本發(fā)明涉及信號(hào)調(diào)制領(lǐng)域,尤其涉及一種gmsk咬尾調(diào)制方法。
背景技術(shù):
1、卷積碼是通信編碼中糾錯(cuò)編碼的一種,它可以將原來的信息碼打亂,這時(shí)盡管出現(xiàn)大面積突發(fā)性錯(cuò)誤,這些可以通過解交織器來進(jìn)行分散,從而將大面積的錯(cuò)誤較為平均地分散到不同的碼段,利于信道糾錯(cuò)的實(shí)現(xiàn)。卷積編碼器即為實(shí)現(xiàn)卷積碼編碼的電路。
2、在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中,因?yàn)榇嬖谠肼?,信道衰落等干擾因素,會(huì)使傳輸?shù)男盘?hào)發(fā)生錯(cuò)誤,產(chǎn)生誤碼。雖然數(shù)字信號(hào)的傳輸為了防止誤碼而會(huì)進(jìn)行信道編碼,增加傳輸碼的冗余,例如增加監(jiān)督位等來克服信號(hào)在信道傳輸過程中的錯(cuò)誤,但這種檢錯(cuò)糾錯(cuò)能力是有限的。
3、有資料顯示,以(2,1,4)卷積碼為例,編碼長(zhǎng)度為n比特的數(shù)據(jù)d(i)(i=0到n-1),有兩種編碼方法。
4、一種是卷積碼編碼器{reg1?reg2?reg3}初始值為000,則要求在n個(gè)數(shù)據(jù)編碼完成后,再繼續(xù)輸入3個(gè)0,使編碼器的狀態(tài)回到{reg1?reg2?reg3}=000。這種方法需要多傳輸3個(gè)0對(duì)應(yīng)的編碼后數(shù)據(jù)。
5、另一種是咬尾卷積碼,卷積碼編碼器{reg1?reg2?reg3}初始值為{d(n-3)d(n-2)d(n-1)},在n個(gè)數(shù)據(jù)編碼完成即可。
6、卷積碼解碼通常采用維特比解碼方法。卷積碼這樣編碼的原因是:維特比解碼時(shí),由于回溯深度,最后待解碼數(shù)據(jù)輸出需要給解碼器輸入更多的數(shù)據(jù)。
7、在信號(hào)調(diào)制領(lǐng)域,部分響應(yīng)cpm調(diào)制,為了帶寬效率,人為引入符號(hào)間干擾。該類調(diào)制的最優(yōu)解調(diào)采用維特比方法。由于回溯深度,最后待解調(diào)數(shù)據(jù)輸出需要給維特比解調(diào)器輸入更多的調(diào)制數(shù)據(jù)。
8、以gmsk,bt=0.3為例。長(zhǎng)度為n比特的數(shù)據(jù)n(i)(i=0到n-1)調(diào)制方法。gmsk調(diào)制器{reg1?reg2?reg3}初始值為000,則要求在n個(gè)數(shù)據(jù)編碼完成后,再繼續(xù)輸入3個(gè)0,使gmsk調(diào)制器回到{reg1?reg2?reg3}=000。這種方法需要多傳輸3個(gè)0對(duì)應(yīng)的調(diào)制后數(shù)據(jù)。如gsm協(xié)議就是這樣實(shí)現(xiàn)。
9、中國(guó)專利文獻(xiàn)cn102916707b公開了一種“兼容卷積碼生成多項(xiàng)式確定方法、編碼方法及編碼器”。采用了通過如下步驟來確定1/(k+1)碼率的目標(biāo)卷積碼生成多項(xiàng)式,k為正整數(shù):若k=1,則通過遍歷1/2碼率卷積碼的所有卷積碼生成多項(xiàng)式并計(jì)算其自由距離,將所遍歷得到的卷積碼生成多項(xiàng)式中自由距離較大的預(yù)設(shè)數(shù)量個(gè)卷積碼生成多項(xiàng)式矢量或自由距離最大的卷積碼生成多項(xiàng)式矢量至少之一作為目標(biāo)卷積碼生成多項(xiàng)式矢量;若k>1,則先確定1/k碼率卷積碼的目標(biāo)卷積碼生成多項(xiàng)式矢量,記為矢量組ak,再基于矢量組ak來確定1/(k+1)碼率卷積碼的目標(biāo)卷積碼生成多項(xiàng)式矢量。上述技術(shù)方案需要多發(fā)送編碼后的數(shù)據(jù)使編碼器的狀態(tài)回到初始值,占用了有限的空口比特資源。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明主要解決原有的技術(shù)方案需要多發(fā)送調(diào)制后的數(shù)據(jù)使調(diào)制器的狀態(tài)回到初始值,占用了有限的空口傳輸資源的技術(shù)問題,提供一種gmsk咬尾調(diào)制方法,通過參考卷積碼的方式,采用高斯濾波器在調(diào)制前,濾波緩存數(shù)據(jù)初始值為待調(diào)制突發(fā)幀數(shù)據(jù)內(nèi)容的最后幾比特(如gmsk?bt=0.3,為最后3比特;gmsk?bt=0.25,為最后4比特;其它以此類推),以此定義為咬尾調(diào)制,無需多發(fā)送調(diào)制后的數(shù)據(jù),大大節(jié)省了有限的空口傳輸資源。
2、本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:本發(fā)明包括以下步驟:
3、s1構(gòu)建gmsk調(diào)制信號(hào)表達(dá)式;
4、s2實(shí)現(xiàn)gmsk調(diào)制信號(hào)相位的簡(jiǎn)化變化;
5、s3獲取調(diào)制相位數(shù)據(jù);
6、s4根據(jù)相位數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)咬尾gmsk調(diào)制。
7、gmsk調(diào)制信號(hào)表達(dá)式有很多種,為方便演示咬尾調(diào)制,采用簡(jiǎn)化的iq構(gòu)造,直接從二進(jìn)制數(shù)據(jù)產(chǎn)生gmsk調(diào)制信號(hào)。其它表達(dá)方式,也可采用咬尾調(diào)制的方法。
8、作為優(yōu)選,所述的步驟s1中g(shù)msk調(diào)制信號(hào)表達(dá)式具體為:
9、
10、其中,ωc=2πfc為載波頻率,為gmsk調(diào)制信號(hào)的相位。
11、作為優(yōu)選,所述的gmsk調(diào)制信號(hào)相位的表達(dá)式為:
12、
13、其中,a0為碼元的幅度,erf(x)為誤差函數(shù),b為高斯濾波器的3db帶寬,tb為碼元寬度。
14、作為優(yōu)選,所述的誤差函數(shù)erf(x)表達(dá)式為:
15、
16、符號(hào)間干擾主要來自于鄰近比特。以bt=0.3的gmsk為例,符號(hào)間干擾主要來自于相鄰比特,可簡(jiǎn)化為如下表達(dá)式。
17、作為優(yōu)選,所述的步驟s2中g(shù)msk調(diào)制信號(hào)相位簡(jiǎn)化式具體為:
18、
19、根據(jù)相鄰的三個(gè)碼元b(n-1)、b(n)和b(n+1)的取值,對(duì)應(yīng)的gmsk信號(hào)相位路徑變化存在不同情況。
20、作為優(yōu)選,所述的gmsk信號(hào)相位路徑變化具體為,將相鄰的三個(gè)碼元代入gmsk調(diào)制信號(hào)相位簡(jiǎn)化式得到fl(n)(t),其中l(wèi)(n)=4b(n-1)+2b(n)+b(n+1),fl(n)(t)的表達(dá)式具體為:
21、f0(t)=-1
22、
23、
24、
25、
26、
27、
28、f7(t)=-f0(t)=1。
29、作為優(yōu)選,所述的步驟s3具體包括,gmsk調(diào)制信號(hào)的表達(dá)式表示為:
30、
31、
32、其中,θl(n)(t)為gmsk信號(hào)的調(diào)制相位,
33、
34、其中,fm為碼元速率的1/4倍,即fm=1/4tb,fc為載波頻率,每來一個(gè)碼元的相位改變量
35、作為優(yōu)選,所述的步驟s4具體包括:
36、s4.1?gmsk調(diào)制器中有3比特的{b0?b1?b2}狀態(tài),用于選擇對(duì)應(yīng)的相位變化函數(shù)曲線;
37、s4.2根據(jù){b0?b1?b2}數(shù)據(jù),相位變化函數(shù)曲線依次采用不同fl(n)(t);
38、s4.3調(diào)制長(zhǎng)度為l的突發(fā)數(shù)據(jù)幀內(nèi)容為f=b(n),(n=0,....l-1);
39、s4.4{b0?b1?b2}初始狀態(tài)為{b(l-3)b(l-2)b(l-1)},輸入b(0),{b0?b1?b2}值變?yōu)閧b(l-2)b(l-1)b(0)},選擇對(duì)應(yīng)的相位變化函數(shù)曲線;
40、s4.5再輸入b(1),{b0?b1?b2}值變?yōu)閧b(l-1)b(0)b(1)},選擇對(duì)應(yīng)的相位變化函數(shù)曲線,以此類推,直到所有數(shù)據(jù)調(diào)制完成。
41、類似的,bt=0.25的gmsk,采用4比特的{b0?b1?b2?b3}狀態(tài)。其它不同bt值的gmsk,只要有碼間干擾,均可采用類似的咬尾gmsk調(diào)制方法,只是截?cái)嗟谋忍財(cái)?shù)不相同。
42、通常的gmsk調(diào)制,{b0?b1?b2}初始狀態(tài)為{000},輸入b(0),{b0?b1?b2}值變?yōu)閧00b(0)},選擇對(duì)應(yīng)的相位變化函數(shù)曲線;再輸入b(1),{b0?b1?b2}值變?yōu)閧0b(0)b(1)},選擇對(duì)應(yīng)的相位變化函數(shù)曲線,以此類推,直到所有數(shù)據(jù)調(diào)制完成后。再輸入3個(gè)0,使得{b0?b1b2}狀態(tài)從{b(l-3)b(l-2)b(l-1)},變?yōu)閧b(l-2)b(l-1)0},再變?yōu)閧b(l-1)0?0},再變?yōu)閧00?0}。才調(diào)制結(jié)束。
43、本發(fā)明的有益效果是:通過參考卷積碼的方式,采用高斯濾波器在調(diào)制前,濾波緩存數(shù)據(jù)初始值為{x100?x99?x98},以此定義為咬尾調(diào)制,無需多發(fā)送調(diào)制后的數(shù)據(jù),大大節(jié)省了有限的空口傳輸資源。