【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于通信与信号处理领域，涉及一种高斯频移键控相位积分器的实现方法，可应用于无线电通讯、移动通讯、航空与航海通信、水声通信、深空通信、船舶自动识别系统ais、蓝牙、数传、矢量信号源、遥控器、有源rfid等系统或产品。
技术介绍
1、高斯频移键控gfsk(gauss frequency shift keying)，是在调制之前通过一个高斯低通滤波器来限制信号的频谱宽度，使得在相同的数据传输速率时频带间距可以变得更紧密，以提高频谱利用率。
2、高斯滤波器传递函数表示为：
3、
4、式中，tb是码元周期，b是高斯滤波器的3db带宽，其两者积btb反映了高斯滤波器对调制信号的影响，btb值越大，调制信号眼图开度越大，符号转换越陡峭，主瓣滚降越缓慢，旁瓣越高，符号间串扰减轻；btb值越小，调制信号眼图开度越小，符号转换越平缓，主瓣滚降越迅速，旁瓣越低，符号间串扰加重。
5、高斯滤波器的矩形脉冲响应为：
6、
7、其中，
8、双极性nrz序列可以表示为b(t)＝∑akδ(t-kt)，序列b(t)通过高斯低通滤波器后的函数为c(t)＝b(t)×s(t)，再乘以2πh后，进入积分器，得到相位函数
9、
10、其中，h是调制指数。
11、对相位函数分别求正、余弦得到正交调制基带信号和输入上变频模块(duc)与载波混频即可得到gfsk调制信号。
12、gfsk正交调制器原理图如图2所示。
13、理论
14、当h(t)的截断长度为2tb时，部分响应系统的关联长度l＝3，即当前码元周期内的高斯滤波波形是由自身和前后各一个码元的响应叠加而成的。这使得高斯预调制的结果相对简化：三个相邻的关联码元组合仅有8种，因此可以映射出8种高斯滤波信号，8种高斯滤波信号经积分以后对应8种初始相位为零的相位积分路径曲线。
15、因此可以利用当前码元及前后两个符号共3个符号的组合作为路径地址进行查表，代替滤波器卷积运算和相位积分。如果每条路径上的采样点按照8个点计，可以建立一个8行×8列的表，如下：
16、
17、其中pi,j对应相位积分路径上的差分值，可以经计算机仿真求得；i取值000～111(binary data)，对应当前码元及前后两个码元二进制值的组合，作为行地址；j取值1～8，对应当前码元周期相位积分路径采样点序号，作为列地址。查表以后进行累加，即可得到当然这是一个采样率较低的lut表，其输出截断误差较大，需要再增加低通滤波器消除杂散。
18、然而在利用查表法时，表中数据有一半仅是符号不同而模值相同，而且即使是在8行×8列表中也只有不多于48个点是模值不同的数据，其它点的模值均相等，这样就造成存储器空间的浪费。当采样率增大时，这种浪费会进一步加大。而如果降低采样率，查表法截断误差会增大，必须在查表输出之后采用更高阶的低通滤波器来改善其特性，否则会带来旁瓣水平的增加。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：
2、为了解决现有技术采用相位积分法或者查表法带来的误差大、精度低的不足之处，本专利技术提供一种高斯频移键控相位积分器的实现方法。相比传统的相位积分法或者查表法更节省资源，且精度高，杂散小，易于实现。
3、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
4、一种高斯频移键控相位积分器的实现方法，其特征在于，所述的高斯频移键控相位积分器采用数字相位积分器，待调制码元序列采用二进制码，每个码元采样n个点，n取大于2的偶数；按照比特流的形式逐比特进入数字相位积分器，数字相位积分器在采样间隔内完成信号处理，逐点输出积分相位结果。
5、本专利技术进一步的技术方案：所述数字相位积分器由输入移位缓存器、查表地址计算器、数据表1、数据表2和累加器组成；输入移位缓存器接收待调制码元高倍率二进制比特流，驱动查表地址计算器按照移入和移出输入移位缓存器特定比特位的值确定查表类型和计算查表地址，选择对应的数据表1或数据表2进行查表，获得实时的相位路径差分数据，根据特定比特位的值在累加器中加上或者减去该查表值，即可获得相位积分结果并输出。
6、本专利技术进一步的技术方案：所述输入移位缓存器由(2n+1)bit移位寄存器构成，低进高出，逐比特滑动接收待调制码元n倍率二进制序列，由低到高排列，以a0～a2n计。
7、本专利技术进一步的技术方案：所述查表地址计算器由表1计数器、表2计数器和计算单元组成，输入是输入移位缓存器a0～a2n，输出产生表1/表2选择有效和表1/表2表首地址偏移量；计算单元按照移入和移出输入移位缓存器特定比特位的值判断保持或者调整表1计数器和表2计数器的值，结合an判决表1选择有效或者表2选择有效，并分别把表1计数器和表2计数器的绝对值减1后除以2作为表1表首地址偏移量和表2表首地址偏移量输出。
8、本专利技术进一步的技术方案：所述数据表1包含(n+1)个双字节16进制数据，存储在表1首地址起的(n+1)个数据存储器单元中；数据表1中的前n个值由对应btb值的码元组合0-1-1映射的相位路径差分数据按采样率n抽样后，由小到大依次排列，然后按照×2x/2π取四舍五入后进行数字量化所得；数据表1中的第(n+1)个值按照2x-1×h/n取四舍五入所得；当前述查表地址计算器输出表1选择有效时，按照表1表首地址偏移量查表输出所需的相位路径差分数据；其中，h是调制指数，x取12＜x＜17+log2(n/h)。
9、本专利技术进一步的技术方案：所述数据表2包含(n/2)个双字节16进制数据，存储在表2首地址起的(n/2)个数据存储器单元中；数据表2中的值由对应btb值的码元组合0-1-0映射的相位路径差分数据按采样率n抽样后，取前(n/2)个值，由小到大依次排列，然后按照×2x/2π取四舍五入后进行数字量化所得；当前述查表地址计算器输出表2选择有效时，按照表2表首地址偏移量查表输出所需的相位路径差分数据。
10、本专利技术进一步的技术方案：所述累加器根据an的值，对前述查表所得的相位路径差分数据进行加法或者减法运算，然后进行模2x运算后，输出对应an时刻的积分相位结果。
11、一种高斯频移键控相位积分器的实现方法的应用，其特征在于应用于无线电通讯、移动通讯、航空与航海通信、水声通信、深空通信、船舶自动识别系统ais、蓝牙、数传、矢量信号源、遥控器、有源rfid。
12、一种计算机系统，其特征在于包括：一个或多个处理器，计算机可读存储介质，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现权利要求上述的方法。
13、一种计算机可读存储介质，其特征在于存储有计算机可执行指令本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高斯频移键控相位积分器的实现方法，其特征在于，所述的高斯频移键控相位积分器采用数字相位积分器，待调制码元序列采用二进制码，每个码元采样n个点，n取大于2的偶数；按照比特流的形式逐比特进入数字相位积分器，数字相位积分器在采样间隔内完成信号处理，逐点输出积分相位结果。
2.根据权利要求1所述的一种高斯频移键控相位积分器的实现方法，其特征在于，所述数字相位积分器由输入移位缓存器、查表地址计算器、数据表1、数据表2和累加器组成；输入移位缓存器接收待调制码元高倍率二进制比特流，驱动查表地址计算器按照移入和移出输入移位缓存器特定比特位的值确定查表类型和计算查表地址，选择对应的数据表1或数据表2进行查表，获得实时的相位路径差分数据，根据特定比特位的值在累加器中加上或者减去该查表值，即可获得相位积分结果并输出。
3.根据权利要求2所述的一种高斯频移键控相位积分器的实现方法，其特征在于，所述输入移位缓存器由(2n+1)bit移位寄存器构成，低进高出，逐比特滑动接收待调制码元n倍率二进制序列，由低到高排列，以a0～a2n计。
4.根据权利要求2所述的一种高
5.根据权利要求2所述的一种高斯频移键控相位积分器的实现方法，其特征在于，所述数据表1包含(n+1)个双字节16进制数据，存储在表1首地址起的(n+1)个数据存储器单元中；数据表1中的前n个值由对应BTb值的码元组合0-1-1映射的相位路径差分数据按采样率n抽样后，由小到大依次排列，然后按照×2x/2π取四舍五入后进行数字量化所得；数据表1中的第(n+1)个值按照2x-1×h/n取四舍五入所得；当前述查表地址计算器输出表1选择有效时，按照表1表首地址偏移量查表输出所需的相位路径差分数据；其中，h是调制指数，x取12＜x＜17+log2(n/h)。
6.根据权利要求2所述的一种高斯频移键控相位积分器的实现方法，其特征在于，所述数据表2包含(n/2)个双字节16进制数据，存储在表2首地址起的(n/2)个数据存储器单元中；数据表2中的值由对应BTb值的码元组合0-1-0映射的相位路径差分数据按采样率n抽样后，取前(n/2)个值，由小到大依次排列，然后按照×2x/2π取四舍五入后进行数字量化所得；当前述查表地址计算器输出表2选择有效时，按照表2表首地址偏移量查表输出所需的相位路径差分数据。
7.根据权利要求2所述的一种高斯频移键控相位积分器的实现方法，其特征在于，所述累加器根据an的值，对前述查表所得的相位路径差分数据进行加法或者减法运算，然后进行模2x运算后，输出对应an时刻的积分相位结果。
8.一种高斯频移键控相位积分器的实现方法的应用，其特征在于应用于无线电通讯、移动通讯、航空与航海通信、水声通信、深空通信、船舶自动识别系统AIS、蓝牙、数传、矢量信号源、遥控器、有源RFID。
9.一种计算机系统，其特征在于包括：一个或多个处理器，计算机可读存储介质，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现权利要求1-7任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种高斯频移键控相位积分器的实现方法，其特征在于，所述的高斯频移键控相位积分器采用数字相位积分器，待调制码元序列采用二进制码，每个码元采样n个点，n取大于2的偶数；按照比特流的形式逐比特进入数字相位积分器，数字相位积分器在采样间隔内完成信号处理，逐点输出积分相位结果。
2.根据权利要求1所述的一种高斯频移键控相位积分器的实现方法，其特征在于，所述数字相位积分器由输入移位缓存器、查表地址计算器、数据表1、数据表2和累加器组成；输入移位缓存器接收待调制码元高倍率二进制比特流，驱动查表地址计算器按照移入和移出输入移位缓存器特定比特位的值确定查表类型和计算查表地址，选择对应的数据表1或数据表2进行查表，获得实时的相位路径差分数据，根据特定比特位的值在累加器中加上或者减去该查表值，即可获得相位积分结果并输出。
3.根据权利要求2所述的一种高斯频移键控相位积分器的实现方法，其特征在于，所述输入移位缓存器由(2n+1)bit移位寄存器构成，低进高出，逐比特滑动接收待调制码元n倍率二进制序列，由低到高排列，以a0～a2n计。
4.根据权利要求2所述的一种高斯频移键控相位积分器的实现方法，其特征在于，所述查表地址计算器由表1计数器、表2计数器和计算单元组成，输入是输入移位缓存器a0～a2n，输出产生表1/表2选择有效和表1/表2表首地址偏移量；计算单元按照移入和移出输入移位缓存器特定比特位的值判断保持或者调整表1计数器和表2计数器的值，结合an判决表1选择有效或者表2选择有效，并分别把表1计数器和表2计数器的绝对值减1后除以2作为表1表首地址偏移量和表2表首地址偏移量输出。
5.根据权利要求2所述的一种高斯频移键控相位积分器的实现方法，其特征在于，所述数据表1包含(n+1)个双字节16进制数据，存储在表1首地址起的(n+1)个数据存储器单元中；数据表1中的...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁宏捷，史储伟，张翔，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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