[发明专利]VDL通信系统D8PSK调制信号解调方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术，特别涉及甚高频数字链路(VHF Digital Link)通信系统差分编 码八相相移键控(D8PSK)调制信号实时频差校正解调方法及装置。

背景技术

由于D8PSK调制信号占用频率带宽较小，数据通信速率较高，传输误码率较低，因此被 广泛使用在通信、导航和监视系统中，特别适用于海事和空管等领域。

图1为VDL通信系统的传输模型示意图，中频接收机接收经过无线信道传输的D8PSK中 频信号，经数字下变频和基带解调后，恢复发送的原始数据。解调性能的好坏决定了整个VDL 通信系统性能的优劣。

D8PSK调制是一种线性的多电平数字调制方式，它将要发送的数据每三个比特组成一个 符号作为载波相位的变化量去调制载波，能够提供更高的比特率和频谱效率。VDL通信系统 还使用了GFSK调制方式，其码速率为19.2Kbit/S，小于D8PSK调制方式的码速率31.5 Kbit/S。

在VHF(甚高频)频段的移动通信中，由于存在视距传播信号，无线信道对接收端解调 影响较大的主要是收、发端载频的频差，该频差由移动终端高速运动产生的多普勒频移和收、 发端载频的固有频差及相位噪声组成。上述因素会影响接收端的解调，使得数据传输误码率 升高，以致通信系统无法正常工作，因此接收端必须采用相应的技术来消除收、发端载频的 频差。频差校正技术通过实时调整接收端基带信号的相位，来达到消除收、发端载频频差的 目的，校正技术的关键是频差的估计。

频差的估计方法通常可分为闭环和开环估计法。闭环估计法即载波同步法，使用锁相环 从接收信号中恢复与发端同频同相的载波，可得到收、发端载频频差的最优估计值。开环估 计法是利用一个突发数据帧内部分序列的收、发端载频频差估计值，作为整个突发数据帧内 的频差估计值。开环估计法更适用于突发模式下的VDL通信系统的收、发端载频频差的估计。

专利号为200810128177.4的中国专利《载波恢复系统与载波恢复方法》中，提出了一种 适用于多径衰落无线信道的通用载波恢复方法：在均衡器前端或后端接载波环。为克服环路 锁定时间长的缺陷，该方法在环路的捕获阶段使用均衡器在前、载波环在后的结构，以便于 载波的快速捕获；在环路的锁定阶段，使用载波环在前、均衡器在后的结构，以便于载波的 精确锁定。上述方法使用了两套环路参数，环路的积分时间及参数的切换控制，使得载波同 步的同步时间长，不适合工作于突发模式下且具有视距传播途径的VDL通信系统。

专利号为01112664.7的中国专利《一种适用于EDGE系统的8PSK均衡解调实现方法》中， 采用最小二乘法得到的训练序列处信道估计值作为整个突发数据帧内的信道参数。该方法的 处理速度快，当多普勒频移较小且突发数据帧的持续时间短时(即EDGE系统的情况。EDGE 为Enhanced Data rates for GSM Evolution的缩写，是一种数字移动电话技术)，由于无 线信道的相干时间远大于一个突发数据帧的持续时间，因而可认为无线信道在单个突发数据 帧内的变化是很小的。但是，当多普勒频移较大且突发数据帧的持续时间较长时(即VDL系 统的情况)，VHF信道参数在单个突发数据帧内几乎不变化的假设不成立，只能认为其在同一 突发数据帧的相邻符号周期内的变化可忽略不计，因而该方法不适合工作于突发模式下且多 普勒频移较大、突发数据帧持续时间较长的VDL通信系统。

另外，当基带信号的采样率较高时，开环估计法的运算量将大大增加，影响收、发端载 频频差校正的实时性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术的不足，并结合当今低成本FPGA器件的 高速运算性能，提供一种VDL通信系统D8PSK调制信号解调方法及装置，在满足VDL物理层 规范的前提下，可以极大地提高数字信号处理的实时性、降低计算复杂度，并保证基带解调 系统的性能。

本发明的VDL通信系统D8PSK调制信号解调方法，包括以下步骤：

a、对带通信号x(t)采样得到的数字中频信号进行数字下变频，得到I、Q两路基带信号；

b、根据I、Q两路基带信号，计算收、发端载频的实时频差Δω，并提取发端位同步钟；

c、根据收、发端载频的实时频差Δω，对基带信号进行相位校正；