专利名称：一种低速率bpsk突发信号码速率估计方法
技术领域：
本发明涉及数字通信中一种BPSK(Binary Phase Shift Keying，二元数字相移键 控)信号码速率估计方法，具体是低速率BPSK突发信号码速率的一种估计方法。
背景技术：
BPSK调制因其抗噪性能良好而在卫星通信等数字通信系统中得到广泛应用。对数 字通信系统来说，发送端所采用的码速率是接收端进行解调的一项必不可少的参数，而在 非合作通信信号分析中，码速率只能由接收数据估计得到，因此，如何提高码速率估计的精 度对非合作通信具有极其重要的意义。在突发数据通信中，当信号的码速率特别低时，接收 数据中的符号个数往往非常少，只有十几个甚至几个，此时，传统的适用于符号个数比较多 的场合下的估计方法往往会失效，需要由其他方法缩小码速率估计值的取值范围，以此辅 助传统的估计方法，从而提高估计精度。目前，低速率BPSK突发信号码速率估计中，用于约束码速率取值范围的方法主要 有两种一种是在频域由带宽辅助估计；另一种是在时域将基带信号高、低电平持续时间 的最小值作为符号周期来辅助估计。对低码率信号，当符号个数比较少时，带宽估计自身就 是一个难点，而基带信号高、低电平持续时间的最小值有可能会是符号周期的某个倍数，从 而给出错误的辅助估计范围。
发明内容
本发明旨在提出一种适用于低码率BPSK突发信号的码速率估计方法，基于上述 的时域辅助估计方法，采用直线拟合，比上述方法具有更高的稳健性，而且原理简单，不涉 及复杂运算，适用于工程应用。本发明的技术方案如下
一种低速率BPSK突发信号码速率估计方法，其特征在于先对接收到的采样频率为
/.的BPSK信号下变频得到基带信号，由迟滞比较器对基带信号波形进行整形，再对
经过整形的信号进行差分运算并由此得到高、低电平持续期序列，然后由高、低电平持续期 序列进行最小二乘直线拟合，得到拟合误差，由拟合误差的大小选出符号周期的估计值，此 处，因为码速率和符号周期呈倒数关系，所以对符号周期取倒数即得到码速率的估计值；其 中/ = 0，1，......,N-I0对所述BPSK信号的载波频率进行估计后进行正交下变频处理，是对接收到 的信号BPSK信号分别乘以一个cos(2於+叙)信号和一个+务)信号并进行 低通滤波，然后低通滤波输出的两路信号分别称作I路(In-phase，同相)输出信号和Q路 (Quadrature，正交)输出信号。其中，义是载波频率Jfi的估计值，與是载波相位终的估计值。
在下变频处理时，对载波相位进行扫描指的就是载波相位的估计值务获取的过
程，也就是载波相位估计过程，具体实施时将ο ~ 2.T等间隔划分为若干份，并进行扫描。因
为当X =久且喪=终时，信号+奂)将与发送端载波同频同相，此时的ι路输出信
号的能量达到最大值，所以，可以通过I路输出信号能量最大化作为准则对载波相位进行 估计，实现载波相位的同步。当发送端基带信号不进行成形处理时，在I路输出的信号是经过信道而产生失真 并叠加了噪声的方波信号；其中= 0,1,……，#-1。所述迟滞比较器的正向门限值和反向门限值分别设置如下
权利要求
一种低速率BPSK突发信号码速率估计方法，其特征在于先对接收到的采样频率为 的BPSK信号下变频得到基带信号，由迟滞比较器对基带信号波形进行整形，再对经过整形的信号进行差分运算并由此得到高、低电平持续期序列，然后由高、低电平持续期序列进行最小二乘直线拟合，得到拟合误差，由拟合误差的大小选出符号周期的估计值，对符号周期取倒数即得到码速率的估计值；其中n = 0，1，……，N 1。2010105650775100001dest_path_image002.jpg,2010105650775100001dest_path_image004.jpg
2.根据权利要求1所述的一种低速率BPSK突发信号码速率估计方法，其特征在于对 所述BPSK信号,在得到载波频率的估计值后进行正交下变频处理时，同时对载波相位 进行扫描，得到I路输出信号和Q路输出信号，由I路输出信号能量最大化实现载波相位的 同步；当发送端基带信号不进行成形处理时，在I路输出的信号是经过信道而产生失真并叠加了噪声的方波信号；其中:η = 0,1,……，Λ/-1。
3.根据权利要求2所述的一种低速率BPSK突发信号码速率估计方法，其特征在于对 所述失真并叠加噪声的方波信号，利用迟滞比较器的迟滞特性进行校正，得到校正后的信号；其中:η = 0,1, ......，#_1。
4.根据权利要求1或3所述的一种低速率BPSK突发信号码速率估计方法，其特征在 于所述迟滞比较器的正向门限值& ^和反向门限值& i分别设置如下
5.根据权利要求3所述的一种低速率BPSK突发信号码速率估计方法，其特征在于对 校正后的信号进行差分运算，得到信号兴《)
6.根据权利要求5所述的一种低速率BPSK突发信号码速率估计方法，其特征在于对 所述高、低电平的持续期序列ι^^ )进行升序排序，得到排序后的序列其 取辦m^-G)的中位数为参考长度&
7.根据权利要求6所述的一种低速率BPSK突发信号码速率估计方法，其特征在于所 述参考长度U不大于符号周期的n_max倍，该n_maX倍数为
8.根据权利要求7所述的一种低速率BPSK突发信号码速率估计方法，其特征在于设 参考长度&是符号周期的i倍，高、低电平持续期序列^nMfrartC/)的每一项是符号周期的 Ai(J)倍，即有
9.根据权利要求8所述的一种低速率BPSK突发信号码速率估计方法，其特征在于对 排序后的高、低电平持续期序列采用最小二乘直线拟合，得到
全文摘要
本发明公开了一种低速率BPSK突发信号码速率估计方法，先对接收到的采样频率为fs的BPSK信号的r(n)下变频得到基带信号，由迟滞比较器对基带信号波形进行整形，再对经过整形的信号进行差分运算并由此得到高、低电平持续期序列，然后由高、低电平持续期序列进行最小二乘直线拟合，得到拟合误差，由拟合误差的大小选出符号周期的估计值，对符号周期取倒数即得到码速率的估计值；其中n=0，1，……，N-1；本发明原理简单，计算量小，易于实现；采用直线拟合，具有更高的稳健性，而且原理简单，不涉及复杂运算，适用于工程应用；通过对实际采集的信号分析表明，由该方法得到的估计值对常规的码速率估计算法进行辅助时，取得了优越的性能。
文档编号H04L25/02GK101984613SQ20101056507
公开日2011年3月9日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者任亚博, 岳旸, 权友波, 李兵, 李蕾, 王甲峰 申请人:中国工程物理研究院电子工程研究所