一种适用于低轨卫星物联网的基于FPGA的变长度MF-TDMA突发信号检测方法、系统、设备及介质

一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测方法、系统、设备及介质
技术领域
1.本发明属于卫星通信技术领域，具体涉及一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测方法、系统、设备及介质。


背景技术：

2.基于mf-tdma卫星通信体制下，对于接收机解调，如何准确地确定每个突发时隙的起始位置至关重要。目前，非协作式通信系统中普遍采用帧同步技术，来实现精准定位突发帧的到来与结束时刻，以及获取同步码字中所含有的帧信息等功能。在单载波通信系统中，帧同步技术一般可以划分为无数据辅助和有数据辅助两大类。其中，基于无数据辅助的帧同步算法又被称为能量检测算法，主要应用于完全未知信号的盲解调，以及频谱感知等技术。虽然能量检测算法具有实现简单、应用范围广、抗频偏能力强等优势，但是仍存在着一些不可忽视的缺陷，如：不适用于低信噪比条件、无法准确获得突发帧位置、判决门限严重依赖噪声功率估计算法等。因此在通信体制确定的前提下，实际系统中通常采样基于数据辅助的帧同步算法，以获得更好的同步性能。目前最普遍使用的方法为相关法，即在解调器端使用已知的同步码字和接收到的信号进行求相关值运算，当输入信号与本地同步码字的互相关值超过某一门限即判定为同步信号成功。
3.申请号为cn202211194421.3的专利申请，公开了一种突发信号差分捕获方法、系统及卫星网络通信mf-tdma接收机，包括定义qpsk调制的符号函数，将符号函数作用于接收到的随机突发信号得到特征符号a；将符号函数作用于本地已知序列信号得到特征符号b；将特征符号a和特征符号b做差分相关运算，得到相关信号c；对特征符号a采用滑动窗口依次滑动取样，将每次滑动后的特征符号a与特征符号b做差分相关运算，然后通过相关信号c得到相应的差分相关值；将一个窗口内得到的差分相关值进行累加，并判断差分相关的累加值是否达到设计门限值，若是，则捕获过程结束；否则，继续滑动取样计算。但是该方法仅适用于单一类型突发信号检测，针对变长度mf-tdma突发信号体制时，若接收信号符号率未知、同步码字多样化、调制方式多样化，该方法则无法正确检测到每一种突发信号。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测方法、系统、设备及介质，通过对多路低速信号进行重叠保留缓存处理，得到单路高速信号，能够解决多路并行低速信号处理的难点；针对单路低速信号符号率未知、调制方式未知且多样化、带宽未知的难点，通过利用多模式帧同步模块对输入信号可能存在的类型同时进行判断，最终得到突发信号以及突发信号相关的帧长、帧类型、uw字类型、通道号和符号率信息，具有低误检率和低漏检率的特点。
5.为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
6.一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测方法，包
括以下步骤：
7.s0：对接收的采样信号进行信道化处理，输出l路低速突发信号，每一路信号带宽限制在m khz之内，每一路信号包含多帧突发长度不同、符号率不同的多种类型的突发信号；
8.s1：将步骤s0得到的l路低速突发信号送入重叠保留模块进行缓存，在不同时隙内分别输出每个缓存模块数据，得到带宽为m khz的单路高速信号，m≤200；
9.s2：对步骤s1得到的带宽为m khz的单路高速信号进行数字信号处理，包括插值、滤波和上下变频模块，得到三组不同符号率的基带信号；
10.s3：对步骤s2得到的三组不同符号率的基带信号进行匹配滤波，得到三组匹配滤波后的信号；
11.s4：对步骤s3得到的三组匹配滤波后的信号分别进行多模式帧同步处理，得到最终的输出信号以及信号相关的帧长、帧类型、uw字类型、通道号和符号率信息。
12.所述步骤s1的具体方法为：
13.s11：将l路低速突发信号输入重叠保留模块，并按照输入数据的通道号分别进行缓存，每一路信号用一个bram缓存；
14.s12：基于低轨卫星物联网的变长度mf-tdma突发信号，包含两种突发长度t ms和4t ms，重叠保留模块输入端每次缓存长度为2tms的采样信号；
15.s13：重叠保留模块输出端划分时隙，将2tms均匀拆分为l个时隙，第i(i＝1,2
…
l)个时隙内输出第i个缓存模块缓存的信号，且信号长度为6tms，信号长度为最长突发帧长度的1.5倍，重叠保留模块输出带宽为m khz的单路高速信号。
16.所述步骤s2的具体方法为：
17.s21：对步骤s13中得到的带宽为m khz的单路高速信号进行一级滤波，得到中心频点为0khz，符号率为n
1 ksps的第一组高速信号x0；
18.s22：对步骤s21得到的第一组高速信号x0进行4/9倍插值、滤波和上下变频处理，得到中心频点为
±
m/4khz，符号率为n
2 ksps的两组中速信号，并整合成一路n2ksps的中速信号x1，其中n1:n2＝9:4，选择sinc插值算法实现插值，其公式可以表示为：
[0019][0020]
式中，x(n)为离散无限长输入信号，d为输入输出速率比，实际使用的内插器输入输出速率比为固定9:4，因此上式可被简化为：
[0021][0022]
其中，n∈[0,8]，k∈[0,3]；
[0023]
s23：对步骤s22中得到的中速信号x1进行滤波和上下变频处理，得到中心频点为
±
m/8khz、
±
3m/4khz，符号率为n
3 ksps的四组低速信号，其中n1:n2：n3＝9:4:2，并整合成一路符号率为n
3 ksps的低速信号x2。
[0024]
所述步骤s3的具体方法为：对步骤s2中得到的三组不同符号率的基带信号x0、x1和x2进行匹配滤波处理，得到三组匹配滤波后的信号y0、y1和y2。
[0025]
所述步骤s4的具体方法为：
[0026]
s41：对步骤s3得到的三组匹配滤波后的信号y0、y1和y2分别进行多模式帧同步处理；
[0027]
s42：基于差分相关的帧同步算法，对三组信号y0、y1和y2进行帧同步处理，差分相关函数可以表示为：
[0028][0029]
其中
[0030]
d(k)＝y(k)y
*
(k-1)
[0031]cd
(k)＝c(k)c
*
(k-1)
[0032]
其中，c为卫星通信系统中每种帧类型信号的已知同步码字，在fpga实现中，cd在初始化时预先完成运算，同步序列c的取值用bpsk调制时，仅存在
±
1两种情况，对应的差分后的同步序列cd取值范围同样只存在
±
1两种情况，在此基础上，将差分后的最佳采样点上的帧头部分采样信号表示为：
[0033]
d(k)＝cd(k)e
j(2πf)
≈cd(k)
[0034]
在没有频偏的情况下，取近似值d(k)≈cd(k)，此时，差分后的接收信号d的取值范围也只有
±
1两种情况，差分相关函数可以进一步被简化为：
[0035][0036]
其中，sgn(
·
)表示取该值的符号位，
·
表示同或运算，＜＜表示左移运算；
[0037]
s43：对输入信号y0、y1和y2进行缓存处理，当差分相关运算值大于判决门限时，即检测到了该突发帧的帧头和帧尾，输出缓存后的信号即可得到一个帧同步模块最终的输出信号；
[0038]
s44：对三种符号率帧同步模块中的输出信号进行合并，得到检测输出信号及信号相关的帧长、帧类型、uw字类型、通道号和符号率信息。
[0039]
本发明还提供了一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测系统，包括：
[0040]
重叠保留模块，用于将多路低速突发信号转成单路高速信号；
[0041]
数字信号模块，包括子模块插值、滤波和上下变频，用于对单路高速信号的转换，得到三种不同符号率的基带信号；
[0042]
匹配滤波模块，用于对三种不同符号率的基带信号进行匹配滤波，得到一次滤波信号；
[0043]
多模式帧同步处理模块，包括每种类型信号的帧同步子模块，用于对匹配滤波后的信号同时进行各类型帧同步处理，得到最终的输出信号以及信号相关的帧长、帧类型、uw
字类型、通道号和符号率信息。
[0044]
本发明还提供了一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测设备，包括：
[0045]
存储器：存储上述一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测方法的计算机程序，为计算机可读取的设备；
[0046]
处理器：用于执行所述计算机程序时实现所述的一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测方法。
[0047]
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够实现所述的一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测方法。
[0048]
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0049]
1、本发明采用了重叠保留模块处理技术，通过对多路并行低速信号分路缓存，并在输出端划分时隙分路输出，解决了将并行多路低速信号转变成串行高速信号处理的难点，能够提高突发信号检测的吞吐量，本发明至少支持64路并行低速信号检测。
[0050]
2、本发明采用了插值、上下变频和滤波技术，对单路高速信号进行数字信号处理，得到三组不同符号率的基带信号，解决了接收突发信号带宽未知的难点。
[0051]
3、本发明采用了多模式帧同步处理技术，通过利用多个帧同步子模块对接收信号同时检测，每一个帧同步子模块检测一种信号类型，解决了接收突发信号变长度、调制方式多样化的难点。
[0052]
综上所述，与现有技术相比，本发明采用重叠保留和多模式帧同步处理技术，能够检测变长度mf-tdma突发信号，具有低误检率和低漏检率的特点。
附图说明
[0053]
图1为本发明的整体流程图。
[0054]
图2为本发明的整体实现框图。
[0055]
图3为本发明的帧同步模块整体架构示意图。
[0056]
图4为本发明的单帧mf-tdma信号帧结构示意图。
具体实施方式
[0057]
为了进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本发明提出的一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测方法进行详细说明。
[0058]
本实施例适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号的检测方法，适用于多模式突发信号检测装置，包括：重叠保留器、低通滤波器、变频器、插值器、匹配滤波器和帧同步器。
[0059]
如图1、图4所示，具体地，该突发信号检测方法包括：
[0060]
s0：对接收的采样信号进行信道化处理，输出64路低速突发信号，每一路信号带宽限制在m khz之内，每一路信号包含多帧突发长度不同、符号率不同的多种类型的突发信号；单帧突发信号突发长度包括5ms和20ms，符号率包括151.2ksps、67.2ksps和33.6ksps，
调制方式包括qpsk和16qam；
[0061]
s1：将步骤s0得到的多路低速mf-tdma突发信号送入重叠保留模块进行缓存，在本实施例中为64路，后续在规定的时隙内分别输出每个缓存模块数据，得到单路高速信号；
[0062]
具体地，s1包括：
[0063]
s11：将步骤s0得到的64路低速mf-tdma突发信号输入给重叠保留模块，并按照输入数据的通道号分别进行缓存，每一路信号用一个bram缓存；
[0064]
s12：基于低轨卫星物联网的变长度mf-tdma突发信号，本实施例中包含两种突发长度5ms和20ms，重叠保留模块输入端每次缓存长度为10ms的采样信号；
[0065]
s13：重叠保留模块输出端划分时隙，将10ms均匀拆分为64个时隙，第i(i＝1,2
…
64)个时隙内输出第i个缓存模块缓存的信号，且信号长度为30ms，信号长度为最长突发帧长度的1.5倍，重叠保留模块输出带宽为200khz的单路高速信号。
[0066]
s2：对步骤s1得到的带宽为200khz的单路高速信号进行插值、上下变频和低通滤波处理，得到三组不同符号率的基带信号；
[0067]
如图2所示，具体地，s2包括：
[0068]
s21：对步骤s13得到的带宽为200khz的单路高速信号进行一级滤波，得到中心频点为0hz，符号率为151.2ksps的第一组高速信号x0，x0作为该信号检测方法数字信号处理单元中的第一路输出信号；
[0069]
s22：对步骤s21得到的第一组高速信号x0分别进行上变频和下变频处理，得到中心频点为
±
50khz，符号率为151.2ksps的两组信号a1和a2，；
[0070]
s23：对步骤s22得到的两组信号a1和a2进行滤波和4/9倍插值，得到符号率为67.2ksps的两组信号b1和b2，选择sinc插值算法实现插值，其公式可以表示为：
[0071][0072]
式中，x(n)为离散无限长输入信号，d为输入输出速率比，实际使用的内插器输入输出速率比为固定9:4，因此上式可被简化为
[0073][0074]
其中，n∈[0,8]，k∈[0,3]；
[0075]
s24：对步骤s23得到的中心频点为
±
50khz、符号率为67.2ksps的两组信号b1和b2进行缓存，通过fifo控制两组信号读写顺序，将两路信号合并为一路信号并输出，且两组信号之间相差约500个时钟周期，最终整合得到一路67.2ksps的中速信号x1，作为该信号检测方法数字信号处理单元中的第二路输出信号；
[0076]
s25：对步骤s24得到的x1信号进行滤波和上下变频处理，得到中心频点为
±
25khz、
±
75khz，符号率为33.6ksps的四组低速信号，通过fifo对四组低速信号缓存以及控制读写顺序，将四组信号整合成一路33.6ksps的低速信号x2，作为该信号检测方法数字信号处理单元中的第三路输出信号。
[0077]
s3：对步骤s2得到的三组不同符号率的信号x0、x1和x2进行匹配滤波处理，得到三组匹配滤波后的信号y0、y1和y2；
[0078]
s4：对步骤s3得到的三组匹配滤波后的信号y0、y1和y2进行多模式帧同步处理，得到最终的输出信号以及信号相关的帧长、帧类型、uw字类型、通道号和符号率信息；
[0079]
如图2、图3所示，具体地，s4包括：
[0080]
s41：对三组不同符号率的输入信号y0、y1和y2分别送入不同的帧同步检测模块；
[0081]
s42：为检测同一符号率下不同突发长度以及不同调制方式的突发信号，在每个帧同步检测模块中划分子模块，对输入信号类型进行判断，同时利用fifo对子模块输入信号进行缓存。在本实施例中，以151.2ksps信号为例，信号类型包含四种，命名为r20t45q、r20t45x、r5t45q和r5t45x，其中：r20t45q类型信号长度为20ms，调制方式为qpsk；r5t45q类型信号长度为5ms，调制方式为qpsk；r20t45x类型信号长度为20ms，调制方式为16qam；r5t45x类型信号长度为5ms，调制方式为16qam。因此在151.2ksps信号帧同步检测模块中划分4个子模块，对输入151.2ksps信号同时进行检测，判断属于哪种类型，具体流程如图3所示；
[0082]
s43：基于差分相关的帧同步算法，对输入信号进行同步检测，以151.2ksps信号y0为例，帧同步子模块1用来判断y0类型是否为r20t4q，将y0送入子模块1中，具体fpga实现流程见图3。差分相关函数可以表示为：
[0083][0084]
其中
[0085]
d(k)＝y(k)y
*
(k-1)
[0086]cd
(k)＝c(k)c
*
(k-1)
[0087]
其中，c为同步码字，且不同类型信号的同步码字不同，但都为已知序列。在fpga实现中，每个帧同步子模块可对cd在初始化时预先完成运算。同步序列c的取值仅存在
±
1两种情况，对应的差分后的同步序列cd取值范围同样只存在
±
1两种情况。在此基础上，将差分后的最佳采样点上的帧头部分采样信号表示为：
[0088]
d(k)＝cd(k)e
j(2πf)
≈cd(k)
[0089]
在没有频偏的情况下，可以取近似值d(k)≈cd(k)。此时，差分后的接收信号d的取值范围也只有
±
1两种情况，差分相关函数可以进一步被简化为：
[0090][0091]
其中，sgn(
·
)表示取该值的符号位，
·
表示同或运算，＜＜表示左移运算。
[0092]
s44：对输入信号进行差分共轭运算，将前一时刻的输入信号虚部按位取反，来代替补码中的对负数取反操作，与此同时，将本时刻输入信号延时一个时钟周期，以对齐共轭后的信号。随后，将二者输入给fpga中的复数乘法器，计算得到差分后信号。最后，仅需保留该信号的符号位，即：
[0093]r′d(k)＝sgn(r(k)r
*
(k-1))
[0094]
s45：对差分共轭运算的输出结果进行相关运算，将本地序列与输入信号进行相关运算并求和，最后得到相关运算输出结果sum；
[0095]
s46：对相关运算输出结果进行峰值门限判决，当相关运算模块输出结果超出预设门限值t，且保证该值为峰值信号后，则判定该类型信号被成功检测到，即输入151.2ksps信号为r20t4q类型信号；若相关运算模块输出结果一直小于预设门限值t，则判定输入151.2ksps信号不属于r20t4q类型信号；
[0096]
s47：保持步骤s42步骤中fifo数据缓存时间与信号检测处理时延一致，当子模块1中信号成功检测到后，输出对应fifo缓存的数据；当子模块1未成功检测，输出端则不输出信号；
[0097]
s48：对三种符号率帧同步模块中的子模块输出信号进行合并，得到检测输出信号及信号相关帧长、帧类型、uw字类型、通道号和符号率信息。
[0098]
本发明还提供了一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测系统，包括：
[0099]
重叠保留模块，用于实现步骤s1中将多路低速突发信号转成单路高速信号；
[0100]
数字信号模块，包括子模块插值、滤波和上下变频，用于实现步骤s2中对单路高速信号的转换，得到三种不同符号率的基带信号；
[0101]
匹配滤波模块，用于实现步骤s3中对三种不同符号率的基带信号进行匹配滤波，得到一次滤波信号；
[0102]
多模式帧同步处理模块，包括每种类型信号的帧同步子模块，用于实现步骤s4中对匹配滤波后的信号同时进行各类型帧同步处理，得到最终的输出信号以及信号相关的帧长、帧类型、uw字类型、通道号和符号率信息。
[0103]
本发明还提供了一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测设备，包括：
[0104]
存储器：存储上述一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测方法的计算机程序，为计算机可读取的设备；
[0105]
处理器：用于执行所述计算机程序时实现所述的一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测方法。
[0106]
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够实现所述的一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测方法。
[0107]
本发明的一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测方法，能将多路并行低速信号通过规定时隙分配，送入重叠保留模块进行缓存，得到单路高速信号；对单路高速信号进行插值、上下变频和滤波等处理，得到三组不同符号率的基带信号；对三组基带信号进行匹配滤波，得到一次滤波信号；对匹配滤波后的信号进行多模式帧同步处理，得到最终的输出信号以及信号相关帧长、帧类型、uw字类型、通道号和符号率信息。
[0108]
本发明适用于面向海量地面终接入场景的多模式突发信号检测要求，能够满足至少64路并行低速信号检测，而现有技术则大多针对单路接收信号检测；且本发明适用于变
长度mf-tdma突发信号检测，突发信号类型多样化，长度、带宽、调制方式未知且多样化，现有技术仅支持单一类型突发信号检测，对变长度mf-tdma突发信号则无法正确检测到每一种突发信号。

技术特征：
1.一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测方法，其特征在于：包括以下步骤：s0：对接收的采样信号进行信道化处理，输出l路低速突发信号，每一路信号带宽限制在mkhz之内，每一路信号包含多帧突发长度不同、符号率不同的多种类型的突发信号；s1：将步骤s0得到的l路低速突发信号送入重叠保留模块进行缓存，在不同时隙内分别输出每个缓存模块数据，得到带宽为mkhz的单路高速信号，m≤200；s2：对步骤s1得到的带宽为mkhz的单路高速信号进行数字信号处理，包括插值、滤波和上下变频模块，得到三组不同符号率的基带信号；s3：对步骤s2得到的三组不同符号率的基带信号进行匹配滤波，得到三组匹配滤波后的信号；s4：对步骤s3得到的三组匹配滤波后的信号分别进行多模式帧同步处理，得到最终的输出信号以及信号相关的帧长、帧类型、uw字类型、通道号和符号率信息。2.根据权利要求1所述的一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测方法，其特征在于：所述步骤s1的具体方法为：s11：将l路低速突发信号输入重叠保留模块，并按照输入数据的通道号分别进行缓存，每一路信号用一个bram缓存；s12：基于低轨卫星物联网的变长度mf-tdma突发信号，包含两种突发长度tms和4tms，重叠保留模块输入端每次缓存长度为2tms的采样信号；s13：重叠保留模块输出端划分时隙，将2tms均匀拆分为l个时隙，第i(i＝1,2
…
l)个时隙内输出第i个缓存模块缓存的信号，且信号长度为6tms，信号长度为最长突发帧长度的1.5倍，重叠保留模块输出带宽为mkhz的单路高速信号。3.根据权利要求1所述的一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测方法，其特征在于：所述步骤s2的具体方法为：s21：对步骤s13中得到的带宽为mkhz的单路高速信号进行一级滤波，得到中心频点为0khz，符号率为n1ksps的第一组高速信号x0；s22：对步骤s21得到的第一组高速信号x0进行4/9倍插值、滤波和上下变频处理，得到中心频点为
±
m/4khz，符号率为n2ksps的两组中速信号，并整合成一路n2ksps的中速信号x1，其中n1:n2＝9:4，选择sinc插值算法实现插值，其公式可以表示为：式中，x(n)为离散无限长输入信号，d为输入输出速率比，实际使用的内插器输入输出速率比为固定9:4，因此上式可被简化为：其中，n∈[0,8]，k∈[0,3]；s23：对步骤s22中得到的中速信号x1进行滤波和上下变频处理，得到中心频点为
±
m/8khz、
±
3m/4khz，符号率为n3ksps的四组低速信号，其中n1:n2：n3＝9:4:2，并整合成一路符
号率为n3ksps的低速信号x2。4.根据权利要求1所述的一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测方法，其特征在于：所述步骤s3的具体方法为：对步骤s2中得到的三组不同符号率的基带信号x0、x1和x2进行匹配滤波处理，得到三组匹配滤波后的信号y0、y1和y2。5.根据权利要求1所述的一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测方法，其特征在于：所述步骤s4的具体方法为：s41：对步骤s3得到的三组匹配滤波后的信号y0、y1和y2分别进行多模式帧同步处理；s42：基于差分相关的帧同步算法，对三组信号y0、y1和y2进行帧同步处理，差分相关函数可以表示为：其中d(k)＝y(k)y
*
(k-1)c
d
(k)＝c(k)c
*
(k-1)其中，c为卫星通信系统中每种帧类型信号的已知同步码字，在fpga实现中，c
d
在初始化时预先完成运算，同步序列c的取值用bpsk调制时，仅存在
±
1两种情况，对应的差分后的同步序列c
d
取值范围同样只存在
±
1两种情况，在此基础上，将差分后的最佳采样点上的帧头部分采样信号表示为：d(k)＝c
d
(k)e
j(2πf)
≈c
d
(k)在没有频偏的情况下，取近似值d(k)≈c
d
(k)，此时，差分后的接收信号d的取值范围也只有
±
1两种情况，差分相关函数可以进一步被简化为：其中，sgn(
·
)表示取该值的符号位，
·
表示同或运算，＜＜表示左移运算；s43：对输入信号y0、y1和y2进行缓存处理，当差分相关运算值大于判决门限时，即检测到了该突发帧的帧头和帧尾，输出缓存后的信号即可得到一个帧同步模块最终的输出信号；s44：对三种符号率帧同步模块中的输出信号进行合并，得到检测输出信号及信号相关的帧长、帧类型、uw字类型、通道号和符号率信息。6.一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测系统，其特征在于：包括：重叠保留模块，用于将多路低速突发信号转成单路高速信号；数字信号模块，包括子模块插值、滤波和上下变频，用于对单路高速信号的转换，得到三种不同符号率的基带信号；
匹配滤波模块，用于对三种不同符号率的基带信号进行匹配滤波，得到一次滤波信号；多模式帧同步处理模块，包括每种类型信号的帧同步子模块，用于对匹配滤波后的信号同时进行各类型帧同步处理，得到最终的输出信号以及信号相关的帧长、帧类型、uw字类型、通道号和符号率信息。7.一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测设备，其特征在于：包括：存储器：存储权利要求1-5任一项所述的一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测方法的计算机程序，为计算机可读取的设备；处理器：用于执行所述计算机程序时实现权利要求1-5任一项所述的一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测方法。8.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够实现权利要求1-5任一项所述的一种适用于低轨卫星物联网的基于fpga的变长度mf-tdma突发信号检测方法。

技术总结
一种适用于低轨卫星物联网的基于FPGA的变长度MF-TDMA突发信号检测方法、系统、设备及介质，方法步骤包括：对采样信号信道化进行处理，输出l路低速突发信号；对多路低速突发信号进行重叠保留处理，得到单路高速信号；对单路高速信号进行插值、滤波和上下变频处理，得到三组不同符号率的基带信号；对三组不同符号率的基带信号进行匹配滤波，得到三组匹配滤波后的信号；对三组匹配滤波后的信号进行多模式帧同步处理，得到输出信号以及信号相关信息；系统、设备及介质用于实现该方法；本发明通过对多路低速信号进行重叠保留缓存处理，解决了多路并行低速信号处理的难点；采用多模式帧同步处理技术，解决了接收突发信号变长度、调制方式多样化的难点。式多样化的难点。式多样化的难点。


技术研发人员：宫丰奎 毛碧海 李果 冯靖寒 许鹏飞
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/9/12