[发明专利]针对八进制连续相位频移键控的维特比解调系统及方法

说明书

本发明公开了一种针对八进制连续相位频移键控的维特比解调系统，主要解决连续相位调制信号解调器实现复杂度高、难于在实际中广泛应用的问题。其包括：当前路径度量计算模块，比较选择模块，暂存模块和回溯模块。当前路径度量计算模块根据接收到的输入信号计算出当前路径度量值，并将计算结果输入到比较选择模块，选出最大值送入累加距离暂存模块，并将此最大值对应的前向输入送入到前向输入暂存模块，循环执行上述步骤直至满足回溯条件，将暂存模块的数据送入回溯模块，回溯出最终解调结果并输出，完成维特比解调。本发明具有高信息速率、实时流水解调、资源利用率低等优点，可应用于实际的高信息速率通信系统。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种维特比解调方法，可用于高传输速率通信系统中对八进制连续相位频移键控8CPFSK的解调。

背景技术

连续相位频移键控CPFSK是一种十分高效的调制技术，具有包络恒定、相位连续、带外功率较小和相位记忆特性的优点，但制约CPFSK技术广泛应用的因素之一是复杂度极高的解调器。

对CPFSK信号进行解调一般采用维特比算法来实现最大似然序列检测。维特比算法可以显著降低误码率，但是硬件实现极为复杂，其解调器的复杂度与系统状态数成正比，随着约束长度的增加而指数增长。因此，在状态数较多、约束长度较长的情况下，要实现CPFSK信号的维特比解调，有一定的挑战性。显然，在频谱资源日益紧张、通信需求日益增长的今天，对高性能CPFSK解调技术的研究具有十分重要的理论和工程意义。

维特比算法由美国高通公司创始人Andrew Viterbi于1967年提出，因其性能卓越而得到了各国学者的广泛关注。1984年Anderson和Mohan提出了维特比算法的M算法，通过减少“加比选”操作的状态数目从而降低了维特比算法硬件实现的难度。1989年，Duel-Hallen和Heegand提出单幸存路径处理算法PSP，通过减小存储器容量以达到降低硬件实现难度的目的。

目前国内外对维特比解调器的研究重点主要集中在加比选单元优化、幸存路径存储优化等方面。虽然已有许多方案可以实现简单调制信号的维特比解调，但是针对高信息速率调制方式，如八进制连续相位频移键控8CPFSK，还缺少可以保证可靠性的低复杂度实现方案。

发明内容

本发明的目的在于针对上述研究现状，提出一种针对8CPFSK的维特比解调系统，以在保证通信可靠性的前提下，实现对8CPFSK信号的低复杂度维特比解调。

为实现上述目的，发明本系统特征在于包括：

当前路径度量计算模块：用于调用2个乘法器和2个加法器，将标准8CPFSK信号的实部I_loc和虚部Q_loc，与接收到的8CPFSK信号的实部I_rec和虚部Q_rec做乘加运算，再与当前状态的累积路径度量d_old累加，得到状态转移后的累积路径度量d_new；

比较选择模块：用于利用FPGA自带的IP核，并行例化5个比较器，接收当前路径度量计算模块输出的计算结果，经比较器比较后，输出这些计算结果中的最大值d_n；

暂存模块：用于开辟10个寄存器，每个寄存器位宽为40比特，分为累积路径度量暂存模块和前向输入暂存模块，分别存储10个状态的最大累积路径度量d_n和该最大累积路径度量的前向输入i_n；

回溯模块：用于例化1个比较器，比较回溯深度计数器cnt是否大于回溯深度10，如果cnt≤10则不输出任何结果；如果cnt＞10则逐级查询累加距离暂存模块，输出维特比解调结果。

本系统的具体解调方法包括：