[发明专利]一种多相位频移键控调制、解调方法及设备

说明书

本发明实施例提供一种多相位频移键控调制/解调方法及其设备，该方法包括将输入的二进制数据流分组，每组包含多个比特；将二进制数据流映射为相位序列，其中，一个二进制数据组被映射为预定相位集之中的一个相位；利用预设的归一化的频率调制脉冲波形,将相位序列调制为频率信号；基于频率信号获得射频信号。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，更具体地，涉及一种多相位频移键控调制、解调方法及设备。

背景技术

物联网是智能时代的基础，无线连接技术是物联网的核心。随着物联网的发展，各种无线连接技术得到了广泛的应用，如低功耗蓝牙技术(BLE:Bluetooth Low Energy)。尤其在大量的传感器和控制应用领域，人们也对无线连接技术的功耗、成本、带宽效率和性能提出越来越高的要求。频移键控(FSK:Frequency Shift Keying)因为其恒定包络特征，是一种能量效率高的调制技术，得到了广泛的应用。例如，全球移动通信系统(GSM:GlobalSystem for Mobile Communications)和BLE无线系统。但是，GSM和BLE采用的二元频移键控调制的带宽效率低，而经典的多阶频移键控(MFSK:M_ary FSK)调制的解调复杂度高。

发明内容

本发明公开一种多相位频移键控调制、解调方法及设备，利用满足预定相位约束的多相位频移键控调制，以及对应的复杂度低的解调方法，获得高能量效率和高频谱效率的无线传输方法。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为，一方面提供一种多相位频移键控调制方法，

将输入的二进制数据流分组，每组包含多个比特；将所述二进制数据流映射为相位序列，其中，一个二进制数据组被映射为预定相位集之中的一个相位；

利用预设的归一化的频率调制脉冲波形,将由所述相位序列调制为频率信号；

基于所述频率信号获得射频信号。

优选地，所述一个二进制数据组被映射为预定相位集之中的一个相位，包括，一个二进制数据组通过格雷编码映射为预定相位集之中的一个相位。

优选地，所述将所述相位序列调制为频率信号，其数学表达式为：

y(t)＝∑θ_k*p(t-k*T)

其中，y(t)为频率信号，{θ_k}为相位序列，p(t)为频率调制脉冲波形,其数学表达式为:

其中,t、τ为时间,w(t)为脉冲函数,T为符号周期。

具体地，所述脉冲函数为d次方根余弦脉冲函数，其数学表达式为：

其中，T为符号周期，π为圆周率，cos( )为余弦函数,，d为大于零的实数。

进一步具体地，d的取值为0.5,1,2，3中之一。

优选地，所述基于所述频率信号获得射频信号，包括：

基于所述频率信号，采用频率调制获得射频信号，其数学表达方式为，

其中，F_c为射频载波频率，P为射频信号放大增益，相位信号y(x)为频率信号；以及，

相位序列{θ_k}和频率信号y(x)满足如下关系，

第二方面提供一种多相位频移键控解调方法，用于对根据第一方面所述的调制方法调制的信号进行解调，其中包括，