專利名稱：降低連續相位調制接收機復雜度的方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，尤其涉及連續相位調制(CPM)通信系統中減小接收機 復雜度的方法。
背景技術：
寬帶受限的無線信道是傳輸高速數據流的瓶頸。在現有的民用、軍用通信系統的 眾多應用領域中，往往要求在惡劣的通信環境，比如移動、多徑、動態變化等條件下能夠保 持穩定的高速率數據通信。為了實現高速率數據傳輸，提高頻譜利用率，必須采用帶寬效率 更高的編碼、調制技術。通信系統的設計應能達到以下目標，譬如，較高的頻譜利用率；較低 的帶外功率以減小臨道干擾；抗干擾性能好；調制信號包絡恒定、允許采用非線性功率放 大器；在移動環境中性能優異，在嚴重的多徑和動態環境下可以工作。對于功率和帶寬均受限的無線信道，如衛星通信、移動通信、遙測和深空探測等信 道，恒包絡的連續相位調制提供了可以使用成本節約、并且功率效率高的非線性放大器的 可能性，并且其連續的相位使得頻譜可以得到很好的控制，具有較小的旁瓣。除了在民用 GSM系統和藍牙系統中使用GMSK、GFSK信號以外，CPM在軍事通信中更受到青睞。作為一種高效的調制技術，連續相位調制CPM對于我們而言并不陌生。簡單的CPM 調制，如MSK、GMSK調制已成功地應用于第二代移動通信當中。CPM已調信號中信息數據包 含在瞬時的載波相位或頻率上，相位的記憶作用保證載波相位在時間上是連續的，避免了 相位的跳變，有的相位響應函數不僅自身連續甚至它的一階導數也是連續的，使得CPM信 號帶外輻射功率小、頻譜密度非常集中，故具有比PSK信號更好的頻譜特性。另外CPM傳輸 信號的包絡恒定，便于采用非線性放大器，這一點也是在移動通信中引起注意的關鍵點。在 調制過程中，由于相位累加器產生的相位狀態記憶及采用平滑頻率脈沖的相關編碼，使得 CPM信號具有網格結構，可以將CPM當作一種網格編碼調制。這種相位記憶特性使得CPM 調制具有錯誤糾正的能力，并且可以獲得希望的頻譜特性，若將編碼和CPM結合將獲得更 大的編碼增益。因此，CPM信號同時具有功率效率高和頻譜利用率高的優點，編碼CPM系統 可以獲得編碼增益和頻譜效率的良好折衷，特別適合于功率和帶寬均受限的無線信道。但 是與線性調制相比，CPM信號有多種選擇參數，尤其是高頻譜利用率CPM信號的處理非常復
οCPM的發送信號表示為s(t,a) = ^l2EITcos[2nfct + φ{ ,α) + 戎] (1)其中t表示時間函數的自變量，α為輸入符號，對于M進制CPM信號α的取值為 {士1，士 3，士(M-l)}，E表示符號能量，T表示符號間隔，f。表示載波頻率，Φα, α)為攜帶 信息的相位，Φο為初始相位。當引入Rimoldi的物理傾斜相位模型后，CPM網絡可以轉化成時不變相位網絡， 對應的原理如
圖1所示。考慮M進制CPM信號，假定調制指數h = K/P(K、P為互質的正整數)，在符號間隔，CPM信號的物理傾斜相位可以表示為
權利要求
1.一種降低連續相位調制接收機復雜度的方法，數據序列U= [Ui], i = 0,1,n，...，Ui e {0,1, ...，M-1}，其中M代表M進制連續相位調制信號，第η個碼元時刻的相位狀態為
2.根據權利要求1所述的降低連續相位調制接收機復雜度的方法，其特征在于，在對 忽略相位狀態的連續相位調制信號進行正交處理的步驟中，通過改變門限ε的大小改變 匹配濾波器的數量。
3.根據權利要求1所述的降低連續相位調制接收機復雜度的方法，其特征在于， 在得到的修正后的狀態為
4.根據權利要求2所述的降低連續相位調制接收機復雜度的方法，其特征在于，對忽 略相位狀態的連續相位調制信號進行正交處理的步驟進一步包括計算忽略相位狀態后的連續相位調制信號的協方差矩陣； 計算協方差矩陣的對角矩陣；用協方差矩陣相應的歸一化特征向量矩陣#=W，···，^^]對進行線性變換得到爐"ξ， 其中H表示矩陣的共軛轉置，變換后輸出的是不相關的高斯統計獨立變量，其中Φ々 =1,2,... ,Ml)表示忽略相位狀態后的連續相位調制信號對應的協方差矩陣的歸一化特征 向量Λ為接收信號通過忽略相位狀態后的連續相位調制信號的匹配濾波器的輸出；通過忽略比ε λ _小的特征值所對應的歸一化特征向量來表示ξ，λ max為最大的特征 值，ε是門限；用Ν°表示特征值大于ε λ_的個數，用⑷，…，表示相應的特征向量，將Ν°個 匹配濾波器的輸出處理為ξ'=IT^Fn，用于后續的序列檢測。W°H表示W°的共軛轉置。
5.根據權利要求1所述的降低連續相位調制接收機復雜度的方法，其特征在于，在減 少維特比譯碼的狀態數的階段中，構造狀態數目少于最大似然網格圖的簡化網格圖，并在 維特比檢測中采用該簡化網格圖。
全文摘要
本發明公開了降低連續相位調制接收機復雜度的方法，能有效降低CPM接收機的復雜度。其技術方案為本發明通過分析影響CPM系統接收機復雜度的因素，從降低接收機匹配濾波器的個數和最大似然序列檢測狀態數兩個方面入手，通過對發送信號進行正交處理從而減少接收機前端的匹配濾波器個數；在序列檢測階段通過狀態融合減少維特比譯碼的狀態數，然后結合判決反饋進行檢測，從而有效降低CPM接收機的復雜度。
文檔編號H04L27/22GK102111362SQ200910200819
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月25日 優先權日2009年12月25日
發明者童啟森 申請人:中國電子科技集團公司第五十研究所