[发明专利]GMSK信号生成装置及方法、信号检测装置及方法有效

专利信息
申请号: 201710328434.8 申请日: 2017-05-11
公开(公告)号: CN107171995B 公开(公告)日: 2020-09-29
发明(设计)人: 熊军 申请(专利权)人: 西安宇飞电子技术有限公司
主分类号: H04L27/12 分类号: H04L27/12;H04L27/148;H04L27/152;H04L27/38
代理公司: 北京卓特专利代理事务所(普通合伙) 11572 代理人: 段宇
地址: 710075 陕西省西安市高新区锦业*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: gmsk 信号 生成 装置 方法 检测
【权利要求书】:

1.一种GSMK信号生成方法,其特征在于,包括:

步骤S1、根据用户数据产生随机码,并对随机码进行差分编码;

步骤S2、对差分编码后的信号进行过采样,填充零值,并进行高斯滤波,高斯滤波时采用的总的内插倍数为L0,L0为大于0的正整数;

步骤S3、将经高斯滤波后的信号乘以π/2,进行逐个相位累加,并在每次累加时除以总的内插倍数L0,得到相位fei(t);

步骤S4、使用正交调制模式或者余弦相位叠加模式,对相位fei(t)进行处理,得到相位输出数值;

步骤S5、根据相位输出数值得到正交调制的GMSK信号;

步骤S6、将GMSK信号发射至数模转换器;

步骤S2中进行高斯滤波时,采用的总的内插倍数L0=fs/fb,其中,fs为采样速率,fb为基带信号速率;

步骤S2中进行高斯滤波包括:依次进行FIR高斯滤波和多级HB滤波,高斯滤波的总的内插倍数L0为FIR高斯滤波的内插倍数和多级HB滤波的内插倍数的乘积;

步骤S4中使用正交调制模式对相位fei(t)进行处理,得到GMSK信号的具体公式为:

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)为GMSK信号;Ith(t)为I支路信号;Qth(t)为Q支路信号;fc为载波频率;fs为采样速率;t为时间;

步骤S4中使用余弦相位叠加模式对相位fei(t)进行处理,得到GMSK信号的具体公式为:

Gsmk(t)=cos(2*π*fc/fs*t)+fei(t)+θ(0);

其中,Gsmk(t)为GMSK信号;fc为载波频率;fs为采样速率;θ(0)为初相角;t为时间;

将GMSK信号发射至数模转换器之后还包括对GSMK信号进行检测,具体包括:

步骤S1’、对从模数转换器获取的GMSK信号进行正交解调;

步骤S2’、对正交解调后得到的两个信号分别进行多级HB滤波和抽取,以及高斯滤波,得到I支路信号和Q支路信号,高斯滤波时采用的带宽BT’与生成GSMK信号时采用的BT不同,BT’=BT*(1+x),其中,x为大于0的数值,x的大小根据频偏大小决定;

步骤S3’、对I支路信号和Q支路信号分别进行位同步调整,并完成抽取,获得多个最佳采样点;

步骤S4’、进行频偏的测量和修正,以及相偏的测量和修正,得到I(k)和Q(k),其中,k为采样点的序号,k为大于1的正整数;

步骤S5’、分别对I(k)和Q(k)进行一比特差分检测;

步骤S6’、对检测结果进行差分解码;

运用一比特差分检测找出在一比特周期内接收到的信号在相位方面的改变量,用下式表示:其中,t为时间,Tb为一个码元时间;d(t)为输入的数据;BT为高斯滤波器的3dB带宽;

通过一比特差分检测还能够找出传输的码元在一比特周期时间内的相位改变量,表示为当Q(k)支路信号数据的值大于或等于零时,接收到的数据是“1”;当I(k)支路信号数据的值小于零时,接收到的数据是“1”。

2.根据权利要求1所述的GSMK信号生成方法,其特征在于,步骤S2中进行高斯滤波时,采用的3dB带宽BT为0.3、0.5或者0.7。

3.一种GSMK信号生成装置,其特征在于,包括依次连接的差分模块、滤波模块、线性相位累加模块、相位混合叠加模块和COSLUT表模块;其中,差分模块用于根据用户数据产生随机码,并对随机码进行差分编码;滤波模块用于对差分编码后的信号进行过采样,填充零值,并进行高斯滤波,高斯滤波时采用的总的内插倍数为L,L为大于0的正整数;线性相位累加模块用于将经高斯滤波后的信号乘以π/2,进行逐个相位累加,并在每次累加时除以总的内插倍数L,得到相位fei(t);相位混合叠加模块用于使用正交调制模式或者余弦相位叠加模式,对相位fei(t)进行处理,得到相位输出数值;COSLUT表模块用于根据相位输出数值得到正交调制的GMSK信号,并将GMSK信号发射至数模转换器;

滤波模块包括FIR高斯滤波器和多级HB滤波器;

相位混合叠加模块具体用于,使用正交调制模式对相位fei(t)进行处理,得到GMSK信号的具体公式为:

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)为GMSK信号;Ith(t)为I支路信号;Qth(t)为Q支路信号;fc为载波频率;fs为采样速率;t为时间;

相位混合叠加模块具体用于,使用余弦相位叠加模式对相位fei(t)进行处理,得到GMSK信号的具体公式为:

Gsmk(t)=cos(2*π*fc/fs*t)+fei(t)+θ(0);

其中,Gsmk(t)为GMSK信号;fc为载波频率;fs为采样速率;θ(0)为初相角;t为时间;

在COSLUT表模块将GMSK信号发射至数模转换器之后,还包括依次连接的正交解调模块、滤波抽取模块、同步调整模块、修正模块、差分检测模块和差分解码模块;其中,正交解调模块用于对从模数转换器获取的GMSK信号进行正交解调;滤波抽取模块用于对正交解调后得到的两个信号分别进行多级HB滤波和抽取,以及高斯滤波,得到I支路信号和Q支路信号,高斯滤波时采用的带宽BT’与生成GSMK信号时采用的BT不同,BT’=BT*(1+x),其中,x为大于0的数值,x的大小根据频偏大小决定;同步调整模块用于对I支路信号和Q支路信号分别进行位同步调整,并完成抽取,获得多个最佳采样点;修正模块用于进行频偏的测量和修正,以及相偏的测量和修正,得到I(k)和Q(k),其中,k为采样点的序号,k为大于1的正整数;差分检测模块用于分别对I(k)和Q(k)进行比特差分检测;差分解码模块用于对检测结果进行差分解码。

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