AM解调过程中基于过零检测实现接收端外部信号解码处理的方法

摘要

本发明涉及一种AM解调过程中基于过零检测实现接收端外部信号解码处理的方法，其中包括(1)通过过零检测法统计信号的正负值点数；(2)根据所述的正负值点数对所述的信号的波形进行修正，并统计出正确的正负值点数；(3)根据所述的正确的正负值点数进行比特0、比特1比特判决；(4)根据比特0、比特1比特判决的结果解码完整的帧；(5)对所述的完整的帧进行帧校验。采用该种结构的AM解调过程中基于过零检测实现接收端外部信号解码处理的方法，不需要改变原有的解调电路，所有的解码工作只需要少量硬件电路完成，方便修改且消耗资源少，在误码率方面，本发明比之前的传统算法有了极大的改进，基本符合当前的实际工程需求。

说明书

技术领域

本发明涉及计算机领域，尤其涉及调制解调技术，具体是指一种AM解调过程中基于过 零检测实现接收端外部信号解码处理的方法。

背景技术

在无线充接发射电路中，信号经过解调后形成了类似双向差分编码的的波形，双向差分 编码码率固定为2K，“1”编码在一个周期内跳变两次，“0编码”在一个周期内跳变一次。 在实际应用中，由于无线传输的噪声干扰，设备的电磁干扰等等，实际解调后的信号不会那 么完美，比特0、比特1的界定往往很模糊，一旦解码过程中出现错误，那么整个包都要丢 掉，这对于实时无线传输系统来说，是很低效的。

在传统的AM(振幅解调)数字解调中，经过解调模块，原始信号与载波信号相乘再过 低通滤波，再根据信号正值负值的个数来判断当前的bit(比特)是比特0还是比特1。在实 际应用中会发现，解调后的信号正值和负值的个数往往介于比特0和比特1之间，这时无论 判决是比特0还是比特1，都会有不小的概率出错。传统的做法一般在解调部分改进。利用 更精确的滤波器，或者增加正交路数来改善解码前的信号。在解码部分，也有采用补偿计数 法(即每判决一次，将剩余的值合并到下一次计数中)等来改善解码质量。

传统的解决方案虽然可以在一定程度上改善解码质量，但那都只是针对某一类有特殊规 律的信号，如果换一类信号，效果就要打打折扣，而且解调部分增加正交通道，解码部分补 偿统计值都会增加系统开销。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种解决在实际信号解码中对模糊 信号正确判决比特0、比特1并完整解码整帧的AM解调过程中基于过零检测实现接收端外 部信号解码处理的方法。

为了实现上述目的，本发明的AM解调过程中基于过零检测实现接收端外部信号解码处 理的方法具有如下构成：

该AM解调过程中基于过零检测实现接收端外部信号解码处理的方法，其主要特点是， 所述的方法包括以下步骤：

(0)接收端获取待处理的信号；

(1)通过过零检测法统计待处理的信号的正负值点数；

(2)根据所述的正负值点数对所述的待处理的信号的波形进行修正，并统计出正确的正 负值点数；

(3)根据所述的正确的正负值点数通过至少一个数据点进行比特0、比特1比特判决；

(4)根据比特0、比特1比特判决的结果解码完整的帧；

(5)对所述的完整的帧进行帧校验；

(6)所述的接收端输出通过帧校验的完整的帧。

进一步地，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：

(1.1)判断状第一状态变量是否发生变化；所述的第一状态变量用以标识待处理的信号 的当前一段是正信号还是负信号；

(1.2)如果所述的第一状态变量发生变化，则输出计数器的当前计数值后，所述的计数 器清零；

(1.3)如果所述的第一状态变量未变化，则所述的计数器的计数值加1。

更进一步地，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：

(2.1)根据计数器的当前计数值判断与该当前计数值相对应的待处理信号的一段波形是 否为毛刺；

(2.2)如果与该当前计数值相对应的待处理信号的一段波形是毛刺，则接收计数器的下 一计数值，并根据计数器的下一计数值得出真正的毛刺后输出正确的正负值点数；

(2.3)如果与该当前计数值相对应的待处理信号的一段波形不是毛刺，则输出计数器的 上一计数值作为正确的正负值点数。

再进一步地，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：

(3.1)接收待处理信号的一段波形，并根据所述的正确的正负值点数判断该待处理的信 号的一段波形是否可以进行比特0、比特1比特判决；

(3.2)如果可以进行比特0、比特1比特判决，则根据所述的正确的正负值点数进行0、 1判决；

(3.3)如果不可以进行比特0、比特1比特判决，则接收待处理信号的第N段波形，根 据所述的正确的正负值点数判断是否可以进行比特0、比特1比特判决，可以进行比特判决 时则进行比特0、比特1比特判决；如果接收完待处理信号的第N段波形仍不可以进行比特 0、比特1比特判决，则丢弃上述N段波形，其中，N是大于1且小于5的整数。

进一步地，所述的步骤(4)具体为：

结合实际帧的格式和内容，将比特0、比特1比特判决的结果拼成完整的帧。

更进一步地，所述的步骤(5)具体包括以下步骤：

(5.1)对所述的完整的帧进行长度校验以及checksum校验；

(5.2)如果所述的校验成功，则输出该完整的帧；

(5.3)如果所述的校验失败，则丢弃该完整的帧。

采用了该发明中的AM解调过程中基于过零检测实现接收端外部信号解码处理的方法， 不需要改变原有的解调电路，所有的解码工作只需要少量硬件电路完成，方便修改且消耗资 源少。在误码率方面，本发明比之前的传统算法有了极大的改进，基本符合当前的实际工程 需求。

附图说明

图1为本发明的AM解调过程中基于过零检测实现接收端外部信号解码处理的方法的原 理框图。

图2为本发明的波形修正过程的步骤流程图。

图3为本发明的比特0、比特1比特判决的步骤流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

本发明在解调部分保留原有的正交解调方式，在解码部分通过改进统计正负值方法，采 用N段判决方法来改进解码质量。该算法不仅没有额外增加系统开销，而且极大的改进了解 码质量，对于实际应用中比较差的信号也能使解码率达到标准要求。

请参阅图1至图3所示，本发明的AM解调过程中基于过零检测实现接收端外部信号解 码处理的方法包括以下步骤：

(0)接收端获取待处理的信号；

(1)通过过零检测法统计待处理的信号的正负值点数；

(2)根据所述的正负值点数对所述的待处理的信号的波形进行修正，并统计出正确的正 负值点数；

(3)根据所述的正确的正负值点数通过至少一个数据点进行比特0、比特1比特判决；

(4)根据比特0、比特1比特判决的结果解码完整的帧；

(5)对所述的完整的帧进行帧校验；

(6)所述的接收端输出通过帧校验的完整的帧。

在一种优选的实施方式中，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：

所述的第一状态变量用以标志待处理的信号的当前一段是正信号还是符信号；

(1.2)如果所述的第一状态变量发生变化，则输出计数器的当前计数值后，所述的计数 器清零；

(1.3)如果所述的第一状态变量未变化，则所述的计数器的计数值加1。

在一种优选的实施方式中，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：

(2.1)根据计数器的当前计数值判断与该当前计数值相对应的待处理信号的一段波形是 否为毛刺；

(2.2)如果与该当前计数值相对应的待处理信号的一段波形是毛刺，则接收计数器的下 一计数值，并根据计数器的下一计数值得出真正的毛刺后输出正确的正负值点数；

(2.3)如果与该当前计数值相对应的待处理信号的一段波形不是毛刺，则输出计数器的 上一计数值作为正确的正负值点数。

其中，为了使得本领域的技术人员更清楚地了解本发明，在一种优选的实施方式中，在 步骤(2)中进行波形修饰，具体可包括以下步骤：

(2.0)读取第二状态变量的值；所述的第二状态变量的值的初始值为0；

(2.1)如果所述的第二状态变量的值为0，则判断计数器第一输出值是否小于第一阈值； 所述的计数器第一输出值为当前计数器的值；

(2.2)如果计数器第一输出值小于第一阈值，则记录计数器第一输出值与计数器第零输 出值；并将所述的第二状态变量的值设置为1；然后继续步骤(2.0)；所述的计数器第零输出 值为在所述的计数器第一输出值的之前的紧挨该计数器第一输出值的一次计数器的输出值；

(2.3)如果计数器第一输出值不小于第一阈值，则将计数器第零输出值作为正确的正负 值点数并输出；然后继续步骤(2.0)；

(2.4)如果所述的第二状态变量的值为1，则接收计数器第二输出值，并判断计数器第 二输出值是否小于计数器第一输出值；所述的计数器第二输出值为在所述的计数器第一输出 值的之后的紧挨该计数器第一输出值的一次的计数器输出值；

(2.5)如果计数器第二输出值小于计数器第一输出值，则将计数器第零输出值作为正确 的正负值点数并输出，并记录计数器第一输出值以及计数器第二输出值，以及将所述的第二 状态变量的值设置为2；然后继续步骤(2.0)；

(2.6)如果计数器第二输出值不小于计数器第一输出值，则将计数器第一输出值、计数 器第零输出值以及计数器第二输出值的和作为正确的正负值点数并输出，并将所述的第二状 态变量的值设置为4；然后继续步骤(2.0)；

(2.7)如果所述的第二状态变量的值为2，则接收计数器第三输出值，并将计数器第二 输出值、计数器第一输出值以及计数器第三输出值的和作为正确的正负值点数并输出；且将 所述的第二状态变量的值设置为4；然后继续步骤(2.0)；

(2.8)如果所述的第二状态变量的值为4，则接收计数器的下一输出值作为计数器第一 输出值，并记录；且将所述的第二状态变量的值设置为0；然后继续步骤(2.0)。

在一种优选的实施方式中，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：

(3.1)接收待处理信号的一段波形，并根据所述的正确的正负值点数判断该待处理的信 号的一段波形是否可以进行比特0、比特1比特判决；

(3.2)如果可以进行比特0、比特1比特判决，则根据所述的正确的正负值点数进行0、 1判决；

(3.3)如果不可以进行比特0、比特1比特判决，则接收待处理信号的第N段波形，根 据所述的正确的正负值点数判断是否可以进行比特0、比特1比特判决，可以进行比特判决 时则进行比特0、比特1比特判决；如果接收完待处理信号的第N段波形仍不可以进行比特 0、比特1比特判决，则丢弃上述N段波形，其中，N是大于1且小于5的整数；

另外，为了使得本领域的技术人员对该比特判决的步骤了解得更为清楚，在一种优选的 实施方式中；所述的步骤(3)具体包括以下步骤：

(3.1)接收待处理信号的一段波形，并根据所述的正确的正负值点数判断是否可以进行 比特0、比特1比特判决；

(3.2)如果可以进行比特0、比特1比特判决，则根据所述的正负值点数进行0、1判决；

(3.3)如果不可以进行比特0、比特1比特判决，则接收待处理信号的第二段波形，根 据所述的正确的正负值点数判断是否可以进行比特0、比特1比特判决；

(3.4)如果可以进行比特0、比特1比特判决，则根据所述的正负值点数进行比特0、 比特1比特判决；

(3.5)如果不可以进行比特0、比特1比特判决，则接收待处理信号的第三段波形，根 据所述的正确的正负值点数判断是否可以进行比特0、比特1比特判决；

(3.6)如果可以进行比特0、比特1比特判决，则根据所述的正负值点数进行比特0、 比特1比特判决；

(3.7)如果不可以进行比特0、比特1比特判决，则接收待处理信号的第四段波形，根 据所述的正确的正负值点数判断是否可以进行比特0、比特1比特判决；

(3.8)如果可以进行比特0、比特1比特判决，则根据所述的正负值点数进行比特0、 比特1比特判决；

(3.9)如果不可以进行比特0、比特1比特判决，则丢弃上述数段波形。

在一种优选的实施方式中，所述的步骤(4)具体为：

结合实际帧的格式和内容，将比特0、比特1比特判决的结果拼成完整的帧。

在一种优选的实施方式中，所述的步骤(5)具体包括以下步骤：

(5.1)对所述的完整的帧进行长度校验以及checksum校验；

(5.2)如果所述的校验成功，则输出该完整的帧；

(5.3)如果所述的校验失败，则丢弃该完整的帧。

请参阅图1至图3所示，在实际应用中，本发明的AM解调过程中基于过零检测实现接 收端外部信号解码处理的方法具体包括以下步骤：

第一步：统计点数

根据过零检测法统计信号的正负值点数，设置一个变量state，若为1则代表当前值为正， 若为0则为负。每输入一个数据，则计数器加1。若当前state发生变化，则输出当前计数器 的值，此值即代表当前一段正(负)值的统计点数。

第二步：

波形修正统计出正确点数(图2)

波形修正主要是针对某些波形有一些毛刺的情况而做出的修正。

1、如果当前的波形点数小于ThreholdMin，那么判断当前这一段波形为毛刺，之前一段 暂时不输出，将两个点存起来，记为PlotNumIn_I[0]和PlotNumIn_I[1]，等待下一个值进来进 行判断；否则之前一段输出。

2、当下一段点数进来时，比较之前的毛刺(存在PlotNumIn_I[1])和现在进来的值(记 为tmp)的大小，哪一个小说明哪一个是真正的毛刺，因为很多情况下，毛刺不会单独出现， 经常会出现两个相邻的毛刺。如果PlotNumIn_I[1]为毛刺，则将PlotNumIn_I0]， PlotNumIn_I[1]，tmp相加作为最后的输出。如果tmp为毛刺，则将PlotNumIn_I[0]输出， PlotNumIn_I[1]和tmp等待和下一段相加作为输出。

3、出现毛刺的下一个周期，先预存一个数据，不输出。

第三步：图中的变量num指步第二步中的输出结果的归一化数据，具体为第二步中的输 出结果除以一个比特0持续的点数，这个值在采样率和信号频率固定的情况下是一个定值。

判决比特0、比特1比特(图3)

当输入单个点数无法判决出是比特0还是比特1的时候，再输入下一个数(其为计数器 的输出值)，如果两个点数还无法判决的话，再加下一个，最多加到4个数。这样做是为了越 是好的信号所经历的解码时间越少，越是差的信号所经历的时间越多，从概率上说，大部分 信号只需要几个判断周期就能确定，只有很差的信号才会需要很多的判决条件，从整体上说 节约解码时间。

第四步：

解码完整的帧，这个根据实际帧的格式和内容，将之前解出的比特0、比特1比特流拼 成完整的帧。

第五步：

对每一帧进行帧校验，包括长度校验，checksum校验等，若成功则输出，若失败，则丢 弃该帧。

采用了该发明中的AM解调过程中基于过零检测实现接收端外部信号解码处理的方法， 不需要改变原有的解调电路，所有的解码工作只需要少量硬件电路完成，方便修改且消耗资 源少。在误码率方面，本发明比之前的传统算法有了极大的改进，基本符合当前的实际工程 需求。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种 修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限 制性的。