复杂信道下无人机通信信号对齐的方法、装置和设备与流程

本申请的实施例涉及通信领域，尤其涉及复杂信道下无人机通信信号对齐的方法、装置和设备。

背景技术：

1、针对各种作战对无人机系统的需求，如何让无人机测控系统在城市非直视路径、远距离郊区信道和密林环境，即，无直视路径，发送功率低，传输距离远的恶劣城市复杂信道环境，且低信噪比条件下，实现信息的可靠性传输，即，如何实现在复杂信道下的快速准确数据同步，是当前急需解决的问题。

技术实现思路

1、根据本申请的实施例，提供了一种复杂信道下无人机通信信号对齐的方案。

2、在本申请的第一方面，提供了一种复杂信道下无人机通信信号对齐的方法。该方法包括：

3、对信号数据进行匹配滤波，得到优化的信号数据；所述信号数据的帧结构包括前导头、唯一字和数据；

4、对所述优化的信号数据进行突发粗捕获，得到所述前导头中伪码周期的起始位置；

5、借用所述前导头中与所述唯一字码片数量相同的码片与所述唯一字进行联合，得到联合唯一字；

6、基于前导头中伪码周期的起始位置，与所述联合唯一字进行相关，相关完成后，通过非对称门限判决的方式，对所述优化的信号数据进行突发细捕获，得到唯一字的起始位置；

7、基于所述唯一字的起始位置，通过所述前导头、唯一字进行初始载波同步，得到初始频偏和初始相偏；

8、基于所述初始频偏和初始相偏，对所述信号数据进行频偏纠正，纠正完成后进行解调输出。

9、进一步地，所述对所述优化的信号数据进行突发粗捕获，得到所述前导头中伪码的起始位置包括：

10、对所述前导头中的伪码进行滑动相关，计算信号峰均比；

11、基于所述信号峰均比和绝对值门限，确定所述伪码的初始相位时间，得到所述前导头中伪码的起始位置。

12、进一步地，还包括：

13、计算所述信号峰均比时，当前信号和所述当前信号前的每隔n*tp个点均不参与计算。

14、进一步地，所述基于前导头中伪码周期的起始位置，与所述联合唯一字进行相关，相关完成后，通过非对称门限判决的方式，对所述优化的信号数据进行突发细捕获，得到唯一字的起始位置包括：

15、基于前导头中伪码周期的起始位置，每隔一个所述伪码周期与所述联合唯一字进行相关；所述相关的长度为所述联合唯一字的码片个数；

16、基于相关完成的码片，通过非对称门限判决的方式，对所述优化的信号数据进行突发细捕获，确定所述唯一字的起始位置。

17、进一步地，所述初始频偏通过如下公式计算得到：

18、

19、其中，为f搜索的频点；

20、l为采样点数；

21、rk为用于估计的数据；

22、tb为采样率。

23、进一步地，所述初始相偏通过如下公式计算得到：

24、

25、其中，angle表示计算相位。

26、进一步地，所述信号数据包括：

27、量化为[1,-1]的单bit数据。

28、在本申请的第二方面，提供了一种复杂信道下无人机通信信号对齐的装置。该装置包括：

29、优化模块，用于对信号数据进行匹配滤波，得到优化的信号数据；所述信号数据的帧结构包括前导头、唯一字和数据；

30、第一捕获模块，用于对所述优化的信号数据进行突发粗捕获，得到所述前导头中伪码的起始位置；

31、第二捕获模块，用于借用所述前导头中与所述唯一字码片数量相同的码片与所述唯一字进行联合，得到联合唯一字；基于前导头中伪码周期的起始位置，与所述联合唯一字进行相关，相关完成后，通过非对称门限判决的方式，对所述优化的信号数据进行突发细捕获，得到唯一字的起始位置；

32、计算模块，用于基于所述唯一字的起始位置，通过所述前导头、唯一字进行初始载波同步，得到初始频偏和初始相偏；

33、纠正模块，用于基于所述初始频偏和初始相偏，对所述信号数据进行频偏纠正，纠正完成后进行解调输出。

34、在本申请的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。

35、在本申请的第四方面，提供了一种计算机可读存储设备，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本申请的第一方面的方法。

36、本申请实施例提供的复杂信道下无人机通信信号对齐的方法，通过对信号数据进行匹配滤波，得到优化的信号数据；所述信号数据的帧结构包括前导头、唯一字和数据；对所述优化的信号数据进行突发粗捕获，得到所述前导头中伪码周期的起始位置；借用所述前导头中与所述唯一字码片数量相同的码片与所述唯一字进行联合，得到联合唯一字；基于前导头中伪码周期的起始位置，与所述联合唯一字进行相关，相关完成后，通过非对称门限判决的方式，对所述优化的信号数据进行突发细捕获，得到唯一字的起始位置；基于所述唯一字的起始位置，通过所述前导头、唯一字进行初始载波同步，得到初始频偏和初始相偏；基于所述初始频偏和初始相偏，对所述信号数据进行频偏纠正，纠正完成后进行解调输出，在系统存在采样频率偏差时，仍然能够实现准确的精同步。

37、应当理解，
技术实现要素：
部分中所描述的内容并非旨在限定本申请的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

技术特征：

1.一种复杂信道下无人机通信信号对齐的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述优化的信号数据进行突发粗捕获，得到所述前导头中伪码的起始位置包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于前导头中伪码周期的起始位置，与所述联合唯一字进行相关，相关完成后，通过非对称门限判决的方式，对所述优化的信号数据进行突发细捕获，得到唯一字的起始位置包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述初始频偏通过如下公式计算得到：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述初始相偏通过如下公式计算得到：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述信号数据包括：

8.一种复杂信道下无人机通信信号对齐的装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1～7中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储设备，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～7中任一项所述的方法。

技术总结
本申请的实施例提供了复杂信道下无人机通信信号对齐的方法、装置和设备。所述方法包括对信号数据进行匹配滤波，得到优化的信号数据；对所述优化的信号数据进行突发粗捕获，得到所述前导头中伪码的起始位置；借用所述前导头中与所述唯一字码片数量相同的码片与所述唯一字进行联合，得到联合唯一字；基于前导头中伪码周期的起始位置，与所述联合唯一字进行相关，相关完成后，通过非对称门限判决的方式，对所述优化的信号数据进行突发细捕获，得到唯一字的起始位置；基于所述唯一字的起始位置，通过所述前导头、唯一字进行初始载波同步，对所述信号数据进行频偏纠正，纠正完成后进行解调输出。以此方式，实现了在复杂信道环境下的稳定通信。

技术研发人员：熊军,袁伟,高瑞波,王丽娟,蔡丽爽
受保护的技术使用者：北京睿信丰科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13