CN115473777A - 一种自适应soqpsk调制解调方法、终端和接收机 - Google Patents

一种自适应soqpsk调制解调方法、终端和接收机 Download PDF

Info

Publication number
CN115473777A
CN115473777A CN202211235832.2A CN202211235832A CN115473777A CN 115473777 A CN115473777 A CN 115473777A CN 202211235832 A CN202211235832 A CN 202211235832A CN 115473777 A CN115473777 A CN 115473777A
Authority
CN
China
Prior art keywords
demodulation
soqpsk
modulation
path
function
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.)
Pending
Application number
CN202211235832.2A
Other languages
English (en)
Inventor
熊军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Rinfon Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Rinfon Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Rinfon Technology Co ltd filed Critical Beijing Rinfon Technology Co ltd
Priority to CN202211235832.2A priority Critical patent/CN115473777A/zh
Publication of CN115473777A publication Critical patent/CN115473777A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • H04L27/22—Demodulator circuits; Receiver circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)

Abstract

本发明本发明提供一种自适应SOQPSK调制解调方法、终端和接收机，在发射端对调制信号进行序列处理，不同信号采用不同的脉冲成形函数，得到不同的调制信号，在接收端对不同的调制信号进行频偏估计和同步处理，对处理后的数据进行维特比解调，将过采样转换为比特采样，降低采样频率，对解调后的数据进行均衡处理，输出解调后信号，在解调后进行均衡，降低均衡时采样率，减少计算复杂度，缩短均衡的滤波器系数，加快收敛速度。

Description

一种自适应SOQPSK调制解调方法、终端和接收机
技术领域
本发明涉及信号调制解调技术领域，尤其是涉及一种自适应 SOQPSK调制解调方法、终端和接收机。
背景技术
SOQPSK(Shaped Offset Quadrature Phase-Shift Keying成形偏移四 相键控)信号是一种典型的恒包络连续相位调制信号，具有高效率的 频谱利用和功率利用的特点，被广泛应用于通信领域。根据相位约束 长度的不同，把SOQPSK信号分为全响应的SOQPSK-MIL调制信号 和部分响应的SOQPSK-TG调制信号。
全响应MIL-STD SOQPSK调制信号有频带利用率高和恒包络特 性的优点，所以在航空遥测系统中应用范围很广。但是在功率谱密度 为小于-30dB时，性能曲线不是很好。而SOQPSK-TG的功率谱比 SOQPSK-MIL的更集中，谱边缘下降的更快，几乎没有旁瓣，适合 用于频带受限及邻道干扰抑制较高的系统。基于MIL-STD SOQPSK 调制信号和SOQPSK-TG调制信号的功率谱密度上的不同情况，在接 收机端需要采用不同的方案来进行解调，增加了接收机端的成本。
在未来的空间通信系统和卫星通信系统中，数据传输率都将超过 1Gbps，这样的系统将使带宽和功率同时受限，因此研究具有高功率 效率和高频谱效率的调制技术仍然是目前的研究热点，在接收机端兼 容接收解调二种不同的调制信号，是目前亟待解决的问题。
发明内容
为了在接收机端实现对多种调制信号的解调，本发明提供一种自 适应SOQPSK调制解调方法、终端和接收机，对调制信号进行序列处 理，不同信号采用不同的脉冲成形函数，得到不同的调制信号，在接 收端，对不同的调制信号进行频偏估计和同步处理，对处理后的数据 进行维特比解调，将过采样转换为比特采样，降低采样频率，对解调 后的数据进行均衡处理，输出解调后信号，在解调后进行均衡，降低 均衡时采样率，减少计算复杂度，缩短均衡的滤波器系数，加快收敛 速度。
第一方面，本发明提供的一种自适应SOQPSK调制解调方法采用如 下的技术方案：
一种自适应SOQPSK调制解调方法，对全响应的SOQPSK-MIL调制 信号和/或部分响应的SOQPSK-TG调制信号，进行序列转换，得到序 列数据，对序列数据进行频偏估计和同步，得到第一数据，对第一数 据进行维特比解调，得到第二数据，对第二数据进行均衡运算，得到 软比特数据，译码后得到解调信号。
可选的，将原始码流转换为三态序列，用连续相位调制波形表示 SOQPSK调制信号s(t)：
Figure BDA0003883516480000021
fc表示信号频率，
Figure BDA0003883516480000022
表示初始相位；α表示三态码元序列， α＝[-1，0，1]；相位函数
Figure BDA0003883516480000023
的表达式为：
Figure BDA0003883516480000024
Figure BDA0003883516480000036
式中，h表示调制指数；T表示比特周期；q(t)表示相位响应函数， 它的连续性决定了调制信号相位
Figure BDA0003883516480000031
的连续性，用脉冲成形函数的 积分表示，即q(t)满足：
Figure BDA0003883516480000032
脉冲成形函数g(τ)是一个持续有限码元周期的函数，不同调制方 式下，g(τ)的表达式不同。
可选的，采用设定约束长度的升余弦频率脉冲函数，作为 S0QPSK-TG调制信号的脉冲成型函数gT(t)，表达式如下：
gT(t)＝n(t)w(t) (6)；
其中，
Figure BDA0003883516480000033
Figure BDA0003883516480000034
Figure BDA0003883516480000035
Figure BDA0003883516480000041
n(t)函数是一个幅度缩放因子为A的修正的升余弦滚降滤波器函 数，ρ表示滚降系数，B表示附加的时间缩放因子；
w(t)为时域窗函数，用于限制gT(t)的持续时间；
T1、T2、ρ、B分别为升脉冲函数参数，用于确定SOQPSK的频率 脉冲，Ts为符号周期；
幅度缩放因子A的选择应满足：
Figure BDA0003883516480000042
可选的，ρ＝0.3～0.7，B＝1.15～1.65，T1＝2.0～3.2， T2＝0.8～1.6。
可选的，SOQPSK-MIL调制信号的脉冲成形函数gM(t)为：
Figure BDA0003883516480000043
在该成形函数下，在一个符号周期Ts内，相位函数
Figure BDA0003883516480000044
或保持 不变(αi＝0)，或线性增加π/2(αi＝1)，或线性减少π/2(αi＝-1)。
可选的，维特比解调过程包括：计算接收符号与每个子集中距离 最近点的欧氏距离；根据维特比算法进行最大似然序列估计，寻找与 接收序列最接近的码序列；根据解调后的码序列和比特分配表恢复原 始信息比特流。
可选的，采用恒模算法对解调后的第二数据进行均衡，
令接收信号矢量Yn＝[y(n)，y(n-1)，…，y(n-N+1)]T，符号T 表示转置，N表示均衡器横向滤波器抽头数；
均衡器抽头系数矢量W＝[w(0)，w(1)，…，w(n-1)]，则有：
Figure BDA0003883516480000051
z(n)＝wTYn (15)；
式中，L表示信道冲击响应的阶数。
对于恒模算法(CMA，Constant Modulus Algorithm)，其代价函 数表达式如下：
Figure BDA0003883516480000052
式中，代价函数是仅与信源统计特性相关的恒定正常数，容易得 到恒模算法的误差项en为：
en＝z(n)[[|z(n)|2-R2]] (17)。
第二方面，本发明提供的一种自适应SOQPSK调制解调方法采用如 下的技术方案：
一种用于自适应SOQPSK调制解调的接收机，包括频偏估计和同步 模块、维特比解调模块、均衡模块；维特比解调模块包括：分支路径 度量产生单元、加比选单元、最大似然路径判决单元、回溯单元、累 积路径存储单元和幸存路径存储单元；分支路径度量产生单元用于产 生所有转移路径上面的分支度量；加比选单元对于进入每个状态的各 条路径，累加转移路径上面的分支度量和转移前状态的路径度量，从 中找出最小路径度量值，更新为当前状态的路径度量；最大似然路径 判决单元用于进行解调判决，对连续不断的解调器输入，当解调进行 到解调深度L时刻时，从各条幸存路径中选择具有最小路径度量的路 径作为最大似然路径；回溯单元用于根据上面的最大似然路径的末端 节点进行回溯，一直找到解调深度前一步L-1之前的状态，得到解调 输出；累积路径存储单元和幸存路径存储单元用于存储路径度量和幸 存路径的单元。
可选的，过程如下：对接收到的SOQPSK调制信号，进行同步和 频偏修正；对修正后的SOQPSK调制信号，进行维特比解调，将过 采样变成BIT级采样；采用恒模算法，对解调后的数据进行信道均衡， 消除信号传输过程中产生的多径干扰；对均衡后的数据进行低密度奇 偶校验译码，得到解调信号。
第三方面，本发明提供的一种自适应SOQPSK调制解调方法采用如 下的技术方案：
一种自适应SOQPSK调制解调终端，包括存储器、处理器、以及存储在所述存 储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序 时实现本申请所述方法。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请通过在调制信号时提取序列，采用不同的脉冲成形函数 生成不同的调制信号，为后续采用相同的方法进行解调提供基础；
2.进一步地，本申请采用维特比解调，将过采样转换为比特采样， 降低了采样频率；
3.进一步地，本申请通过在解调后进行均衡，降低均衡时采样率， 减少计算复杂度，缩短均衡的滤波器系数，加快收敛速度。
附图说明
图1是本申请的一个实施例的调制解调过程示意图；
图2是本申请的一个实施例的接收机结构示意图；
图3是本申请的一个实施例的接收机工作过程结构示意图；
图4是本申请的一个实施例的仿真一示意图；
图5是本申请的一个实施例的仿真二示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
具体实施例一
本申请的一种自适应SOQPSK调制解调方法,发射信号包括全响 应的SOQPSK-MIL调制信号和/或部分响应的SOQPSK-TG调制信号，发 射信号在传输过程中，受到多径干扰的冲击响应，接收到的信号包括 冲击和干扰成分，对接收信号进行频偏估计和同步，得到第一数据， 对第一数据进行维特比解调，得到第二数据，对第二数据进行均衡运 算，得到软比特数据，进行译码后输出，得到解调信号。
SOQPSK调制信号波形用连续相位调制(CPM)的信号波形表示 为：
Figure BDA0003883516480000081
fc表示信号频率，
Figure BDA0003883516480000082
表示初始相位。
式中，α表示三态码元序列，α＝[-1，0，1]；相位函数
Figure BDA0003883516480000083
的 表达式为：
Figure BDA0003883516480000084
式中，h表示调制指数，此处h＝1/2；T表示比特周期；q(t)表 示相位响应函数，它的连续性决定了调制信号相位
Figure BDA0003883516480000085
的连续性， 用脉冲成形函数的积分表示，即q(t)满足：
Figure BDA0003883516480000086
脉冲成形函数g(τ)是一个持续有限码元周期的函数，不同调制方 式下，g(τ)的表达式不同，不同的表达式影响着调制信号的相位，从 而对SOQPSK调制的性能产生不同的影响，即表示不同的调制方式。
将原始码流βn转换为三态序列αn，采用非递归预编码时的转换公 式为：
αn＝(-1)n+1(2bn-1-1)(bn-bn-2) (4)；
式中，αn表示第n个伪符号，{bn}＝b0，b1，…，bN-1表示长度 为N的比特序列。
采用递归预编码时，先对信号序列进行差分编码，得到差分编码 序列{cn}＝c0，c1，…，cN-1，
Figure BDA0003883516480000091
式中，cn表示n时刻对应的差分编码序列，
Figure BDA0003883516480000092
表示模2相加，用 cn代替式(4)中的bn，进行非递归预编码，即完成了递归预编码。
由此可见，递归预编码、非递归预编码，二进制序列{bn}和三进 制伪符号{an}的单个序列持续时间是相等的，对于SOQPSK来说符号 周期T和Tb是等价的。
SOQPSK-TG调制信号的脉冲成型函数gT(t)，为设定约束长度的 升余弦频率脉冲函数。
在本申请的一个具体实施例中，设定约束长度为小于等于12个 周期
gT(t)＝n(t)w(t) (6)；
其中，
Figure BDA0003883516480000093
Figure BDA0003883516480000094
Figure BDA0003883516480000101
Figure BDA0003883516480000102
n(t)函数是一个幅度缩放因子为A的修正的升余弦滚降滤波器函 数，ρ表示滚降系数，B表示附加的时间缩放因子。
w(t)为时域窗函数，用于限制gT(t)的持续时间，如果没有时域窗 函数w(t)，n(t)在时间轴上是无限的，在这里，用时域窗函数w(t)限 制频率脉冲函数在有限的范围内。
T1、T2、ρ、B、θ1、θ2分别为升脉冲函数参数，用于确定SOQPSK 的频率脉冲。
Ts为符号周期，其值等于两个比特周期。
幅度缩放因子A的选择应满足：
Figure BDA0003883516480000103
对于IRIG106标准，ρ＝0.7，B＝1.25，T1＝1.5，T2＝0.5。
在本申请中，对参数进行进一步优化，进一步降低频率脉冲函数 频带的邻道衰减，减少频谱泄露，改善SOQPSK的功率谱性能。
ρ＝0.3～0.7，B＝1.15～1.65，T1＝2.0～3.2，T2＝0.8～1.6。
经过优化，最佳组合为：
ρ＝0.5，B＝1.45，T1＝2.8，T2＝1.2。
SOQPSK-MIL(merican military standard)调制信号的脉冲成形函 数gM(t)为：
Figure BDA0003883516480000111
在该成形函数下，在一个符号周期Ts内，相位函数
Figure BDA0003883516480000112
或保持 不变(αi＝0)，或线性增加π/2(αi＝1)，或线性减少π/2(αi＝-1)。
对于二种不同的调制信号SOQPSK-TG调制信号、SOQPSK-MIL 调制信号进行发射，在传输过程中，经过信道冲击响应，再与噪声与 干扰融合，到达接收端后作为接收信号，在接收端接收后，进行频偏 估计和同步，得到第一数据，对第一数据进行维特比解调，得到第二 数据；对第二数据进行均衡运算，得到软比特数据，进行译码后输出， 得到解调信号。
维特比解调过程，包括：计算接收符号与每个子集中距离最近点 的欧氏距离；根据维特比算法进行最大似然序列估计，寻找与接收序 列最接近的码序列；根据解调后的码序列和比特分配表恢复原始信息 比特流。
对解调后的第二数据进行均衡运算，如图1所示。
将发送符号数据分解成实部与虚部，即发送符号数据s(n)，
s(n)＝r(n)+jp(n) (13)；
式中，r(n)表示实部，p(n)表示虚部。
发送符号数据经过信道冲击响应Hn后，输出冲击信号x(n)，冲击 信号x(n)与加性高斯白噪声信号v(n)融合，得到接收信号y(n)，对接 收信号进行频偏估计和同步，得到第一数据，对第一数据进行维特比 解调，得到第二数据；对第二数据进行自适应均衡后输出均衡信号 z(n)，对均衡信号z(n)进行判决，得到判决输出
Figure BDA0003883516480000121
对判决输出的 软比特数据进行译码，得到解调信号。
令接收信号矢量Yn＝[y(n)，y(n-1)，…，y(n-N+1)]T，符号T 表示转置，N表示均衡器横向滤波器抽头数；
均衡器抽头系数矢量W＝[w(0)，w(1)，…，w(n-1)]，则有：
Figure BDA0003883516480000122
z(n)＝WTYn (15)；
式中，L表示信道冲击响应的阶数。
对于恒模算法(CMA，Constant Modulus Algorithm)，其代价函 数可表示为：
J(w)＝E{[|z(n)|2-R2]2} (16)；
式中，代价函数是仅与信源统计特性相关的恒定正常数，容易得 到恒模算法的误差项en为：
en＝z(n)[[|z(n)|2-R2]] (17)；
恒模算法只与信号幅度有关，因而不受信号频偏和相偏的影响， 在迭代过程中，解调后得到的软判决结果是个实数，均衡器横向滤波 器的系数也为实数，则在均衡过程中不需要引入相偏，因此，对解调 之后的数据再进行均衡，能够降低均衡时采样率，降低计算复杂度， 并且均衡的滤波器系数可以变短，加快收敛速度。
具体实施例二
本申请的一种用于自适应SOQPSK调制解调的接收机，包括频偏 估计和同步模块、维特比解调模块、均衡模块。
如图2所示，维特比解调模块包括：分支路径度量产生单元BMG (branch metricgenerate)、加比选单元ACS(Add-Compare-Select)、 最大似然路径判决单元MLD(Most-Likelihood-Decision)、回溯单元 TB(TraceBack)、累积路径存储单元PMM(Path MetricMemory) 和幸存路径存储单元SPM(Survivor Path Memory)。
BMG单元：产生所有转移路径上面的分支度量。状态转移分支 上面的度量为带有噪声的接收序列和状态转移分支上面的输出序列 之间的欧式距离。
分支路径度量计算值为：
Figure BDA0003883516480000131
式中，sum函数是求和，real函数是求实部，ln表示输入的信号。
ACS单元：对于进入每个状态的各条路径，累加转移路径上面的 分支度量和转移前状态的路径度量，从中找出最小路径度量值，更新 为当前状态的路径度量。
MLD单元：解调器的输入是连续不断的，当度量升级到一定长 度L后，所有状态的幸存路径在前端已经重合，这个时候便可以进行 解调判决。这个长度L称为解调深度。解调深度一般为5～7个约束长 度。当解调进行到5～7约束长度时刻时，从各条幸存路径中选择具有 最小路径度量的路径作为最大似然路径。
TB单元：也就是最大似然路径回溯单元，根据上面的最大似然 路径的末端节点进行回溯，一直找到L-1步之前的状态，得到解调输 出。
回溯解调时，有硬判决和软判决两种方式。硬判决时，由于是以 星座图映射作为状态，因此根据回溯的状态可直接解调输出硬判决结 果bn。软判决时，则将该回溯支路的分支路径度量值与硬判决结果相 乘作为软判决结果，即Dn＝dn(1-2bn)。采用信道译码器时，必须 用软判决结果。
PMM和SPM是存储路径度量和幸存路径的单元。
均衡模块采用恒模算法，用于减少信号经过多径信道后的干扰。
如图3所示，本申请的接收机工作过程如下：
S1、对接收到的SOQPSK调制信号，进行同步和频偏修正；
S2、对修正后的SOQPSK调制信号，进行维特比解调，将过采 样率OSR(OverSampling Rate)过采样变成BIT(比特)级采样；
具体地，原始接收信号相比半BIT的采样周期会有OSR倍过采 样，进行维特比解调时，相邻的OSR个点并到半BIT级。
S3、采用恒模算法，对解调后的数据进行信道均衡，消除信号传 输过程中产生的多径干扰；
S4、对均衡后的数据进行低密度奇偶校验(LDPC，Low Density Parity Check)译码，得到解调信号。
具体地，原始接收信号相比半BIT的采样周期会有OSR倍过采 样，进行维特比解调时，相邻的OSR个点并到半BIT级。
假如半BIT周期是100ns，过采样周期就是25ns，这样采样OSR＝4， 进行维特比解调时，相邻的OSR＝4个点并到半BIT一级。
采用本申请的方案进行仿真，SOQPSK输出软判决解调结果送给 LDPC译码器，LDPC参数为CCSDS中的码率1/2，码长8192的码， 性道环境为高斯白噪声，仿真误码曲线如图4所示。
由于仿真低误码率时太慢，只仿真到了10-4的量级，从图中可以 看出，SOQPSK+LDPC码时的性能比理论值(BPSK+LDPC)差了约 1.1dB。
对进行均衡处理和不进行均衡处理的情况，分别进行仿真，结果 如图5所示，从图中可以看出，经过多径信道后，如果不采用均衡， 信道误码很高，与理论值差很远；经过CMA均衡后，在误码率10-5时，与理论值的差别小于1dB。
均衡收敛的速度与横向滤波器的阶数有关，上述仿真时的符号速 率为20Msps，当滤波器阶数选为15阶时，收敛所需符号数约为500。
在郊区多径信道下，采用不同均衡算法进行比较，分别采用RLS 均衡方法、LMS均衡方法、CMA均衡方法时，与理论误码的比较， 可以看出，CMA算法性能达到最佳。
当采用LMS算法时，仍采用横向滤波器结构，此时需要发送训练 序列，与CMA算法相比，除了误差项不同外，其余皆相同，误差项 为：
e(n)＝z(n)-s(n) (19)；
经仿真发现，采用LMS算法时的性能与采用CMA算法时基本 相同，但收敛速度稍快，当滤波器阶数选为15阶时，收敛所需符号 数约为300。
具体实施例三
本发明一实施例提供的一种自适应SOQPSK调制解调终端设备， 该实施例的终端设备包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中 并可在所述处理器上运行的计算机程序，例如解调程序，所述处理器 执行所述计算机程序时实现实施例一中方法。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元， 所述一个或多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器 执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特 定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程 序在所述自适应SOQPSK调制解调终端设备中的执行过程。例如，所 述计算机程序可以被分割成多个模块，各模块具体功能如下：
1.频偏估计和同步模块模块，用于对接收信号进行频偏估计和 同步；
2.维特比解调模块，用于对同步后的信号进行维特比解调；
3.均衡模块，用于对解调后信号进行均衡。
所述自适应SOQPSK调制解调终端设备可以是桌上型计算机、笔 记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述自适应SOQPSK调制 解调终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人 员可以理解，所述上述示例仅仅是所述自适应SOQPSK调制解调终端 设备的示例，并不构成对所述自适应SOQPSK调制解调终端设备的限 定，可以包括比图示更多或更少的部件，或组合某些部件，或不同的 部件，例如所述自适应SOQPSK调制解调终端设备还可以包括输入输 出设备、网络接入设备、总线等。
所述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit， CPU),还可以是其他通用处理器、数据信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编 程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编 程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处 理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所 述处理器是所述一种自适应SOQPSK调制解调终端设备的控制中心， 利用各种接口和线路连接整个所述一种自适应SOQPSK调制解调终端 设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器 通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及 调用存储在存储器内的数据，实现所述一种自适应SOQPSK调制解调 终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据 区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程 序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据 手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储 器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如 硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)， 安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个 磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围， 故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本 发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自适应SOQPSK调制解调方法，其特征在于：对全响应的SOQPSK-MIL调制信号和/或部分响应的SOQPSK-TG调制信号，进行序列转换，得到序列数据，对序列数据进行频偏估计和同步，得到第一数据，对第一数据进行维特比解调，得到第二数据，对第二数据进行均衡运算，得到软比特数据，译码后得到解调信号。
2.根据权利要求1所述的一种自适应SOQPSK调制解调方法，其特征在于：将原始码流转换为三态序列，用连续相位调制波形表示SOQPSK调制信号s(t)：
Figure FDA0003883516470000011
fc表示信号频率，
Figure FDA0003883516470000012
表示初始相位；α表示三态码元序列，α＝[-1，0，1]；相位函数
Figure FDA0003883516470000013
的表达式为：
Figure FDA0003883516470000014
式中，h表示调制指数；T表示比特周期；q(t)表示相位响应函数，它的连续性决定了调制信号相位
Figure FDA0003883516470000015
的连续性，用脉冲成形函数的积分表示，即q(t)满足：
Figure FDA0003883516470000016
脉冲成形函数g(τ)是一个持续有限码元周期的函数，不同调制方式下，g(τ)的表达式不同。
3.根据权利要求2所述的一种自适应SOQPSK调制解调方法，其特征在于：采用设定约束长度的升余弦频率脉冲函数，作为SOQPSK-TG调制信号的脉冲成型函数gT(t)，表达式如下：
gT(t)＝n(t)w(t) (6)；
其中，
Figure FDA0003883516470000021
Figure FDA0003883516470000022
Figure FDA0003883516470000023
Figure FDA0003883516470000024
n(t)函数是一个幅度缩放因子为A的修正的升余弦滚降滤波器函数，ρ表示滚降系数，B表示附加的时间缩放因子；
w(t)为时域窗函数，用于限制gT(t)的持续时间；
T1、T2、ρ、B分别为升脉冲函数参数，用于确定SOQPSK的频率脉冲，Ts为符号周期；
幅度缩放因子A的选择应满足：
Figure FDA0003883516470000031
4.根据权利要求4所述的一种自适应SOQPSK调制解调方法，其特征在于：ρ＝0.3～0.7，B＝1.15～1.65，T1＝2.0～3.2，T2＝0.8～1.6。
5.根据权利要求2所述的一种自适应SOQPSK调制解调方法，其特征在于：SOQPSK-MIL调制信号的脉冲成形函数gM(t)为：
Figure FDA0003883516470000032
在该成形函数下，在一个符号周期Ts内，相位函数
Figure FDA0003883516470000033
或保持不变(αi＝0)，或线性增加π/2(αi＝1)，或线性减少π/2(αi＝-1)。
6.根据权利要求1所述的一种自适应SOQPSK调制解调方法，其特征在于：维特比解调过程包括：计算接收符号与每个子集中距离最近点的欧氏距离；根据维特比算法进行最大似然序列估计，寻找与接收序列最接近的码序列；根据解调后的码序列和比特分配表恢复原始信息比特流。
7.根据权利要求1所述的一种自适应SOQPSK调制解调方法，其特征在于：采用恒模算法对解调后的第二数据进行均衡，
令接收信号矢量Yn＝[y(n),y(n-1),…,y(n-N+1)]T，符号T表示转置，N表示均衡器横向滤波器抽头数；
均衡器抽头系数矢量W＝[w(0),w(1),…,w(n-1)]，则有：
Figure FDA0003883516470000041
z(n)＝WTYn (15)；
式中，L表示信道冲击响应的阶数。
对于恒模算法(CMA，Constant Modulus Algorithm)，其代价函数表达式如下：
J(w)＝E{[|z(n)|2-R2]2} (16)；
式中，代价函数是仅与信源统计特性相关的恒定正常数，容易得到恒模算法的误差项en为：
en＝z(n)[[|z(n)|2-R2]] (17)。
8.一种用于自适应SOQPSK调制解调的接收机，其特征在于：包括频偏估计和同步模块、维特比解调模块、均衡模块；维特比解调模块包括：分支路径度量产生单元、加比选单元、最大似然路径判决单元、回溯单元、累积路径存储单元和幸存路径存储单元；分支路径度量产生单元用于产生所有转移路径上面的分支度量；加比选单元对于进入每个状态的各条路径，累加转移路径上面的分支度量和转移前状态的路径度量，从中找出最小路径度量值，更新为当前状态的路径度量；最大似然路径判决单元用于进行解调判决，对连续不断的解调器输入，当解调进行到解调深度L时刻时，从各条幸存路径中选择具有最小路径度量的路径作为最大似然路径；回溯单元用于根据上面的最大似然路径的末端节点进行回溯，一直找到解调深度前一步L-1之前的状态，得到解调输出；累积路径存储单元和幸存路径存储单元用于存储路径度量和幸存路径的单元。
9.根据权利要求8所述的用于自适应SOQPSK调制解调的接收机，其特征在于：过程如下：对接收到的SOQPSK调制信号，进行同步和频偏修正；对修正后的SOQPSK调制信号，进行维特比解调，将过采样变成BIT级采样；采用恒模算法，对解调后的数据进行信道均衡，消除信号传输过程中产生的多径干扰；对均衡后的数据进行低密度奇偶校验译码，得到解调信号。
10.一种自适应SOQPSK调制解调终端，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任一所述方法。
CN202211235832.2A 2022-10-10 2022-10-10 一种自适应soqpsk调制解调方法、终端和接收机 Pending CN115473777A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211235832.2A CN115473777A (zh) 2022-10-10 2022-10-10 一种自适应soqpsk调制解调方法、终端和接收机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211235832.2A CN115473777A (zh) 2022-10-10 2022-10-10 一种自适应soqpsk调制解调方法、终端和接收机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115473777A true CN115473777A (zh) 2022-12-13

Family

ID=84337783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211235832.2A Pending CN115473777A (zh) 2022-10-10 2022-10-10 一种自适应soqpsk调制解调方法、终端和接收机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115473777A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7012976B1 (en) * 1999-09-13 2006-03-14 France Telecom Method for decoding and of joint equalization of a digital signal protected by a code defined by a trellis
US20070116141A1 (en) * 2005-11-10 2007-05-24 Oki Techno Centre (Singapore) Pte Ltd. System and method for performing LS equalization on a signal in an OFDM system
CN201919022U (zh) * 2010-12-02 2011-08-03 中国电子科技集团公司第五十四研究所 用于soqpsk恒包络调制方式的解调装置
CN113904898A (zh) * 2021-10-09 2022-01-07 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 一种基于等效时间采样的均衡与载波同步方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7012976B1 (en) * 1999-09-13 2006-03-14 France Telecom Method for decoding and of joint equalization of a digital signal protected by a code defined by a trellis
US20070116141A1 (en) * 2005-11-10 2007-05-24 Oki Techno Centre (Singapore) Pte Ltd. System and method for performing LS equalization on a signal in an OFDM system
CN201919022U (zh) * 2010-12-02 2011-08-03 中国电子科技集团公司第五十四研究所 用于soqpsk恒包络调制方式的解调装置
CN113904898A (zh) * 2021-10-09 2022-01-07 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 一种基于等效时间采样的均衡与载波同步方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ARLENE COLE-RHODES; MICHAEL RICE: "A Block Processing Approach to CMA Equalization of SOQPSK for Aeronautical Telemetry", 2014 IEEE MILITARY COMMUNICATIONS CONFERENCE, 20 November 2014 (2014-11-20), pages 1 - 5 *
郝少飞: "遥测系统中SOQPSK-TG的传输技术研究", 中国优秀硕士学位论文全文数据库（信息科技辑）, 15 February 2020 (2020-02-15), pages 1 - 96 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6937648B2 (en) Equalizer for communication over noisy channels
JP3459879B2 (ja) デジタル通信レシーバー用改良型検知
CN113242189B (zh) 一种结合信道估计的自适应均衡软信息迭代接收方法
CN101106386A (zh) 时域自适应均衡器
EP1525698A1 (en) Training prefix modulation method and receiver
US6269116B1 (en) Method and arrangement for demodulating data symbols
JP4717557B2 (ja) 通信システムおよび送受信装置
CN112866151B (zh) 基于信道盲估计的水声MPSK信号盲Turbo均衡方法
WO1995015034A1 (fr) Dispositif d'estimation d'une valeur d'evaluation molle et dispositif d'estimation d'un systeme de vraisemblance maximale
KR102455847B1 (ko) Ftn 기반 신호 수신 장치 및 방법
EP1794960A1 (en) Metrics calculations utilising pre-stored values
US20030115061A1 (en) MPSK equalizer
EP0508407B1 (en) Maximum likelihood sequence estimation for rapidly varying mobile radio communication channels
JP7200363B2 (ja) 狭帯域フィルタ済み信号のためのノイズホワイトニング後補償の効率的実施
CN101119177A (zh) 一种相干通信机用的比特-符号信号处理方法
CN100364257C (zh) 和nr码结合的时域自适应均衡器
CN113796016A (zh) 符号判定装置和符号判定方法
US11804991B2 (en) Sequence detection device using path-selective sequence detection and associated sequence detection method
JP3424723B2 (ja) 適応等化器
CN115473777A (zh) 一种自适应soqpsk调制解调方法、终端和接收机
Cuc et al. Performances Analysis of Turbo Codes, LDPC Codes and Polar Codes using AWGN channel with and without Inter Symbol Interference
JPH05152894A (ja) 適応等化器
US6693568B2 (en) Apparatus, and an associated method, for detecting digital data using MLSE detection with a dynamically-sized trellis
EP4140046A1 (en) Equalisation method and apparatus
JP3368574B2 (ja) 最尤系列推定回路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination