遥控副载波数字化解调器技术研究.pdf

第35卷第2期
电子器件
Vol 35
2012年4月
Chinese Journal of Electron Devices
Apr.2012
The Technical Research on Remote Sub-carrier Digital Demodulator
SI Yingying
(Bin hou Medical Universty, Yantai Shandong 264(X3, China
Abstract: This paper introduces a demodulation method suitable or low ISK remote sub-carrier signal. This
demodulation is designed to quickly and credibly capture sub-carrier, meanwhile, accomplished carrier
synchronization and bit synchronization. The digital demodulation theory, bit synchronization and carrier
synchronization are given out, the simulation is presented. The simulation results have reference value
Key words: digital demodulator; carrier synchronization bit s conization; simulation
EEACC1250
doi:10.3969/」.iss.1005-9490,2012.02,015
遥控副载波数字化解调器技术研究
司莹莹
(滨州医学院信息系统教研室,山东烟台264003)
摘要:介绍低码速率下的SK遥控副载波实现快速可靠捕获并进行载波同步与位同步的数字化解调方法。给出了数字化
解调原理、载波同步、位同步方法并给出仿真,结果具有ー定的参考价值。
关键词:数字解调器:乾波步;位同步;仿真
中图分类号:TN911.72
文献标识码:A
文章编号:1005-9490(2012)02-0181-03
随着通信技术迅猛发展,遥控技术作为通讯领
域的一个分支,正向数字化、集成化、小型化、系列化
环
方向发展。集成电路规模的扩大和生产工艺进一步
数门带
交
控通
AD
提高,使遥控单元的数字化、软件化成为可能,并替
対样「医」「イで转换ト器位同步{cP
放大
代现有的遥控单元,完成多模式解调刃能
数字下受频:处理下比我波く度意人ン/
误差门限
与模拟解调器相比,数字化解调器有以下特点
(1)数字化解调器可编程能力强,对于相同的硬件
图1解调器原理图
平台,通过软件编程或参数的设置可以对载波频率、器的带宽恰好使信号的有用频谱通过并阻止带外
码速率、码型等参数进行操作和控制;(2)抗于扰能的噪声通过,经过带通滤波和抽取后输出为采样
力强,具有数字信号处理能力,易于仿真分析,便于速率较低的基带数字信号1和Q;两路基带数字信
多路复用、生产制造和调试。
号经过ACC( Automatic Gain Control),使其电压增
1解调器原理
益自动地随信号强度而调整,以达到自动增益控
制的月的:输出信号到载波同步模块,载波同步模
解调器由四个部分组成:数字下变频模块、载波块由复数乘法器、环路漶波器和数控振荡器组成,
同步模块位同步模块和数据恢复模块。其结构使用科斯塔斯环刨实现对副载波相位和频率的跟
如图1所示。
踪捕获,以保证调制副载波和解调副载波的同频
输入PSK俏号经过放大滤波等信号调理后,同相;位同步模块使用自同步法实现;信号经过位
用模数转换器直接进行正交采样,产生两路正交同步模块后,实现符号定时的捕获与同步,以保证
信号;将正交信号送人数字下变频模块(数字下变本地估算采样判决时刻始终与最佳采样时刻一
频模块由数字混频器、数控振荡騫和带通滷波器致;数据恢复模块完成对原始调制信号的恢复,经
组成),信号与数控振荡器产生的数字正交信号相过上述过程后得到脉码调制数据PC和时钟CP,
乘,得到的两路信号通过带通瀜波器,此带通滤波实现解调过程。
收稿日期:2011-10-19修改日期:2011-1-8
万方数据
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电子器件
第35卷
1,1原理算法
端协调工作,系统才能真正实现解调功能。在相干
输人的PSK信号序列的表达式为
解调中,相乘电路需要有相干载波,该载波必须要从
s(r)=m(t)cos(2mot+ψ
接收信号中获取,并且要求与接收信号具有相同的
其中,m()=[-1,]是二进制单极性随机振幅,6频率和相位。载波同步就是在相干解调时,在接收
为接收信号的载波频率,ψ为载波的瞬时相位1。设备中产生一个与接收信号的戟波同频同相的本地
设在一个码元持续时间7内,经过带通滤波后相千载波信号的过程,它是实现相干解週的基础。
的接收信号和噪声电压为:
本文介绍的解调器使用的载波同步环是改进的科斯
r(t)=s(t)+n() 0塔斯环,它对传统科斯塔斯环的改进是首先对两路
其中,n()为高斯白噪声,根据随机过程的理论,噪信号相乘获得相位误差信号,再对每个载波频率进
声电压可以表示为:
行T2相移。改进型的科斯塔斯环克服了传统科
n(t)=n (t)cos(2m/t)-n, (L)cos(2mfo)
斯塔斯环相位模的缺点?,有利于提高信号的捕
两路正交信号通过数字下变频后,高频分量被获能力,适合于载波频率经常变化时信号的提取。
去掉,得到的信号分量表示为:
环路滤波器是一种低通滤波器,主要作用是建
立环路的动态特性,在鉴相器的输岀端衰减髙频误
1,(n)=m,(n)cos 2n
n+△b+
差分量,以提高抗干扰性能?。当环路在跳出锁定
状态时,可以提高环路以短期存储,确保环路迅速重
mo(m) sin 2m
f
n+△v》+nA(n
新捕获信号。环路滤波器是实现载波同步的关鍵,
Q1 (n)=3-m/(n)sin 2m
n+△v+
在该解调器中使用环路潓波器目的是减弱由于输入
信号噪声引起的相位误差和高频分量,以便在输出
mo(n)-02ッfn+p+no(n)
端对原始输入信号进行有效估计。环路滤波器对信
f
号的动态响应程度取决于环路滤波器的阶数,本文
令f=月,げ为接收信号的频率差,△=ψ-b为采用二阶二型环,环路滤波器的传递函数可表示为
接收信号的瞬时相位差。输出频率∫,接近于,,使
A(s)=(1+Sr2)/(Sr)
得4接近与零,通过自动增益控制,放大电路的增
环路滤波器?的结构如图2所示。
益随控制电压而改变,此时得到的信号为
12 (n)=m(n)cosl2
,
输入
Q2 (n)=m(n) sin! 2'n+4v I+nol n
选取适合的M、N值(M≥N),使不同载波和码
图2环路滤波器图
速率输人下保持解调环路的结构不变