[发明专利]高速数据链中幅度相移键控信号的归一化接收系统及方法

说明书

本发明涉及高速数据链中幅度相移键控信号的归一化接收系统及方法，首先对接收信号的功率使用一帧数据的平均功率估计进行归一化，然后根据归一化后的信号功率与门限值比较，并以此作为依据对信号的相位乘以不同的因子完成相位归一化，最后对信号采用传统方法提取相位误差、代入锁相环路工作，该方法对信号功率进行归一化判决，该方法工作在锁相环路可以准确接收幅度‑相移键控调制信号，相对于传统方法更准确的提升相位误差提取的准确度，并可以从信号中提取更多的信息量，尤其适用于64阶幅度‑相移键控调制信号。

技术领域

本发明涉及数字无线通信传输技术领域，特别涉及一种高速数据链中幅度相移键控信号的归一化接收系统及方法。

背景技术

在高速测控数据链系统中，可采用高阶幅度-相移键控调制来提升系统频谱效率，例如，无人机数据链对多路高清数据传输或遥感成像数据实时传输。高阶调制信号接收时对解调中载波相位同步的要求比传统调制更高。在载波频率同步、符号定时同步、相位粗同步完成后，由于残留频偏、相位噪声等原因，数据帧内的相位仍有较大的动态变化范围。因此，不能使用突发相位估计算法直接估计出整帧的载波相偏，必须采用锁相环对载波相位变化进行跟踪。

文献“Gaudenzi R,Fabregas A,and Martinez A.Performance analysis ofturbo-coded APSK modulations over nonlinear satellite channels[J],IEEETransactions on Wireless Communications,2006,5(9):2396-2407.”中设计了一种高阶APSK的相位同步方法，针对16APSK、32APSK进行次幂处理：

这种方法对复数进行次幂处理，再提取相位误差，并代入锁相环进行跟踪处理。其中，对16APSK、32APSK信号分别进行Q＝3、4次幂处理，放大了噪声的影响，复数信号次幂处理也显著增大计算复杂度。

文献“徐烽,邱乐德,王宇.APSK长突发信号的动态载波相位跟踪[J].电路与系统学报,2013,18(2):478-481.”结合星座分割思想设计了改进的VV相位误差检测算法，并通过独特字完成锁相环的解相位模糊。

其中i的值代表星座圆的序号，M_i和μ_i的值根据信号半径设置不同的值，并在文献“徐烽，邱乐德，王宇.APSK信号载波相位的精同步方法[J].重庆邮电大学学报,2013,25(2):281-284”中对32APSK建议M_i取3、4，μ_i取2；在“徐烽,邱乐德,王宇.16-APSK信号NDA鉴相新算法[J].电讯技术,2012,52(10):1614-1618”中对16APSK建议M_i取4、12。另外还在“徐烽,邱乐德,王宇.基于精简星座鉴相的大频偏16-APSK信号载波同步.电子技术应用,2012,38(12):87-93”中选择16-APSK的4个点做载波同步。

这些算法都没有对信号功率归一化处理，在接收解调时常常损失信号性能。另外，随着64APSK、128APSK与256APSK等更高阶调制应用到CCSDS、DVB-S2X等通信标准，提供更高速测控数据链时，需要对64APSK、128APSK与256APSK等高阶幅度-相移键控调制设计有效接收方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种高速数据链中幅度相移键控信号的归一化接收系统及方法，该方法首先对接收信号的功率使用一帧数据的平均功率估计进行归一化，然后根据归一化后的信号功率与门限值比较，并以此作为依据对信号的相位乘以不同的因子完成相位归一化，最后对信号采用传统方法提取相位误差、代入锁相环路工作，该方法对信号功率进行归一化判决，相对于传统方法更准确的提升相位误差提取的准确度，并可以从信号中提取更多的信息量，尤其适用于64阶幅度-相移键控调制信号。