一种针对二进制频移键控信号的载波提取新方法

摘要

本发明属于电子信息技术领域中的通信技术领域，涉及到通信原理和信号处理学科，具体涉及一种针对二进制频移键控（Binary Frequency Shift Keying，简称2FSK）信号的载波提取新方法；该模块的输入信号有两种，一种是接收到的2FSK调制信号，另一种是位同步信号，输出的是连续的中心载波信号，该中心载波信号；其有益效果是：能够实现连续的载波误差检测，从而得到精度更高的相干载波。

主权项

一种针对二进制频移键控信号的载波提取新方法，其特征在于，具体方法如下：1)使用矢量信号发生器产生一个数字基带信号为0码和1码交替出现的2FSK调制信号；2)将测试信号分成两路，一路接入载波提取模块的输入接口，一路接入相干解调器的输入端；3)抽样判决器输出的位同步信号接入载波提取模块的数据接口；4)载波提取模块的输出接口接入到相干解调器；5)采用示波器观察抽样判决模块的输出接口，得到交替出现的0码和1码；6)采用示波器观察载波提取模块的输出接口，得到与矢量信号发生器产生频率的中心频点同频同相并稳定跟踪的载波中心频率；针对二进制频移键控信号的载波提取方法是由载波提取模块实现，该模块的输入信号有两种，一种是接收到的2FSK调制信号，另一种是位同步信号，输出的是连续的中心载波信号，该中心载波信号f_c＝(f₁+f₂)/2；载波提取模块中的数控振荡器首先产生存在一定相位误差的中心载波信号，将该信号分为两路，其中一路通过90°移相模块，从而得到两路正交中心载波信号，再分别与接收到的2FSK调制信号进行相乘运算，得到的结果分别经过一个带通滤波器，滤除相乘运算得到的高频分量，得到包含中心载频相位误差信息的两路正交信号，再经过一个鉴相器模块，就可以得到数控振荡器产生的中心载频与2FSK调制信号中对应的中心载频之间存在的误差信息，该信息的数学模型如公式(a)所示：$f_{\theta }\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}\sin [2{\mathrm{\Delta \omega }}_{half}t+2\theta ]& {\alpha }_k=-1\\ \sin [2{\mathrm{\Delta \omega }}_{half}t+(\pi -2\theta )]& {\alpha }_k=+1\end{array}\right.---\left(a\right)$其中，f_θ(t)为鉴相器输出的相位误差信号、Δω_half为数字基带信号对应的两个频点与中心载波频率之间的频率差值，即Δω_half＝|f₁‑f_c|＝|f₂‑f_c|、θ为数控振荡器产生的中心载频与2FSK调制信号中对应的中心载频之间的相位误差、α_k为当时的数字基带信号取值；为了消除公式(a)中包含频差信息Δω_half，将相位误差信号分成两路，其中一路通过一个延时器，该延时器的延时时常由输入的位同步信号控制，之后，将这两路信号通过一个乘法器，接着再经过一个环路滤波器滤除高频分量，就得到只包含相位误差信息的控制信号，该信号的数学模型如公式(b)所示：$f_{\theta L}\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}-\frac{1}{2}& {\alpha }_k={\alpha }_{k-1}\\ \pm \frac{1}{2}sin\left(4\theta \right)& {\alpha }_k\ne {\alpha }_{k-1}\end{array}\right.---\left(b\right)$其中，f_θL(t)为最终得到的相位误差控制信号，可以看出该信号中只包含数控振荡器产生的中心载频与2FSK调制信号中对应的中心载频之间的相位误差信息θ；最后该相位误差控制信号用来控制数控振荡器，从而使得载波提取模块输出的中心载波信号跟接收到的2FSK调制信号中的中心载波信号实现同频同相的目的。