[发明专利]高动态PCM/FM信号载波频率精确估计方法

说明书

本发明公开了一种高动态PCM/FM信号载波频率精确估计方法，旨在提供一种载波频率估计精度高、测量误差小的估计方法。本发明通过下述技术方案予以实现：以滤波采样模块、调频频率正负补偿并联支路、峰值搜索模块、频率解算模块等组成PCM/FM信号测频系统；高动态PCM/FM信号经过带通滤波模块后完成任意比降采样处理，降采样数据分别进入调频频率正负补偿并联支路；对采样数据顺次进行调频频率预补偿、载波多普勒变化率补偿、模式控制完成载波恢复；再顺次经过FFT测频、非相干积分累加，峰值搜索模块查找积分结果中最大峰值及对应的变化率子槽；频率解算模块根据峰值结果估测出高动态PCM/FM信号的载波多普勒频移、载波多普勒变化率、搜索时间等信息。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种遥控遥测系统高动态PCM/FM信号载波频率的精确估计方法。

技术背景

大动态脉冲编码-频率调制(Pulse Code Modulation/Frequency Modulation，PCM/FM)遥测信号作为一种常用的遥测体制，是当前遥控遥测系统中应用较为广泛的一种信号类型，由于PCM/FM信号具有精度较高、格式灵活、便于收发两端的数据处理等优点，在航空航天领域发挥着至关重要的作用，现有PCM/FM调频体制通常采用调频指数为h的连续相位移频(Continuous Phase Frequency Shift Keying，CPFSK)体制，CPFSK信号可表示为：

上式中，A是信号幅度；f_c是载波中心频率；f_d是载波多普勒频移；h是调频指数；a＝[a₁,a₂,…a_n,…]表示调频码元序列；T_fm是调频码元周期；φ₀是载波初始相位；q(t)是相位响应函数，可以表示为

因此，CPFSK信号的调频频率可表示为

在实际的遥控遥测系统中，接收到的信号会存在载波频率偏移的现象，造成该现象的主要原因有：发射端的载波不稳定或者接收端的本地振荡信号不稳定，飞行器等被测物体的高速运动对于地面设备的多普勒效应，而多普勒效应对于系统来说造成的影响更大更难以避免，无法确定接收信号的实际中心频率，将严重影响接收端获取信息的正确性。