一種基于數(shù)字信道化技術的并行數(shù)字解調(diào)方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)字信道的解調(diào)技術領域，具體涉及一種基于數(shù)字信道化技術的并行 數(shù)字解調(diào)方法。
【背景技術】
[0002] 數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術是當代通信技術發(fā)展的基石，在通信系統(tǒng)中有著舉足輕重的作 用，移動通信、數(shù)字電視、移動互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡通信、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，受硬件平臺、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)代通信技術發(fā)展的要求了。基于軟件無線電思想設計的通信系統(tǒng) 不受硬件結構的束縛，通過軟件實現(xiàn)部分功能，大大降低了系統(tǒng)改進和升級的代價，讓不同 系統(tǒng)間的互聯(lián)和兼容更暢通。
[0003] 為了實現(xiàn)對時域重疊信號的全概率測量，數(shù)字信道化技術是一種非常實用和有效 的方法。數(shù)字信道化接收機的特點是：瞬時頻帶寬，動態(tài)范圍廣，測量靈敏度高，且可以同時 處理多個信號。它通過帶通濾波器組對接收信號進行頻域信道劃分，可實現(xiàn)不同頻率信號 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和多項濾波器組 的數(shù)字信道化。
[0004] 常用的基于訓練序列的同步方案有2種。方案一是在發(fā)送端將訓練序列重復發(fā) 送，接收端對接收信號進行延遲自相關，通過相關峰值的位置來判定時間同步點。缺點是受 到頻偏和碼間干擾的影響，時間同步點可能誤判。方案二是在接收端將接收序列與本地訓 練序列進行滑動互相關，在時間同步點上有尖銳的相關峰，通過門限檢測判定時間同步點。 缺點是計算復雜度相對較高，較大的頻偏會破壞預期的互相關結果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明提供一種基于數(shù)字信道化技 術的并行數(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 的問題。
[0006] 技術方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：一種基于數(shù)字信道化技 術的并行數(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，下變頻模塊對天線接收模塊接收到的信號進行正交 下變頻；變頻后的信號通過AD采樣模塊實現(xiàn)信號的數(shù)字化；數(shù)字化的信號進入數(shù)字信道化 模塊，實現(xiàn)時域重疊信號的分離；之后依次通過時間同步模塊和頻率同步模塊，分別實現(xiàn)時 間同步點的跟蹤和頻偏、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帶寬劃分為N個子信道，信道總級數(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級高通濾波器傳遞函數(shù)/^(z); 其中，j為FFB的第i級的第j個濾波器，〗為j的二進制位倒序碼；
[0010] 所述時間同步點的跟蹤和頻偏、相偏的校正包括長度為L的CAZAC序列。
[0011] 采用基于低延時FFB的數(shù)字信道化技術，可實現(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。接收信號通過下變頻和采樣后，首先經(jīng)過數(shù)字信道化模塊實現(xiàn)多路 信號的分離；再通過數(shù)字解調(diào)模塊對每一路信號單獨解調(diào)；最后將并行解調(diào)的結果顯示在 用戶界面上?？梢越庹{(diào)多種ASK、PSK、PAM、QAM信號。
[0012] 本發(fā)明在虛擬儀器的硬件平臺上實現(xiàn)并行數(shù)字解調(diào)，可實現(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FFB結構。研宄基 于CAZAC序列的同步算法，可在大頻偏信道下實現(xiàn)更高的同步精度。
[0013] 進一步的，長度為L的CAZAC序列具體為：
[0014] c = [C1C1C2C2];
[0015] 其中：
【主權項】
1. 一種基于數(shù)字信道化技術的并行數(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，下變頻模塊對天線接收模塊接收到的信號進行正交下變 頻；變頻后的信號通過AD采樣模塊實現(xiàn)信號的數(shù)字化；數(shù)字化的信號進入數(shù)字信道化模 塊，實現(xiàn)時域重疊信號的分離；之后依次通過時間同步模塊和頻率同步模塊，分別實現(xiàn)時間 同步點的跟蹤和頻偏、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帶寬劃分為N個子信道，信道總級數(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級高通濾波器傳遞函數(shù)/其中，j為 FFB的第i級的第j個濾波器，）為j的二進制位倒序碼； 所述時間同步點的跟蹤和頻偏、相偏的校正包括長度為L的CAZAC序列。
2. 如權利要求1所述的一種基于數(shù)字信道化技術的并行數(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； 時間偏移和整數(shù)頻偏為：
其中，q序列的時間同步點為t i，互相關峰值位置為m1;c 2序列的時間同步點為12，互 相關峰值位置為m2。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于數(shù)字信道化技術的并行數(shù)字解調(diào)方法，所述方法是：采用基于低延時FFB的數(shù)字信道化技術，可實現(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。接收信號通過下變頻和采樣后，首先經(jīng)過數(shù)字信道化模塊實現(xiàn)多路信號的分離；再通過數(shù)字解調(diào)模塊對每一路信號單獨解調(diào)；最后將并行解調(diào)的結果顯示在用戶界面上?？梢越庹{(diào)多種ASK、PSK、PAM、QAM信號。
【IPC分類】H04L27-38, H04L27-26
【公開號】CN104618298
【申請?zhí)枴緾N201510079564
【發(fā)明人】裴文江, 張麗麗, 王開
【申請人】東南大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年2月13日