一種降低窄帶頻移鍵控解調誤碼率的方法技術

本發明專利技術公開了一種降低窄帶頻移鍵控解調誤碼率的方法，應用于一種基于相位信息的窄帶頻移鍵控非相干解調器，其特征在于多碼元的協同判決和對每個碼元周期信號矢量的相位變化量進行加權平均，可以獲得更好的解調性能和更低的誤碼率。

【技術實現步驟摘要】
一種降低窄帶頻移鍵控解調誤碼率的方法
本專利技術涉及數字通信
，特別是涉及一種基于相位信息的窄帶頻移鍵控非相干解調器。
技術介紹
現有的窄帶頻移鍵控解調方法中，基于相位信息的解調方法實現結構簡單，不需要進行過采樣，所需的工作頻率相對較低，功耗低，解調性能良好。基于相位信息的窄帶頻移鍵控解調原理。如圖1所示：1、假設高斯頻移鍵控調制信號：其中，ε是單個周期的碼元能量，φ0是初始相位，h是調制系數，Tb是符號周期，g(t)是單個高斯整形脈沖，α是數字基帶信號，α值取1或-1。2、經零中頻轉換后：3、正交分解后得到一個同相信號i(t)和一個正交信號q(t)：4、相位矢量的生成：ik＝cos(φ-θk)＝cosθk×i+sinθk×q(6)qk＝sin(φ-θk)＝-sinθk×i+cosθk×q(7)θk＝πk/2M+1，k＝0，1，...，(2M-1)。(8)這樣，由這k組ik和qk將單位圓平均分割成多個分區，以下以M＝2為例，如圖3所示。5、根據k組ik和qk在每個分割區取值的正負對該分割區進行編碼，正值則取1，負值則取0，如圖2所示。6、每個碼元周期結束，就通過k組ik和qk取值的正負以及相位編碼表定位信號矢量落在的分割區。在下一個碼元周期結束的時候，對比前后兩次定位的分割區就可以知道高斯頻移鍵控調制信號在一個周期內的相位變化方向(順時針或者逆時針)，對應的就可以判決出數字基帶信號，如圖3所示。7、然而，在判決的時候，由于有噪聲的干擾，會出現如圖4所示的4種碼元誤判的情形：第一種誤判：噪聲的影響導致前后兩個碼元解調出來的相位處在同一個分割區，導致無法判決或者只能隨機判決，增加了誤判的概率。第二種誤判：噪聲使得前后兩個相位處在對角的兩個分割區，也無法判斷。第三種誤判：噪聲使得前后兩個碼元由原來的相位位置相向移動并交叉，導致兩個碼元的相對位置互換，則產生了誤判。第四種誤判：噪聲使得前后兩個碼元由原來的相位位置相反移動，也會導致兩個碼元的相對位置互換，則產生了誤判。經過研究，發現通過對解調得到的信號矢量的相位信息進行數字信號處理，可以在一定程度上減少上述的四種誤判情況，進一步地提高該解調方法的性能，在同樣信噪比的情況下降低誤碼率。
技術實現思路
為了進一步地提高基于相位信息的窄帶頻移鍵控非相干解調器的解調性能，降低誤碼率，本專利技術提供了一種降低窄帶頻移鍵控解調誤碼率的方法。本專利技術所采用的技術方案是：在解調得到信號矢量的相位信息后，對相位信息進行處理。處理方法主要分為以下兩點：1、多碼元的協同判決。當判決器無法判定信號矢量在當前碼元周期內的轉動方向時，就可以通過用信號矢量在前一個碼元的初始時刻和后一個碼元的結束時刻的相位來代替當前碼元周期的初始時刻和結束時刻的相位，然后再進行判決。這樣可以避免隨機判決，降低誤碼率。2、對每個碼元周期信號矢量的相位變化量進行加權平均。每當結束判決一個碼元，就計算當前碼元周期內信號矢量的相位變化量與歷史上的各個碼元周期內的相位變化量的加權平均值，并用該平均值替代當前碼元周期信號矢量的變化量，作為下一個碼元判決的依據。與現有技術相比，本專利技術可以提高窄帶頻移鍵控的解調性能，在同樣信噪比的情況下降低誤碼率。附圖說明圖1為基于相位信息的窄帶頻移鍵控非相干解調器的原理圖；圖2為將平面圓等分成16個分割區的時候，代表各個分割區的相位碼表。圖3為獲取信號矢量的相位信息后的碼元判決原理圖。圖4為應用中可能出現的4種誤判類型。圖5為所舉例子中作為參考的判決器結構圖。具體實施方式針對背景內容第7點所述的誤判類型，本專利引入了兩種輔助判決方法以增強判決器的判決功能，降低誤碼率。圖5是兩種輔助方法的參考實現結構。1、多碼元的協同判決。在噪聲的影響導致當判決器無法判定信號矢量在當前碼元周期內的轉動方向時(即遇到了背景內容第7點中的第一種和第二種誤判情況)，可以進一步參考這兩個碼元的前后兩個碼元的相位相對變化值來輔助判決。判決器會用信號矢量在前一個碼元的初始時刻和后一個碼元的結束時刻的相位來代替當前碼元周期的初始時刻和結束時刻的相位，然后再進行判決。如圖5所示，寄存器1-4分別存儲著后一個碼元周期結束時刻的相位碼，當前碼元周期結束時刻的相位碼(亦即后一個碼元周期初始時刻的相位碼)，當前碼元周期初始時刻的相位碼(亦即前一個碼元周期結束時刻的相位碼)，前一個碼元周期初始時刻的相位碼。當出現寄存器2和寄存器3中所存儲的相位碼相同時，判決器就會使用寄存器1和寄存器4中的相位碼進行判決。2、對每個碼元周期信號矢量的相位變化量進行加權平均。在噪聲使得前后兩個碼元由原來的相位位置相向或相反移動，導致兩個碼元的相對位置互換的時候，可以采用時域濾波的思想在一定程度上濾除造成相位偏移的噪聲。每當結束判決一個碼元，就計算當前碼元周期內信號矢量的相位變化量與歷史上的各個碼元周期內的相位變化量的加權平均值，并用該平均值替代當前碼元周期信號矢量的變化量，作為下一個碼元判決的依據。其中k代表第k個碼元周期，和分別是信號矢量在一個碼元周期的初始時刻和結束時刻的相位，是信號矢量在一個碼元周期內的相位變化量，是用以替代的信號矢量的平均相位變化量，改進判決器后，(11)式被(12)式所代替。下一個碼元周期的初始時刻信號矢量的相位與當前碼元周期的結束時刻的信號矢量相位或是相同的。如圖5所示，存儲在寄存器2和寄存器3中的相位碼會進行異或，并計算異或所得到的“1”的個數，也就是兩個相位碼所代表的分割區之間隔著的分割區數量。該結果會輸入到寄存器6。接著，寄存器6中的值一方面會輸入比較器，另一方面會與寄存器5中的值進行加權平均運算，所得的平均值會存儲在寄存器5中。在當前碼元判決結束之后，判決器會根據寄存器5中的值來對寄存器3存儲的相位碼進行移位操作，從而得到新的寄存器3中的相位碼。之后，就可以進行下一輪的判決。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種降低窄帶頻移鍵控解調誤碼率的方法，應用于一種基于相位信息的窄帶頻移鍵控非相干解調器，其特征在于多碼元的協同判決和對每個碼元周期信號矢量的相位變化量進行加權平均。

【技術特征摘要】
1.一種降低窄帶頻移鍵控解調誤碼率的方法，應用于一種基于相位信息的窄帶頻移鍵控非相干解調器，其特征在于多碼元的協同判決和對每個碼元周期信號矢量的相位變化量進行加權平均；其中，噪聲的影響導致前后兩個碼元調解出來的相位處在同一個分割區或處在對角的兩個分割區，則采用多碼元的協同判決；噪聲的影響導致前后兩個碼元由原來的相位位置相向或相反移動，導致兩個碼元的相對位置互換的時候，則采用對每個碼元周期信號矢量的變化量進行加權平均；所述對每個碼元周期信號矢量的相位變化量進行加權平均包括：每當判決器判決一個碼元之后，就計算當前碼元周期內信號矢量的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉晉嘉，于峰崎，
申請(專利權)人：中國科學院深圳先進技術研究院，
類型：發明
國別省市：廣東;44