本发明专利技术提供了一种VDES系统中的16QAM解调系统和方法。该系统包括匹配滤波器、位同步模块、延迟处理模块、检测估计模块、解旋环模块、解模糊模块和寻找帧头模块，匹配滤波器对AD输出的零中频信号I和Q进行匹配滤波处理；位同步模块将滤波后的信号进行位同步处理；检测估计模块对同步后的信号做相关检测，进行频偏相偏估计；延迟处理模块对位同步后的信号进行延迟处理，当检测到频偏估计值捕获信号拉高后开关打开；解旋环模块进行旋转变化，得到消除多普勒频移后的信号；解模糊模块再将旋转变换后的信号进行解模糊；寻找帧头模块找帧头将信号解调出来。本发明专利技术通过充分利用整个信号信息，大大提高了信息传输的有效性，从而提高船舶之间的通信性能。的通信性能。的通信性能。
【技术实现步骤摘要】
一种VDES系统中的16QAM解调系统和方法
[0001]本专利技术涉及海事通信
，具体涉及VDES系统中的16QAM解调系统和方法。
技术介绍
[0002]近年来，随着海上通信业务需求的不断扩展，AIS系统在一些繁忙区域出现了数据链路负载现象，会导致信息不能及时接收和接收错误等问题的发生，影响船舶的安全行驶。因此对AIS系统的升级至关重要。
[0003]VDES(甚高频数据交换系统)是一种船舶通信系统，是针对AIS的升级和加强系统。在VDES系统中，由于移动船舶之间通信的数据量比较大，会影响船舶之间的通信性能。
[0004]不同的调制方式都有对应的解调方式。三种基本的数字调制方式单独使用幅度、频率和相位携带的信息，不能充分的利用信号平面，且浪费频谱资源。16QAM是一种相位和振幅都携带的高效的数字调制方式，可以充分利用整个信号平面，从而大大提高了信息传输的有效性，同时具有很高的频谱利用率。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种VDES系统中的16QAM解调系统和方法，通过充分利用整个信号信息，大大提高了信息传输的有效性，从而提高船舶之间的通信性能。
[0006]具体而言，本专利技术提供了的一种VDES系统中的16QAM解调系统，其特征在于，其包括匹配滤波器、位同步模块、延迟处理模块、检测估计模块、解旋环模块、解模糊模块和寻找帧头模块，
[0007]匹配滤波器对AD输出的零中频信号I和Q进行匹配滤波处理；
[0008]位同步模块将滤波后的信号采用Gardner算法进行位同步处理；
[0009]检测估计模块对同步后的信号做相关检测，并在检测到训练序列后，利用训练序列消除符号的影响进行频偏相偏估计；
[0010]延迟处理模块将位同步后的信号延迟用于训练序列检测、频偏相偏估计所消耗掉的数据长度，当检测到频偏估计值捕获信号拉高后开关打开，将延迟后的信号送至旋转模块；
[0011]解旋环模块在检测到频偏估计值捕获信号拉高后，旋转NCO进行频偏、相偏补偿，纠正较大的偏差，剩余微小的频相偏差由解旋环跟踪得到，解旋环打开，此时进入跟踪环路处理的信号为I(n
‑
τ)和Q(n
‑
τ)，τ为用于训练序列检测、频偏相偏估计所消耗掉的数据长度，然后进行旋转变化，得到消除多普勒频移后的信号；
[0012]解模糊模块再将旋转变换后的信号进行解模糊；
[0013]寻找帧头模块对解模糊后的信号进行判决用以寻找帧头，帧头后面的信号即是信息信号，将其作为输出送给外部模块，从而将信号解调出来。
[0014]进一步的是，其采用与VDES系统中的发送端成型滤波器频谱特性一致的匹配滤波器，都为滚降系数相同的根升余弦滤波器。
[0015]进一步的是，所述解旋环模块包括旋转模块、旋转NCO、环路滤波器模块和鉴相器，旋转模块旋转后的信号经过鉴相器，鉴相器采用对角线极性判决法和DD算法相结合的方法进行鉴相处理，并将鉴相误差经环路滤波器后送给旋转NCO，继续不断旋转，最终会达到解旋环锁定的状态，此时鉴相器输出在0附近。
[0016]本专利技术还提供了一种VDES系统中的16QAM解调方法，其特征在于，其包括下述步骤：
[0017]步骤1：通过匹配滤波器对AD输出的零中频信号I和Q进行匹配滤波处理；
[0018]步骤2：将滤波后的信号进行位同步处理；
[0019]步骤3：对位同步后的信号做相关检测，并在检测到训练序列后，利用训练序列消除符号的影响进行频偏估计和相偏估计，得到频偏相偏估计值，在得到频偏相偏估计值后，将频偏相偏估计值送给解旋环中的旋转NCO作为其频率控制字、相位控制字的初始值，同时拉高频偏估计值捕获信号；
[0020]步骤4：在检测到频偏估计值捕获信号拉高后，旋转NCO进行频偏、相偏补偿，纠正较大的偏差，剩余微小的频相偏差由解旋环跟踪得到，解旋环打开，此时进入跟踪环路处理的信号为I(n
‑
τ)和Q(n
‑
τ)，τ为用于训练序列检测、频偏相偏估计所消耗掉的数据长度，然后进行旋转变化，得到消除多普勒频移后的信号；
[0021]步骤5：将旋转变换后的信号进行解模糊；
[0022]步骤6：对解模糊后的信号进行判决用以寻找帧头，帧头后面的信号即是信息信号，将其作为输出送给外部模块，从而将信号解调出来。
[0023]进一步的是，步骤1所述匹配滤波器与VDES系统中的发射端的成型滤波器的频谱特性一致，都采用滚降系数相同的根升余弦滤波器。
[0024]进一步的是，步骤2进行位同步处理时，采用Gardner算法的码元同步方案。
[0025]进一步的是，步骤3采用基于相邻差分的L&W算法进行频偏估计和相偏估计。
[0026]进一步的是，步骤4中跟踪环路采用对角线极性判决法和DD算法进行鉴相处理，并将鉴相误差经环路滤波器后送给旋转NCO。
[0027]进一步的是，步骤5中将部分长度的旋转后的数据进行模糊值的求取，得到模糊值后，拉高模糊值捕获信号，并利用求得的模糊值得到解模糊后的信号。
[0028]进一步的是，步骤5中，部分长度为8，从第36个符号开始取8个长度的符号数据。
[0029]本专利技术的技术优势在于：通过充分利用整个信号信息，大大提高了信息传输的有效性，从而提高船舶之间的通信性能。
附图说明
[0030]图1为本专利技术的VDES系统中的16QAM解调系统的结构框图。
[0031]图2为本专利技术的VDES系统中的16QAM解调系统和方法的关键信号时序图。
[0032]图3为本专利技术的VDES系统中16QAM解调方法的自适应门限检测结构。
[0033]图4为本专利技术的VDES系统中的16QAM解调系统和方法的解模糊模块的流程图。
[0034]图5为本专利技术的VDES系统中的16QAM解调系统和方法的寻找帧头中判决输出模块的流程图。
具体实施方式
[0035]本专利技术提供了一种VDES系统中的16QAM解调系统和方法，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行进一步的详细描述。
[0036]本方案的总体结构框图见图1。图1为本专利技术的VDES系统中的16QAM 解调系统的结构框图。如图1所示，本专利技术的本专利技术提供了一种VDES系统中的16QAM解调系统，其包括匹配滤波器、位同步模块、延迟处理模块、检测估计模块、解旋环模块、解模糊模块和寻找帧头模块。
[0037]因为VDES系统中的AD芯片完成了正交下变频的工作，所以进入带有本专利技术的16QAM解调系统的数字接收机的是两路零中频信号I和Q。本系统设计采用与VDES系统中的发送端成型滤波器频谱特性一致的匹配滤波器，都为滚降系数相同的根升余弦滤波器。
[0038]匹配滤波器对AD输出的零中频信号I和Q进行匹配滤波处理；
[0039]位同步模块将滤波后的信号采用Gardner算法进行位本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种VDES系统中的16QAM解调系统，其特征在于，其包括匹配滤波器、位同步模块、延迟处理模块、检测估计模块、解旋环模块、解模糊模块和寻找帧头模块，匹配滤波器对AD输出的零中频信号I和Q进行匹配滤波处理；位同步模块将滤波后的信号采用Gardner算法进行位同步处理；检测估计模块对同步后的信号做相关检测，并在检测到训练序列后，利用训练序列消除符号的影响进行频偏相偏估计；延迟处理模块将位同步后的信号延迟用于训练序列检测、频偏相偏估计所消耗掉的数据长度，当检测到频偏估计值捕获信号拉高后开关打开，将延迟后的信号送至旋转模块；解旋环模块在检测到频偏估计值捕获信号拉高后，旋转NCO进行频偏、相偏补偿，纠正较大的偏差，剩余微小的频相偏差由解旋环跟踪得到，解旋环打开，此时进入跟踪环路处理的信号为I(n
‑
τ)和Q(n
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τ)，τ为用于训练序列检测、频偏相偏估计所消耗掉的数据长度，然后进行旋转变化，得到消除多普勒频移后的信号；解模糊模块再将旋转变换后的信号进行解模糊；寻找帧头模块对解模糊后的信号进行判决用以寻找帧头，帧头后面的信号即是信息信号，将其作为输出送给外部模块，从而将信号解调出来。2.如权利要求1所述的VDES系统中的16QAM解调系统，其特征在于，其采用与VDES系统中的发送端成型滤波器频谱特性一致的匹配滤波器，都为滚降系数相同的根升余弦滤波器。3.如权利要求1所述的VDES系统中的16QAM解调系统，其特征在于，所述解旋环模块包括旋转模块、旋转NCO、环路滤波器模块和鉴相器，旋转模块旋转后的信号经过鉴相器，鉴相器采用对角线极性判决法和DD算法相结合的方法进行鉴相处理，并将鉴相误差经环路滤波器后送给旋转NCO，继续不断旋转，最终会达到解旋环锁定的状态，此时鉴相器输出在0附近。4.一种VDES系统中的16QAM解调方法，其特征在于，其包括下述步骤：步骤1：通过匹配滤波器对AD输出的零中频信号I和Q进行匹配滤波处理；步骤2：将滤波后的信号进行位同步处理；步骤3：对...
【专利技术属性】
技术研发人员：高翠翠，钱婧怡，任婧，刘海荣，朱文卿，王宇，
申请(专利权)人：上海航天电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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