專利名稱：連續(xù)相位調(diào)制的解調(diào)方法及其解調(diào)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字通信中連續(xù)相位調(diào)制的解調(diào)方法及其解調(diào)電路。
連續(xù)相位調(diào)制(Continuous Phase Modulation，CPM)是一種恒定包絡的相位連續(xù)變化的現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制制度。由于它具有良好的頻譜特性和良好的誤碼性能，因而廣泛地應用于移動通信和衛(wèi)星通信等領(lǐng)域。
目前CPM的解調(diào)方法主要分為相干解調(diào)和非相干解調(diào)這二大類。其中相干解調(diào)采用最大似然序列估值(Maximum-Likelihood Sequence Estimation，MLSE)來實現(xiàn)，它是將由接收器接收到的調(diào)制信號經(jīng)中頻濾波器濾波，再通過匹配濾波器組送入MLSE算法電路進行處理，得到解調(diào)的數(shù)字信號。盡管MLSE解調(diào)可獲得最佳的誤碼性能，但由于MLSE解調(diào)需要大量的匹配濾波器和極其復雜的算法(如維持比算法)，因而MLSE解調(diào)的實現(xiàn)非常復雜，有時甚至難于實現(xiàn)。另外MLSE解調(diào)要求提取CPM的相干載波，這不僅增加了MLSE解調(diào)的實現(xiàn)復雜度，而且在某些場合(如在移動通信環(huán)境)，相干載波根本無法提取，從而使得MLSE解調(diào)無法實現(xiàn)。
CPM的另一類解調(diào)-非相干解調(diào)通常有差分解調(diào)(或鑒頻解調(diào))等方法，它是將由接收器接收到的調(diào)制信號經(jīng)中頻濾波器濾波后，再經(jīng)差分電路(或鑒頻電路)和判決電路處理就得到解調(diào)數(shù)字信號。盡管差分解調(diào)(或鑒頻解調(diào)等)的實現(xiàn)非常簡單，但其誤碼性能與相干解調(diào)的誤碼性能相比有很大的惡化，在功率受限的情況下很少采用。
從以上分析可以看出CPM解調(diào)存在著實現(xiàn)復雜性與誤碼性能之間的一對矛盾。
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提出一種既具有良好的誤碼性能，又很容易實現(xiàn)且適用性強的連續(xù)相位調(diào)制的解調(diào)方法及其解調(diào)電路。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種連續(xù)相位調(diào)制的解調(diào)方法，它將由接收器接收到的調(diào)制信號先進行中頻濾波處理，其特征在于對中頻濾波處理后的調(diào)制信號提取其至少兩個給定時間間隔內(nèi)的相位增量信號，該給定時間間隔應小于10個發(fā)射調(diào)制信號的碼元寬度，再將上述相位增量序列信號進行序列估值，就得到調(diào)制信號的解調(diào)碼元。
一種連續(xù)相位調(diào)制的解調(diào)電路，它包括有接收器和中頻濾波器，其特征在于中頻濾波器的輸出與相位增量估值器的輸入連接，相位增量估值器的輸出與相位增量序列估值器的輸入連接。
本發(fā)明利用CPM的相位連續(xù)的特點和相位增量序列與CPM信息序列之間的對應關(guān)系，采用相位增量序列估值的方法對CPM信號進行解調(diào)。本發(fā)明具有以下幾個特點(1)由于本發(fā)明采用相位增量序列估值的方法對CPM信號進行解調(diào)，它只需提取相位增量信號，因而它不僅避免了相干解調(diào)所需要的大量匹配濾波器，而且避免了相干載波的提取。所以該方法極其容易實現(xiàn)。另外，正因為該方法避免了相干載波的提取，因而在某些無法提取相干載波的場合(如移動通信環(huán)境)，它仍然適用。
(2)由于本發(fā)明采用相位增量序列估值對CPM信號進行解調(diào)，它處理的是相位增量序列，因而本發(fā)明所采用的序列估值算法與MLSE算法不同。這種算法非常簡單，很容易實現(xiàn)。
(3)由于本發(fā)明采用相位增量序列估值對CPM信號進行解調(diào)，它是一種序列估值，也可稱為軟判譯碼，因而它具有良好的誤碼性能，它遠遠優(yōu)于常規(guī)的非相干解調(diào)的誤碼性能，并接近于相干解調(diào)的誤碼性能。


圖1是本發(fā)明的原理框圖;
圖2是本發(fā)明相位增量估值器的一種實現(xiàn)框圖;
圖3是本發(fā)明相位增量估值器的另一種實現(xiàn)框圖;
圖4是本發(fā)明相位增量序列估值器的一種實現(xiàn)框圖;
圖5是本發(fā)明相位增量序列估值器的另一種實現(xiàn)框圖;
如圖1，當發(fā)射機發(fā)送的調(diào)制信號經(jīng)過通信信道后，接收器接收該傳輸信號r(t)，送入中頻濾波器進行濾波。在中頻濾波器和相位增量估值器之間最好接入限幅器，使得中頻濾波器的輸出信號通過限幅器限幅后，其信號幅度平穩(wěn)。限幅器輸出的平穩(wěn)信號rIF(t)送入相位增量估值器進行信號的相位增量提取，提取其給定時間間隔內(nèi)的相位增量信號△θ，該給定時間間隔最好為發(fā)射調(diào)制信號的1-2個碼元寬度，相位增量信號△θ被送入相位增量序列估值器進行序列估值，相位增量序列估值器最好采用長度為20-40個相位增量信號進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，最后得到調(diào)制信號的解調(diào)碼元。
本發(fā)明中，相位增量估值器可由圖2所示的原理框圖來實現(xiàn)，它由鑒頻器、積分器串接組成，其中頻濾波器的輸出接鑒頻器的輸入，其積分器的輸出接相位增量序列估值器的輸入。該相位增量估值器中的鑒頻器用來檢測連續(xù)相位調(diào)制(CPM)的頻率信號，即CPM相位信號的導數(shù)信號，積分器就在給定時間間隔內(nèi)對該CPM頻率信號進行積分，從而得到了在給定時間間隔內(nèi)的相位增量模擬信號△θ。
相位增量估值器也可由圖3所示的原理框圖來實現(xiàn)，它由延時電路T，九十度相移電路P，乘法電路M1、M2，低通濾波器F1、F2，抽樣電路S1、S2和相位計算電路C組成，中頻濾波器的輸出一路直接與延時電路T的輸入連接，另兩路分別與兩乘法電路M1、M2的輸入連接，延時電路T的輸出一路與乘法電路M1的另一輸入端相連，其輸出的另一路直接與九十度相移電路P的輸入連接，九十度相移電路P的輸出與乘法電路M2的另一輸入端連接，乘法電路M1、M2的輸出分別與各自的低通濾波器F1、F2的輸入連接，F(xiàn)1、F2的輸出分別接抽樣電路S1、S2的輸入，S1、S2的輸出與相位計算電路C的兩個輸入端連接，相位計算電路C的輸出與相位增量序列估值器的輸入連接。
該電路中，延時電路T將由中頻濾波器送來的信號rIF(t)進行延時，延時時間與相位增量信號提取的給定時間相同，九十度相移電路P就對延時后的信號進行九十度相移。乘法電路M1將中頻濾波器送來的信號與其延時后的信號相乘得到相位增量的余弦信號，乘法電路M2將中頻濾波器送來的信號與其延時、相移后的信號相乘得到相位增量的正弦信號，相位增量余弦信號和正弦信號分別送入低通濾波器F1、F2，得到各自的基帶信號，再分別經(jīng)抽樣電路S1、S2送入相位計算電路C，相位計算電路C根據(jù)相位增量的余弦值和正弦值計算出相位增量值。相位計算電路C可由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(A/D)和數(shù)據(jù)存貯器(ROM)構(gòu)成，其中ROM是一個以余弦值和正弦值為地址的相位表。相位計算電路C也可由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(A/D)和微處理器構(gòu)成。計算電路所輸出的就是相位增量數(shù)字信號△θ。
本發(fā)明中，相位增量序列估值器可由圖4所示的原理框圖來實現(xiàn)，它由采樣保持電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和微處理器串接構(gòu)成，其中采樣保持電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于對圖2所示的相位增量估值器輸出的相位增量模擬信號進行采樣保持和模數(shù)轉(zhuǎn)換，若對于圖3所示的相位增量估值器輸出的相位增量數(shù)字信號，則可省去采樣保持電路模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，微處理器對相位增量序列信號進行最大似然序列估值，最后就得到連續(xù)相位調(diào)制信號的解調(diào)碼元。
相位增量序列估值器中的微處理器也可換用由一系列數(shù)字邏輯控制電路和存貯器構(gòu)成的電路，如圖5，它同樣完成相位增量的序列估值，得到調(diào)制信號的解調(diào)碼元。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)相位調(diào)制的解調(diào)方法，它將由接收器接收到的調(diào)制信號先進行中頻濾波處理，其特征在于對中頻濾波處理后的調(diào)制信號提取其至少兩個給定時間間隔內(nèi)的相位增量信號，該給定時間間隔應小于10個發(fā)射調(diào)制信號的碼元寬度，再將上述相位增量序列信號進行序列估值，就得到調(diào)制信號的解調(diào)碼元。
2.按權(quán)利要求1所述的連續(xù)相位調(diào)制的解調(diào)方法，其特征在于給定時間間隔最好為發(fā)射調(diào)制信號的1-2個碼元寬度。
3.按權(quán)利要求1所述的連續(xù)相位調(diào)制的解調(diào)方法，其特征在于序列估值最好采用20-40個相位增量信號，并最好采用最大似然序列估值。
4.一種連續(xù)相位調(diào)制的解調(diào)電路，它包括有接收器和中頻濾波器，其特征在于中頻波器的輸出與相位增量估值器的輸入連接，相位增量估值器的輸出與相位增量序列估值器的輸入連接。
5.按權(quán)利要求4所述的連續(xù)相位調(diào)制的解調(diào)電路，其特征在于相位增量估值器可由鑒頻器、積分器串接組成，其中頻濾波器的輸出接鑒頻器的輸入，其積分器的輸出接相位增量序列估值器的輸入。
6.按權(quán)利要求4所述的連續(xù)相位調(diào)制的解調(diào)電路，其特征在于相位增量估值器由延時電路T，九十度相移電路P，乘法電路M1、M2，低通濾波器F1、F2，抽樣電路S1、S2和相位計算電路C組成，中頻濾波器的輸出一路直接與延時電路T的輸入連接，另兩路分別與兩乘法電路M1、M2的輸入連接，延時電路T的輸出一路與乘法電路M1的另一輸入端相連，其輸出的另一路直接與九十度相移電路P的輸入連接，九十度相移電路P的輸出與乘法電路M2的另一輸入端連接，乘法電路M1、M2的輸出分別與各自的低通濾波器F1、F2的輸入連接，F(xiàn)1、F2的輸出分別接抽樣電路S1、S2的輸入，S1、S2的輸出與相位計算電路C的兩個輸入端連接，相位計算電路C的輸出與相位增量序列估值器的輸入連接。
7.按權(quán)利要求4所述的連續(xù)相位調(diào)制的解調(diào)電路，其特征在于最好在中頻濾波器和相位增量估值器之間接入限幅器。
8.按權(quán)利要求6所述的連續(xù)相位調(diào)制的解調(diào)電路，其特征在于相位計算電路C可由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(A/D)和數(shù)據(jù)存貯器(ROM)構(gòu)成，也可由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(A/D)和微處理器構(gòu)成。
9.按權(quán)利要求4所述的連續(xù)相位調(diào)制的解調(diào)電路，其特征在于相位增量序列估值器可由采樣保持電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和微處理器串接構(gòu)成。
10.按權(quán)利要求9所述的連續(xù)相位調(diào)制的解調(diào)電路，其特征在于相位增量序列估值器中的微處器也可換用由一系列數(shù)字邏輯控制電路和存貯器構(gòu)成的電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)字通信中連續(xù)相位調(diào)制的解調(diào)方法及其解調(diào)電路，它對中頻濾波器處理后的調(diào)制信號提取其至少兩個給定時間間隔內(nèi)的相位增量信號，再將該相位增量序列信號進行序列估值，就得到調(diào)制信號的解調(diào)碼元。本發(fā)明的電路是在中頻濾波器之后接入相位增量估值器和相位增量序列估值器。
文檔編號H04L27/22GK1097912SQ9311158
公開日1995年1月25日 申請日期1993年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月22日
發(fā)明者李斌 申請人:中國人民解放軍通信工程學院