CN113347130A - 基于msk/gmsk调制的序列索引扩频方法及装置 - Google Patents

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CN113347130A CN202110621197.0A CN202110621197A CN113347130A CN 113347130 A CN113347130 A CN 113347130A CN 202110621197 A CN202110621197 A CN 202110621197A CN 113347130 A CN113347130 A CN 113347130A
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温文坤
刘军林
李亮
刘宇
梁居发
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Guangzhou Jixiang Technology Co Ltd
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    • H04L27/10—Frequency-modulated carrier systems, i.e. using frequency-shift keying
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation

Abstract

本申请实施例公开了基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法。本申请实施例提供的技术方案通过先构建扩频码本集合，将待调制码元序列分成至少一个码元组，对码元组进行二进制至十进制的转换得到序列索引集合，序列索引与码元组之间有对应关系，使得每一个序列索引与扩频码元序列形成映射关系，将多个二进制码元组映射为特定扩频序列，在获得相同扩频增益的同时传输更多的信息，传输效率高；之后对扩频码元序列进行MSK/GMSK调制，形成调制信号，之后进行联合解调制及解扩频，避开传统技术先解调再解扩频的方式，优化了系统性能；本申请利用MSK/GMSK调制后的波形样本本身作为扩频码片，使得扩频增益可以达到与线性扩频相当的水平。

Description

基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法及装置
技术领域
本申请实施例涉及扩频技术领域，尤其涉及一种基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法及装置。
背景技术
MSK是一种改变波载频率来传输信息的调制技术，即特殊的连续相位频移键控(CPFSK)。其最大频移为比特速率的1/4，即MSK是调制系数为0.5的连续相位频移键控。而GMSK是高斯最小频移键控，是GSM系统采用的调制方式。数字调制解调技术是数字蜂窝移动通信系统空中接口的重要组成部分，GMSK/GMSK调制是在MSK/GMSK调制器之前插入高斯低通预调制滤波器这样的一种调制方式，提高了数字移动通信的频谱利用率和通信质量。
但是基于MSK/GMSK调制的无线通信系统，为了提高系统在低信噪比环境下的接收灵敏度，通常使用直接序列扩频(DSSS)以获得扩频增益。或者使用调制编码与DSSS扩频联合设计的方式，在增加扩频增益的同事，获取额外的编码增益。
使用DSSS扩频的缺陷在于以牺牲频率效率为代价换取频谱增益，且频谱效率损失与扩频增益成线性比例关系，如为得到20dB(100倍)扩频增益，需要使频谱效率低100倍，极大降低系统在低信噪比环境下的传输效率。同时，扩频增益受解调器的影响，难以获得最优扩频增益。因此，传统的MSK或者GMSK扩频系统很难达到线性扩频系统的传输性能。
发明内容
本申请实施例提供一种基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法，以实现在获取扩频增益的同时传输更多信息，传输效率高。
在第一方面，本申请实施例提供了一种基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法，其特征在于，包括：
生成扩频码元序列，基于所述扩频码元系列构建扩频码本集合，其中，所述扩频码元序列由若干个连续的子序列组成，所述扩频码本集合包括若干个长度为预设值的子序列；
将待调制码元序列分成至少一个码元组，并将全部所述码元组从二进制转换为十进制以得到序列索引集合，所述序列索引集合中由多个序列索引组成，每一个所述序列索引由，一个二进制的码元组转换为十进制形成，每一个所述序列索引与一个扩频码元序列形成映射关系；
对所述扩频码本集合进行MSK/GMSK调制，并按照预设的采样倍数对MSK/GMSK调制后的所述扩频码本集合进行采样，得到复采样扩频序列集；
根据序列索引使扩频码集合中的与所述序列索引形成映射关系的扩频码元序列与二进制的码元组的形成映射，对所述扩频码元序列进行扩频并进行MSK/GMSK调制形成调制信号；
按照预设的采样倍数对所述调制信号进行采样，以得到接收序列；所述接收序列为基于采样倍数对所述调制信号划分形成的多组数字子序列；
根据所述复采样扩频序列集对所述接收序列进行解调解扩频处理，以得到十进制的序列索引，基于所述序列索引获得对应的二进制的码元组。
进一步的，所述扩频码本集合中有M个长度为N的子序列，所述N＝2SF，M≤N，所述SF为扩频因子，所述N等于所述预设值。
进一步的，将待调制码元序列分成至少一个码元组，包括：
获取所述待调制码元序列的长度；
根据公式一计算待调制码元序列的分组数，所述公式一为：
Figure BDA0003099636120000021
其中，所述K为待调制码元序列的长度，单位为比特，I＝log2M，表示每个扩频子序列可以承载的信息比特数，所述公式一表示在待调制码元序列的长度与I作商的基础上向上取整数，L为分数组，L大于或等于1；
根据所述待调制码元序列分成分组数量与分组数对应的码元组。
进一步的，所述复采样扩频序列集定义为：
Figure BDA0003099636120000022
其中，所述H为复采样扩频序列集，所述hi为长度为NP的复采样扩频子序列，i＝0、1、……、(M-1)；所述M为子序列数，N为每一个子序列的长度，所述P为采样倍数，所述Θ为复数集合，所述扩频码本集合为所述复数集合的子集。
进一步的，按照预设的采样倍数对所述调制信号进行采样，以得到接收序列，包括：
按照预设的采样倍数对所述调制信号进行采样得到离散数字序列，获取所述调制信号中每一个子序列的长度；
基于采样长度对所述离散数字序列进行分组以得到多组数字子序列，所述采样长度等于所述每一个子序列的长度与采样倍数的乘积，所述接收序列由所述多组数字子序列组成。
进一步的，根据所述复采样扩频序列集对所述接收序列进行解调解扩频处理，以得到十进制的序列索引，包括：
根据公式二对每一组数字子序列进行最大似然解调解扩频以得到十进制的序列索引，所述公式二为：
Figure BDA0003099636120000031
其中，所述rn为第n组长度为NP的接收采用信号的散离数字信号序列分组，
Figure BDA0003099636120000032
为十进制的序列索引。
在第二方面，本申请实施例提供了一种基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频装置，包括：
码元序列生成模块：用于生成扩频码元序列，基于所述扩频码元系列构建扩频码本集合，其中，所述扩频码元序列由若干个连续的子序列组成，所述扩频码本集合包括若干个长度为预设值的子序列；
序列索引生成模块：用于将待调制码元序列分成至少一个码元组，并将全部所述码元组从二进制转换为十进制以得到序列索引集合，所述序列索引集合中由多个序列索引组成，每一个所述序列索引由一个二进制的码元组转换为十进制形成，每一个所述序列索引与一个扩频码元序列形成映射关系；
复采样序列集形成模块：用于对所述扩频码本集合进行MSK/GMSK调制，并按照预设的采样倍数对MSK/GMSK调制后的所述扩频码本集合进行采样，得到复采样扩频序列集；
调制信号形成模块：用于根据序列索引使扩频码集合中的与所述序列索引形成映射关系的扩频码元序列与二进制的码元组的形成映射，对所述扩频码元序列进行扩频并进行MSK/GMSK调制形成调制信号；
接收信号采样模块：用于按照预设的采样倍数对所述调制信号进行采样，以得到接收序列；所述接收序列为基于采样倍数对所述调制信号划分形成的多组数字子序列；
序列索引解映射模块：用于根据所述复采样扩频序列集对所述接收序列进行解调解扩频处理，以得到十进制的序列索引，基于所述序列索引获得对应的二进制的码元组。
进一步的，所述扩频码本集合中有M个长度为N的子序列，所述N＝2SF，M≤N，所述SF为扩频因子，所述N等于所述预设值。
进一步的，将待调制码元序列分成至少一个码元组，包括：
获取待调制码元序列的长度；
根据公式一计算待调制码元序列的分组数，所述公式一为：
Figure BDA0003099636120000041
其中，所述K为待调制码元序列的长度，单位为比特，I＝log2M表示每个扩频子序列可以承载的信息比特数，所述公式一表示在待调制信号序列的长度与I作商的基础上向上取整数，L为分数组，L大于或等于1；
根据所述分组数量将待调制码元序列分成分组数量与分组数对应的码元组。
进一步的，所述复采样扩频序列集定义为：
Figure BDA0003099636120000042
其中，所述H为复采样扩频序列集，所述hi为长度为NP的复采样扩频子序列，i＝0、1、……、(M-1)；所述N为每一个子序列的长度，所述P为采样倍数，所述Θ为复数集合，所述扩频码本集合为所述复数集合的子集。
进一步的，按照预设的采样倍数对所述调制信号进行采样，以得到接收序列，包括：
按照预设的采样倍数对所述调制信号进行采样得到离散数字序列，获取所述调制信号中每一个子序列的长度；
基于采样长度对所述离散数字序列进行分组以得到多组数字子序列，所述采样长度等于所述每一个子序列的长度与采样倍数的乘积，所述接收序列由所述多组数字子序列组成。
进一步的，根据所述复采样扩频序列集对所述接收序列进行解调解扩频处理，以得到十进制的序列索引，包括：
根据公式二对每一组数字子序列进行最大似然解调解扩频以得到十进制的序列索引，所述公式二为：
Figure BDA0003099636120000051
其中，所述rn为第n组长度为NP的接收采样信号的散离数字信号序列分组，
Figure BDA0003099636120000052
为十进制的序列索引。
在第三方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括：存储器以及一个或多个处理器；
所述存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法。
在第四方面，本申请实施例提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如第一方面所述的基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法。
本申请实施例通过先构建扩频码本集合，将扩频码本集合的每个子序列进行分组形成多个码元组，对码元组进行二进制至十进制的转换得到序列索引集合，由于序列索引由二进制的码元组转换成十进制形成，序列索引与码元组之间有对应关系，而码元组对应于扩频码元序列序列，使得每一个序列索引与扩频码元序列序列形成映射关系，将多个二进制码元组映射为特定扩频序列，在获得相同扩频增益的同时传输更多的信息，传输效率高；之后对扩频码元序列进行调制，形成调制信号，之后进行联合解调制及解扩频，避开传统技术先解调再解扩频的方式；由于调制后的扩频码样本符号序列具备良好的自相关及互相关特性，因此该方法简化了传统DSSS系统中严格同步要求，增加了实际应用中的扩频增益，优化了系统性能；本申请利MSK/GMSK调制后的波形样本本身作为扩频码片，使得扩频增益可以达到与线性扩频相当的水平。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法的流程图；
图2是本申请实施例提供的一种基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频装置的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
本申请实施例提供了一种基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法，该序列索引扩频方法可以由基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频设备执行。该基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频设备可以通过软件和/或硬件的方式实现，该个性化音效参数获取设备可以是两个或多个物理实体构成，也可以是一个物理实体构成，实施例对此不作限定。
实施例中，基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频设备具有信号生成、信号调制、信号发射、信号扩频、信号解调和信号解扩频的功能，例如，该基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频设备通常可以为发射机和接收机。发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制，将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发送的电磁波，包括但不限于为调频发射机、调幅发射机。接收机也即是接收通过天线所接收到的电磁波信号。理想的接收机抑制所有不需要的噪声，包括其他信号，对需要的信号不增加任何噪声或干扰。实施例中，发射机生成基带信号，对基带信号进行MSK/GMSK调制，并发射该调制信号，接收机接收该调制信号，对调制信号进行解调和接扩频。
实施例中，发射机生成MSK复数基带信号的公式如下：
Figure BDA0003099636120000071
其中，
Figure BDA0003099636120000072
为该基带信号的相位，
Figure BDA0003099636120000073
上式中，
Figure BDA0003099636120000074
为调制指数，Δf为|fH-fc|为频率间隔，TB为符号持续时间，当
Figure BDA0003099636120000075
时，也即是CPFSK(连续相位调制技术)中特殊的MSK/GMSK调制，此时
Figure BDA0003099636120000076
Figure BDA0003099636120000077
当
Figure BDA0003099636120000078
MSK信号的第k个码元周期kN≤n≤(k+1)N-1，其基带表达式为：
Figure BDA0003099636120000079
其中，ak为待调制码元序列，θk为前k个码元修正的附加相位，
Figure BDA00030996361200000710
其初始值θ-1为0，a-1为1。
本实施例中，序列索引扩频调制在一个扩频调制符号周期内，根据函数
Figure BDA00030996361200000711
定义，MSK信号可以用于扩频调制调制的条件是：对于不相关的序列{ak}，{bk}，其调制后的信号样本序列{xa}，{xb}，满足
Figure BDA00030996361200000712
ε是一个远小于1的正数。
结合式子：
Figure BDA00030996361200000713
则有：
Figure BDA00030996361200000714
由于{xa}，{xb}相互独立，不失一般性，令τ＝0，上述可改写为：
Figure BDA00030996361200000715
其中，ρk＝(ak-bk)，由于{xa}，{xb}相互独立，因此{ρk}与{xa}及{xb}同分布。
将上述采用
Figure BDA0003099636120000081
表达式为：
Figure BDA0003099636120000082
当
Figure BDA0003099636120000083
时，也即是采用MSK/GMSK调制时，通过数学推导及仿真可知，{xa}，{xb}可以满足扩频调制调制条件，也即是满足
Figure BDA0003099636120000084
可以将调制序列可以作为扩频调制。
本申请实施例通过先构建扩频码本集合，将待调制码元序列进行分组形成至少一个码元组，对码元组进行二进制至十进制的转换得到序列索引集合，由于序列索引由二进制的码元组转换成十进制形成，序列索引与码元组之间有对应关系，使得每一个序列索引与扩频码元序列形成映射关系，将多个二进制码元组映射为特定扩频序列，在获得相同扩频增益的同时传输更多的信息，传输效率高；之后对子序列进行调制，形成调制信号，之后进行联合解调制及解扩频，避开传统技术先解调再解扩频的方式，优化了系统性能；本申请利用MSK/GMSK调制后的波形样本本身作为扩频码片，使得扩频增益可以达到与Chirp线性扩频相当的水平。
下面分别进行详细说明。
图1给出了本申请实施例提供的一种基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法的流程图，参考图1，该基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法包括：
步骤101：生成扩频码元序列，基于所述扩频码元系列构建扩频码本集合。
本申请实施例首先进行扩频序列映射，之后通过MSK/GMSK调制实现最终的扩频增益。示例性的，扩频码元序列在发射机生成。该扩频码元序列具有特定的长度。在扩频码元序列的基础上构建扩频码本集合，后续针对扩频码本集合进行调制和扩频。
具体的，扩频码元序列为正交序列(如Walsh序列)，或准正交序列，如PN序列。为一种伪噪声序列。扩频码元序列为一系列的信号，通常是窄带脉冲码序列，本实施例中，该扩频码元序列为二进制序列。该扩频码元序列用于在其基础上截取一定长度的子序列以构成扩频码本集合。实施例中，扩频码元序列由若干个连续的子序列组成，所述扩频码本集合包括若干个长度为预设值的子序列。
本实施例中，扩频码本集合中有M为长度为N的子序列，所述N＝2SF，M≤N，所述SF为扩频因子，所述N等于所述预设值。本实施例取M＝N，将I＝SF个bit映射长度为N＝2SF的扩频序列，相比传统DSSS扩频方式将1bit映射为一个长度为N＝2SF的扩频序列，频率效率提高了SF倍。
定义扩频码本集合为C，该扩频码本集合C∈ΘM×N，同样的，N为上述子序列的长度。其中，
Figure BDA0003099636120000091
ck＝[c0 c1 … cM-1]；
上述任意两个扩频码元序列cj,cj为正交或准正交，利用MSK或GMSK的信号正交特点，在后续步骤中可以将MSK/GMSK/GMSK调制后的波形样本本身作为扩频码片，使得扩频增益可以达到与线性扩频相当的水平。
以SF＝5为例，先构建M＝N＝2SF＝32的扩频码本集合C∈Θ32×32，该扩频码元序列的长度K大于或等于32*32，在该长度大于或等于32*32的扩频码元序列中截取32个长度为32的子序列构成扩频码本集合。即：
Figure BDA0003099636120000092
其中，ck＝[c0 c1 … c31],k＝0,1,2…,31,为扩频码元序列中的一段连续的子序列。
步骤102：将待调制码元序列分成至少一个码元组，并将全部所述码元组从二进制转换为十进制以得到序列索引集合，所述序列索引集合中由多个序列索引组成，每一个所述序列索引由一个二进制的码元组转换为十进制形成，每一个所述序列索引与一个扩频码元序列形成映射关系。
上述中，扩频码本集合中的每个扩频码元序列采用二进制的记载方式，码元组是实际上是码元序列，通过在每个扩频码元序列中基于分组原则截取一段形成，每一段扩频码元序列都与分组原则对应。序列索引集合采用十进制表达扩频码本集合中的每个扩频码元序列的码元组。
具体的，上述将待调制码元序列分成至少一个码元组，包括：
获取所述待调制码元序列的长度；根据公式一计算待调制码元序列的分组数，所述公式一为：
Figure BDA0003099636120000101
其中，所述K为待调制码元序列的长度，K的单位为比特，I＝log2M＝SF，表示每个扩频子序列可以承载的信息比特数，所述公式一表示在待调制码元序列的长度与I作商的基础上向上取整数；根据所述分组数量将待调制码元序列分成分组数量与分组数对应的码元组，L为分数组，L大于或等于1。
实施例中，子序列为二进制码元序列，将长度为K的待调制二进制码元序列定义为b＝[b0 b1 … bK-1]，将其分成L个码元组，则
Figure BDA0003099636120000102
假设N＝128，SF＝5，则L＝26。第k个码元组dk＝[bSF*k bSF*k+1 … bSF*(k+1)-1]，k＝0,1,…,L-1。
将所有码元组dk从二进制转换为十进制的lk，例如，dk＝[0,0,0,1,1]用十进表示为lk＝3，将待调制二进制码元序列定义为b转换为序列索引集合D＝[l0,l1,…,lL-1]。将lk作为序列索引，实现了码元组到扩频序列的映射，例如假设lk＝3，映射对应C的第3个子序列，则选择C3作为扩频序列，即是每一个所述序列索引与待调制码元组(扩频码元序列)形成映射关系。
步骤103：对所述扩频码本集合进行MSK/GMSK调制，并按照预设的采样倍数对MSK/GMSK调制后的所述扩频码本集合进行采样，得到复采样扩频序列集。
本实施例中复采样扩频序列集定义为：
Figure BDA0003099636120000103
其中，所述H为复采样扩频序列集，所述hi为长度为NP的复采样扩频序列子序列，i＝0、1、……、(M-1)；所述M为子序列数，N为每一个扩频序列的长度，所述P为采样倍数，所述Θ为复数集合，所述扩频码本集合为所述复数集合的子集。
进一步的，所述H为复采样扩频序列集由未调制正交/准正交序列集C经过MSK/GMSK/GMSK调制，并采用P倍采样得到，正交/准正交序列集C定义为：
Figure BDA0003099636120000111
ck＝[c0 c1 … cM-1]
其中任意两个序列ci,cj为满足正交或准正交性的m序列、Gold序列、Walsh序列等。
步骤104：根据序列索引将扩频码集合中的与所述序列索引形成映射关系的扩频码元序列进行扩频并进行MSK/GMSK调制形成调制信号。
在发射机侧，产生基带信号，也即是生成扩频码元序列，之后对基带信号进行MSK/GMSK调制得到调制信号。本发明调制的目的不仅在通信中是便于无线发射，减少通信开销，同时达到频分及码分复用，提高通信容量，以及提高信号抗干扰能力的目的。形成调制信号之后，发射机侧将该调制信号发射出去。
步骤105：按照预设的采样倍数对所述调制信号进行采样，以得到接收序列，用于解扩频及解调制；所述接收序列为基于采样倍数对所述调制信号划分形成的多组数字子序列。本步骤应用在接收机侧，接收机通过天线接收到调制信号之后，对接收信号进行采样(模数变换)。首先将接收的采样信号进行分组，并且每组长度相同，每组序列的长度跟采样倍数及扩频序列的长度相关。
步骤106：根据所述复采样扩频序列集对所述接收序列进行解调解扩频处理，以得到十进制的序列索引，基于所述序列索引获得对应的二进制的码元组，完成信号解调制和解扩频。
本步骤中，具体根据公式二对每一组数字子序列进行解调解扩频以得到十进制的序列索引，所述公式二为：
Figure BDA0003099636120000112
其中，所述rn为数字子序列，
Figure BDA0003099636120000113
为十进制的序列索引。例如，在SF＝5的扩频因子配置下，
Figure BDA0003099636120000114
则传输的码元组解调为[0,0,0,1,1]。
如图2所示，本申请实施例还提供一种基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频装置，参见图2，该一种基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频装置包括码元序列生成模块201、序列索引生成模块202、复采样序列集形成模块203、调制信号形成模块204、本地解调序列生成模块205和序列索引映射模块206。上述中，码元序列生成模块201、序列索引生成模块202和调制信号形成模块204在发射机侧执行，复采样序列集形成模块203、本地解调序列生成模块205和序列索引映射模块206在接收机侧执行。其中，码元序列生成模块201，用于生成扩频码元序列，基于所述扩频码元系列构建扩频码本集合，其中，所述扩频码元序列由若干个连续的子序列组成，所述扩频码本集合包括若干个长度为预设值的子序列；序列索引生成模块202，用于待调制码元序列分成至少一个码元组，并将全部所述码元组从二进制转换为十进制以得到序列索引集合，所述序列索引集合中由多个序列索引组成，每一个所述序列索引由一个二进制的码元组转换为十进制形成，每一个所述序列索引与一个子序列形成映射关系；复采样序列集形成模块203，用于对所述扩频码本集合进行MSK/GMSK调制，并按照预设的采样倍数对MSK/GMSK调制后的所述扩频码本集合进行采样，得到复采样扩频序列集；调制信号形成模块204，用于根据序列索引使扩频码集合中的与所述序列索引形成映射关系的扩频码元序列与二进制的码元组的形成映射，对所述扩频码元序列进行扩频并进行MSK/GMSK调制形成调制信号；本地解调序列生成模块205，用于按照预设的采样倍数对所述调制信号进行采样，以得到接收序列；所述接收序列为基于采样倍数对所述调制信号划分形成的多组数字子序列；序列索引解映射模块206，用于根据所述复采样扩频序列集对所述接收序列进行解调解扩频处理，以得到十进制的序列索引，基于所述序列索引获得对应的二进制的码元组。
本实施例中，进一步的，所述扩频码元序列的长度至少等于扩频码本集合的子序列数量与所述预设值之间的乘积。
码元序列生成模块201中，扩频码本集合中有N个长度为N的子扩频序列，所述N＝2SF，所述SF为扩频因子，所述N等于所述预设值。以SF＝5为例，则N＝32。
进一步的，上述序列索引生成模块202中，将待调制码元序列分成至少码元组，包括：获取所述待调制码元序列的长度；根据公式一计算每个子序列的分组数，所述公式一为：
Figure BDA0003099636120000121
其中，所述K为待调制码元序列的长度，所述公式一表示在待调制码元序列的长度与扩频因子作商的基础上向上取整数；，L为分数组，L大于或等于1。根据所述分组数量将待调制码元序列分成分组数量与分组数对应的码元组。
进一步的，本地解调序列生成模块204所述的复采样扩频序列集定义为：
Figure BDA0003099636120000131
其中，所述H为复采样扩频序列集，所述hi为长度为NP的复采样扩频序列子序列，i＝0、1、……、(M-1)；所述M为子序列数，N为每一个子序列的长度，所述P为采样倍数，所述Θ为复数集合。所述扩频码本集合为所述复数集合的子集。
作为优选的，按照预设的采样倍数对所述调制信号进行采样，以得到接收序列，包括：按照预设的采样倍数对所述调制信号进行采样得到离散数字序列，获取所述调制信号中每一个子序列的长度；基于采样长度对所述离散数字序列进行分组以得到多组数字子序列，所述采样长度等于所述每一个子序列的长度与采样倍数的乘积，所述接收序列由所述多组数字子序列组成。
进一步的，根据所述复采样扩频序列集对所述接收序列进行解调解扩频处理，以得到十进制的序列索引，包括：
根据公式二对每一组数字子序列进行最大似然解调解扩频以得到十进制的序列索引，所述公式二为：
Figure BDA0003099636120000132
其中，所述rn为第n组长度为NP的接收采样信号的散离数字信号序列分组，
Figure BDA0003099636120000133
为十进制的序列索引。
如图3所示，本申请实施例还提供一种基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频设备，包括：存储器301以及一个或多个处理器302；所述存储器301，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器302执行，使得所述一个或多个处理器实现如本申请所述的基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法。
本申请实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述实施例提供的基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法，该基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法包括：生成扩频码元序列，基于所述扩频码元系列构建扩频码本集合，其中，所述扩频码元序列由若干个连续的子序列组成，所述扩频码本集合包括若干个长度为预设值的子序列；将扩频码本集合中的每个子序列分成多个码元组，并将全部所述码元组从二进制转换为十进制以得到序列索引集合，所述序列索引集合中由多个序列索引组成，每一个所述序列索引由一个二进制的码元组转换为十进制形成，每一个所述序列索引与一个子序列形成映射关系；对所述扩频码本集合进行MSK/GMSK调制，并按照预设的采样倍数对MSK/GMSK调制后的所述扩频码本集合进行采样，得到复采样扩频序列集；根据序列索引使扩频码集合中的与所述序列索引形成映射关系的扩频码元序列与二进制的码元组的形成映射，对所述扩频码元序列进行扩频并进行MSK/GMSK调制形成调制信号；按照预设的采样倍数对所述调制信号进行采样，以得到接收序列；所述接收序列为基于采样倍数对所述调制信号划分形成的多组数字子序列；根据所述复采样扩频序列集对所述接收序列进行解调解扩频处理，以得到十进制的序列索引，基于所述序列索引获得对应的二进制的码元组。
存储介质——任何的各种类型的存储器设备或存储设备。术语“存储介质”旨在包括：安装介质，例如CD-ROM、软盘或磁带装置；计算机系统存储器或随机存取存储器，诸如DRAM、DDR RAM、SRAM、EDO RAM，兰巴斯(Rambus)RAM等；非易失性存储器，诸如闪存、磁介质(例如硬盘或光存储)；寄存器或其它相似类型的存储器元件等。存储介质可以还包括其它类型的存储器或其组合。另外，存储介质可以位于程序在其中被执行的第一计算机系统中，或者可以位于不同的第二计算机系统中，第二计算机系统通过网络(诸如因特网)连接到第一计算机系统。第二计算机系统可以提供程序指令给第一计算机用于执行。术语“存储介质”可以包括可以驻留在不同位置中(例如在通过网络连接的不同计算机系统中)的两个或更多存储介质。存储介质可以存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如具体实现为计算机程序)。
当然，本申请实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法，还可以执行本申请任意实施例所提供的基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法中的相关操作。
上述实施例中提供的基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频装置、设备及存储介质可执行本申请任意实施例所提供的基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法，未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请任意实施例所提供的基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法。
上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由权利要求的范围决定。

Claims (9)

1.一种基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法，其特征在于，包括：
生成扩频码元序列，基于所述扩频码元系列构建扩频码本集合，其中，所述扩频码元序列由若干个连续的子序列组成，所述扩频码本集合包括若干个长度为预设值的子序列；
将待调制码元序列分成至少一个码元组，并将全部所述码元组从二进制转换为十进制以得到序列索引集合，所述序列索引集合中由多个序列索引组成，每一个所述序列索引由一个二进制的码元组转换为十进制形成，每一个所述序列索引与一个扩频码元序列形成映射关系；
对所述扩频码本集合进行MSK/GMSK调制，并按照预设的采样倍数对MSK/GMSK调制后的所述扩频码本集合进行采样，得到复采样扩频序列集；
根据序列索引使扩频码集合中的与所述序列索引形成映射关系的扩频码元序列与二进制的码元组的形成映射，对所述扩频码元序列进行扩频并进行MSK/GMSK调制形成调制信号；
按照预设的采样倍数对所述调制信号进行采样，以得到接收序列；所述接收序列为基于采样倍数对所述调制信号划分形成的多组数字子序列；
根据所述复采样扩频序列集对所述接收序列进行解调解扩频处理，以得到十进制的序列索引，基于所述序列索引获得对应的二进制的码元组。
2.根据权利要求1所述的序列索引扩频方法，其特征在于，所述扩频码本集合中有M个长度为N的子序列，所述N＝2SF，M≤N，所述SF为扩频因子，所述N等于所述预设值。
3.根据权利要求2所述的序列索引扩频方法，其特征在于，将待调制码元序列分成至少一个码元组，包括：
获取所述待调制码元序列的长度；
根据公式一计算待调制码元序列的分组数，所述公式一为：
Figure FDA0003099636110000011
其中，所述K为待调制码元序列的长度，K的单位为比特，I＝log2M，表示每个扩频子序列可以承载的信息比特数，所述公式一表示在待调制码元序列的长度与I作商的基础上向上取整数，L为分数组，L大于或等于1；
根据所述分组数量将待调制码元序列分成分组数量与分组数对应的码元组。
4.根据权利要求1所述的序列索引扩频方法，其特征在于，所述复采样扩频序列集定义为：
Figure FDA0003099636110000021
其中，所述H为复采样扩频序列集，所述hi为长度为NP的复采样扩频序列子序列，i＝0、1、……、(M-1)；所述M为子序列数，N为每一个子序列的长度，所述P为采样倍数，所述Θ为复数集合，所述扩频码本集合为所述复数集合的子集。
5.根据权利要求4所述的序列索引扩频方法，其特征在于，按照预设的采样倍数对所述调制信号进行采样，以得到接收序列，包括：
按照预设的采样倍数对所述调制信号进行采样得到离散数字序列，获取所述调制信号中每一个子序列的长度；
基于采样长度对所述离散数字序列进行分组以得到多组数字子序列，所述采样长度等于所述每一个子序列的长度与采样倍数的乘积，所述接收序列由所述多组数字子序列组成。
6.根据权利要求5所述的序列索引扩频方法，其特征在于，根据所述复采样扩频序列集对所述接收序列进行解调解扩频处理，以得到十进制的序列索引，包括：
根据公式二对每一组数字子序列进行最大似然解调解扩频以得到十进制的序列索引，所述公式二为：
Figure FDA0003099636110000022
其中，所述rn为第n组长度为NP的接收采样信号的散离数字信号序列分组，
Figure FDA0003099636110000023
为十进制的序列索引。
7.一种基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频装置，其特征在于，包括：
码元序列生成模块：用于生成扩频码元序列，基于所述扩频码元系列构建扩频码本集合，其中，所述扩频码元序列由若干个连续的子序列组成，所述扩频码本集合包括若干个长度为预设值的子序列；
序列索引生成模块：用于将待调制码元序列分成至少一个码元组，并将全部所述码元组从二进制转换为十进制以得到序列索引集合，所述序列索引集合中由多个序列索引组成，每一个所述序列索引由一个二进制的码元组转换为十进制形成，每一个所述序列索引与一个扩频码元序列形成映射关系；
复采样序列集形成模块：用于对所述扩频码本集合进行MSK/GMSK调制，并按照预设的采样倍数对MSK/GMSK调制后的所述扩频码本集合进行采样，得到复采样扩频序列集；
调制信号形成模块：用于根据序列索引使扩频码集合中的与所述序列索引形成映射关系的扩频码元序列与二进制的码元组的形成映射，对所述扩频码元序列进行扩频并进行MSK/GMSK调制形成调制信号；
接收信号采样模块：用于按照预设的采样倍数对所述调制信号进行采样，以得到接收序列；所述接收序列为基于采样倍数对所述调制信号划分形成的多组数字子序列；
序列索引解映射模块：用于根据所述复采样扩频序列集对所述接收序列进行解调解扩频处理，以得到十进制的序列索引，基于所述序列索引获得对应的二进制的码元组。
8.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器以及一个或多个处理器；
所述存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6任一所述的基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法。
9.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-6任一所述的基于MSK/GMSK调制的序列索引扩频方法。
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