一种二进制差分相移键控信号开环载波提取方法

摘要

本发明公开了一种二进制差分相移键控信号开环载波提取方法，通过采样模块、倍频模块、FFT变换模块和载波提取模块实现。采样模块对二进制差分相移键控信号采样，形成采样序列；倍频模块对采样序列进行2倍频处理，形成2倍频时域数据；FFT变换模块对2倍频时域数据进行FFT变换，得到频域数据；载波提取模块根据频域数据提取载波频率。本发明解决了传统载波提取方法无法对相移键控信号进行载波提取的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及一种载波提取方法，特别是一种二进制差分相移键控信号开环载波提取方法。

背景技术

弹载扩频接收机工作时，需要对接收的二进制差分相移键控(2DPSK)信号的载波进行提取，传统的载波提取方法常采用闭环结构的锁相环路实现，锁相环路是一个相位的负反馈控制系统，由鉴相器、环路滤波器和电压控制振荡器组成，鉴相器是一个相位比较装置，用来检测输入信号相位与反馈信号相位之间的相位差；环路滤波器是一个线性电路，它既可以起低通滤波器的作用，也可以起环路参数调整的作用；电压控制振荡器是一个电压-频率变换装置，在环路中作为被控振荡器，它的振荡频率随输入控制电压线性地变化。采用锁相环这种闭环结构不适应频谱对称信号的载波处理，因此使用传统的载波提取方法无法对二进制差分相移键控信号进行载波提取。

FFT为快速傅立叶变换，能够将时域数据转换为频域数据。

发明内容

本发明目的在于提供一种二进制差分相移键控信号开环载波提取方法，解决传统载波提取方法无法对相移键控信号进行载波提取的问题。

一种二进制差分相移键控信号开环载波提取方法的具体步骤为：

第一步搭建开环载波提取平台

开环载波提取平台，包括：采样模块、倍频模块、FFT变换模块和载波提取模块。所述采样模块的功能为：对二进制差分相移键控信号采样，形成采样序列；倍频模块的功能为：对采集的数据进行2倍频处理，形成2倍频时域数据；FFT变换模块的功能为：对2倍频时域数据进行FFT变换，得到频域数据；载波提取模块的功能为：根据频域数据提取载波频率。在FPGA芯片中运行上述模块。

第二步采样模块对二进制差分相移键控信号采样，形成采样序列

信号采样模块对二进制差分相移键控信号x(t)采样，形成采样序列x(n)，采样频率为f_s，采样时间间隔为T_s，T_s＝1/f_s；t为时间参数，n为时域点数索引值，n＝0,1,...,N-1，N为采样序列x(n)的长度。

第三步倍频模块对采样序列进行2倍频处理

倍频模块对采样序列x(n)，进行2倍频处理:x'(n)＝[x(n)]²，得到2倍频时域数据x'(n)。

第四步FFT变换模块对2倍频时域数据进行FFT变换

FFT变换模块对2倍频时域数据x'(n)进行FFT变换：

将2倍频时域数据x'(n)变换为频域数据X(k)，其中k为频域采样点索引，k＝0,1,...,N-1；j表示e^-j2πkn/N为复数表示形式，表示cos(-2πkn/N)+jsin(-2πkn/N)。

第五步载波提取模块根据频域数据提取载波频率

载波提取模块根据频域数据X(k)提取载波频率：

得到载波频率f，其中|·|表示复数取模运算。

至此实现了二进制差分相移键控信号的开环载波提取。

本方法解决了传统载波提取方法无法对相移键控信号进行载波提取的问题，经过各种试验测试，认为此种方法有效、可行。目前本方法已成功应用在地空系列导弹扩频接收机中，并且在试验中，弹载扩频接收机对二进制差分相移键控信号开环提取到的载波频率准确，满足系统使用要求。

具体实施方式

一种二进制差分相移键控信号开环载波提取方法的具体步骤为：

第一步 搭建开环载波提取平台

开环载波提取平台，包括：采样模块、倍频模块、FFT变换模块和载波提取模块。所述采样模块的功能为：对二进制差分相移键控信号采样，形成采样序列；倍频模块的功能为：对采集的数据进行2倍频处理，形成2倍频时域数据；FFT变换模块的功能为：对2倍频时域数据进行FFT变换，得到频域数据；载波提取模块的功能为：根据频域数据提取载波频率。在FPGA芯片中运行上述模块。

第二步 采样模块对二进制差分相移键控信号采样，形成采样序列

信号采样模块对二进制差分相移键控信号x(t)采样，形成采样序列x(n)，采样频率为f_s，采样时间间隔为T_s，T_s＝1/f_s；t为时间参数，n为时域点数索引值，n＝0,1,...,N-1，N为采样序列x(n)的长度。

第三步 倍频模块对采样序列进行2倍频处理

倍频模块对采样序列x(n)，进行2倍频处理:x'(n)＝[x(n)]²，得到2倍频时域数据x'(n)。

第四步 FFT变换模块对2倍频时域数据进行FFT变换

FFT变换模块对2倍频时域数据x'(n)进行FFT变换：

将2倍频时域数据x'(n)变换为频域数据X(k)，其中k为频域采样点索引，k＝0,1,...,N-1；j表示e^-j2πkn/N为复数表示形式，表示cos(-2πkn/N)+jsin(-2πkn/N)。

第五步 载波提取模块根据频域数据提取载波频率

载波提取模块根据频域数据X(k)提取载波频率：

得到载波频率f，其中|·|表示复数取模运算。

至此实现了二进制差分相移键控信号的开环载波提取。