[發明專利]一種MAPSK自適應解調系統

有效

• 申請號: 201310303900.9
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN103414674A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 田嘉;惠騰飛;龔險峰;紀健超;王戰強
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H04L27/22
• 分類號: H04L27/22;H04L25/03;H04L7/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及了一種MAPSK自適應解調系統。

背景技術

衛星通信具有覆蓋地域廣、通信距離遠、通信容量大、傳輸質量好等特點，己成為通信的一種重要的通信手段。由于衛星通信業務日趨繁忙，通信容量迅速增加，致使射頻頻譜非常擁擠，各個通信信道間的相互干擾己成為一個突出問題，為了解決頻譜資源緊張的問題，衛星通信向著有廣闊前景的Ka(20/30GHz)及以上的高頻段發展。結合通信類型的多樣化要求，使得衛星通信系統在Ka及以上的頻段的應用有以下幾個問題需要解決：1）衛星在Ku/Ka頻段進行無線傳輸時的嚴重雨衰問題；2）通信衛星系統如何滿足多類型通信終端不同的數據傳輸需求問題；3）通信衛星系統如何滿足抗干擾通信的需求問題。而解決這一切的基礎是衛星的高效自適應解調能力。

自適應解調既要求在資源的消耗上不能比常規解調大很多，又要求能自動識別信號的調制及編碼方式并針對不同的調制方式采用相應的同步算法，因此，自適應解調性能的優劣直接影響系統的整體性能。

現有的自適應解調算法多針對連續模式，位同步算法也基本選用若干個采樣點選其一的方式。例如文獻1（標準“Digital?Video?Broadcasting?Standard2(DVB-S2)”）給出了一種適合于連續自適應解調的實現方法。文獻2“調制信號的自適應解調方法研究”（李炎新，東南大學博士學位論文南京，東南大學信息工程學院，2009年10月）給出了BPSK、QPSK和16QAM的自適應解調算法，其中位同步算法是從5個采樣點中選出一個最佳值作為當前符號值，載波同步算法采用鎖相環結構，Matlab仿真結果為：信噪比為15dB時，無位定時偏差，恢復出的星座圖正常。文獻1中，DVB-S2僅給出了連續模式的自適應解調，對突發模式則沒有明確的給出，而本算法則在突發自適應解調上有很好的性能（解調損失<0.5dB）。文獻2中，其位同步選用5個采樣點選其一的方式，這在有位定時偏差下，會造成選出的點偏離最佳點，對位同步的效果產生很大的影響，尤其是對16APSK或16QAM。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種MAPSK自適應解調系統，實現了對變速率（2～45Mbps）、多調制方式（QPSK、8PSK及16APSK）的信號進行自適應解調的通用設計。

本發明的技術方案是：一種MAPSK自適應解調系統，包括前導頭捕獲模塊、位同步模塊、直角坐標系轉極坐標系模塊、初始頻偏及相偏估計模塊、RM譯碼模塊、自適應載波跟蹤模塊、增益控制模塊、自適應軟解映射模塊、突發類型求解模塊及幀同步模塊；

前導頭捕獲模塊，接收并存儲衛星下行輸入信號，采用基于多路差分相關檢測的突發檢測方案，將衛星下行輸入信號同前導頭做相關；若相關結果大于等于捕獲門限，則產生捕獲成功信號，并將大于捕獲門限的相關結果所對應的衛星下行輸入信號作為捕獲信號，輸出捕獲成功信號以及捕獲信號的初始地址至位同步模塊；若相關結果小于捕獲門限，則繼續將衛星下行輸入信號同前導頭做相關；所述的前導頭為衛星下行輸入信號幀結構中的捕獲及同步序列；所述的捕獲門限的具體值根據前導頭的長度確定；

位同步模塊，若接收到捕獲成功信號，則以接收到的捕獲信號的初始地址為起始地址，讀取衛星下行輸入信號，對衛星下行輸入信號做位同步運算獲得數據信號，并根據反饋回來的突發類型，輸出相應長度的位同步后的數據信號給直角坐標系轉極坐標系模塊；

直角坐標系轉極坐標系模塊，將輸入的位同步后的數據信號轉換為幅度數據和相位數據并輸出給初始頻偏及相偏估計模塊；

初始頻偏及相偏估計模塊，接收并存儲輸入的幅度數據及相位數據，采用二分快速搜索算法，根據前導頭計算出位同步后的數據信號的初始頻偏及初始相偏，輸出初始頻偏、初始相偏到RM譯碼模塊及自適應載波跟蹤模塊；

RM譯碼模塊，用輸入的初始頻偏及初始相偏補償編碼調制模式字，將補償后的編碼序列做BPSK解調并硬判為0或1的bit，對BPSK解調并硬判的后編碼序列做RM譯碼得出新的編碼調制字，輸出新的編碼調制字到自適應載波跟蹤模塊及自適應軟解映射模塊；所述編碼調制字為衛星下行輸入信號幀結構中的編碼調制模式字；

自適應載波跟蹤模塊，讀取初始頻偏及相偏估計模塊中存儲的幅度數據及相位數據，用輸入的初始頻偏及初始相偏對相位進行補償；根據輸入的新的編碼調制字確定調制方式，采用基于最大似然估計的MPSK系統載波同步方法對相位數據進行載波跟蹤，并根據突發類型求解模塊反饋回來的突發類型，輸出相應長度的幅度數據及相位數據給增益控制模塊；