CN110943752A - 一种基于邻近空间链路协议的oqpsk自适应变速率数字收发机 - Google Patents

一种基于邻近空间链路协议的oqpsk自适应变速率数字收发机 Download PDF

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李翔宇
陈志辉
王成华
朱秋明
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Abstract

本发明公开了一种基于邻近空间链路协议的OQPSK***自适应变速率数字收发机。发射机包括OQPSK调制模块和发射机速率控制模块，接收机包括OQPSK解调模块、信噪比估计模块和接收机速率控制模块；发射机根据接收机反馈信息对发射机的参数配置进行调整，通过发射机速率控制模块控制时钟模块、内插倍数、抽取倍数调整发射信号速率。接收机通过信噪比估计模块对接收到的信号进行信噪比估计，接收机速率控制模块根据信噪比估计值控制接收机的钟模块、内插倍数、抽取倍数，同时向发射机提供速率反馈信息，同步进行自适应速率切换。此数字收发机能有效面对深空通信信道恶劣的环境。

Description

一种基于邻近空间链路协议的OQPSK自适应变速率数字收 发机
技术领域：
本发明涉及深空环境中损耗差异较大背景下用于近邻链路空间的自适应数字收发机设计，尤其是一种基于邻近空间链路协议的OQPSK自适应变速率数字收发机。
背景技术：
美国航天局(NASA)、欧洲航天局(ESA)等多过航天机构于上世纪80年代创立了国际空间数据***咨询委员会(Consultative Committee for Space Data Systems，CCSDS)，针对深空通信特点，提高深空信道资源的利用率，为实现国际间深空探侧的紧密合作，提出了CCSDS标准协议，也就是邻近空间链路协议。根据CCSDS Proximity-1协议标准，对航天器与航天器、航天器与地面、航天器与着陆器之前的通信进行了规范，该标准要求深空收发机支持1kbps、2kpbs、4kbps、8kbps～1024kbps、2048kbps范围中12档传输速率的切换，并满足链路余量应为异步链路提供小于10-6的误码率。
相比于地面传统通信，深空信道的恶变程度要剧烈很多，图2所示即为深空信道衰减模型，发射信号往往不仅要受到多普勒频移、多径延迟等小尺度衰落影响，而且会受到路径损耗、宇宙噪声、行星噪声、太阳闪烁等大尺度衰落影响，从而会造成信道容量的急剧变化。因此，固定传输速率的通信无法满足深空信道的需求。
发明内容：
发明目的：为了解决深空通信恶劣信道条件对信号传输的有效性和可靠性的影响，本发明结合邻近空间链路协议，提出了基于邻近空间链路协议的OQPSK自适应变速率数字收发机，通过信噪比估计模块输出信息控制收发机的自适应速率控制模块，得到当前误码率要求下所需的码元速率，之后自适应控制模块控制收发机时钟模块，改变内插抽取倍数，同时控制收发机滤波器带宽，保证在满足误码率的前提下尽可能的提高信号的吞吐量，满足深空通信的收发机通过自适应变速率技术来降低信道变化对收发机产生的影响的需求，提高信号传输的实时性与有效性。
发明内容：为实现上述技术效果，本发明提出一种基于邻近空间链路协议的OQPSK自适应变速率数字收发机，包括发射机和接收机；其中，
发射机包括OQPSK调制模块和发射机速率控制模块；
接收机包括OQPSK解调模块、信噪比估计模块和接收机速率控制模块；
接收机接收发射机发送的信号，通过OQPSK解调模块解调后送至信噪比估计模块，信噪比估计模块对接收到的信号进行信噪比估计，并将估计值发送给接收机速率控制模块；接收机速率控制模块接收上位机发来的误码率要求，计算出所需信噪比大小，再与信噪比估计模块的估计出的信噪比比较，利用OQPSK信号降低一半符号速率信噪比提升3dB和OQPSK信号升高一倍符号速率信噪比降低3dB的特点，通过对时钟模块、内插抽取倍数的调整改变码元速率，使信号速率进行逐级调整，直至信噪比达到所需信噪比要求，然后将调整后达到所需信噪比要求的信号速率反馈给发射机速率控制模块；
发射机速率控制模块接收接收机发来的信号速率反馈信息，根据接收机速率反馈信息调整发射机的时钟模块、内插倍数、抽取倍数，改变发射机的发射速率至所需发射速率；同时，将发射机新的速率信息与发射机相关参数信息写入SPDU中，随着邻近链路传输单元发送给接收机。
进一步的，所述接收机的OQPSK解调模块包括依次级联的数字下变频模块、增益检测模块、自动增益控制模块、载波同步模块、符号同步模块、帧同步模块、相位补偿与判决模块和串并转换模块；其中，
数字下变频模块将接收机接收到的信号转换为们所需的低中频信号；
增益检测模块对接收信号进行能量检测，当接收信号的能量高于预设的能量检测门限值时，判断接收信号属于有用用户信息，此时接收机开启；当接收信号的能量低于预设的能量检测门限值时，判断接收信号属于无效噪声，此时接收机关闭；
自动增益控制模块在接收机接收信号由于信道衰落、宇宙噪音产生较大幅度的振荡时对增益系数进行自适应调整，防止信号饱和或丢失，使接收信号满足后级同步解调要求；
载波同步模块通过对接收信号进行闭环检测，动态的调整接收机本地载波的频率，使其与发射机载波频率相等，使接收机后续模块可以进行相干解调；
符号同步模块和帧同步模块分别对接收到的信号进行符号同步和帧同步处理；
相位补偿与判决模块通过对相位偏差的估计进行补偿，之后进行判决得到用户比特信息；
串并转换模块将相位补偿与判决模块输出的信号进行串并转换后输出用户信息。
进一步的，所述自动增益控制模块包括可控增益放大器、检测器模块、增益系数控制模块、比较器、误差处理模块；
输入信号在经过A/D转换与可控增益放大器后进入检测器，检测器对信号能量进行检测，并将检测结果分别送入比较器和增益系数控制模块；
比较器将接收到的检测值与基准值进行比较，得到与基准值的误差后将误差值送入误差处理模块；
增益系数控制模块根据检测值对误差处理模块中的增益系数进行调整；其调整公式为Gain(n+1)＝Gain(n)+aVe，其中，Gain(n+1)为调整后的增益系数，Gain(n)为当前增益系数，a为加权因子，Ve为与标准值误差；
误差处理模块根据接收到的误差值和增益系数调整结果，对可控增益放大器的增益系数进行调整：当误差值低于阈值时，可控增益放大器的增益系数保持不变，当误差值超过阈值时，增益系数根据误差处理模块反馈信息进行改变，得到新的可控增益放大器放大系数。
进一步的，所述载波同步模块采用修正Costas环来实现，所述修正Costas环包括本地NCO、匹配滤波器、数字鉴相器、环路滤波器；接收机接收到的I路、Q路信号经过匹配滤波器后进入数字鉴相器，所得到的鉴相器输出信号在经过环路滤波器后对接收机的本地NCO进行调整，直到接收机本地NCO与接收信号载波频率相一致后环路达到稳定。
进一步的，所述符号同步模块采用迟早环算法进行符号同步设计，包括：早门积分器、迟门积分器、数据误差鉴别器、环路滤波器、锁定判决器与时钟发生器；对I路、Q路信号进行归一化处理，处理后所得方波信号分别进入早门积分器与迟门积分器，I路信号的早、迟门积分结果和Q路信号的早、迟门积分结果送入数据误差鉴别器进行判决，当存在时钟误差时，数据误差鉴别器会迅速累积误差并给出误差数据，误差数据在经过环路滤波器后对时钟发生器进行调整，改变早门时钟、迟门时钟和采样时钟的时钟频率，直到得到最佳采样时刻，同时，锁定判决器会给出锁定指示，清楚的反应符号同步模块的工作状态。
进一步的，所述信噪比估计模块包括信噪比估计算法选择模块、DF-3估计算法模块、SNV估计算法模块和信噪比输出模块，所述DF-3估计算法模块采用DF-3估计算法由输入信号计算得到信噪比估计值，SNV估计算法模块采用SNV估计算法由输入信号计算得到信噪比估计值；信噪比输出模块将上一时刻信噪比估计值作为信噪比反馈信息输入信噪比估计算法选择模块，信噪比估计模块通过对比信噪比反馈信息与模块内所设定的门限值进行后级估计模块的选择：当信噪比发生变化超过门限值时，信噪比估计算法会在下一时刻进行切换。
有益效果：本发明具有如下优势：
1.根据邻近空间链路协议要求，该数字收发机支持1kbps、2kpbs、4kbps、8kbps～1024kbps、2048kbps范围中12档传输速率的切换。
2.相比于QPSK调制***，本***采用OQPSK调制方式，避免了180°的相位翻转，提高了相位补偿与判决性能，减少由相位偏差产生的误码。
3.接收机增益检测模块由上位机设置工作状态，调整检测门限值，满足不同环境下的工作需求。
4.自动增益控制模块采用可变增益系数，减少反馈环路的稳定时间，有效地解决信号衰落较大的问题。
5.信噪比估计模块采用DF-3估计与SNV估计联合估计的方法，结合两种估计算法的优势，达到硬件复杂度较低，信噪比估计误差小的效果，有效解决了深空通信信道时变性大的问题。
6.采用自适应变速率设计，可以根据上位机设置误码率要求，并根据当前信道质量与当前数据速率进行自适应变速率调整，通过对时钟模块、内插抽取倍数的调整，改变收发机的数据速率，在满足信噪比要求的前提下提高信息吞吐量，满足不同背景下的深空通信要求。
附图说明：
图1为实施例所述数字收发机的结构图；
图2为深空信道衰减模型；
图3为自动增益模块设计；
图4为修正Costas环符号同步设计；
图5为早迟环符号同步设计；
图6为DF-3、SNV信噪比联合估计算法设计；
图7为OQPSK信号误码率曲线；
图8为误码率要求10-7，初始信噪比28dB，初始数据速率512kbps自适应变速率仿真图。
具体实施方式
本发明旨在提出一种能够解决深空通信恶劣信道条件对信号传输的有效性和可靠性的影响的数字收发机，该收发机结合了邻近空间链路协议，设计能够自适应变速率传输的数字收发机，可以有效地满足深空信道的传输要求，在满足误码率要求的前提下，尽可能的提高传输速率，在面对误码率更低的传输要求时，也极易对收发机的参数进行调整。
深空信道受多种因素影响，信号衰落变化幅度较大，主要衰落因素包括多普勒频移与多径损耗在内的小尺度衰落与包括路径损耗、太阳闪烁、宇宙噪声在内的大尺度衰落，信道容量变化较大。因此，传统固定速率通信无法满足深空信道要求，本文所设计的自适应收发机可以实时根据信道状况进行速率切换，满足通信要求。
CCSDS Proximity-1协议对深空通信收发机的误码率进行了规定，而OQSPK调制解调***的误码率会随着信噪比的提高而减小，所以在深空通信链路中，需要通过改变信号码元速率有效控制信噪比，从而满足协议收发机的传输需求。当码元速率降低时，信号带宽也会随之相应变窄，收发机所需滤波器带宽也会随之降低，滤波器所接收的带内噪声也会随之减小，在相同发射机发射功率下，信号功率不变，噪声功率减小，信噪比也就随之增高。反之，当信道条件良好时，可以通过提高码元速率，提高信号的吞吐量。
变速率方式可以通过改变码元速率、改变调制方式、改变编码方式来实现，根据协议相关需求，可以采用改变码元速率的方式来实现自适应变速率设计，满足协议对于12种不同速率信号的要求。而采用改变码元速率的方式来进行变速率设计，由于不改变调制方式，且自适应数字收发机调制解调模块相对固定，因此只需要自适应控制模块控制收发机的时钟模块，内插抽取系数，满足收发机在不同速率下的调制解调要求即可。
基于上述分析，本发明提出一种基于邻近空间链路协议的OQPSK自适应变速率数字收发机，包括发射机和接收机；其中，
发射机包括OQPSK调制模块和发射机速率控制模块；
接收机包括OQPSK解调模块、信噪比估计模块和接收机速率控制模块；
接收机接收发射机发送的信号，通过OQPSK解调模块解调后送至信噪比估计模块，信噪比估计模块对接收到的信号进行信噪比估计，并将估计值发送给接收机速率控制模块；接收机速率控制模块接收上位机发来的误码率要求，计算出所需信噪比大小，再与信噪比估计模块的估计出的信噪比比较，利用OQPSK信号降低一半符号速率信噪比提升3dB和OQPSK信号升高一倍符号速率信噪比降低3dB的特点，通过对时钟模块、内插抽取倍数的调整改变码元速率，使信号速率进行逐级调整，直至信噪比达到所需信噪比要求，然后将调整后达到所需信噪比要求的信号速率反馈给发射机速率控制模块；
发射机速率控制模块接收接收机发来的信号速率反馈信息，根据接收机速率反馈信息调整发射机的时钟模块、内插倍数、抽取倍数，改变发射机的发射速率至所需发射速率；同时，将发射机新的速率信息与发射机相关参数信息写入SPDU中，随着邻近链路传输单元发送给接收机。
上述收发机采用OQPSK调制解调方式，由于I路、Q路信号存在Ts/2的延时，不会同时发生两路码元极性翻转，相较于传统的QPSK信号不会产生180°的相位误差，有助于接收机相位补偿与判决。同时OQPSK调制在通过带通滤波器后包络起伏小，性能较为稳定，频带较宽，有利于不同码速率之前的切换。
下面结合附图通过具体实施例进一步阐述本发明的技术方案。
图1所示是本发明所述收发机的一种实现方式：
包括深空通信OQPSK自适应变速率发射机以及深空通信OQPSK自适应接收机；
发射机采用OQPSK调制技术，在Q路信号加入半个码元周期延时，使I路、Q路信号不会同时发生极性翻转，产生180°的相位翻转，发射信号先进行串并转换得到I路、Q路信号，再通过插零、成型滤波、低通滤波等调制模块后与本地发射机NCO相乘后相加得到调制好的OQPSK信号，信号在经过数字上变频后进入深空信道。发射机具有发射机速率控制模块，可以接收接收机发来的速率反馈信息。通过接收机速率反馈信息改变发射机的发射速率，同时，将发射机新的速率信息与发射机相关参数信息写入SPDU中，随着邻近链路传输单元发送给接收机。发射机速率控制模块可以控制发射机的时钟模块、内插倍数、抽取倍数，控制整个发射机各模块的时钟速率，通过对内插倍数、抽取倍数的参数调整，控制发射机的采样率，是发射机满足CCSDS-211协议标准，支持1kbps、2kpbs、4kbps、8kbps～1024kbps、2048kbps范围中12档传输速率的切换。
接收机分为以下几个模块：数字下变频模块、增益检测模块、自动增益控制模块、载波同步模块、符号同步模块、帧同步模块、相位补偿与判决模块、串并转换模块、信噪比估计模块、接收机速率控制模块。
数字下变频模块将接收机接收到的信号转换为我们所需的低中频信号。
增益检测模块对接收信号进行能量检测，当接收信号的能量高于预设的能量检测门限值时，判断接收信号属于有用用户信息，此时接收机开启；当接收信号的能量低于预设的能量检测门限值时，判断接收信号属于无效噪声，此时接收机关闭。检测门限值可以通过上层参数进行改变，使接收机在低功耗工作模式、正常工作模式间进行切换，满足不同情况下的接收机要求。
自动增益控制模块可以有效的控制接收机增益，当接收机接收信号由于信道衰落、宇宙噪音产生较大幅度的振荡时，自动增益控制模块会对增益系数进行自适应调整，防止信号饱和或丢失，使接收信号满足后级同步解调要求。
本实施例的自动增益控制模块如图3所示，主要包括可控增益放大器、检测器模块、增益系数控制模块、比较器、误差处理模块。输入信号在经过A/D转换与可控增益放大器后进入检测器，检测器会对信号能量进行检测，输出信号一部分通过比较器与基准值进行比较，得到与基准值的误差，当误差较小时，可控增益放大器的增益系数保持不变，当误差超过阈值时，增益系数会根据误差处理模块反馈信息进行改变。同时检测器输出信号另一部分进入增益系数控制模块，对误差处理模块中的增益系数进行控制，自适应的改变误差处理模块的增益系数，增益系数控制模块根据检测值对误差处理模块中的增益系数进行调整时，其调整公式为Gain(n+1)＝Gain(n)+aVe，其中，Gain(n+1)为调整后的增益系数，Gain(n)为当前增益系数，a为加权因子，Ve为与标准值误差。基于上述设计，面对输入数据较大幅度的震荡，可以使整个环路可以在较短的时间恢复稳定状态。误差处理模块接收增益控制模块与比较器器模块数据进行运算，得到新的可控增益放大器放大系数。
载波同步模块采用数字锁相环实现，通过对接收信号进行闭环检测，动态的调整接收机本地载波的频率，使其与发射机载波频率相等，使接收机后续模块可以进行相干解调。
本实施例中，载波同步模块采用修正Costas环来实现，与普通Costas环和数字Costas环相比，修正Costas环具有较强的抗噪性能与较短的环路稳定时间。修正Costas环如图4所示，由本地NCO、匹配滤波器、数字鉴相器、环路滤波器组成，接收机接收到的I路、Q路信号经过匹配滤波器后进入数字鉴相器，所得到的鉴相器输出信号在经过环路滤波器后对接收机的本地NCO进行调整，直到接收机本地NCO与接收信号载波频率相一致后环路达到稳定。
本发明为了获取最佳采样点，采用迟早环算法进行符号同步设计，通过调整采样率便可实现高精度的符号同步。迟早环符号同步结构如图5所示，主要包括早门积分电路、迟门积分电路、数据误差鉴别器、环路滤波器、锁定判决器与时钟发生器。对I路、Q路信号进行归一化处理，处理后所得方波信号进入早门积分电路与迟门积分电路，在经过数据误差鉴别器进行判决，当存在时钟误差时，该算法会迅速累积误差，数据误差鉴别器会给出误差数据，在经过环路滤波器后对时钟发生器进行调整，改变时钟频率，直到得到最佳采样时刻，同时，锁定判决器会给出锁定指示，清楚的反应符号同步模块的工作状态。
CCSDS-211协议采用附加同步标志位(ASM)作为传输帧的帧头，本发明采用帧同步模块准确定位数据信息中的ASM位置，保障后续信号处理的可靠性。
本发明具有相位补偿与判决模块，有效地消除OQPSK信号在传输过程中发生的极性翻转所带来90°的相位误差，通过对相位偏差的估计进行补偿，之后进行判决得到用户比特信息，有效地降低了***误码率，保障了***的有效性与可靠性。
相位补偿与判决后的信号经过串并转换后输出用户信息。
本发明包括信噪比估计模块，对所接收到的信号进行信噪比估计，判断信道当前通信质量。本发明采用DF-3估计与SNV估计相结合的信噪比估计算法，利用在0～10dB情况下DF-3估计性能优越与10dB以上时SNV估计性能优越，将DF-3估计算法与SNV估计算法相结合，得到一种硬件复杂度较低的，信噪比估计误差较小的信噪比联合估计算法。如图6所示，该算法首先将上一时刻信噪比估计值作为信噪比反馈信息输入信噪比估计算法选择模块，通过对比信噪比反馈信息与模块内所设定的门限值选择后级相应信噪比估计算法，当信噪比发生变化超过门限值时，信噪比估计算法会在下一时刻进行切换，可以使输入信号在不同信噪比情况下都能选择误差较小的信噪比估计算法进行估计。例如：以10dB为门限，高于10dB时选用SNV估计，0～10dB选用DF-3估计，前一时刻信噪比决定下一时刻信噪比估计方法，当前信噪比由所选信噪比估计算法计算得出。
本发明设计发射机速率控制模块和接收机速率控制模块，通过上位机的误码率要求与信噪比估计模块的输出信噪比，自适应的调整码元速率。通过上位机发来的误码率要求计算出所需信噪比大小，再与信噪比估计模块的输出信噪比比较，利用OQPSK信号降低一半符号速率信噪比提升3dB，升高一倍符号速率信噪比降低3dB的特点，对信号速率进行逐级调整，直至信噪比达到所需信噪比要求。本发明对误码率要求10-7，初始信噪比28dB，初始数据速率64kbps进行了仿真，验证了该自适应变速率***可以通过上位机误码率要求与当前信道信噪比来自适应的调整数据速率，使收发机在满足误码率要求的前提下尽可能的提升吞吐量，保障了通信***的有效性跟可靠性。
下面通过具体实验数据进一步验证本发明的技术效果。
OQPSK在高斯信道下的误码率曲线特性如图7所示，因此，在本实验中，根据误码率要求10-7计算得出满足当前误码率要求的信噪比为14.5dB，增加1dB容错，将信噪比门限值设为15.5dB。
图8为误码率要求10-7，初始信噪比28dB，初始数据速率512kbps自适应变速率仿真图。当前信噪比高于门限值3dB时，提高一倍符号速率，提高***吞吐量；当前信噪比低于门限值时，降低一半符号速率，以满足***信噪比要求；当前信噪比高于门限值3dB以内时，符号速率保持不变，***达到最优性能。由仿真图可以看出，初始信噪比较高，当前信道环境良好，通过逐级提高符号速率，将初始速率64kbps提高到1024kbps，极大的提高了***吞吐量，同时，信噪比仍满足***误码率要求，所设计***具有优越的性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于邻近空间链路协议的OQPSK自适应变速率数字收发机，其特征在于，包括发射机和接收机；其中，
发射机包括OQPSK调制模块和发射机速率控制模块；
接收机包括OQPSK解调模块、信噪比估计模块和接收机速率控制模块；
接收机接收发射机发送的信号，通过OQPSK解调模块解调后送至信噪比估计模块，信噪比估计模块对接收到的信号进行信噪比估计，并将估计值发送给接收机速率控制模块；接收机速率控制模块接收上位机发来的误码率要求，计算出所需信噪比大小，再与信噪比估计模块的估计出的信噪比比较，利用OQPSK信号降低一半符号速率信噪比提升3dB和OQPSK信号升高一倍符号速率信噪比降低3dB的特点，通过对时钟模块、内插抽取倍数的调整改变码元速率，使信号速率进行逐级调整，直至信噪比达到所需信噪比要求，然后将调整后达到所需信噪比要求的信号速率反馈给发射机速率控制模块；
发射机速率控制模块接收接收机发来的信号速率反馈信息，根据接收机速率反馈信息调整发射机的时钟模块、内插倍数、抽取倍数，改变发射机的发射速率至所需发射速率；同时，将发射机新的速率信息与发射机相关参数信息写入SPDU中，随着邻近链路传输单元发送给接收机。
2.根据权利要求1所述的一种基于邻近空间链路协议协议的OQPSK自适应变速率数字收发机，其特征在于，所述接收机的OQPSK解调模块包括依次级联的数字下变频模块、增益检测模块、自动增益控制模块、载波同步模块、符号同步模块、帧同步模块、相位补偿与判决模块和串并转换模块；其中，
数字下变频模块将接收机接收到的信号转换为们所需的低中频信号；
增益检测模块对接收信号进行能量检测，当接收信号的能量高于预设的能量检测门限值时，判断接收信号属于有用用户信息，此时接收机开启；当接收信号的能量低于预设的能量检测门限值时，判断接收信号属于无效噪声，此时接收机关闭；
自动增益控制模块在接收机接收信号由于信道衰落、宇宙噪音产生较大幅度的振荡时对增益系数进行自适应调整，防止信号饱和或丢失，使接收信号满足后级同步解调要求；
载波同步模块通过对接收信号进行闭环检测，动态的调整接收机本地载波的频率，使其与发射机载波频率相等，使接收机后续模块可以进行相干解调；
符号同步模块和帧同步模块分别对接收到的信号进行符号同步和帧同步处理；
相位补偿与判决模块通过对相位偏差的估计进行补偿，之后进行判决得到用户比特信息；
串并转换模块将相位补偿与判决模块输出的信号进行串并转换后输出用户信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于邻近空间链路协议的OQPSK自适应变速率数字收发机，其特征在于，所述自动增益控制模块包括可控增益放大器、检测器模块、增益系数控制模块、比较器、误差处理模块；
输入信号在经过A/D转换与可控增益放大器后进入检测器，检测器对信号能量进行检测，并将检测结果分别送入比较器和增益系数控制模块；
比较器将接收到的检测值与基准值进行比较，得到与基准值的误差后将误差值送入误差处理模块；
增益系数控制模块根据检测值对误差处理模块中的增益系数进行调整；其调整公式为Gain(n+1)＝Gain(n)+aVe，其中，Gain(n+1)为调整后的增益系数，Gain(n)为当前增益系数，a为加权因子，Ve为与标准值误差；
误差处理模块根据接收到的误差值和增益系数调整结果，对可控增益放大器的增益系数进行调整：当误差值低于阈值时，可控增益放大器的增益系数保持不变，当误差值超过阈值时，增益系数根据误差处理模块反馈信息与当前加权因子和误差信号进行改变，得到新的可控增益放大器放大系数。
4.根据权利要求2所述的一种基于邻近空间链路协议的OQPSK自适应变速率数字收发机，其特征在于，所述载波同步模块采用修正Costas环来实现，所述修正Costas环包括本地NCO、匹配滤波器、数字鉴相器、环路滤波器；接收机接收到的I路、Q路信号经过匹配滤波器后进入数字鉴相器，所得到的鉴相器输出信号在经过环路滤波器后对接收机的本地NCO进行调整，直到接收机本地NCO与接收信号载波频率相一致后环路达到稳定。
5.根据权利要求2所述的一种基于邻近空间链路协议的OQPSK自适应变速率数字收发机，其特征在于，所述符号同步模块采用迟早环算法进行符号同步设计，包括：早门积分器、迟门积分器、数据误差鉴别器、环路滤波器、锁定判决器与时钟发生器；对I路、Q路信号进行归一化处理，处理后所得方波信号分别进入早门积分器与迟门积分器，I路信号的早、迟门积分结果和Q路信号的早、迟门积分结果送入数据误差鉴别器进行判决，当存在时钟误差时，数据误差鉴别器会迅速累积误差并给出误差数据，误差数据在经过环路滤波器后对时钟发生器进行调整，改变早门时钟、迟门时钟和采样时钟的时钟频率，直到得到最佳采样时刻，同时，锁定判决器会给出锁定指示，清楚的反应符号同步模块的工作状态。
6.根据权利要求2所述的一种基于邻近空间链路协议的OQPSK自适应变速率数字收发机，其特征在于，所述信噪比估计模块包括信噪比估计算法选择模块、DF-3估计算法模块、SNV估计算法模块和信噪比输出模块，所述DF-3估计算法模块采用DF-3估计算法由输入信号计算得到信噪比估计值，SNV估计算法模块采用SNV估计算法由输入信号计算得到信噪比估计值；信噪比输出模块将上一时刻信噪比估计值作为信噪比反馈信息输入信噪比估计算法选择模块，信噪比估计模块通过对比信噪比反馈信息与模块内所设定的门限值进行信噪比估计算法选择：当反馈信噪比信息超过门限值时，信噪比估计算法会在下一时刻进行切换。
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