一种结合差分的GMSK相干解调流处理同步方法技术

本发明专利技术公开了一种结合差分的GMSK相干解调流处理同步方法，包括：1、对接收到的GMSK数据做差分并去前码干扰；2、差分去前码干扰后的数据分成两路，一路存在缓存区，另一路进行差分解调判决，将判决结果与训练序列求相关；2、判断相关值是否过第一门限；若是，则判断时隙类型并开始时序计数，进入4；若否，则回到1；4、判断时序个数是否达到X；若是，进入5；若否，则回到1；5、从缓存区中取出数据进行相位累加；将相位累加值最大的一组数据作为最佳采样点数据，并将该组最佳采样点数据与训练序列求相关；6、判断相关值是否过第二门限；若是，则根据过门限相关位置和最佳采样点位置获取位同步位置。具有准确性高可靠性强的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种结合差分的GMSK相干解调流处理同步方法
本专利技术涉及一种同步方法，特别涉及一种结合差分的GMSK相干解调流处理同步方法。
技术介绍
连续相位调制因其恒定的包络和良好的频谱特性被广泛应用于移动通信领域。GMSK(GaussianMinimumShiftKeying，高斯滤波最小频移键控)就是一种典型的连续相位调制信号。目前GMSK在应用中大多是使用非相干解调，因其解调结构简单，无需进行同步、频偏和初相补偿等处理即可直接解调，降低了接收端的复杂度。但是非相干解调相比相干解调，在误码性能上有很大的损失。差分解调是广泛应用的GMSK非相干解调方法，其解调原理可以从GMSK调制信号的生成过程进行反推。GMSK调制信号的波形通常表示为：其中fc是载波频率；是载波相位；E是一个码元周期Tb内的信号能量，为随机初始相位，整个突发调制期间保持不变。其中ak＝±1；g(t)是高斯滤波器对矩形脉冲的响应。假设接收端收到的基带信号为：△f为频偏。为随机相位噪声，假定一帧内为常数。n(t)表示噪声。对上述接收端收到的基带信号进行差分运算后可得到：其中一般来说△f较小，因此2π△fT的影响不大。考虑高斯滤波器引入的码间干扰，根据BT系数，补偿前几个已解调码元引入的相位ISI后得到y′k。通过判别y′k虚部的极性即可得到解调信号。虽然差分解调结构非常简单，无需检测同步位置和进行频偏、初相补偿就可以直接进行解调，通过解调后的信号再与训练序列比对寻找帧头。但是作为非相干解调，与相干解调相比在误码性能上有很大的损失。相干解调需要进行频偏和初相补偿才能解调，而频偏和初相估计需要知道训练序列的位置。因此，要实现相干解调，首先需要解决位同步问题。位同步又称码元同步。在数字通信系统中，任何消息都是通过一连串码元序列传送的，所以接收时需要知道每个码元的起止时刻，以便在恰当的时刻进行取样判决，判决时刻应对准每个码元的终止时刻或其他时刻，这就要求接收端必须提供一个定时脉冲序列，该序列的重复频率与码元速率相同，相位与最佳取样判决时刻一致。我们把提取这种定时脉冲序列的过程称为位同步。位同步是正确取样判决的基础。另外为了使接收端能正确分离各路信号，在发送端必须提供每帧的起止标记，在接收端检测并获取这一标志的过程，称为帧同步。现有的GMSK相干解调常用的方法是用基带数据与本地训练序列生成的GMSK参考信号求相关，用相关峰来定位帧起始字符的第一个样点。这种方法能较好地实现帧同步，但由于频偏、初相和噪声的影响会使得相关峰的位置在最佳采样点附近波动，因此以相关峰得到的位同步位置并不都是在最佳采样点位置。并且传统的相关位同步算法中，门限受输入信号能量强度影响起伏非常大，无法给出定值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种准确性高、计算量小的结合差分的GMSK相干解调流处理同步方法，通过该方法能够有效实现GMSK解调之前的可靠同步。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种结合差分的GMSK相干解调流处理同步方法，包括以下步骤：S1、接收GMSK数据，对接收到的GMSK数据做差分运算并去前码干扰；S2、将GMSK数据差分去前码干扰后的数据分成两路，一路存储在缓存区中，另一路进行差分解调判决，然后将GMSK数据差分解调判决结果与各时隙类型的训练序列求相关；S3、判断步骤S2中所求的相关值是否过第一门限；若是，则表示检测到了所接收的GMSK数据中的训练序列段，判断该接收到的GMSK数据的时隙类型并且开始进行时序计数，然后进入步骤S4；若否，则回到步骤S1，继续接收GMSK数据信号；S4、判断计算的时序个数是否达到X；若是，则表示接收到了完整的一个时隙的GMSK数据，即缓存区中存储的GMSK数据包含了完整的训练序列段数据，然后进入步骤S5；若否，则回到步骤S1，继续接收GMSK数据信号；S5、从缓存区中取出数据并进行相位累加；将相位累加值最大的一组数据作为最佳采样点数据，并将该组最佳采样点数据与其时隙类型对应的训练序列段求相关；S6、判断步骤S5中求取的相关值是否过第二门限，其中第二门限的门限值小于第一门限的门限值；若是，则根据过门限的相关位置和最佳采样点的位置得到位同步位置；若否，则视为同步干扰。优选的，所述步骤S2将GMSK数据差分解调判决结果送入权值为各时隙类型的训练序列的倒序的滤波器组中求相关。更进一步的，所述步骤S2中的滤波器组在FPGA中实现。优选的，当所述步骤S2中各时隙类型的训练序列的长度为40，则步骤S3中第一门限的门限值取30。更进一步的，所述步骤S6中第二门限的门限值取26或28。优选的，所述步骤S4中X值根据GMSK数据的时隙大小进行设定，以能够接收一个完整的GMSK数据时隙为依据进行设定。优选的，所述步骤S5中相位累加值最大的一组数据获取过程如下：将每个码元分成N个采样点，每个GMSK数据时隙中所有码元对应的第M个采样点归为一组，其中M＝1、2、3，…，N；将每组中采样点对应的相位值进行累加，从N组相位累加值中选取相位累加值最大的一组数据。优选的，所述步骤S6中根据过门限的相关位置和最佳采样点的位置得到位同步位置的过程如下：S6-1、获取接收机接收的过了门限的采样点位置n，该采样点位置n为接收机在接收到该采样点时的总共所接收的采样点个数；S6-2、通过时隙类型获取该时隙中训练序列最后一个码元最后一个采样点位置在该时隙中的位置post；S6-3、取出步骤S5中通过相位累加方法得到最佳采样点数据，设该最佳采样点数据为第index组，则1<＝index<＝N，其中N为每个码元的采样点个数；以相关值过门限的位置为准，从该组最佳采样点数据中取出训练序列段对应的L个采样点，并且取出该训练序列段的前一个码元和后一个码元对应的最佳采样点数据，得到L+2个采样点；S6-4、分别将步骤S6-3中得到的L+2个采样点数据中的1到L、2到L+1和3到L+2的差分解调数据与本地训练序列求相关；得到三个相关值，将相关值最大的那一个记为i，i＝1、2和3分别代表训练序列段实际位于步骤S6-3所获取的L+2个采样点数据的前端、中间、后端的；其中前端表示训练序列段位于上述L+2个采样点的第1到L个采样点位置处，中间表示训练序列段位于上述L+2个采样点的第2到L+1个采样点位置处，后端表示训练序列段位于上述L+2个采样点的第3到L+2个采样点位置处；S6-5、通过上述得知接收端所接收的该时隙训练序列最后一个码元最后一个采样点位置post对应接收机接收到的第m个样点为：m＝n+(index-N)+(i-2)*4，i＝1、2或3；S6-6、根据m和post得到该时隙第一个码元的第一个采样点对应接收机接收到的采样点位置为：m-post+1。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：(1)本专利技术针对经过差分处理后的信号进行相位累加来求位同步，避免直接对基带数据进行相位累加出现受频偏和初相影响大的问题。并且仅需要对相位累加要用到的去前码干扰的差分数据的虚部进行极性判决即可得到差分解调结果，计算量上增大不多。(2)本专利技术通过相位累加的方法实现位同步，且本专利技术方法是在一定的时序后，才针对数据缓存区中的数据进行相位累加计算，保证缓存区中存够一个时隙的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结合差分的GMSK相干解调流处理同步方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、接收GMSK数据，对接收到的GMSK数据做差分运算并去前码干扰；S2、将GMSK数据差分去前码干扰后的数据分成两路，一路存储在缓存区中，另一路进行差分解调判决，然后将GMSK数据差分解调判决结果与各时隙类型的训练序列求相关；S3、判断步骤S2中所求的相关值是否过第一门限；若是，则表示检测到了所接收的GMSK数据中的训练序列段，判断该接收到的GMSK数据的时隙类型并且开始进行时序计数，然后进入步骤S4；若否，则回到步骤S1，继续接收GMSK数据信号；S4、判断计算的时序个数是否达到X；若是，则表示接收到了完整的一个时隙的GMSK数据，即缓存区中存储的GMSK数据包含了完整的训练序列段数据，然后进入步骤S5；若否，则回到步骤S1，继续接收GMSK数据信号；S5、从缓存区中取出数据并进行相位累加；将相位累加值最大的一组数据作为最佳采样点数据，并将该组最佳采样点数据与其时隙类型对应的训练序列求相关；S6、判断步骤S5中求取的相关值是否过第二门限，其中第二门限的门限值小于第一门限的门限值；若是，则根据过门限的相关位置和最佳采样点的位置得到位同步位置；若否，则视为同步干扰。...

【技术特征摘要】
1.一种结合差分的GMSK相干解调流处理同步方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、接收GMSK数据，对接收到的GMSK数据做差分运算并去前码干扰；S2、将GMSK数据差分去前码干扰后的数据分成两路，一路存储在缓存区中，另一路进行差分解调判决，然后将GMSK数据差分解调判决结果与各时隙类型的训练序列求相关；S3、判断步骤S2中所求的相关值是否过第一门限；若是，则表示检测到了所接收的GMSK数据中的训练序列段，判断该接收到的GMSK数据的时隙类型并且开始进行时序计数，然后进入步骤S4；若否，则回到步骤S1，继续接收GMSK数据信号；S4、判断计算的时序个数是否达到X；其中X值根据GMSK数据的时隙大小进行设定，以能够接收一个完整的GMSK数据时隙为依据进行设定；若是，则表示接收到了完整的一个时隙的GMSK数据，即缓存区中存储的GMSK数据包含了完整的训练序列段数据，然后进入步骤S5；若否，则回到步骤S1，继续接收GMSK数据信号；S5、从缓存区中取出数据并进行相位累加；将相位累加值最大的一组数据作为最佳采样点数据，并将该组最佳采样点数据与其时隙类型对应的训练序列求相关；S6、判断步骤S5中求取的相关值是否过第二门限，其中第二门限的门限值小于第一门限的门限值；若是，则根据过门限的相关位置和最佳采样点的位置得到位同步位置；若否，则视为同步干扰。2.根据权利要求1所述的结合差分的GMSK相干解调流处理同步方法，其特征在于，所述步骤S2将GMSK数据差分解调判决结果送入权值为各时隙类型的训练序列的倒序的滤波器组中求相关。3.根据权利要求2所述的结合差分的GMSK相干解调流处理同步方法，其特征在于，所述步骤S2中的滤波器组在FPGA中实现。4.根据权利要求1所述的结合差分的GMSK相干解调流处理同步方法，其特征在于，当所述步骤S2中各时隙类型的训练序列长度为40，则步骤S3中第一门限的门限值取30。5.根据权利要求4所述的结合差分的GMSK相干解调流处理同步方法，其特征在于，所述步骤S6中第二门限的门限值取26或28。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东辉，胡汉武，肖纯智，
申请(专利权)人：广州海格通信集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44