[发明专利]一种抗大频偏的QPSK基带恢复系统

说明书

本发明提出了一种抗大频偏的QPSK基带恢复系统，用于解决现有系统在频偏较大时载波锁定慢或无法锁定的技术问题，包括数据采样模块、载波速率预估计模块、开关选择模块、低速基带恢复模块、载波锁定检测模块、高速基带恢复模块和定时同步判决输出模块；数据采样模块接收并采样调制信号，载波速率预估计模块粗略估计调制信号载波频率，基于闭环的低速基带恢复模块和基于开环的高速基带恢复模块在开关选择模块的控制下对采样后数据进行基带数据恢复，载波锁定检测模块检测低速基带恢复模块的本地载波是否锁定，定时同步判决输出模块对恢复出的基带数据进行定时同步和硬判决，得到最终解调数据。本发明基带恢复的速度高，误码率低。

技术领域

本发明属于数字通信技术领域，涉及一种QPSK基带恢复系统，具体涉及一种抗大频偏的QPSK基带恢复系统，可用于QPSK调制解调系统中。

技术背景

数字通信技术已经成为当代通信技术的主流，而在数字通信系统中，数字调制解调是必不可少的组成部分，也是通信信号传输技术的重要手段。

数字调制是采用数字信号处理的方法，将有用的基带信号加载到较高频率的载波信号上的过程。数字解调是数字调制的逆过程，是采用数字信号处理的方法，从已调波信号中取出原来的有用基带信号的过程，其中数字调制方式有振幅键控(ASK)、移频键控(FSK)、移相键控(PSK)和差分移相键控(DPSK)等，移相键控(PSK)主要分为BPSK、QPSK、8PSK和16PSK等，他们之间基础原理框架基本相同，QPSK作为最常用的数字调制解调方式之一，凭借其抗干扰性强、频谱利用率高、适合高速传输等优点，已广泛应用于微波通信、卫星通信和移动通信中。常见的QPSK解调方法有相干解调和非相干解调，其中相干解调是指，接收端需要恢复出一个与调制载波严格同步的相干载波，然后才能进行准确解调。非相干解调也称为包络检波，即直接从已调波的幅度中恢复出原调制信号，不需要相干载波，但性能较差。相干解调的解调误码率性能好于非相干解调，因而应用较多。

现有的QPSK相干解调系统结构如图1所示，包含数据采样模块、基带恢复模块和定时同步判决输出模块，其中，数据采样模块对输入的模拟信号进行采样并输出采样后的信号给基带恢复模块，基带恢复模块用于将输入的采样信号进行载波同步，恢复并输出恢复的基带信号给定时同步判决输出模块，定时同步判决输出模块进行定时同步和硬判决，并输出得到的解调输出数据。

QPSK相干解调中最关键的两个环节是基带恢复模块中的载波同步和定时同步判决输出模块中的定时同步，载波同步用于产生一个与调制信号的载波同频同向的本地载波信号，并利用该本地载波信号从采样后数据中恢复出基带信号，而定时同步则用于消除调制端与解调端的时钟误差和调制信号在传输过程中出现的传输时延，其中，载波同步常通过锁相环路来实现，Costas环是最常见的一种锁相环路，用于对输入信号进行载波同步，但锁相环路在输入信号频偏较大时，锁定时间较长，耗费大量计算资源，影响基带恢复速度，且当频偏过大时会导致载波锁定出现偏差，甚至无法锁定，致使误码率剧增甚至无法正常恢复基带。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出了一种抗大频偏的QPSK基带恢复系统，消除了现有技术存在的在频偏较大时载波锁定慢、误差大甚至无法锁定的缺陷，提高了基带恢复的速度，降低了误码率。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种抗大频偏的QPSK基带恢复系统，包括数据采样模块1、载波速率预估计模块2、开关选择模块3、低速基带恢复模块4、载波锁定检测模块5、高速基带恢复模块6和定时同步判决输出模块7，其中：

所述数据采样模块1，用于对接收的调制信号进行采样，并输出采样后数据INDATA；

所述载波速率预估计模块2，用于对采样后数据INDATA的载波频率进行粗略估计，并输出载波估计频率f_c；