[发明专利]一种任意码速率自适应的QPSK解调系统及方法

摘要

本发明提出了一种任意码速率自适应的QPSK解调系统及方法，用于解决现有多档码速率自适应解调系统适应性差以及现有解调方法采样率利用率低的技术问题；系统包括数据采集模块、最佳采样率选择模块、滤波系数生成模块、自适应Costas环模块、重采样模块和位同步判决输出模块，数据采集模块和最佳采样率选择模块形成闭环结构；实现方法包括：以最高采样速率采样模拟调制信号得到高速数字信号；估计该高速数字信号的码速率；计算最佳采样频率；以最佳采样频率采样模拟调制信号得到低速数字信号；对该低速数字信号进行数字下变频和低通滤波；对滤波后信号进行整数倍抽取；对抽取后信号进行位同步，最后判决输出得到原始码元。

主权项

1.一种任意码速率自适应的正交相移键控QPSK解调系统，其特征在于：包括数据采集模块、最佳采样率选择模块、滤波系数生成模块、自适应Costas环模块、重采样模块和位同步判决输出模块，其中：/n数据采集模块，用于根据该模块的采样时钟，将接收的模拟调制信号S₁转化为高速数字信号S₂或低速数字信号S₃；/n最佳采样率选择模块，包括码速率估计子模块和最佳采样频率计算子模块；/n所述数据采集模块和最佳采样率选择模块形成闭环反馈结构，数据采集模块以该模块所支持的最高采样频率f_max对模拟调制信号S₁进行采样，将S₁转化为高速数字信号S₂；码速率估计子模块对S₂的码速率进行估计，得到码速率估计结果rb；最佳采样频率计算子模块根据rb和调制端与解调端约定的载波速率f_c计算数据采集模块的最佳采样频率f_s；数据采集模块以f_s对S₁进行采样，将S₁转化为低速数字信号S₃；/n滤波系数生成模块，用于根据高速数字信号S₂的码速率估计结果rb和数据采集模块的最佳采样频率f_s的计算结果，实时设计自适应Costas环模块中的低通滤波器，并将该低通滤波器的滤波系数输出；/n所述自适应Costas环模块，包括两个数字下变频器、两个低通滤波器、鉴相器、带宽可变环路滤波器和数控振荡器，其中：/n数控振荡器，用于产生本地载波信号f₀，该本地载波信号f₀的初始频率为调制端与解调端约定的载波速率f_c，运行时频率为根据误差信号error不断调整得到的频率；/n数字下变频器，用于根据本地载波信号f₀对低速数字信号S₃进行下变频，得到I路下变频后数字信号S_i和Q路下变频后数字信号S_q并输出；/n低通滤波器，用于根据滤波系数生成模块输出的滤波系数对I路下变频后数字信号S_i和Q路下变频后数字信号S_q分别进行低通滤波并输出；/n鉴相器，用于根据两个低通滤波器的滤波结果，计算低速数字信号S₃的载波与本地载波信号f₀之间的相位差θ；/n带宽可变环路滤波器，用于根据不同低速数字信号S₃的码速率，对带宽可变环路滤波器的环路参数进行实时设计，实现对相位差θ中的高频分量和噪声的滤除，并输出误差信号error，其中带宽可变环路滤波器的环路参数C₁和C₂的计算公式分别为：/n /n /n其中ξ为阻尼系数，T为NCO频率控制字更新周期，K_d为环路增益，ω_n环路阻尼振荡频率，其计算公式为：/n /n重采样模块，用于对高速基带信号I_n1和高速基带信号Q_n1进行采样率转换，并将采样率转换后的低速基带信号I_n2和低速基带信号Q_n2输出；/n位同步判决输出模块，用于找出低速基带信号I_n2和低速基带信号Q_n2中各码元的最佳采样时刻，并对各码元的最佳采样时刻对应的最佳采样值分别进行判决，再输出判决后序列。/n