一种基于数字信道化技术的并行数字解调方法

文档序号:8301594阅读:272来源:国知局
一种基于数字信道化技术的并行数字解调方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及数字信道的解调技术领域,具体涉及一种基于数字信道化技术的并行 数字解调方法。
【背景技术】
[0002] 数字调制解调技术是当代通信技术发展的基石,在通信系统中有着举足轻重的作 用,移动通信、数字电视、移动互联网、网络通信、卫星通信、无线通信等等需要完依赖于数 字调制解调系统。传统的数字解调接收机,受硬件平台、工作频段、调制方式以及工作效率 等限制,已经不能满足现代通信技术发展的要求了。基于软件无线电思想设计的通信系统 不受硬件结构的束缚,通过软件实现部分功能,大大降低了系统改进和升级的代价,让不同 系统间的互联和兼容更畅通。
[0003] 为了实现对时域重叠信号的全概率测量,数字信道化技术是一种非常实用和有效 的方法。数字信道化接收机的特点是:瞬时频带宽,动态范围广,测量灵敏度高,且可以同时 处理多个信号。它通过带通滤波器组对接收信号进行频域信道划分,可实现不同频率信号 的分离,具有高灵敏度和频率分辨率。传统的信道化方案主要有,基于FFT和多项滤波器组 的数字信道化。
[0004] 常用的基于训练序列的同步方案有2种。方案一是在发送端将训练序列重复发 送,接收端对接收信号进行延迟自相关,通过相关峰值的位置来判定时间同步点。缺点是受 到频偏和码间干扰的影响,时间同步点可能误判。方案二是在接收端将接收序列与本地训 练序列进行滑动互相关,在时间同步点上有尖锐的相关峰,通过门限检测判定时间同步点。 缺点是计算复杂度相对较高,较大的频偏会破坏预期的互相关结果。

【发明内容】

[0005] 发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种基于数字信道化技 术的并行数字解调方法,通过采用FFB算法和基于CAZAC的序列同步算法,解决了现有技术 的问题。
[0006] 技术方案:为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:一种基于数字信道化技 术的并行数字解调方法,其特征在于,包括天线接收模块、下变频模块、AD采样模块、数字信 道化模块、时间同步模块、频率同步模块和星座图解映射模块;
[0007] 天线接收模块接收射频信号,下变频模块对天线接收模块接收到的信号进行正交 下变频;变频后的信号通过AD采样模块实现信号的数字化;数字化的信号进入数字信道化 模块,实现时域重叠信号的分离;之后依次通过时间同步模块和频率同步模块,分别实现时 间同步点的跟踪和频偏、相偏的校正,最后通过星座图解映射模块完成比特解码和星座图 显不;
[0008] 所述数字信道化模块包括低延时的FFB带通滤波器组,所述FFB带通滤波器组包 括低通原型滤波器和高通原型滤波器,所述低通原型滤波器和高通原型滤波器均为半带滤 波器;该FFB带通滤波器组将接收机带宽划分为N个子信道,信道总级数为L = Iog2 (N);其 中,低通原型滤波器为(z),高通原型滤波器为乾(z):
[0009] 用替换圮⑵中的因子获得FFB的第i级低通滤波器传递函数 (z);用柯厂2""替换片⑵中的Z- 1因子获得FFB的第i级高通滤波器传递函数/^(z); 其中,j为FFB的第i级的第j个滤波器,〗为j的二进制位倒序码;
[0010] 所述时间同步点的跟踪和频偏、相偏的校正包括长度为L的CAZAC序列。
[0011] 采用基于低延时FFB的数字信道化技术,可实现更窄过渡带宽、更高旁瓣抑制比、 更优频率选择性的信道划分;采用基于CAZAC序列的同步算法,在大频偏信道环境下,也可 得到更高的同步精度。接收信号通过下变频和采样后,首先经过数字信道化模块实现多路 信号的分离;再通过数字解调模块对每一路信号单独解调;最后将并行解调的结果显示在 用户界面上。可以解调多种ASK、PSK、PAM、QAM信号。
[0012] 本发明在虚拟仪器的硬件平台上实现并行数字解调,可实现不同调制类型、载波 频段、传输速率的通用解调系统,符合软件无线电的思想。采用FFB算法代替FFT算法,可 实现更窄过渡带宽、更高旁瓣抑制比、更优频率选择性,并研宄了低延时FFB结构。研宄基 于CAZAC序列的同步算法,可在大频偏信道下实现更高的同步精度。
[0013] 进一步的,长度为L的CAZAC序列具体为:
[0014] c = [C1C1C2C2];
[0015] 其中:
【主权项】
1. 一种基于数字信道化技术的并行数字解调方法,其特征在于,包括天线接收模块、下 变频模块、AD采样模块、数字信道化模块、时间同步模块、频率同步模块和星座图解映射模 块; 天线接收模块接收射频信号,下变频模块对天线接收模块接收到的信号进行正交下变 频;变频后的信号通过AD采样模块实现信号的数字化;数字化的信号进入数字信道化模 块,实现时域重叠信号的分离;之后依次通过时间同步模块和频率同步模块,分别实现时间 同步点的跟踪和频偏、相偏的校正,最后通过星座图解映射模块完成比特解码和星座图显 示; 所述数字信道化模块包括低延时的FFB带通滤波器组,所述FFB带通滤波器组包括 低通原型滤波器和高通原型滤波器,所述低通原型滤波器和高通原型滤波器均为半带滤波 器;该FFB带通滤波器组将接收机带宽划分为N个子信道,信道总级数为L = log2 (N);其 中,低通原型滤波器为及丨(4,高通原型滤波器为; 用替换⑷中的因子获得FFB的第i级低通滤波器传递函数;用 朽z-f替换中的z-1因子获得FFB的第i级高通滤波器传递函数/其中,j为 FFB的第i级的第j个滤波器,)为j的二进制位倒序码; 所述时间同步点的跟踪和频偏、相偏的校正包括长度为L的CAZAC序列。
2. 如权利要求1所述的一种基于数字信道化技术的并行数字解调方法,其特征在于, 所述长度为L的CAZAC序列具体为: C = [(^(^。而]; 其中:
载波频偏为:
其中:s为整数频偏;e G [-〇. 5, 0. 5]为小数频偏; 时间偏移和整数频偏为:
其中,q序列的时间同步点为t i,互相关峰值位置为m1;c 2序列的时间同步点为12,互 相关峰值位置为m2。
【专利摘要】本发明公开了一种基于数字信道化技术的并行数字解调方法,所述方法是:采用基于低延时FFB的数字信道化技术,可实现更窄过渡带宽、更高旁瓣抑制比、更优频率选择性的信道划分;采用基于CAZAC序列的同步算法,在大频偏信道环境下,也可得到更高的同步精度。接收信号通过下变频和采样后,首先经过数字信道化模块实现多路信号的分离;再通过数字解调模块对每一路信号单独解调;最后将并行解调的结果显示在用户界面上。可以解调多种ASK、PSK、PAM、QAM信号。
【IPC分类】H04L27-38, H04L27-26
【公开号】CN104618298
【申请号】CN201510079564
【发明人】裴文江, 张丽丽, 王开
【申请人】东南大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月13日
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