一种航空无线通信双导频载波恢复装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及航空无线通信领域，尤其设及航空无线数字化宽带传输系统的载波恢 复设计，是一种面向航空无线信道环境提出的，基于粗、精两级结构并利用双导频实现载波 恢复的方法。 技术背景
[0002] 无线通信系统中收发信机的振荡器存在固有的频率和相位偏差，将引起收发信号 的载波存在频率和相位的偏差，此外，收发信机相对运动带来的多普勒效应将增大载波频 率的偏差。对于大部分的无线通信系统，收信机接收的信号必须通过载波恢复处理，使其载 波的频相与发信机发射信号的载波频相一致，才能确保信息被正确地恢复输出。现有的载 波恢复方式可分为两种；一是收信机直接从接收到的已调信号中提取载波，称为直接提取 法或自同步法；另一方法是发信机在发送数据信息的同时还发送较小功率的载波或导频信 息，称为插入导频法或外同步法。
[0003] 在航空无线通信中，航空飞行器的高速、高机动运动将会带来强烈、快速时变的多 普勒效应，传统的仅采用锁频锁相环恢复载波的技术在高动态环境下存在捕获速度与跟踪 精度之间的矛盾，较难同时满足动态能力与稳态性能的需求。
[0004] 此外，原理上利用单一导频信息就可W实现载波恢复，然而，在航空飞行器起降及 近地飞行阶段，可能存在强多径信号，信号频谱将出现很深的谷。当多径信号处于一定的延 迟或相位时，该单一导频有可能被大幅度衰减，W至无法实现载波恢复。针对单一导频信息 进行载波恢复的缺陷，出现了双导频信息进行载波恢复的技术，其在调制信号上下边带上 分别加上一个导频，利用双导频信息因多径干扰而同时大幅度衰减的可能性很小的特点， 提升载波恢复在多径信号干扰下的工作鲁椿性。
【发明内容】
[0005] 为解决高动态环境下，无线通信系统对载波恢复的收敛速度和精度提出的要求， 本发明提供了一种航空无线通信双导频载波恢复装置，用于提升载波恢复精度和稳定性 能。
[0006] 本发明的发明目的通过W下技术方案实现：
[0007] 一种航空无线通信双导频载波恢复装置，包含多级卷积级联滤波模块、粗载波恢 复模块、精载波恢复模块；
[000引所述多级卷积级联滤波模块根据粗载波恢复模块提供的粗载波恢复信息进行多 级卷积级联滤波，分别获得上边带导频信息、下边带导频信息和含导频信息的调制数据信 息；
[0009] 所述粗载波恢复模块对多级卷积级联滤波模块提供的上边带导频信息、下边带导 频信息进行鉴频及分析，控制完成准复基带信号的粗载波偏移补偿并将其输出至多级卷积 级联滤波板块；
[0010] 所述精载波恢复模块对多级卷积级联滤波模块提供的上边带导频信息、下边带导 频信息进行鉴相及分析，并根据鉴相及分析的结果对多级卷积级联滤波模块提供的调制数 据信息完成精载波偏移补偿输出复基带信号。
[0011] 依据上述特征，所述多级卷积级联滤波模块包含匹配根升余弦滤波器、高通滤波 器、正频滤波器、负频滤波器、第=变频模块、第四变频模块；
[0012] 所述匹配根升余弦滤波器用于抑制粗载波恢复信息的有效带宽外噪声，产生二路 含导频信息的调制数据信息，其中一路调制数据信息直接输出至精载波恢复模块，另一路 调制数据信息输出至高通滤波器；
[0013] 所述高通滤波器对调制数据信息的有效带宽内低频分量进行抑制，提取二路双导 频信息分别送入正频滤波器和负频滤波器；
[0014] 所述正频滤波器用于提取双导频信息中的准上边带导频信息；
[0015] 所述负频滤波器用于提取双导频信息中的准下边带导频信息；
[0016] 所述第=变频模块采用固定频率为将准上边带导频信息搬移至零频附近 输出上边带导频信息；
[0017] 所述第四变频模块采用固定频率为将准下边带导频信息搬移至零频附近 输出下边带导频信息；
[001引其中RsymbDl为理想信号有效带宽。
[0019] 依据上述特征，所述正频滤波器、负频滤波器均为希尔伯特变换器，利用90°的相 位偏移产生单边带导频信息。
[0020] 依据上述特征，所述粗载波恢复模块包含第一FFT鉴频模块、第二FFT鉴频模块、 加权锁存积分模块、第一变频模块；
[0021] 所述第一FFT鉴频模块接收多级卷积级联滤波模块输出的上边带导频信息，进行 CIC抽取滤波、缓存、FFT时频转换及频域分析，获得每段上边带导频信息的频偏信息及功 率信息；
[0022] 所述第二FFT鉴频模块接收多级卷积级联滤波模块输出的下边带导频信息，进行 CIC抽取滤波、缓存、FFT时频转换及频域分析，获得每段下边带导频信息的频偏信息及功 率信息；
[0023] 所述加权锁存积分模块用于依据第一FFT鉴频模块、第二FFT鉴频模块输出上边 带导频信息、下边带导频信息的功率信息，对频偏信息进行归一化加权求和，设置一定的有 效频偏波动范围，将当前加权结果与锁存的前一次加权结果进行比较，择有效进行积分，积 分结果即粗载波恢复的频偏校准信息；
[0024] 所述第一变频模块用于依据加权锁存积分模块输出的频偏校准信息完成准复基 带信号的粗载波偏移补偿。
[0025] 依据上述特征，所述精载波恢复模块包含第一鉴相模块、第二鉴相模块、加权比例 积分滤波模块、第二变频模块、第五变频模块、第六变频模块；
[0026] 所述第一鉴相模块接收第五变频模块输出的经过载波偏移补偿的上边带导频信 息，进行限幅和极性翻转，完成相位误差信号的测量并输出上边带导频信息的鉴相结果；
[0027] 所述第二鉴相模块接收第六变频模块输出的经过载波偏移补偿的下边带导频信 息，进行限幅和极性翻转，完成相位误差信号的测量并输出下边带导频信息的鉴相结果； [002引所述加权比例积分滤波模块用于实现环路滤波效果，分别接收第一鉴相模块、第 二鉴相模块输出的上边带导频信息、下边带导频信息的鉴相结果W及第五变频模块、第六 变频模块输出的经过载波偏移补偿的上边带导频信息、下边带导频信息，依据两路导频信 息的时域幅值，对鉴相结果进行加权求和，得到归一化的相位误差信号，通过内部移位寄存 器和积分器得到当前输入信号的载波频相校准信息；
[0029] 第二变频模块用于接收加权比例积分滤波模块输出的载波频相校准信息，对调制 数据信息进行载波偏移补偿，完成精载波偏移校准；
[0030] 第五变频模块用于接收加权比例积分滤波模块输出的载波频相校准信息，对下边 带导频信息进行载波偏移补偿；
[0031] 第六变频模块用于接收加权比例积分滤波模块输出的载波频相校准信息，对下边 带导频信息进行载波偏移补偿；
[0032] 依据上述特征，所述第一鉴相模块由限幅器和反相器构成，限幅器对上边带导频 信息的I路信号进行限幅，得到± 1的输出，反相器W限幅器输出信号对上边带导频信息的 Q路信号进行极性翻转，完成相位误差信号的测量。
[0033] 依据上述特征，所述第二鉴相