一种数字解调方法、装置、设备及存储介质

    专利2026-05-14  8


    本发明涉及数字通信领域,特别涉及一种数字解调方法、装置、设备及存储介质。


    背景技术:

    1、现代通信对调制解调技术的要求越来越高,尤其是当下频谱资源日渐紧张,信号占用带宽小且性能良好的调制与解调技术的重要性不言而喻。高斯最小频移键控(gaussian minimum-shift keying,gmsk)调制方式具有恒包络和良好的频谱利用率等优点,在现代通信中具有广泛的应用,适用于存在邻道干扰、非线性功率放大器的通信系统。

    2、gmsk信号的解调技术可分为相干解调和非相干解调。相干解调方式需要进行载波恢复,要求补偿载波的频率偏差和定时误差,且要求载波相位的同步,整体系统实现复杂,抗干扰能力较弱;而非相干解调方式结构相对简单,且对载波的频率偏差和相位偏差具有较好的鲁棒性,因此得到了更广泛的应用。例如,弹-弹、星-弹通信链路,运动速度可能高达10马赫,且加速度可能达到20g等,这种高速机动通信环境决定了信号传输过程中存在显著的多普勒效应,同时这些应用场景对通信的可靠性也提出了严格的要求。因此,相干解调显然难以适应这种高动态背景下的应用需求,亟需研究对多普勒频偏具有鲁棒性且具有高可靠性的非相干解调算法。

    3、目前的解调算法虽然大多都可以提高解调性能,但是很难适应高动态通信环境中的大多普勒频偏,例如结合机器学习对gmsk进行解调,改善了性能,但需要大量数据的辅助且对高动态通信环境适应性较差;基于相位状态网格图的viterbi算法,以及限幅鉴频辅助的viterbi算法,提高了解调性能,但对频偏的适应能力较弱;并且目前gmsk信号基于差分相位检测的viterbi解调方法,性能虽然得到提升,但抗频偏的能力仍有提升空间。因此,如何在保证良好解调性能的同时,保持对频偏的强鲁棒性以适应高动态环境是本领域亟待解决的问题。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本发明的目的在于提供一种数字解调方法、装置、设备及存储介质,构建了gmsk的复合网格相位补偿模型,提出了一种基于差分相位的gmsk信号复合viterbi解调算法,可以克服大多普勒频偏对解调性能的影响,在大频偏下仍能保持优异的性能。其具体方案如下:

    2、第一方面,本技术提供了一种数字解调方法,包括:

    3、获取发送信号通过高斯滤波器进行滤波后的滤波后信号,并将所述滤波后信号通过差分相位检测网络进行相位差分;

    4、提取所述滤波后信号进行差分后得到的差分相位,并根据所述差分相位确定待解调信号;

    5、根据当前通信环境确定所述滤波后信号对应的目标差分相位,并根据所述目标差分相位构造复合网格;

    6、基于所述复合网格确定子网格,并根据所述子网格确定所述待解调信号的分支路径度量与总路径度量;

    7、基于所述总路径度量进行维特比解调,并根据所述总路径度量进行所述维特比解调的回溯得到解调结果。

    8、可选的,所述根据所述差分相位确定待解调信号,包括:

    9、确定所述发送信号对应的所述高斯滤波器的归一化带宽,并根据所述归一化带宽确定所述维特比解调的目标符号数量;所述目标符号数量为进行所述维特比解调时引起码间串扰的符号数量;

    10、基于所述目标符号数量确定所述滤波后信号的延时器,并基于所述延时器得到所述待解调信号。

    11、可选的,所述根据当前通信环境确定所述滤波后信号对应的目标差分相位,包括:

    12、确定所述维特比解调的基本网格的差分相位,并根据所述当前通信环境确定所述滤波后信号对应的相位旋转单位度数和第一相位旋转次数;

    13、根据所述基本网格的差分相位、所述相位旋转单位度数、所述第一相位旋转次数和所述归一化带宽计算出所述目标差分相位。

    14、可选的,所述基于所述复合网格确定子网格,包括:

    15、将所述复合网格的第二相位旋转次数赋初始值为1,并将所述第二相位旋转次数除以二后向下取整得到目标参数;

    16、根据所述目标参数、所述基本网格的差分相位和所述相位旋转单位度数确定所述子网格。

    17、可选的,所述基于所述总路径度量进行维特比解调之后,还包括:

    18、存储本次进行所述维特比解调中所述总路径度量中的初始最小值;

    19、将所述第二相位旋转次数加一,并判断新的第二相位旋转次数是否大于所述第一相位旋转次数;

    20、若否,则跳转至所述基于所述复合网格确定子网格,并根据所述子网格确定所述待解调信号的分支路径度量与总路径度量的步骤。

    21、可选的,所述根据所述总路径度量进行所述维特比解调的回溯得到解调结果,包括:

    22、若将所述第二相位旋转次数加一后,得到的新的第二相位旋转次数大于所述第一相位旋转次数,则从所有所述总路径度量中的所述初始最小值中确定目标最小值,并根据所述目标最小值进行所述维特比解调的回溯得到所述解调结果。

    23、可选的,所述根据所述总路径度量进行所述维特比解调的回溯得到解调结果之后,还包括:

    24、确定预设后端的数据解调需求,并根据所述数据解调需求将所述解调结果转换为硬判决信息或软判决信息输出至所述预设后端。

    25、第二方面,本技术提供了一种数字解调装置,包括:

    26、相位差分模块,用于获取发送信号通过高斯滤波器进行滤波后的滤波后信号,并将所述滤波后信号通过差分相位检测网络进行相位差分;

    27、信号确定模块,用于提取所述滤波后信号进行差分后得到的差分相位,并根据所述差分相位确定待解调信号;

    28、网格构造模块,用于根据当前通信环境确定所述滤波后信号对应的目标差分相位,并根据所述目标差分相位构造复合网格;

    29、度量确定模块,用于基于所述复合网格确定子网格,并根据所述子网格确定所述待解调信号的分支路径度量与总路径度量;

    30、数字解调模块,用于基于所述总路径度量进行维特比解调,并根据所述总路径度量进行所述维特比解调的回溯得到解调结果。

    31、第三方面,本技术提供了一种电子设备,所述电子设备包括处理器和存储器;其中,所述存储器用于存储计算机程序,所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现前述的数字解调方法。

    32、第四方面,本技术提供了一种计算机可读存储介质,用于保存计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现前述的数字解调方法。

    33、本技术中,首先获取发送信号通过高斯滤波器进行滤波后的滤波后信号,并将滤波后信号通过差分相位检测网络进行相位差分,然后提取滤波后信号进行差分后得到的差分相位,并根据差分相位确定待解调信号,根据当前通信环境确定滤波后信号对应的目标差分相位,并根据所述目标差分相位构造复合网格后,可以基于复合网格确定子网格,并根据子网格确定待解调信号的分支路径度量与总路径度量,然后基于总路径度量进行维特比解调,并根据总路径度量进行维特比解调的回溯得到解调结果。这样一来,本技术构建了gmsk的复合网格相位补偿模型,提出了一种基于差分相位的gmsk信号复合viterbi解调算法,可以克服大多普勒频偏对解调性能的影响,在大频偏下仍能保持优异的性能。


    技术特征:

    1.一种数字解调方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的数字解调方法,其特征在于,所述根据所述差分相位确定待解调信号,包括:

    3.根据权利要求2所述的数字解调方法,其特征在于,所述根据当前通信环境确定所述滤波后信号对应的目标差分相位,包括:

    4.根据权利要求3所述的数字解调方法,其特征在于,所述基于所述复合网格确定子网格,包括:

    5.根据权利要求4所述的数字解调方法,其特征在于,所述基于所述总路径度量进行维特比解调之后,还包括:

    6.根据权利要求5所述的数字解调方法,其特征在于,所述根据所述总路径度量进行所述维特比解调的回溯得到解调结果,包括:

    7.根据权利要求1至6任一项所述的数字解调方法,其特征在于,所述根据所述总路径度量进行所述维特比解调的回溯得到解调结果之后,还包括:

    8.一种数字解调装置,其特征在于,包括:

    9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括处理器和存储器;其中,所述存储器用于存储计算机程序,所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至7任一项所述的数字解调方法。

    10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,用于保存计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的数字解调方法。


    技术总结
    本申请公开了一种数字解调方法、装置、设备及存储介质,涉及数字通信领域,包括:获取发送信号通过滤波器的滤波后信号,并将滤波后信号进行相位差分;提取得到的差分相位,并根据差分相位确定待解调信号;根据当前通信环境确定滤波后信号的目标差分相位,根据目标差分相位构造复合网格;基于复合网格确定子网格,根据子网格确定待解调信号的分支路径度量与总路径度量;基于总路径度量进行维特比解调,并根据总路径度量进行维特比解调的回溯得到解调结果。本申请构建了GMSK的复合网格相位补偿模型,提出了一种基于差分相位的GMSK信号复合Viterbi解调算法,可以克服大多普勒频偏对解调性能的影响,在大频偏下仍能保持优异的性能。

    技术研发人员:魏急波,辜方林,凌碧海,熊俊,张晓瀛,刘潇然,赵海涛
    受保护的技术使用者:中国人民解放军国防科技大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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