[发明专利]一种数据链中频信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程领域中数据链的中频信号处理技术，尤其涉及基于软件无线电技术的航空电子设备综合化平台下的数据链中频信号处理技术。

背景技术

在数据链设备组网通信过程中，发送端对发送的业务数据进行变换处理形成基带信号，由基带信号经过一次变频处理上变频到中频信号，进而由中频信号再经过一次变频处理上变频到系统相应频段的射频信号，然后由射频信号放大设备发射出去。接收端首先将收到的射频信号滤波、放大处理并经混频下变频到中频信号，中频信号经再次混频滤波处理下变频为基带信号，对变换后的基带信号进行相应的变换处理，解调出信号所携带的业务数据，从而实现数据链设备间的信息传递。

目前，通常采用以下技术对数据链信号进行处理。由射频信号到中频信号再到基带信号的整个变换过程中，信号始终为模拟信号的变频处理。只有在变为基带信号后，使用AD采样变为数字信号进行运算处理。

上述常规信号处理技术有其自身的优缺点：优点在于基带信号处理简单，运算量小，对运算所需CPU器件性能要求低，便于实现。缺点在于使用变频模块多，设备功耗体积庞大，不利于数据链设备小型化，特别是对于航空电子设备的综合化是无法实现的。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种在中频信号进行数字化处理的方法，该方法减少了中频信号到基带信号的模拟变频环节，实现了数据链设备模块化、小型化、综合化的设计开发。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

1)在发送端将待发送的数据进行差分编码，对差分编码后的数据进行串并转换，形成IQ两路基带数据D_I和D_Q。

2)对D_I和D_Q两路基带数据，使用相互正交的基带正弦波分别进行正弦加权运算，形成正交的IQ两路基带MSK信号I_B和Q_B。

3)对正交的IQ两路基带MSK信号I_B和Q_B，使用相互正交的中频正弦波分别进行混频运算，形成正交的IQ两路中频MSK信号I_IF和Q_IF。正交的IQ两路中频MSK信号I_IF和Q_IF经过相加运算形成中频MSK信号y_MSK输出至射频混频模块，完成信号发射。

4)在接收端对混频后的模拟中频信号进行高速AD采样，对高速AD采样后的数字化中频信号分成IQ两路，通过采用数字正交下变频信号处理算法完成数据链信号由中频到基带信号的变频处理，同时输出正交的IQ两路MSK基带信号I_in和Q_in。

5)本地接收伪码经串并转换后形成IQ两路基带数据I_local和Q_local，基带数据I_local和Q_local分别和正交的IQ两路MSK基带信号I_in和Q_in进行相关运算，IQ两路相关运算的数值结果分别再进行平方运算，最后IQ两路平方运算的结果相加得到相关峰的数值，从而完成接收信号的数字复相关算法，并输出相关峰的数值。

6)接收端在根据数字复相关器输出的相关峰信息，完成接收信号同步后，进行信号的解调解扩处理，解出数据链信号所携带信息。

本发明的有益效果是：在发送端通过使用数字正交上变频实现数据链信号由基带信号到中频信号的上变频处理；在接收端通过对数据链中频信号AD采样并进行数字正交下变频处理，实现了信号由中频到基带信号的下变频处理。整个变频处理过程使用软件算法来实现，省去了中频到基带信号变频处理的模拟变频单元，简化了系统的设计；同时，采用此种信号处理，利用可编程器件FPGA逻辑资源丰富的硬件优势，将过去在几个CPU上共同实现的信号处理功能整合到一个芯片来实现。增加了系统的灵活性，降低了研制开发初期的成本和测试难度，便于系统设计实现模块化、小型化和综合化，同时增加了系统的可靠性。

用常规方法处理数据链信号时，由中频信号到基带的变频处理是使用数据链专用的变频模块，当系统指标发生变化或者有新的功能需要添加并升级时往往需要重新设计变频模块，由于变频模块为数据链专用，在航空电子设备综合化平台下无法为系统其他的功能所使用，无法满足航电综合化的要求。