【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航天测控领域中的一种multi-h cpm调制信号的非相干解调方法，其能够适应大多普勒动态，对信号相位突变不敏感，特别适用于实现航天测控系统中高速飞行器下传信号的解调处理。
技术介绍
1、cpm作为一种有记忆的、高效的、恒包络调制技术，具备带宽效率高、频谱旁瓣衰减较快，带外功率辐射小、适合在非线性信道中传输等诸多优点，使其在各种无线通信系统中得到了广泛的应用。multi-h cpm技术是在cpm的基础上发展起来的，它不仅拥有cpm技术的各项优势，而且其带外辐射更小、功率谱密度更加集中、带宽和功率效率更高，目前已在航天测控系统和卫星通信系统中得到应用。卫星通信标准mil-std-188-181b将multi-h cpm应用到了特高频通信卫星系统；美国先进靶场遥测计划组织(artm)选择multi-h cpm作为遥测新体制的第二步目标(tier ii)，并将multi-h cpm核准为遥测标准irig-106之一。凭借突出的性能优势，multi-h cpm技术在未来重型运载火箭、天基卫星多址测控等应用场景具有无可替代的优势。
2、目前工程中通常采用相干解调方法实现multi-h cpm信号的解调，相干解调是理论上的最佳解调方法，具有优良的误码性能。但相干解调需要实现载波相位同步、完成载波恢复，算法实现复杂度高，并且相干解调对接收信号载波相位变化敏感，容易受到信号衰落的影响。与相干解调相比，在理想高斯信道条件下，非相干解调的误码性能存在一定程度的恶化，但由于非相干解调对载波相位不敏感，因此对于复杂信道环境具有
3、针对相干解调在航天测控应用场景下存在的弊端，需要探索非相干解调方法，能够适应飞行器高速运动带来的大多普勒动态，支持码速率宽范围可变，对信号相位突变不敏感，且易于工程实现，满足航天测控系统的应用需求。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于避免上述
技术介绍
中的不足之处而提供一种multi-h cpm调制信号的非相干解调方法。通过频率跟踪环路实现大多普动态信号的载波频率同步；通过符号差分处理使解调与信号相位解耦；通过基于序列检测的早迟门定时环路实现符号定时同步，在无需发送导频的情况下，保证优良的定时同步精度；采用串行匹配同步方式实现调制指数同步；采用viterbi算法实现最大似然序列检测，有效节省硬件实现资源。通过上述设计，实现multi-h cpm调制信号的非相干解调，能够适应信号大多普勒动态，对信号相位突变不敏感，且易于工程实现。
2、本专利技术的技术方案为：
3、一种multi-h cpm调制信号的非相干解调方法，包括以下过程：
4、(1)接收数字中频调制信号，进行正交下变频处理得到基带信号，并对基带信号进行频率误差检测得到接收信号载波与本地载波的频率偏差估计值，然后将频率偏差估计值经过环路滤波，并根据环路滤波结果反馈调整本地载波的频率，实现载波频率同步；
5、(2)对载波频率同步处理得到的基带信号进行延迟差分处理，并计算延迟差分处理后的网格状态；
6、(3)对延迟差分处理后的信号根据调制指数进行插值处理，得到超前支路、对准支路和滞后支路3路插值输出结果，并对插值输出结果进行定时误差检测得到定时误差估计值，然后将定时误差估计值经过环路滤波，并根据环路滤波结果调整插值时刻，实现符号定时同步；
7、(4)根据符号定时同步结果选择调制指数，返回步骤(3)，同时执行步骤(5)；
8、(5)对符号定时同步输出的信号根据网格状态通过最大似然序列检测得到解调符号；
9、(6)对最大似然序列检测处理得到的解调符号流，进行符号到数据的映射，得到解调数据流。
10、进一步的，步骤(1)中，频率误差检测采用频谱重心法，具体过程为：
11、对基带信号进行n点离散傅里叶变换，得到功率谱y(k)为：
12、
13、式中，x(n)为基带信号，n为采样点数；
14、根据频谱重心的表达式计算频谱重心所对应的离散频率点位置kbc：
15、
16、通过离散频率点位置估计频率偏差估计值fe：
17、
18、式中，fs为采样率。
19、进一步的，步骤(2)具体过程为：
20、基带信号经过m符号间隔差分后的信号为rm(t)：
21、
22、式中，r(t)为基带信号，r*(t)为基带信号的共轭，m为延迟长度，t为符号周期，es为符号能量，α为调制符号，为基带信号相位中的累积相位分量，为基带信号相位中的相关相位分量，θ为基带信号初始相位，nm(t)为m符号间隔差分后产生的噪声项，2πδfmt为残留载波频偏δf引入的残留载波相位偏差，为m符号间隔差分后的差分相位，表示为：
23、
24、在nt时刻，经过m符号间隔差分后的multi－h cpm信号的网格状态表示为：
25、
26、式中，l为multi－h cpm信号关联长度，由上式可知，经过差分后的信号共有gl+m-1个网格状态项，其中g为multi－h cpm信号调制进制数。
27、进一步的，步骤(4)中根据符号定时同步结果选择调制指数具体过程为：
28、multi-h cpm信号共有2个调制指数，每个符号变换1次；设当前时刻接收信号对应调制指数1，如果在规定时间内无法完成符号定时同步，则调制指数选择错误，切换为调制指数2。
29、本专利技术与
技术介绍
相比具有如下优点：
30、本专利技术采用的非相干解调方法，对载波相位不敏感，对于复杂信道环境具有更好的适应能力，能够有效应对飞行器飞行过程中旋转以及尾焰干扰等因素造成的信号快衰落以及闪断现象，适应飞行器高速运动带来的大多普勒动态，且算法实现资源消耗低，易于工程实现。
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1.一种Multi-h CPM调制信号的非相干解调方法，其特征在于，包括以下过程：
2.根据权利要求1所述的一种Multi-h CPM调制信号的非相干解调方法，其特征在于，步骤(1)中，频率误差检测采用频谱重心法，具体过程为：
3.根据权利要求1所述的一种Multi-h CPM调制信号的非相干解调方法，其特征在于，步骤(2)具体过程为：
4.根据权利要求1所述的一种Multi-h CPM调制信号的非相干解调方法，其特征在于，步骤(4)中根据符号定时同步结果选择调制指数具体过程为：
【技术特征摘要】
1.一种multi-h cpm调制信号的非相干解调方法，其特征在于，包括以下过程：
2.根据权利要求1所述的一种multi-h cpm调制信号的非相干解调方法，其特征在于，步骤(1)中，频率误差检测采用频谱重心法，具体过程为：
3.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙大元，田之俊，蔡鹏，康宁，孔祥东，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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