【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于信号解调，特别是涉及一种基于多符号联合估计的4fsk解调方法。
技术介绍
1、移频键控(frequency shift keying，fsk)是一种常用的波形调制方式，具有抗噪声性能好、传输距离远、误码率低等优点。在中低速数据通信、短波通信和低功耗局域网等系统fsk信号的解调一般分为相干解调和非相干解调。
2、相干解调法是用一个同频同相的本地载波去和接收信号相乘，从而实现相干解调，当同频同相不满足时，解调输出就会严重失真，为了避免这个问题，需要引入数字锁相环进行载波同步。但在信号持续时间较短的情况下，数字锁相环存在较大的失锁概率。
3、非相干解调不需要严格的载波同步，原理简单，便于实现。目前，4fsk的非相干解调算法有延时鉴频法、包络检波法以及差分解调法。
4、延时鉴频法是将下变频后的基带信号与延时后的共轭基带相乘得到差分信号，然后对差分信号取反正切进行鉴频再通过匹配滤波后得到解调信号。该方法严格要求延时时间等于符号周期的整数倍，使用条件比较理想。
5、包络检波法是将4fsk信号分别经过4个带通滤波器后，取出4个支路输出信号的包络输入到判决器进行比较判决。该方法受噪声影响大，并且4个支路的输出信号包络都存在过渡区域，容易误判。
6、差分解调是将对信号进行正交分解，得同相和正交分量，通过正交分量与同向分量的错位相乘相减得到瞬时频率；在计算出瞬时频率后，需要进行位同步信号提取，对瞬时频率经抽样门限判决，得到码元信息，再根据调制映射关系恢复出传输的比特信息。在符
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于多符号联合估计的4fsk解调方法。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：基于多符号联合估计的4fsk解调方法，包括：
3、获取iq信号，并对iq信号进行瞬时测频，得到第一瞬时频率波形；
4、基于所述第一瞬时频率波形进行符号速率估计，得到符号速率估计值；
5、判断当前的采样率是否满足预设条件：若是，则将iq信号确定为待测频信号；若否，则将iq信号重采样为采样率满足预设条件的重采样信号，并将重采样信号确定为待测频信号；对所述待测频信号进行瞬时测频，得到第二瞬时频率波形；
6、基于所述第二瞬时频率波形，利用多符号方差联合估计符号的起点位置；
7、基于所述符号的起点位置计算所述符号的频率估计值；
8、基于所述符号的频率估计值，利用最小距离准则进行符号判别，恢复码元信息。
9、进一步地，瞬时频率的计算公式为：
10、
11、
12、
13、式中，f(n)表示瞬时频率，fs表示采样率，表示无折叠瞬时相位，为信号瞬时相位，的取值范围为n为大于0的整数。
14、进一步地，基于所述第一瞬时频率波形进行符号速率估计，得到符号速率估计值，包括：
15、对第一瞬时频率波形f(n)进行差分运算，得到第一差分序列d1(n)；
16、对第一差分序列d1(n)进行差分运算，得到第二差分序列d2(n)；
17、对第二差分序列d2(n)取绝对值，得到d_abs(n)序列；
18、对d_abs(n)序列做快速傅里叶变换，得到f_fft(n)序列；
19、查找f_fft(n)序列中右半部分最大值点的位置max_i；
20、根据如下公式计算符号速率估计值：
21、
22、式中，r_esi表示符号速率估计值，fs表示采样率；n为用于估计符号速率的信号采样点数。
23、进一步地，判断当前的采样率是否满足预设条件，包括：
24、基于所述符号速率估计值判断当前的采样率是否满足每个符号内的采样点数为整数，若是，则当前的采样率满足预设条件，若否，则当前的采样率不满足预设条件。
25、进一步地，将iq信号重采样为采样率满足预设条件的重采样信号，包括：
26、基于所述符号速率估计值将iq信号重采样为采样率满足预设条件的重采样信号。
27、进一步地，基于所述第二瞬时频率波形，利用多符号方差联合估计符号的起点位置，包括：
28、s510.确定第二瞬时频率波形中的一个采样点为起始点，然后执行s520；
29、s520.基于所述起始点同时计算间隔m个采样点、长度为m个采样点的n段信号的瞬时频率的方差，然后执行s530；
30、s530.将所述n段信号的瞬时频率的方差求和，得到一个方差和，然后执行s540；
31、s540.判断已求得的方差和的数量是否达到第一预设值n′，若否，则执行s550，若是，则执行s560，其中，第一预设值n′为单个符号内的采样点数；
32、s550.将起始点的位置更新为起始点当前对应采样点的下一个采样点，然后执行s520；
33、s560.将n′个方差和中值最小的方差和对应的起始点确定为符号的起点位置。
34、进一步地，所述s510中，若为进行第一个符号的起点位置的估计，则将第一个采样点确定为起始点，否则将上一个符号的起点位置加m/2个采样点处的采样点确定为起始点。
35、进一步地，基于所述符号的起点位置计算所述符号的频率估计值，包括：
36、基于符号的起点位置对各符号进行划分；
37、计算每个符号的起点位置和截止位置之间的瞬时频率的平均值，将该平均值确定为该符号的频率估计值；
38、其中，一个符号的截止位置为该符号下一个符号的起点位置。
39、进一步地，所述4fsk解调方法还包括：
40、对第一瞬时频率波形和/或第二瞬时频率波形进行低通滤波，其中，低通滤波的截止频率为符号速率值。
41、本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种基于多符号联合估计的4fsk解调方法。该方法通过对基带iq信号的同向和正交分量计算瞬时相位，瞬时相位差分计算后得到瞬时频率信号；利用一段瞬时频率信号进行符号速率估计；利用估计的符号速率对信号进行重新采样，使得重采样输出信号约为符号速率的整数倍，利用多符号瞬时频率方差联合估计符号起点，根据起点获取符号最佳判决点，利用符号内平均值与理想频点最小距离判定映射位置，从而对信号进行解调。相比与包络检波法，本专利技术基于瞬时频率进行解调，因此，解调抗噪能力更强，且不存在过渡区的问题。相比与延迟鉴频法和差分解调算法需要严格的符号同步，本专利技术根据多个符号瞬时频率变化规律即可对符号起止位置进行定位，不需要严格的符号同步。本专利技术将起止位置间的瞬时频率均值作为判决统计量进行符号判决，不需要单独的抽样时钟，算法实现过程更简单。此外，本专利技术通过联合多个符号瞬时频率方差对符号判决点的最佳位置进行估计，有效避免个别符号错误造成连续多个符号同步失本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于多符号联合估计的4FSK解调方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于多符号联合估计的4FSK解调方法，其特征在于，瞬时频率的计算公式为：
3.根据权利要求1所述的基于多符号联合估计的4FSK解调方法，其特征在于，基于所述第一瞬时频率波形进行符号速率估计，得到符号速率估计值，包括：
4.根据权利要求1所述的基于多符号联合估计的4FSK解调方法，其特征在于，判断当前的采样率是否满足预设条件，包括：
5.根据权利要求1所述的基于多符号联合估计的4FSK解调方法，其特征在于，将IQ信号重采样为采样率满足预设条件的重采样信号，包括：
6.根据权利要求1所述的基于多符号联合估计的4FSK解调方法，其特征在于，基于所述第二瞬时频率波形，利用多符号方差联合估计符号的起点位置，包括：
7.根据权利要求6所述的基于多符号联合估计的4FSK解调方法，其特征在于，所述S510中，若为进行第一个符号的起点位置的估计，则将第一个采样点确定为起始点，否则将上一个符号的起点位置加m/2个采样点处的采样点确定为起始点。<...
【技术特征摘要】
1.基于多符号联合估计的4fsk解调方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于多符号联合估计的4fsk解调方法，其特征在于，瞬时频率的计算公式为：
3.根据权利要求1所述的基于多符号联合估计的4fsk解调方法，其特征在于，基于所述第一瞬时频率波形进行符号速率估计，得到符号速率估计值，包括：
4.根据权利要求1所述的基于多符号联合估计的4fsk解调方法，其特征在于，判断当前的采样率是否满足预设条件，包括：
5.根据权利要求1所述的基于多符号联合估计的4fsk解调方法，其特征在于，将iq信号重采样为采样率满足预设条件的重采样信号，包括：
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：张义林，罗晓迪，徐扬辉，官俊龙，张海伦，王鸿飞，郑浩辰，程支豪，潘超，
申请(专利权)人：成都锦江电子系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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