一种应答机的数据解调方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种数据解调方法，可用于应答机数据通信。

背景技术

雷达和应答机构成询问应答式二次雷达系统，应答机装在飞机，雷达位于地面。雷达向应答机周期性发射询问信号，应答机接收询问信号，对其进行判断和处理，产生应答信号并向雷达回复应答信号，雷达根据应答信号的到达时间和内容，测量飞机相对于雷达的距离、方位和俯仰角度三维数据，雷达将数据进行二进制相移键控BPSK调制后发射给应答机，应答机接收信号，解调出数据，解码数据得到数据信息，送给飞机帮助其导航定位。

飞机接收到的BPSK调相信号，其幅度做归一化后的数学模型是S(n)＝cosΦ

基于希尔伯特变换的方法解调BPSK调相信号是两路并行工作，即第Ⅰ路对接收信号进行希尔伯特变换，输出幅度不变而相位移相90°的信号，生成正交信号

当相位差Φ

在基于希尔伯特变换的解调方法中，在建立码元同步后，为时刻保持码元同步还需采取码元同步的跟踪措施，例如开环/闭环码元同步法，因为码元定时误差的累积及多普勒频移等因素将导致码元失步，造成解调数据出错，因而需要在码元失步后重新建立码元同步。

现有方法在码元同步重建过程中，是将上述建立码元同步的方法重新做一遍，该方法如果长时间未出现码元的切换点，就无法建立码元同步，导致无法解调数据。为解决此问题，研究者提出了两种解决方法，一种是加扰解扰法，二是前导码辅助法，其中：

加扰解扰法，是在发射端用伪随机码对数据加白噪声，在接收端对解调得到的数据去白噪声，因为白噪声是随机信号，不会长时间恒定不变，因此该方法能达成码元同步的建立，但其缺点是处理过程复杂，增加解调时间；

前导码辅助法，是在数据码元之前增加一串1、0相间的前导码元，以实现码元同步的建立，但由于其还需采取码元同步的跟踪措施，因而实现电路复化。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，基于希尔伯特变换，提出一种应答机的数据解调方法，以避免码元同步的建立和跟踪，简化调相数据信号的解调过程，提高解调效率。

实现本发明目的技术关键是，运用三角函数运算去代替码元同步的建立和跟踪，简化调相数据信号的解调过程，避免电路复化。其实现步骤包括如下：

(1)雷达发射信号二进制相移键控BPSK调相信号，应答机接收到与雷达发射信号有相位差φ的信号：

(2)对正交信号及同相信号按照正弦二倍角公式2sinacosa＝sin2a进行运算，得到载波相位θ

(3)对正交信号及同相信号按照余弦二倍角公式cos

(4)根据同相信号、正交信号、载波相位θ

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明由于运用三角函数运算实现对二进制相移键控调相信号的解调，即基于希尔伯特变换并延时对齐相位，得到正交信号和同相信号，然后采取乘、减法运算以及二分频的方式，得到载波相位的正弦波及余弦波，最后对这四个信号乘、加法运算，消去载波相位，提取数据，因而不需要码元同步的建立和跟踪，极大地降低了电路的设计复杂度，节省了硬件资源，提高了解调效率。

附图说明

图1雷达和应答机的工作示意图；

图2是本发明的原理框图；

图3是本发明的实现示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

参照图1，雷达和应答机构成询问应答式二次雷达系统，应答机装在飞机上，雷达位于地面。雷达向应答机周期性发射询问信号，应答机接收询问信号，对其进行判断和处理，产生应答信号并向雷达回复应答信号。雷达将数据进行二进制相移键控BPSK调制后发射给应答机，应答机接收信号，解调出数据送给飞机。

参照图2，本实例应答机的数据解调原理如下：

应答机接收与雷达发射信号存在相位差的信号，通过对其接收信号的不同处理，得到接收的正交信号和同相信号；通过对正交信号与同相信号的运算及二分频处理，得到载波相位的正弦波及余弦波，通过对正交信号、同相信号、载波相位的正弦波及载波相位余弦波对这四个信号的运算，消去载波相位，提取出解调数据。

参照图3，本实例应答机的数据解调实现步骤如下：

步骤1，应答机产生正交信号及同相信号。

1.1)应答机接收雷达的发射信号：

雷达的发射信号是二进制相移键控BPSK调相信号，经空间传输，应答机接收到的信号为与其有相位差的接收：

其中，θ

1.2)对应答机接收到的信号进行处理，生成两路信号：

将对应答的接收信号M(n)cosθ

将对应答的接收信号M(n)cosθ

步骤2，对正交信号和同相信号分别进行处理，得到二倍相位2θ

2.1)得到二倍相位2θ

将同相信号M(n)cosθ

将正交信号M(n)sinθ

将同相信号2M(n)cosθ

2M(n)cosθ

2.2)得到二倍相位2θ

将同相信号M(n)cosθ

将正交信号M(n)sinθ

将同相信号M

M

步骤3，根据二倍相位2θ

对二倍相位2θ

对二倍相位2θ

步骤4，从载波相位θ

将同相信号M(n)cosθ

M(n)cosθ

将解调后的数据解码得到数据信息，通过数据串口送给飞机的飞行管理系统，帮助飞机进行导航定位。

以上描述仅是本发明的一个具体实例，不构成对本发明的任何限制，显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修正和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。