[发明专利]用于卫星通信系统的载波同步方法和装置

说明书

本发明公开了一种用于卫星通信系统的载波同步方法和装置，属于通信技术领域。方法包括：获取基带信号，所述基带信号包括至少一个数据帧和所述数据帧上加载的多普勒频偏，所述数据帧由信息序列的码元和导频序列的码元交替排列而成；从所述基带信号中提取所述导频序列上加载的多普勒频偏，所述导频序列上加载的多普勒频偏中的采样点与所述导频序列的码元一一对应；在所述导频序列上加载的多普勒频偏中插入零值，所述零值与所述信息序列的码元一一对应；对插入零值的多普勒频偏进行滤波，形成载波同步信号；利用所述载波同步信号去除所述基带信号中的多普勒频偏，得到所述至少一个数据帧。本发明可实现卫星通信系统载波同步。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种用于卫星通信系统的载波同步方法和装置。

背景技术

卫星通信系统(英文：Satellite communication system)包括卫星和地面站，卫星在空中起中继站的作用，在至少两个地面站之间转发微波信号，进行微波通信。由于卫星工作在几百、几千、甚至上万公里的轨道上，因此卫星通信系统的覆盖范围远大于一般的移动通信系统，可以实现对地面的无缝隙覆盖，在无线通信中发挥着中重要作用。

在通信系统中，同步是一个非常重要的问题。同步包括载波同步、码元同步、帧同步等。载波同步又称载波恢复(英文：carrier restoration)，是在接收设备中产生一个和接收信号中的载波信号同频同相的本地振荡(英文：local oscillation)，供给解调器作相干解调用。

目前通常采用锁相环(英文：Phase-Locked Loop，简称：PLL)作为窄带滤波器，从接收信号中得到载波信号或者辅助产生载波信号的导频信号。锁相环由鉴相器(英文：Phase Detector，简称：PD)、滤波器(英文：Loop Filter，简称：LF)和压控振荡器(英文：Voltage Controlled Oscillator，简称：VCO)依次连接组成前向通路，由压控振荡器和滤波器连接组成频率相位的反馈通路。鉴相器同时接收锁相环的输入信号和压控振荡器反馈的输出信号，检测输入信号和输出信号的相位差，并将检测出的相位差转换成电压信号输出；滤波器对电压信号滤波，将输入信号中噪声引起的电压波动尽量滤除，形成压控振荡器输出信号的控制电压；压控振荡器在控制电压的作用下产生输出信号，并通过反馈通路将输出信号反馈到鉴相器，得到与接收信号同频同相的载波信号。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

在卫星通信系统中，卫星和地面站之间存在相对运动，微波信号在卫星和地面站之间传输的过程中会产生多普勒效应(英文：Doppler effect)，即微波信号的波长因为卫星和地面站的相对运动而产生变化，导致锁相环输入信号的频率不断变化。为了避免滤波器将输入信号频率变化引起的电压波动滤除，需要相应增大滤波器的滤波宽度需要相应增大，但是这样同时会允许输入信号中噪声引起的电压波动通过，最终影响载波同步。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于卫星通信系统的载波同步方法和装置，能够解决锁相环无法在卫星通信系统中进行载波同步的问题。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种用于卫星通信系统的载波同步方法，所述载波同步方法包括：

获取基带信号，所述基带信号包括至少一个数据帧和所述数据帧上加载的多普勒频偏，所述数据帧由信息序列的码元和导频序列的码元交替排列而成；

从所述基带信号中提取所述导频序列上加载的多普勒频偏，所述导频序列上加载的多普勒频偏中的采样点与所述导频序列的码元一一对应；

在所述导频序列上加载的多普勒频偏中插入零值，所述零值与所述信息序列的码元一一对应；

对插入零值的多普勒频偏进行滤波，形成载波同步信号；

利用所述载波同步信号去除所述基带信号中的多普勒频偏，得到所述至少一个数据帧。