高动态环境下突发式卫星信号的处理方法和系统与流程

1.本说明书涉及卫星通信领域，特别涉及一种高动态环境下突发式卫星信号的处理方法和系统。


背景技术：

2.通过卫星可以实现“终端-卫星-地面站”的双向数据传输，可以解决在偏远地区或远洋地区，无地面基站的情况下，实现数据通信。目前终端大部分处于静止或低速运动状态，或者终端处于高速运动状态，卫星信号为连续信号，当终端处于高速运动状态时，卫星信号处于突发式信号时，现有端机将无法适应。现有技术利用本地固定频率载波去剥离接收到信号的载波，当载体处于静止或低动态环境时，能够正常解析，当处于高动态时，由于载波频率偏差较大，容易产生误码。
3.因此，需要提供一种高动态环境下突发式卫星信号的处理方法和系统，用于在高动态环境下，实现将本地载波的频率和相位与接收到的信号保持一致，从而准确的解析出电文数据，有效减少误码。


技术实现要素：

4.本说明书实施例之一提供一种高动态环境下突发式卫星信号的处理方法，包括：获取待解析基带数字信号，并将所述待解析基带数字信号缓存在ram存储器中；判断所述ram存储器中存储的数据的长度是否满足预设条件；若所述ram存储器中存储的数据的长度满足所述预设条件，获取所述ram存储器中存储的数据；判断所述ram存储器中存储的数据是否存在突发数据包包头；若所述ram存储器中存储的数据存在突发数据包包头，则基于所述突发数据包包头的起始位置读取目标基带数字信号；基于所述目标基带数字信号更新本地载波；基于更新后的本地载波获取第二i支路积分值和第二q支路积分值，进行电文解析。
5.现有技术中，利用本地固定频率载波去剥离接收到信号的载波，当载体处于静止或低动态环境时，能够正常解析，当处于高动态时，由于载波频率偏差较大，容易产生误码，本方法采用环路跟踪的方式，即使是脉冲信号，对接收到的信号仍然保持稳定的载波跟踪，可以在高动态环境下，也能够将本地载波的频率和相位与接收到的信号保持一致，从而准确的解析出电文数据，有效减少误码。
6.在一些实施例中，所述待解析基带数字信号在所述ram存储器中的存储深度大于2个所述突发数据包的长度。
7.在一些实施例中，所述判断所述ram存储器中存储的数据的长度是否满足预设条件，包括：判断所述ram存储器中存储的数据的长度是否大于1个所述突发数据包的长度；若所述ram存储器中存储的数据的长度大于1个所述突发数据包的长度，则所述ram存储器中存储的数据的长度满足预设条件。
8.在一些实施例中，所述基于所述目标基带数字信号更新本地载波，包括：将所述目标基带数字信号分别与预设本地载波的cos支路信号和sin支路信号进
行相乘混频，得到第一i支路信号和第一q支路信号；对所述第一i支路信号进行积分，获取第一i支路积分值，对所述第一q支路信号进行积分，获取第一q支路积分值；将所述第一i支路积分值和所述第一q支路积分值送入鉴相器，获取鉴相结果；将所述鉴相结果送入到环路滤波器，得到环路滤波结果；将所述环路滤波结果送入dds载波合成器，得到更新后的本地载波的cos支路信号和sin支路信号。
9.在一些实施例中，所述基于更新后的本地载波获取第二i支路积分值和第二q支路积分值，包括:将所述目标基带数字信号与所述更新后的本地载波的cos支路信号和sin支路信号进行相乘混频，得到第二i支路信号和第二q支路信号；对所述第二i支路信号进行积分，获取所述第二i支路积分值，对所述第二q支路信号进行积分，获取所述第二q支路积分值。
10.本说明书实施例之一提供一种高动态环境下突发式卫星信号的处理系统，包括：数据存储模块，用于获取待解析基带数字信号，并将所述待解析基带数字信号缓存在ram存储器中；还用于判断所述ram存储器中存储的数据的长度是否满足预设条件；还用于若所述ram存储器中存储的数据的长度满足所述预设条件，获取所述ram存储器中存储的数据；还用于判断所述ram存储器中存储的数据是否存在突发数据包包头；还用于若所述ram存储器中存储的数据存在突发数据包包头，则基于所述突发数据包包头的起始位置读取目标基带数字信号；环路跟踪解析模块，用于基于所述目标基带数字信号更新本地载波；还用于基于更新后的本地载波获取第二i支路积分值和第二q支路积分值，进行电文解析。
11.在一些实施例中，所述待解析基带数字信号在所述ram存储器中的存储深度大于2个所述突发数据包的长度。
12.在一些实施例中，所述数据存储模块还用于：判断所述ram存储器中存储的数据的长度是否大于1个所述突发数据包的长度；若所述ram存储器中存储的数据的长度大于1个所述突发数据包的长度，则所述ram存储器中存储的数据的长度满足预设条件。
13.在一些实施例中，所述环路跟踪解析模块还用于：将所述目标基带数字信号分别与预设本地载波的cos支路信号和sin支路信号进行相乘混频，得到第一i支路信号和第一q支路信号；对所述第一i支路信号进行积分，获取第一i支路积分值，对所述第一q支路信号进行积分，获取第一q支路积分值；将所述第一i支路积分值和所述第一q支路积分值送入鉴相器，获取鉴相结果；将所述鉴相结果送入到环路滤波器，得到环路滤波结果；将所述环路滤波结果送入dds载波合成器，得到更新后的本地载波的cos支路信号和sin支路信号。
14.在一些实施例中，所述环路跟踪解析模块还用于：将所述目标基带数字信号与所述更新后的本地载波的cos支路信号和sin支路信号进行相乘混频，得到第二i支路信号和第二q支路信号；对所述第二i支路信号进行积分，获取所述第二i支路积分值，对所述第二q支路信号进行积分，获取所述第二q支路积分值。
15.本说明书实施例之一提供一种高动态环境下突发式卫星信号的处理装置，包括处理器，所述处理器用于执行高动态环境下突发式卫星信号的处理方法。
16.本说明书实施例之一提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机执行高动态环境下突发式卫星信号的处理方法。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.其中：图1是根据本说明书一些实施例所示的一种高动态环境下突发式卫星信号的处理系统的示例性框图；图2是根据本说明书一些实施例所示的一种高动态环境下突发式卫星信号的处理方法的示例性流程图；图3是根据本说明书一些实施例所示的获取待解析基带数字信号的示意图；图4是根据本说明书一些实施例所示的环路跟踪解析模块基于目标基带数字信号更新本地载波的示意图；图5是根据本说明书一些实施例所示的环路滤波器的示意图。
具体实施方式
19.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
21.为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
22.应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
23.如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
24.本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
25.图1是根据本说明书一些实施例所示的一种高动态环境下突发式卫星信号的处理系统的示例性框图。
26.如1所示，一种高动态环境下突发式卫星信号的处理系统可以包括数据存储模块及环路跟踪解析模块。
27.数据存储模块可以用于获取待解析基带数字信号，并将待解析基带数字信号缓存在ram存储器中；还用于判断ram存储器中存储的数据的长度是否满足预设条件；还用于若ram存储器中存储的数据的长度满足预设条件，获取ram存储器中存储的数据；还用于判断ram存储器中存储的数据是否存在突发数据包包头；还用于若ram存储器中存储的数据存在突发数据包包头，则基于突发数据包包头的起始位置读取目标基带数字信号。在一些实施例中，数据存储模块还可以用于：判断ram存储器中存储的数据的长度是否大于1个突发数据包的长度；若ram存储器中存储的数据的长度大于1个突发数据包的长度，则ram存储器中存储的数据的长度满足预设条件。
28.在一些实施例中，数据存储模块可以包括处理设备，处理设备可以用于执行上述功能。在一些实施例中，处理设备可以在云平台上执行。例如，该云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分散式云、内部云等中的一种或其任意组合。在一些实施例中，处理设备110可以包含处理器，处理器可以包含一个或多个子处理器（例如，单芯处理设备或多核多芯处理设备）。仅仅作为范例，处理器可包含中央处理器（cpu）、专用集成电路（asic）、专用指令处理器（asip）、图形处理器（gpu）、物理处理器（ppu）、数字信号处理器（dsp）、现场可编程门阵列（fpga）、可编辑逻辑电路（pld）、控制器、微控制器单元、精简指令集电脑（risc）、微处理器等或以上任意组合。
29.环路跟踪解析模块可以用于基于目标基带数字信号更新本地载波。在一些实施例中，环路跟踪解析模块还可以用于：将目标基带数字信号分别与预设本地载波的cos支路信号和sin支路信号进行相乘混频，得到第一i支路信号和第一q支路信号；对第一i支路信号进行积分，获取第一i支路积分值，对第一q支路信号进行积分，获取第一q支路积分值；将第一i支路积分值和第一q支路积分值送入鉴相器，获取鉴相结果；将鉴相结果送入到环路滤波器，得到环路滤波结果；将环路滤波结果送入dds载波合成器，得到更新后的本地载波的cos支路信号和sin支路信号。
30.环路跟踪解析模块还可以用于基于更新后的本地载波获取第二i支路积分值和第二q支路积分值，进行电文解析。在一些实施例中，环路跟踪解析模块还可以用于：将目标基带数字信号与更新后的本地载波的cos支路信号和sin支路信号进行相乘混频，得到第二i支路信号和第二q支路信号；对第二i支路信号进行积分，信号处理模块可以获取第二i支路积分值，对第二q支路信号进行积分，获取第二q支路积分值。
31.关于数据存储模块及环路跟踪解析模块的更多描述可以参见图2及其相关描述，此处不再赘述。
32.需要注意的是，以上对于高动态环境下突发式卫星信号的处理系统及其模块的描述，仅为描述方便，并不能把本说明书限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该系统的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个模块进行任意组合，或者构成子系统与其他模块连接。在一些实施例中，图1中披露的数据存储模块、载波更新模块及信号处理模块可以是一个系统中的不同模块，也可以是一个模块实现上述的两个或两个以上模块的功能。例如，各个模块可以共用一个存储模块，各个模块也可以分别具有各自的存储模块。诸如此类的变形，均在本说明书的保护范围之内。
33.图2是根据本说明书一些实施例所示的一种高动态环境下突发式卫星信号的处理方法的示例性流程图。如图2所示，高动态环境下突发式卫星信号的处理方法包括下述步骤。在一些实施例中，高动态环境下突发式卫星信号的处理方法可以由高动态环境下突发式卫星信号的处理系统执行。
34.步骤210，获取待解析基带数字信号，并将待解析基带数字信号缓存在ram存储器中。在一些实施例中，步骤210可以由数据存储模块执行。
35.参照图3，在一些实施例中，数据存储模块可以基于天线接收到待处理信息。在一些实施例中，数据存储模块可以将基带数字信号按ad采样时钟频率存储循环存储在ram存储器中。在一些实施例中，待解析基带数字信号在ram存储器中的存储深度大于2个突发数据包的长度。在一些实施例中，1个突发数据包的长度可以为2000-5000个bit。
36.步骤220，判断ram存储器中存储的数据的长度是否满足预设条件。在一些实施例中，步骤220可以由数据存储模块执行。
37.预设条件可以为预先设置的用于触发突发数据包包头检测的条件。在一些实施例中，预设条件可以包括一个阈值，例如，1个突发数据包的长度。
38.在一些实施例中，数据存储模块判断ram存储器中存储的数据的长度是否满足预设条件，包括：判断ram存储器中存储的数据的长度是否大于1个突发数据包的长度；若ram存储器中存储的数据的长度大于1个突发数据包的长度，则ram存储器中存储的数据的长度满足预设条件。
39.步骤230，若ram存储器中存储的数据的长度满足预设条件，获取ram存储器中存储的数据。在一些实施例中，步骤230可以由数据存储模块执行。
40.步骤240，判断ram存储器中存储的数据是否存在突发数据包包头。在一些实施例中，步骤240可以由数据存储模块执行。
41.突发数据包包头为固定数据，其数据大小一般为80-200个bit。
42.在一些实施例中，数据存储模块可以基于ram存储器中存储的数据与预设突发数据包包头的相似度，判断ram存储器中存储的数据是否存在突发数据包包头。
43.例如，当ram存储器中存储的数据与预设突发数据包包头的相似度大于预设阈值（例如，90%）时，则可以判断ram存储器中存储的数据存在突发数据包包头。
44.步骤250，若ram存储器中存储的数据存在突发数据包包头，则基于突发数据包包头的起始位置读取目标基带数字信号。在一些实施例中，步骤240可以由数据存储模块执行。
45.可以理解的，数据存储模块可以从突发数据包包头的起始位置开始读取目标基带数字信号，而突发数据包包头的起始位置以前的数据不进行读取。
46.步骤260，基于目标基带数字信号更新本地载波。在一些实施例中，步骤240可以由环路跟踪解析模块执行。
47.可以理解的，为了减少误码，环路跟踪解析模块可以基于目标基带数字信号更新本地载波，使得更新后的本地载波的频率和相位与目标基带数字信号保持一致。
48.参照图4，在一些实施例中，环路跟踪解析模块基于目标基带数字信号更新本地载波，可以包括：
将目标基带数字信号分别与预设本地载波的cos支路信号和sin支路信号进行相乘混频，得到第一i支路信号和第一q支路信号；对第一i支路信号进行积分，获取第一i支路积分值，对第一q支路信号进行积分，获取第一q支路积分值；将第一i支路积分值和第一q支路积分值送入鉴相器，获取鉴相结果；将鉴相结果送入到环路滤波器，得到环路滤波结果；将环路滤波结果送入dds载波合成器，得到更新后的本地载波的cos支路信号和sin支路信号。
49.参照图5，在一些实施例中，环路滤波器可以为三阶环路滤波器，为实现高动态环境下信号处理，三阶环路滤波器的参数设置为：w
p
=22.9，a=1.1，b=2.4；t为电文速率周期， t≤1ms。
50.步骤270，基于更新后的本地载波获取第二i支路积分值和第二q支路积分值，进行电文解析。在一些实施例中，步骤270可以由环路跟踪解析模块执行。
51.在一些实施例中，环路跟踪解析模块基于更新后的本地载波获取第二i支路积分值和第二q支路积分值，可以包括：将目标基带数字信号与更新后的本地载波的cos支路信号和sin支路信号进行相乘混频，得到第二i支路信号和第二q支路信号；对第二i支路信号进行积分，获取第二i支路积分值，对第二q支路信号进行积分，获取第二q支路积分值。
52.可以理解的，经过环路跟踪解析模块得到的第二i支路积分值和第二q支路积分值，进行电文解析，转换成串行数据，即得到卫星信号传输的底层电文信息，进入到后续模块处理。
53.可以理解的，现有技术中，利用本地固定频率载波去剥离接收到信号的载波，当载体处于静止或低动态环境时，能够正常解析，当处于高动态时，由于载波频率偏差较大，容易产生误码，本方法采用环路跟踪的方式，即使是脉冲信号，对接收到的信号仍然保持稳定的载波跟踪，可以在高动态环境下，也能够将本地载波的频率和相位与接收到的信号保持一致，从而准确的解析出电文数据，有效减少误码。
54.本说明书实施例之一提供一种高动态环境下突发式卫星信号的处理装置，包括处理器，所述处理器用于执行高动态环境下突发式卫星信号的处理方法。
55.本说明书实施例之一提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机执行高动态环境下突发式卫星信号的处理方法。
56.应当注意的是，上述有关合路器的射频处理方法的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书的指导下可以对合路器的射频处理方法进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本说明书的范围之内。
57.上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所
以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
58.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd-roz、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
59.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
60.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
61.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
62.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。