[發(fā)明專利]基于多神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的DBPSK解調(diào)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710311300.5
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107147603B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王海;劉宗延;張敏;趙偉;劉巖;秦紅波
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04L27/20
• 分類號: H04L27/20;H04L27/227;H04L27/00;H04L25/02;H04L25/03
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 韋全生;王品華

本發(fā)明公開了一種基于多神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的DBPSK信號解調(diào)方法，解決現(xiàn)有DBPSK信號解調(diào)方法中誤碼率高的技術(shù)問題。步驟包括：獲取隨機序列和加噪信號；獲取加噪信號的采樣序列集；設(shè)定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；獲取多組神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練集；訓(xùn)練多個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；對設(shè)定的待解調(diào)信號進行多神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解調(diào)。本發(fā)明通過使用多個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，解決了采樣過程中采樣時刻不確定帶來的解調(diào)誤碼率高的問題，并能同時完成對DBPSK信號的解調(diào)和差分譯碼過程。本發(fā)明具有解調(diào)誤碼率低，解調(diào)速度快，實現(xiàn)成本低，靈活性強等優(yōu)點，可用于衛(wèi)星通信、深空通信。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)字通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種DBPSK解調(diào)方法，具體涉及一種基于多個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的DBPSK解調(diào)方法，可用于衛(wèi)星通信、深空通信。

技術(shù)背景

為了使數(shù)字信號在帶通信道中傳輸，必須用數(shù)字基帶信號對載波進行調(diào)制，以使信號與信道的特性相匹配。這種用數(shù)字基帶信號控制載波，把數(shù)字基帶信號變換為數(shù)字帶通信號的過程稱為數(shù)字調(diào)制，在接收端通過解調(diào)器把帶通信號還原成數(shù)字基帶信號的過程稱為數(shù)字解調(diào)。數(shù)字調(diào)制包含PSK、ASK以及FSK等多種方式，其中BPSK是PSK中最為簡單的一種，它利用兩種載波相位0和π分別表示二進制“1”和“0”。因此BPSK已調(diào)信號的時域表達式為：

其中，表示第n個符號的絕對相位：

BPSK信號的解調(diào)通常采用相干解調(diào)法，即在解調(diào)端產(chǎn)生與接收信號同頻同相的相干載波，使其與接收信號相乘并經(jīng)過低通濾波后，即可得到基帶信號。但是，在BPSK信號載波恢復(fù)過程中可能出現(xiàn)相干載波與接收信號完全反相的情況，此時解調(diào)出的數(shù)字基帶信號會與發(fā)送的數(shù)字基帶信號正好相反，判決器輸出的碼元符號全部出錯，為了避免這種現(xiàn)象，實際應(yīng)用中常常使用差分相移鍵控，即DBPSK。這種調(diào)制方式在調(diào)制時對基帶信號進行差分編碼，然后解調(diào)時再對相鄰碼元進行異或處理，即可得到原數(shù)字基帶數(shù)據(jù)。

DBPSK調(diào)制方法是利用前后相鄰碼元的載波相對相位變化傳遞數(shù)字信息的，所以又稱相對相移鍵控。假設(shè)Δq為當(dāng)前碼元與前一碼元的載波相位差，可定義一種數(shù)字信息與Δq之間的關(guān)系為：

由以上原理可知，DBPSK信號的相位并不直接代表基帶信號，而前后碼元相對相位的差才唯一決定信息符號。DBPSK信號的調(diào)制過程為：先對二進制數(shù)字基帶信號進行差分編碼，即把表示數(shù)字信息序列的絕對碼變換成相對碼，然后再根據(jù)相對碼進行絕對調(diào)相，即對相對碼進行普通BPSK調(diào)制，即可產(chǎn)生二進制差分相移鍵控信號。上述差分編碼的規(guī)則為：

式中：為模2加法，a_n為絕對碼的第n個碼元，b_n為相對碼的第n個碼元，b_n-1為b_n的前一碼元，相對碼的起始碼元b₀可任意設(shè)定。換句話說，載波的相位遇到原數(shù)字信息“1”變化，遇到“0”則不變，載波相位的這種相對變化就攜帶了數(shù)字信息。

其解調(diào)過程使用以上過程的逆過程，稱為差分譯碼，即：

解調(diào)時，先對DBPSK信號進行相干解調(diào)，恢復(fù)出相對碼，再經(jīng)碼反變換器變換為絕對碼，從而恢復(fù)出發(fā)送的二進制數(shù)字信息。