[发明专利]一种针对二进制频移键控信号的载波提取新方法

说明书

技术领域

本发明属于电子信息技术领域中的通信技术领域，涉及到通信原理和信号处理学科，具体涉及一种针对二进制频移键控（Binary Frequency Shift Keying，简称2FSK）信号的载波提取新方法。

背景技术

在通信系统中，接收端想要从被调制的高频信号中恢复出原来的数字基带信号，就需要对接收信号进行解调。目前主要的解调方法分为相干解调和非相干解调两大类；其中相干解调方法的解码性能更为优良，在通常情况下，相干解调相对于非相干解调有3dB的增益，但是相干解调需要恢复出相干载波，对于2FSK信号，由于针对不同的数字基带码有不同的载波（分别对应                                                和），目前针对2FSK信号使用的相干解调方法中，对于载波提取通常采用平方环法，这种方法的原理是分别经过两个滤波器获得两个不同的载波频点，这种方法的缺点是：得到的两路载波信号是不连续的。将会增加信噪比门限和误码率，从而降低解码性能。因此，研究一种连续跟踪的载波提取技术对于针对2FSK调制信号实现更优的解码性能有着十分现实的意义。

发明内容

本发明是针对2FSK调制信号进行相干解调方法时提供一种新的载波提取方法，能够实现连续的相干载波复现。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种新的针对2FSK信号的载波提取方法由载波提取模块实现，该模块的输入信号有两种，一种是接收到的2FSK调制信号，另一种是位同步信号，输出的是连续的中心载波信号，该中心载波信号。

载波提取模块中的数控振荡器首先产生存在一定相位误差的中心载波信号，将该信号分为两路，其中一路通过90°移相模块，从而得到两路正交中心载波信号，再分别与接收到的2FSK调制信号进行相乘运算，得到的结果分别经过一个带通滤波器，滤除相乘运算得到的高频分量，得到包含中心载频相位误差信息的两路正交信号，再经过一个鉴相器模块，就可以得到数控振荡器产生的中心载频与2FSK调制信号中对应的中心载频之间存在的误差信息，该信息的数学模型如公式（a）所示。

                              （a）

其中， 为鉴相器输出的相位误差信号； 为数字基带信号对应的两个频点与中心载波频率之间的频率差值，即； 为数控振荡器产生的中心载频与2FSK调制信号中对应的中心载频之间的相位误差； 为当时的数字基带信号取值。

为了消除公式（a）中包含频差信息，将相位误差信号分成两路，其中一路通过一个延时器，该延时器的延时时常由输入的位同步信号控制，之后，将这两路信号通过一个乘法器，接着再经过一个环路滤波器滤除高频分量，就得到只包含相位误差信息的控制信号，该信号的数学模型如公式（b）所示。

                                           （b）

其中，为最终得到的相位误差控制信号，可以看出该信号中只包含数控振荡器产生的中心载频与2FSK调制信号中对应的中心载频之间的相位误差信息。

最后该相位误差控制信号用来控制数控振荡器，从而使得载波提取模块输出的中心载波信号跟接收到的2FSK调制信号中的中心载波信号实现同频同相的目的。

本发明的有益效果是：利用该发明，能够实现连续的载波误差检测，从而得到精度更高的相干载波。

附图说明

图1是本发明的载波提取模块图的输入输出接口图；

图2是本发明的载波提取提取方法的实现结构框图；

图3是利用本发明在2FSK相干接收机逻辑框图。

附图标记如下：1、载波提取模块，2、2FSK调制信号，3、位同步信号，4、中心载波信号，5、乘法器，6、90°移相模块，7、带通滤波器，8、数控振荡器，9、鉴相器，10、延时器，11、环路滤波器，12、相干解调模块，13、抽样判决模块。

具体实施方式

本发明的2FSK载波提取模块是2FSK信号接收机中的一个功能模块，需要匹配后端的相干解调模块和抽样判决模块共同实现对2FSK调制信号的数字基带信号的解调输出，具体的组成结构如图3所示。

使用矢量信号发生器产生一个数字基带信号为0码和1码交替出现的2FSK调制信号。中心频率设为455KHz，频偏为±1.2KHz。

将测试所用的2FSK调制信号分成两路，一路接入载波提取模块的输入，另一路接入相干解调模块（12）的输入端。