一种二次相位调制信号的锁相环相干解调算法

发布时间：2021-08-28 03:13

　　针对二次相位调制信号,设计了一种二次相干解调算法,按顺序依次进行残留载波锁相环相干解调和抑制载波Costas环相干解调,最后经过位同步及判决,得到了原始信息比特。通过对两个环路的鉴相器和滤波器的合理设计,保证了环路的稳定锁定以及信号的可靠传输。该算法适用于远距离低速通信,并可以工作在低信噪比环境中。仿真结果表明,当信噪比为-10dB时,两次解调环路依然能够有效地完成载波同步并正确地进行码元判决,因此有着良好的应用前景。 

【文章来源】：计算机仿真. 2020,37(06)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

BPSK调制原理图

PM是一种残留载波调制方式,信号频谱中存在较强的载波分量,解调时可以采用相干解调法,使用锁相环进行载波同步,原理如图2所示。该环路是实现本地数控振荡器(NCO)与输入信号之间相位同步的反馈环路。没有外加参考输入信号时,环路滤波器是没有输出的,NCO处于自由振荡状态,频率为它固有的ω0。当从乘法鉴相器参考输入端加入频率为ωc的信号sPM_W(t)时,同时NCO的本地输出信号snco_PM(t)也加到鉴相器的反馈输入端进行鉴相。鉴相的结果是输出一个误差信号x(n),通过环路滤波器将x(n)中的噪声和高频成分滤掉,并输出一个控制信号y(n),y(n)将使压控振荡器的频率ω0向参考输入信号的频率靠近,最后使ω0=ωc并保持不变,这时环路已被锁定。环路一旦进入锁定状态后,NCO的输出信号与参考输入信号之间已没有频差,只有一个固定的稳态相位差。当环路已处于锁定状态时,如果输入参考信号的频率和相位不断发生变化,由于环路的反馈控制,NCO输出频率和相位能够不断随着输入参考信号的频率和相位的变化而变化。

经过PM解调后,主载波被去除,接着进行副载波的BPSK同步与解调,解调过程中采用Costas环作为载波同步环,用来恢复淹没在噪声中的信号相位和频率,进而实现信号的相干解调。Costas环是一种同相正交锁相环,含有一对乘法器和一对低通滤波器。位同步单元采用Gadner算法。BPSK解调总体框图如下图所示。由于BPSK是一种抑制载波调制,其信号的频谱中不包含载频和倍频分量,不能直接滤波得到信号频率,所以需要先提取相位误差信息,然后对本地振荡器进行调节。


本文编号：3367672