[發明專利]GMSK信號生成裝置及方法、信號檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201710328434.8
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107171995B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 熊軍
• 申請（專利權）人: 西安宇飛電子技術有限公司
• 主分類號: H04L27/12
• 分類號: H04L27/12;H04L27/148;H04L27/152;H04L27/38
• 代理公司: 北京卓特專利代理事務所(普通合伙) 11572
• 代理人: 段宇

1.一種GSMK信號生成方法，其特征在于，包括：

步驟S1、根據用戶數據產生隨機碼，并對隨機碼進行差分編碼；

步驟S2、對差分編碼后的信號進行過采樣，填充零值，并進行高斯濾波，高斯濾波時采用的總的內插倍數為L0，L0為大于0的正整數；

步驟S3、將經高斯濾波后的信號乘以π/2，進行逐個相位累加，并在每次累加時除以總的內插倍數L0，得到相位fei(t)；

步驟S4、使用正交調制模式或者余弦相位疊加模式，對相位fei(t)進行處理，得到相位輸出數值；

步驟S5、根據相位輸出數值得到正交調制的GMSK信號；

步驟S6、將GMSK信號發射至數模轉換器；

步驟S2中進行高斯濾波時，采用的總的內插倍數L0＝fs/fb，其中，fs為采樣速率，fb為基帶信號速率；

步驟S2中進行高斯濾波包括：依次進行FIR高斯濾波和多級HB濾波，高斯濾波的總的內插倍數L0為FIR高斯濾波的內插倍數和多級HB濾波的內插倍數的乘積；

步驟S4中使用正交調制模式對相位fei(t)進行處理，得到GMSK信號的具體公式為：

Ith(t)＝cos(fei(t))；

Qth(t)＝sin(fei(t))；

Gsmk(t)＝Ith(t)*cos(2*π*fc/fs*t)-Qth(t)*sin(2*π*fc/fs*t)；

其中，Gsmk(t)為GMSK信號；Ith(t)為I支路信號；Qth(t)為Q支路信號；fc為載波頻率；fs為采樣速率；t為時間；

步驟S4中使用余弦相位疊加模式對相位fei(t)進行處理，得到GMSK信號的具體公式為：

Gsmk(t)＝cos(2*π*fc/fs*t)+fei(t)+θ(0)；

其中，Gsmk(t)為GMSK信號；fc為載波頻率；fs為采樣速率；θ(0)為初相角；t為時間；

將GMSK信號發射至數模轉換器之后還包括對GSMK信號進行檢測，具體包括：

步驟S1’、對從模數轉換器獲取的GMSK信號進行正交解調；

步驟S2’、對正交解調后得到的兩個信號分別進行多級HB濾波和抽取，以及高斯濾波，得到I支路信號和Q支路信號，高斯濾波時采用的帶寬BT’與生成GSMK信號時采用的BT不同，BT’＝BT*(1+x)，其中，x為大于0的數值，x的大小根據頻偏大小決定；

步驟S3’、對I支路信號和Q支路信號分別進行位同步調整，并完成抽取，獲得多個最佳采樣點；

步驟S4’、進行頻偏的測量和修正，以及相偏的測量和修正，得到I(k)和Q(k)，其中，k為采樣點的序號，k為大于1的正整數；

步驟S5’、分別對I(k)和Q(k)進行一比特差分檢測；

步驟S6’、對檢測結果進行差分解碼；

運用一比特差分檢測找出在一比特周期內接收到的信號在相位方面的改變量，用下式表示：其中，t為時間，Tb為一個碼元時間；d(t)為輸入的數據；BT為高斯濾波器的3dB帶寬；

通過一比特差分檢測還能夠找出傳輸的碼元在一比特周期時間內的相位改變量，表示為當Q(k)支路信號數據的值大于或等于零時，接收到的數據是“1”；當I(k)支路信號數據的值小于零時，接收到的數據是“1”。

2.根據權利要求1所述的GSMK信號生成方法，其特征在于，步驟S2中進行高斯濾波時，采用的3dB帶寬BT為0.3、0.5或者0.7。

3.一種GSMK信號生成裝置，其特征在于，包括依次連接的差分模塊、濾波模塊、線性相位累加模塊、相位混合疊加模塊和COSLUT表模塊；其中，差分模塊用于根據用戶數據產生隨機碼，并對隨機碼進行差分編碼；濾波模塊用于對差分編碼后的信號進行過采樣，填充零值，并進行高斯濾波，高斯濾波時采用的總的內插倍數為L，L為大于0的正整數；線性相位累加模塊用于將經高斯濾波后的信號乘以π/2，進行逐個相位累加，并在每次累加時除以總的內插倍數L，得到相位fei(t)；相位混合疊加模塊用于使用正交調制模式或者余弦相位疊加模式，對相位fei(t)進行處理，得到相位輸出數值；COSLUT表模塊用于根據相位輸出數值得到正交調制的GMSK信號，并將GMSK信號發射至數模轉換器；

濾波模塊包括FIR高斯濾波器和多級HB濾波器；

相位混合疊加模塊具體用于，使用正交調制模式對相位fei(t)進行處理，得到GMSK信號的具體公式為：

Ith(t)＝cos(fei(t))；

Qth(t)＝sin(fei(t))；

Gsmk(t)＝Ith(t)*cos(2*π*fc/fs*t)-Qth(t)*sin(2*π*fc/fs*t)；

其中，Gsmk(t)為GMSK信號；Ith(t)為I支路信號；Qth(t)為Q支路信號；fc為載波頻率；fs為采樣速率；t為時間；

相位混合疊加模塊具體用于，使用余弦相位疊加模式對相位fei(t)進行處理，得到GMSK信號的具體公式為：

Gsmk(t)＝cos(2*π*fc/fs*t)+fei(t)+θ(0)；

其中，Gsmk(t)為GMSK信號；fc為載波頻率；fs為采樣速率；θ(0)為初相角；t為時間；

在COSLUT表模塊將GMSK信號發射至數模轉換器之后，還包括依次連接的正交解調模塊、濾波抽取模塊、同步調整模塊、修正模塊、差分檢測模塊和差分解碼模塊；其中，正交解調模塊用于對從模數轉換器獲取的GMSK信號進行正交解調；濾波抽取模塊用于對正交解調后得到的兩個信號分別進行多級HB濾波和抽取，以及高斯濾波，得到I支路信號和Q支路信號，高斯濾波時采用的帶寬BT’與生成GSMK信號時采用的BT不同，BT’＝BT*(1+x)，其中，x為大于0的數值，x的大小根據頻偏大小決定；同步調整模塊用于對I支路信號和Q支路信號分別進行位同步調整，并完成抽取，獲得多個最佳采樣點；修正模塊用于進行頻偏的測量和修正，以及相偏的測量和修正，得到I(k)和Q(k)，其中，k為采樣點的序號，k為大于1的正整數；差分檢測模塊用于分別對I(k)和Q(k)進行比特差分檢測；差分解碼模塊用于對檢測結果進行差分解碼。