一種基于數(shù)字信道化技術(shù)的并行數(shù)字解調(diào)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)字信道的解調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于數(shù)字信道化技術(shù)的并行 數(shù)字解調(diào)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)是當(dāng)代通信技術(shù)發(fā)展的基石，在通信系統(tǒng)中有著舉足輕重的作 用，移動(dòng)通信、數(shù)字電視、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)通信、衛(wèi)星通信、無線通信等等需要完依賴于數(shù) 字調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的數(shù)字解調(diào)接收機(jī)，受硬件平臺(tái)、工作頻段、調(diào)制方式以及工作效率 等限制，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展的要求了。基于軟件無線電思想設(shè)計(jì)的通信系統(tǒng) 不受硬件結(jié)構(gòu)的束縛，通過軟件實(shí)現(xiàn)部分功能，大大降低了系統(tǒng)改進(jìn)和升級(jí)的代價(jià)，讓不同 系統(tǒng)間的互聯(lián)和兼容更暢通。
[0003] 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)域重疊信號(hào)的全概率測量，數(shù)字信道化技術(shù)是一種非常實(shí)用和有效 的方法。數(shù)字信道化接收機(jī)的特點(diǎn)是：瞬時(shí)頻帶寬，動(dòng)態(tài)范圍廣，測量靈敏度高，且可以同時(shí) 處理多個(gè)信號(hào)。它通過帶通濾波器組對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行頻域信道劃分，可實(shí)現(xiàn)不同頻率信號(hào) 的分離，具有高靈敏度和頻率分辨率。傳統(tǒng)的信道化方案主要有，基于FFT和多項(xiàng)濾波器組 的數(shù)字信道化。
[0004] 常用的基于訓(xùn)練序列的同步方案有2種。方案一是在發(fā)送端將訓(xùn)練序列重復(fù)發(fā) 送，接收端對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行延遲自相關(guān)，通過相關(guān)峰值的位置來判定時(shí)間同步點(diǎn)。缺點(diǎn)是受 到頻偏和碼間干擾的影響，時(shí)間同步點(diǎn)可能誤判。方案二是在接收端將接收序列與本地訓(xùn) 練序列進(jìn)行滑動(dòng)互相關(guān)，在時(shí)間同步點(diǎn)上有尖銳的相關(guān)峰，通過門限檢測判定時(shí)間同步點(diǎn)。 缺點(diǎn)是計(jì)算復(fù)雜度相對(duì)較高，較大的頻偏會(huì)破壞預(yù)期的互相關(guān)結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種基于數(shù)字信道化技 術(shù)的并行數(shù)字解調(diào)方法，通過采用FFB算法和基于CAZAC的序列同步算法，解決了現(xiàn)有技術(shù) 的問題。
[0006] 技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于數(shù)字信道化技 術(shù)的并行數(shù)字解調(diào)方法，其特征在于，包括天線接收模塊、下變頻模塊、AD采樣模塊、數(shù)字信 道化模塊、時(shí)間同步模塊、頻率同步模塊和星座圖解映射模塊；
[0007] 天線接收模塊接收射頻信號(hào)，下變頻模塊對(duì)天線接收模塊接收到的信號(hào)進(jìn)行正交 下變頻；變頻后的信號(hào)通過AD采樣模塊實(shí)現(xiàn)信號(hào)的數(shù)字化；數(shù)字化的信號(hào)進(jìn)入數(shù)字信道化 模塊，實(shí)現(xiàn)時(shí)域重疊信號(hào)的分離；之后依次通過時(shí)間同步模塊和頻率同步模塊，分別實(shí)現(xiàn)時(shí) 間同步點(diǎn)的跟蹤和頻偏、相偏的校正，最后通過星座圖解映射模塊完成比特解碼和星座圖 顯不；
[0008] 所述數(shù)字信道化模塊包括低延時(shí)的FFB帶通濾波器組，所述FFB帶通濾波器組包 括低通原型濾波器和高通原型濾波器，所述低通原型濾波器和高通原型濾波器均為半帶濾 波器；該FFB帶通濾波器組將接收機(jī)帶寬劃分為N個(gè)子信道，信道總級(jí)數(shù)為L = Iog2 (N);其 中，低通原型濾波器為(z)，高通原型濾波器為乾(z):
[0009] 用替換圮⑵中的因子獲得FFB的第i級(jí)低通濾波器傳遞函數(shù) (z);用柯廠2""替換片⑵中的Z- 1因子獲得FFB的第i級(jí)高通濾波器傳遞函數(shù)/^(z); 其中，j為FFB的第i級(jí)的第j個(gè)濾波器，〗為j的二進(jìn)制位倒序碼；
[0010] 所述時(shí)間同步點(diǎn)的跟蹤和頻偏、相偏的校正包括長度為L的CAZAC序列。
[0011] 采用基于低延時(shí)FFB的數(shù)字信道化技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)更窄過渡帶寬、更高旁瓣抑制比、 更優(yōu)頻率選擇性的信道劃分；采用基于CAZAC序列的同步算法，在大頻偏信道環(huán)境下，也可 得到更高的同步精度。接收信號(hào)通過下變頻和采樣后，首先經(jīng)過數(shù)字信道化模塊實(shí)現(xiàn)多路 信號(hào)的分離；再通過數(shù)字解調(diào)模塊對(duì)每一路信號(hào)單獨(dú)解調(diào)；最后將并行解調(diào)的結(jié)果顯示在 用戶界面上?？梢越庹{(diào)多種ASK、PSK、PAM、QAM信號(hào)。
[0012] 本發(fā)明在虛擬儀器的硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)并行數(shù)字解調(diào)，可實(shí)現(xiàn)不同調(diào)制類型、載波 頻段、傳輸速率的通用解調(diào)系統(tǒng)，符合軟件無線電的思想。采用FFB算法代替FFT算法，可 實(shí)現(xiàn)更窄過渡帶寬、更高旁瓣抑制比、更優(yōu)頻率選擇性，并研宄了低延時(shí)FFB結(jié)構(gòu)。研宄基 于CAZAC序列的同步算法，可在大頻偏信道下實(shí)現(xiàn)更高的同步精度。
[0013] 進(jìn)一步的，長度為L的CAZAC序列具體為：
[0014] c = [C1C1C2C2];
[0015] 其中：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于數(shù)字信道化技術(shù)的并行數(shù)字解調(diào)方法，其特征在于，包括天線接收模塊、下 變頻模塊、AD采樣模塊、數(shù)字信道化模塊、時(shí)間同步模塊、頻率同步模塊和星座圖解映射模 塊； 天線接收模塊接收射頻信號(hào)，下變頻模塊對(duì)天線接收模塊接收到的信號(hào)進(jìn)行正交下變 頻；變頻后的信號(hào)通過AD采樣模塊實(shí)現(xiàn)信號(hào)的數(shù)字化；數(shù)字化的信號(hào)進(jìn)入數(shù)字信道化模 塊，實(shí)現(xiàn)時(shí)域重疊信號(hào)的分離；之后依次通過時(shí)間同步模塊和頻率同步模塊，分別實(shí)現(xiàn)時(shí)間 同步點(diǎn)的跟蹤和頻偏、相偏的校正，最后通過星座圖解映射模塊完成比特解碼和星座圖顯 示； 所述數(shù)字信道化模塊包括低延時(shí)的FFB帶通濾波器組，所述FFB帶通濾波器組包括 低通原型濾波器和高通原型濾波器，所述低通原型濾波器和高通原型濾波器均為半帶濾波 器；該FFB帶通濾波器組將接收機(jī)帶寬劃分為N個(gè)子信道，信道總級(jí)數(shù)為L = log2 (N);其 中，低通原型濾波器為及丨(4,高通原型濾波器為; 用替換⑷中的因子獲得FFB的第i級(jí)低通濾波器傳遞函數(shù);用 朽z-f替換中的z-1因子獲得FFB的第i級(jí)高通濾波器傳遞函數(shù)/其中，j為 FFB的第i級(jí)的第j個(gè)濾波器，）為j的二進(jìn)制位倒序碼； 所述時(shí)間同步點(diǎn)的跟蹤和頻偏、相偏的校正包括長度為L的CAZAC序列。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字信道化技術(shù)的并行數(shù)字解調(diào)方法，其特征在于， 所述長度為L的CAZAC序列具體為： C = [(^(^。而]; 其中：
載波頻偏為：
其中：s為整數(shù)頻偏；e G [-〇. 5, 0. 5]為小數(shù)頻偏； 時(shí)間偏移和整數(shù)頻偏為：
其中，q序列的時(shí)間同步點(diǎn)為t i，互相關(guān)峰值位置為m1;c 2序列的時(shí)間同步點(diǎn)為12，互 相關(guān)峰值位置為m2。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于數(shù)字信道化技術(shù)的并行數(shù)字解調(diào)方法，所述方法是：采用基于低延時(shí)FFB的數(shù)字信道化技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)更窄過渡帶寬、更高旁瓣抑制比、更優(yōu)頻率選擇性的信道劃分；采用基于CAZAC序列的同步算法，在大頻偏信道環(huán)境下，也可得到更高的同步精度。接收信號(hào)通過下變頻和采樣后，首先經(jīng)過數(shù)字信道化模塊實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的分離；再通過數(shù)字解調(diào)模塊對(duì)每一路信號(hào)單獨(dú)解調(diào)；最后將并行解調(diào)的結(jié)果顯示在用戶界面上?？梢越庹{(diào)多種ASK、PSK、PAM、QAM信號(hào)。
【IPC分類】H04L27-38, H04L27-26
【公開號(hào)】CN104618298
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510079564
【發(fā)明人】裴文江, 張麗麗, 王開
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日