一种应用于GFSK系统的Viterbi解调算法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种应用于GFSK系统的Viterbi解调算法及其装置，包括以下内容：计算各个状态转移支路上的分支度量值，选取分支度量值中的最大值作为正确解调结果输出，其中计算及选取最大值方法等效为对相位绝对值累加并计算极值。一种应用于GFSK系统的Viterbi解调装置，包括：Viterbi解调模块，该模块包括：分支度量计算单元和加比选单元；分支度量计算单元用于计算各个状态转移支路上的分支度量值；加比选单元用于选取分支度量值中的最大值作为正确解调结果输出。本发明专利技术将现有技术中通过三角函数之间的复杂运算简化为相位绝对值累加并计算极值的过程，在保证计算精度的前提下，有效减少了计算的复杂程度，进一步大大减少了Viterbi解调装置的资源占用和实现难度。少了Viterbi解调装置的资源占用和实现难度。少了Viterbi解调装置的资源占用和实现难度。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于GFSK系统的Viterbi解调算法及其装置


[0001]本专利技术涉及通信
，更具体的说是涉及一种应用于GFSK系统的Viterbi解调算法及其装置。

技术介绍

[0002]随着物联网技术的发展，万物互联成为趋势，使得近距离、中低速无线传输技术的应用越来越广泛，这其中蓝牙通信技术尤为突出。蓝牙技术使用BT值为0.5的GFSK调制进行无线收发，在接收端一般使用鉴相鉴频加IAD来进行解调，但这种解调方法相对于Viterbi解调(也即维特比解调)性能会下降3dB左右，因此将Viterbi解调加入接收系统会有不错的性能增益。但Viterbi解调算法涉及大量的乘法和加法运算以及大量的三角函数运算，这会极大增加系统负担并消耗大量硬件资源，尤其不利于SOC设计与实现。
[0003]因此，如何提供一种应用于GFSK系统的简化Viterbi解调算法及其装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种应用于GFSK系统的Viterbi解调算法及其装置，有效简化了维特比解调算法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种应用于GFSK系统的Viterbi解调算法，包括以下内容：
[0007]计算各个状态转移支路上的分支度量值，选取分支度量值中的最大值作为正确解调结果输出，其中计算及选取最大值的等效方法为：
[0008][0009]其中Metric
i
表示第i个分支度量的值，M＝2
L+1
为参与解调计算的分支数量，L为高斯滤波器抽头数，N为回溯深度，为第i个接收信号的调制相位，为第i个本地序列的调制相位，T
s
为数据采样间隔。
[0010]需要说明的是：小写n为自定义变量，取值范围为1到N，用于说明要进行N次相加，即将回溯深度内每个格点计算的似然值进行相加。
[0011]一种应用于GFSK系统的Viterbi解调装置，包括：Viterbi解调模块；
[0012]所述Viterbi解调模块包括：分支度量计算单元和加比选单元；所述分支度量计算单元与所述加比选单元相连；
[0013]所述分支度量计算单元用于计算各个状态转移支路上的分支度量值；
[0014]所述加比选单元用于选取分支度量值中的最大值作为正确解调结果输出。
[0015]优选的，所述Viterbi解调模块还包括：GFSK本地相位调制单元和回溯解调单元；
[0016]所述GFSK本地相位调制单元与所述分支度量计算单元相连，用于获取本地序列的调制相位，并发送至所述分支度量计算单元；
[0017]所述回溯解调单元与所述加比选单元相连，当分支度量值的计算累积到回溯深度后，沿网格图中分支度量值最大的分支路径作为幸存路径进行反向解调，所述幸存路径对应的网格图格点位置信息应提前保存至存储器内，回溯时沿存储器保存的位置信息从尾向首查找，并将路径首地址对应格点的输入信息作为当前解调输出位。
[0018]优选的，还包括下变频单元、鉴相器、鉴频器、频偏计算单元和频偏补偿单元；
[0019]所述下变频单元与所述鉴相器相连，鉴相器分别与所述鉴频器和所述频偏补偿信号相连，所述鉴频信号与所述频偏计算单元相连，所述频偏信号与所述频偏补偿单元相连，所述频偏补偿单元与所述分支度量计算单元相连。
[0020]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种应用于GFSK系统的Viterbi解调算法及其装置，该算法将现有技术中通过三角函数之间的复杂运算简化为相位绝对值累加并计算极值的过程，在保证计算精度的前提下，有效减少了计算的复杂程度，进一步大大减少了Viterbi解调装置的资源占用和实现难度。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0022]图1附图为本专利技术实施例提供的h＝0.5、L＝2时状态转移网格图；
[0023]图2附图为本专利技术实施例提供的余弦函数波形示意图；
[0024]图3附图为本专利技术提供的一种应用于GFSK系统的Viterbi解调装置结构示意图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]本专利技术实施例公开了一种应用于GFSK系统的Viterbi解调算法，包括以下内容：
[0027]计算各个状态转移支路上的分支度量值，选取分支度量值中的最大值作为正确解调结果输出，其中计算及选取最大值的等效方法为：
[0028][0029]其中Metric
i
表示第i个分支度量的值，M＝2
L+1
为参与解调计算的分支数量，L为高斯滤波器抽头数，N为回溯深度，为第i个接收信号的调制相位，为第i个本地序列的调制相位，T
s
为数据采样间隔。
[0030]需要说明的是：
[0031]现有技术中用下述公式来表述最佳接收中似然度估计函数：
[0032][0033]其中r
n
为接收到的数据，而s
n
为本地产生的数据，基于最大似然的解调就是通过上述公式计算出不同本地序列与接收序列的似然函数值，选择其中最大的似然值对应的序列作为解调输出，即
[0034][0035]对于GFSK信号，其由原始数据经高斯滤波后再进行相位调制得到，设原始数据为α
i
,数据采样间隔为Ts,调制系数为h，高斯滤波器抽头数为L，其阶跃响应为q(t)，且当t＞LT
s
时q(t)＝0.5，则调制后的相位可用下式表述：
[0036][0037]设上式中后半部分为θn，则可由[θ
n
，α
n
‑1，...α
n
‑
L+1
]唯一的确定。求出相位后再转换为三角函数值，就是GFSK的基带调制数据，而GFSK的Viterbi解调也是依据这种结构进行。
[0038]上述结构的表达式可用状态转移网格图来表示，如h＝0.5、L＝2，其状态转移网格图如图1所示；
[0039]Viterbi解调将最大似然估计转换为网格图中各相位状态转移支路的度量值大小的比较，分支度量值由似然函数公式推出，表述如下：
[0040][0041]其中为接收信号的调制相位、为本地序列的调制相位，且的计算利用了状态转移网格图以及上述计算相位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于GFSK系统的Viterbi解调算法，其特征在于，包括以下内容：计算各个状态转移支路上的分支度量值，选取分支度量值中的最大值作为正确解调结果输出，其中计算及选取最大值的等效方法为：其中Metric
i
表示第i个分支度量的值，M＝2
L+1
为参与解调计算的分支数量，N为回溯深度，L为高斯滤波器抽头数，为第i个接收信号的调制相位，为第i个本地序列的调制相位，T
s
为数据采样间隔。2.一种应用于GFSK系统的Viterbi解调装置，采用权利要求1所述的一种应用于GFSK系统的Viterbi解调算法，其特征在于，包括：Viterbi解调模块；所述Viterbi解调模块包括：分支度量计算单元和加比选单元；所述分支度量计算单元与所述加比选单元相连；所述分支度量计算单元用于计算各个状态转移支路上的分支度量值；所述加比选单元用于选取分支度量值中的最大值作为正确解调结果输出。3.根据权利要求2所述的一种应用于GFSK系统的Viterbi解调装置，其特征在于，所述Viterbi解调模块还包括：GFSK本地相位调制单元和回溯...

【专利技术属性】
技术研发人员：白兵乾，雷海燕，
申请(专利权)人：大唐半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：