相移键控信号盲解调的仿真分析

2011-06-07王启峰饶德虎李仙茂

电视技术 2011年19期

王启峰，刘涛，饶德虎，李仙茂

(海军工程大学电子工程学院，湖北武汉 430033)

0 引言

在通信对抗侦察中，对相移键控信号进行侦察主要包括检测、识别和盲解调，有效检测和正确识别是进行盲解调的条件。检测由通用的搜索侦测接收机完成即可，而识别则可用基于统计矩的数字通信信号调制识别属于哪类信号。对相移键控信号进行盲解调可在得到传输的信号相位信息的同时为调制识别提供更为详细的信息，是通信对抗中对相移键控信号侦察的重要一步。

对相移键控信号进行盲解调是对检测到的信号为相移键控信号基础上进行解调的［1］，其载波和码速需要进行估计，然后进行解调，对相移键控信号进行分析和解调的文献也比较多，如张浩的8PSK全数字解调技术的实现［2］、王永建的相位噪声对QPSK系统性能的影响［3］、和贾墨林的基于FPGA的多体制中频数字解调器实现［4］，但是进行盲解调分析研究比较少。

1 相移键控信号的编码及调制原理

多进制数字相位调制信号是利用载波的多种不同相位来表征数字信息的调制方式，可以分为绝对相移和相对相移两种，绝对相移是利用载波的相位来表征数字信息，而相对相移是利用码元间前后载波相位的相对变化来表征数字信息。假设用M相调制波形来表示2k种状态，有2k=M，码元持续时间为Ts，则M相调制波形可以表示为e0(t)=(t－nTs)cos(ωct+φn)，其中 φn是 M 中相位的一种，g(t－nTs)是该相位期间的波形成形函数。

每个相位代表的信息跟编码是相关的，在信息编码方面，主要采用格雷码等，若采用格雷码，并且假定在相位解调过程中，在不出现跨相位解调错误的情况下，则无波特率与误码率相同。

2 相移键控信号的载波频率估计和码元速率估计

相移键控信号的盲解调是在信号相关参数未知的条件下进行的，那么解调信号的参数就必须估计出来，核心的参数就是信号的载波频率和码元速率。

2.1 相移键控信号的载波频率估计

对射频信号的载波频率估计方法比较多，可以采用窄带搜索接收机对信号搜索的同时进行测量。在数字处理技术广泛应用之后采用FFT测频的广泛应用，对一个相移信号进行的傅里叶变换得到信号频谱瞬时谱，取多帧信号频谱的平均谱中心频率为载波频率。有平方倍频法测频，这种方法要求采用频率要高，信号的频率是测出频率的0.5倍。

2.2 相移键控信号的码元速率估计

码元速率估计主要有延迟相乘法码元速率估计和直方图法码元速率估计。延迟相乘法码元速率估计其估计模型如图1所示。

图1 码速率估计原理图

由此产生一个波形为w(t)=1－s(t)s(t－τ)的输出信号，这时对w(t)作FFT变换，就可以在频谱中码元速率的整数倍位置产生一根离散的谱线。在进行估计时，如果输出信号在频谱中出现离散谱线，并且这根谱线的幅度明显高于其邻域的幅度，则认为这根谱线所在的位置对应的数值就是信号的码元速率值。在码元速率检测时，信号首先通过低通滤波器，滤除高频成分。