[发明专利]一种基于全数字接收机的调制方式识别方法

摘要

本发明公开了一种基于全数字接收机的调制方式识别方法。本发明包括以下步骤：步骤1、对接受设备收到的测控信号做FFT变换，估计载频以及3dB带宽；步骤2、利用估计得到的载频完成下变频、滤波和重采样；步骤3、对正交分解后的低频信号通过锁相环路跟踪频偏,利用频率跟踪曲线区分出FSK信号和AM_FM、MTONE_FM信号；步骤4、通过对包含有调制信息的频率跟踪曲线做FFT变换识别出AM_FM、MTONE_FM信号。本发明具有运算量简单，在硬件上容易实现。本发明能够对FSK信号以及复合调制的窄带FM信号在全数字接收机中进行准确地判断，识别正确率要比基于传统的信号瞬时频谱识别方法好。

主权项

1.一种基于全数字接收机的调制方式识别方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、对接受设备收到的测控信号做FFT变换，估计载频以及3dB带宽；步骤2、利用估计得到的载频完成下变频、滤波和重采样；步骤3、对正交分解后的低频信号通过锁相环路跟踪频偏,利用频率跟踪曲线区分出FSK信号和AM_FM、MTONE_FM信号；步骤4、通过对包含有调制信息的频率跟踪曲线做FFT变换识别出AM_FM、MTONE_FM信号；步骤1具体实现如下：1‑1.对接收到的信号做1024点FFT变换，找出幅度最大值P对应的横坐标值，估计出信号频率f₀；1‑2.找到最大值点处所对应频率的底噪大小SNR_est，由此计算出3dB带宽的门限值，高于门限值部分对应的频率范围即为信号的带宽threshold：步骤2具体实现如下：2‑1.根据计算得到的信号频率f₀,对信号进行下变频、低通滤波、CIC抽取以降低数据速率；此过程表示为：根据接收信号频率初估计的结果对信号进行混频，低通滤波滤除和频分量，得到FM复合调制信号同相信号和正交信号可表示为：2‑2.根据3dB带宽，区别出窄带(AM_FM、MTONE_FM)信号和宽带FSK信号；若是窄带信号需要对采样速率进行CIC500倍抽取来降低采样速率，若是宽带信号则需要对采样速率进行CIC2倍抽取；步骤3具体实现如下：3‑1.正交分解后的信号和本地压控振荡器的初始频率相乘，低通滤波，得到同相分量和正交分量；此时信号I路和Q路可表示为：式中，T_S为信号的采样间隔，K_f为调制频偏，Δf为经过下变频后的信号和压控振荡器初始频差，m(t)为调制信号；f_c表示信号的载波频率，n表示采样点个数；将这两路正交的信号作为鉴相器的输入信号；鉴相方程可表示为：因为反正切与除法运算在硬件上难以实现，可以使用如下鉴相方程来代替：3‑2.鉴相方程得到相位误差信息，鉴相误差结果经过二阶环路滤波滤除和频分量，差频分量作为压控振荡器的输入电压，环路稳定后误差趋近于零，实现频率跟踪；步骤4具体实现如下：4‑1.基于全数字锁相环的载波同步环路跟踪的是频率信息，AM、MTONE信号调制在频率上，因此频率跟踪曲线反映的是调制信息，通过对锁相环跟踪的含频率信息的信号做FFT变换，根据调制信息频谱特点不一样，可以实现调制方式识别；而FSK信号跟踪的频率会出现跳变，通过跟踪频率结合信号的频谱图可以区分出窄带(AM_FM、MTONE_FM)信号和宽带FSK信号；4‑2.AM_FM信号经过载波环路跟踪得到频率信息，而AM信号调制在频率上，通过对频率信息做FFT运算，可以得到一个明显的谱峰值；而通过对MTONE_FM信号的频率信息做FFT运算，因为MTONE信号调制在频率上，从仿真结果可以看到有多个谱峰值；显然，可以通过搜索谱峰值的个数来区分出AM_FM信号和MTONE_FM信号；具体方法是计算出对应信号频谱的平均值，找出比平均值大的多的波峰值，从而确定频率冲激分量的个数。