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一种基于 信噪比估计的解调锁定判决方法

阅读：791发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种基于信噪比估计的解调锁定判决方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于信噪比估计的解调锁定判决方法，使用数字信号解调过程中的数字下变频数据，进行信噪比估计，在此基础上，通过统计星座图的发散程度，与信噪比之间的对应关系，判定当前解调是否锁定，同时，判定当前锁定是否正常。本发明由于已经判定了数字下变频数据的信噪比，因此建立了信噪比与星座图发散状态之间的联系。如果在某一信噪比下，对应的星座图发散度不一致，此时传统方法可能判断已经锁定。但是使用本发明，能够发现信噪比和发散度之间的差异。使用本发明，能够更好的指导解调环路的参数调整，从而更加有利于解调性能的提升。，下面是一种基于信噪比估计的解调锁定判决方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于信噪比估计的解调锁定判决方法，其特征在于，使用数字信号解调过程中的数字下变频数据，进行信噪比估计，在此基础上，通过统计星座图的发散程度，与信噪比之间的对应关系，判定当前解调是否锁定，同时，判定当前锁定是否正常。
2.根据权利要求1所述的一种基于信噪比估计的解调锁定判决方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)计算机通过模拟量输入通道AI和开关量输入通道DI采集解调过程中的实时数字下变频数据，然后进行计算，最后发出控制信号，并通过模拟量输出通道AO和开关量输出通道DO直接控制生产过程，进行信噪比估计；(2)计算解调星座图数据的重心，并统计其发散性；(3)建立不同调制方式下，信噪比——误码率——误差向量幅度EVM之间的对应关系表，并判断步骤(1)、(2)计算出的信噪比、误差向量幅度EVM数值之间关系，是否满足该对应关系表，如果满足，则认为解调锁定，如果不满足，则认为解调出现异常。
3.根据权利要求2所述的一种基于信噪比估计的解调锁定判决方法，其特征在于，所述步骤(1)中计算机通过模拟量输入通道AI和开关量输入通道DI采集解调过程中的实时数字下变频数据，然后进行计算的方法为：计算数字下变频数据的自相关矩阵，并对该矩阵进行奇异值分解，找到对角矩阵主对角线上的第一、第二个数值，并计算这两个数值的比值，该比值对应于信噪比。
4.根据权利要求3所述的一种基于信噪比估计的解调锁定判决方法，其特征在于，所述步骤(2)中计算解调星座图数据的重心的方法是：根据不同调制方式的星座图重心分布状况，通过二阶及高阶统计量，计算出其重心的统计数值。
5.根据权利要求4所述的一种基于信噪比估计的解调锁定判决方法，其特征在于，在计算解调星座图数据重心的基础上，计算星座图的发散性度量。
6.根据权利要求5所述的一种基于信噪比估计的解调锁定判决方法，其特征在于，所述发散性度量，使用误差向量幅度EVM的计算方法进行计算。

说明书全文

一种基于信噪比估计的解调锁定判决方法

技术领域

[0001] 本发明涉及信号处理领域，具体是一种基于信噪比估计的解调锁定判决方法。

背景技术

[0002] 一般数字信号解调，例如卫星通信中的PSK、QAM类信号，都会用星座图来展示解调效果。如果解调结果处于锁定状态(即时钟、载波均实现同步)，则星座图比较收敛。

[0003] 解调锁定的判决，在很多场合下非常重要。例如具有自动参数扫描功能的解调器，需要使用锁定的判决结果，来指示设备是否进行参数扫描。

[0004] 在载波锁定状态下，如果载波环路参数不佳，会造成星座图的星座点不够圆(呈现成长条状)；在时钟锁定状态下，如果时钟环路参数不佳，会造成星座图的星座点过大(不够收敛)。

[0005] 中国专利局公开了几种方法，具体如下：

[0006] 中国专利号为201711286810.8，名称为16QAM载波同步环路同步锁定检测方法中，针对16QAM信号载波环路输出的I、Q信号，通过计算其其归一化高阶矩，与阈值作比较，从而判定是否锁定，如果环路没有锁定，则可以初始化FPGA的锁定环路，重新开始锁定。

[0007] 中国专利号为201110306868.0，名称为适用于多种调制模式下的锁定检测方法中，针对传统解调锁定判决，采用固定检测门限的方法，该技术方案采用了动态门限的计算方法。能够适用于多种调制方式(文献中指出BPSK、QPSK、UQPSK调制方式)。该方案分别计算输入的中频信号能量和载波环路输出信号能量。将中频信号能量作为载波环路锁定检测的门限。通过比较载波环路输出能量与门限，判定解调载波环路是否处于锁定状态。对于时钟恢复环路，通过计算时钟恢复出来的峰值点信号能量和过零点信号能量，比较二者大小，判定时钟环路是否处于锁定状态。

[0008] 中国专利号为201510695126.X，名称为宽带接收信号位同步锁定的判决方法，该方案根据调制方式(QPSK、8PSK、16QAM三种)的星座图映射点，建立一个星座图模板。并按照权值围绕星座图映射点画一个圆圈。对解调后的星座图统计落在圈内、外的映射点数量。通过比较圈内、外星座点数量，判定是否锁定。

[0009] 上述传统的锁定判定方法，虽然能够判断解调锁定的基本状态，却无法判定锁定效果如何。

发明内容

[0010] 本发明的目的在于提供一种，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0011] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0012] 一种基于信噪比估计的解调锁定判决方法，使用数字信号解调过程中的数字下变频数据，进行信噪比估计，在此基础上，通过统计星座图的发散程度，与信噪比之间的对应关系，判定当前解调是否锁定，同时，判定当前锁定是否正常。

[0013] 作为本发明再进一步的优选方案：判决方法包括如下步骤：(1)计算机通过模拟量输入通道AI和开关量输入通道DI采集解调过程中的实时数字下变频数据，然后进行计算，最后发出控制信号，并通过模拟量输出通道AO和开关量输出通道DO直接控制生产过程，进行信噪比估计；(2)计算解调星座图数据的重心，并统计其发散性；(3)建立不同调制方式下，信噪比——误码率——误差向量幅度EVM之间的对应关系表，并判断步骤(1)、(2)计算出的信噪比、误差向量幅度EVM数值之间关系，是否满足该对应关系表，如果满足，则认为解调锁定，如果不满足，则认为解调出现异常。

[0014] 作为本发明再进一步的优选方案：所述步骤(1)中计算机通过模拟量输入通道AI和开关量输入通道DI采集解调过程中的实时数字下变频数据，然后进行计算的方法为：计算数字下变频数据的自相关矩阵，并对该矩阵进行奇异值分解，找到对角矩阵主对角线上的第一、第二个数值，并计算这两个数值的比值，该比值对应于信噪比。

[0015] 作为本发明再进一步的优选方案：所述步骤(2)中计算解调星座图数据的重心的方法是：根据不同调制方式的星座图重心分布状况，通过二阶及高阶统计量，计算出其重心的统计数值。

[0016] 作为本发明再进一步的优选方案：在计算解调星座图数据重心的基础上，计算星座图的发散性度量。

[0017] 作为本发明再进一步的优选方案：所述发散性度量，使用误差向量幅度EVM的计算方法进行计算。

[0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明由于已经判定了数字下变频数据的信噪比，因此建立了信噪比与星座图发散状态之间的联系。如果在某一信噪比下，对应的星座图发散度不一致，此时传统方法可能判断已经锁定。但是使用本发明，能够发现信噪比和发散度之间的差异。使用本发明，能够更好的指导解调环路的参数调整，从而更加有利于解调性能的提升。附图说明

[0019] 图1为本发明基于信噪比估计的解调锁定判决方法的流程示意图。

具体实施方式

[0020] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0021] 请参阅图1，本发明实施例中，一种基于信噪比估计的解调锁定判决方法，使用数字信号解调过程中的数字下变频数据(DDC)，进行信噪比估计，在此基础上，通过统计星座图的发散程度，与信噪比之间的对应关系，判定当前解调是否锁定，同时，也可以指出当前锁定是否正常。

[0022] 作为本发明再进一步的优选方案，所述判决方法包括如下步骤：

[0023] (1)计算机通过模拟量输入通道AI和开关量输入通道DI采集解调过程中的实时数字下变频数据(DDC)，然后进行计算(计算数字下变频数据的自相关矩阵，并对该矩阵进行奇异值分解，找到对角矩阵主对角线上的第一、第二个数值，并计算这两个数值的比值，该比值对应于信噪比)，最后发出控制信号，并通过模拟量输出通道AO和开关量输出通道DO直接控制生产过程，进行信噪比估计；

[0024] (2)计算解调星座图数据的重心，并统计其发散性；

[0025] 计算重心的方法是，根据不同调制方式的星座图重心分布状况，通过二阶及高阶统计量，计算出其重心的统计数值。由于采用了高阶累积量，可以避免白噪声带来的影响。

[0026] 在重心计算的基础上，计算星座图的发散性度量。该发散性度量，可以使用误差向量幅度EVM的计算方法进行计算。

[0027] (3)建立不同调制方式下，信噪比——误码率——误差向量幅度EVM之间的对应关系表，并判断步骤(1)、(2)计算出的信噪比、误差向量幅度EVM数值之间关系，是否满足该对应关系表，如果满足，则认为解调锁定，如果不满足，则认为解调出现异常。

[0028] 综上所述，本发明由于已经判定了数字下变频数据的信噪比，因此建立了信噪比与星座图发散状态之间的联系。如果在某一信噪比下，对应的星座图发散度不一致，此时传统方法可能判断已经锁定。但是使用本发明，能够发现信噪比和发散度之间的差异。使用本发明，能够更好的指导解调环路的参数调整，从而更加有利于解调性能的提升。

[0029] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

[0030] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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