搜救信標數字化接收機、信號處理系統和地面測試驗證系統技術方案

本發明專利技術涉及一種搜救信標數字化接收機、信號處理系統和地面測試驗證系統，包括：數字下變頻模塊，用于采樣中頻信號得到碼片數據流，實現碼片數據流的I路信號和Q路信號的正交調制；信號捕獲模塊，用于捕獲正交調制后的I路信號和Q路信號；偽碼發生器，用于產生擴頻碼；載波跟蹤模塊，用于將經捕獲后的I路信號和Q路信號分別與擴頻碼混頻并累加，得到兩組中間支路輸出信號，根據兩組中間支路輸出信號計算誤差，控制載波NCO的頻偏，利用頻偏補償兩組中間支路輸出信號；偽碼跟蹤模塊，用于根據兩組信號的超前、滯后支路調整本地時鐘，以實現中頻信號與擴頻碼的同步；信號輸出模塊，用于將補償后的兩組中間支路輸出信號作為基帶信號輸出。出。出。

【技術實現步驟摘要】
搜救信標數字化接收機、信號處理系統和地面測試驗證系統


[0001]本專利技術涉及信號處理
，更具體地，涉及一種搜救信標數字化接收機、信號處理系統和地面測試驗證系統。

技術介紹

[0002]搜救信標通信的特點是突發信號收發通信，搜救信標發射機隨機發送長度較短的數據幀，并且發送持續的時間很短，以此來提高信號的抗干擾和抗截獲能力，增加系統的保密性。它們的主要特征有以下幾點：
[0003]1.由于搜救信標信號發射持續的時間極短，所以接收過程中的信號捕獲，同步過程必須在盡可能短的時間內建立，否則將造成信號解調失敗，導致信息數據丟失。
[0004]2.由于每個搜救信標信號是非連續發射，到達接收機的時間和間隔都各不相同，因此每個搜救信標信號的信號電平和噪聲統計特性都各不相同，因此解調前一個搜救信標信號得到的同步信息不能被用于下一個搜救信標信號的解調。
[0005]目前搜救信號按照406MHz信標的種類分成兩種，分別是第一代信標信號和第二代信標信號。一代信標采用BPSK方式調制；二代信標采用DSSS
?
OQPSK方式調制，利用碼分復用形式，提高了信道容量。
[0006]搜救信標數字化接收機的任務需要將帶有噪聲、頻偏的擴頻信號通過一系列的信號處理過程，輸出基帶信號，還原出信標發射端的原始信息，實現信號的接收。由于在OQPSK調制前對信號進行了擴頻，所以使得接收端必須先進行解擴，才能進行后續的載波恢復。

技術實現思路

[0007]本專利技術旨在克服上述現有技術的至少一種缺陷(不足)，提供一種搜救信標數字化接收機、信號處理系統和地面測試驗證系統，用于將帶有噪聲、頻偏的擴頻信號進行接收和處理，以還原出信標發射端的原始信息，并以此完成信標信息的提取，以及完成中軌道衛星搜救載荷的地面測試驗證。
[0008]本專利技術提供一種搜救信標數字化接收機，包括數字下變頻模塊、信號捕獲模塊、偽碼發生器、載波跟蹤模塊、偽碼跟蹤模塊、信號輸出模塊；所述數字下變頻模塊設有載波NCO；
[0009]所述數字下變頻模塊，用于接收中頻信號，對所述中頻信號經過A/D采樣得到碼片數據流，將所述碼片數據流的I路信號和Q路信號分別對應乘上載波NCO輸出的同相載波和正交載波，以實現正交調制；
[0010]所述信號捕獲模塊，用于對正交調制后的所述I路信號和所述Q路信號進行偽隨機碼相位和多普勒頻率的捕獲，實現擴頻碼相位的同步和跟蹤，得到用于解擴的I路信號和Q路信號擴頻碼相位；
[0011]所述偽碼發生器，用于根據所述擴頻碼相位產生擴頻碼CI、CQ＇；
[0012]所述載波跟蹤模塊，用于將經捕獲后的所述I路信號和所述Q路信號分別與所述擴
頻碼 CI、CQ＇混頻并在一個擴頻碼周期內累加，得到兩組信號I
CI
、Q
CI
和I
CQ
＇、Q
CQ
＇，微調所述兩組信號I
CI
、Q
CI
和I
CQ
＇、Q
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＇，得到兩組中間支路輸出信號(I
CI
)center、(Q
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)center和 (I
CQ
＇)center、(Q
CQ
＇)center，根據所述兩組中間支路輸出信號(I
CI
)center、(Q
CI
)center和 (I
CQ
＇)center、(Q
CQ
＇)center計算誤差，并根據所述誤差控制所述載波NCO的頻偏，利用所述頻偏補償所述兩組中間支路輸出信號；
[0013]所述偽碼跟蹤模塊，用于根據所述兩組信號I
CI
、Q
CI
和I
CQ
＇、Q
CQ
＇的超前、滯后支路 (I
CI
)early、(I
CI
)late、(Q
CI
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CQ
＇)early、(I
CQ
＇)late、(Q
CQ
＇)early和(Q
CQ
＇)late 進行本地時鐘的調整，以實現接收的所述中頻信號與所述擴頻碼CI、CQ＇的同步；
[0014]所述信號輸出模塊，用于將補償后的所述兩組中間支路輸出信號(I
CI
)center、(Q
CI
)center 和(I
CQ
＇)center、(Q
CQ
＇)center作為基帶信號輸出。
[0015]進一步地，所述擴頻碼CQ＇比CI延時半個碼片周期。
[0016]進一步地，所述信號捕獲模塊包括FFT運算器、乘法器、IFFT運算器、峰值檢測模塊和捕獲判決模塊；
[0017]所述偽碼發生器，還用于產生偽隨機碼；
[0018]所述FFT運算器，用于對正交調制后的所述I路信號進行FFT運算得到若干段采樣信號的FFT數據，對所述偽隨機碼進行FFT運算得到若干段偽碼的FFT數據；
[0019]所述乘法器，用于將若干段所述采樣信號的FFT數據分別與若干段所述偽碼的FFT數據取共軛并進行復數相乘得到處理結果；
[0020]所述IFFT運算器，用于將所述處理結果進行IFFT運算，得到相關值；
[0021]所述峰值檢測模塊，用于根據所述相關值計算出峰值；
[0022]所述捕獲判決模塊，用于判斷所述峰值是否超過設定門限，根據判斷結果確定所捕獲到的偽隨機碼相位和多普勒頻率，得到用于解擴的I路信號和Q路信號擴頻碼相位。
[0023]進一步地，所述數字下變頻模塊包括模數轉換器和正交調制模塊；
[0024]所述模數轉換器，用于接收中頻信號，對所述中頻信號經過A/D采樣得到碼片數據流；
[0025]所述正交調制模塊，用于將所述碼片數據流的I路信號和Q路信號分別對應乘上載波 NCO輸出的同相載波和正交載波，以實現正交調制。
[0026]進一步地，所述載波跟蹤模塊包括混頻累加模塊和載波鑒頻器；
[0027]所述混頻累加模塊，用于將經捕獲后的所述I路信號和所述Q路信號分別與擴頻碼CI、 CQ＇混頻并在一個擴頻碼周期內累加，得到兩組信號I
CI
、Q
CI
和I
CQ
＇、Q
CQ
＇；
[0028]所述載波鑒頻器，用于微調所述兩組信號I
CI
、Q
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＇、Q
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＇，得到兩組中間支路輸出信號(I
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＇)center，采用以下公式計本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種搜救信標數字化接收機，其特征在于，包括數字下變頻模塊、信號捕獲模塊、偽碼發生器、載波跟蹤模塊、偽碼跟蹤模塊、信號輸出模塊；所述數字下變頻模塊設有載波NCO；所述數字下變頻模塊，用于接收中頻信號，對所述中頻信號經過A/D采樣得到碼片數據流，將所述碼片數據流的I路信號和Q路信號分別對應乘上載波NCO輸出的同相載波和正交載波，以實現正交調制；所述信號捕獲模塊，用于對正交調制后的所述I路信號和所述Q路信號進行偽隨機碼相位和多普勒頻率的捕獲，實現擴頻碼相位的同步和跟蹤，得到用于解擴的I路信號和Q路信號擴頻碼相位；所述偽碼發生器，用于根據所述擴頻碼相位產生擴頻碼CI、CQ＇；所述載波跟蹤模塊，用于將經捕獲后的所述I路信號和所述Q路信號分別與所述擴頻碼CI、CQ＇混頻并在一個擴頻碼周期內累加，得到兩組信號I
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＇，微調所述兩組信號I
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＇，得到兩組中間支路輸出信號(I
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＇)center計算誤差，并根據所述誤差控制所述載波NCO的頻偏，利用所述頻偏補償所述兩組中間支路輸出信號；所述偽碼跟蹤模塊，用于根據所述兩組信號I
CI
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＇)late進行本地時鐘的調整，以實現接收的所述中頻信號與所述擴頻碼CI、CQ＇的同步；所述信號輸出模塊，用于將補償后的所述兩組中間支路輸出信號(I
CI
)center、(Q
CI
)center和(I
CQ
＇)center、(Q
CQ
＇)center作為基帶信號輸出。2.根據權利要求1所述的搜救信標數字化接收機，其特征在于，所述擴頻碼CQ＇比CI延時半個碼片周期。3.根據權利要求2所述的搜救信標數字化接收機，其特征在于，所述信號捕獲模塊包括FFT運算器、乘法器、IFFT運算器、峰值檢測模塊和捕獲判決模塊；所述偽碼發生器，還用于產生偽隨機碼；所述FFT運算器，用于對正交調制后的所述I路信號進行FFT運算得到若干段采樣信號的FFT數據，對所述偽隨機碼進行FFT運算得到若干段偽碼的FFT數據；所述乘法器，用于將若干段所述采樣信號的FFT數據分別與若干段所述偽碼的FFT數據取共軛并進行復數相乘得到處理結果；所述IFFT運算器，用于將所述處理結果進行IFFT運算，得到相關值；所述峰值檢測模塊，用于根據所述相關值計算出峰值；所述捕獲判決模塊，用于判斷所述峰值是否超過設定門限，根據判斷結果確定所捕獲到的偽隨機碼相位和多普勒頻率，得到用于解擴的I路信號和Q路信號擴頻碼相位。4.根據權利要求2所述的搜救信標數字化接收機，其特征在于，所述數字下變頻模塊包括模數轉換器和正交調制模塊；所述模數轉換器，用于接收中頻信號，對所述中頻信號經過A/D采樣得到碼片數據流；所述正交調制模塊，用于將所述碼片數據流的I路信號和Q路信號分別對應乘上所述載波NCO輸出的同相載波和正交載波，以實現正交調制。
5.根據權利要求4所述的搜救信標數字化接收機，其特征在于，所述載波跟蹤模塊包括混頻累加模塊和載波鑒頻器；所述混頻累加模塊，用于將經捕獲后的所述I路信號和所述Q路信號分別與擴頻碼CI、CQ＇混頻并在一個擴頻碼周期內累加，得到兩組信號I
CI

【專利技術屬性】
技術研發人員：盧紅洋，高雅，劉麗嬌，朱亮宇，劉法龍，寧蓓，陳家玉，
申請(專利權)人：交信北斗科技有限公司，
類型：發明
國別省市：