快速估算msk信號(hào)載波的方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種快速估算MSK信號(hào)載波的方法，旨在提供一種能在測(cè)控系統(tǒng)中更準(zhǔn)確快速的對(duì)MSK信號(hào)載波頻率進(jìn)行估算的方法。本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：首先對(duì)來(lái)自測(cè)控系統(tǒng)的MSK測(cè)控信號(hào)，經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D采樣后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入FPGA。FPGA將該數(shù)字信號(hào)與本地?cái)?shù)字控制振蕩器NCO的輸出信號(hào)相乘，再經(jīng)過(guò)數(shù)字低通濾波器濾除高頻分量，對(duì)殘留信號(hào)進(jìn)行平方處理和快速傅立葉變換FFT，查找出幅度值最大的兩個(gè)頻率點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)最大值有效驗(yàn)證算法，對(duì)提取出的兩個(gè)頻率點(diǎn)進(jìn)行是否有效的判斷，有效則保留，無(wú)效則剔除，最后根據(jù)保留下的有效頻率點(diǎn)計(jì)算出載波頻率的估算值送入MSK接收機(jī)模塊完成MSK信號(hào)的解調(diào)。
【專利說(shuō)明】快速估算MSK信號(hào)載波的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測(cè)控系統(tǒng)中MSK信號(hào)快速載波估算的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]最小頻移鍵控(MSK)調(diào)制是一種二進(jìn)制連續(xù)相位的恒包絡(luò)相位調(diào)制，MSK信號(hào)是一種相位連續(xù)、包絡(luò)恒定，占用帶寬最小的二進(jìn)制正交2FSK信號(hào)，因其頻帶利用率高，帶外輻射小，被廣泛地利用在數(shù)字通信系統(tǒng)中。
[0003]在目前通常采用MSK信號(hào)體制工作的一些測(cè)控系統(tǒng)中，MSK信號(hào)的解調(diào)一般采用差分?jǐn)?shù)字解調(diào)算法，在接收機(jī)處理過(guò)程中當(dāng)每個(gè)符號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)大于5時(shí)，該算法解調(diào)性能已經(jīng)接近MSK的最佳解調(diào)性能，并且此算法對(duì)頻偏和相差有一定的容忍度。所以當(dāng)載波多普勒變化較小時(shí)，采用差分?jǐn)?shù)字解調(diào)算法可不必對(duì)載波頻率進(jìn)行估算。
[0004]然而，在無(wú)線通信系統(tǒng)中，由于多普勒頻移和振蕩器的不穩(wěn)定等因素，使得接收信號(hào)的載波和本地載波有時(shí)存在較大偏差，此偏差的存在會(huì)嚴(yán)重影響MSK解調(diào)器的性能。在應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于載波多普勒太大，變化率太快，會(huì)直接導(dǎo)致接收機(jī)接收解調(diào)性能下降，系統(tǒng)誤碼率增加。在應(yīng)用過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)，相對(duì)較大的載波多普勒頻率，當(dāng)調(diào)制的信息速率相對(duì)低速時(shí)，此時(shí)如果不對(duì)載波頻率進(jìn)行估算，接收機(jī)采用同樣的接收解調(diào)算法，接收解調(diào)性能較最佳解調(diào)性能有所下降。所以為了使MSK接收機(jī)實(shí)現(xiàn)最佳MSK接收解調(diào)性能，對(duì)MSK信號(hào)載波進(jìn)行估算是必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的任務(wù)是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)測(cè)控系統(tǒng)中存在的上述不足之處，提供一種能夠正確快速估算MSK信號(hào)載波的方法，尤其是能夠準(zhǔn)確快速的對(duì)測(cè)控系統(tǒng)中MSK信號(hào)進(jìn)行載波估算的方法，以解決在測(cè)控系統(tǒng)中由于載波多普勒太大，變化率太快，導(dǎo)致接收機(jī)接收解調(diào)性能下降，系統(tǒng)誤碼率增加的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下措施予以實(shí)現(xiàn):首先對(duì)來(lái)自測(cè)控系統(tǒng)的MSK測(cè)控信號(hào)，經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D采樣后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入FPGA，F(xiàn)PGA將該數(shù)字信號(hào)與本地?cái)?shù)字控制振蕩器NCO的輸出信號(hào)相乘，再經(jīng)過(guò)數(shù)字低通濾波器濾除高頻分量后，對(duì)殘留信號(hào)進(jìn)行平方處理，然后對(duì)平方后的數(shù)字信號(hào)S’ (t)2進(jìn)行快速傅立葉FFT變換，在FFT輸出信號(hào)中查找出幅度值最大的兩個(gè)頻率點(diǎn)fM、，加入最大值有效驗(yàn)證算法，利用MSK信號(hào)特點(diǎn)，
根據(jù)
【權(quán)利要求】
1.一種快速估算MSK信號(hào)載波的方法，具有如下技術(shù)特征:首先對(duì)來(lái)自測(cè)控系統(tǒng)的MSK測(cè)控信號(hào)，經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D采樣后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入FPGA，F(xiàn)PGA將該數(shù)字信號(hào)與本地?cái)?shù)字控制振蕩器NCO的輸出信號(hào)相乘，再經(jīng)過(guò)數(shù)字低通濾波器濾除高頻分量后，對(duì)殘留信號(hào)進(jìn)行平方處理，然后對(duì)平方后的數(shù)字信號(hào)S’ (t)2進(jìn)行快速傅立葉FFT變換，在FFT輸出信號(hào)中查找出幅度值最大的兩個(gè)頻率點(diǎn)fQ1、，加入最大值有效驗(yàn)證算法，根據(jù)
2.按權(quán)利要求1所述的快速估算MSK信號(hào)載波的方法，其特征在于，MSK測(cè)控信號(hào)經(jīng)A/D采樣后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的表達(dá)式為

3.按權(quán)利要求1所述的快速估算MSK信號(hào)載波的方法，其特征在于，濾波后的數(shù)字信號(hào)
4.按權(quán)利要求1所述的快速估算MSK信號(hào)載波的方法，其特征在于，NCO產(chǎn)生的本地載波信號(hào)表達(dá)式為Fn。。= cos (2 fncot)，由A/D采樣電路轉(zhuǎn)換輸入FPGA的數(shù)字信號(hào)S(t)與NCO輸出信號(hào)Fn。。相乘后，再經(jīng)過(guò)數(shù)字低通濾波器濾除高頻分量，余下的殘留信號(hào)可表達(dá)為
5.按權(quán)利要求1所述快的速估算MSK信號(hào)載波的方法，其特征在于，平方后的數(shù)字信號(hào)
為
6.按權(quán)利要求1所述的快速估算MSK信號(hào)載波的方法，其特征在于，F(xiàn)FT變換后提取出

頻譜中幅度值最大的兩個(gè)頻率點(diǎn)，分別為
7.按權(quán)利要求1所述的快速估算MSK信號(hào)載波的方法，其特征在于，驗(yàn)證幅度值最大的頻率點(diǎn)正確與否的判決條件是:對(duì)幅度值最大的兩個(gè)頻率點(diǎn)做減法運(yùn)算，求模后，其差值等于調(diào)制息頻率fs。
8.按權(quán)利要求1所述的估算MSK信號(hào)載波的方法，其特征在于，最后保留下來(lái)的正確頻

率點(diǎn)值，根據(jù)計(jì)算公
【文檔編號(hào)】H04L25/03GK103634255SQ201210296783
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月20日
【發(fā)明者】張玲 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十研究所