[发明专利]一种准确评估PCM/FM接收机鉴频器非相干解调性能的方法

说明书

本发明涉及一种准确评估PCM/FM接收机鉴频器非相干解调性能的方法，基于统计信号处理技术，在深入分析PCM/FM接收机鉴频器非相干解调原理的基础上，并区分两种不同的情况，综合考虑信道滤波器带宽、噪声功率谱密度、解调滤波器带宽等因素，结合工程实际进行合理的近似和简化，提出新的误码率计算公式。然后，通过载波定标的方式，确定指定误码率下的信号电平，对设备的误码率进行统计和分析。本发明能够方便快速准确地评估遥测和通信设备性能，便于系统设计和系统评估工作。本发明提出的方法可以推广到航空遥测、移动通信、无线网络等领域，具有较强的普适性。

技术领域

本发明涉及一种准确评估PCM/FM接收机鉴频器非相干解调性能的新方法，属于信息与通信工程领域。

背景技术

PCM/FM是一种常用的靶场遥测调制体制，自上世纪70年代至今，已有近50年的历史。其调制体制简单而性能优越，地位至今无法替代。

在一般工程应用中，PCM/FM大都采用基于鉴频器的非相干解调方法。目前，在遥测设备的研制和测试过程中，PCM/FM的理论误码率一般按照FSK非相干解调的理论误码率进行计算，即：

然而，事实上，这个公式并不符合PCM/FM体制的情况。首先，这个公式只适用于FSK匹配滤波器方式的解调过程。而PCM/FM体制基本均采用基于鉴频器的解调方案。二者有一定区别。上述公式的根本问题是未能体现PCM/FM中调制频偏的影响。在FM体制中，调制频偏越大，解调输出的信噪比也就越高，而上述公式完全忽略了这一因素。

其次，采用鉴频器方案的PCM/FM解调的理论误码特性，在很大程度上依赖解调器的具体设计，如前置滤波器、中频带宽、检后低通滤波器等等。而上述公式未能体现这些影响。实际测试结果也表明：上述公式和实际的理论误码率存在着显著的差异。

本方法基于统计信号处理技术，综合考虑信道滤波器带宽、噪声功率谱密度、解调滤波器带宽等因素，结合工程实际进行合理的近似和简化，能够准确地评估通信系统的接收解调性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种准确评估PCM/FM接收机鉴频器非相干解调性能的新方法，能够方面准确地评估遥测设备的误码率性能，从而便于遥测和通信系统的系统设计和系统评估。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种准确评估PCM/FM接收机鉴频器非相干解调性能的方法，该方法基于统计信号处理和随机过程分析，建立基于鉴频器的PCM/FM信号接收解调数学模型，综合考虑信道滤波器带宽、噪声功率谱密度、解调滤波器带宽因素，开发出定量的评估和定标方法，具体包括以下步骤：

步骤一、建立基于鉴频器的PCM/FM信号接收解调数学模型

记中频带通滤波器的带宽为B_IF，鉴频器的归一化增益系数为1/2π，低通滤波器的带宽为B_L，

接收信号的时域表达式为：

x_FM(t)＝A_c·cos[2πf_ct+φ_s(t)]+n(t)

其中：

A_c为接收信号的幅度

f_c为接收信号的频率；

φ_s(t)为数据调制造成的相位动态变化；

m(t)为基带的数据信号，不妨设其幅度为1和-1；

K_f为最大调制频偏；

中频带通滤波器输出的噪声表示为：