[发明专利]一种二态维特比检测系统及方法

说明书

本发明提供一种二态维特比检测系统及方法，该系统包括：时域转换到频域模块，用于将输入的时间域样本点信号转换为频域样本点信号；差分判决模块，用于获得判决比特和判决变量；相位误差计算模块，用于计算误差获得判决误差变量；频域二态维特比模块；用于对多个判决误差变量联合检测，获得修正后的判决误差变量值；缓存模块，用于存储判决比特，以匹配频域二态维特比模块引入的处理延时；判决比特修正模块，利用修正后的判决误差变量对判决比特进行修正。本发明的有益效果是既可获得良好的检测性能，又可降低系统复杂度，并对h值、频偏、相位、匹配滤波器等因素不敏感。

技术领域

本发明属于序列检测技术领域，尤其涉及一种二态维特比检测系统及方法。

背景技术

通信系统的解调技术通常分为相干解调和非相干解调。相干解调通常需要接收机首先恢复载波频率和载波相位，然后利用信道估计技术以及均衡技术对接收信号进行解调、恢复和判决。但接收机要想获得同频同相，通常是有一定困难的。非相干解调技术不需要接收机达到同频同相，相对容易实现一些，但非相干解调技术的解调性能通常要比相干解调技术的解调性能差。

目前，连续相位调制(Continuous Phase Modulation，CPM)技术，如高斯频移键控调制(Gauss frequency Shift Keying,GFSK)技术拥有良好的频谱效率，已经应用到了许多系统中，譬如蓝牙(Bluetooth,BT)和全球移动通信系统(Global system for mobilecommunications，GSM)；GFSK系统可以采用相干解调，也可以采用非相干解调。但由于相干解调需要对载波频率和相位拥有良好的跟踪性能，在实际系统中往往十分困难。因此，非相干解调技术应用较为普遍。

非相干解调技术中很重要的一类解调技术是差分解调技术，也称为差分检测(Differential Detection，DD)技术。差分检测技术通常面向差分调制通信系统；也就是说，差分调制通信系统首先在发射端利用差分调制技术调制信源数据，然后在接收端利用差分检测技术解调接收到的信号。GFSK调制系统就是一类差分调制系统。差分检测技术通常包含三类；第一类属于直接判决技术，即直接对接收信号进行判决；第二类属于均衡技术，通常利用判决反馈均衡器，先尽可能地抑制干扰信号，再对均衡信号进行判决；第三类差分检测技术通常利用著名的维特比(Viterbi)检测原理，利用最大似然原则通过对多个接收符号进行联合判决，进一步提高检测性能，维特比技术通常可以获得较好的检测性能，但其复杂度也较高。

现有技术中，针对GFSK调制系统，人们为了获得维特比方案的优良性能，而同时又不希望付出较高的复杂度代价，因而积极地寻求一些次优方案，在性能损失不大的前提下，较大地降低复杂度，如人们利用Laurent分解技术将CPM信号表示成许多脉冲幅度调制(PAM)信号的累加结果，由于分解后的PAM信号拥有线性属性，Laurent分解技术可以简化接收机的设计，如图1所示，输入信号为时间域信号，h(t)为匹配滤波器，L为CPM信号的部分响应滤波器占据的时间长度(以符号周期T为单位)，此方案虽然可以获得良好的检测性能，但其复杂度太高，通常需要多个匹配滤波器，维特比检测器的状态数也较高(通常大于4)。另外，也可以将PAM信号的数目减小，也即近似CPM信号，进一步降低基于Laurent分解技术的接收方案的复杂度，可以将维特比检测器的状态数减小至2，但会引入性能的损失。

上述方案实际参考了最佳接收机的技术原理，也要求同频同相的前提条件。

对于非相干接收机不需要接收机达到同频同相，如图2所示为基于Laurent分解技术的非相干接收机的技术方案示意图，r(t)为接收到的时域信号，h(t)为匹配滤波器组，与各个PAM信号相匹配；WF代表白化滤波器，目的是将输入信号白化；WMF代表白化匹配滤波器组；信号经过白化后，先进行Branch Metric计算，再利用Viterbi处理器检测信息比特。