一种CPM信号的最优解调设备及解调方法

摘要

本发明提供一种CPM信号的最优解调设备及解调方法，所述最优解调设备至少包括：相位旋转模块、匹配滤波器模块和维特比最大似然序列检测器。本发明的CPM信号的最优解调设备及解调方法的算法原理与CPM的最优解调算法MLSD相同，且解调性能与MLSD算法完全相同，复杂度则有大幅度的降低；应用本算法可以任意选择调制系数而不用考虑解调的复杂度；且将调制系数的选择范围，从有理数扩展到无理数，可以使用任意的实数作为调制系数，扩大的CPM调制的应用范围。

主权项

1.一种CPM信号的最优解调设备，其特征在于：所述最优解调设备至少包括：相位旋转模块、匹配滤波器模块和维特比最大似然序列检测器，其中，在kT≤t≤(k+1)T周期内，CPM信号的相位函数为：$\phi (t,\alpha )=2\mathrm{\pi h}\underset{n=-\infty }{\overset{\infty }{\Sigma }}{a}_{n}q(t-\mathrm{nT})=\mathrm{\pi h}\underset{n=-\infty }{\overset{k-L}{\Sigma }}{a}_n+2\mathrm{\pi h}\underset{n=k-L+1}{\overset{k}{\Sigma }}{a}_{n}q(t-\mathrm{nT})$$={\theta }_k+2\mathrm{\pi h}\underset{n=k-L+1}{\overset{k}{\Sigma }}{a}_{n}q(t-\mathrm{nT})$其中L为调制长度，a_n为待调制的M进制数据，取值范围为：a_n∈{±1,±3,...,±(M-1)}，T为符号间隔，h为调制系数，θ_k为累积相位，q(t)为相位脉冲函数，q(t)定义为，其中g(t)为频率成型脉冲函数，满足，$q\left(t\right)=\left[\begin{array}{cc}0,& t\le 0\\ 0.5& t\ge \mathrm{LT}\end{array}\right.;$所述相位旋转模块用于去掉所述CPM信号中累积相位θ_k的影响；所述匹配滤波器模块与所述相位旋转模块相连，用于将去掉累积相位的I路和Q路信号进行滤波，并将匹配滤波器的输出抽取后相加，得到kT≤t≤(k+1)T周期内状态转移的分支度量；在kT≤t≤(k+1)T周期内状态转移的分支度量为：${\lambda }_k\left(\alpha \right)=\mathrm{Re}(\underset{\mathrm{kT}}{\overset{(k+1)T}{\int }}r\left(t\right)·e^{-j{\theta }_k}·e^{-j2\mathrm{\pi h}\underset{n=k-L+1}{\overset{k}{\Sigma }}{a}_{n}q(t-\mathrm{nT})})$$=\underset{\mathrm{kT}}{\overset{(k+1)T}{\int }}\mathrm{Re}[r\left(t\right)·e^{-j{\theta }_k}]·\cos \left[2\mathrm{\pi h}\underset{n=k-L+1}{\overset{k}{\Sigma }}{a}_{n}q(t-\mathrm{nT})\right]+$$\underset{\mathrm{kT}}{\overset{(k+1)T}{\int }}\mathrm{Im}[r\left(t\right)·e^{-j{\theta }_k}]·\sin \left[2\mathrm{\pi h}\underset{n=k-L+1}{\overset{k}{\Sigma }}{a}_{n}q(t-\mathrm{nT})\right]$其中，r(t)为接收到的CPM复基带信号；所述维特比最大似然序列检测器与所述匹配滤波器模块相连，所述维特比最大似然序列检测器在kT时刻的状态定义为：S_k=[a_k-1,a_k-2,...,a_k-L+1]，且每个状态用于记录到达本状态的幸存路径、路径度量数据和该路径的累积相位θ_k，所述维特比最大似然序列检测器在原有到达kT时刻的幸存路径基础上，根据计算得到的所述分支度量选择(k+1)T时刻具有最大路径度量的幸存路径，且记录到达该状态的幸存路径、路径度量数据和该路径的累积相位θ_k，待到达接收到的CPM信号序列尾部后，确定最大似然路径，通过回溯最大似然路径，确定解调数据。