基于软件无线电的FM解调算法
FM调制信号是抑制载波的信号，无法用常规锁相环或窄带滤波器直接提取参考载波，其载波相位变化只能取有限的几个离散值，这就隐含了参考载波的相位信息。所以可以通过非线性处理，消除信号中的调制信息，产生与原载波相位有一定关系的分量，然后再提纯该信号，恢复己被抑制的载波信号，进而完成信号的相干解调。在这里采用基于判决的数字COSTAS锁相环来提出相干载波。COSTAS环的框图如图4所示。下面对照图4分析一下COSTAS载波同步环的工作原理。
如果不考虑噪声的影响，输入的数字化后FM信号可以表示为：
SFM=a(k)cosωck-b(k)sinωck (12)
其中，ωc载波频率，a(k)、b(k)为发送的码元信号。假设数控振荡器产生的相干载波为：cos(ωck+△φ)，△φ调制载波与相干载波的相位差，经过相干解调输出的信号为：
I(k)=a(k)cos△φ+b(k)sin△φ (13)
Q(k)=b(k)cos△φ-a(k)sin△φ (14)
通过式13和式14可以看出I(k)、Q(k)两路数字基带信号中含有相位误差信息，那么科斯塔斯环的鉴相器得到的相位误差e(k)为：
e(k)=I(k)sign(Q(k))-Q(k)sign(I(k)) (15)
在科斯塔斯环的设计中，采用FIR低通滤波器作为匹配滤波器，通带截止频率为10 kHz，阻带起始频率为20 kHz。环路滤波器采用三阶切比雪夫低通滤波器，阻带起始频率为10 kHz。仿真后，鉴相误差和恢复的载波信号如图5所示。
从图5中可以看到，在0．4 s左右载波同步误差趋近于零，也就是说此时载波已经获得了同步，如果码元周期为0．1 s，那么经过4个码元周期就可以完成载波同步。
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