分布式接收机的信号解调系统、方法及计算机存储介质
阅读说明：本技术 分布式接收机的信号解调系统、方法及计算机存储介质 (Signal demodulation system, method and computer storage medium for distributed receiver ) 是由 何仲夏 刘锦霖 陈国胜 梁稳 于 2019-09-20 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种分布式接收机的信号解调系统、方法、电压比较器及计算机存储介质,包括发射端、远端和集中处理端,远端和集中处理端通过双向光纤连接,远端通过天线接收发射端传输的高阶调制信号,经过差分电光转换器将电信号转换为光信号,传输至集中处理端,集中处理端利用比较门限生成的周期性的比较门限电压波形获取信号数据跳变位置处对应的信号数值,输出采样值,进一步转换为单比特高速信号,利用差分电光转换器将光信号转换为电信号,最后利用带通滤波器恢复为原始调制信号进行传输。本发明的技术方案利用单比特电压比较器虚拟出多比特电压比较器的效果,实现高阶调制信号的解调,适合高频调谐信号的信号解调。(The invention provides a signal demodulation system and a method of a distributed receiver, a voltage comparator and a computer storage medium, wherein the signal demodulation system comprises a transmitting end, a far end and a centralized processing end, the far end and the centralized processing end are connected through a bidirectional optical fiber, the far end receives a high-order modulation signal transmitted by the transmitting end through an antenna, an electric signal is converted into an optical signal through a differential electro-optical converter and transmitted to the centralized processing end, the centralized processing end acquires a signal value corresponding to a signal data jumping position by using a periodic comparison threshold voltage waveform generated by a comparison threshold, outputs a sampling value and further converts the sampling value into a single-bit high-speed signal, the optical signal is converted into the electric signal by using the differential electro-optical converter, and finally, the electric signal is recovered to an original modulation signal by. The technical scheme of the invention realizes the demodulation of high-order modulation signals by virtualizing the effect of the multi-bit voltage comparator by using the single-bit voltage comparator, and is suitable for the signal demodulation of high-frequency tuning signals.)
【技术领域】
本发明属于信号解调领域，特别是涉及一种分布式接收机的信号解调系统、方法、电压比较器及计算机存储介质。
【背景技术】
在数字通信和雷达系统中常使用幅相调制通信传输信号或感知物体，模拟- 数字信号转换器在系统中非常重要，但是模数转换器常常需要配合数字信号处理器使用并消耗一定的电能。在分布式多天线通信和雷达系统中，接收机常常分布在不同的位置并通过光纤进行同步互联，通常的做法是在接收天线端通过模拟-数字信号转换器将模拟信号数字化，并将数字化的信号通过光纤传输。
精工爱普生公司的美国授权专利US7885359号，专利名称：Sampling demodulatorfor amplitude shift keying(ASK)radio receiver，该专利揭示了一种用于幅移键控(ASK)无线电接收机的采样解调器，ASK是一种相对简单的解调方式，载波幅度是随着解调信号而变化的，移幅键控(ASK)相当于模拟信号中的调幅，虽然该专利提及了可以使用具有调节电压的单个比较器将ASK解调信号采样为二进制比特流，但是对于相位调制信号没有处理能力，因此限制了可用调制方式
因此，有必要研究适合高频调谐信号的信号解调方法及设备。
【
发明内容
】为了解决上述问题，本发明提供了一种分布式接收机的信号解调系统、方法、比较器及计算机存储介质。
本发明的技术方案是：
第一方面，本发明提供一种分布式接收机的信号解调系统，包括低通滤波器、差分电光转换器，还包括发射端、远端和集中处理端，远端和集中处理端通过光纤连接；
远端通过天线接收发射端传输的高阶调制信号，经过差分电光转换器将电信号转换为光信号，传输至集中处理端；
集中处理端利用发射端的比较门限生成的比较门限电压波形获取光信号数据跳变位置对应的信号数值，输出采样值，进一步转换为单比特高速信号，利用差分电光转换器将光信号转换为电信号，并利用带通滤波器恢复为原始调制信号进行传输。
进一步的，当数据跳变位置的正输入电压高于负端时，光信号表示为1，反之光信号表示为0。
进一步的，所述的光纤为双向光纤。
进一步的，所述的比较门限电压波形根据高阶调制信号的强弱实时变化。
进一步的，所述的比较门限电压波形可以是周期性的正弦波或锯齿波。
第二方面，本发明提供一种信号解调方法，包括以下步骤：
接收高阶调制信号，并输入到电压比较器；
将电信号转换为光信号，并将光信号传输至电压比较器；
将高阶调制信号与比较门限电压波形进行比较；
获取高阶调制信号与比较门限电压波形的信号交叉点所在位置的对应的信号数值，获取高阶调制信号的电压值；
将高阶调制信号的电压值转换为单比特高速信号，并将光信号转换为电信号，利用带通滤波器恢复为原始调制信号进行传输；
利用带通滤波器将电信号恢复为原始通信信号。
进一步的，高阶调制信号通过天线接收。
进一步的，所述的比较门限电压波形根据高阶调制信号的强弱实时变化。
进一步的，所述的比较门限电压波形可以是周期性的正弦波或锯齿波。
第三方面，本发明提供一种电压比较器，该电压比较器进行信号处理时执行本发明第二方面所述的信号解调方法。
第四方面，本发明提供一种计算机存储介质，该计算机存储介质包括一个或多个计算机程序，所述一个或多个计算机程序被存储在所述计算机存储介质中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，该处理器执行所述计算机程序时实现执行本发明第二方面提供的信号解调方法的步骤。
采用本发明的信号解调系统、方法、电压比较器及计算机存储介质，可以利用光纤直接对通信信号进行采集并集中处理，因此远端接收机功耗大幅降低，并能保证所有的接收机完全同步，同时，通过在集中处理端利用比较门限生成的周期性的比较门限电压波形，采用电压比较器将高阶调制信号和比较门限电压波形进行比较，从而虚拟出多比特电压比较器的效果，从而实现高阶调制信号的解调，适合高频调谐信号的信号解调。
【附图说明】
图1：本发明信号解调系统模块图。
图2：本发明信号解调方法流程图。
图3：本发明计算机存储介质示意图。
图4：本发明实施例的标准正弦信号与高阶调制信号波形对比图。
图5：本发明图4实施例中信号数据跳变位置示意图。
图6：本发明另一实施例的信号数据跳变位置示意图。
【
具体实施方式
】
下面将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出，虽然将结合优选实施例描述本发明，但是本领域技术人员应该理解，这些实施例并不是将本发明限制于这些实施例，相反，本发明旨在覆盖可包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的替代、修改和等同物。此外，在本发明的以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解，然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明，在其他情况下，没有详细描述众所周知的方法，过程，组件和电路。
请参考图1本发明的信号解调系统模块图，该信号解调系统由发射端10、远端20和集中处理端30组成，远端20和集中处理端30之间通过双向光纤连接。远端20的RX+端子通过天线接收高阶调制信号，此处的天线应该做广义的理解，利用差分转单端单元的差分电光转换器(图中未示出)将电信号转换为光信号，当正输入电压高于负端时光信号表示为1，反之光信号表示为0。
光信号通过光纤传输到集中处理端30，集中处理端30将生成二进制的10 序列比特流并传输到远端20，10序列比特流通过发射端10的比较门限在集中处理端30生成一个比较门限电压波形，发射端10的比较门限可以根据高阶调制信号的强弱实时变化，相应的，在集中处理端30生成的比较门限电压波形也随之不断变化，此处的比较门限电压波形可以是周期性的正弦波，也可以是周期性的锯齿波。发射端10的比较门限连接到远端20的RX-端子，通过生成一个不断变化的比较门限电压波形，远端20中的比较器将高阶调制信号和不同的电压幅度进行比较，从而虚拟出多比特比较器的效果，实现高阶调制信号的解调。
在集中处理端30，采集后的10序列比特流进行集中处理，在0和1跳变出现时，代表生成的比较门限电压波形幅度和输入信号交错，根据获取的数据跳变位置对应的正弦波数值，输出采样值，进一步转换为单比特高速信号，利用单端转差分单元的电光转换器(图中未示出)将光信号转换为电信号，进一步利用带通滤波器恢复为原始调制信号进行传输。
由于本发明技术方案中的比较门限电压波形在集中处理端30生成，因此集中处理端30可以通过对比比较门限电压波形与高阶调制信号的数据跳变位置，从而获取远端20接收信号的幅度。
请参考图2本发明的信号解调方法流程图，该信号解调方法包括以下步骤：
步骤201，接收高阶调制信号，并输入到电压比较器；
步骤202，将电信号转换为光信号，利用差分电光转换器作为单比特电压比较器；
步骤203，利用比较门限生成比较门限电压波形，将高阶调制信号与比较门限电压波形进行比较和采样；
步骤204，获取高阶调制信号与比较门限电压波形的信号交叉点所在位置的对应的信号数值，获取高阶调制信号的电压值；
步骤205，将高阶调制信号的电压值转换为单比特高速信号，进一步将光信号转换为电信号进行传输，输出解调信号；
步骤206，利用带通滤波器将电信号恢复为原始调制信号。
特别的，比较门限可以根据高阶调制信号的强弱实时变化，相应的，比较门限电压波形也随之不断变化，此处的比较门限电压波形可以是周期性的正弦波，也可以是周期性的锯齿波。
本发明还提供了一种电压比较器，该电压比较器利用光纤在集中处理端30 直接对信号进行采集并集中处理，因此远端接收机功耗大幅降低，并能实现所有的接收机接收到的内容完全同步。
请参考图3，本发明还提供了一种计算机存储介质302，该计算机存储介质 302包括一个或多个计算机程序，所述一个或多个计算机程序被存储在所述计算机存储介质302中，并且被配置成由所述一个或多个处理器301执行，该处理器301执行所述计算机程序时实现如本发明图2提供的一种信号解调方法的步骤。
请参考图4至图6，本发明的实施例之比较门限电压波形与高阶调制信号波形对比图，如图4所示，虚线波形图为比较门限电压波形，实线线条为高阶调制信号波形图，上述两种波形的交叉点即为信号跳变位置；进一步如图5和图6 所示，是本发明实施例的信号数据跳变位置示意图，图5中倾斜向上的黑色高阶调制信号与虚线表示的比较门限电压波形的交叉点处的垂直黑色实线线条代表信号跳变位置，为了更直观和清楚的阐明本发明的实质，进一步提供图6所示的信号跳变位置示例，图6中的倾斜向上的黑色线条表示的高阶调制信号波形与虚线表示的比较门限电压波形的交叉点代表高低电压，转换为二进制代码即010101010101，图6中的黑色横线条即为采集到的等效模拟信号，该模拟信号经过带通滤波器(图中未示出)可以恢复为原始解调信号。
采用本发明的信号解调系统、方法、电压比较器及计算机存储介质，可以利用光纤直接对通信信号进行采集并集中处理，因此远端接收机功耗大幅降低，并能保证所有的接收机完全同步，同时，利用比较门限在集中处理端生成比较门限电压波形，采用电压比较器将高阶调制信号和不同的电压幅度进行比较，从而虚拟出多比特电压比较器的效果，实现高阶调制信号的解调，本发明技术方案适合高频调谐信号的信号解调。
在本发明实施例中，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，可以包括本领域技术人员常见的如ROM/RAM、磁盘、光盘等存储介质。