成相关捕获；
[0014]
步骤2，捕获到信号后，将数据抽取为符号率的多倍过采信号送入o&m定时估计算法进行估值；
[0015]
步骤3，根据估值结果，对当前数据进行插值；
[0016]
步骤4，在下一次估值前，根据上一次估值结果，对数据进行实时调整；
[0017]
步骤5，对调整后的数据进行o&m定时估计；
[0018]
步骤6，循环步骤2到步骤5。
[0019]
进一步地，在步骤1中，所述对信号进行采集包括通过ad模块对信号进行采集。
[0020]
进一步地，在步骤1中，所述处理器包括fpga处理器。
[0021]
进一步地，在步骤2中，所述多倍为4倍。
[0022]
进一步地，在步骤4中，所述对数据进行实时调整具体为对ad数据进行实时调整。
[0023]
进一步地，所述对数据进行实时调整包括子步骤：
[0024]
当估值相位相较于预定相位提前pi/2时，则丢弃一个ad采样点；当估值相位相较于预定相位滞后pi/2时，则回退一个ad采样点；当估值相位与预定相位相吻合时，则不操作。
[0025]
进一步地，在步骤5中，所述调整后的数据包括调整后的ad数据。
[0026]
一种长突发通信位同步动态调整设备，所述长突发通信位同步动态调整设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器加载时并执行如上任一项所述的方法。
[0027]
一种计算机可读存储介质，在可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行如上任一项所述的方法。
[0028]
本发明的有益效果包括：
[0029]
本发明同时弥补了o&m定时估计算法和gardner定时估计算法的不足，可对突发长信号进行实时的位同步，对抗接收机和发射机的钟差带来的符号漂移，保证所有符号都被正确接收。
附图说明
[0030]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]
图1为本发明实施例中估值相位提前预定相位pi/2的示意图；
[0032]
图2为本发明实施例中估值相位滞后预定相位pi/2的示意图；
[0033]
图3为本发明实施例中估值相位与预定相位相吻合的示意图；
[0034]
图4为本发明实施例中状态机跳转图；
[0035]
图5为本发明实施例的方法步骤流程图。
具体实施方式
[0036]
本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。
[0037]
下面根据附图1～图5，对本发明的技术构思、解决的技术问题、工作原理、工作过程和有益效果作进一步详细、充分地说明。
[0038]
本发明旨在解决工程中长时间突发通信的位同步问题，即在不丢任何符号的情况下，能对突发通信信号进行长时间的最佳采样点估计，提供一种长突发通信位同步动态调整方法、设备及介质，实现在长时间的突发通信中，保证所有通信符号都被正确接收。
[0039]
在实际应用过程中，包括如下步骤：
[0040]
步骤1：通过ad对信号进行采集，采集到的信号量化数据转交给fpga，并完成相关捕获；
[0041]
步骤2：捕获到信号后，将数据抽取为符号率的4倍过采信号送入o&m定时估计进行估值。
[0042]
步骤3：根据估值结果，对当前数据进行插值。
[0043]
步骤4：在下一次估值前，根据上一次估值结果，对ad数据进行实时调整，当估值相位相较于预定相位提前pi/2时，则丢弃一个ad采样点，如图1所示；当估值相位相较于预定相位滞后pi/2时，则回退一个ad采样点，如图2所示，当估值相位与预定相位相吻合时，则不操作，如图3，4所示，图4中s1、s2和s3表示对应所处状态。
[0044]
步骤5：对调整后的ad数据进行o&m定时估计。
[0045]
步骤6：循环步骤2到5。
[0046]
本发明实施例具有以下优点：
[0047]
本发明实施例同时弥补了o&m定时估计算法和gardner定时估计算法的不足，可对突发长信号进行实时的位同步，对抗接收机和发射机的钟差带来的符号漂移，保证所有符号都被正确接收。
[0048]
实施例1：一种长突发通信位同步动态调整方法，包括步骤：
[0049]
通过循环的o&m定时估计算法，插值并实时调整最佳采样点来完成对突发长时间通信的信号进行最佳采样点的提取。
[0050]
实施例2：在实施例1的基础上，包括子步骤：
[0051]
步骤1，对信号进行采集，将采集到的信号量化数据转交给处理器，并完成相关捕获；
[0052]
步骤2，捕获到信号后，将数据抽取为符号率的多倍过采信号送入o&m定时估计算法进行估值；
[0053]
步骤3，根据估值结果，对当前数据进行插值；
[0054]
步骤4，在下一次估值前，根据上一次估值结果，对数据进行实时调整；
[0055]
步骤5，对调整后的数据进行o&m定时估计；
[0056]
步骤6，循环步骤2到步骤5。
[0057]
实施例3：在实施例2的基础上，在步骤1中，所述对信号进行采集包括通过ad模块对信号进行采集。
[0058]
实施例4：在实施例2的基础上，在步骤1中，所述处理器包括fpga处理器。
[0059]
实施例5：在实施例2的基础上，在步骤2中，所述多倍为4倍。
[0060]
实施例6：在实施例2的基础上，在步骤4中，所述对数据进行实时调整具体为对ad数据进行实时调整。
[0061]
实施例7：在实施例2的基础上，所述对数据进行实时调整包括子步骤：
[0062]
当估值相位相较于预定相位提前pi/2时，则丢弃一个ad采样点；当估值相位相较于预定相位滞后pi/2时，则回退一个ad采样点；当估值相位与预定相位相吻合时，则不操作。
[0063]
实施例8：在实施例2的基础上，在步骤5中，所述调整后的数据包括调整后的ad数据。
[0064]
实施例9：一种长突发通信位同步动态调整设备，其特征在于，所述长突发通信位同步动态调整设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器加载时并执行如实施例1～实施例8任一项所述的方法。
[0065]
实施例10：一种计算机可读存储介质，在可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行如实施例1～实施例8任一项所述的方法。
[0066]
实施例11
[0067]
基于实施例1，设ad为零中频采样，采样率为122.88mhz，信号符号率为400khz。fpga接收到原始数据后，对信号进行捕获。捕获到信号后，对信号进行抽取，抽取到采样率为4倍符号率时进行o&m定时估计。o&m定时估计长度为2048点，每隔8192点估计一次。根据估值结果对信号进行插值找出最佳采样点。在下一次估计前，对当前估值进行判决，若估值点离目标点滞后两个采样点时，下次估计时回退两个ad采样点再进行估值。若估值点离目标点滞后一个采样点时，下次估计时回退一个ad采样点再进行估值。若估值点离目标点滞后一个采样点时，下次估计时丢掉一个ad采样点再进行估值。若估值点与目标点吻合时，则不进行操作直接进行下一次估值。
[0068]
描述于本发明实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
[0069]
根据本技术的一个方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各种可选实现方式中提供的方法。
[0070]
作为另一方面，本技术还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现上述实施例中所述的方法。
[0071]
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
[0072]
上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。
[0073]
除以上实例以外，本领域技术人员根据上述公开内容获得启示或利用相关领域的知识或技术进行改动获得其他实施例，各个实施例的特征可以互换或替换，本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。