[發明專利]一種恒包絡PSK調制解調器的設計方法

有效

• 申請號: 201410294874.2
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104092638B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 張強;江瑾;張勝斌;周陬;周偉
• 申請（專利權）人: 廣州海格通信集團股份有限公司
• 主分類號: H04L27/18
• 分類號: H04L27/18;H04L27/22
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 黃磊

技術領域

本發明涉及信號傳輸的技術領域，特別涉及一種恒包絡PSK調制解調器的設計方法，將PSK調制信息以恒包絡、連續相位信號的形式進行傳輸，在接收端又能夠準確恢復原PSK調制信號，按照PSK調制信號進行解調。

背景技術

PSK(Phase-Shift Keying，相移鍵控)是一種應用廣泛的數字調制方式，利用相位的變化表征二進制比特信息。通常每個N-PSK(N∈{2^k|k＝1,2,3,…})調制符號能夠承載比特信息。雖然在無線通信中得到了廣泛的應用，但由于不是恒包絡調制，PSK調制信號一般存在峰均比的問題，即峰值功率嚴格大于信號的平均功率。這一現象會影響通信基站的功放效率，一旦發射機工作在非線性放大區間，傳輸信號的失真會隨著發射功率的變大而極具增加，影響信號的正常解調。由于發射機線性工作區間的限制，通信時往往選擇降低信號的平均功率，從而降低了功放功率的利用率。恒包絡調制方式則能有效避免上述問題，如連續相位頻移鍵控調制，作為第二代蜂窩移動通信系統中的成熟技術，具有理想的峰均比。另外，根據最小頻移鍵控調制與正弦脈沖形式的帶偏移的QPSK調制的關系，已有方法將特殊的QPSK調制與連續相位調制相聯系。如能找到一般的方法，將任意PSK調制轉換為連續相位、恒包絡調制，信號的幅度連續變化，一方面信號功率譜旁瓣相對于主瓣的衰減更快，占用帶寬較窄；另一方面，能夠提升信號傳輸的實際功率，改善通信效果。

發明內容

本發明的目的在于克服PSK調制信號在發射功率效率與頻譜占用率等方面的缺點，提供一種恒包絡PSK調制解調器的設計方法。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種恒包絡PSK調制解調器的設計方法，包括：

S1、恒包絡PSK調制器的信號處理步驟：

在發射端，將信道編碼器輸出的二進制比特流按照調制參數M進行分組；將每組的M比特映射為格雷編碼調制符號，每個符號對應于一個N-PSK調制信號的相位；將二進制信號對應的調制符號進行模N差分運算，得到差分相位序列；由差分序列生成最小加法群；按照加法群元素的個數確定K-CPFSK調制的參數K，以及群與調制頻率的映射，進行連續相位恒包絡調制；將數字信號進行數模轉換，完成調制過程；

S2、恒包絡PSK解調器的信號處理步驟：

在接收端，先將接收到的FSK(Frequency-shift keying，頻移鍵控)信號進行采樣，得到數字信號；對頻率調制信號進行相位積分，恢復出PSK信號相位；對信號進行匹配濾波，恢復相位、去除碼間串擾；將同步序列與各個樣點的信號作相關運算，得到最佳樣點；由最佳樣點PSK信號的相位提取軟信息、進行硬判決，完成數字解調，輸入到后端的譯碼器。

優選的，步驟S1具體為：

S11、根據0/1二進制信號的長度L，將信號比特流序列分為M比特一組，即每M個比特所帶信息將由一個PSK調制符號承載，令L＝M×K；

S12、將步驟S11得到的每組長度為M的比特映射成一個調制符號，共生成K個格雷調制符號，其中，格雷調制符號集是對整數取模N得到的元素個數為N的加法群：

與之對應的N-PSK調制相位集為：

與一般地最小頻移鍵控調制與帶偏移的QPSK調制的關系不同，這里調制參數N∈{2^k|k＝1,2,3,…}，不受N＝4的限制；

格雷調制滿足：任意兩個相鄰調制符號對應的比特組之間，只有一個比特的差異；

S13、對步驟S12中PSK調制后的符號序列θ₁,…,θ_K進行相位差分，得到差分序列α₁,…,α_K，其中對任意k>1，有α_k＝θ_k-θ_k-1；α₁＝θ₁；

S14、生成包含α₁,…,α_K不同符號的最小加法群，設其元素個數為N₀，加發群是由差分相位的結果生成，加法群滿足其所包含的元素個數最小；

S15、根據步驟S14生成群的大小N₀選取整數Z，滿足N₀整除Z，Z為Z-CPFSK頻率集中元素的個數，確定調制器輸出的信號為Z-CPFSK信號，其調制頻率集為{β_z}_z＝1,…,Z；