一種航空無線通信雙導(dǎo)頻載波恢復(fù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及航空無線通信領(lǐng)域，尤其設(shè)及航空無線數(shù)字化寬帶傳輸系統(tǒng)的載波恢 復(fù)設(shè)計(jì)，是一種面向航空無線信道環(huán)境提出的，基于粗、精兩級(jí)結(jié)構(gòu)并利用雙導(dǎo)頻實(shí)現(xiàn)載波 恢復(fù)的方法。 技術(shù)背景
[0002] 無線通信系統(tǒng)中收發(fā)信機(jī)的振蕩器存在固有的頻率和相位偏差，將引起收發(fā)信號(hào) 的載波存在頻率和相位的偏差，此外，收發(fā)信機(jī)相對(duì)運(yùn)動(dòng)帶來的多普勒效應(yīng)將增大載波頻 率的偏差。對(duì)于大部分的無線通信系統(tǒng)，收信機(jī)接收的信號(hào)必須通過載波恢復(fù)處理，使其載 波的頻相與發(fā)信機(jī)發(fā)射信號(hào)的載波頻相一致，才能確保信息被正確地恢復(fù)輸出?，F(xiàn)有的載 波恢復(fù)方式可分為兩種；一是收信機(jī)直接從接收到的已調(diào)信號(hào)中提取載波，稱為直接提取 法或自同步法；另一方法是發(fā)信機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)信息的同時(shí)還發(fā)送較小功率的載波或?qū)ьl信 息，稱為插入導(dǎo)頻法或外同步法。
[0003] 在航空無線通信中，航空飛行器的高速、高機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)將會(huì)帶來強(qiáng)烈、快速時(shí)變的多 普勒效應(yīng)，傳統(tǒng)的僅采用鎖頻鎖相環(huán)恢復(fù)載波的技術(shù)在高動(dòng)態(tài)環(huán)境下存在捕獲速度與跟蹤 精度之間的矛盾，較難同時(shí)滿足動(dòng)態(tài)能力與穩(wěn)態(tài)性能的需求。
[0004] 此外，原理上利用單一導(dǎo)頻信息就可W實(shí)現(xiàn)載波恢復(fù)，然而，在航空飛行器起降及 近地飛行階段，可能存在強(qiáng)多徑信號(hào)，信號(hào)頻譜將出現(xiàn)很深的谷。當(dāng)多徑信號(hào)處于一定的延 遲或相位時(shí)，該單一導(dǎo)頻有可能被大幅度衰減，W至無法實(shí)現(xiàn)載波恢復(fù)。針對(duì)單一導(dǎo)頻信息 進(jìn)行載波恢復(fù)的缺陷，出現(xiàn)了雙導(dǎo)頻信息進(jìn)行載波恢復(fù)的技術(shù)，其在調(diào)制信號(hào)上下邊帶上 分別加上一個(gè)導(dǎo)頻，利用雙導(dǎo)頻信息因多徑干擾而同時(shí)大幅度衰減的可能性很小的特點(diǎn)， 提升載波恢復(fù)在多徑信號(hào)干擾下的工作魯椿性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決高動(dòng)態(tài)環(huán)境下，無線通信系統(tǒng)對(duì)載波恢復(fù)的收斂速度和精度提出的要求， 本發(fā)明提供了一種航空無線通信雙導(dǎo)頻載波恢復(fù)裝置，用于提升載波恢復(fù)精度和穩(wěn)定性 能。
[0006] 本發(fā)明的發(fā)明目的通過W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0007] 一種航空無線通信雙導(dǎo)頻載波恢復(fù)裝置，包含多級(jí)卷積級(jí)聯(lián)濾波模塊、粗載波恢 復(fù)模塊、精載波恢復(fù)模塊；
[000引所述多級(jí)卷積級(jí)聯(lián)濾波模塊根據(jù)粗載波恢復(fù)模塊提供的粗載波恢復(fù)信息進(jìn)行多 級(jí)卷積級(jí)聯(lián)濾波，分別獲得上邊帶導(dǎo)頻信息、下邊帶導(dǎo)頻信息和含導(dǎo)頻信息的調(diào)制數(shù)據(jù)信 息；
[0009] 所述粗載波恢復(fù)模塊對(duì)多級(jí)卷積級(jí)聯(lián)濾波模塊提供的上邊帶導(dǎo)頻信息、下邊帶導(dǎo) 頻信息進(jìn)行鑒頻及分析，控制完成準(zhǔn)復(fù)基帶信號(hào)的粗載波偏移補(bǔ)償并將其輸出至多級(jí)卷積 級(jí)聯(lián)濾波板塊；
[0010] 所述精載波恢復(fù)模塊對(duì)多級(jí)卷積級(jí)聯(lián)濾波模塊提供的上邊帶導(dǎo)頻信息、下邊帶導(dǎo) 頻信息進(jìn)行鑒相及分析，并根據(jù)鑒相及分析的結(jié)果對(duì)多級(jí)卷積級(jí)聯(lián)濾波模塊提供的調(diào)制數(shù) 據(jù)信息完成精載波偏移補(bǔ)償輸出復(fù)基帶信號(hào)。
[0011] 依據(jù)上述特征，所述多級(jí)卷積級(jí)聯(lián)濾波模塊包含匹配根升余弦濾波器、高通濾波 器、正頻濾波器、負(fù)頻濾波器、第=變頻模塊、第四變頻模塊；
[0012] 所述匹配根升余弦濾波器用于抑制粗載波恢復(fù)信息的有效帶寬外噪聲，產(chǎn)生二路 含導(dǎo)頻信息的調(diào)制數(shù)據(jù)信息，其中一路調(diào)制數(shù)據(jù)信息直接輸出至精載波恢復(fù)模塊，另一路 調(diào)制數(shù)據(jù)信息輸出至高通濾波器；
[0013] 所述高通濾波器對(duì)調(diào)制數(shù)據(jù)信息的有效帶寬內(nèi)低頻分量進(jìn)行抑制，提取二路雙導(dǎo) 頻信息分別送入正頻濾波器和負(fù)頻濾波器；
[0014] 所述正頻濾波器用于提取雙導(dǎo)頻信息中的準(zhǔn)上邊帶導(dǎo)頻信息；
[0015] 所述負(fù)頻濾波器用于提取雙導(dǎo)頻信息中的準(zhǔn)下邊帶導(dǎo)頻信息；
[0016] 所述第=變頻模塊采用固定頻率為將準(zhǔn)上邊帶導(dǎo)頻信息搬移至零頻附近 輸出上邊帶導(dǎo)頻信息；
[0017] 所述第四變頻模塊采用固定頻率為將準(zhǔn)下邊帶導(dǎo)頻信息搬移至零頻附近 輸出下邊帶導(dǎo)頻信息；
[001引其中RsymbDl為理想信號(hào)有效帶寬。
[0019] 依據(jù)上述特征，所述正頻濾波器、負(fù)頻濾波器均為希爾伯特變換器，利用90°的相 位偏移產(chǎn)生單邊帶導(dǎo)頻信息。
[0020] 依據(jù)上述特征，所述粗載波恢復(fù)模塊包含第一FFT鑒頻模塊、第二FFT鑒頻模塊、 加權(quán)鎖存積分模塊、第一變頻模塊；
[0021] 所述第一FFT鑒頻模塊接收多級(jí)卷積級(jí)聯(lián)濾波模塊輸出的上邊帶導(dǎo)頻信息，進(jìn)行 CIC抽取濾波、緩存、FFT時(shí)頻轉(zhuǎn)換及頻域分析，獲得每段上邊帶導(dǎo)頻信息的頻偏信息及功 率信息；
[0022] 所述第二FFT鑒頻模塊接收多級(jí)卷積級(jí)聯(lián)濾波模塊輸出的下邊帶導(dǎo)頻信息，進(jìn)行 CIC抽取濾波、緩存、FFT時(shí)頻轉(zhuǎn)換及頻域分析，獲得每段下邊帶導(dǎo)頻信息的頻偏信息及功 率信息；
[0023] 所述加權(quán)鎖存積分模塊用于依據(jù)第一FFT鑒頻模塊、第二FFT鑒頻模塊輸出上邊 帶導(dǎo)頻信息、下邊帶導(dǎo)頻信息的功率信息，對(duì)頻偏信息進(jìn)行歸一化加權(quán)求和，設(shè)置一定的有 效頻偏波動(dòng)范圍，將當(dāng)前加權(quán)結(jié)果與鎖存的前一次加權(quán)結(jié)果進(jìn)行比較，擇有效進(jìn)行積分，積 分結(jié)果即粗載波恢復(fù)的頻偏校準(zhǔn)信息；
[0024] 所述第一變頻模塊用于依據(jù)加權(quán)鎖存積分模塊輸出的頻偏校準(zhǔn)信息完成準(zhǔn)復(fù)基 帶信號(hào)的粗載波偏移補(bǔ)償。
[0025] 依據(jù)上述特征，所述精載波恢復(fù)模塊包含第一鑒相模塊、第二鑒相模塊、加權(quán)比例 積分濾波模塊、第二變頻模塊、第五變頻模塊、第六變頻模塊；
[0026] 所述第一鑒相模塊接收第五變頻模塊輸出的經(jīng)過載波偏移補(bǔ)償?shù)纳线厧?dǎo)頻信 息，進(jìn)行限幅和極性翻轉(zhuǎn)，完成相位誤差信號(hào)的測(cè)量并輸出上邊帶導(dǎo)頻信息的鑒相結(jié)果；
[0027] 所述第二鑒相模塊接收第六變頻模塊輸出的經(jīng)過載波偏移補(bǔ)償?shù)南逻厧?dǎo)頻信 息，進(jìn)行限幅和極性翻轉(zhuǎn)，完成相位誤差信號(hào)的測(cè)量并輸出下邊帶導(dǎo)頻信息的鑒相結(jié)果； [002引所述加權(quán)比例積分濾波模塊用于實(shí)現(xiàn)環(huán)路濾波效果，分別接收第一鑒相模塊、第 二鑒相模塊輸出的上邊帶導(dǎo)頻信息、下邊帶導(dǎo)頻信息的鑒相結(jié)果W及第五變頻模塊、第六 變頻模塊輸出的經(jīng)過載波偏移補(bǔ)償?shù)纳线厧?dǎo)頻信息、下邊帶導(dǎo)頻信息，依據(jù)兩路導(dǎo)頻信 息的時(shí)域幅值，對(duì)鑒相結(jié)果進(jìn)行加權(quán)求和，得到歸一化的相位誤差信號(hào)，通過內(nèi)部移位寄存 器和積分器得到當(dāng)前輸入信號(hào)的載波頻相校準(zhǔn)信息；
[0029] 第二變頻模塊用于接收加權(quán)比例積分濾波模塊輸出的載波頻相校準(zhǔn)信息，對(duì)調(diào)制 數(shù)據(jù)信息進(jìn)行載波偏移補(bǔ)償，完成精載波偏移校準(zhǔn)；
[0030] 第五變頻模塊用于接收加權(quán)比例積分濾波模塊輸出的載波頻相校準(zhǔn)信息，對(duì)下邊 帶導(dǎo)頻信息進(jìn)行載波偏移補(bǔ)償；
[0031] 第六變頻模塊用于接收加權(quán)比例積分濾波模塊輸出的載波頻相校準(zhǔn)信息，對(duì)下邊 帶導(dǎo)頻信息進(jìn)行載波偏移補(bǔ)償；
[0032] 依據(jù)上述特征，所述第一鑒相模塊由限幅器和反相器構(gòu)成，限幅器對(duì)上邊帶導(dǎo)頻 信息的I路信號(hào)進(jìn)行限幅，得到± 1的輸出，反相器W限幅器輸出信號(hào)對(duì)上邊帶導(dǎo)頻信息的 Q路信號(hào)進(jìn)行極性翻轉(zhuǎn)，完成相位誤差信號(hào)的測(cè)量。
[0033] 依據(jù)上述特征，所述第二鑒相