具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

图1为本发明实施例提供的一体化数字解调方法的流程示意图，参见图1，所述一体化数字解调方法，包括：

S110，对接收到的信号进行正交调制，得到I、Q两路分解正交信号。

FM/WFM是角调制的一种。角调制中已调信号的频谱与调制信号频谱之间不存在线性对应关系，而是产生于频谱搬移不同的新的频率分量，因而呈现出非线性过程的特性，故又称为非线性调制。角调制可分为频率调制和相位调制，而在实际应用中频率调制得到了广泛的应用。

AM解调是一种调幅调制，其可包含常规双边带调幅(AM)、抑制载波双边带调幅(DSB-SC)、单边带调制(SSB)和残留边带调制(VSB)。其中单边带调制又可分为上边带调制(USB)和下边带调制(LSB)。

在本实施例中，可以通过同一数字解调装置来实现三种信号的数字化解调。在三种信号的处理过程中，首先都需要对信号进行正交解调。

为了提高频谱利用率，通信系统常采用正交调制。在正交解调中，将现有调制转换为相应的I/Q基带信号。正交解调不限于最初通过正交调制产生的信号。正交解调可采用现有技术实现。、

在常规AM调制中，输出已调信号的包络与输入调制信号成正比，其时间波形表达式为：

S_AM(t)＝[A₀+f(t)]×cos(w_ct+θ_c)

上式中f(t)为调制信号，A₀为外加的直流分量，.w_c为载波信号的角频率，θ_c为载波信号的初始相位。

用包络检波方法可恢复原始调制信号，为了保证包络检波不发生失真，必须满足：

A₀+f(t)≥0

AM的解调一般都采用包络检测的模拟电路来实现，但在本系统中所有的解调都在FPGA平台内实现，因此必须采用AM的数字解调来实现。在本方案中采用AM正交解调方案。

接收到的信号为：

S_AM(t)＝[A₀+f(t)]×cos(w_ct+θ_c)+n

经过正交解调后的I路信号：

经过正交解调后的Q路信号：

S120，将所述I、Q两路分解正交信号分别通过低通滤波器进行滤波。

通过低通滤波器可对I、Q两路分解正交信号分别进行滤波。

S130，在所述信号为AM信号时，将滤波后I、Q两路分解正交信号通过调谐器调谐得到相应的AM信号。

在针对AM信号时，所述调谐器可以通过经平方和开根号可得解调信：

“平方和开根号”该步骤可通过CORDIC(Xilinx支持)得到幅度A₀+f(t)。

在本实施例的一个优选实施方式中，所述方法还可包括如下步骤：去除所述AM信号中的直流分量。相当于减去信号的均值(直流分量A0)，可得调制信号f(t)。

相应的，在本实施例中，所述输入的信号还有可能是FM信号，针对FM信号，可以利用上述对AM信号的处理过程，再增加相应的处理步骤，实现对FM信号的数字解调。

由于FM/WFM是角调制的一种。角调制中已调信号的频谱与调制信号频谱之间不存在线性对应关系，而是产生于频谱搬移不同的新的频率分量，因而呈现出非线性过程的特性，故又称为非线性调制。角调制可分为频率调制和相位调制，而在实际应用中频率调制得到了广泛的应用。

因此，在本实施例中，针对FM信号，所述方法还包括如下步骤：将滤波后I、Q两路分解正交信号分别存入寄存器；分别对存入寄存器的I、Q两路分解正交信号进行延迟一拍处理；将延迟一拍后的I、Q两路分解正交信号相乘，将相乘后的信号送入调谐器调谐得到相应的FM信号。

在FM调制时，调制信号的频率去控制载波的频率的变化，载波的瞬时频偏随调制信号f(t)成正比例变化，即

Δw＝K_FMf(t)

载波的瞬时相位：

上式中，K_FM为调频常数(灵敏度).

调制后的调频信号为

S_FM(t)＝Acos[w_ct+K_FM∫f(t)dt]。

相应的，在所述信号为SSB信号时，仍然可以复用上述对AM和FM进行数字化解调的逻辑单元和步骤，通过增加相应的步骤，实现对SSB信号的数字化解调。

示例性的，所述方法还包括：在所述信号为SSB信号时，对滤波后I、Q两路分解正交信号与载波信号相乘；或者对滤波后I、Q两路分解正交信号进行相移运算；通过加减信号，得到SSB原始信号。

单边带调制SSB中只传送双边带调制信号的一个边带，因此产生单边带信号的最直观的方法是让双边带信号通过一个单边带滤波器。LSB和USB信号可表示为：

其中为f(t)希尔伯特变换后的信号

通常对单边带进行数字化解调可以采用如下两种技术方案；一种方法为相移法，其主要通过对滤波后I、Q两路分解正交信号进行相移运算得到。另一种为维弗法，其主要通过对滤波后I、Q两路分解正交信号与载波信号相乘实现。在进行载波信号相乘时，需要输入相应的时钟信号。

其中维弗法中两个本地时钟的频率需满足：

在本实施例中，接收到的LSB信号为：

经过与w_a正交解调与滤波后，得到I/Q两路信号。

定义信号频谱中心频点为：

Q路信号实际是I路信号的Hilbert变换。

I/Q路信号再经过与w_b的本地载波相乘可得

通过IQ两路信号一加一减得到相应的信号，即相当于把Δθ置于0，实现信号的数字化解调，即当Δθ＝0，即得相应的信号。

本实施例通过对接收到的信号进行正交调制，得到I、Q两路分解正交信号；将所述I、Q两路分解正交信号分别通过低通滤波器进行滤波；针对不同的信号分别进行后续处理，利用同一调谐器和多个乘法器以及寄存器的组合，实现对三种不同信号的数字化处理，与现有技术相比，由于采用了多个逻辑模块复用，在保证信号解调准确性的前提下，有效节省了逻辑模块的数量。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一体化数字解调装置，该一体化数字解调装置可用于实现上述实施例提供的一体化数字解调方法，参见图2，所述一体化数字解调装置，包括：

正交解调器，所述正交解调器用于对接收到的信号进行正交解调，得到I、Q两路分解正交信号；低通滤波器，所述低通滤波器用于对所述I、Q两路分解正交信号进行低通滤波；调谐器，所述调谐器用于对低通滤波后的I、Q两路分解正交信号进行解调；所述正交解调器包括：两个乘法器和3个NCO；所述调谐器包括：两个DSP；所述乘法器包括：两个DSP；所述乘法器通过两个DSP实现和三个NCO实现。利用上述装置可以实现对AM信号的数字化解调。相应的，调谐器CORDIC可通过两个DSP实现。

相应的，所述一体化数字解调装置还包括：寄存器，所述寄存器用于存储I、Q两路分解正交信号，并作延时处理，并将延时处理后的正交信号返回至正交解调器的乘法器相乘；开关，所述开关用于在判断为FM信号时，将I、Q两路分解正交信号存入所述寄存器中，并通过开关与所述第二乘法器连接，将延时处理后的信号进行相乘，并与未经第二次低通滤波的两路信号分别进行加减，并通过后期去直流得到数字化解调的FM信号。

相应的，所述一体化数字解调装置还包括：直流分量去除模块，用于去除所述AM或者FM信号中的直流分量。

在对SSB信号进行数字化解调时，所述一体化数字解调装置还包括：第二低通滤波器，用于对I、Q两路分解正交信号再次进行低通滤波，以满足SSB信号的处理要求；SSB处理乘法器，所述SSB处理乘法器用于在所述信号为SSB信号时，对滤波后I、Q两路分解正交信号与载波信号相乘，或者对滤波后I、Q两路分解正交信号进行相移运算；信号加减器，用于对所述相乘后的信号或者相移运算后的信号进行互相加减，具体的，在为上边带时，采用信号相减；在为下边带时，采用信号相加。用于得到SSB原始信号。

利用上述装置通过各个逻辑模块的复用，可以有效减低逻辑模块的使用。在本实施例中，对所述一体化数字解调装置占用的资源进行估计。主要使用了2个乘法器，3个NCO，2个LPF，1个CORDIC，2个除法器；其它的逻辑功能使用逻辑单元LE实现；占用资源较小。

下表给出了资源估计。

通过上表可以看出，本实施例提供的一体化数字解调装置占用资源较少，在保证信号解调准确性的前提下，有效节省了逻辑模块的数量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。