[發(fā)明專利]一種GMSK系統(tǒng)Viterbi解調的一步回溯方法

有效

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• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112532554B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設計）人: 李雄飛;翟盛華;卞杰;劉攀;李加洪;張旭
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H04L27/14
• 分類號: H04L27/14
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

一種GMSK系統(tǒng)Viterbi解調的一步回溯方法，用于實現(xiàn)GMSK系統(tǒng)在使用Viterbi解調時以更低回溯存儲空間和更短的時間完成解調，包括初始化、分支度量計算、路徑度量計算和轉入狀態(tài)更新，達到回溯長度判斷，回溯解調五部分。本發(fā)明對回溯長度不敏感，有效解決了回溯長度與解調時延的矛盾。降低了回溯解調時對存儲資源的需求，減小了回溯過程中計算復雜度，提高了解調吞吐率。

技術領域

本發(fā)明屬于無線通信技術領域，涉及Viterbi解調和一步回溯的方法，具體內容為基于Viterbi算法的GMSK解調過程中的一步回溯方法。

背景技術

高斯最小頻移鍵控(GMSK)由于帶外輻射低因而具有很好的頻譜利用率，其恒包絡特性使得其能夠使用功率高的C類放大器。這些優(yōu)良的特性使其作為一種高效的數字調制方案被廣泛的應用于多種通信系統(tǒng)與標準之中。

相干解調技術在基于GMSK調制體制的系統(tǒng)中應用比較廣泛，但是接收機的復雜度和成本都比較高。非相干解調中，由于高斯濾波器的帶限作用，使得GMSK信號各碼元之間存在碼間干擾，差分檢測只是比較相鄰兩個碼元的相位變化，無法利用相鄰幾個碼元對待解調碼元的所有影響信息，仍然受到碼間干擾造成的影響。Viterbi解調是一種最大似然算法，檢測的是一段時間間隔內的最大似然序列檢測。

文獻1“曾佐祺,李贊.基于Viterbi算法的GMSK信號解調性能分析與仿真[J].重慶郵電大學學報(自然科學版),2008(02):132-138.”在介紹GMSK信號的基本原理的基礎上,通過信號狀態(tài)的具體表示及Viterbi算法分支度量的計算,給出了基于Viterbi算法的GMSK信號解調方法和系統(tǒng)性能分析，但是沒有考慮在具體應用過程中的快速計算問題。

文獻2“Sugur,N.V.,Siddamal,S.V.,Vemala,S.S..Design and Implementationof High Throughput and Area Efficient Hard Decision Viterbi Decoder in 65nmTechnology[P].,2014.”考慮了Survivor存儲單元(SMU)的設計，它結合了寄存器交換方法和Trace Back方法的優(yōu)點，以減少維特比解碼器的解碼延遲和總面積，延遲和面積的減少可用于高數據速率通信，雖然相比于之前的算法有一定提升，但是沒有實現(xiàn)快速回溯。

文獻3“康超,陳麗婷,陳建斌.GMSK信號的維特比算法與FPGA實現(xiàn)[J].無線電工程,2018,48(07):541-545.”研究了Viterbi解調在FPGA上的實現(xiàn)過程，針對所需匹配濾波器消耗過多FPGA硬件資源問題提出了優(yōu)化方法,將匹配濾波器數量從256個降至64個，針對路徑度量LS值發(fā)散導致FPGA無法實現(xiàn)問題進行了分析并提出了解決方法。但是在回溯過程中根據匹配路徑尋找到起始節(jié)點，根據起始節(jié)點狀態(tài)完成Viterbi解調，這一過程隨著回溯長度增加，延時越大，比較耗費時間和寄存器資源。

文獻4“龐志鋒,劉欣欣,王曉君.一種基于FPGA的多通道復用Viterbi譯碼器的設計與實現(xiàn)[J].電腦知識與技術,2017,13(28):251-253.”研究了衛(wèi)星定位接收機中的卷積碼譯碼即Viterbi譯碼,采用了多通道復用和串行加比選蝶形單元的方法，減少資源占用,提高了接收機的處理速度，該論文是針對卷積編碼采用Viterbi譯碼的硬件實現(xiàn)所做的研究。