CN101834818A

CN101834818A - Gmsk调制装置及方法

Info

Publication number: CN101834818A
Application number: CN 201010153092
Authority: CN
Inventors: 叶晖; 梁晓峰
Original assignee: RISING MICRO ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: RISING MICRO ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2010-04-20
Filing date: 2010-04-20
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2030-04-20
Also published as: CN101834818B

Abstract

本申请公开了一种GMSK调制装置及方法，GMSK调制装置，包括：第一数据处理模块、第一数据生成模块、第二数据生成模块、数据获取模块和第二数据处理模块；本申请实施例所提供的GMSK调制装置，现有技术相比，将基带信号的累加相位旁路，不作为获取查找表中的调制信号数据的地址，查找表中只存放与基带信号的即时相位信息相关的调制信号数据，从查找表中查得的调制信号数据再经过角度旋转得到基带信号最终的调制信号数据。从而大大减小了查找表的ROM占用量，ROM的存储空间容量越小，体积也就越小，进而占用的芯片面积也越小，更适合在超大规模集成电路中应用。

Description

GMSK调制装置及方法

技术领域

本申请涉及移动通信技术领域，特别是涉及GMSK调制装置及方法。

背景技术

GMSK(Gaussian-filtered Minimum Shift Keying，高斯滤波最小移位键控)调制的基本工作原理是将基带信号先经过高斯滤波器成形，再进行最小频移键控(MSK)调制，由于GMSK调制的频谱特性优于MSK信号的频谱特性，因此在移动通信领域得到广泛应用。

GMSK调制的关键是根据输入的位元确定最终输出的调制信号的相位。

目前主要应用查表法实现GMSK调制，调制信号可以表示为s(t)＝Acos(2pf_ct+j(t))，-？t＜+□。j(t)可以表示为

其中，a_i为基带信号第i位数值，h为调制系数，g(t)为高斯滤波器的冲激响应。

对于由输入序列a＝{a_k}组成相位j(t)，当定义g(t)在全时间域内的积分为1时，在kT＜t＜(k+1)T内，j(t)可以表示为

a_i＝q(t，a)+q_a，其中，q(t)为相位函数，表示为

q(t，a)为即时相位，q_a为之前输入的数据流的所有符号累加得到的累加相位。现有技术中，把即时相位和累加相位组合构成查找表地址，根据该查找表地址从存放调制信号数据的查找表(查找表，Look Up Table)，中，找到该查找表地址对应的调制信号数据。

在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有技术中实现GMSK调制的查表法中的查找表仍需要占用大量的ROM空间，ROM空间越大其体积越大，因此占用芯片面积也越大，不适合在超大规模集成电路中应用。

发明内容

本申请实施例提供了一种GMSK调制装置及方法，以减小现有技术中实现GMSK调制的查表法中的查找表的ROM占用量，技术方案如下：

本申请实施例提供一种GMSK调制装置包括：第一数据处理模块、第一数据生成模块、第二数据生成模块、数据获取模块和第二数据处理模块；

所述第一数据处理模块，用于依据接收到的基带信号数据流进行移位处理，得到第一子集和第二子集，所述第一子集包含基带信号的即时相位信息，所述第二子集为将所述基带信号数据流进行移位处理得到的最高位数据；

所述第一数据生成模块，用于生成第一查找表地址的第一子地址；

所述第二数据生成模块，用于将所述第二子集进行累加，得到与所述基带信号的累加相位信息相对应的累加结果；

所述数据获取模块，用于依据所述第一查找表地址的第一子地址和第一查找表地址的第二子地址构成的第一查找表地址，获取该地址对应的初始调制信号数据，所述第一查找表地址的第二子地址为所述第一子集所包含的数据；

所述第二数据处理模块，用于依据所述累加结果的控制，将接收到的调制信号数据转换成最终调制信号数据。

优选地，上述装置中，所述第二数据处理模块，具体用于：

依据所述累加结果对应的累加相位信息，将接收到的调制信号数据进行角度旋转得到最终调制信号数据，所述累加相位信息为

的整数倍。

优选地，上述装置中，还包括：

伪随机码生成模块，用于生成测试该GMSK调制装置的随机数据。

优选地，上述装置中，还包括：

差分编码器，用于对输入的数据流进行差分预编码。

本申请实施例提供另一种GMSK调制装置，包括：第一数据处理模块、第一数据生成模块、第二数据生成模块、第一反相器、数据获取模块、第二反相器、第二数据处理模块；

所述第一数据处理模块，用于依据接收到的基带信号数据流，进行移位处理得到第一子集和第二子集，所述第一子集包含所述基带信号，所述第二子集为将所述基带信号数据流进行移位处理得到的最高位数据；

所述第一数据生成模块，用于生成第二查找表地址的第一子地址；

所述第一反相器，用于在所述第一子集的最高位数据的控制作用下，对第一子集的低三位数据进行按位取反处理，得到第二查找表地址的第二子地址，并输送至所述数据获取模块；

所述数据获取模块，用于依据所述第二查找表地址的第一子地址和第二查找表地址的第二子地址构成的第二查找表地址，获取该地址对应的初始调制信号数据，所述初始调制信号数据包括I支路输出数据I′和Q支路输出数据Q′；

所述第二反相器，用于在所述第一子集的最高数据的控制作用下，对所述初始调制信号数据中的Q支路输出数据Q′进行取反处理，得到-Q′，并输送至所述第二数据处理模块；

所述第二数据处理模块，用于依据所述累加结果，将接收到的调制信号数据转换成最终调制信号数据。

优选地，上述装置中，所述第一反相器具体用于：

当所述第一子集的最高位数据为1时，将第一子集的低三位数据进行按位取反处理，得到第二查找表地址的第二子地址，并输送至所述数据获取模块。

优选地，上述装置中，所述第二反相器具体用于：

当所述第一子集的最高位数据为1时，对所述初始调制信号数据中的Q支路输出数据Q′进行取反处理，得到-Q′，并输送至所述第二数据处理模块。

优选地，上述装置中，所述第二数据处理模块具体用于：

依据所述累加结果对应的累加相位信息，将接收到的调制信号数据进行角度旋转，得到最终调制信号数据，所述累加相位信息为

的整数倍。

优选地，上述装置中，还包括：

伪随机码生成模块，用于生成测试该GMSK调制装置的伪随机码。

优选地，上述装置中，还包括：

差分编码器，用于对输入的数据流进行差分预编码。

本申请实施例还提供一种GMSK调制方法包括：

将接收基带信号数据流进行移位处理，得到第一子集和第二子集；所述第一子集包含所述基带信号的即时相位信息，所述第二子集为基带信号经移位处理后得到的最高位数据；

由第一数据生成模块生成第一查找表地址的第一子地址；

将所述第二子集进行累加，得到与所述基带信号的累加相位信息相对应的累加结果；

依据所述第一查找表地址的第一子地址和查找表地址第一查找表地址的第二子地址构成的第一查找表地址，获取该地址对应的初始调制信号数据，所述第一查找表地址为所述第一子集所包含的数据；

根据所述累加结果的控制，将接收到的调制信号数据转换成最终调制信号数据。

优选地，上述方法中，所述根据所述累加结果的控制，将接收到的调制信号数据转换成最终调制信号数据，具体为：

的整数倍。

优选地，上述方法中，在接收基带信号数据流之前，还包括：生成对GMSK调制装置进行调试的伪随机码。

优选地，上述方法中，还包括：对输入的数据流进行差分预编码处理。

本申请实施例还提供一种GMSK调制方法包括：

将接收到的所述基带信号数据进行移位处理，得到第一子集和第二子集；所述第一子集为基带信号的即时相位信息，所述第二子集为所述移位处理得到的最高位数据；

由第一数据生成模块生成得到第二查找表地址的第一子地址；

在所述第一子集的最高位数据的控制作用下，对所述第一子集的低三位数据进行取反处理，得到第二查找表地址的第二子地址；

依据所述第二查找表地址的第一子地址和所述第二查找表地址的第二子地址构成的第二查找表地址，查得该地址对应的初始调制信号数据，所述初始调制信号数据包括：I支路输出数据I′和Q支路输出数据Q′；

在所述第一子集的最高位数据的控制作用下，对所述初始调制信号数据中的Q支路输出数据Q′进行取反处理，得到-Q′；

依据所述累加结果的控制，将接收到的调制信号数据转换成最终调制信号数据。

优选地，上述方法中，所述按位取反处理具体为：

当所述第一子集的最高位数据为1时，将第一子集的低三位数据进行按位取反处理，得到第二查找表地址的第二子地址。

优选地，上述方法中，所述对所述初始调制信号数据中的Q支路输出数据Q′进行取反处理具体为：

当所述第一子集的最高位数据为1时，对所述初始调制信号数据中的Q支路输出数据Q′进行取反处理，得到-Q′。

优选地，上述方法中，所述依据所述累加结果的控制，将接收到的调制信号数据转换成最终调制信号数据，具体为：

依据所述累加结果对应的累加相位信息，将接收到的调制信号数据进行角度旋转，得到最终调制信号数据，所述累加相位信息为的整数倍。

优选地，上述方法中，在移位处理之前，还包括：对输入的数据流进行差分预编码处理。

本申请提供的GMSK调制装置及方法与现有技术相比，将基带信号的累加相位旁路，不作为获取查找表中的调制信号数据的地址，查找表中只存放与基带信号的即时相位信息相关的调制信号数据，从查找表中查得的调制信号数据再经过角度旋转得到基带信号最终的调制信号数据。从而大大减小了查找表的ROM占用量，ROM的存储空间容量越小，体积也就越小，进而占用的芯片面积也越小，更适合在超大规模集成电路中应用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获取其他的附图。

图1为现有技术中一种GMSK调制装置的结构示意图；

图2a为本申请实施例一种GMSK调制装置的结构示意图；

图2b为一种数据获取模块的结构示意图；

图3a为本申请实施例另一种GMSK调制装置的结构示意图；

图3b为调制结果的星座图；

图3c为逻辑分析仪测试分析得到的GMSK调制装置的性能参数图；

图4a为本申请实施例另一种GMSK调制装置的结构示意图；

图4b为一种数据获取模块的结构示意图；

图5为本申请实施例另一种GMSK调制装置的结构示意图；

图6为本申请实施例一种GMSK调制方法流程图；

图7为本申请实施例另一种GMSK调制方法流程图。

具体实施方式

图1所示为现有技术中利用查表法实现的GMSK调制装置的结构示意图。该GMSK调制装置的工作流程包括：输入信号经第一数据处理模块101进行移位处理后，得到的最高位(图中A所示的位置)数据送入累加器102中进行累加操作，并将累加结果按高低顺序分别送入数据读取模块104的e、f所示的地址接口中，其中图中所示位置e为高位地址接口；数据处理模块101得到的低四位数据，按由低到高顺序的排列(即图中E、D、C、B所示的顺序)，送入数据读取模块104由高到低排列的高四位地址接口中(即图中a、b、c、d排列顺序所示位置)。由计数器103生成的三位输出信号由高到低依次送入数据读取模块的低三位地址接口中(图中g、h、i所示位置)；数据读取模块104根据地址接口接收到的地址信号，从位于数据读取模块104内的查找表中查找到该地址对应的调制信号I、Q的数据并输出。目前广泛应用的查表法与直接计算法相比，极大地简化了运算量，提高了运行速度。但是查表法在ROM的占用上并没有得到改善。

所谓的查找表即一存放有目标数据的ROM存储器，可以根据ROM存储器的读取地址获取ROM存储器中该地址对应的存储空间中存放的目标数据，ROM存储器的读取地址和ROM存储器的存储容量有关，例如ROM存储器包含有512个存储空间，则由2⁹＝512可知，对应的ROM存储器的读取地址由9位无符号二进制数据构成。ROM存储器的容量越小，需要的读取地址位数就越少。

以GSM通信系统为例，现有技术中的查找表中存放的是基带信号进行GMSK调制后的最终调制信号数据，因此，以基带信号的即时相位和累加相位构成查找表地址，根据该查找表地址可以直接从查找表中查得该基带信号对应的调制信号。由图1可知，现有的查表法使用了9位查找表地址二进制数，9位无符号二进制数的查找表地址对应存储空间为2⁹＝512个存储空间，输出10位位宽的调制信号且调制信号包括I、Q两路信号，故查找表占用的ROM存储空间容量为512×10×2bit。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

首先对本申请实施例的GMSK调制装置进行说明，图2a所示为本申请实施例所提供的一种GMSK调制装置的结构示意图，主要包括以下功能模块：第一数据处理模块201、第一数据生成模块202、第二数据生成模块203、数据获取模块204和第二数据处理模块205。

第一数据处理模块201，用于将接收到的基带信号数据流进行移位处理，得到第一子集和第二子集；所述第一子集包含所述基带信号的即时相位信息，所述第二子集为将基带信号数据流移位后得到的最高位数据。

具体实施时，第一数据处理模块201可以是一5位移位寄存器，其中该移位寄存器的移位速率为该GMSK调制装置的调制比特率，用于将接收到的基带信号数据流进行移位处理，移位处理得到的移位寄存器中的低四位(图2a中的B、C、D、E四位所对应的存储空间)数据作为所述第一子集，所述第一子集包含有基带信号的即时相位信息，作为第一查找表地址的高四位地址，即第一查找表地址的第二子地址；移位处理得到的最高位(图2a中A对应的存储空间)数据作为所述第二子集。

第一数据生成模块202，用于生成第一查找表地址的第一子地址。

以GSM通信系统为例，国内GSM通信系统指标规定GMSK调制器的插值倍数N＝8，插值倍数N＝8意味着从一个基带信号数据中得到8个调制信号数据，由这8个调制信号数据组成调制信号波形，故第一数据生成模块202可以是模值为8的计数器。第一数据生成模块202生成的二进制数据000～111作为第一查找表地址的低三位地址，即第一查找表地址的第一子地址。具体地，第一查找表地址的高四位地址，即第二查找表地址的第二子地址不变且假设为无符号二进制数据0001，则根据前述高四位地址与8个低三位地址构成的第一查找表地址0001000～0001111这8个查找表地址，从数据获取模块204中的第一查找表中查得该8个查找表地址所对应的调制信号数据。

第二数据生成模块203，用于将所述第二子集进行累加，得到与所述基带信号的累加相位信息相对应的累加结果。

具体实施时，第二数据生成模块203可以是累加器，将第二子集累加，即将所述移位寄存器中的最高位数据进行累加，得到与基带信号的累加相位信息相对应的累加结果，该累加结果可以用来控制所述第二数据处理模块205的处理过程。

由于累加相位q_a可以表示为：

以GSM通信系统为例，国内GSM通信系统指标规定调制系数h＝0.5，h表示为分数形式h＝2q/p(p、q无公约数)时，q＝1，p＝4，则

其中，a_i是数字信号，数值只能是0或1，故q_a为

的整数倍，又由于三角函数的周期性，q_a只可能表示为0，

π，在三角函数运算中，这四种相位的运算可以通过角度旋转实现。

所述累加器用于计算

得到累加结果，该累加结果表示了

的系数，三角函数具有周期性，

的系数为1和为5时所表示的角度的位置是一样的，故累加器的模值为4，即累加器的累加结果为0～3对应的二进制数值为00～11，就足以表示累加相位值了。累加结果计到二进制数值11时，如果被操作数为二进制数值1，则累加结果将溢出，重新从00记录累加结果。

当累加结果为二进制数值00时，表示累加相位值为

的0倍，即累加相位q_a值为0弧度；当累加结果为二进制数值01时，表示累加相位q_a值为

的1倍，即为

弧度；当累加结果为二进制数值10时，表示累加相位q_a值为的2倍，即为π弧度，也可以表示为-π弧度，为便于下面的三角函数的运算，记为π；当累加结果为二进制数值11时，表示累加相位q_a值为

的3倍，即为

或为了便于下面的三角函数的运算，记为

数据获取模块204，用于依据所述第一查找表地址的第一子地址和第一查找表地址的第二子地址构成的第一查找表地址，获取该地址对应的初始调制信号数据，所述第一查找表地址的第二子地址为所述第一子集所包含的数据。

如图2b所示，数据获取模块204包括数据获取子模块2041和第一查找表2042，该查找表中只存放与即时相位信息相关的调制信号数据；

本实施例中的第一查找表中只存放与基带信号的即时相位信息相关的初始调制信号数据，记作I′、Q′信号。将所述基带信号数据流进行移位处理得到的包含有基带信号的即时相位信息的所述第一子集作为第一查找表地址的高四位地址，即第一查找表地址的第二子地址；第一数据生成模块202生成的三位二进制数作为第一查找表地址的第一子地址查找表地址；因此只需所述第一查找表地址的第一子地址和第一查找表地址的第二子地址构成的7位第一查找表地址从第一查找表2042中得到该查找表地址对应的初始调制信号数据。

需要说明的是，本实施例的第一查找表2042中只存放了与基带信号的即时相位信息相关的初始调制信号数据，假设即时相位记为q_t，则所述初始调制信号数据为I′＝cosq_t和Q′＝sinq_t，并不是基带信号经GMSK调制得到的最终调制信号数据，其中，最终调制信号数据可以记作I、Q。第二数据处理模块205，用于依据所述累加结果的控制，将接收到的调制信号数据转换成最终调制信号数据。

第二数据处理模块205，依据所述累加结果对应的累加相位信息，将接收到的调制信号数据I′、Q′，进行角度旋转得到最终调制信号数据I、Q，所述累加相位信息为

的整数倍。

第二数据处理模块205以第二数据生成模块203生成的累加结果为控制信号，即是根据所述累加结果对应的基带信号的累加相位信息，累加相位可以记作q_a，将初始调制信号数据I′、Q′，转换成最终调制信号数据I、Q，其中，所述调制信号数据I′＝cosq_t、Q′＝sinq_t，则最终调制信号数据为：I＝cos(q_t+q_a)、Q＝sin(q_t+q_a)；由于累加相位q_a为

的整数倍，因此所述最终调制信号数据可以依据初始调制信号数据，通过三角函数运算的角度旋转实现。

角度旋转具体地过程可以是：

当所述累加结果为二进制数据00时，该累加结果所对应的基带信号的累加相位q_a为0弧度，则对应的最终调制信号数据为：

I＝cos(q_t+q_a)＝cos(q_t+0)＝cosq_t＝I′；Q＝sin(q_t+q_a)＝sin(q_t+0)＝sinq_t＝Q′。由该两式可见，此时的最终调制信号数据I＝I′，Q＝Q′。

当所述累加结果为二进制数据01时，该累加结果所对应的基带信号的累加相位q_a为弧度，则对应的最终调制信号数据为：

I = \cos (q_{t} + q_{a}) = \cos (q_{t} + \frac{π}{2}) = - \sin q_{t} = - Q^{'};

Q = \sin (q_{t} + q_{a}) = \sin (q_{t} + \frac{π}{2}) = \cos q_{t} = I^{'},

由该两式可知，此时最终调制信号数据I＝-Q′，Q＝I′。

当所述累加结果为二进制数据10时，该累加结果所对应的基带信号的累加相位q_a为π弧度，则对应的最终调制信号数据为：

I＝cos(q_t+q_a)＝cos(q_t+π)＝-cosq_t＝-I′；Q＝sin(q_t+q_a)＝sin(q_t+π)＝-sinq_t＝-Q′，由该两式可知，此时最终调制信号数据为I＝-I′，Q＝-Q′。

当所述累加结果为二进制数据11时，该累加结果所对应的基带信号的累加相位q_a为

弧度，则对应的最终调制信号数据为：

I = \cos (q_{t} + q_{a}) = \cos [q_{t} + (- \frac{π}{2})] = \sin q_{t} = Q^{'};

Q = \sin (q_{t} + q_{a}) = \sin [q_{t} + (- \frac{π}{2})] = - {\cos q}_{t} = - I^{'};

由上述两式可知，最终调制信号数据为I＝Q′，Q＝-I′。

综上所述，第二数据处理模块205可以根据表1所示的对应关系由初始调制信号数据得到对应的最终调制信号数据。表中I′、Q′代表初始调制信号数据，I、Q表示最终调制信号数据。

表1

本实施例提供的GMSK调制装置，数据获取模块中只包含与基带信号的即时相位信息相关的初始调制信号数据，该初始调制信号数据，经过占用存储空间较小的第二数据处理模块205转换后得到最终调制信号数据，所述第二数据处理模块205以第二数据生成模块203得到的累加结果为控制信号。该GMSK调制装置中的数据获取模块仅存储了与所述即时相位信息相关的调制信号数据。以应用到GSM通信系统为例，实现10bit输出位宽时，传统的查表法实现的GMSK调制装置中的查找表需要ROM的存储空间容量为512×10×2bit，其中512是由查找表的查找地址决定的，传统的查找表用9位地址查找，故有2⁹＝512；10表示10bit输出位宽；2表示有I、Q两路调制信号。本实施例提供的GMSK调制装置，用7位二进制数据作为第一查找表地址，故需要的存储空间为2⁷＝128，因此查找表需要ROM的存储空间为128×10×2bit。由此可见，本实施例提供的GMSK调制装置，查找表占用ROM的存储空间为传统的GMSK调制装置所需ROM的存储空间的1/4。从而占用芯片面积较小，更适合在超大规模集成电路中应用。

图3所示为本申请实施例另一种GMSK调制装置的结构示意图，在上述实施例的各功能模块的基础上，增设了伪随机码生成模块、差分编码器和两个选通器。

如图3所示，数据输入端和伪随机码生成模块301与第一选通器302的输入端连接；第一选通器302的输出端与差分编码器303的输入端连接，也可以直接和第二选通器的第二输入端连接；差分编码器303的输出端与第二选通器304的第一输入端连接，第二选通器304的输出端与第一数据处理模块201的输入端相连接。

伪随机码生成模块301，用于生成随机数据，以便进行GMSK调制装置的测试工作。该伪随机码生成模块可由线性反馈移位寄存器构成，包含15个移位寄存器和一个二输入异或门作为反馈，可以生成0～32767之间的串行伪随机码。伪随机码和输入数据通过第一选通器302选择输送到下一模块。

其中，具体的测试过程可以是：伪随机码生成模块生成的随机数据，GMSK调制装置将该随机数据作为基带信号，得到最终的IQ调制信号数据，并将该IQ调制信号数据输入Agilent逻辑分析仪中，对得到的IQ调制信号数据进行分析，可以得到图3b为调制结果的星座图、图3c为逻辑分析仪测试分析得到的本申请实施例提供的GMSK调制装置的性能参数图。如果图3b中四个小圆的位置分别位于大圆周上且在四个象限的45°的位置上，则说明该GMSK调制装置性能较好。由图3c可知，误差矢量幅度(EVM)约为0.16％，幅值误差(MagErr)约为0.01％，相位误差(PhaseErr)约为0.07度，频率误差(FregErr)约为0.02Hz，由上述误差的值可以判断GMSK调制装置的性能好坏，这些误差的数值均较小，说明GMSK调制装置的性能较好。

通过第二选通器304选择是否对输入的数据运用差分编码器303进行差分预编码，差分预编码可以保证当输入的数据流的某一位数据在传输过程中由于噪声影响出现错误时，不影响其它位数据的判断。当需要对输入数据进行差分预编码时，第二选通器304选通有差分编码器的支路，该过程可以是输入的数据经差分编码器处理后送入第二选通器。其中，差分预编码过程属于本领域技术人员公知内容，此处不再赘述。

本实施例中增设了差分编码器和伪随机码生成模块，差分编码器可以解决载波恢复时的相位模糊问题，保证了输入数据的信号质量；伪随机码生成模块可以生成随机数据，以便于GMSK调制装置进行自测试。

上述实施例利用将累加相位旁路不参与查表而是作为控制信号，减小了查找表地址的位数，进而也减小了查找表的ROM占用量，实际应用中，在这个基础上，还可以进一步将即时相位的最高位旁路不参与查表，而是作为控制信号，进一步减小查找表地址的位数，从而进一步减小查找表的ROM占用量。

具体实现方式请参见图4a，所示为本申请实施例另一种GMSK调制装置结构示意图，主要包括：第一数据处理模块201、第一数据生成模块202、第二数据生成模块203、第一反相器401、数据获取模块402、第二反相器403、第二数据处理模块205；

第一数据处理模块201，用于将接收到的基带信号数据流进行移位处理，得到第一子集和第二子集；所述第一子集包含基带信号的即时相位信息，所述第二子集为基带信号数据流经移位处理后得到的最高位数据。

具体地，第一数据处理模块201可以是一5位移位寄存器，将接收到的基带信号数据流进行移位处理，移位寄存器中的低四位(图4a中的B、C、D、E四位所对应的存储空间)数据为所述第一子集，其包含基带信号的即时相位信息；最高位(图4a中A对应的存储空间)数据为所述第二子集。

第一数据生成模块202，用于生成第二查找表地址的第一子地址。

第一数据生成模块202具体可以是模值为8的计数器，可以生成第二查找表地址的第一子地址，并与第二查找表地址的第二子地址一起构成第二查找表地址，依据第二查找表地址从第二查找表中查得该查找表地址对应的调制信号数据，所述第二查找表地址的第二子地址为所述第一子集所包含的低三位数据。

具体实施时，第二数据生成模块203可以是累加器，将所述第二子集进行累加，即将所述移位寄存器中的最高位进行累加，得到与基带信号的累加相位信息相对应的累加结果，该累加结果可以用来控制所述第二数据处理模块305的处理过程。

第一反相器401，用于在所述第一子集的最高位数据的控制作用下，对所述第一子集的其他三位数据进行按位取反，得到第二查找表地址的第二子地址。

如果两个即时相位信息数据互为反码，则以它们为高位查找表地址，低位查找表地址相同时构成的两个查找表地址所对应的调制信号的相位符号也相反，即当某一即时相位和某低位查找表地址构成的查找表地址所对应的调制信号的相位为q，则该即时相位的反码和所述某低位查找表地址的构成的查找表地址所对应的调制信号的相位为-q。由于三角函数运算cos(-q)＝cosq，sin(-q)＝-sinq，可以根据某查找表地址中包含某即时相位对应的初始调制信号数据I′＝cosq，Q′＝sinq进行取反后，得到另一查找表地址所对应的初始调制信号数据I′、-Q′，所述另一查找表地址是将上述的某查找表地址中的即时相位数据按位取反且其他位地址数据不变得到的查找表地址。

下面以一具体实例进行说明，假设某一查找表地址为二进制数1000 000(十进制数64)的存储空间中，存放的调制信号数据为十进制数据I′＝2，Q′＝-3；二进制查找表地址1000 000的第二子地址1000的反码为0111，得到的该反码的低三位数据与第一子地址构成查找表地址111 000(十进制数为56)对应的存储空间中，存放的调制信号数据为十进制数据I′＝2，Q′＝3；第一查找表2042有128个存储空间对应地址的十进制数值为0～127。其中查找表地址为0～63的这64个存储空间中存储的数据和查找表地址64～127这64个存储空间中存储的数据存在对应关系，即是第一查找表2042中的数据存在如下规律：第一查找表地址无符号二进制数据1000 000(十进制地址64)和第二查找表地址无符号二进制数111 000(十进制数56)这两个查找表地址中的I′数值相同，Q′的数值互为相反数；因此，可以将第一查找表2042中存放的数据删掉一半，只留下0～63这64个存储空间中存放的数据，故可以通过6位查找表地址(6位查找表地址对应的存储空间为0～63)进行查表，将最高位地址数据作为取反的控制信号，如果查找表地址在64～127范围之间，则须将该查找表地址转换成0～63范围内所对应的查找表地址。

具体的实现方式可以是：当作为控制信号的即时相位最高位数据(图4a中B存储空间存储的数据)为1时，第一反相器401将所述第一子集的低三位数据(图4a中C、D、E存储空间对应的数据)按位取反，得到第二查找表地址输送至数据获取模块402；当即时相位的最高位数据为0时，第一反相器401不进行取反操作，而是将即时相位的低三位数据作为第二查找表地址的第二子地址，输送至数据获取模块402中。

数据获取模块402，用于依据所述第二查找表地址的第一子地址和所述第二查找表地址的第二子地址构成的第二查找表地址，获取该地址所对应的初始调制信号数据I′、Q′，所述第二查找表地址的第二子地址为所述第一子集所包含的低三位数据。

如图4b所示，数据获取模块402包括数据读取子模块4021和第二查找表4022，该查找表中只存放与即时相位信息的低三位数据相关的调制信号数据；

数据读取子模块4021根据接收到的第二查找表地址的第一子地址和第二查找表地址的第二子地址构成的第二查找表地址，从第二查找表4022中查得该查表地址对应的初始调制信号数据I′、Q′，其中，I′直接输送至第二数据处理模块205中；Q′输送至第二反相器403中。本实施例中的第二查找表4022中只存放了上述实施例的第一查找表2042中地址为0～63这64个存储空间存放的调制信号数据，因此第二查找表4022的ROM占用量仅为查找表2042的ROM占用量的一半为传统查找表的ROM占用量的1/8。

第二反相器403，用于在所述第一子集的最高位数据的控制作用下，对所述初始调制信号数据中的Q支路输出数据Q′进行取反处理，得到-Q′。

具体地，当所述第一子集的最高位数据为1时，第二反相器403将Q′取反得到-Q′后输送至第二数据处理模块205中；

下面以一实例进行详细说明：由于二进制地址1000 000(十进制地址64)和二进制地址111 000(十进制数56)这两个查找表地址中存放的I′值相同，Q′值互为相反数；又由于查找表中只存放了查找表地址为0～63的存储空间中的调制信号数据，查找表地址64～127需转换成0～63范围内的地址进行查表

在控制信号为1时，假设即时相位数据为二进制数据1000的低三位按位取反得到二进制数111，最高位二进制数据1即上述的控制信号。假设第一子地址为二进制数值000，则此时查找表地址由二进制数000 000的第二子地址000进行取反后变为二进制数111 000，利用取反后得到的第二查找表地址111000从第二查找表4022中获得的调制信号数据中的Q′与查找表地址1000 000对应的调制信号数据-Q′互为相反数，故当控制信号为二进制数据1时，需要将查表获得的数据Q′利用第二反相器403进行取反得到-Q′。

如果所述即时相位的最高位数值为0时，即控制信号数据为二进制数0，则第二反相器403不执行取反操作，直接将接收到的所述第一子集的低三位数据作为第二查找表地址的第二子地址输送至数据获取模块402中。

第二数据处理模块205，用于依据所述累加结果，将接收到的调制信号数据转换成最终调制信号数据。

第二数据处理模块205，依据所述累加结果对应的累加相位信息，将接收到的调制信号数据进行角度旋转，得到最终调制信号数据，所述累加相位信息为

的整数倍。

具体地，第二数据处理模块205以所述第一数据生成模块202生成的累加结果为控制信号，将接收到的调制信号数据转换成最终调制信号数据；所述调制信号数据为I支路输出数据I′，Q支路输出数据Q′或-Q′，具体地，当作为取反控制信号的第一子集的最高位数据为1时，第二数据处理模块205接收到的调制信号数据为I′和-Q′；当作为取反控制信号的第一子集的最高位数据为0时，第二数据处理模块205接收到的调制信号数据为I′和Q′；所述最终调制信号数据记作I、Q。具体的转换对应关系请参见表2。

表2

本实施例在把累加相位旁路的基础上，又将即时相位的最高位旁路，仅将即时相位的低三位数值作为第二查找表地址的第二子地址，再和第二查找表地址的第一子地址构成6位的第二查找表地址从第二查找表进行查找，第二查找表中存放只跟基带信号的即时相位信息数据相关的一部分调制信号数据。因此，本实施例提供的GMSK调制装置的查找表需要的ROM的存储空间为2⁶×10×2bit即64×10×2bit，而传统的GMSK调制装置中的查找表需要ROM的存储空间为512×10×2bit，由此可见，本实施例提供的GMSK调制装置查找表需要的ROM的存储空间仅为传统GMSK调制装置中的查找表的ROM存储容量占用量的1/8，大大减小了芯片的占用面积，更适合于超大规模集成电路中应用。

图5所示为本申请实施例的另一种GMSK调制装置的结构示意图，在上一实施例各功能模块的基础上，增设了伪随机码生成模块、差分编码器和两个选通器。

伪随机码生成模块301，用于生成随机数据，以便进行GMSK调制装置的测试工作。该伪随机码生成模块301可由线性反馈移位寄存器构成，其含15个移位寄存器和一个二输入异或门作为反馈，可以生成0～32767之间的串行伪随机码。伪随机码和输入数据通过第一选通器302选择输送到下一模块。

差分编码器303，通过第二选通器304选择是否对输入的数据进行差分预编码，差分预编码可以解决载波恢复时的相位模糊问题。当需要对输入数据进行差分预编码时，第二选通器304选通有差分编码器的支路，该过程可以是输入的数据经差分编码器处理后送入第二选通器。

本实施例中增设了差分编码器和伪随机码生成模块，差分编码器可以解决载波恢复时的相位模糊问题；伪随机码生成模块可以生成随机数据，以便于GMSK调制装置进行自测试。

本申请实施例还提供一种GMSK调制方法，图6所示为该方法的流程示意图，包括以下步骤：

S601，将接收到的基带信号数据进行移位处理，得到第一子集和第二子集；所述第一子集包含基带信号的即时相位信息，所述第二子集为将基带信号进行移位处理得到的最高位数据。

接收基带信号数据流，并将其移位处理，具体的移位处理可以通过一5位移位寄存器来实现，得到包含有基带信号的即时相位信息的第一子集，及第二子集，该第二子集是将基带数据流移位处理过程中，移到移位寄存器的最高位存储空间中的数据。

S602，由第一数据生成模块生成得到第一查找表地址的第一子地址。

该步骤可以由模8计数器生成所述第一查找表地址低位地址。具体地，第一查找表地址的高位地址即第一查找表地址的第二子地址为步骤S601得到的所述第一子集所包含的数据，假设该高四位地址为二进制数据0001，由计数器依次生成的二进制数000～111这8个数据作为第一查找表地址的低三位地址，则根据前述高四位地址与低三位地址组成的第一查找表地址0001000～0001111这8个第一查找表地址，从第一查找表中查得所述8个第一查找表地址相对应的初始调制信号数据。其中，第二子地址每增加1，计数器重新依次生成二进制数000～111这8个数据，从而得到另外8个第一查找表地址，进而用来获取该第一查找表地址对应的初始调制信号数据。

S603，将所述第二子集进行累加，得到与基带信号的累加相位信息相对应的累加结果。

依据所述累加结果对应的累加相位信息，将所述初始调制信号数据进行角度旋转，得到最终调制信号数据，所述累加相位信息为

的整数倍。

该步骤可以是：将所述移位寄存器中最高位存储空间中的数据即第二子集，进行累加处理得到与基带信号的累加相位相对应的累加结果。其中对应关系如表3所示：

表3

累加结果(二进制)	累加相位信息(弧度制)
累加结果(二进制)	累加相位信息(弧度制)	00	0
01	π/2	00	0
01	π/2	10	π
11	-π/2	10	π

S604，依据第一查找表地址的第一子地址和第一查找表地址的第二子地址构成的第一查找表地址，获取该地址对应的初始调制信号数据，所述第一查找表地址的第二子地址为所述第一子集所包含的数据。

具体地，根据所述第一查找表地址的第一子地址和第一查找表地址的第二子地址构成的第一查找表地址，从存放有初始调制信号数据的第一查找表中，获取得到该地址对应的初始调制信号数据。所述第一查找表中只存放与所述基带信号的即时相位信息有关的调制信号数据。

S605，根据所述累加结果，将接收到的调制信号数据转换成最终调制信号数据。

该步骤以步骤S603中得到的累加结果作为控制信号，将接收到的调制信号数据转换成最终调制信号数据，该转换过程的具体依据的转换对应关系如表1所示。

此外，上述的GMSK调制方法的实施例中，在接收基带信号数据流之前还可以包括生成伪随机码的步骤，以便于对GMSK调制装置进行自测试，对GMSK调制装置的性能进行测试；在移位处理之前，还可以包括对输入的数据流进行差分预编码处理步骤，将输入数据进行差分预编码处理之后，可以解决载波恢复时的相位模糊问题。

本申请实施例提供的GMSK调制方法，将累加相位旁路掉，以基带信号的即时相位作为查找表地址，从只存放与即时相位信息相关的查找表中查找得到初始调制信号数据，根据累加相位相对应的累加结果，将所述初始调制信号数据转换成最终调制信号数据。该方法中的存放调制信号数据的查找表，由于只存放了与基带信号的即时相位信息相关的调制信号数据，将查找表的ROM占用量减小至现有技术查找表的1/4，ROM本身的体积得到极大的减小，因此，极大地减小了芯片的占用面积，更适合在超大规模集成电路中应用。此外，对基带信号数据流进行差分预编码，可以解决载波恢复时的相位模糊问题，还可以生成伪随机码对GMSK调制装置进行自测试，以测试其性能；

本申请实施例在上述的方法实施例的基础上还提供另一种GMSK调制方法，图7所示为该方法的流程示意图，包括以下步骤：

S701，将接收到的基带信号数据流进行移位处理，得到第一子集和第二子集；其中，所述第一子集包含为基带信号的即时相位信息，第二子集为将所述基带信号进行移位处理得到的最高位数据。

具体地，该步骤可以通过一5位移位寄存器来实现，将基带信号进行移位处理，移位寄存器中的低四位数据为第一子集；移位寄存器中的最高位数据为第二子集。所述第一子集包含基带信号的即时相位信息。

S702，由第一数据生成模块生成得到第二查找表地址的第一子地址。

该步骤可以通过一模8计数器实现，由计数器依次生成的二进制数000～111这8个数据作为低位地址即第二查找表地址的第一子地址。假设第二查找表地址的高位地址即第二查找表地址的第二子地址不变，为二进制数0001，依次根据计数器生成的8个第二查找表地址的第一子地址和上述一个第二查找表地址的第二子地址构成8个第二查找表地址：0001000～0001111，从第二查找表中查得上述8个第二查找表地址所对应的调制信号数据。

S703，将所述第二子集进行累加，得到与基带信号累加相位信息相对应的累加结果。

具体地，该步骤可以通过累加器实现，将所述第二子集即移位寄存器的最高位数据进行累加，得到与所述基带信号的累加相位信息相对应的累加结果。

S704，在所述第一子集的最高位数据的控制作用下，对所述第一子集的低三位数据进行按位取反处理，得到第二查找表地址的第二子地址。

具体地，以第一子集的最高位数据为控制信号，当控制信号为1时，将所述第一子集的低三位数据取反得到第二查找表地址的第二子地址；当控制信号为0时，不执行取反操作，直接将第一子集的低三位数据作为第二查找表地址的第二子地址进行下一步处理。

S705，依据所述第二查找表地址的第一子地址和所述第二查找表地址的第二子地址构成的第二查找表地址，获取该查找表地址对应的初始调制信号数据，所述初始调制信号数据包括：I支路输出的数据I′和Q支路输出的数据Q′。

第二查找表地址的第一子地址和第二查找表地址的低位查找表地址构成第二查找表地址，依据该第二查找表地址从存放有与基带信号的即时相位信息相关的调制信号数据的第二查找表中，查得该第二查找表地址对应的初始调制信号数据，初始调制信号数据包括：I支路输出记为I′，Q支路输出记为Q′。

上述的第二查找表中只存放了所述第一查找表中第一查找表地址为十进制数0～63对应的存储空间中的调制信号数据，因此第二查找表所需的存储容量只是第一查找表所需的存储容量的一半。

S706，在所述第一子集的最高位数据的控制作用下，对所述初始调制信号数据中的Q支路输出数据Q′进行取反处理，得到-Q′。

如果所述第一子集的最高位数据即取反控制信号为1，则将Q支路输出数据Q′取反，得到-Q′；如果所述取反控制信号为0，则不执行取反操作，直接将Q′进行下一步骤的处理。

S707，依据所述累加结果的控制，将接收到的调制信号数据转换成最终调制信号数据。

依据所述累加结果对应的累加相位信息，所述累加相位信息为

的整数倍，将接收到的调制信号数据进行角度旋转，得到最终调制信号数据。

具体地，以步骤S703中得到的累加结果作为控制信号，将接收到的调制信号数据进行角度旋转处理，得到最终调制信号数据。其中转换规则请参见表4。

表4

本申请实施例提供的GMSK调制方法，在把累加相位旁路的基础上，又将即时相位的最高位旁路，仅用即时相位的低三位数值作为获取地址，将查找表的ROM占用量降至传统查找表的1/8，大大减小了芯片资源的占用量。

需要说明的是，本申请并不限制GMSK调制装置及方法的应用范围，说明书中只是以GSM通信系统为例进行说明，这并不能造成对本申请的GMSK调制装置及方法的应用范围的限制，凡是利用GMSK调制方法且其中的调制系数h＝0.5的通信系统，均可以使用本申请公开的GMSK调制装置及方法。

此外，本申请实施例中的第一、第二查表地址是以无符号二进制数据为例的，这并不能造成对本申请的公开和保护范围的限制，凡是基于本申请原理，所有能够实现本申请目的的查找表地址表示方式均属于本申请的公开和保护范围。

对于上述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表达为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知道，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知道，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作或模块并不一定是本发明所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于装置实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims

1.一种GMSK调制装置，其特征在于，包括：第一数据处理模块、第一数据生成模块、第二数据生成模块、数据获取模块和第二数据处理模块；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二数据处理模块，具体用于：

的整数倍。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：

差分编码器，用于对输入的数据流进行差分预编码。

5.一种GMSK调制方法，其特征在于，包括：

由第一数据生成模块生成第一查找表地址的第一子地址；

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述累加结果的控制，将接收到的调制信号数据转换成最终调制信号数据，具体为：

的整数倍。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在接收基带信号数据流之前，还包括：生成对GMSK调制装置进行调试的伪随机码。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：对输入的数据流进行差分预编码处理。

9.一种GMSK调制装置，其特征在于，包括：第一数据处理模块、第一数据生成模块、第二数据生成模块、第一反相器、数据获取模块、第二反相器、第二数据处理模块；

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一反相器具体用于：

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二反相器具体用于：

12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二数据处理模块具体用于：

的整数倍。

13.根据权利要求9-12任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，还包括：

差分编码器，用于对输入的数据流进行差分预编码。

15.一种GMSK调制方法，其特征在于，包括：

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述按位取反处理具体为：

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述对所述初始调制信号数据中的Q支路输出数据Q′进行取反处理具体为：

18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述依据所述累加结果的控制，将接收到的调制信号数据转换成最终调制信号数据，具体为：

的整数倍。

19.根据权利要求15-18任一项所述的方法，其特征在于，在接收基带信号数据流之前，还包括：生成对GMSK调制装置进行调试的伪随机码。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，在移位处理之前，还包括：对输入的数据流进行差分预编码处理。