适用于大多普勒场景下的FSK-FM解调方法及装置与流程

本说明书实施例涉及信号处理，特别涉及适用于大多普勒场景下的fsk-fm解调方法。

背景技术：

1、航天飞行器遥测链路常采用fsk-fm二次调制传输遥测数据，飞行器飞行过程中与地面站存在持续相对运动，由此产生的多普勒效应会造成载波频率偏移，破坏fsk-fm的调制特征。地面接收设备需要测算多普勒频移并开展补偿处理，消除运动带来的信号失真，确保遥测数据准确解调、测控链路连续可靠。

2、目前针对大多普勒场景下，尚无较好的方案。

技术实现思路

1、有鉴于此，本说明书实施例提供了适用于大多普勒场景下的fsk-fm解调方法。本说明书一个或者多个实施例同时涉及适用于大多普勒场景下的fsk-fm解调装置，一种计算设备，一种计算机可读存储介质以及一种计算机程序，以解决现有技术中存在的技术缺陷。

2、根据本说明书实施例的第一方面，提供了一种适用于大多普勒场景下的fsk-fm解调方法，包括：

3、获取接收到的中频信号，对中频信号进行下变频处理，得到基带信号；

4、基于系统时钟配置主自动频率控制环路的环路参数，利用主自动频率控制环路对基带信号进行多普勒补偿，得到补偿后的主环输出信号；

5、对补偿后的主环输出信号进行功率归一化处理，得到归一化信号；

6、基于系统时钟和积分倍数配置副自动频率控制环路的环路参数，利用副自动频率控制环路对归一化信号进行残留多普勒补偿，得到补偿后的副环输出信号；

7、对补偿后的副环输出信号进行判决处理，得到解调信号。

8、在一种可能的实现方式中，基于系统时钟配置主自动频率控制环路的环路参数，包括：

9、根据系统时钟计算主环环路滤波器的环路系数，主环环路滤波器的环路系数包含第一比例系数和第一积分系数，第一比例系数和第一积分系数根据环路带宽确定，环路带宽能够根据工程应用进行调整。

10、在一种可能的实现方式中，利用主自动频率控制环路对基带信号进行多普勒补偿，包括：

11、将基带信号输入鉴相器，鉴相器根据当前时刻输入信号的虚部和实部以及延迟一个系统时钟周期后的输入信号的虚部和实部进行鉴相处理，得到主环鉴相误差；

12、将主环鉴相误差输入主环环路滤波器，主环环路滤波器根据第一比例系数和第一积分系数对主环鉴相误差进行滤波处理，得到主环滤波后的鉴相误差；

13、将主环滤波后的鉴相误差送入下变频器，以对基带信号进行多普勒频率补偿。

14、在一种可能的实现方式中，基于系统时钟和积分倍数配置副自动频率控制环路的环路参数，包括：

15、根据系统时钟计算副环环路滤波器的环路系数，副环环路滤波器的环路系数包含第二比例系数和第二积分系数，第二比例系数和第二积分系数根据环路带宽确定，环路带宽根据工程应用进行调整。

16、在一种可能的实现方式中，利用副自动频率控制环路对归一化信号进行残留多普勒补偿，包括：

17、将归一化信号分别下变频至第一频点支路和第二频点支路；

18、将第一频点支路信号和第二频点支路信号分别输入对应的鉴相器，各鉴相器根据当前时刻输入信号的虚部和实部以及延迟一个系统时钟周期后的输入信号的虚部和实部分别进行鉴相处理，得到第一支路鉴相误差和第二支路鉴相误差；

19、将第一支路鉴相误差和第二支路鉴相误差输入副环环路滤波器，副环环路滤波器根据第二比例系数和第二积分系数对第一支路鉴相误差和第二支路鉴相误差进行滤波处理，得到副环滤波后的鉴相误差；

20、将副环滤波后的鉴相误差送入下变频器，以对归一化信号进行残留多普勒频率补偿。

21、在一种可能的实现方式中，副环环路滤波器对第一支路鉴相误差和第二支路鉴相误差进行滤波处理时，第二比例系数和第二积分系数分别独立地与对应的鉴相误差相乘后累加，得到各支路对应的滤波后鉴相误差。

22、在一种可能的实现方式中，其特征在于，主自动频率控制环路用于补偿基带信号中的大部分多普勒频移，副自动频率控制环路用于补偿归一化信号中的残留多普勒频移；

23、方法还包括：

24、根据信号速率设计抽取级数，完成对基带信号的数据降速处理。

25、根据本说明书实施例的第二方面，提供了一种适用于大多普勒场景下的fsk-fm解调装置，包括：

26、数据获取模块，被配置为获取接收到的中频信号，对中频信号进行下变频处理，得到基带信号；

27、第一补偿模块，被配置为基于系统时钟配置主自动频率控制环路的环路参数，利用主自动频率控制环路对基带信号进行多普勒补偿，得到补偿后的主环输出信号；

28、归一化模块，被配置为对补偿后的主环输出信号进行功率归一化处理，得到归一化信号；

29、第二补偿模块，被配置为基于系统时钟和积分倍数配置副自动频率控制环路的环路参数，利用副自动频率控制环路对归一化信号进行残留多普勒补偿，得到补偿后的副环输出信号；

30、信号解调模块，被配置为对补偿后的副环输出信号进行判决处理，得到解调信号。

31、根据本说明书实施例的第三方面，提供了一种计算设备，包括：

32、存储器和处理器；

33、所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现上述适用于大多普勒场景下的fsk-fm解调方法的步骤。

34、根据本说明书实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该指令被处理器执行时实现上述适用于大多普勒场景下的fsk-fm解调方法的步骤。

35、根据本说明书实施例的第五方面，提供了一种计算机程序，其中，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行上述适用于大多普勒场景下的fsk-fm解调方法的步骤。

36、本说明书实施例提供适用于大多普勒场景下的fsk-fm解调方法及装置，其中所述适用于大多普勒场景下的fsk-fm解调方法包括：采用双自动频率控制环路级联架构：接收中频信号经下变频得到基带信号后，先由主自动频率控制环路根据系统时钟配置的环路参数进行多普勒粗补偿，再对补偿后信号进行功率归一化处理，然后由副自动频率控制环路根据系统时钟和积分倍数配置的环路参数进行残留多普勒精补偿，最后经判决输出解调信号。副环路的两个频点支路分别独立鉴相并经环路滤波后合并驱动本地载波，实现对残余频偏的精细跟踪。本发明能够有效扩展多普勒容限范围，提升高速相对运动场景下遥测链路的解调可靠性和链路连续性。

1.一种适用于大多普勒场景下的fsk-fm解调方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的适用于大多普勒场景下的fsk-fm解调方法，其特征在于，所述基于系统时钟配置主自动频率控制环路的环路参数，包括：

3.根据权利要求2所述的适用于大多普勒场景下的fsk-fm解调方法，其特征在于，所述利用所述主自动频率控制环路对所述基带信号进行多普勒补偿，包括：

4.根据权利要求1所述的适用于大多普勒场景下的fsk-fm解调方法，其特征在于，所述基于所述系统时钟和积分倍数配置副自动频率控制环路的环路参数，包括：

5.根据权利要求4所述的适用于大多普勒场景下的fsk-fm解调方法，其特征在于，所述利用所述副自动频率控制环路对所述归一化信号进行残留多普勒补偿，包括：

6.根据权利要求5所述的适用于大多普勒场景下的fsk-fm解调方法，其特征在于，所述副环环路滤波器对所述第一支路鉴相误差和所述第二支路鉴相误差进行滤波处理时，所述第二比例系数和所述第二积分系数分别独立地与对应的鉴相误差相乘后累加，得到各支路对应的滤波后鉴相误差。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的适用于大多普勒场景下的fsk-fm解调方法，其特征在于，所述主自动频率控制环路用于补偿所述基带信号中的大部分多普勒频移，所述副自动频率控制环路用于补偿所述归一化信号中的残留多普勒频移；

8.一种适用于大多普勒场景下的fsk-fm解调装置，其特征在于，包括：

9.一种计算设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至7任意一项所述适用于大多普勒场景下的fsk-fm解调方法的步骤。