一种基于门限判决的连续相位调制低复杂度解调方法技术

本发明专利技术属于无线通信技术领域，公开了一种基于门限判决的连续相位调制低复杂度解调方法；包括：(1)符号映射；(2)连续相位调制；(3)将调制信号变换成频域信号；(4)将频域信号变换为时域信号；(5)发送已调制信号；(6)接收含有噪声的信号；(7)多用户分离获得各用户时域信号；(8)基于判决门限的连续相位调制解调。本发明专利技术采用基于门限判决的方法，计算接收信号与本地参考信号的相位相似度，设置门限，减少匹配滤波器和Viterbi译码的网格数目，能够极大的降低解调的复杂度，克服了现有技术中解调复杂度过高的问题，使得本发明专利技术能够有效降低接收机复杂度，增加了系统的实用性。

A Low Complexity Demodulation Method for Continuous Phase Modulation Based on Threshold Decision

【技术实现步骤摘要】
一种基于门限判决的连续相位调制低复杂度解调方法
本专利技术属于无线通信
，尤其涉及一种基于门限判决的连续相位调制低复杂度解调方法。
技术介绍
目前，最接近的现有技术：在移动通信领域中，有限的可利用频谱资源和复杂的无线传输环境是无线通信领域的两大制约因素。这些通信系统对调制信号的要求表现为频谱特性要求高、对非线性失真不敏感。连续相位调制(ContinuousPhaseModulation，CPM)信号是一类恒包络调制信号的总称，与多进制移相键控(M-aryPhaseShiftKeying，MPSK)相比占用带宽更窄、旁瓣衰减更快，具有较好的频谱效率和功率效率。目前，在国内外通信系统中，可以将CPM与其他体制相结合来提高系统的频谱效率、功率效率和可靠性。现有技术一“一种连续相位多载波调制方法”中提出了一种连续相位多载波调制方法。该方法将连续相位调制应用到正交频分复用系统中，利用连续相位调制频谱利用率高的特点，降低了无线传输复杂环境下的误码率，提高通信系统的传输能力。但是，该方法仍然存在的不足之处是：该方法不能保持恒包络信号，对功率放大器要求较高，系统频谱利用率和功率利用率较低。现有技术二“连续相位调制频域均衡调制解调方法”中提供一种连续相位调制频域均衡调制解调方法。该方法采用的是正交分解来进行连续相位调制信号的解调，通过对连续相位调制信号的分解，降低了接收机中匹配滤波器的个数。但是，该方法仍然存在的不足之处是：该方法只能降低匹配滤波器的个数，不能降低维特比译码的网格搜索数目，而且破坏了最佳接收机的结构，系统性能较差。综上所述，现有技术存在的问题是：(1)现有技术一种连续相位多载波调制方法存在不能保持恒包络信号，对功率放大器要求较高，系统频谱利用率和功率利用率较低。(2)现有技术二连续相位调制频域均衡调制解调方法存在只能降低匹配滤波器的个数，不能降低维特比译码的网格搜索数目，而且破坏了最佳接收机的结构，系统性能较差。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于门限判决的连续相位调制低复杂度解调方法。本专利技术是这样实现的，一种基于门限判决的连续相位调制低复杂度解调方法，所述基于门限判决的连续相位调制低复杂度解调方法包括：第一步，将各用户的二进制信号，按照格雷Gray码符号映射规则映射，得到格雷码符号序列；第二步，将得到的格雷码符号序列进行连续相位调制，得到调制后的信号；第三步，将调制后的信号变换成频域信号；第四步，将频域信号的信号形式按照交织式映射到频域，再进行逆快速傅里叶变换成时域信号；第五步，将得到的时域信号加入循环前缀，发送已调制信号；第六步，多用户已调制信号经过平坦信道或者频率选择性衰落信道，受到信道高斯白噪声的干扰，到达接收端，接收端接收到含有噪声的信号；第七步，获取含有噪声的多用户时域信号，含有噪声的多用户频域信号、均衡后的多用户频域信号和均衡后的多用户时域信号；第八步，将各用户时域信号进行连续相位调制的解调，得到各用户原始的二进制信号。进一步，所述基于门限判决的连续相位调制低复杂度解调方法具体包括：(1)符号映射：将各用户的二进制信号，按照格雷Gray码符号映射规则映射，得到格雷码符号序列；(2)连续相位调制：将得到的格雷码符号序列进行连续相位调制，得到调制后的信号；(3)将调制信号变换成频域信号：将调制后的信号进行点数等于M的离散傅里叶变换DFT得到各用户的频域信号，其中M表示单载波频分多址系统中各用户占用的子载波的数目；(4)将频域信号变换为时域信号：将得到的频域信号按照交织式映射公式，分别将各用户的M条子载波映射到总数为N的子载波上得到多用户的频域信号，再进行点数等于N的逆快速傅里叶变换得到多用户的时域信号，其中N表示单载波频分多址系统中多用户子载波的总数；(5)发送已调制信号：在得到的多用户时域信号中加入长度为NCP的循环前缀，将经过并串转换后生成的多用户已调制信号发送出去，其中NCP表示单载波频分多址系统中循环前缀占用的子载波数目；(6)接收含有噪声的信号：多用户已调制信号经过平坦信道或者频率选择性衰落信道，受到信道高斯白噪声的干扰，到达接收端，接收端接收到含有噪声的信号；(7)多用户分离获得各用户时域信号：(7a)将含有噪声的信号进行串并转换，去除长度为NCP的循环前缀，得到含有噪声的各用户时域信号；(7b)将含有噪声的多用户时域信号进行点数等于N的快速傅里叶变换FFT，得到含有噪声的各用户频域信号；(7c)将含有噪声的多用户频域信号，按照交织式解映射公式，将N条子载波分别解映射到M条子载波上，得到含有噪声的各用户频域信号；(7d)将含有噪声的多用户频域信号与最小均方误差均衡系数相乘，得到均衡后的多用户频域信号；(7e)将均衡后的多用户频域信号进行点数等于M的逆快速傅里叶变换IFFT得到各用户时域信号；(8)基于判决门限的连续相位调制解调：(8a)根据各用户时域信号与本地参考信号计算相位轨迹相似度；(8b)设定一个相位轨迹相似度的判决门限，根据判决门限来删除一些本地参考信号；(8c)将时域信号与保留的本地参考信号进行相关匹配滤波，得到各支路的权值；(8d)将得到的各支路权值通过维特比译码器进行译码，回溯码元后得到最终的二进制信号。进一步，所述步骤(1)中的格雷码符号映射操作规则是指，信息比特序列中第一位的符号位不变，其余符号位依次与前一符号位做异或运算，得到格雷码符号序列。进一步，所述步骤(2)中所述的连续相位调制是按照下式完成的：其中s(t)表示连续相位调制后得到的随时间t变换的调制信号，表示开方操作，T表示调制信号的码元周期，E表示调制信号的码元能量，f0表示调制信号的载波频率，表示调制信号的相位函数，表示格雷码符号序列，表示调制信号的初始相位。进一步，所述步骤(4)中所述的交织式映射公式如下：其中，Xk表示交织式映射后总数为N的第k条子载波，k表示多用户子载波的序号，k的取值是k＝0，1，...，N-1，Xp表示交织式映射前总数为M第p条子载波，p表示各用户子载波的序号，p的取值是p＝0，1，...，M-1，Q表示子载波映射间隔，其数值大小等于单载波交织频分多址系统中可容纳的用户数，u表示不同用户映射的起始位置，其取值范围是0≤u≤Q-1。进一步，所述步骤(7c)中的交织式解映射公式如下：其中，表示交织式解映射后总数为M第p条子载波，p表示各用户子载波的序号，p的取值是p＝0，1，...，M-1，表示交织式解映射前总数为M第k条子载波，k表示多用户子载波的序号，k的取值是k＝0，1，...，N-1，u表示不同用户映射的起始位置，其取值范围是0≤u≤Q-1，Q表示子载波映射间隔，其数值大小等于单载波交织频分多址系统中可容纳的用户数，进一步，所述步骤(8a)中所述的相位轨迹相似度公式如下：其中ρ表示相位相似度，s1(t)表示接收到的各用户时域信号，s2(t)表示本地的参考信号，t0表示观测周期开始时间，T表示观测时间间隔，Re[·]表示求实部操作。本专利技术的另一目的在于提供一种应用所述基于门限判决的连续相位调制低复杂度解调方法的移动通信系统。本专利技术的另一目的在于提供一种应用所述基于门限判决的连续相位调制低复杂度解调方法的卫星通信系统。本专利技术的另一目的在于提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于门限判决的连续相位调制低复杂度解调方法，其特征在于，所述基于门限判决的连续相位调制低复杂度解调方法包括：第一步，将各用户的二进制信号，按照格雷Gray码符号映射规则映射，得到格雷码符号序列；第二步，将得到的格雷码符号序列进行连续相位调制，得到调制后的信号；第三步，将调制后的信号变换成频域信号；第四步，将频域信号的信号形式按照交织式映射到频域，再进行逆快速傅里叶变换成时域信号；第五步，将得到的时域信号加入循环前缀，发送已调制信号；第六步，多用户已调制信号经过平坦信道或者频率选择性衰落信道，受到信道高斯白噪声的干扰，到达接收端，接收端接收到含有噪声的信号；第七步，获取含有噪声的多用户时域信号，含有噪声的多用户频域信号、均衡后的多用户频域信号和均衡后的多用户时域信号；第八步，将各用户时域信号进行连续相位调制的解调，得到各用户原始的二进制信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于门限判决的连续相位调制低复杂度解调方法，其特征在于，所述基于门限判决的连续相位调制低复杂度解调方法包括：第一步，将各用户的二进制信号，按照格雷Gray码符号映射规则映射，得到格雷码符号序列；第二步，将得到的格雷码符号序列进行连续相位调制，得到调制后的信号；第三步，将调制后的信号变换成频域信号；第四步，将频域信号的信号形式按照交织式映射到频域，再进行逆快速傅里叶变换成时域信号；第五步，将得到的时域信号加入循环前缀，发送已调制信号；第六步，多用户已调制信号经过平坦信道或者频率选择性衰落信道，受到信道高斯白噪声的干扰，到达接收端，接收端接收到含有噪声的信号；第七步，获取含有噪声的多用户时域信号，含有噪声的多用户频域信号、均衡后的多用户频域信号和均衡后的多用户时域信号；第八步，将各用户时域信号进行连续相位调制的解调，得到各用户原始的二进制信号。2.如权利要求1所述的基于门限判决的连续相位调制低复杂度解调方法，其特征在于，所述基于门限判决的连续相位调制低复杂度解调方法具体包括：(1)符号映射：将各用户的二进制信号，按照格雷Gray码符号映射规则映射，得到格雷码符号序列；(2)连续相位调制：将得到的格雷码符号序列进行连续相位调制，得到调制后的信号；(3)将调制信号变换成频域信号：将调制后的信号进行点数等于M的离散傅里叶变换DFT得到各用户的频域信号，其中M表示单载波频分多址系统中各用户占用的子载波的数目；(4)将频域信号变换为时域信号：将得到的频域信号按照交织式映射公式，分别将各用户的M条子载波映射到总数为N的子载波上得到多用户的频域信号，再进行点数等于N的逆快速傅里叶变换得到多用户的时域信号，其中N表示单载波频分多址系统中多用户子载波的总数；(5)发送已调制信号：在得到的多用户时域信号中加入长度为NCP的循环前缀，将经过并串转换后生成的多用户已调制信号发送出去，其中NCP表示单载波频分多址系统中循环前缀占用的子载波数目；(6)接收含有噪声的信号：多用户已调制信号经过平坦信道或者频率选择性衰落信道，受到信道高斯白噪声的干扰，到达接收端，接收端接收到含有噪声的信号；(7)多用户分离获得各用户时域信号：(7a)将含有噪声的信号进行串并转换，去除长度为NCP的循环前缀，得到含有噪声的各用户时域信号；(7b)将含有噪声的多用户时域信号进行点数等于N的快速傅里叶变换FFT，得到含有噪声的各用户频域信号；(7c)将含有噪声的多用户频域信号，按照交织式解映射公式，将N条子载波分别解映射到M条子载波上，得到含有噪声的各用户频域信号；(7d)将含有噪声的多用户频域信号与最小均方误差均衡系数相乘，得到均衡后的多用户频域信号；(7e)将均衡后的多用户频域信号进行点数等于M的逆快速傅里叶变换IFFT得到各用户时域信号；(8)基于判决门限的连续相位调制解调：(8a...

【专利技术属性】
技术研发人员：任光亮，张冉锋，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61