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PCM/QDPSK遥测信号位同步的软件化实现研究

刘东华  袁嗣杰  
【摘要】:随着高速数字采集、大容量磁盘阵列记录和软件无线电技术的迅速发展,可以将中频的PCM/QDPSK遥测信号进行采样,然后经过滤波、数字下变频到基带信号,最后以数据文件的形式存储在磁盘中。磁盘中记录的遥测数字信号通过普通的计算机进行软件事后处理,解决了遥测磁记录回放必须用遥测解调机柜解调的问题。本文根据PCM/QDPSK信号的特点,提出了一种新的软件实现位同步的算法。软件实现位同步的关键是捕获PCM/QDPSK信号的相位跳变点,即码元宽度内对应载波的第一个采样点。只有捕获了相位跳变点,才能够准确确定所处理的采样数据是一个码元宽度内的数据,然后通过本地产生的相干载波进行解调。如果在没有实现位同步的情况下,进行解调,必将出现解调的误码,从而导致数据丢失。通过使用最小均方估计算法(LMS),得到最小均方误差性能测量方法的最佳权向量W_opt,然后对相邻采样点进行估计,通过计算滑动窗内数据估计误差绝对值累加和,当结果达到一定的阀值后,锁定相位跳变点,实现位同步。同时针对A/D采样时钟不受位同步控制,而是根据固定频率的时钟进行采样,加上多普勒频率的影响,采样频率和码元速率一般不满足整数倍关系,这就会造成一次记录的数据中,单个码元宽度内采样数据个数不一致。这就要求在第一次锁定相位跳变点后,每次解调之前要修正下个码元内第一个采样点(即相位跳变点)位置。通过计算相邻两个跳变点的位置,得到码元宽度内采样数据个数,确保了每次解调前修正相位跳变点的位置,保证了解调结果的正确性。在每次解调之前,通过修正相位跳变点位置,避免了前一次的位同步误差带来的影响,同时准确的得到了将要被解调码元内采样数据个数,提高了解调的正确性。而且对于相位连续的情况(连续00码)能够通过记录遍历采样数据个数,将默认码元插入到解调结果中,确保了帧长度的一致,提高了帧同步的准确性。

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