[发明专利]一种基于FPGA的遥测PCM解码和帧同步方法

说明书

本发明属于测试技术领域，涉及遥测PCM解码帧同步方法。一种基于FPGA的遥测PCM解码和帧同步方法，包括：对PCM‑BPSK‑PM/FM制式遥测信号解调后的数据流根据码型进行解码；对解码后的数据进行帧同步，并输出有效信息数据。本发明的方法中，对BIΦ‑L、BIΦ‑M和BIΦ‑S码型的解码利用其编码的固有特性即每个码元都对应一个“1”和“0”跳变，从而运算判断出待解码的数据流中每个码元对应的前半位码元和后半位码元的位置，具有极好的准确率和效率；在帧同步方法中，使用对比判断出BPSK副载波解调后码元中“0”和“1”是否同时翻转的问题，能有效的进行信息数据的正确提取。

技术领域

本发明属于测试技术领域，涉及遥测PCM解码帧同步方法。

背景技术

在航空测试领域，PCM-BPSK-PM/FM体制广泛应用于遥测遥控系统，适应于遥测信号的远距离传输，使通信具有高可靠性和保密性。PCM-BPSK-PM/FM调制格式的原理是通过两次调制实现，将有效信息数据添加同步帧和空闲码后进行PCM编码，首先通过副载波进行BPSK调制(第一次调制)，然后将调制后的副载波作为信号源对主载波进行PM或FM调制(第二次调制)，通过信号调理通道后输出遥测中频信号，原理示意如图1所示。

对于遥测中频信号同理需要经过两次解调，原理示意图如图2所示，两次解调后经过位同步输出待解码的数据流。

PCM解码帧同步算法主要是实现对遥测信号(PCM-BPSK-PM/FM)解调后的码元数据进行解码并提取其中有效的数据信息。

根据PCM编码的码型进行解码后输出带同步帧的数据码，最后通过帧同步从而提取出其中的信息数据。

PCM有六种码型：NRZ-L、NRZ-M、NRZ-S、BIΦ-L、BIΦ-M和BIΦ-S。

目前对BIΦ-L、BIΦ-M和BIΦ-S三种码型进行解码使用多路同时检测法，用来解决前半位码和本半位码不确定的问题，需要对三种码型的每种情况都进行一路设计；

BPSK解调后会发生码元“1”和“0”可能同时翻转，在帧同步阶段常用的方法是两路同时检测，通过判断是否帧同步上来取其中一路数据；

帧同步后要判断有效信息数据的起始和结束即提取有效信息数据，常用的方法有根据编码发射时约定的起始判断识别码或者每帧数据的字节长度，将串行数据转成并行字节数据进行存储，然后软件进行读取：

1)多路并行解码方法：PCM解码时处理的是解调后的原始串行数据，首先需要针对六种码型进行分别处理和解码，然后根据解码结果分别和已知的帧同步码对比来判断那一路为有效数据，虽然减少了逻辑判断上的复杂度，但是增加了功耗和占用较多硬件资源；

2)帧同步滑动法：对解码后的数据流进行移位，并同时和同步帧进行比对，来判断是否检测有效数据的开始。在进行一帧数据是否结束时有多种方式：一是通过设定一个特定的帧结束码或者使用下一帧的同步码，来判定这一帧有效数据的结束，二是设定一帧数据的长度，在帧同步后计数有效数据的个数，来判断这一帧有效数据的结束。该方法也是主流的方法，在遇到干扰出现误码时容易漏同步，从而丢失开始的多帧数据。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的PCM解码和帧同步方法存在的上述问题，提供一种基于FPGA的遥测PCM解码和帧同步方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于FPGA的遥测PCM解码和帧同步方法，包括：对PCM-BPSK-PM/FM制式遥测信号解调后的数据流根据码型进行解码；对解码后的数据进行帧同步，并输出数据；其中，根据码型进行解码包括：对于码型为NRZ-L、NRZ-M或NRZ-S编码的数据流，根据编码规则直接解码；对于码型为BIΦ-L、BIΦ-M或BIΦ-S编码的数据流，先判断出待解码的数据流中每个码元对应的前半位码元和后半位码元的位置，实现码元同步，然后根据编码规则进行解码。