一種快捷的msk通信檢測解調方法

一種快捷的msk通信檢測解調方法
【專利摘要】本發明公開了一種快捷的MSK通信檢測解調方法，種MSK通信簡單快速檢測與信息盲解調還原方法，用戶根據對一定無線電環境中監視/偵察接收機輸出信號的分析與關鍵參數提取，實現對目標通信存在與否的判斷和完成對有信息的解調還原。其具體實現包括以下步驟：非協作接收機對有關頻段進行搜索掃描，計算復雜度低，軟硬件易于實現，同時在此基礎上的信息盲解調還原是一種非相干檢測方法，該方法通過實現對未知信息的解調還原，避免了載波相位同步的復雜運算處理，同時對系統載頻估計精度要求低，允許載頻估計存在一定的誤差，并能適應實際通信中工作頻率可能存在偏移和非協作通信接收的低信噪比要求。
【專利說明】—種快捷的MSK通信檢測解調方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種MSK通信非協作檢測解調方法，尤其涉及的是，一種快捷的MSK通Ih檢測解調方法。
【背景技術】
[0002]現有的MSK非協作檢測處理方法特征如下:1)利用循環統計量實施檢測，算法復雜，計算量大；2)利用低通基帶信號碼元變換存在突變的特點，通過小波變換檢測信號奇異點的方法提取比特同步信息，算法實現復雜；3 )采用比特延遲相乘的方法進行差分檢測，算法對噪聲的抵御能力弱，不能適應非協作通信檢測的低信噪比要求，且信息解調還原誤碼率高；4)大多檢測處理只是針對MSK通信檢測處理的某一個方面進行，不能形成完整而有效的通信檢測與信息解調還原方案。現有方案需要改進。

【發明內容】

[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種新的快捷的MSK通信檢測解調方法。
[0004]本發明的技術方案如下:一種快捷的MSK通信檢測解調方法，具體方法特征如下: 本發明要解決的技術問題是提供一種可操作性強、系統且高效的MSK通信檢測解調處
理方法。
[0005]本發明所提方法的具體實現步驟如下:
1)系統初始化并展開對目標頻段的掃描，對經由射頻前端進入系統的信號進行初步的放大；
2)模數轉換獲得數字化信號；
3)實施延遲相乘運算處理；
4)執行高通濾波處理，獲得高頻信號成分；
5)實施傅里葉變換，獲得信號的頻譜；
6)在頻域搜索，如果沒有發現兩條幅值接近的明顯的離散譜線，則轉步驟I)，如果發現則進入下一步；
7)通過兩條離散譜線所處的位置估計系統載頻/,，通過計算二者之間的頻域間隔估計比特速率；
8)對“步驟2)”所得的數字化信號做平方運算；
9)將“步驟8)”處理所得的信號分為并行的兩路，用兩個中心頻率為/,=2/,+//2和/,=2/,-//2的帶通濾波器分別進行濾波處理；
10)將兩路數據分別緩存并分別執行滑動STFT；
11)搜索STFT結果序列的峰值，并檢查何時取得最大峰值，最大峰值獲得時的STFT數據分段起始位置即是比特的同步位置，將此信息反饋到緩存器，當有一路信號的STFT取得最大峰值時將兩路信號的STFT結果序列的峰值對比，若/,=2/,+//2峰值大則輸出碼元為1，反之為O。[0006]一種快捷的MSK通信檢測解調方法，具體方法特征如下:
(O通過簡單的延遲相乘或平方處理凸顯信號特征，算法處理簡單，易于實現；
(2)通過濾波處理降低噪聲對于檢測接收的不利影響，增強了算法對于非協作環境的適應性，同時濾波處理技術成熟，軟或硬件實現均有可直接運用的范本；
(3)使用傅里葉變換發現和提取通信特征，技術思想簡單并有快速計算方法FFT可以利用，軟/硬件實現簡單；
(4)依據延遲相乘信號的高頻部分明顯存在兩條幅值接近的離散譜線這一特征實施檢測，算法搜索處理簡單，且同時可以完成對于系統載頻和比特速率的估計，就非協作的通信監視檢測來說具有典型的高效快捷特征；
(5)通過平方運算消除MSK通信中附加相位對于載波調制的不利影響，從而形成純粹的正弦信號，信號能量高度集中，易于提取分離；
(6)通過使用兩個帶通濾波器隔離信號，有效地避免了后繼信號運算處理中兩個頻率不同的正弦信號在頻域分辨率低的情況下進行檢測判斷所存在的模糊性；
(7)使用STFT提取和發現頻域特征，算法實現簡單、計算量小，且物理意義明顯；
(8)通過對兩路并行信號的STFT變換處理結果的峰值搜索對比實現信息的解調還原和比特同步，對應的計算處理簡單高效且對于噪聲具有較強的免疫力；；
(9)整個通信檢測與信息解調還原算法自成一個完整的方案，可以在現代先進的信號處理芯片中完成，也可以通過軟件的方式實現，檢測處理能夠滿足實際通信檢測的實時性要求。
[0007]采用上述方案，本發明通過場景選擇與場景輸出，然后根據場景信息輸出語音，教學靈活，千變萬化，寓教于樂，互動感很強，使得外語教學不再是枯燥的課程，還可以形成課堂游戲，并且適用于各種不同外語，市場前景較好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發明的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0009]為了便于理解本發明，下面結合附圖和具體實施例，對本發明進行更詳細的說明。本說明書及其附圖中給出了本發明的較佳的實施例，但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本說明書所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。
[0010]需要說明的是，當某一元件固定于另一個元件，包括將該元件直接固定于該另一個元件,或者將該元件通過至少一個居中的其它元件固定于該另一個元件。當一個元件連接另一個元件，包括將該元件直接連接到該另一個元件，或者將該元件通過至少一個居中的其它元件連接到該另一個元件。
[0011]如圖1所示，本發明提供了一種MSK通信簡單快速檢測與信息盲解調還原方法，用戶根據對一定無線電環境中監視/偵察接收機輸出信號的分析與關鍵參數提取，實現對目標通信存在與否的判斷和完成對有信息的解調還原。其具體實現包括以下步驟:非協作接收機對有關頻段進行搜索掃描，接收機內部處理電路/芯片對接收機射頻前端輸出執行放大、模數(A/D)轉換與延遲相乘處理，對延遲相乘處理后的信號執行高通濾波處理，對所得高通信號執行傅里葉變換，搜索判斷變換結果中是否明顯存在兩條幅值相當的離散譜線，如果不存在則說明沒有發現MSK通信存在，需要繼續進行搜索監視，如果明顯存在兩條幅值相當的離散譜線，則說明有MSK通信存在，此時需要根據兩條離散譜線所對應的頻率軸位置估計系統載頻和比特速率/；，同時對接收機前端放大輸出信號執行平方運算，并分兩路分別進行帶通濾波(濾波器通帶中心頻率依次為^=2/,+//2和4=2/,-//2)并實施數據緩存，而后通過計算、搜索及比較兩路信號STFT峰值的方法實現對MSK通信信息的盲解調還原。所提方法的優點:通過延遲相乘、濾波與傅里葉變換分析實現對MSK通信的存在性檢測和達成對系統載頻與比特速率的估計，計算復雜度低，軟硬件易于實現，同時在此基礎上的信息盲解調還原是一種非相干檢測方法，該方法通過STFT對比分析MSK通信在一個比特周期內是取高頻點(/,)還是取低頻點(S2)的方式實現對未知信息的解調還原，避免了載波相位同步的復雜運算處理，同時對系統載頻估計精度要求低，允許載頻估計存在一定的誤差，并能適應實際通信中工作頻率可能存在偏移和非協作通信接收的低信噪比要求。
[0012]一種快捷的MSK通信檢測解調方法，具體方法如下:
(O通過簡單的延遲相乘或平方處理凸顯信號特征，算法處理簡單，易于實現；
(2)通過濾波處理降低噪聲對于檢測接收的不利影響，增強了算法對于非協作環境的適應性，同時濾波處理技術成熟，軟或硬件實現均有可直接運用的范本；
(3)使用傅里葉變換 發現和提取通信特征，技術思想簡單并有快速計算方法FFT可以利用，軟/硬件實現簡單；
(4)依據延遲相乘信號的高頻部分明顯存在兩條幅值接近的離散譜線這一特征實施檢測，算法搜索處理簡單，且同時可以完成對于系統載頻和比特速率的估計，就非協作的通信監視檢測來說具有典型的高效快捷特征；
(5)通過平方運算消除MSK通信中附加相位對于載波調制的不利影響，從而形成純粹的正弦信號，信號能量高度集中，易于提取分離；
(6)通過使用兩個帶通濾波器隔離信號，有效地避免了后繼信號運算處理中兩個頻率不同的正弦信號在頻域分辨率低的情況下進行檢測判斷所存在的模糊性；
(7)使用STFT提取和發現頻域特征，算法實現簡單、計算量小，且物理意義明顯；
(8)通過對兩路并行信號的STFT變換處理結果的峰值搜索對比實現信息的解調還原和比特同步，對應的計算處理簡單高效且對于噪聲具有較強的免疫力；；
(9)整個通信檢測與信息解調還原算法自成一個完整的方案，可以在現代先進的信號處理芯片中完成，也可以通過軟件的方式實現，檢測處理能夠滿足實際通信檢測的實時性要求。
[0013]本發明要解決的技術問題是提供一種可操作性強、系統且高效的MSK通信檢測解調處理方法。
[0014]本發明所提方法的具體實現步驟如下:
1)系統初始化并展開對目標頻段的掃描，對經由射頻前端進入系統的信號進行初步的放大；
2)模數轉換獲得數字化信號；
3)實施延遲相乘運算處理； 4)執行高通濾波處理，獲得高頻信號成分；
5)實施傅里葉變換，獲得信號的頻譜；
6)在頻域搜索，如果沒有發現兩條幅值接近的明顯的離散譜線，則轉步驟I)，如果發現則進入下一步；
7)通過兩條離散譜線所處的位置估計系統載頻/,，通過計算二者之間的頻域間隔估計比特速率；
8)對“步驟2)”所得的數字化信號做平方運算；
9)將“步驟8)”處理所得的信號分為并行的兩路，用兩個中心頻率為/,=2/,+//2和/,=2/,-//2的帶通濾波器分別進行濾波處理；
10)將兩路數據分別緩存并分別執行滑動STFT；
11)搜索STFT結果序列的峰值，并檢查何時取得最大峰值，最大峰值獲得時的STFT數據分段起始位置即是比特的同步位置，將此信息反饋到緩存器，當有一路信號的STFT取得最大峰值時將兩路信號的STFT結果序列的峰值對比，若/,=2/,+//2峰值大則輸出碼元為1，反之為O。
[0015]【專利附圖】

【附圖說明】，下圖是本發明的原理圖(實施實現框圖)本發明的一個實施例是，本發明提供了一種MSK通信簡單快速檢測與信息盲解調還原方法，用戶根據對一定無線電環境中監視/偵察接收機輸出信號的分析與關鍵參數提取，實現對目標通信存在與否的判斷和完成對有信息的解調還原。其具體實現包括以下步驟:非協作接收機對有關頻段進行搜索掃描，接收機內部處理電路/芯片對接收機射頻前端輸出執行放大、模數(A/D)轉換與延遲相乘處理，對延遲相乘處理后的信號執行高通濾波處理，對所得高通信號執行傅里葉變換，搜索判斷變換結果中是否明顯存在兩條幅值相當的離散譜線，如果不存在則說明沒有發現MSK通信存在，需要繼續進行搜索監視，如果明顯存在兩條幅值相當的離散譜線，則說明有MSK通信存在，此時需要根據兩條離散譜線所對應的頻率軸位置估計系統載頻f0和比特速率/；，同時對接收機前端放大輸出信號執行平方運算，并分兩路分別進行帶通濾波(濾波器通帶中心頻率依次為/,=2/,+//2和厶=2/,-//2)并實施數據緩存，而后通過計算、搜索及比較兩路信號STFT峰值的方法實現對MSK通信信息的盲解調還原。所提方法的優點:通過延遲相乘、濾波與傅里葉變換分析實現對MSK通信的存在性檢測和達成對系統載頻與比特速率的估計，計算復雜度低，軟硬件易于實現，同時在此基礎上的信息盲解調還原是一種非相干檢測方法，該方法通過STFT對比分析MSK通信在一個比特周期內是取高頻點(/,)還是取低頻點(/P的方式實現對未知信息的解調還原，避免了載波相位同步的復雜運算處理，同時對系統載頻估計精度要求低，允許載頻估計存在一定的誤差，并能適應實際通信中工作頻率可能存在偏移和非協作通信接收的低信噪比要求。
[0016]進一步地，本發明的實施例還包括，上述各實施例的各技術特征，相互組合形成的快捷的MSK通信檢測解調方法，采用本發明及其各實施例的快捷的MSK通信檢測解調方法，能夠有效激發學生的樂趣和動力，適合因材施教，也減輕了老師備課的壓力和負擔，特別適合大規模教學方式。
[0017]需要說明的是，上述各技術特征繼續相互組合，形成未在上面列舉的各種實施例，均視為本發明說明書記載的范圍；并且，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種快捷的MSK通信檢測解調方法，其特征在于，具體方法特征如下: (1)通過簡單的延遲相乘或平方處理凸顯信號特征，算法處理簡單，易于實現； (2)通過濾波處理降低噪聲對于檢測接收的不利影響，增強了算法對于非協作環境的適應性，同時濾波處理技術成熟，軟或硬件實現均有可直接運用的范本； (3)使用傅里葉變換發現和提取通信特征，技術思想簡單并有快速計算方法FFT可以利用，軟/硬件實現簡單； (4)依據延遲相乘信號的高頻部分明顯存在兩條幅值接近的離散譜線這一特征實施檢測，算法搜索處理簡單，且同時可以完成對于系統載頻和比特速率的估計，就非協作的通信監視檢測來說具有典型的高效快捷特征； (5)通過平方運算消除MSK通信中附加相位對于載波調制的不利影響，從而形成純粹的正弦信號，信號能量高度集中，易于提取分離； (6)通過使用兩個帶通濾波器隔離信號，有效地避免了后繼信號運算處理中兩個頻率不同的正弦信號在頻域分辨率低的情況下進行檢測判斷所存在的模糊性； (7)使用STFT提取和發現頻域特征，算法實現簡單、計算量小，且物理意義明顯； (8)通過對兩路并行信號的STFT變換處理結果的峰值搜索對比實現信息的解調還原和比特同步，對應的計算處理簡單高效且對于噪聲具有較強的免疫力； (9)整個通信檢測與信息解調還原算法自成一個完整的方案，可以在現代先進的信號處理芯片中完成，也可以通過軟件的方式實現，檢測處理能夠滿足實際通信檢測的實時性要求； 所述處理模塊分別連接所述語音輸出模塊、各所述存儲器，用于根據所述場景信息，從所述存儲器中讀取預存儲的相應數據，通過所述語音輸出模塊輸出語音。
2.一種快捷的MSK通信檢測解調方法，其特征在于， (1)系統初始化并展開對目標頻段的掃描，對經由射頻前端進入系統的信號進行初步的放大； (2)模數轉換獲得數字化信號； (3)實施延遲相乘運算處理； (4)執行高通濾波處理，獲得高頻信號成分； (5)實施傅里葉變換，獲得信號的頻譜； (6)在頻域搜索，如果沒有發現兩條幅值接近的明顯的離散譜線，則轉步驟1)，如果發現則進入下一步； (7)通過兩條離散譜線所處的位置估計系統載頻/,，通過計算二者之間的頻域間隔估計比特速率； (8)對“步驟2)”所得的數字化信號做平方運算； (9)將“步驟8)”處理所得的信號分為并行的兩路，用兩個中心頻率為f1=2f0-fb/2和f2=2f0-fb/2的帶通濾波器分別進行濾波處理； (10)將兩路數據分別緩存并分別執行滑動STFT； (11)搜索STFT結果序列的峰值，并檢查何時取得最大峰值，最大峰值獲得時的STFT數據分段起始位置即是比特的同步位置，將此信息反饋到緩存器，當有一路信號的STFT取得最大峰值時將兩路信號的STFT結果序列的峰值對比，若f1=2f0-fb/2峰值大則輸出碼元為.1，反 之為O。
【文檔編號】H04L27/22GK103973622SQ201410222595
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月26日 優先權日:2014年5月26日
【發明者】董占奇, 張元敏, 王紅玲, 殷志鋒, 周雅 申請人:許昌學院