CN105530214B - 生成或接收扩展频谱gmsk信号的方法和信号生成器 - Google Patents
生成或接收扩展频谱gmsk信号的方法和信号生成器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105530214B CN105530214B CN201510836879.8A CN201510836879A CN105530214B CN 105530214 B CN105530214 B CN 105530214B CN 201510836879 A CN201510836879 A CN 201510836879A CN 105530214 B CN105530214 B CN 105530214B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- spread
- spectrum
- chip
- sequence
- premodulated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims abstract description 225
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 63
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 claims description 9
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims description 8
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 4
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims 1
- 108091006146 Channels Proteins 0.000 description 100
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/10—Frequency-modulated carrier systems, i.e. using frequency-shift keying
- H04L27/12—Modulator circuits; Transmitter circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/69—Spread spectrum techniques
- H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
- H04B1/709—Correlator structure
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/02—Details of the space or ground control segments
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/69—Spread spectrum techniques
- H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J13/00—Code division multiplex systems
- H04J13/0007—Code type
- H04J13/0022—PN, e.g. Kronecker
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
- H04L27/20—Modulator circuits; Transmitter circuits
- H04L27/2003—Modulator circuits; Transmitter circuits for continuous phase modulation
- H04L27/2007—Modulator circuits; Transmitter circuits for continuous phase modulation in which the phase change within each symbol period is constrained
- H04L27/2017—Modulator circuits; Transmitter circuits for continuous phase modulation in which the phase change within each symbol period is constrained in which the phase changes are non-linear, e.g. generalized and Gaussian minimum shift keying, tamed frequency modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
- H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
- H04L27/36—Modulator circuits; Transmitter circuits
- H04L27/362—Modulation using more than one carrier, e.g. with quadrature carriers, separately amplitude modulated
- H04L27/364—Arrangements for overcoming imperfections in the modulator, e.g. quadrature error or unbalanced I and Q levels
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/69—Spread spectrum techniques
- H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
- H04B2001/70724—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation featuring pilot assisted reception
Abstract
本发明涉及扩展频谱GMSK(高斯最小频移键控)信号的改进，特别是涉及用于生成扩展频谱高斯最小频移键控GMSK信号的方法，包括：获得数据信道的数据符号序列D(t)；获得至少一个第一扩展频谱码，其包括数据信道的扩展频谱码片的第一序列CD(t)；获得至少一个第二扩展频谱码，其包括导频信道的扩展频谱码片的第二序列CP(t)；通过将数据信道的数据符号序列D(t)与至少一个第一扩展频谱码的所述第一序列CD(t)的扩展频谱码片，以及将导频信道的数据符号与至少一个第二扩展频谱码的第二序列CP(t)的扩展频谱码片组合成码片的组合序列，来生成预调制码片序列r(t)；将码片的组合序列的码片分配到扩展频谱GMSK信号的传送信道同相I和正交Q，使得用相同扩展频谱码所生成的不超过两个连续预调制码片在相同的传送信道I或Q中传送；以及使用预调制码片序列来执行GMSK调制g(t)以生成扩展频谱GMSK信号s(t)。
Description
技术领域
本发明涉及扩展频谱GMSK（高斯最小频移键控）信号的改进，特别是用于在GNSS（全球导航卫星系统）中的使用。
背景技术
信号的GMSK调制用在许多数字通信系统例如GSM（全球移动通信系统）中。GMSK调制（其是使用高斯滤波器的FSK（频移键控）调制方法），在使用可用频谱方面是很有效率的。然而，它遭受符号内干扰（ISI），这引起比特调制上的降级。因此，使用GMSK的数字通信系统常常应用均衡器，其能够补偿由于ISI例如Viterbi算法导致的失真。
使用与CDMA（码分多址）耦合的GMSK在现有技术中是已知的。这技术例如用于数字通信技术，因为GMSK提供了很好的频谱效率。然而，由GMSK所引起的ISI扩展了CDMA的相关函数。由于CCF（交叉相关函数）通常不再限制在±1个码片之间的事实，这可引起码片间干扰（ICI）。GMSK滤波器越大，即滤波器的BT因数越低，±1个码片外部的CCF值越高。因此扩展频谱GMSK信号的跟踪性能与具有相同码片速率的BPSK（二进制相移键控）调制信号相比是降级的。
以国际公布号WO2005/043767A2所公布的欧洲专利申请EP1678837A1，提出了一种用于传送和接收扩展频谱GMSK信号的方法、设备和系统。传送可涉及获得数据符号序列；获得包括扩展频谱码片序列的扩展频谱码；通过将数据符号序列与扩展频谱码片组合来生成预调制码片序列，其中对于每个数据符号，通过考虑至少所述数据符号和扩展频谱码片中的至少一个来生成预调制码片中的至少一个；使用预调制码片序列执行GMSK调制以产生扩展频谱GMSK信号；以及传送扩展频谱GMSK信号。
GNSS，例如（NAVSTAR-）GPS（全球定位系统）或者未来欧洲GNSS伽利略，使用为相应的GNSS所保留的载频上的DSSS（直接序列扩展频谱）调制以便从空间部分的GNSS卫星传送导航数据到用户部分的GNSS接收器。用于GPS现代化以及用于伽利略的新信号设计引入了更长扩展码的使用，用于改进相关性质和除数据信道（数据）之外的数据较少信道（导频）以辅助弱信号跟踪。
发明内容
本发明的一个目的是进一步改进扩展频谱GMSK信号，特别是关于ICI。
通过独立权利要求的主题实现这个目的。通过从属权利要求示出另外的实施例。
本发明提出使用包括扩展频谱码片序列的不同扩展频谱码，特别是PN（伪随机噪声）序列，用于扩展频谱GMSK信号的导频和数据信道，以通过将数据信道和导频信道的数据符号序列与相应的扩展频谱码片序列组合来生成预调制码片序列，并且将属于数据信道和导频信道的预调制码片分配到扩展频谱GMSK信号的传送信道同相和正交，使得用相同扩展频谱码所生成的不超过两个连续预调制码片在相同的传送信道I或Q中传送。用这种方法，通过在不同传送信道上分配数据和导频扩展码的预调制码片分布所述数据和导频扩展码，可以降低ICI。
本发明的一个实施例涉及用于生成扩展频谱高斯最小频移键控GMSK信号的方法，包括：获得数据信道的数据符号序列D（t）；获得至少一个第一扩展频谱码，其包括数据信道的扩展频谱码片的第一序列；获得至少一个第二扩展频谱码，其包括导频信道的扩展频谱码片的第二序列；通过将所述数据信道的数据符号序列D（t）与所述至少一个第一扩展频谱码的第一序列的扩展频谱码片以及将导频信道的数据符号与所述至少一个第二扩展频谱码的第二序列的扩展频谱码片组合成码片的组合序列来生成预调制码片序列r（t）；将码片的组合序列的码片分配到扩展频谱GMSK信号的传送信道同相I和正交Q，使得用相同扩展频谱码所生成的不超过两个连续预调制码片在相同传送信道I或Q中传送；并且通过使用预调制码片序列执行GMSK调制g（t）来生成扩展频谱GMSK信号s（t）。
根据第一分配策略，可获得一个第一扩展频谱码和一个第二扩展频谱码，并且用第一扩展频谱码所生成的预调制码片可分配到扩展频谱GMSK信号的传送信道同相I和正交Q，使得用第一扩展频谱码所生成的两个连续预调制码片在不同传送信道I或者Q中传送，并且用第二扩展频谱码所生成的预调制码片可分配到扩展频谱GMSK信号的传送信道同相I和正交Q，使得用第二扩展频谱码所生成的两个连续预调制码片在不同传送信道I或者Q中传送。
根据第二分配策略，可获得两个或更多第一扩展频谱码和两个或更多第二扩展频谱码，并且用第一扩展频谱码所生成的预调制码片可通过交织所述预调制码片而分配到扩展频谱GMSK信号的传送信道同相I，使得用第一扩展频谱码中的相同一个所生成的不超过两个连续预调制码片在传送信道I中传送，并且用第二扩展频谱码所生成的预调制码片可通过交织所述预调制码片而分配到扩展频谱GMSK信号的传送信道正交Q，使得用第二扩展频谱码中的相同的一个所生成的不超过两个连续预调制码片在传送信道Q中传送。
本发明另一实施例涉及一种方法，所述方法用于接收根据本发明的方法所生成的扩展频谱高斯最小频移键控GMSK信号，并且如本文所公开的包括：考虑到第一数据符号已经通过接收的扩展频谱GMSK信号传送，生成第一参考信号；考虑到第二数据符号已经通过接收的扩展频谱GMSK信号传送，生成第二参考信号；同时估计所接收的扩展频谱GMSK信号与第一参考信号的第一相关函数以及所接收的扩展频谱GMSK信号与第二参考信号的第二相关函数；确定所估计的第一和第二相关函数的精确相关（punctual correlation）中的最高值；取决于所确定的最高值来选择第一参考信号或者第二参考信号；并且取决于所选择的第一参考信号或者第二参考信号来确定用于执行所接收的扩展频谱GMSK信号与第一或者第二扩展频谱码的相关的积分时间。
另一个实施例涉及一种方法，所述方法用于接收根据本发明方法所生成的扩展频谱高斯最小频移键控GMSK信号，并且如本文所公开的包括：根据以下方程式生成参考信号：
其中A表示信号的归一化系数，表示PN序列的导频扩展或者扩展频谱码，并且表示数据扩展或者扩展频谱码PN序列。是码片周期，并且是PN序列的长度，即用于扩展要传送的符号，特别是数据信道的数据符号扩展频谱码PN的序列的扩展频谱码片的数量。是GMSK（高斯）滤波器。这允许基于劳伦特分解方程式的简化来设计相对简单和低成本的可实现的接收器架构。
所述方法能够还包括以下步骤：用具有相同长度的零序列来替代数据扩展或者扩展频谱码PN序列用于跟踪导频信道，或者用具有相同长度的零序列来替代导频扩展或者扩展频谱码PN序列用于跟踪数据信道。
本发明的又一实施例涉及扩展频谱高斯最小频移键控GMSK信号的生成器，其包括：数据流生成器，用于生成数据信道的数据符号序列D（t）；扩展频谱码生成器，用于生成包括数据信道的扩展频谱码片的第一序列的至少一个第一扩展频谱码以及包括导频信道的扩展频谱码片的第二序列的至少一个第二扩展频谱码；组合器，用于将数据信道的数据符号序列D（t）与所述至少一个第一扩展频谱码的第一序列的扩展频谱码片以及将导频信道的数据符号与所述至少一个第二扩展频谱码的第二序列的扩展频谱码片组合成码片的组合序列；预调制码片序列生成器，用于通过将码片的组合序列的码片分配到扩展频谱GMSK信号的传送信道同相I和正交Q来从码片的组合序列生成预调制码片序列r（t），使得用相同扩展频谱码所生成的不超过两个连续预调制码片在相同的传送信道I或Q中传送；高斯滤波器，用于对所生成的预调制码片序列r（t）进行滤波；正交调制器，用于通过使用分配给同相I传送信道的码片来生成同相信号，以及使用分配给正交Q传送信道的码片来生成正交信号，并且将所生成的同相信号和正交信号求和；以及积分器，用于对所求和的同相信号和正交信号进行积分以生成扩展频谱GMSK信号s（t）。
扩展频谱码生成器可适用于生成一个第一扩展频谱码和一个第二扩展频谱码，并且预调制码片序列生成器可适用于分配用第一扩展频谱码所生成的预调制码片到扩展频谱GMSK信号的传送信道同相I和正交Q，使得用第一扩展频谱码所生成的两个连续预调制码片在不同传送信道I或者Q中传送，并且将用第二扩展频谱码所生成的预调制码片分配到扩展频谱GMSK信号的传送信道同相I和正交Q，使得用第二扩展频谱码所生成的两个连续预调制码片在不同传送信道I或者Q中传送。
备选地，扩展频谱码生成器可适用于生成两个或更多第一扩展频谱码和两个或更多第二扩展频谱码，并且预调制码片序列生成器可适用于通过交织所述预调制码片来将用第一扩展频谱码所生成的预调制码片分配到扩展频谱GMSK信号的传送信道同相I，使得用第一扩展频谱码中的相同一个所生成的不超过两个连续预调制码片在传送信道I中传送，并且通过交织所述预调制码片来将用第二扩展频谱码所生成的预调制码片分配到扩展频谱GMSK信号的传送信道正交Q，使得用第二扩展频谱码中的相同一个所生成的不超过两个连续预调制码片在传送信道Q中传送。
根据本发明所生成的扩展频谱GMSK信号特别地适合GNSS中的应用，即用于生成GNSS信号。根据本发明以及如本文所描述的扩展频谱GMSK信号生成器例如能够在GNSS卫星中实现以便生成并且传送扩展频谱GMSK调制GNSS信号。
参考下文中所描述的实施例，本发明的这些及其他方面将变得显而易见并且被阐明。
参考示范性实施例，在下文将更详细地描述本发明。然而，本发明不限于这些示范性实施例。
附图说明
图1A-C示出对于不同BT值BTC=0.5，BTC=0.3和BTC=0.25的C0和C1 GMSK滤波器的曲线；
图2示出对于不同BT值BT=0.5，BT=0.3和BT=0.25的GMSK CDMA信号GMSK1的PSD曲线；
图3示出对于不同BT值BT=0.5，BT=0.3和BT=0.25的GMSK CDMA信号GMSK1的CCF曲线；
图4示出对于不同BT值BT=0.5，BT=0.3和BT=0.25的GMSK CDMA信号GMSK1的码抖动（jitter）曲线；
图5示出对于BT=0.5的MP包络曲线；
图6示出对于BT=0.3的MP包络曲线；
图7示出对于BT=0.25的MP包络曲线；
图8示出GNSS的GMSK CDMA信号的在I上的导频信道和在Q上的数据信道的示例序列；
图9示出根据本发明的GNSS的GMSK CDMA信号的在I上的导频信道和在Q上的数据信道的示例序列；
图10示出根据本发明对于GMSK CDMA信号的不同BT值BT=0.5，BT=0.3和BT=0.25的GMSK1的GMSK CCF曲线；
图11示出根据本发明的GMSK CDMA信号的BT=0.5，BT=0.3和BT=0.25 的GMSK1的GMSK码抖动曲线；
图12示出根据本发明对于GMSK CDMA信号的BT=0.5的MP包络曲线；
图13示出根据本发明对于GMSK CDMA信号的BT=0.3的MP包络曲线；
图14示出根据本发明对于GMSK CDMA信号的BT=0.25的MP包络曲线；
图15示出按照本发明的实施例的GMSK CDMA信号传送器的框图；以及
图16示出按照本发明的实施例的GMSK CDMA信号接收器的框图。
具体实施方式
在下文中，功能上类似或者相同的元件可具有相同的参考数字。绝对值在下面仅作为示例示出，并且不应理解为限制本发明。
在下文中，对于用来生成GMSK CDMA信号的GMSK滤波器的不同BT值，描述典型的GMSK CDMA信号的PSD和CCF。而且，关于CCF和跟踪性能解释由GMSK滤波器所引起ICI问题。以下描述与GMSK CDMA信号相关，因为它用于GNSS，比如根据新信号设计的现代化GPS或者伽利略，所述新信号设计具有导频信道和数据信道，所述导频信道不包含数据（并且因此是依据用于定位或者导航用途的数据的数据较少信道），所述数据信道用于传送由GNSS接收器可使用的数据用于位置确定。即使以下描述与GNSS中的使用相关，如果提供导频和数据信道，则它原则上能够用于其它应用。
GMSK CDMA信号或者扩展频谱GMSK信号S（t）使用以下方程式（根据劳伦特分解方程式）能够被良好地近似：
其中A表示信号的归一化系数，表示同相信道I上PN序列的扩展或者扩展频谱码，并且表示正交信道Q上的扩展或者扩展频谱码PN序列。Tc是码片周期，并且是PN序列的长度，即用于扩展要传送的符号，特别是数据信道的数据符号的扩展频谱码的PN序列的扩展频谱码片的数量。C0和C1是GMSK（高斯）滤波器，它们对于不同BT值BTC=0.5（图1A）、BTC=0.3（图1B）和BTC=0.25（图1C）的滤波器特性的典型曲线图在图1A-1C中呈现。
图2示出GMSK CDMA信号GMSK 1的PSD（功率谱密度），其仅具有一个与主波瓣（lobe）相比很衰减的次级波瓣。对于三个不同BT值BT=0.5、BT=0.3和BT=0.25在图2中示出PSD。
如图1A-1C所示，Co滤波器大于引入ICI的码片的持续时间。这意谓着CCF不再限制于如用于传统信号调制的±1码片之间。这在图3中图示，其示出对于不同BT值BT=0.5、BT=0.3和BT=0.25的GMSK CDMA信号GMSK1的CCF曲线。还能够观察到，滤波器越大（BT越低），±1码片外的CCF值越高。
因此这类GMSK CDMA信号的跟踪性能与具有相同码片速率的BPSK调制信号相比是降级的。CCF峰值不与BPSK CCF峰值一样陡峭，这引起在AWGN（加性高斯白噪声）和多路径环境中跟踪性能的降级，如通过对于图4中不同BT值BT=0.5、BT=0.3和BT=0.25的GMSK CDMA信号GMSK 1的码抖动曲线中能够看到。另外，因为CCF不再限制于±1码片，长距离多路径（超过1.5个码片）使如分别对于图5、6、7的不同BT值BT=0.5、BT=0.3和BT=0.25的MP（多路径）包络所示的码跟踪降级。
GMSK的主要缺点是，由于ICI，所述CCF不如先前所示的和有效率。本发明提出修改所传送的CDMA码的序列用于改进CCF。对于GMSK CDMA信号，使用两个扩展频谱码，每个都包括扩展频谱码片的序列，一个码用于同相（I）信道而另一个用于正交（Q）信道。图8示出I上的导频信道和Q上的数据信道的序列的示例。
为了避免ICI，导频和数据信道在I和Q两个信道中传送。将在相同的信道（I或者Q）中传送来自导频或者数据信道的不超过两个连续码的码片。将通过分隔数据和导频扩展码来消除ICI。数据和导频码扩展序列的序列的示例在图9中示出。
在下文中，考虑这种新技术来估计CCF。对于不同BT值BT=0.5，BT=0.3和BT=0.25在图10示出CCF。与图3所示的CCF相比较，CCF峰值更陡峭并且几乎局限于±1码片。图11、12、13和14分别示出对于不同BT值BT=0.5，BT=0.3和BT=0.25的AWGN和MP包络中的码跟踪抖动。图11-14所示的全部曲线没有考虑任何带宽滤波或者失真。
抑制所述ICI的另一种方式是要在每一信道（I&Q）中传送两个扩展码。原理仍然相同；不超过两个，特别是相同码的两个连续码片将在相同信道（I或者Q）中传送。在这种情况下，I信道上的两个扩展码和Q信道上的两个扩展码被交织以便避免在相同信道中传送相同扩展码的两个连续码片。本技术能够被延伸到I信道上的n个扩展码和Q信道上的m个扩展码。
图15示出按照本发明的一种用于生成和发送GMSK CDMA信号的传送器的框图。
要被发送的数据通过编码器10进行灵活地编码，并且供应给数据流生成器12用于生成数据流D（t），所述数据流D（t）由数据信道的数据符号序列组成。
用于数据和导频信道的PRN（伪随机噪声）生成器14生成至少一个第一频谱码和至少一个第二频谱码，所述第一频谱码包括数据信道的扩展频谱码片序列，所述第二频谱码包括导频信道的扩展频谱码片序列。
组合器16将具有数据信道的数据符号的序列的数据流D（t）与第一序列的扩展频谱码片组合，以及将导频信道的数据符号与第二序列的扩展频谱码片组合，并且输出所生成的码片的序列。
预调制码片序列生成器18接收由组合器16生成并且输出的码片序列，并且通过将属于数据信道和导频信道的码片分配到扩展频谱GMSK信号的传送信道同相I和正交Q来生成预调制码片序列r（t），使得用相同扩展频谱码所生成的不超过两个连续预调制码片在相同传送信道I或者Q中传送。
生成器18能够执行不同的分配策略：
1、用第一扩展频谱码所生成的预调制码片能够被分配到扩展频谱GMSK信号的传送信道同相I和正交Q，使得用第一扩展频谱码所生成的两个连续预调制码片在不同传送信道I或者Q中传送，并且用第二扩展频谱码所生成的预调制码片能够被分配到扩展频谱GMSK信号的传送信道同相I和正交Q，使得用第二扩展频谱码所生成的两个连续预调制码片在不同传送信道I或者Q中传送。因此，用第一或者第二扩展频谱码所生成的连续预调制码片在不同传送信道I和Q中分布，使得分隔第一和第二扩展频谱码，并且降低或甚至消除ICI。
2、另一种策略是要获得两个或更多第一扩展频谱码以及两个或更多第二扩展频谱码。因此，数据信道和导频信道的数据符号用若干扩展频谱码来扩展。为了降低ICI，用第一扩展频谱码所生成的预调制码片通过交织所述预调制码片而分配到扩展频谱GMSK信号的传送信道同相I，使得用第一扩展频谱码中的相同一个生成的不超过两个连续预调制码片在传送信道I中传送，并且用第二扩展频谱码所生成的预调制码片通过交织所述预调制码片分配到扩展频谱GMSK信号的传送信道正交Q，使得用第二扩展频谱码中的相同一个所生成的不超过两个连续预调制码片在传送信道Q中传送。因此，用第一或者第二扩展频谱码所生成的连续预调制码片被分布在不同的传送信道I和Q，使得分隔第一和第二扩展频谱码，并且降低或甚至消除ICI。
然后，生成器18所生成的序列r（t）被例如具有图1A-1C所示的滤波特性的高斯低通滤波器20滤波用于生成滤波序列g（t）。
正交或者I-Q调制器22通过使用分配给同相I传送信道的码片以生成同相信号以及使用分配给正交Q传送信道的码片以生成正交信号来调制所滤波的序列g（t）。所生成的同相信号和正交信号通过调制器22求和并且输出。
积分器24对同相和正交信号的和进行积分并且输出基带输出信号s（t）。
图16示出用于GMSK CDMA信号的接收器框图。接收器原则上使用与传送器相同的元件。然而，对于每个积分时间，接收器必须考虑两个参考信号和，考虑到已经在数据信道中传送的+1或者-1。
接收器使用与传送器类似的架构用于生成参考信号和，如图16所示。
一旦生成两个参考信号，同时估计输入基带信号D（t）与参考信号之间以及输入基带信号D（t）与参考信号之间的两个相关函数。精确相关器的最高值将决定哪个参考信号考虑用于相应的积分时间。
本发明允许通过在I和Q两个传送信道两者中传送导频和数据信道的预调制码片，并且只要在相同传送信道I或Q中传送用相同扩展频谱码所生成的不超过两个连续预调制码片来降低ICI，而增加在AWGN和多路径的环境中扩展频谱GMSK信号的码跟踪的信号性能。
在下文中，简要地描述了用于接收器的一种简单、低成本架构。
本文所描述的接收传送信号的另一种方式将基于劳伦特分解方程式的简化设计接收器架构，并且考虑以下方程式生成参考信号：
其中A表示信号的归一化系数，表示PN序列的导频扩展或者扩展频谱码，并且表示数据扩展或者扩展频谱码PN序列。Tc是码片周期，是PN序列的长度，即用于扩展要传送的符号，特别是数据信道的数据符号的扩展频谱码PN序列的扩展频谱码片的数量。C0是GMSK（高斯）滤波器。
如果只有导频信道应该被跟踪，则仅数据扩展码序列必须用具有相同长度的零序列来替代。
如果只有数据信道应该被跟踪，则仅导频扩展码序列必须用具有相同长度的零序列来替代。
由于相位不连续性，低成本接收器将比本文所描述的第一接收器具有更低性能。
附图标记和缩写
10 灵活的数据编码器
12 数据流生成器
14 PRN生成器
16 组合器
18 预调制码片序列生成器
20 高斯低通滤波器
22 正交调制器
24 积分器
AWGN 加性高斯白噪声
BPSK 二进制相移键控
CCF 互相关函数
CDMA 码分多址
DSSS 直接序列扩展频谱
FSK 频移键控
GMSK 高斯最小频移键控
GNSS 全球导航卫星系统
GPS 全球定位系统
GSM 全球移动通信系统
ICI 码片间干扰
ISI 符号内干扰
PN 伪随机噪声
PSD 功率谱密度
Claims (12)
1.一种用于生成扩展频谱高斯最小频移键控信号的方法，包括：
获得数据信道的数据符号的序列D（t），
获得至少一个第一扩展频谱码，其包括所述数据信道的扩展频谱码片的第一序列，
获得至少一个第二扩展频谱码，其包括导频信道的扩展频谱码片的第二序列，
通过将所述数据信道的数据符号的所述序列D（t）与所述至少一个第一扩展频谱码的所述第一序列的扩展频谱码片，以及将所述导频信道的数据符号与所述至少一个第二扩展频谱码的所述第二序列的扩展频谱码片组合成码片的组合序列，来生成预调制码片序列r（t），
将所述码片的组合序列的码片分配到所述扩展频谱高斯最小频移键控信号的传送信道同相I和正交Q，使得用相同扩展频谱码所生成的不超过两个连续预调制码片在相同的传送信道I或Q中传送，以及
使用所述预调制码片序列来执行高斯最小频移键控调制g（t）以生成扩展频谱高斯最小频移键控信号s（t）。
2.如权利要求1所述的方法，其中
获得一个第一扩展频谱码和一个第二扩展频谱码，以及
将用所述第一扩展频谱码所生成的预调制码片分配到所述扩展频谱高斯最小频移键控信号的所述传送信道同相I和正交Q，使得用所述第一扩展频谱码所生成的两个连续预调制码片在不同传送信道I或者Q中传送，以及
将用所述第二扩展频谱码所生成的预调制码片分配到所述扩展频谱高斯最小频移键控信号的所述传送信道同相I和正交Q，使得用所述第二扩展频谱码所生成的两个连续预调制码片在不同传送信道I或者Q中传送。
3.如权利要求1所述的方法，其中
获得两个或更多第一扩展频谱码以及两个或更多第二扩展频谱码，以及
通过交织所述预调制码片，将用所述第一扩展频谱码所生成的预调制码片分配到所述扩展频谱高斯最小频移键控信号的所述传送信道同相I，使得用所述第一扩展频谱码中的同一个扩展频谱码所生成的不超过两个连续预调制码片在所述传送信道I中传送，以及
通过交织所述预调制码片，将用所述第二扩展频谱码所生成的预调制码片分配到所述扩展频谱高斯最小频移键控信号的所述传送信道正交Q，使得用所述第二扩展频谱码中的同一个扩展频谱码所生成的不超过两个连续预调制码片在所述传送信道Q中传送。
4.一种用于接收如前述权利要求中任一项所述的方法所生成的扩展频谱高斯最小频移键控信号的方法，包括：
考虑到第一数据符号已经通过所接收的扩展频谱高斯最小频移键控信号传送，生成第一参考信号，
考虑到第二数据符号已经通过所述接收的扩展频谱高斯最小频移键控信号传送，生成第二参考信号，
同时估计所述接收的扩展频谱高斯最小频移键控信号与所述第一参考信号的第一相关函数以及所述接收的扩展频谱高斯最小频移键控信号与所述第二参考信号的第二相关函数，
确定所述估计的第一和第二相关函数的精确相关中的最高值，
取决于所确定的最高值来选择所述第一参考信号或者所述第二参考信号，以及
取决于所选择的所述第一参考信号或者第二参考信号，确定用于执行所述接收的扩展频谱高斯最小频移键控信号与第一或者第二扩展频谱码的相关的积分时间。
5.一种用于接收按照权利要求1到3中任一项所述的方法所生成的扩展频谱高斯最小频移键控信号的方法，包括：
按照以下方程式生成参考信号：
其中A表示信号的归一化系数，表示导频扩展或者扩展频谱码伪噪声序列，并且表示数据扩展或者扩展频谱码伪噪声序列；是码片周期，并且是伪噪声序列的长度，即用于扩展要传送的符号的扩展频谱码的伪噪声序列的扩展频谱码片的数量；是高斯最小频移键控滤波器。
6.如权利要求5所述的方法，其中要传送的所述符号是所述数据信道的数据符号。
7.如权利要求5所述的方法，还包括以下步骤：
用具有相同长度的零序列来替代所述数据扩展或者扩展频谱码伪噪声序列用于跟踪所述导频信道，或者
用具有相同长度的零序列来替代所述导频扩展或者扩展频谱码伪噪声序列用于跟踪所述数据信道。
8.一种扩展频谱高斯最小频移键控信号生成器，包括：
数据流生成器（12），用于生成数据信道的数据符号序列D（t），
扩展频谱码生成器（14），用于生成包括所述数据信道的扩展频谱码片的第一序列的至少一个第一扩展频谱码以及包括导频信道的扩展频谱码片的第二序列的至少一个第二扩展频谱码，
组合器（16），用于将所述数据信道的数据符号序列D（t）与所述至少一个第一扩展频谱码的所述第一序列的扩展频谱码片，以及将所述导频信道的数据符号与所述至少一个第二扩展频谱码的所述第二序列的扩展频谱码片组合成码片的组合序列，
预调制码片序列生成器（18），用于通过将所述码片的组合序列的码片分配到所述扩展频谱高斯最小频移键控信号的传送信道同相I和正交Q来从所述码片的组合序列生成预调制码片序列r（t），使得用相同扩展频谱码所生成的不超过两个连续预调制码片在相同的传送信道I或Q中传送，
高斯滤波器（20），用于对所生成的预调制码片序列r（t）进行滤波，
正交调制器（22），用于通过使用分配给所述同相I传送信道的码片生成同相信号，以及通过使用分配给所述正交Q传送信道的码片生成正交信号，并且将所述生成的同相信号和正交信号求和，以及
积分器，用于对所求和的同相信号和正交信号进行积分以生成扩展频谱高斯最小频移键控信号s（t）。
9.如权利要求8所述的信号生成器，其中
所述扩展频谱码生成器（14）适用于生成一个第一扩展频谱码和一个第二扩展频谱码，以及
所述预调制码片序列生成器（18）适用于将用所述第一扩展频谱码所生成的预调制码片分配到所述扩展频谱高斯最小频移键控信号的传送信道同相I和正交Q，使得用所述第一扩展频谱码所生成的两个连续预调制码片在不同传送信道I或者Q中传送，并且将用所述第二扩展频谱码所生成的预调制码片分配到所述扩展频谱高斯最小频移键控信号的所述传送信道同相I和正交Q，使得用所述第二扩展频谱码所生成的两个连续预调制码片在不同传送信道I或者Q中传送。
10.如权利要求8所述的信号生成器，其中
所述扩展频谱码生成器（14）适用于生成两个或更多第一扩展频谱码以及两个或更多第二扩展频谱码，以及
所述预调制码片序列生成器（18）适用于通过交织所述预调制码片来将用所述第一扩展频谱码所生成的预调制码片分配到所述扩展频谱高斯最小频移键控信号的所述传送信道同相I，使得用所述第一扩展频谱码中的同一个扩展频谱码所生成的不超过两个连续预调制码片在所述传送信道I中传送，并通过交织所述预调制码片来将用所述第二扩展频谱码所生成的预调制码片分配到所述扩展频谱高斯最小频移键控信号的所述传送信道正交Q，使得用第二扩展频谱码中的同一个扩展频谱码所生成的不超过两个连续预调制码片在所述传送信道Q中传送。
11.如权利要求8到10中任一项所述的信号生成器，用于生成GNSS信号。
12.如权利要求11所述的信号生成器，在GNSS卫星中被实现以便生成并且传送GNSS信号。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP14003057.8A EP2993845B1 (en) | 2014-09-04 | 2014-09-04 | Improvement of spread spectrum GMSK signals |
| EP14003057.8 | 2014-09-04 | ||
| EP14290353.3 | 2014-11-26 | ||
| EP14290353.3A EP2993846B1 (en) | 2014-09-04 | 2014-11-26 | Improvement of spread spectrum gmsk signals |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105530214A CN105530214A (zh) | 2016-04-27 |
| CN105530214B true CN105530214B (zh) | 2019-06-04 |
Family
ID=51492154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510836879.8A Expired - Fee Related CN105530214B (zh) | 2014-09-04 | 2015-09-02 | 生成或接收扩展频谱gmsk信号的方法和信号生成器 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9503153B2 (zh) |
| EP (2) | EP2993845B1 (zh) |
| JP (1) | JP6284512B2 (zh) |
| KR (1) | KR20160028957A (zh) |
| CN (1) | CN105530214B (zh) |
| CA (1) | CA2902073C (zh) |
| IL (1) | IL241138B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107957586B (zh) * | 2017-11-21 | 2022-02-01 | 东华理工大学 | 一种基于下三角Cholesky分解的模糊度降相关方法 |
| CN108282189B (zh) * | 2017-12-05 | 2019-11-26 | 深圳市力合微电子股份有限公司 | 一种微功率无线通信系统的信号调制方法及系统 |
| CN108964827B (zh) * | 2018-08-17 | 2020-04-28 | 盐城工学院 | 一种基于频移键控的采用cdma技术的近距离无线网络 |
| CN108965181A (zh) * | 2018-09-25 | 2018-12-07 | 电子科技大学 | 一种用于数据链信号侦收系统的信号调制方式识别方法 |
| CN109412642B (zh) * | 2018-10-10 | 2021-05-18 | 华中科技大学 | 一种信号调制、解调方法及跳相调制、解调单元 |
| WO2020076924A1 (en) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | Kyocera Corporation | Cdma based reservation channel transmission in v2v communications |
| US11575550B2 (en) * | 2021-01-29 | 2023-02-07 | Rockwell Collins, Inc. | System and method for high-entropy gaussian minimum shift keying (HE-GMSK) modulation |
| CN113347130A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-09-03 | 广州技象科技有限公司 | 基于msk/gmsk调制的序列索引扩频方法及装置 |
| US11942982B2 (en) * | 2022-01-11 | 2024-03-26 | L3Harris Technologies, Inc. | Tactical/legacy waveform obfuscation through independent spreading overlay |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1806183A (zh) * | 2003-06-13 | 2006-07-19 | 国家空间研究中心 | 用于解调卫星无线电导航信号的方法及装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999050113A1 (de) | 1998-03-31 | 1999-10-07 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Verfahren und vorrichtung zum ermitteln von korrekturwerten für radgeschwindigkeiten |
| US8050345B1 (en) * | 1999-08-09 | 2011-11-01 | Kamilo Feher | QAM and GMSK systems |
| CA2539495A1 (en) * | 2003-10-29 | 2005-05-12 | Viasat, Inc. | Gmsk spread modulation |
| KR20060135074A (ko) | 2004-04-20 | 2006-12-28 | 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 디지털-아날로그 변환기에서의 에러 감소율 개선 방법 및디지털-아날로그 변환기 |
| US8049540B2 (en) * | 2008-09-19 | 2011-11-01 | Analog Devices, Inc. | Calibration system and method for phase-locked loops |
| DE102009033788A1 (de) * | 2009-07-17 | 2011-03-03 | Astrium Gmbh | Verfahren zum Empfangen eines Signals und Empfänger |
-
2014
- 2014-09-04 EP EP14003057.8A patent/EP2993845B1/en active Active
- 2014-11-26 EP EP14290353.3A patent/EP2993846B1/en active Active
-
2015
- 2015-08-26 KR KR1020150120405A patent/KR20160028957A/ko unknown
- 2015-08-27 CA CA2902073A patent/CA2902073C/en active Active
- 2015-09-02 CN CN201510836879.8A patent/CN105530214B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2015-09-03 JP JP2015173954A patent/JP6284512B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2015-09-03 IL IL24113815A patent/IL241138B/en active IP Right Grant
- 2015-09-03 US US14/844,740 patent/US9503153B2/en active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1806183A (zh) * | 2003-06-13 | 2006-07-19 | 国家空间研究中心 | 用于解调卫星无线电导航信号的方法及装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Spread-Spectrum Continuous-Phase-Modulated Signals for Satellite Navigation;ANDREA EMMANUELE，FRANCESCA ZANIER，GABRIELE BOCCOLINI，et al;《IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems》;20121031;全文 |
| 直扩GMSK调制解调器的设计与实现;周军;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20130715;全文 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105530214A (zh) | 2016-04-27 |
| EP2993845A1 (en) | 2016-03-09 |
| US20160072546A1 (en) | 2016-03-10 |
| EP2993846B1 (en) | 2021-07-14 |
| CA2902073A1 (en) | 2016-03-04 |
| US9503153B2 (en) | 2016-11-22 |
| EP2993845B1 (en) | 2018-02-28 |
| KR20160028957A (ko) | 2016-03-14 |
| IL241138B (en) | 2019-10-31 |
| CA2902073C (en) | 2018-06-26 |
| JP2016059042A (ja) | 2016-04-21 |
| JP6284512B2 (ja) | 2018-02-28 |
| EP2993846A1 (en) | 2016-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105530214B (zh) | 生成或接收扩展频谱gmsk信号的方法和信号生成器 | |
| CA2875900C (en) | Satellite navigation signal, generating method, generatiing device, receiving method and receiving device | |
| JP4980246B2 (ja) | ナビゲーション信号システム | |
| AU764714B2 (en) | Cancellation of pilot and unwanted traffic signals in a CDMA system | |
| EP2259438B1 (en) | Selective noise cancellation of a spread spectrum signal | |
| US9300354B2 (en) | Receiver for acquiring and tracking spread spectrum navigation signals with changing subcarriers | |
| US10348360B2 (en) | Signal representing data, method and device for generating such signal and method and device for determining the represented data from such signal | |
| KR101165917B1 (ko) | 신호를 수신하기 위한 방법 및 수신기 | |
| CN112020830B (zh) | 基于相位非连续r-csk调制的电文信号播发方法及装置 | |
| EP2019495A2 (en) | Coherent and non-coherent direct sequence/frequency hopping spread spectrum systems with high power and bandwidth efficiency and method thereof. | |
| JPH0879130A (ja) | 受信装置及びパイロット信号除去装置 | |
| JPH09270735A (ja) | スペクトル拡散通信受信方法 | |
| WO2008062736A1 (fr) | Circuit de synchronisation de code, appareil de détermination du temps de retard, procédé et programme de commande et support d'enregistrement lisible par ordinateur | |
| Han et al. | A study on the underwater acoustic communication with direct sequence spread spectrum | |
| US11575550B2 (en) | System and method for high-entropy gaussian minimum shift keying (HE-GMSK) modulation | |
| WO2015129195A1 (ja) | 無線送信装置、無線受信装置、無線通信システムおよび無線通信方法 | |
| Ahmed et al. | Matlab based implementation of IEEE 802.11 b DSSS transmitter | |
| Le Nir et al. | Performance of delay and add direct sequence spread spectrum modulation scheme with fast frequency hopping in frequency selective Rayleigh channels | |
| Hoffman | Spread spectrum modulation in communications and advantages in noise immunity | |
| JP2000349690A (ja) | 符号分割多重接続通信方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20180327 Address after: German Tao Fujixing Applicant after: Airbus Defence and Space GmbH Address before: German Tao Fujixing Applicant before: Airbus DS GmbH |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190604 Termination date: 20210902 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |