一种基于UW的频谱仪信号分析同步方法与流程

本发明属于频谱仪信号分析，尤其涉及一种基于uw的频谱仪信号分析同步方法。

背景技术：

1、在频谱仪进行信号分析时，常常使用的一种信号是基于已知m序列头的bpsk/qpsk信号，其中m序列头采用bpsk调制，通常称为独特字(unique word，简称uw)。uw可以用来进行频率估计，例如ls估计方法，以及利用滑动互相关来进行帧信号的时域搜索(帧头同步)。在进行uw频率估计时，需要对输入信号进行定时同步，即uw独特字的搜索，再进行频率同步ls估计，最后输出信号。

2、由于频率同步在定时同步的后面，因此在进行uw搜索时，往往需要对抗较大的频偏，如何确保uw独特字位置的搜索准确，成为影响基于ls频偏估计的频率同步方法的准确性的至关重要的因素，也是后续进行信号正确解调的关键。

3、由于uw字通常较短，一般在十几到几十个比特或调制符号，因此uw字的抗频偏性能较差。现有技术中常采用两种方法进行同步处理：

4、第一种方法为：滑动互相关，比如一个系统中使用的独特字为：

5、uw＝[1,1,0,0,0,0,1,0,0,1,1,0,0,0,0,0,1,0,1,0,1,0,1,1,0,1,0,0,1]

6、长度29比特，进行bpsk调制后得到发送(参考)信号suw(i)；对suw(i)添加频偏δf，并设符号速率为fsr，得到接收信号s′uw(i):

7、

8、计算接收信号s′uw(i)和参考信号suw(i)的相关系数r：

9、

10、

11、

12、其中conj(*)表示求共轭。记为频偏因子，当df变化时，如频偏因子达到3％时，该方法的相关系数只有10％左右；以相关系数为50％为参考点，频偏因子大约为2％，因此我们可以说系统能够抗±2％频偏影响(正负频率是对称的)，因此该方法的抗频偏性能较差。

13、第二种方法为：滑动自相关，使用信号上的两个窗进行滑动自相关，该方法能够较好的对抗频偏的影响。以在两个uw之间插入1024个随机比特的bpsk调制数据为例，则第一个和第二个接收的uw分别为：

14、

15、

16、显然，s′uw2(i)与s′uw1(i)仅有一个相位旋转因子差异，故r不会随df的变化而变化，相关系数恒为1。由于uw独特字很短，因此该方法自相关峰不好，容易误检。本例中，两个滑动窗口的大小为29个符号，距离为1053个符号，可以看到相关峰很胖，且有100％误判点，即错误位置上的相关系数也为1。

17、因此，如何克服上述两种方法中存在的抗频偏性能较差以及自相关峰不好，容易误检的问题，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于uw的频谱仪信号分析同步方法，用以解决现有基于uw的同步技术抗频偏性能差或者误同步概率高的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

3、一种基于uw的频谱仪信号分析同步方法，包括以下步骤：

4、s1：向频谱仪中输入接收的调制信号；

5、s2：对输入的接收信号进行定时同步，即uw独特字搜索；

6、s3：对定时同步的信号进行频率同步；

7、s4：频谱仪输出频率同步后的信号。

8、优选的，步骤s2中包括以下具体步骤：

9、s21：判断uw字的长度为偶数还是奇数，若是偶数，则将uw字分成前后相同长度n的两部分，若否，执行步骤s22；

10、s22：丢弃uw字的最后一个符号后将uw字分成前后相同长度n的两部分；

11、s23：步骤s21和s22中的前后两部分uw分别记为uwa和uwb，计算调制符号旋转角度e，

12、

13、其中，分别表示uwa和uwb的调制符号，调制方式如bpsk/qpsk等。

14、s24：进行滑动旋转自相关，设接收信号为s′(i)。根据s23，两个滑窗的大小均为n个符号，距离也为n个符号，相关系数为：

15、r(i)＝corr(s′(i)，ts′(i+n))

16、s′(i)＝s′(i+j)，j＝0，1，...，n-1

17、ts′(i)＝s′(i)·e＝s′(i+j)·e(j)，j＝0，1，...，n-1；

18、s′(i)，i＝0，1，...

19、其中，corr(*，*)表示对两个序列求相关系数。

20、本发明的有益效果包括：

21、本发明提供的基于uw的频谱仪信号分析同步方法，首先判断输入信号的uw字的长度为偶数还是奇数，若是偶数，则将uw字分成前后相同长度n的两部分，若否，丢弃uw字的最后一个符号后将uw字分成前后相同长度n的两部分；计算调制符号旋转角度e(i)；最后进行滑动旋转自相关得到相关系数，其中两个滑窗的大小均为n个符号，距离也为n个符号。通过上述基于滑动旋转自相关的同步方法有效提升了频谱仪信号分析中的抗频偏特性，且相关峰表现良好，误检概率低，具有较大的实用价值，可适用于uw为bpsk调制或者qpsk调制以及其他调制方式。

技术特征：

1.一种基于uw的频谱仪信号分析同步方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于uw的频谱仪信号分析同步方法，其特征在于，步骤s2中包括以下具体步骤：

技术总结本发明属于频谱仪信号分析技术领域，具体涉及一种基于UW的频谱仪信号分析同步方法，首先判断输入信号的UW字的长度为偶数还是奇数，若是偶数，则将UW字分成前后相同长度N的两部分，否则，丢弃UW字的最后一个符号后将UW字分成前后相同长度N的两部分；计算调制符号旋转角度e(i)；最后进行滑动旋转自相关得到相关系数，其中两个滑窗的大小均为N个符号，距离也为N个符号。通过上述基于滑动旋转自相关的同步方法有效提升了频谱仪信号分析中的抗频偏特性，且相关峰表现良好，误检概率低，具有较大的实用价值，可适用于UW为BPSK调制或者QPSK调制以及其他调制方式。技术研发人员：杨子军,张吉林,李文军,陈世朴,陈开国,王川,田永链,文义金,王维,谢倩,卢梦仪受保护的技术使用者：成都坤恒顺维科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20