專利名稱：一種空時cpm信號調(diào)制、解調(diào)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及采用多天線(MIMO)的連續(xù)相位調(diào)制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
連續(xù)相位調(diào)制(continuous phase modulation, CPM)有高的功率和帶寬效率，在功率和帶寬受限系統(tǒng)受到廣泛的關(guān)注。其恒包絡(luò)特性使其能夠用廉價的非線性放大器來放大，在高階調(diào)制時也不存在線性調(diào)制的高PAPR問題。這些優(yōu)良特性使CPM信號在數(shù)字通信中有廣闊的應(yīng)用前景，成為未來移動多媒體通信的主要候選技術(shù)之一。
功率歸一化的CPM信號s (t)可以表示為
權(quán)利要求
1.一種空時CPM信號的調(diào)制方法，其特征在于，在對發(fā)送序列進(jìn)行CPM調(diào)制之前，先進(jìn)行調(diào)制前的預(yù)處理；所述調(diào)制前的預(yù)處理包括以下步驟分段映射步驟發(fā)射端調(diào)制模塊設(shè)置空時CPM信號的調(diào)制因子為1/2，調(diào)制階數(shù)為2，使得兩段原始發(fā)射序列分段經(jīng)星座映射為Xl = [X1 (1)，X1 (2)，L，X1 (2N) ],x2= [x2 (1)，X2 (2)， L，&QN)]，其中，X1表示第一段原始發(fā)射序列，X2表示第二段原始發(fā)射序列，X1(Ii)表示第一段原始發(fā)射序列中第η位數(shù)據(jù)表示第二段原始發(fā)射序列中的第η位數(shù)值；Xl(n)、 x2(η) e {-1，+1}，N為正整數(shù)，2N為每段原始發(fā)射序列中數(shù)據(jù)的總數(shù)；段內(nèi)冗余添加步驟在第一段原始發(fā)射序列的末尾位置以及第一、二位符號之間的位置分別添加L個冗余符號，得到添加段內(nèi)冗余后的序列χ'工；在第二段原始發(fā)射序列的末尾位置以及第一、二位符號之間的位置分別添加L個冗余符號，得到添加段內(nèi)冗余后的序列χ' 2，其中，L為記憶長度；第一次預(yù)編碼步驟將序列X'工進(jìn)行預(yù)編碼得到序列α”將序列χ' 2進(jìn)行預(yù)編碼得到序列α 2 ；段內(nèi)冗余調(diào)整步驟預(yù)判斷待添加的循環(huán)前綴與預(yù)編碼后的序列間相位是否i￡M，如是，則進(jìn)入下一步；如否，將添加的冗余符號變?yōu)槠湎喾磾?shù)，并調(diào)整相應(yīng)預(yù)編碼序列；時間反轉(zhuǎn)、取負(fù)步驟先將經(jīng)冗余調(diào)整后的序列X'工與序列X' 2進(jìn)行時間反轉(zhuǎn)處理， 所述時間反轉(zhuǎn)處理為將保留序列中第一位數(shù)據(jù)位置不變，其它位數(shù)據(jù)的位置倒置；再將經(jīng)時間反轉(zhuǎn)后的序列X'工中的奇數(shù)位數(shù)據(jù)變?yōu)槠湎喾磾?shù)得到序列re_x'工，將經(jīng)時間反轉(zhuǎn)后的序列X' 2的偶數(shù)位數(shù)據(jù)變?yōu)槠湎喾磾?shù)得到序列re_x' 2；第二次預(yù)編碼步驟對所述序列re_x'工與序列re_x' 2進(jìn)行預(yù)編碼，得到第二次預(yù)編碼序列α 3、α 4 ；添加循環(huán)前綴步驟將預(yù)編碼后的序列αι、α2、α3、α 4添加長度為1的循環(huán)前綴得到序列CP_ α ρ CP_ α 2、CP_ α 3、CP_ α 4 ；，1 > Ν。，其中，N。表示信道最大時延為N。個符號時間；段間冗余添加步驟為了保證循環(huán)前綴添加后的每段序列相位連續(xù)，分別添加段間冗余置于序列0 _01丄 _02丄 _03丄 _04前得到序列0 _0' ”CP_a ‘ 2、CP_a' 3、CP_α' 4;空時信號形成步驟將添加了段間冗余的序列CP_a ‘ ^CP.a ‘ 4映射到第一發(fā)射天線，將添加了段間冗余的序列CP_a ‘ 2、CP_a' 3映射到第二發(fā)射天線，使得第一天線先發(fā)送序列CP_a ‘工，再發(fā)送序列CP_a ‘ 4 ；在第一天線發(fā)送序列CP_a ‘工的同一時段，第二天線發(fā)送序列CP_a ‘ 2 ；在第一天線發(fā)送序列CP_a ‘ 4的同一時段，第二天線發(fā)送序列 CP_a ‘ 3。
2.如權(quán)利要求1所述一種空時CPM信號的調(diào)制方法，其特征在于，CPM調(diào)制的初始狀態(tài)設(shè)置為當(dāng)記憶長度L = 1時，設(shè)置調(diào)制時初始狀態(tài)為0，其中初始相位為0 ；當(dāng)記憶長度L > 1時，設(shè)置調(diào)制時的初始狀態(tài)為(θ 0 ； a (2N+L+2)，a (2N+L+3),..., a (2N+2L))，其中 a (2N+L+2)，a (2N+L+3), . . .，a (2N+2L)為經(jīng)過第一次預(yù)編碼后的序列以及第二次預(yù)編碼后的序列末尾長度為L-I的數(shù)據(jù)段；初始相位θ ^的選取應(yīng)滿足K為正整數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述一種空時CPM信號的調(diào)制方法，其特征在于，所述第一次預(yù)編碼按照以下方式進(jìn)行Q1(H) = (-D-1X' ^n-Dx' α = (-1廣、'2(η-1)χ' 2(η) 其中，α i (η)表示序列α工中第η位數(shù)據(jù)； 表示加冗余后的序列χ'工中第η位數(shù)據(jù)；χ' 數(shù)據(jù)；第一次預(yù)編碼后的序列Ci1= [Ci1(I), L α 2(2N+2L)]；所述第二次預(yù)編碼按照以下方式進(jìn)行 α 3 (n) = (-l)n_1re_x' Jn-Dre—x' “η) α4(η) = (-l)n_1re_x' 2(n-l)re_x' 2 (η)其中，α3(η)表示序列Ci3中第η位數(shù)據(jù)；Ci4(Ii)表示序列α4中第η位數(shù)據(jù)；re_ X' Jn)表示加冗余后的序列re_x'工中第η位數(shù)據(jù)；re_x‘ 2 (η)表示加冗余后的序列 re_x ‘ 2中第η位數(shù)據(jù)；第二次預(yù)編碼后的序列Q3= [ α 3 (1), α 3 (2) L α 3 (2N+2L) ], Q4 = [α4(1)，a4(2)La4(2N+2L)]。
4.如2或3權(quán)利要求所述一種空時CPM信號的調(diào)制方法，其特征在于，添加循環(huán)前綴步驟中，分別復(fù)制序列α” a2、a3、a 4末尾長度為1的數(shù)據(jù)段置于其序列之前，得到序列 CP_ α ρ CP_ α 2、CP_ α 3、CP_ a 4 ；CP_ a ! = [Q1 (2N+2L+1-1)，L，a 丄(2N+2L)，a J CP_ a 2 = [ a 2 (2N+2L+1-1)，L，a 2 (2N+2L)，a 2] CP_a 3 = [a 3(2N+2L+1-1)，L，a 3(2N+2L)，a 3] CP_ a 4 = [ a 4 (2N+2L+1-1)，L，a 4 (2N+2L)，a J其中，a j(2N+2L+l-l)，L，a j (2N+2L)為序列 a」末尾 1 個數(shù)據(jù)，j = 1，2，3，4。
5.如2或3權(quán)利要求所述一種空時CPM信號的調(diào)制方法，其特征在于，段內(nèi)冗余調(diào)整步驟中，預(yù)判斷待添加的循環(huán)前綴與預(yù)編碼后的序列間相位是否連續(xù)的具體方法是 若Σ (0=4^，則待添加的循環(huán)前綴與預(yù)編碼后的序列間相位連續(xù)，若 Σ (0 = 44 + 2，則待添加的循環(huán)前綴與預(yù)編碼后的序列間相位不連續(xù)；i=l冗余及預(yù)編碼序列調(diào)整的具體方法是將冗余符號以及序列a工、序列a 2中的第2位 a (2)，第L+1位a (L+1)、第2N+2L位a (2N+2L)變?yōu)樵瓉淼南喾磾?shù)。
6.如2或3權(quán)利要求所述一種空時CPM信號的調(diào)制方法，其特征在于，段間冗余P添 加時，當(dāng)循環(huán)前綴1為奇數(shù)，對循環(huán)前綴求和，若 Σ (0 = 4m + l，其中，m為整數(shù)，i為 臨時變量，j = 1，2，3，4，則卩=-1 ；若 Σ (0 = 4m + 3_p = +1 ；當(dāng)循環(huán)前綴1為 α 2 (η)表示序列a 2中第η位數(shù)據(jù) ’χ' , (η) 2 (η)表示加冗余后的序列χ ‘ 2中第η位 a ！ (2) L a ！ (2N+2L) ], a2 = [a2(l), a 2(2)偶數(shù)，對循環(huán)前綴求和，若
7.—種空時CPM信號的解調(diào)方法，其特征在于，包括以下步驟接收端在兩個連續(xù)時段接收到兩段序列，直接去掉兩段序列的段間冗余，在去掉循環(huán)前綴時，分別保留兩段序列中最后一個循環(huán)前綴，再對Laurent基波做相關(guān)后，每隔預(yù)定時間進(jìn)行采樣，最后分別將兩段序列中第一個符號移至該序列末尾，得到序列yi、y2 ；將序列yi、y2做傅立葉變換到頻域，在頻域形成空時分組碼，得到頻域數(shù)據(jù)Y1 (η)、 Y2(η)；對頻域數(shù)據(jù)Y1Oiht (η)分別進(jìn)行解時空處理與均衡處理得到頻域數(shù)據(jù)R1 (η)、Ι 2(η)；將頻域數(shù)據(jù)隊(duì)(n)、R2 (η)通過傅立葉逆變換到時域，得到序列巧、r2 ；去掉序列I^r2中的段內(nèi)冗余，并對去掉段內(nèi)冗余的序列做判決得到發(fā)射序列Xl、& ；對判決得到的序列Xl、X2分別進(jìn)行反星座映射處理得到原始信息序列。
8.如權(quán)利要求7所述一種空時CPM信號的解調(diào)方法，其特征在于，所述對頻域數(shù)據(jù) Y1(H)^Y2(Ii)分別進(jìn)行解時空處理與均衡處理得到頻域數(shù)據(jù)R1 (η)、I 2(n)的具體方法是
9.如權(quán)利要求7或8所述一種空時CPM信號的解調(diào)方法，其特征在于，所述做判決的具體步驟是對A的奇數(shù)位的正交分量Liit1 (2n+l)]，偶數(shù)位的同相分量Re Lr1 (2n)]進(jìn)行符號判斷，若Lnt1 On+l)]彡0，Re[ri(2n)]彡0則判定發(fā)射序列X1的第2n+l位的數(shù)值為1，發(fā)射序列X1的第2η位的數(shù)值為1 ；若Imtr1 (2n+l)] < OjRetr1 (2η)] < 0，則判定發(fā)射序列X1 的第2η+1位的數(shù)值為-1，發(fā)射序列X1的第2η位的數(shù)值為-1 ；對r2的奇數(shù)位的正交分量Lii [r2 (2n+l)]，偶數(shù)位的同相分量Re [r2 (2n)]進(jìn)行符號判斷，若Ln[rj2n+1)]彡0，Re[r2(2n)]彡0則判定發(fā)射序列X2的第2n+l位的數(shù)值為1，發(fā)射序列X2的第2η位的數(shù)值為1 ；若Im[r2 (2n+l)] < 0,Re[r2(2n)] < 0，則判定發(fā)射序列X2 的第2n+l位的數(shù)值為-1，發(fā)射序列&的第2η位的數(shù)值為-1。
全文摘要
本發(fā)明提出一種空時CPM信號的調(diào)制、解調(diào)方法，通過調(diào)制前對CPM信號進(jìn)行預(yù)處理的空時CPM信號調(diào)制方法，使得接收端能夠?qū)⒔邮盏降腃PM信號能夠以線性信號方式進(jìn)行解調(diào)，以降低解調(diào)復(fù)雜度低。在對發(fā)送序列進(jìn)行CPM調(diào)制之前，先進(jìn)行調(diào)制前的預(yù)處理；所述調(diào)制前的預(yù)處理包括分段映射步驟，段內(nèi)冗余添加步驟，第一次預(yù)編碼步驟，段內(nèi)冗余調(diào)整步驟，時間反轉(zhuǎn)、取負(fù)步驟，第二次預(yù)編碼步驟，添加循環(huán)前綴步驟，段間冗余添加步驟，空時信號形成步驟。本發(fā)明發(fā)送端通過對序列添加循環(huán)前綴使得接收端接收到的信號是發(fā)射信號與信道循環(huán)卷積，從而，當(dāng)接收端收到調(diào)制的CPM信號時，能夠利用線性信號的解調(diào)方式進(jìn)行解調(diào)處理。
文檔編號H04B7/06GK102202024SQ201110114330
公開日2011年9月28日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者嚴(yán)慶, 李強(qiáng), 羅勝, 胡玓秀 申請人:電子科技大學(xué)