一种高速数传GMSK信号与SOQPSK信号一体化解调装置的制作方法

本发明涉及高速数传领域，特别是指一种高速数传gmsk信号与soqpsk信号一体化解调装置，可用于卫星数据地面接收站数据接收分系统中高速数传gmsk信号和soqpsk信号的接收解调。

背景技术：

1、gmsk与soqpsk都是cpm信号的一种，在遥测系统中广泛使用。在传统的应用场景下，gmsk信号和soqpsk信号解调装置通常独立工作，且由于所使用的gmsk与soqpsk信号的符号速率都比较低，所以解调处理过程通常是对一个符号进行多倍采样，采用全数字信号处理流程，使用多符号检测、viterbi译码和匹配滤波等处理过程相结合的解调算法，其算法复杂度高，性能优异。针对低符号率的gmsk信号，由于每个符号都进行了多倍采样，在对解调性能要求不高的场合，传统的gmsk信号解调装置通常采用非相干解调的方法。

2、由于gmsk与soqpsk信号体制在高速数传领域应用时间较短，传统的高速数传解调装置并不支持gmsk与soqpsk信号解调，且对于高速数传解调装置，由于处理的信号符号速率都比较高，通常情况下仅能对一个符号进行2倍采样及相关处理。此外，为了降低采样时信号的带宽，高速数传解调装置多采用基带采样方案。可见，基带采样解调装置本质是一种数字信号处理与模拟信号处理相结合的解调方式，其实现硬件复杂度高,成本高，且由于模拟器件的非理想特性，常常对处理信号本身带来畸变，影响解调性能与解调稳定性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种高速数传gmsk信号与soqpsk信号一体化解调装置。本发明具有实现可靠性高、稳定度高、实现复杂度低等特点。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、一种高速数传gmsk信号与soqpsk信号一体化解调装置，包括模数转换器1、数字下变频单元2、第一低通滤波单元3-1、第二低通滤波单元3-2、数字重采样单元4、第一匹配滤波单元5-1、第二匹配滤波单元5-2、抽取移位单元6、载波相位误差补偿单元7、定时误差计算单元8、载波误差计算单元9、抽取单元10、星座点调整单元11、第一直通单元12-1、第二直通单元12-2、第一数据选择单元13-1、第二数据选择单元13-2、解映射合路单元14和nrz-m处理单元15；

4、所述模数转换器1对输入的中频模拟调制信号进行中频采样，产生数字中频信号，并传给数字下变频单元2；

5、数字下变频单元2对数字中频信号进行处理，产生i/q两路正交数字信号，分别传给第一低通滤波单元3-1和第二低通滤波单元3-2；

6、第一低通滤波单元3-1和第二低通滤波单元3-2分别对i/q两路正交数字信号进行处理，产生i/q两路数字基带信号，传给数字重采样单元4；

7、数字重采样单元4根据输入的调制信号符号速率设置参数及定时误差计算单元8输出的定时误差信号，自动调整内部的重采样数据速率，对第一低通滤波单元3-1和第二低通滤波单元3-2输出的i/q两路数字基带信号进行处理，产生i/q两路二倍符号速率采样的数字基带信号，并输出给第一匹配滤波单元5-1和第二匹配滤波单元5-2；

8、第一匹配滤波单元5-1和第二匹配滤波单元5-2分别对数字重采样单元4输出的i/q两路二倍符号速率采样数字基带信号进行匹配滤波处理，并输出给抽取移位单元6；

9、抽取移位单元6对输入的i/q两路二倍符号速率采样数字基带信号进行等间隔1/2倍数据速率抽取，产生i/q两路一倍符号速率采样数字基带信号，然后保持i路信号不变，对q路信号进行一个符号周期的移位处理，并将处理后的i/q两路一倍符号速率采样数字基带信号传输给载波相位误差补偿单元7；

10、载波相位误差补偿单元7将载波误差计算单元9输出的载波相位误差信号转换为复数载波相位补偿系数，并将当前转换得到的复数载波相位补偿系与输入的i/q两路一倍符号速率采样数字基带信号进行复数乘法运算，将运算处理后的i/q基带信号输出；

11、载波相位误差补偿单元7输出的信号经过分路产生两路信号，分别传给定时误差计算单元8和抽取单元10；

12、定时误差计算单元8对输入的i/q基带信号进行定时误差计算，并将计算得到的定时误差信号传输给数字重采样单元4；

13、抽取单元10对输入的i/q基带信号进行等间隔1/2倍数据速率抽取，并将抽取得到的i/q基带信号输出；

14、抽取单元10输出的信号经过分路产生3路i/q基带信号，分别传给载波误差计算单元9、星座点调整单元11和第一直通单元12-1；

15、载波误差计算单元9对输入的i/q基带信号进行载波相位误差计算，产生载波相位误差信号并传给载波相位误差补偿单元7；

16、星座点调整单元11对输入的i/q基带信号进行奇偶标识，保持标记为奇的i/q基带数据星座点映射不变，将标记为偶的i/q基带数据星座点映射进行变换，变换规则为第一象限星座点映射为第三象限星座点，第二象限星座点映射为第四象限星座点，第三象限星座点映射为第一象限星座点，第四象限星座点映射为第二象限星座点，最后，将星座点调整后的i/q基带信号传输给第一数据选择单元13-1；

17、第一直通单元12-1对输入的i/q基带信号进行延迟处理，并将延迟处理后的i/q基带信号传输给第一数据选择单元13-1；

18、第一数据选择单元13-1根据输入的调制信号体制设置参数，对星座点调整单元11输出的i/q基带信号和第一直通单元12-1输出的i/q基带信号进行选择切换并输出，当调制信号体制设置参数配置为gmsk信号时，第一数据选择单元13-1对星座点调整单元11输出的i/q基带信号进行延时输出，当调制信号体制设置参数配置为soqpsk信号时，第一数据选择单元13-1对第一直通单元12-1输出的i/q基带信号进行延时输出；

19、解映射合路单元14接收第一数据选择单元13-1输出的i/q基带信号，并将i/q基带信号通过数据交织的方式转换为1路串行数据并输出；

20、解映射合路单元14输出的串行数据经过分路产生两路串行数据，第一路串行数据传输给nrz-m处理单元15，第二路串行数据传输给第二直通单元12-2；

21、nrz-m处理单元15接收串行数据，将接收的串行数据进行nrz-m译码处理后输出给第二数据选择单元13-2；

22、第二直通单元12-2接收串行数据，经过延时处理后输出给第二数据选择单元13-2；

23、第二数据选择单元13-2根据输入的调制信号体制设置参数，对nrz-m处理单元15输出的串行数据和第二直通单元12-2输出的串行数据进行选择切换并输出，当调制信号体制设置参数配置为gmsk信号时，第二数据选择单元13-2对nrz-m处理单元15输出的串行数据进行延时输出，当调制信号体制设置参数配置为soqpsk信号时，第二数据选择单元13-2对第二直通单元12-2输出的串行数据进行延时输出，完成对gmsk或soqpsk信号的一体化解调。

24、本发明与背景技术相比具有如下优点：

25、1.本发明通过数字重采样及数字下变频单元统一实现了对gmsk信号与soqpsk信号的定时同步及载波同步，然后通过对gmsk信号与soqpsk信号的解星座图映射过程进行分解优化，将公共部分进行复用，并通过选通模块，最终实现了gmsk信号与soqpsk信号的一体化解调，提高了装置的集成度与适应性。

26、2.本发明在对gmsk信号与soqpsk信号进行解调时，通过算法选择与信号处理流程的优化，仅需对一个符号进行2倍采样，即可实现对gmsk信号与soqpsk信号的高性能相干解调，降低了解调装置的实现复杂性。

27、3.本发明加入数字重采样单元及多级数据抽取单元，使得在整个解调处理过程中，数字信号的数据处理量得到了优化，降低了软件实现所需的逻辑资源，提高了解调装置稳定性和实现效率。

28、4.本发明采用中频采样全数字信号处理流程，结构简单，可移植性强。由于目前主流fpga中都集成有延迟器、rom、查找表、乘法器和加法器等单元，本发明可通过嵌入式软件的方式实现，具有推广应用价值。