數(shù)字中頻接收機關鍵技術研究.pdf

1、由于現(xiàn)代電子接收設備正處于越來越惡劣的電磁環(huán)境中，對接收系統(tǒng)的抗干擾性能提出了更高要求，所以對于抗干擾能力和靈活性較差的模擬接收系統(tǒng)來說已變得越來越不能適應。20世紀80年代后，為充分利用可靠性高、抗干擾能力和靈活性強的數(shù)字處理技術，模擬接收系統(tǒng)逐漸向數(shù)字化方向發(fā)展。而從90年代開始，提出了軟件無線電概念。但由于受到模數(shù)轉換器和數(shù)字信號處理等技術發(fā)展水平限制，研究數(shù)字中頻接收機成了一種折衷方案。因此，研制高效的遙測數(shù)字接收機對于完成遙測

2、通信接收系統(tǒng)數(shù)字化改造，提高遙測通信接收系統(tǒng)性能，實現(xiàn)最終軟件無線電接收系統(tǒng)具有重要意義。
　　現(xiàn)有遙測通信接收系統(tǒng)存在以下問題：多種型號并存，且彼此不兼容；接收設備體積較大，不利于野外靈活作業(yè)；各種型號接收設備參數(shù)不同，在已知信號參數(shù)前提下進行接收；接收設備的升級換代需要更換硬件設備，周期長，成本高。解決上述問題的唯一技術途徑就是在軟件無線電技術基礎上研制能夠自動識別遙測信號的調(diào)制制式和調(diào)制參數(shù)，并可以實現(xiàn)多種調(diào)制制式解調(diào)的新型

3、遙測通信接收設備。即使用數(shù)字化技術、軟件無線電技術、片上系統(tǒng)技術、現(xiàn)場可編程技術、動態(tài)可重構技術構建具有開放性、標準化、模塊化的通用遙測平臺，實現(xiàn)新一代遙測系統(tǒng)的一體化、智能化設計。隨著數(shù)字信號處理技術的快速發(fā)展，實現(xiàn)這種設備是可行的。
　　為此本課題將研究的重點放在數(shù)字化接收的關鍵技術上，即通過對遙測系統(tǒng)的數(shù)字調(diào)制制式自動識別技術、數(shù)字調(diào)制的調(diào)制參數(shù)估計技術、數(shù)字調(diào)制信號的信噪比估計技術等進行深入研究，構建一個能實現(xiàn)各種型號兼容

4、的遙測通用接收系統(tǒng)。
　　首先，為了實現(xiàn)遙測數(shù)字接收機的多制式解調(diào)，需對接收到的不同制式調(diào)制信號進行調(diào)制方式的自動識別。本文先深入研究了文獻中提出的各種調(diào)制識別方法，提出了一種基于決策樹的識別算法。與傳統(tǒng)識別算法相比，本文提出的算法識別率更高，且算法復雜度更小，有較好應用價值。通過對基于小波變換的自動識別技術進行研究，提出一種利用小波變換幅度、頻率和相位信息來進行數(shù)字遙測通信調(diào)制類型分類的方法。仿真結果表明，在高斯噪聲信道環(huán)境下，

5、在信噪比較低情況下仍可獲得較高識別率。
　　其次，為了在未知調(diào)制載波參數(shù)條件下接收遙測數(shù)字調(diào)制信號，考慮到實際工程應用，本文提出兩種針對實信號并且適合硬件實現(xiàn)的短數(shù)據(jù)快速載波頻率估計算法，即基于擴展的PRONY的載波頻率估計算法和基于線性擬合的載波頻率估計算法。仿真結果表明，在同等條件下，線性擬合頻率估計算法有相對較好的頻率估計性能，但從硬件實時實現(xiàn)角度來說，基于改進的擴展Prony頻率估計算法有較小的運算量，實時性較好。

6、　　為了在未知碼速率參數(shù)條件下接收遙測數(shù)字調(diào)制信號，提出利用最佳尺度因子信號作為特征信號的基于Haar小波的碼速率估計算法。與傳統(tǒng)算法相比，其具有更好抗噪效果和精度，采樣率可任意選擇，不用設定門限，消除了門限的影響。另外還提出一種基于模板匹配的碼速率估計算法，該方法估計精度較高，無需先驗知識，運算量介于常規(guī)延遲相乘法和周期相關法之間。
　　然后，為了實現(xiàn)極化分集接收，本文對信噪比估計技術進行了深入研究，提出兩種不需要輔助數(shù)據(jù)的信噪

7、比估計算法。一種是改進的MDL-SVD算法，此算法不依賴于接收信號調(diào)制制式。仿真結果表明，在AWGN信道中能對信噪比進行精確估計。另外一種是基于吉布斯抽樣的信噪比估計算法。該算法不需先驗知識，只需較短數(shù)據(jù)就可實現(xiàn)信噪比估計。仿真結果表明，在AWGN信道中的性能優(yōu)于傳統(tǒng)算法。
　　最后，在對傳統(tǒng)極化分集合并方案進行分析基礎上，提出一種改進型合并方案，與傳統(tǒng)雙環(huán)鎖相結構相比，實現(xiàn)更簡單，控制更方便。在現(xiàn)有器件條件基礎上，設計并實現(xiàn)一個