[发明专利]基于差分相位波形匹配的编码CPM信号码块同步方法

说明书

本发明提供一种基于差分相位波形匹配的编码CPM信号码块同步方法。技术方案是：基带处理完成之后的CPM信号通过一个的滑动观察窗，进行如下操作：①：每隔一个采样周期将滑动观察窗内的信号进行处理，判断是否存在码块头预警信号位，②：在进行操作①的同时，根据码块头预警信号位到来的间隔，判断输出码块头标志信号。本发明的有益效果是①对基带处理后的信号直接进行处理，不需要定时同步、调制指数同步信息。②通过接收的完整信号和本地的利用码块头序列生成的完整信号匹配得到匹配结果，可靠性较高。③本发明既适用于全响应CPM信号，又适用于部分响应CPM信号；④本发明在存在一定残留相偏、频偏和相噪时仍可正常工作。

技术领域

本发明涉及无线通信及遥测遥控技术领域，提供一种编码CPM(Continuous PhaseModulation，连续相位调制)码块同步方法。

背景技术

CPM信号具有相位连续的特点，相对其他调制方式在功率效率、带宽效率上均具有很大优势，在卫星通信、遥测遥控领域具有广泛的应用前景。根据CPM信号的部分响应长度L可以将CPM信号分为全响应CPM信号(此时L＝1)和部分响应CPM信号(此时L＞1)，部分响应CPM信号具有记忆性，当前码元周期内波形不仅与当前码元周期内的码元有关，还和前几个码元周期的码元有关。部分响应CPM能够获得更好的带宽利用率。调制指数是CPM的一个重要参数。如果CPM信号中所有符号对应的调制指数保持不变，则称之为单指数CPM信号，如果CPM信号的调制指数随符号变化，则称之为多指数CPM信号，多指数CPM信号的功率谱更加集中，抗误码性能也更好。目前在实际应用中，多指数CPM一般只有两个调制指数，本发明讨论的多指数CPM就是这种有两个调制指数的CPM。

CPM和信道编码级联时可以大大提高系统的功率效率。目前可实现性较强的编码CPM系统中使用的信道编码有LDPC(Low Density Parity Check Codes，低密度奇偶校验码)或Turbo码(Parallel Concatenated Convolutional Codes，并行级联卷积码)，其结构一般如图1所示，发送端将需发送的信息序列经过编码，再进行CPM调制，最后将得到的中频CPM信号通过信道发送出去。接收端经过基带处理后(基带处理包括数字下变频，频率、相位同步)，依次进行调制指数同步(单指数CPM此步骤可省略)、定时同步、解调、码块同步和译码，便可得到发送的信息序列。

信息序列经过编码后的码块结构如图2所示，其中用于同步的码块头长度为δbit，编码序列长度为kbit。

目前已有的码块同步方法主要有判决相关法和James Massey提出的Massey算法(这两种方法均参见CCSDS130.1-G-2：TM SYNCHRONIZATION AND CHANNEL CODING—SUMMARY OF CONCEPT AND RATIONALE)。这两种方法均是将经过处理的解调输出和码块头序列做相关，得到当前序列和码块头序列的相似程度，从而判断当前序列是否为码块头序列。由于这些方法依赖于解调信息，采用这些方法时码块头同步必须在解调之后完成，调制指数同步、定时同步无法充分利用码块同步信息。另外，在信噪比较低的情况下，解调步骤可靠性较低，影响后续的码块同步效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种编码CPM码块同步方法。该方法在调制指数同步、定时同步完成前完成码块同步，使码块同步可以辅助调制指数同步、定时同步，使用该方法进行码块同步的编码CPM系统结构如图3所示；具有较大的可靠性，在信噪比较低的情况下仍可正常工作；既适用于全响应CPM信号，又适用于部分响应CPM信号；对相位、频率不敏感，信号存在一定残留相偏、频偏和相噪时仍可正常工作。

本发明的技术方案是：一种基于差分相位波形匹配的编码CPM信号码块同步方法。基带处理完成之后的CPM信号通过一个长度为D×n_Sam的滑动观察窗，其中D＝log₂M，M为CPM信号的进制数，n_Sam为每个码元的采样点数，“×”表示乘法运算。进行如下操作：