一种PCM/DPSK/FM调制解调模块及方法技术

本发明专利技术公开了一种PCM/DPSK/FM调制解调模块及方法，所述模块包含调制和解调模块，调制模块首先把发送信息码进行脉冲编码调制，而后对脉冲编码调制信号进行DPSK的副载波调制。再对DPSK调制信号进行FM调制，最后得到双重调制信号。解调模块首先对接收到的信号进行下边频和抽取处理，而后对降低速率的信号进行FM解调，节省硬件资源。FM解调模块输出信号进入DPSK解调模块，对DPSK调制信号进行前后码元相位比对，从而解调出调制信息。最后DPSK解调信号进入位定时模块，得出最佳的判决点，从而解调出发送信息。本发明专利技术大大降低误码率，提高系统性能。

【技术实现步骤摘要】
一种PCM/DPSK/FM调制解调模块及方法
本专利技术涉及安控通信领域，特别涉及一种PCM/DPSK/FM调制解调FPGA实现方法。
技术介绍
随着国际社会军事、政治、经济形势的发展，对安控系统的要求越来越高。从我国目前的安控信号看，速率通常比较低，一般在几百比特/秒到几十千比特/秒，占用的信号带宽比较窄，而由于航天器运动造成的多普勒频偏最大能达到几百千赫兹，早已超出了信号带宽范围。如果直接采用PSK调制，接收机无法对信号进行跟踪解调。即使有部分采用FM/DPSK二次调制，也大都是半模拟半数字的实现方法，数据处理较为困难，开发难度大。随着安控通信领域的发展，这种调制体制已无法满足人们的需求。
技术实现思路
本专利技术提出了一种PCM/DPSK/FM调制解调模块及方法。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种PCM/DPSK/FM调制解调模块，包括调制模块和解调模块两部分，所述调制模块包括依次连接的脉冲编码调制模块、差分编码模块、BPSK副载波调制模块和二次FM调制模块，其中脉冲编码调制模块用于将接收到的安控信息进行脉冲编码，并将编码后的信号通过差分编码模块传送给BPSK副载波调制模块，差分编码模块用于对脉冲编码后的信号进行差分编码，BPSK副载波调制模块用于对差分编码后的信号进行BPSK的副载波调制，并将输出的调制信号送给二次FM调制模块，二次FM调制模块用于对BPSK副载波调制信号进行FM的二次调制；解调模块包括下变频模块、CIC抽取模块、FM解调模块、DPSK解调模块，位定时模块；其中下变频模块用于把接收信号频率变换到零频，并将下变频后的信号通过CIC抽取模块送给FM解调模块，CIC抽取模块对下变频后的信号进行200点的抽取；FM解调模块用于对抽取后的信号进行FM的解调得到DPSK副载波调制信号，并将输出信号送给DPSK解调模块；DPSK解调模块用于对输入信号进行差分解调，并将输出信号送给位定时模块；位定时模块用于对差分解调后的信号做位定时处理，得到最佳的判决点，从而解调出安控信息。一种基于上述PCM/DPSK/FM调制解调模块的PCM/DPSK/FM调制解调方法，所述调制方法包括以下步骤：步骤1、对安控信息进行脉冲编码调制；步骤2、对脉冲编码调制后的信号进行DPSK副载波调制，具体为：先对脉冲编码调制信号进行差分编码，再对差分编码后的信号进行BPSK信号调制，调制载波为一个低频的副载波信号；步骤3、对DPSK副载波调制后信号进行二次FM调制，先对DPSK副载波调制信号进行I,Q两支路的信号相加，再把相加的信号乘一个比例因子k，最后用乘比例因子的信号去控制一个DDS模块的频率控制字得到二次FM调制信号，将得到最终调制信号并输出；所述解调方法，包括以下步骤：步骤A、对接收到的中频信号进行带通采样；步骤B、对采样后的数据进行数字下变频处理，将信号频率变到零频附近，再对下边频后的信号进行200点CIC抽取滤波，得到I,Q两路信号；步骤C、对CIC抽取后的信号进行FM解调，FM解调采用小角度近似法进行差分鉴频，从而得到信号的频率信息，输出DPSK调制信号；步骤D、对得到的DPSK调制信号进行DPSK解调，DPSK解调采用差分解调，先对FM解调信号进行延时一个符号长度的处理，再把未延时信号和延时信号相乘进行前后符号的相位对比，从而解调DPSK副载波调制信号；步骤E、对DPSK解调信号进行位定时处理，先对DPSK解调信号进行分八路的累加，累加起始点处于一个符号内的不同位置，累加长度为一个符号的长度；并将累加结束后的值进行保存，再对八路保存的累加值和信息帧的帧头EB90进行匹配处理，找到匹配值最大的一路；最后将这路信号输出，得到安控信息。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：1)本专利技术摒弃了传统的双重调制解调的半模拟半数字调制解调的实现方法，采用全数字的实现方法，更符合当下软件无线电的实现模式。具有开发周期短，可改性和可编程性强的优点。2)本专利技术的FM解调模块中避免了采用通过反正切运算来求相位的传统方法，而是采用小角度近似解调法，通过差分鉴频提取频率信息。3)DPSK解调模块没有采用传统的先通过PSK解调，后进行码反变换的方法。而是直接进行差分解调，差分解调的方法是通过比较前后符号的相位，从而知道它的相位变化。相位比较是通过FM解调信号和对其延迟一个符号的信号进行相乘实现的。4)定时模块为了提高系统可靠性，分出了八路信号。每路信号从一个符号的不同起始位置开始累加，累加一个符号长度后保存累加后的值，再对保存的值用安控信息帧帧头EB90做匹配处理，找出匹配值最大的一路信号作为最终的判决信号，这样可以大大降低误码率，提高系统性能。附图说明图1为PCM/DPSK/FM调制原理框图。图2为PCM/DPSK/FM解调原理框图。图3为差分鉴频原理框图。图4为FPGA实现的FM解调波形图。图5为DPSK解调原理框图。图6为位定时实现原理框图。图7为FPGA实现的DPSK解调波形图。具体实施方式结合附图，本专利技术的一种PCM/DPSK/FM调制解调模块，包括调制模块和解调模块两部分，所述调制模块包括依次连接的脉冲编码调制模块、差分编码模块、BPSK副载波调制模块和二次FM调制模块，其中脉冲编码调制模块用于将接收到的安控信息进行脉冲编码，并将编码后的信号通过差分编码模块传送给BPSK副载波调制模块，差分编码模块用于对脉冲编码后的信号进行差分编码，BPSK副载波调制模块用于对差分编码后的信号进行BPSK的副载波调制，并将输出的调制信号送给二次FM调制模块，二次FM调制模块用于对BPSK副载波调制信号进行FM的二次调制；解调模块包括下变频模块、CIC抽取模块、FM解调模块、DPSK解调模块，位定时模块；其中下变频模块用于把接收信号频率变换到零频，并将下变频后的信号通过CIC抽取模块送给FM解调模块，CIC抽取模块对下变频后的信号进行200点的抽取；FM解调模块用于对抽取后的信号进行FM的解调得到DPSK副载波调制信号，并将输出信号送给DPSK解调模块；DPSK解调模块用于对输入信号进行差分解调，并将输出信号送给位定时模块；位定时模块用于对差分解调后的信号做位定时处理，得到最佳的判决点，从而解调出安控信息。一种基于上述PCM/DPSK/FM调制解调模块的PCM/DPSK/FM调制解调方法，所述调制方法包括以下步骤：步骤1、对安控信息进行脉冲编码调制；步骤2、对脉冲编码调制后的信号进行DPSK副载波调制，具体为：先对脉冲编码调制信号进行差分编码，再对差分编码后的信号进行BPSK信号调制，调制载波为一个低频的副载波信号；DPSK副载波调制所用公式为：i(t)＝a(t)cos(2πf1t+θ)q(t)＝a(t)sin(2πf1t+θ)式中，i(t)为DPSK调制I路信号，q(t)为DPSK调制Q路信号，a(t)为进行了差分编码的安控信息，f1为副载波频率，θ为副载波初始相位。步骤3、对DPSK副载波调制后信号进行二次FM调制，先对DPSK副载波调制信号进行I,Q两支路的信号相加，再把相加的信号乘一个比例因子k，最后用乘比例因子的信号去控制一个DDS模块的频率控制字得到二次FM调制信号，将得到最终调制信号并输出；二次FM调制所用公式为：s(t)＝i本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PCM/DPSK/FM调制解调模块，其特征在于，包括调制模块和解调模块两部分，所述调制模块包括依次连接的脉冲编码调制模块、差分编码模块、BPSK副载波调制模块和二次FM调制模块，其中脉冲编码调制模块用于将接收到的安控信息进行脉冲编码，并将编码后的信号通过差分编码模块传送给BPSK副载波调制模块，差分编码模块用于对脉冲编码后的信号进行差分编码，BPSK副载波调制模块用于对差分编码后的信号进行BPSK的副载波调制，并将输出的调制信号送给二次FM调制模块，二次FM调制模块用于对BPSK副载波调制信号进行FM的二次调制；解调模块包括下变频模块、CIC抽取模块、FM解调模块、DPSK解调模块，位定时模块；其中下变频模块用于把接收信号频率变换到零频，并将下变频后的信号通过CIC抽取模块送给FM解调模块，CIC抽取模块对下变频后的信号进行200点的抽取；FM解调模块用于对抽取后的信号进行FM的解调得到DPSK副载波调制信号，并将输出信号送给DPSK解调模块；DPSK解调模块用于对输入信号进行差分解调，并将输出信号送给位定时模块；位定时模块用于对差分解调后的信号做位定时处理，得到最佳的判决点，从而解调出安控信息。...

【技术特征摘要】
1.一种PCM/DPSK/FM调制解调模块，其特征在于，包括调制模块和解调模块两部分，所述调制模块包括依次连接的脉冲编码调制模块、差分编码模块、BPSK副载波调制模块和二次FM调制模块，其中脉冲编码调制模块用于将接收到的安控信息进行脉冲编码，并将编码后的信号通过差分编码模块传送给BPSK副载波调制模块，差分编码模块用于对脉冲编码后的信号进行差分编码，BPSK副载波调制模块用于对差分编码后的信号进行BPSK的副载波调制，并将输出的调制信号送给二次FM调制模块，二次FM调制模块用于对BPSK副载波调制信号进行FM的二次调制；解调模块包括下变频模块、CIC抽取模块、FM解调模块、DPSK解调模块，位定时模块；其中下变频模块用于把接收信号频率变换到零频，并将下变频后的信号通过CIC抽取模块送给FM解调模块，CIC抽取模块对下变频后的信号进行200点的抽取；FM解调模块用于对抽取后的信号进行FM的解调得到DPSK副载波调制信号，并将输出信号送给DPSK解调模块；DPSK解调模块用于对输入信号进行差分解调，并将输出信号送给位定时模块；位定时模块用于对差分解调后的信号做位定时处理，得到最佳的判决点，从而解调出安控信息。2.一种基于权利要求1所述PCM/DPSK/FM调制解调模块的PCM/DPSK/FM调制解调方法，其特征在于，所述调制方法包括以下步骤：步骤1、对安控信息进行脉冲编码调制；步骤2、对脉冲编码调制后的信号进行DPSK副载波调制，具体为：先对脉冲编码调制信号进行差分编码，再对差分编码后的信号进行BPSK信号调制，调制载波为一个低频的副载波信号；步骤3、对DPSK副载波调制后信号进行二次FM调制，先对DPSK副载波调制信号进行I,Q两支路的信号相加，再把相加的信号乘一个比例因子k，最后用乘比例因子的信号去控制一个DDS模块的频率控制字得到二次FM调制信号，将得到最终调制信号并输出；所述解调方法，包括以下步骤：步骤A、对接收到的中频信号进行带通采样；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗柳镇，姜文兵，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32