[发明专利]一种基于瞬时频率估计的时频调制解调方法

说明书

本发明提出了一种基于瞬时频率估计的时频调制解调方法，属于短波通信时频调制技术领域。本发明利用了瞬时频率算法来对不同时隙间的频率相对值进行估计，并对估计结果进行原址排序，根据排序结果来找到频率值与频率顺序之间的对应关系，再根据频率顺序与码元组合顺序的关系得到当前发送端发送的码元顺序，实现时频调制信号的解调，由于在估计过程中不需要对当前信号的频率值进行准确的估计，因此，该方法能在较低的信噪比下对信号进行解调，且实现方法简单，误码率性能更好，运算时间更快。

技术领域

本发明属于短波通信时频调制技术领域，特别涉及一种基于瞬时频率估计的时频调制解调方法。

背景技术

时频调制技术是短波通信中的一种，短波通信是利用波长为10m-100m频率为3MHz-30MHz的电磁波通过电离层进行的无线电通信。短波通信具有费用低廉，抗毁性强，组网灵活等特点，并且短波是唯一不受网络枢纽和有源中继体制制约的远程通信手段，但短波通信中存在一定的局限性限制了通信质量，其中最为明显的就是短波中存在的严重的衰落和由于多径效应造成的码间串扰，为了解决短波中存在的问题，提出了时频调制技术，时频调制技术实际上是一种分集技术，对不同类型的时频调制信号而言，时频调制技术对有的信号能起到分集接收的效果，或者能克服或减少码间干扰的影响，或者既能起到分集接收的效果也能起到减少码间干扰的影响，该技术是克服信道衰落的有效技术之一。研究时频调制接收解调技术对提高短波通信系统的性能及实用性具有较大的意义。

就时频调制信号的解调问题中，目前采用得较多的两种解调方法，两种解调方法各有优劣。基于能量的算法结构复杂且该技术涉及到匹配滤波器的设计，而匹配滤波器的设计较为；基于边带相关算法其时延的选择以及信号的连续性对解调的好坏有着较大的影响。

发明内容

本发明的目的在于解决时频调制接收系统中的信号解调问题，提出了一种基于瞬时频率估计的时频调制解调方法，根据时频调制信号的调制原理，信号中不同码元组合对应着不同的频率组合顺序，也即不同的码元组合对应不同的频率值顺序，那么在解调信号时可以根据得到的当前的频率值的顺序找到对应的码元。一方面规避瞬时频率估计值受噪声的影响大的问题，另一方面该发明能够较为简单的对时频调制信号进行解调并在与基于能量的解调技术相同的环境情况下降低解调的误码率，提高时频调制系统的抗干扰能力和通信质量。

一种基于瞬时频率估计的时频调制解调方法，包括以下步骤：

S1、调制并发送四时四频时频调制信号，其中，所述四时四频时频调制信号的调制过程为：两个二进制符号编为一组构成一个码元组合，将两个二进制符号的长度分别均分，得到四个时隙，在每个时隙选用不同的频率调制后得到四时四频时频调制信号，每个码元组合对应一个包括四个频率顺序的频率顺序组合，获取频率顺序组合中四个频率值的相对大小关系；

S2、接收所述时频调制信号，对所述时频调制信号中每个时隙的瞬时频率进行估计并将估计值进行平均，得到的平均值为每个时隙的瞬时频率值；

S3、将得到的各时隙的瞬时频率值以从大到小进行排序标号，并根据时频调制信号调制中频率值相对大小关系将得到的排序标号替换对应的瞬时频率值，得到四个时隙的频率值大小的频率顺序组合，从而得到与频率顺序组合对应的码元组合，实现对时频调制信号的解调。

进一步地，所述步骤1中调制四时四频时频调制信号的过程包括以下流程：

将两个二进制符号编为一组构成一个码元组合，将两个二进制符号的长度分别均分，得到四个时隙，在每个时隙选用不同的频率调制后得到四时四频时频调制信号，每个码元组合对应一个包括四个频率顺序的频率顺序组合，获取频率顺序组合中四个频率值的相对大小关系；