[发明专利]连续相位调制的解调方法及其解调电路

说明书

本发明涉及一种数字通信中连续相位调制的解调方法及其解调电路。

连续相位调制（Continuous  Phase  Modulation，CPM）是一种恒定包络的相位连续变化的现代数字调制制度。由于它具有良好的频谱特性和良好的误码性能，因而广泛地应用于移动通信和卫星通信等领域。

目前CPM的解调方法主要分为相干解调和非相干解调这二大类。其中相干解调采用最大似然序列估值（Maximum-Likelihood  Sequence  Estimation，MLSE）来实现，它是将由接收器接收到的调制信号经中频滤波器滤波，再通过匹配滤波器组送入MLSE算法电路进行处理，得到解调的数字信号。尽管MLSE解调可获得最佳的误码性能，但由于MLSE解调需要大量的匹配滤波器和极其复杂的算法（如维持比算法），因而MLSE解调的实现非常复杂，有时甚至难于实现。另外MLSE解调要求提取CPM的相干载波，这不仅增加了MLSE解调的实现复杂度，而且在某些场合（如在移动通信环境），相干载波根本无法提取，从而使得MLSE解调无法实现。

CPM的另一类解调-非相干解调通常有差分解调（或鉴频解调）等方法，它是将由接收器接收到的调制信号经中频滤波器滤波后，再经差分电路（或鉴频电路）和判决电路处理就得到解调数字信号。尽管差分解调（或鉴频解调等）的实现非常简单，但其误码性能与相干解调的误码性能相比有很大的恶化，在功率受限的情况下很少采用。

从以上分析可以看出CPM解调存在着实现复杂性与误码性能之间的一对矛盾。

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出一种既具有良好的误码性能，又很容易实现且适用性强的连续相位调制的解调方法及其解调电路。

本发明的技术解决方案：

一种连续相位调制的解调方法，它将由接收器接收到的调制信号先进行中频滤波处理，其特征在于对中频滤波处理后的调制信号提取其至少两个给定时间间隔内的相位增量信号，该给定时间间隔应小于10个发射调制信号的码元宽度，再将上述相位增量序列信号进行序列估值，就得到调制信号的解调码元。

一种连续相位调制的解调电路，它包括有接收器和中频滤波器，其特征在于中频滤波器的输出与相位增量估值器的输入连接，相位增量估值器的输出与相位增量序列估值器的输入连接。

本发明利用CPM的相位连续的特点和相位增量序列与CPM信息序列之间的对应关系，采用相位增量序列估值的方法对CPM信号进行解调。本发明具有以下几个特点：

（1）由于本发明采用相位增量序列估值的方法对CPM信号进行解调，它只需提取相位增量信号，因而它不仅避免了相干解调所需要的大量匹配滤波器，而且避免了相干载波的提取。所以该方法极其容易实现。另外，正因为该方法避免了相干载波的提取，因而在某些无法提取相干载波的场合（如移动通信环境），它仍然适用。

（2）由于本发明采用相位增量序列估值对CPM信号进行解调，它处理的是相位增量序列，因而本发明所采用的序列估值算法与MLSE算法不同。这种算法非常简单，很容易实现。

（3）由于本发明采用相位增量序列估值对CPM信号进行解调，它是一种序列估值，也可称为软判译码，因而它具有良好的误码性能，它远远优于常规的非相干解调的误码性能，并接近于相干解调的误码性能。

图1是本发明的原理框图;

图2是本发明相位增量估值器的一种实现框图;

图3是本发明相位增量估值器的另一种实现框图;

图4是本发明相位增量序列估值器的一种实现框图;

图5是本发明相位增量序列估值器的另一种实现框图;

如图1，当发射机发送的调制信号经过通信信道后，接收器接收该传输信号r（t），送入中频滤波器进行滤波。在中频滤波器和相位增量估值器之间最好接入限幅器，使得中频滤波器的输出信号通过限幅器限幅后，其信号幅度平稳。限幅器输出的平稳信号r_IF（t）送入相位增量估值器进行信号的相位增量提取，提取其给定时间间隔内的相位增量信号△θ，该给定时间间隔最好为发射调制信号的1-2个码元宽度，相位增量信号△θ被送入相位增量序列估值器进行序列估值，相位增量序列估值器最好采用长度为20-40个相位增量信号进行相位增量序列估值，序列估值最好采用最大似然序列估值，最后得到调制信号的解调码元。