[發明專利]一種MFSK/Chirp解調方法及其實現裝置

在審

• 申請號: 201610471411.8
• 申請日: 2016-06-27
• 公開（公告）號: CN107547461A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 周運偉
• 申請（專利權）人: 周運偉
• 主分類號: H04L27/10
• 分類號: H04L27/10;H04L27/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種MFSK/Chirp解調方法及其實現裝置，屬于通信領域。

背景技術

頻率調制(FM)是利用正弦載波的頻率變化來傳輸信息的調制方式，經典的FM調制方式有模擬線性FM、FFSK、MFSK、GMSK等多種類型。經典的FM調制已經廣泛地應用于移動通信中。

Chirp調制又稱掃頻調制，是通過控制正弦載波的頻率隨時間按特定規律作大范圍變化而形成的一種擴頻調制方式，仍屬于頻率調制類型；Chirp調制是以掃頻周期為時間長度單元重復進行的，故又稱由Chirp調制產生的載波為Chirp脈沖載波。Chirp脈沖載波可以調制的參數有幅度、掃頻周期、掃頻規律等。在雷達應用中，利用Chirp脈沖載波在接收端可以使用脈沖壓縮器來實現脈沖壓縮的特性，可以提高抗干擾性能、延伸探測距離或提高探測分辨率；在通信應用中，利用不同頻域位置、不同掃頻規律或不同掃頻周期長度的Chirp脈沖載波來表示不同的信道傳輸碼元，可以獲得更強的抗干擾性能和更遠的傳輸距離。但是，Chirp調制用于移動通信、水聲通信時，容易受可用掃頻規律數量的限制；同時，采用聲表面波器件制成的匹配濾波器作為脈沖壓縮器來檢測Chirp脈沖載波，難以工作于帶寬只有幾K～幾百KHz的窄帶條件下，也不便于在要求終端設備重量輕、體積小、功耗低的應用環境中使用。

FM/Chirp調制是一種對Chirp脈沖載波進行頻率調制的復合頻率調制方式；與經典的頻率調制(FM)類似，對Chirp脈沖載波進行頻率調制的方式也有模擬線性FM、FFSK、MFSK等多種類型，從而形成模擬線性FM/Chirp、FFSK/Chirp、MFSK/Chirp等多種子類。其中，MFSK/Chirp調制是對Chirp脈沖載波進行MFSK調制，不同MFSK碼元使用的Chirp脈沖載波的掃頻規律(近似)相同，頻譜大部分重疊，但各自的起止頻率之間存在微小的偏差。MFSK/Chirp調制仍屬于頻率調制類型，其已調載波具有恒包絡、可以使用高效率C類諧振射頻功率放大器實現大功率發射的特點，在移動通信環境中應用比幅度調制和相位調制方式具有更強的抗衰落和抗干擾能力，在水聲擴頻通信環境中應用更便于大功率發射換能器的驅動裝置的制作。

在MFSK/Chirp調制中，不同的MFSK碼元所使用Chirp脈沖載波的掃頻規律(近似)相同，這意味著(近似)用同一種掃頻規律的Chirp脈沖載波就可以傳輸多個不同的信道碼元，因此可以利用不同掃頻規律的Chirp脈沖載波之間的正交或弱相關特性在同一個信道上同時容納兩路或更多路MFSK/Chirp已調載波，從而進一步提高信道的傳輸容量。相比之下，如果用不同掃頻規律的Chirp脈沖載波來表示不同的MFSK信道碼元，則更容易受到可用掃頻規律數量的限制。

MFSK/Chirp調制的出現為拓展Chirp脈沖載波在通信領域的應用提供了一條新思路。但是，對于MFSK/Chirp已調載波的解調，如果在接收端使用與MFSK/Chirp已調載波中的Chirp脈沖載波的掃頻周期同步的本地Chirp脈沖載波與MFSK/Chirp已調載波相乘并作帶通濾波處理，能恢復出MFSK已調載波，但并沒有充分利用Chirp脈沖載波可以進行脈沖壓縮處理的特性來進一步改善通信性能。如何通過對MFSK/Chirp已調載波的脈沖壓縮處理來提高抗多徑干擾性能并改善接收靈敏度，一直是個技術難題且少有人探究。

發明內容

本發明要解決的第一個問題是提供根據一種MFSK/Chirp解調方法，在工作原理層面上實現對MFSK/Chirp已調載波的脈沖壓縮和對MFSK碼元的解調。

本發明要解決的第二個問題是提供根據這種MFSK/Chirp解調方法設計的5種解調器，以便于工程實現。

為了解決上述問題，本發明先提供該MFSK/Chirp解調方法，然后提供根據該解調方法設計的5種解調器，并提供相應的實施例。

(一)MFSK/Chirp解調方法

MFSK/Chirp調制是對Chirp載波進行MFSK調制；不同的MFSK碼元所使用的Chirp載波之間，其掃頻規律(近似)相同，其頻譜大部分重疊，但所使用Chirp脈沖載波的掃頻起止頻率因MFSK調制而存在有規律的微小偏差。