DSP实现HF信道8PSK信号解调
HF信道通信有明显的优点：可以利用较小的功率实现远距离通信;通信的目标小,在战时不易被摧毁,即便遭受破坏也容易修复;通信设备体积小,便于移动,灵活机动。所以,这种通信方式在军事上获得了大量应用。但是,HF信道是带宽受限的信道,射频非常拥挤,加上电离层的变化、天波传播的不稳定性、多径效应引起的衰落以及回波现象等因素的影响,实现HF信道高速数据传输有很大难度。
近年来出现了采用移相键控（MPSK)调制方式的串行高速调制解调器。由于采用了串行制(数据调制在一个载频),这种调制解调器不存在功率分散问题,抗多径效应能力较强。为了克服多径效应,自适应信道均衡技术的研究也取得了很大进展。其中,平方根卡尔曼算法由于具有可快速启动、快速跟踪信道、稳定性好、便于调整等优点,获得了广泛的应用。
随着数字信号处理技术的发展,DSP对数字信号的处理运算精度和速度也越来越高,特别适用于通信等实时运算要求较高的领域。本设计以TI公司出品的TMS320C6711数字信号处理器为核心,对A/D采样后的基带信号利用DSP软件实现解调。解调算法包括：软件AGC;码同步提取;平方根卡尔曼DFE进行信道均衡;DFPLL实现载波跟踪;码元判决等。
TMS320C6711数字信号处理器具有150M外频,运算能力为1.2GFLOPS,其片内SRAM容量达1M位,片内8个独立的功能单元并行处理,可通过外部总线配置8/16/32位寻址,内置主处理器接口,4路DMA,HPI口可方便的与主控PC机接口,实现高速传输。所有这些促成了TMS320C6711卓越的运算处理能力。
单边带HF信号由短波接收机接收后,解调为8PSK基带信号。A/D变换采用AD公司生产的串行16位立体声编码器AD1847进行,其最高采样频率可达48KHz。基带信号经AD1847采样后,串行输入TMS320C6711DSP进行处理,解调后的码元由HPI高速主机接口送至PC机。整个系统硬件简单,解调过程主要由DSP软件实现。由于采用了先进、高效的算法,加上TMS320C6711处理器卓越的性能,取得了很好的解调效果。
对于A/D采样后的数字信号,为了实现全数字化解调,需要经过数字AGC、DFE平方根卡尔曼均衡器、DFPLL、码同步提取、判决和译码等软件模块构成。以下对整个软件的设计重点：平方根卡尔曼DFE和DFPLL载波跟踪作重点说明。
平方根卡尔曼DFE原理框图如图1所示。由于HF信道码间干扰严重,甚至存在传输零点,普通的横向滤波线性均衡不可能完全消除码间干扰,特别是无法解决传输零点。而DFE则可达到要求,因此选择了DFE。
图1采用了双均衡器结构。图中的上半部分为传统的DFE,下半部分的前馈横向滤波器和反馈横向滤波器的组合,可看作一个既有零点又有极点的滤波器。该滤波器具有与DFE相同的抽头系数,由平方根卡尔曼算法同步调整。因此,该滤波器可以看作具有与DFE相同均衡效果的均衡器,称为均衡器B。这样设计的原因是由于码元判决部分总是存在固定的延时,DFE输出信号必须同判决反馈信号同时出现。首先,均衡器B
