[发明专利]调制指数自适应的多符号检测解调装置及其解调方法

说明书

本发明提供了一种调制指数自适应的多符号检测解调装置及其解调方法，包括模数转换、正交下变频、自动频率控制、调制指数识别、采样率调整、多符号检测和位同步控制。本发明所述的调制指数自适应的多符号检测解调装置及其解调方法通过增加频率自动控制模块使多符号检测解调算法能够适应遥测发射机和接收机之间存在较大多普勒频移的情况，该自动控制算法硬件资源消耗少，易于实现；本发明的多符号检测算法具有调制指数自动识别功能，能够在遥测发射机调制指数未知的情况下在接收端实现高性能解调，且该调制指数自动识别算法复杂度低、硬件资源消耗少、识别精度较高。

技术领域

本发明属于航空航天遥测领域的CPFSK遥测通信领域，尤其是涉及一种调制指数自适应的多符号检测解调装置及其解调方法。

背景技术

众所周知，在航空航天遥测领域PCM-CPFSK是目前使用最广泛的调制体制，这与其本身的诸多优点有关，比如信号包络恒定、相位连续、频带利用率高、受飞行器尾焰影响小、抗相位噪声能力强等。但航空航天遥测领域通信目标距离远，遥测接收机收到的遥测信号信噪比较低，CPFSK此类调频信号相对传统的调相信号解调能力差，解调门限高，采用有效手段降低CPFSK的解调门限，提高遥测接收机的接收灵敏度，在深空遥测领域具有重要的实用意义。采用信道编码和利用调制信号相位连续信息的多符号检测技术能有效的降低解调门限，提高解调能力。增加信道编码需要遥测发射机配合增加编码模块，且会增加信号的带宽。而多符号检测技术具有无需变更遥测发射机状态，只需增加遥测接收机的复杂度能降低解调门限约3db，使其达到与调相体制相近的解调门限。

根据技术分析和试验结果，当遥测发射机的调制指数与本地匹配波形的调制指数相差较大时会产生明显的解调损失，比如遥测发射机的调制指数为0.7，本地匹配波形的调制指数为0.8时，多符号检测的解调门限有约4dB的损失，同样的，如果遥测发射机和遥测接收机存在较大的频率偏差同样会造成多符号检测的解调损失，可见多符号检测能实现最佳算法功能的前提是，发射机的调制指数与本地匹配波形的调制指数相同，发射机和接收机之间的频差控制在合理的范围。针对当前多符号检测技术采用已知CPFSK调制指数生成本地匹配波形存储到遥测接收机内部，这种方法简单易操作。当遥测接收机适配不同遥测发射机时，如果遥测发射机的调制指数不同时，遥测接收机需要重新生成本地匹配的调制波形。另外，由于某种原因遥测发射机的调制指数无法告知遥测接收机时遥测接收机无法实现多符号检测解调。

限制多符号检测技术广泛应用的另外一个因素就是多符号检测算法复杂，需要消耗的硬件资源巨大，很多硬件设备难以支撑。在保证性能的前提，降低多符号检测技术的算法复杂度是该技术能否或得广泛应用的关键所在。多符号检测和解调的关键环节是位同步功能的实现，采用“迟早门”位同步方法的多符号检测需要至少两路复杂多符号检测计算支路，计算量巨大。

发明内容

本发明旨在提出一种调制指数自适应的多符号检测解调装置，以在多符号检测算法中增加自动频率控制模块和调制指数识别模块，改善后的多符号检测算法适用于遥测发射机调制指数未知和存在较大多普勒频移的应用场景。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种调制指数自适应的多符号检测解调装置，包括模数转换、正交下变频、自动频率控制、调制指数识别、采样率调整、多符号检测和位同步控制，所述正交下变频两侧分别信号连接至模数转换输出端、自动频率控制输入端，自动频率控制输出端分别信号连接至调制指数识别输入端、采样率调整输入端，采样率调整输出端、调制指数识别输出端均信号连接至多符号检测输入端，多符号检测输出端信号连接至位同步控制输入端，位同步控制输出端信号连接至采样率调整输入端，且采样率调整、多符号检测和位同步控制依次连接形成闭合环路。