[发明专利]一种MAPSK自适应解调系统

说明书

技术领域

本发明涉及了一种MAPSK自适应解调系统。

背景技术

卫星通信具有覆盖地域广、通信距离远、通信容量大、传输质量好等特点，己成为通信的一种重要的通信手段。由于卫星通信业务日趋繁忙，通信容量迅速增加，致使射频频谱非常拥挤，各个通信信道间的相互干扰己成为一个突出问题，为了解决频谱资源紧张的问题，卫星通信向着有广阔前景的Ka(20/30GHz)及以上的高频段发展。结合通信类型的多样化要求，使得卫星通信系统在Ka及以上的频段的应用有以下几个问题需要解决：1）卫星在Ku/Ka频段进行无线传输时的严重雨衰问题；2）通信卫星系统如何满足多类型通信终端不同的数据传输需求问题；3）通信卫星系统如何满足抗干扰通信的需求问题。而解决这一切的基础是卫星的高效自适应解调能力。

自适应解调既要求在资源的消耗上不能比常规解调大很多，又要求能自动识别信号的调制及编码方式并针对不同的调制方式采用相应的同步算法，因此，自适应解调性能的优劣直接影响系统的整体性能。

现有的自适应解调算法多针对连续模式，位同步算法也基本选用若干个采样点选其一的方式。例如文献1（标准“Digital Video Broadcasting Standard2(DVB-S2)”）给出了一种适合于连续自适应解调的实现方法。文献2“调制信号的自适应解调方法研究”（李炎新，东南大学博士学位论文南京，东南大学信息工程学院，2009年10月）给出了BPSK、QPSK和16QAM的自适应解调算法，其中位同步算法是从5个采样点中选出一个最佳值作为当前符号值，载波同步算法采用锁相环结构，Matlab仿真结果为：信噪比为15dB时，无位定时偏差，恢复出的星座图正常。文献1中，DVB-S2仅给出了连续模式的自适应解调，对突发模式则没有明确的给出，而本算法则在突发自适应解调上有很好的性能（解调损失<0.5dB）。文献2中，其位同步选用5个采样点选其一的方式，这在有位定时偏差下，会造成选出的点偏离最佳点，对位同步的效果产生很大的影响，尤其是对16APSK或16QAM。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种MAPSK自适应解调系统，实现了对变速率（2～45Mbps）、多调制方式（QPSK、8PSK及16APSK）的信号进行自适应解调的通用设计。

本发明的技术方案是：一种MAPSK自适应解调系统，包括前导头捕获模块、位同步模块、直角坐标系转极坐标系模块、初始频偏及相偏估计模块、RM译码模块、自适应载波跟踪模块、增益控制模块、自适应软解映射模块、突发类型求解模块及帧同步模块；

前导头捕获模块，接收并存储卫星下行输入信号，采用基于多路差分相关检测的突发检测方案，将卫星下行输入信号同前导头做相关；若相关结果大于等于捕获门限，则产生捕获成功信号，并将大于捕获门限的相关结果所对应的卫星下行输入信号作为捕获信号，输出捕获成功信号以及捕获信号的初始地址至位同步模块；若相关结果小于捕获门限，则继续将卫星下行输入信号同前导头做相关；所述的前导头为卫星下行输入信号帧结构中的捕获及同步序列；所述的捕获门限的具体值根据前导头的长度确定；

位同步模块，若接收到捕获成功信号，则以接收到的捕获信号的初始地址为起始地址，读取卫星下行输入信号，对卫星下行输入信号做位同步运算获得数据信号，并根据反馈回来的突发类型，输出相应长度的位同步后的数据信号给直角坐标系转极坐标系模块；

直角坐标系转极坐标系模块，将输入的位同步后的数据信号转换为幅度数据和相位数据并输出给初始频偏及相偏估计模块；

初始频偏及相偏估计模块，接收并存储输入的幅度数据及相位数据，采用二分快速搜索算法，根据前导头计算出位同步后的数据信号的初始频偏及初始相偏，输出初始频偏、初始相偏到RM译码模块及自适应载波跟踪模块；

RM译码模块，用输入的初始频偏及初始相偏补偿编码调制模式字，将补偿后的编码序列做BPSK解调并硬判为0或1的bit，对BPSK解调并硬判的后编码序列做RM译码得出新的编码调制字，输出新的编码调制字到自适应载波跟踪模块及自适应软解映射模块；所述编码调制字为卫星下行输入信号帧结构中的编码调制模式字；

自适应载波跟踪模块，读取初始频偏及相偏估计模块中存储的幅度数据及相位数据，用输入的初始频偏及初始相偏对相位进行补偿；根据输入的新的编码调制字确定调制方式，采用基于最大似然估计的MPSK系统载波同步方法对相位数据进行载波跟踪，并根据突发类型求解模块反馈回来的突发类型，输出相应长度的幅度数据及相位数据给增益控制模块；