一种基于预判决的MSK信号解调方法及系统

摘要

本发明提供一种基于预判决的MSK信号解调方法及系统，所述方法包括：获取待解调MSK信号的预判决结果；根据所述预判决结果，筛选出多个本地模板信号；基于筛选出的多个本地模板信号，获取所述待解调MSK信号的最终判决结果。本发明提供的基于预判决的MSK信号解调方法及系统，通过对MSK信号进行预判决，并根据预判决结果选择合适的本地模板信号，再基于多符号差分检测算法对MSK信号解调，提高了误码率性能，减小了多符号差分检测其的资源占用，降低了系统的复杂度。

说明书

技术领域

本发明涉及数字信号处理技术领域，尤其涉及一种基于预判决的MSK信号解调方法及系统。

背景技术

最小频移键控(MSK)信号的解调算法是采用MSK调制的无线通信系统中的核心组成部分，MSK的解调算法的检测能力直接决定了系统的性能。

现有技术中，对于MSK信号的解调，在考虑实现复杂度的情况下，通常采用对载波同步要求不高的非相干解调方式。现有的非相干解调算法一般可以划分为逐符号解调算法和多符号解调算法。逐符号解调算法实现简单，常用的逐符号解调算法包括非相干包络检波、1bit差分解调等。多符号解调算法有较好的误码率性能，常用的多符号解调算法包括多符号差分检测(Multiple-symbol differential detection，MSDD)算法等。

但是，现有技术中的逐符号解调算法误码率性能比较差；多符号解调算法由于每次判决都需要进行2^N个模板的搜索，对于系统的实现复杂度要求很高，这是实际应用中无法接受的。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于预判决的MSK信号解调方法及系统，解决了现有技术中MSK解调的误码率高，系统复杂的技术问题。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种基于预判决的MSK信号解调方法，包括：

获取待解调MSK信号的预判决结果；

根据所述预判决结果，筛选出多个本地模板信号；

基于筛选出的多个本地模板信号，获取所述待解调MSK信号的最终判决结果。

进一步地，所述基于筛选出的多个本地模板信号，获取所述待解调MSK信号的最终判决结果，具体为：

将每一本地模板信号分别与延迟预设时间后的所述待解调MSK信号相乘，获取多个相乘结果；

对每一相乘结果进行积分，获取多个积分结果；

对每一积分结果进行包络检波，获取多个包络检波值；

根据最大的包络检波值所对应的本地模板信号，确定所述待解调MSK信号的最终判决结果。

进一步地，所述获取待解调MSK信号的预判决结果，具体为：

基于逐符号解调算法获取所述待解调MSK信号的预判决结果。

进一步地，所述获取待解调MSK信号的预判决结果，具体为：

基于一比特差分解调算法获取所述待解调MSK信号的预判决结果。

进一步地，所述获取待解调MSK信号的预判决结果之前，还包括：

将待解调MSK信号分成两路，对其中一路进行预判决，对另外一路进行延迟。

另一方面，本发明提供一种基于预判决的MSK信号解调系统，包括：

预判决器模块，用于获取待解调MSK信号的预判决结果；

模板筛选器模块，用于根据所述预判决结果，筛选出多个本地模板信号；

多符号差分检测器模块，用于基于筛选出的多个本地模板信号，获取所述待解调MSK信号的最终判决结果。

进一步地，所述多符号差分检测模块包括：

延迟器子模块，用于按照预设时间对所述待解调MSK信号进行延迟

乘法器子模块，用于将每一本地模板信号分别与延迟后的所述待解调MSK信号相乘，获取多个相乘结果；

积分器子模块，用于对每一相乘结果进行积分，获取多个积分结果；

包络检波器子模块，用于对每一积分结果进行包络检波，获取多个包络检波值；

判决器子模块，用于根据最大的包络检波值所对应的本地模板信号，确定所述待解调MSK信号的最终判决结果。

再一方面，本发明提供一种用于MSK信号解调的电子设备，包括：

存储器和处理器，所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述的方法。

又一方面，本发明提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述的方法。

又一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。

本发明提供的基于预判决的MSK信号解调方法及系统，通过对MSK信号进行预判决，并根据预判决结果选择合适的本地模板信号，再基于多符号差分检测算法对MSK信号解调，提高了误码率性能，减小了多符号差分检测其的资源占用，降低了系统的复杂度。

附图说明

图1为依照本发明实施例的基于预判决的MSK信号解调方法示意图；

图2为依照本发明实施例的基于预判决的MSK信号解调系统示意图；

图3为本发明实施例提供的用于MSK信号解调的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为依照本发明实施例的基于预判决的MSK信号解调方法示意图，如图1所示，本发明实施例提供一种基于预判决的MSK信号解调方法，包括：

步骤S10、获取待解调MSK信号的预判决结果；

步骤S20、根据所述预判决结果，筛选出多个本地模板信号；

步骤S30、基于筛选出的多个本地模板信号，获取所述待解调MSK信号的最终判决结果。

具体的，首先将待解调MSK信号分成两路，对第一路待解调MSK信号进行预判决，得到一组发送信息的预判决结果。例如，在一个观察窗口为7bit的系统中，记得到的一组预判决的结果是b_pre，b_pre＝[b₁>2>3>4>5>6>7]，其中，b₄是后续计算的待判决符号，假设这组预判决的其他结果中只存在少于或等于1个符号的误判决。

然后，根据预判决结果，筛选出多个本地模板信号。选出一组与预判决结果相近的本地模板信号作为筛选模块的输出结果。针对上例子中得到的一组预判决的结果b_pre，经过筛选得到14个本地模板信号，分别如下：

s₀(1)＝[b₁>2>3 0>5>6>7]

s₁(1)＝[b₁>2>3 1>5>6>7]

最后，基于筛选出的多个本地模板信号，利用多符号差分检测算法，获取所述待解调MSK信号的最终判决结果。

以MSDD算法为例，在一个观察窗口为7bit的系统中，采用MSDD算法需要选择2⁷个本地模板信号。相比于现有技术，本发明实施例提供的解调方法能够有效的减少本地模板信号的使用，进而降低系统的复杂度。根据预判决结果，仅筛选出14中本地模板信号即可完成MSK信号的解调。

本发明提供的基于预判决的MSK信号解调方法，通过对MSK信号进行预判决，并根据预判决结果选择合适的本地模板信号，再基于多符号差分检测算法对MSK信号解调，提高了误码率性能，减小了多符号差分检测其的资源占用，降低了系统的复杂度。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述基于筛选出的多个本地模板信号，获取所述待解调MSK信号的最终判决结果，具体为：

将每一本地模板信号分别与延迟预设时间后的所述待解调MSK信号相乘，获取多个相乘结果；

对每一相乘结果进行积分，获取多个积分结果；

对每一积分结果进行包络检波，获取多个包络检波值；

根据最大的包络检波值所对应的本地模板信号，确定所述待解调MSK信号的最终判决结果。

具体的，基于筛选出的多个本地模板信号，利用多符号差分检测算法，获取所述待解调MSK信号的最终判决结果的详细过程如下：

为了为筛选本地模板信号留出足够的计算时间，需要对第二路待解调MSK信号进行延迟处理。延迟的预设时间，根据系统的实际情况确定。

在得到经过筛选后的本地模板信号后，将经过时间延迟的第二路待解调的MSK信号分别与各个本地模板信号进行乘法计算，获取多个相乘结果。这里需要有与筛选出的本地模板信号的个数相同的乘法器，乘法计算后的步骤也需要多路并行计算。

然后，对每个相乘结果进行积分，获取多个积分结果。积分时间为符号周期的整数倍，这里的积分起止时间需要根据位同步信息确定。在算法实现的过程中，积分运算将转化为求和，即对相乘结果进行累加。以上述实施例中的例子为例，在一个观察窗口为7bit的系统中，累加的时间为7个符号周期。

然后，再对每个积分结果进行包络检波，即，每个对积分结果取模平方，把积分输出的信号的实部和虚部平方后相加，获取多个包络检波值。以上述实施例中的例子为例，在一个观察窗口为7bit的系统中，获取14个本地模板信号，在该步骤中，一共得到14个包络检波值。

最后，根据最大的包络检波值所对应的本地模板信号，确定待解调MSK信号的最终判决结果。将从多路中得到的所有包络检波值进行比较判决，判决器在确定比较后最大值所在的一路后，会根据这一路对应的本地模板信号来确定当前符号的判决结果。以上述实施例中的例子为例，在一个观察窗口为7bit的系统中，从得到的14个包络检波值选择一个最大值，最大包络检波值对应的本地模板信号的中间符号值即为最终的判决结果。

本发明提供的基于预判决的MSK信号解调方法，通过对MSK信号进行预判决，并根据预判决结果选择合适的本地模板信号，再基于多符号差分检测算法对MSK信号解调，提高了误码率性能，减小了多符号差分检测其的资源占用，降低了系统的复杂度。

在以上各实施例的基础上，进一步地，所述获取待解调MSK信号的预判决结果，具体为：

基于逐符号解调算法获取所述待解调MSK信号的预判决结果。

具体的，对第一路待解调MSK信号进行预判决时，由于预判决的性能不会明显影响到本发明实施例的解调方法的误码率性能，所以可以采用实现复杂度较低的逐符号解调方法得到预判决的结果，从而降低整个系统的复杂度。

本发明提供的基于预判决的MSK信号解调方法，通过对MSK信号进行预判决，并根据预判决结果选择合适的本地模板信号，再基于多符号差分检测算法对MSK信号解调，提高了误码率性能，减小了多符号差分检测其的资源占用，降低了系统的复杂度。

在以上各实施例的基础上，进一步地，所述获取待解调MSK信号的预判决结果，具体为：

基于一比特差分解调算法获取所述待解调MSK信号的预判决结果。

具体的，对第一路待解调MSK信号进行预判决时，由于预判决的性能不会明显影响到本发明实施例的解调方法的误码率性能，所以可以采用实现复杂度较低的1bit差分解调方法得到预判决的结果，从而降低整个系统的复杂度。

本发明提供的基于预判决的MSK信号解调方法，通过对MSK信号进行预判决，并根据预判决结果选择合适的本地模板信号，再基于多符号差分检测算法对MSK信号解调，提高了误码率性能，减小了多符号差分检测其的资源占用，降低了系统的复杂度。

图2为依照本发明实施例的基于预判决的MSK信号解调系统示意图，如图2所示，本发明实施例提供一种基于预判决的MSK信号解调系统，包括预判决器模块10、模板筛选器模块20和多符号差分检测器模块30，其中，预判决器模块10用于获取待解调MSK信号的预判决结果。

模板筛选器模块20用于根据所述预判决结果，筛选出多个本地模板信号。

多符号差分检测器模块30用于基于筛选出的多个本地模板信号，获取所述待解调MSK信号的最终判决结果。

具体的，本发明实施例提供一种基于预判决的MSK信号解调系统，用于完成上述实施例中所述的方法，通过本实施例提供的解调系统完成上述实施例中所述的方法的具体步骤与上述实施例相同，此处不再赘述。

本发明提供的基于预判决的MSK信号解调系统，通过对MSK信号进行预判决，并根据预判决结果选择合适的本地模板信号，再基于多符号差分检测算法对MSK信号解调，提高了误码率性能，减小了多符号差分检测其的资源占用，降低了系统的复杂度。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述多符号差分检测模块包括：

延迟器子模块，用于按照预设时间对所述待解调MSK信号进行延迟

乘法器子模块，用于将每一本地模板信号分别与延迟后的所述待解调MSK信号相乘，获取多个相乘结果；

积分器子模块，用于对每一相乘结果进行积分，获取多个积分结果；

包络检波器子模块，用于对每一积分结果进行包络检波，获取多个包络检波值；

判决器子模块，用于根据最大的包络检波值所对应的本地模板信号，确定所述待解调MSK信号的最终判决结果。

具体的，本发明实施例提供一种基于预判决的MSK信号解调系统，用于完成上述实施例中所述的方法，通过本实施例提供的解调系统完成上述实施例中所述的方法的具体步骤与上述实施例相同，此处不再赘述。

本发明提供的基于预判决的MSK信号解调系统，通过对MSK信号进行预判决，并根据预判决结果选择合适的本地模板信号，再基于多符号差分检测算法对MSK信号解调，提高了误码率性能，减小了多符号差分检测其的资源占用，降低了系统的复杂度。

图3为本发明实施例提供的用于MSK信号解调的电子设备的结构示意图，如图3所示，所述设备包括：处理器801、存储器802和总线803；

其中，处理器801和存储器802通过所述总线803完成相互间的通信；

处理器801用于调用存储器802中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：

获取待解调MSK信号的预判决结果；

根据所述预判决结果，筛选出多个本地模板信号；

基于筛选出的多个本地模板信号，获取所述待解调MSK信号的最终判决结果。

本发明实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：

获取待解调MSK信号的预判决结果；

根据所述预判决结果，筛选出多个本地模板信号；

基于筛选出的多个本地模板信号，获取所述待解调MSK信号的最终判决结果。

本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：

获取待解调MSK信号的预判决结果；

根据所述预判决结果，筛选出多个本地模板信号；

基于筛选出的多个本地模板信号，获取所述待解调MSK信号的最终判决结果。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的装置及设备等实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。