CN111447161B - 判决方法和判决模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于有记忆线性调制通信系统的解调过程的判决方法，包括：若第m个符号是该数据的第一个符号或最后一个符号，采用预判决门限对该符号执行判决；若第m个符号不是该数据的第一个符号或最后一个符号，获得第m个符号的波形S(m)和第(m+1)个符号的波形S(m+1)，以及第(m‑1)个符号的判决结果demod(m‑1)；对第(m+1)个符号的波形S(m+1)采用预判决门限执行预判决，获得第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)；根据第(m‑1)个符号的判决结果demod(m‑1)和第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)选择第m个符号的判决门限Threshold；采用选择的判决门限Threshold对第m个符号的波形S(m)执行判决。本发明还公开了一种用于有记忆线性调制通信系统的解调单元的判决模块。本发明能提升有记忆线性调制通信系统的解调增益，并提高传输距离或降低功耗。

Description

判决方法和判决模块
技术领域
本发明涉及通信领域，特别是涉及一种用于有记忆线性调制通信系统解调过程的判决方法。本发明还涉及一种用于有记忆线性调制通信系统解调单元的判决模块。
背景技术
调制技术是一种将信源产生的信号转换为适宜无线传输的形式的过程。在一般通信调制方式，比如QPSK调制，QAM调制，符号和符号之间的调制波形是独立的，当前符号的波形和前一个符号以及后一个符号无关。但是对于GFSK等具有记忆性的调制，由于在发射端加入了高斯成型滤波器，使得调制后的波形不仅和当前符号有关，还和前后的符号有关系。例如在蓝牙系统中，考虑BT＝0.5,调制系数等于0.5，当前符号为1的时候，前后的符号存在下述表1的几种情况。
前一个符号 后一个符号
0 0
0 1
1 0
1 1
经过调制后波形，可以得出bit1对应的波形根据前后波形的不同，呈现4种不同的波形。例如，当前后bit都是1的时候，波形的最大值为1.而当前后的bit都是0的时候，当前符号的波形最大值为0.8815.同理，当前bit为0时候，也存在类似的现象。传统的GFSK接收机的接收流程如图1所示，经过同步以后，系统工作在残留频偏比较小和采样在最佳采样点附近，在判决模块中，对波形进行判决，得到符号。Bit处理主要是在bit级的处理，主要有CRC校验和信道解码交织等。传统典型的硬判决方式如下，
Figure BDA0002438342040000011
现有技术的主要缺陷在于解调增益有限。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
本发明要解决的技术问题是提供一种用于有记忆线性调制通信系统的解调过程，相对现有技术能提升解调增益，提高传输距离(或降低功耗)的判决方法。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种用于有记忆线性调制通信系统的解调单元，相对现有技术能提升解调增益，提高传输距离(或降低功耗)的判决模块。
为解决上述技术问题，本发明提供用于有记忆线性调制通信系统的解调过程判决方法，包括以下步骤：
S1，若第m个符号是该数据的第一个符号或最后一个符号，采用预判决门限对该符号执行判决；第一个符号不存在前一个符号，最后一个符号不存在后一个符号，所以第一个符号或最后一个符号采用0作为门限；第m个符号即当前符号；
S2，若第m个符号不是该数据的第一个符号或最后一个符号，获得第m个符号的波形S(m)和第(m+1)个符号的波形S(m+1)，以及第(m-1)个符号的判决结果de mod(m-1)；
S3，对第(m+1)个符号的波形S(m+1)采用预判决门限执行预判决，获得第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)；
S4，根据第(m-1)个符号的判决结果de mod(m-1)和第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)选择第m个符号的判决门限Threshold；
S5,采用选择的判决门限Threshold对第m个符号的波形S(m)执行判决。
其中，所述预判决门限为0。
可选择的，进一步改进所述判决方法，步骤S3中，所述预判决如下；
Figure BDA0002438342040000021
可选择的，进一步改进所述判决方法，步骤S4中，若第(m-1)个符号的判决结果demod(m-1)和第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)均为1，则第m个符号的判决门限Threshold为TH，若preDecisionm(+1)均为0则第m个符号的判决门限Threshold为-TH；
若第(m-1)个符号的判决结果demod(m-1)和第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)不同，则第m个符号的判决门限Threshold为0；
其中，TH由理论分析或者仿真获得，在系统启动时通过外部控制器配置或指定为固定值。
兹对所述理论分析和仿真说明如下，无噪声情况下接收端接收到的当前bit为1，前后都是1，当前bit对应的符号波形峰值为A；
无噪声情况下接收端接收到的当前bit为1，前后都是0，当前bit对应的符号波形峰值为B，则TH＝A-B。
在实际产品和应用中也可以用软件配置的方式去修改TH，选择使得误码率最优的TH值。
例如，BLE蓝牙中，当前后bit都是1的时候，波形的峰值为1.而当前后的bit都是0的时候，当前符号的波形峰值为0.8815
此时TH＝1-0.8815＝0.1185
可选择的，进一步改进所述判决方法，步骤S5中，所述对第m个符号的波形S(m)执行判决如下；
Figure BDA0002438342040000031
其中，所述有记忆线性调制包括，差分编码调制、部分响应调制和连续相位调制。
本发明提供一种用于有记忆线性调制通信系统解调单元的判决模块，包括：
符号识别子模块，其适用于识别第m个符号是否为该数据的第一个符号或最后一个符号；
结果获取子模块，若第m个符号不是第一个符号或最后一个符号，获得第m个符号的波形S(m)和第(m+1)个符号的波形S(m+1)，以及第(m-1)个符号的判决结果de mod(m-1)；
预判决模块，对第(m+1)个符号的波形S(m+1)采用预判决门限执行预判决，获得第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)；
门限选择子模块，根据第(m-1)个符号的判决结果de mod(m-1)和第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)选择第m个符号的判决门限Threshold；
执行模块，采用选择的判决门限Threshold对第m个符号的波形S(m)执行判决。
其中，所述预判决门限为0。
可选择的进一步改进所述的判决模块，预判决模块执行预判决如下；
Figure BDA0002438342040000041
可选择的进一步改进所述的判决模块，门限选择子模块进行门限选择选择过程如下；
若第(m-1)个符号的判决结果de mod(m-1)和第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)均为1，则第m个符号的判决门限Threshold为TH，若preDecision(m+1)均为0则第m个符号的判决门限Threshold为-TH；
若第(m-1)个符号的判决结果de mod(m-1)和第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)不同，则第m个符号的判决门限Threshold为0；
其中，TH由理论分析或者仿真获得，在系统启动时通过外部控制器配置或指定为固定值。
可选择的进一步改进所述的判决模块，执行模块对所述对第m个符号的波形S(m)执行判决如下；
Figure BDA0002438342040000051
其中，所述有记忆线性调制包括，差分编码调制、部分响应调制和连续相位调制。
对本发明的判决方法/判决模块进行仿真验证，使用本发明的判决方法/判决模块在蓝牙BLE4.0系统中，对应的误码率＝0.001的时候，使用本发明可以提高0.3dB的解调增益。提升解调性能，意味着发射功率不变的情况下，可以获得更远的传输距离。在传输距离不变的情况下，可以降低发射机的发射功率，节约功耗。本发明通过简单调整判决门限的方法，在增加简单的仅需要增加低成本结构(比较器和选择逻辑)的代价下，对系统能获得解调性能的提升，是一种低价高效的实现方式。
附图说明
本发明附图旨在示出根据本发明的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本发明附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本发明附图不应当被解释为限定或限制由根据本发明的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是传统的GFSK接收机的接收流程。
图2是本发明判决方法第二实施例的流程示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。
本发明在实施过程中需要预判决下一个符号，会产生1个符号的解调延迟，适合绝大部分对时延没有那么敏感的解调系统。比如差分编码调制系统，部分响应调制系统，连续相位调制系统(例如GFSK调制系统)。本发明中所述符号即比特，前一符号即前一比特，以此类推。
此外，还应当理解的是，尽管在这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述不同的元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应当受这些术语的限制。这些术语仅是用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离根据本发明的示例性实施例的教导的情况下，以下所讨论的第一元件、组件、区域、层或部分也可以被称作第二元件、组件、区域、层或部分。
本发明提供用于有记忆线性调制通信系统的解调过程判决方法第一实施例，包括以下步骤：
S1，若第m个符号是该数据的第一个符号或最后一个符号，采用判决门限0对该符号执行判决；
S2，若第m个符号不是该数据的第一个符号或最后一个符号，获得第m个符号的波形S(m)和第(m+1)个符号的波形S(m+1)，以及第(m-1)个符号的判决结果de mod(m-1)；
S3，对第(m+1)个符号的波形S(m+1)采用预判决门限执行预判决，获得第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)；
S4，根据第(m-1)个符号的判决结果de mod(m-1)和第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)选择第m个符号的判决门限Threshold；
S5,采用选择的判决门限Threshold对第m个符号的波形S(m)执行判决。
对本发明的判决方法第一实施例通过简单调整判决门限的方法，能使系统获得解调性能的提升。
本发明提供用于有记忆线性调制通信系统的解调过程判决方法第一实施例，包括以下步骤：
S1，若第m个符号是该数据的第一个符号或最后一个符号，采用判决门限0对该符号执行判决；
S2，若第m个符号不是该数据的第一个符号或最后一个符号，获得第m个符号的波形S(m)和第(m+1)个符号的波形S(m+1)，以及第(m-1)个符号的判决结果de mod(m-1)；
S3，对第(m+1)个符号的波形S(m+1)采用预判决门限执行预判决
Figure BDA0002438342040000071
获得第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)；
S4，若第(m-1)个符号的判决结果de mod(m-1)和第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)均为1，则第m个符号的判决门限Threshold为TH，若preDecision(m+1)均为0则第m个符号的判决门限Threshold为-TH；
若第(m-1)个符号的判决结果de mod(m-1)和第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)不同，则第m个符号的判决门限Threshold为0；
其中，TH由理论分析或者仿真获得，在系统启动时通过外部控制器配置或指定为固定值；
S5,采用选择的判决门限Threshold对第m个符号的波形S(m)执行判决
Figure BDA0002438342040000072
其中，所述有记忆线性调制包括，差分编码调制、部分响应调制和连续相位调制。
除非另有定义，否则这里所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则诸如在通用字典中定义的术语这类术语应当被解释为具有与它们在相关领域语境中的意思相一致的意思，而不以理想的或过于正式的含义加以解释。
本发明提供一种用于有记忆线性调制通信系统解调单元的判决模块第一实施例，包括：
符号识别子模块，其适用于识别第m个符号是否为该数据的第一个符号或最后一个符号；
结果获取子模块，若第m个符号不是第一个符号或最后一个符号，获得第m个符号的波形S(m)和第(m+1)个符号的波形S(m+1)，以及第(m-1)个符号的判决结果de mod(m-1)；
预判决模块，对第(m+1)个符号的波形S(m+1)采用预判决门限0执行预判决，获得第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)；
门限选择子模块，根据第(m-1)个符号的判决结果de mod(m-1)和第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)选择第m个符号的判决门限Threshold；
执行模块，采用选择的判决门限Threshold对第m个符号的波形S(m)执行判决。
本发明提供一种用于有记忆线性调制通信系统解调单元的判决模块第二实施例，包括：
符号识别子模块，其适用于识别第m个符号是否为该数据的第一个符号或最后一个符号；
结果获取子模块，若第m个符号不是第一个符号或最后一个符号，获得第m个符号的波形S(m)和第(m+1)个符号的波形S(m+1)，以及第(m-1)个符号的判决结果de mod(m-1)；
预判决模块，对第(m+1)个符号的波形S(m+1)采用预判决门限0执行预判决
Figure BDA0002438342040000091
获得第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)；
门限选择子模块，若第(m-1)个符号的判决结果de mod(m-1)和第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)均为1，则第m个符号的判决门限Threshold为TH，若preDecision(m+1)均为0则第m个符号的判决门限Threshold为-TH；
若第(m-1)个符号的判决结果de mod(m-1)和第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)不同，则第m个符号的判决门限Threshold为0；
其中，TH由理论分析或者仿真获得，在系统启动时通过外部控制器配置或指定为固定值。
执行模块，采用选择的判决门限Threshold对第m个符号的波形S(m)执行判决
Figure BDA0002438342040000092
其中，所述有记忆线性调制包括，差分编码调制、部分响应调制和连续相位调制。
以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种判决方法，其用于有记忆线性调制通信系统的解调过程，其特征在于，包括以下步骤：
S1，若第m个符号是数据的第一个符号或最后一个符号，采用预判决门限对该符号执行判决；
S2，若第m个符号不是该数据的第一个符号或最后一个符号，获得第m个符号的波形S(m)和第(m+1)个符号的波形S(m+1)，以及第(m-1)个符号的判决结果demod(m-1)；
S3，对第(m+1)个符号的波形S(m+1)采用预判决门限执行预判决，获得第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)；
S4，根据第(m-1)个符号的判决结果demod(m-1)和第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)选择第m个符号的判决门限Threshold；
若第(m-1)个符号的判决结果demod(m-1)和第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)均为1，则第m个符号的判决门限Threshold为TH，若demod(m-1)和preDecision(m+1)均为0，则第m个符号的判决门限Threshold为-TH；
若第(m-1)个符号的判决结果demod(m-1)和第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)不同，则第m个符号的判决门限Threshold为0；
S5,采用选择的判决门限Threshold对第m个符号的波形S(m)执行判决；
其中，TH由理论分析或者仿真获得，在系统启动时通过外部控制器配置或指定为固定值。
2.如权利要求1所述的判决方法，其特征在于：所述预判决门限为0。
3.如权利要求1所述的判决方法，其特征在于：步骤S3中，所述预判决如下；
Figure FDA0004003382980000021
4.如权利要求1所述的判决方法，其特征在于：步骤S5中，所述对第m个符号的波形S(m)执行判决如下；
Figure FDA0004003382980000022
5.如权利要求1-4任意一项所述的判决方法，其特征在于：所述有记忆线性调制包括，差分编码调制、部分响应调制和连续相位调制。
6.一种判决模块，其用于有记忆线性调制通信系统的解调单元，其特征在于，包括：
符号识别子模块，其适用于识别第m个符号是否为数据的第一个符号或最后一个符号；
结果获取子模块，若第m个符号不是第一个符号或最后一个符号，获得第m个符号的波形S(m)和第(m+1)个符号的波形S(m+1)，以及第(m-1)个符号的判决结果demod(m-1)；
预判决模块，对第(m+1)个符号的波形S(m+1)采用预判决门限执行预判决，获得第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)；
门限选择子模块，根据第(m-1)个符号的判决结果demod(m-1)和第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)选择第m个符号的判决门限Threshold，其进行门限选择选择过程如下；
若第(m-1)个符号的判决结果demod(m-1)和第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)均为1，则第m个符号的判决门限Threshold为TH，若demod(m-1)和preDecision(m+1)均为0，则第m个符号的判决门限Threshold为-TH；
若第(m-1)个符号的判决结果demod(m-1)和第(m+1)个符号的预判决结果preDecision(m+1)不同，则第m个符号的判决门限Threshold为0；
执行模块，采用选择的判决门限Threshold对第m个符号的波形S(m)执行判决；
其中，TH由理论分析或者仿真获得，在系统启动时通过外部控制器配置或指定为固定值。
7.如权利要求6所述的判决模块，其特征在于：所述预判决门限为0。
8.如权利要求6所述的判决模块，其特征在于：预判决模块执行预判决如下；
Figure FDA0004003382980000031
9.如权利要求8所述的判决模块，其特征在于：执行模块，所述对第m个符号的波形S(m)执行判决如下；
Figure FDA0004003382980000032
10.如权利要求6-9任意一项所述的判决模块，其特征在于：所述有记忆线性调制包括，差分编码调制、部分响应调制和连续相位调制。
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