[發(fā)明專利]一種低信噪比損失的FM信號解調(diào)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010623257.8
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111935047B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王健歡;張宗攀;雷靜;楊克元;韓小娟
• 申請（專利權(quán)）人: 西安空間無線電技術(shù)研究所
• 主分類號: H04L27/14
• 分類號: H04L27/14;H04L27/148
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 馬全亮

本發(fā)明涉及一種低信噪比損失的FM信號解調(diào)方法及系統(tǒng)，步驟為：(1)對模擬的FM調(diào)制信號進(jìn)行數(shù)字采樣，生成需要處理的調(diào)頻信號；(2)利用本地載波進(jìn)行正交下變頻和低通濾波，經(jīng)過正交下變頻將調(diào)頻信號搬至零中頻，經(jīng)過低通濾波器濾除高頻分量和抑制帶外噪聲；(3)對正交下變頻和低通濾波后的結(jié)果進(jìn)行第一次CIC濾波，實(shí)現(xiàn)累加降速；(4)對第一次CIC濾波后的結(jié)果進(jìn)行數(shù)字鑒頻，得到載波多普勒頻偏；(5)將數(shù)字鑒頻得到的載波頻偏作為補(bǔ)償量，再次進(jìn)行正交下變頻和低通濾波，實(shí)現(xiàn)載波多普勒消除；(6)對完成正交下變頻和低通濾波后的信號進(jìn)行第二次CIC濾波；(7)對第二次CIC濾波后的結(jié)果進(jìn)行數(shù)字鑒頻，得到調(diào)制信號信息，實(shí)現(xiàn)對FM信號的解調(diào)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，涉及一種FM調(diào)制信號的載波多普勒頻偏的補(bǔ)償和調(diào)制信號的解調(diào)。

背景技術(shù)

數(shù)字鑒頻是PCM/PSK/FM調(diào)制信號解調(diào)系統(tǒng)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，其性能好壞直接決定了調(diào)頻系統(tǒng)在門限電平下的解調(diào)能力。

傳統(tǒng)的FM信號解調(diào)方法借助數(shù)字鑒頻原理，先進(jìn)行反正切運(yùn)算，得到接收信號的相位信息，然后進(jìn)行一階微分運(yùn)算得到接收信號的頻率信息，即調(diào)制數(shù)據(jù)信息，其中的多普勒殘余頻偏表現(xiàn)為直流分量。該方法實(shí)質(zhì)上是利用近似代替關(guān)系，但是該近似代替的前提條件是鑒頻前的采樣率要滿足12倍的采樣關(guān)系才可以，采樣后信號帶寬較大，降低了帶內(nèi)信噪比。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決的問題是：克服傳統(tǒng)的數(shù)字鑒頻方式對鑒頻前12倍采樣關(guān)系的要求，在滿足乃奎斯特采樣定理的條件下，提出一種低信噪比損失的FM信號解調(diào)方法及系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)低信噪比下調(diào)頻信號的解調(diào)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種低信噪比損失的FM信號解調(diào)方法，步驟如下：

(1)對模擬的FM調(diào)制信號進(jìn)行數(shù)字采樣，生成需要處理的調(diào)頻信號；

(2)對所述調(diào)頻信號進(jìn)行正交下變頻和低通濾波，經(jīng)過正交下變頻將調(diào)頻信號搬至零中頻，經(jīng)過低通濾波器濾除高頻分量和抑制帶外噪聲；

(3)對正交下變頻和低通濾波后的結(jié)果進(jìn)行第一次CIC濾波，實(shí)現(xiàn)累加降速；

(4)對第一次CIC濾波后的結(jié)果進(jìn)行數(shù)字鑒頻，對數(shù)字鑒頻得到的結(jié)果進(jìn)行累積得到其中的直流分量，即載波頻偏；

(5)將所述載波頻偏作為補(bǔ)償量，再次進(jìn)行正交下變頻和低通濾波，實(shí)現(xiàn)多普勒消除；

(6)對步驟(5)完成正交下變頻和低通濾波后的信號進(jìn)行第二次CIC濾波；

(7)對第二次CIC濾波后的結(jié)果進(jìn)行數(shù)字鑒頻，得到調(diào)制信號信息，實(shí)現(xiàn)對FM信號的解調(diào)。

進(jìn)一步的，模擬的FM調(diào)制信號表達(dá)式為：

其中，A為FM調(diào)制信號的幅度，ω_c為載波中心角頻率，t為時(shí)間，為調(diào)制信號的相位，k_f為調(diào)頻靈敏度，A_m為調(diào)制信號的幅度，ω_m為調(diào)制信號的角頻率，是考慮到輸入信號與本地信號由于不同步而產(chǎn)生的一個(gè)固定的相位差。

進(jìn)一步的，數(shù)字采樣后的調(diào)頻信號為：

其中，f_c為載波中心頻率，n為數(shù)字采樣后的時(shí)間。

進(jìn)一步的，所述步驟(2)對所述調(diào)頻信號進(jìn)行正交下變頻和低通濾波，得到的結(jié)果為：