專利名稱：：Dmr物理層四電平調(diào)制解調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于無線通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及通信中的調(diào)制與解調(diào)，可應(yīng)用于DMR集群數(shù)字無線系統(tǒng)的四電平調(diào)制解調(diào)。
背景技術(shù)：
：DMR(DigitalMobileRadio)是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ETSI)于2004年提出的新型數(shù)字集群通信系統(tǒng)，與TETRA系統(tǒng)和iDEN系統(tǒng)相比具有技術(shù)簡單，成本較低的優(yōu)點(diǎn)，并且支持從模擬到數(shù)字的過渡。2006年9月ETSI發(fā)布了DMR的空中接口、語音技術(shù)、數(shù)字業(yè)務(wù)及集群協(xié)議的相關(guān)協(xié)議ETSITS102361。DMR采用4FSK調(diào)制方式，是一種恒包絡(luò)連續(xù)相位FSK調(diào)制，與TETRA采用的7r/4-DQPSK調(diào)制方式、iDEN系統(tǒng)采用的多進(jìn)制正交振幅調(diào)制M-16QAM相比，調(diào)頻調(diào)制可以有效地抑制無線環(huán)境下的干擾和衰落，大大減少了傳輸?shù)膹?fù)雜性，電路簡單可靠，速度快，同時成本大大降低。為了提高4FSK調(diào)制方式在移動通信環(huán)境下的性能，可在發(fā)送端對信號頻譜進(jìn)行整形，以減少對相鄰信道的干擾，同時通過在接收端的解調(diào)器中設(shè)置與發(fā)送端根升余弦濾波器相匹配的匹配濾波器，以減少碼間千擾。通常采用連續(xù)相位FSK調(diào)制的數(shù)字無線系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。原始數(shù)據(jù)經(jīng)編碼之后通過一低通濾波器，也即成型濾波器，對信號進(jìn)行帶限處理，然后將基帶帶限信號作為調(diào)制信號控制振蕩器的頻率進(jìn)行調(diào)頻(FM)。接收端通過FM接收機(jī)解調(diào)出四電平信號，經(jīng)匹配濾波器進(jìn)行濾波之后進(jìn)行抽樣判決及解碼等步驟恢復(fù)原始信息。4FSK是一種常見的調(diào)制方式，目前市場上也提供實(shí)現(xiàn)4FSK的芯片，例如MX929B。盡管該芯片能將二進(jìn)制信號映射為四電平信號并進(jìn)行成型濾波輸出波形，但是該芯片產(chǎn)生的數(shù)據(jù)幀具有其特定的幀結(jié)構(gòu)，如果系統(tǒng)有特定的數(shù)據(jù)格式要求，則不能采用這種芯片。MX929B產(chǎn)生的數(shù)據(jù)幀也不符合DMR協(xié)議規(guī)定的幀格式。DMR的數(shù)據(jù)突發(fā)結(jié)構(gòu)如圖2所示，每一個突發(fā)包含兩個108比特的有效負(fù)荷域和一個48比特同步或信令域，且每一個突發(fā)總長度為30ms，其中27.5ms用于264比特內(nèi)容，余下的2.5ms是保護(hù)時間。對于4FSK解調(diào)，中國專利(申請?zhí)?200610020632.X,公開號CN1852279A)提出了一種4FSK軟解調(diào)方式，該方法是在獲取當(dāng)前時刻四個調(diào)制頻點(diǎn)的能量值的情況下，摒棄傳統(tǒng)的硬判決，把調(diào)制信息的高低比特分開考慮計算高低位的輸出值。這種方式無法適用于圖1所示的數(shù)字無線系統(tǒng)，因?yàn)樵撓到y(tǒng)對經(jīng)過鑒頻器輸出的四進(jìn)制基帶信號只能在基帶上進(jìn)行解調(diào)。為此很需要設(shè)計一種可滿足這種系統(tǒng)需要的調(diào)制解調(diào)方法?，F(xiàn)有的基帶多電平判決方法通常采用固定門限的硬判決方式，在接收電平不穩(wěn)定的情況，固定門限判決會產(chǎn)生較大的誤碼。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述己有技術(shù)的不足，提供一種DMR物理層四電平調(diào)制解調(diào)器及調(diào)制解調(diào)方法，以適用于各種數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)包括DMR幀結(jié)構(gòu)的數(shù)字通信系統(tǒng)，并減小由于接收電平不穩(wěn)引起的誤碼。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的調(diào)制器采用基帶成型濾波技術(shù)，為射頻模塊提供格式正確的適合的基帶調(diào)制信號。本發(fā)明的解調(diào)器采用匹配濾波技術(shù)，并利用內(nèi)插同步碼在實(shí)現(xiàn)幀同步的同時獲得位同步信息，同時采用分段式動態(tài)門限進(jìn)行多電平判決。本發(fā)明的調(diào)制器包括符號映射單元用于將原始二進(jìn)制數(shù)據(jù)按系統(tǒng)要求的格式進(jìn)行組幀，并將數(shù)據(jù)兩兩順序映射為四進(jìn)制符號；插值單元用于在四進(jìn)制符號之間插入零值，提高每個符號的采樣率；成型濾波單元用于對插值后的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，產(chǎn)生帶限的四進(jìn)制基帶信號；上述三個單元依次連接，成型濾波單元輸出的四進(jìn)制基帶信號將被送往FM調(diào)頻模塊。本發(fā)明的解調(diào)器包括去直流單元用于對進(jìn)入解調(diào)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行去直流處理；匹配濾波單元用于對去直流后的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配濾波，濾除帶外噪聲；相關(guān)運(yùn)算單元用于將匹配濾波后的數(shù)據(jù)與本地存儲的同步碼波形進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，尋找最佳抽判位置；判決單元用于利用相關(guān)運(yùn)算單元獲得的最佳抽判位置的樣點(diǎn)分段計算動態(tài)門限，進(jìn)行多電平判決，恢復(fù)四進(jìn)制符號；解映射單元用于將四進(jìn)制符號反映射成二進(jìn)制信號；上述五個單元順序連接，上一個單元的輸出為下一個單元的輸入。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的四電平調(diào)制解調(diào)方法，包括如下步驟1)將編碼產(chǎn)生的二進(jìn)制數(shù)據(jù)按照系統(tǒng)要求組幀，并對該數(shù)據(jù)幀進(jìn)行符號映射，獲得四進(jìn)制符號；2)在四進(jìn)制符號間進(jìn)行插值，形成新的數(shù)據(jù)幀，并對該數(shù)據(jù)幀用根升余弦濾波器進(jìn)行濾波，得到四進(jìn)制基帶信號波形；3)對四進(jìn)制基帶信號的采樣數(shù)據(jù)幀進(jìn)行去直流分量處理，并通過根升余弦濾波器進(jìn)行匹配濾波；4)將濾波后的數(shù)據(jù)與本地存儲的同步碼波形進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，尋找最佳抽判位置；5)利用最佳抽判位置的樣點(diǎn)分段計算動態(tài)門限，進(jìn)行多電平判決，得到四進(jìn)制符號；6)將判決得到的四進(jìn)制符號進(jìn)行反映射，恢復(fù)二進(jìn)制數(shù)據(jù)流，并對該二進(jìn)制數(shù)據(jù)流去同步碼，還原原始數(shù)據(jù)信息。上述步驟2)中的四進(jìn)制基帶信號，通過DA轉(zhuǎn)換器送往FM模塊進(jìn)行調(diào)頻發(fā)射；上述步驟3)中的四進(jìn)制基帶信號是通過AD轉(zhuǎn)換器對接收端的鑒頻器輸出進(jìn)行采樣而獲得。上述步驟4)所述的將濾波后的數(shù)據(jù)與本地存儲的同步碼波形進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，尋找最佳抽判位置，按如下步驟進(jìn)行(1)在本地存儲同步碼波形，其采樣率與接收數(shù)據(jù)相同，例如每個符號周期均采樣T個點(diǎn)；(2)對濾波后的數(shù)據(jù)選擇適當(dāng)?shù)南嚓P(guān)運(yùn)算窗口，該窗口的選擇要保證包含理論上相關(guān)峰出現(xiàn)的位置，在該窗口范圍內(nèi)與本地存儲的同步碼波形進(jìn)行滑動相關(guān)運(yùn)算，獲得一系列相關(guān)運(yùn)算值；(3)劃定一個合適的門限，比較每次進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算得到的累加值與該門限的大小，當(dāng)相關(guān)運(yùn)算的值大于該門限時，尋找最大值并返回最大值出現(xiàn)的位置；(4)當(dāng)相關(guān)運(yùn)算值再次小于門限值時，停止滑動相關(guān)運(yùn)算；(5)利用返回的最大值位置推算該幀數(shù)據(jù)的第一個最佳抽樣判決位置，然后以T為周期，每T個點(diǎn)抽樣一次，獲得該幀數(shù)據(jù)最佳抽判位置的樣點(diǎn)值。上述步驟5)所述的利用最佳抽判位置的樣點(diǎn)分段計算動態(tài)門限，進(jìn)行多電平判決，按如下步驟進(jìn)行(1)選取合適長度N，以N個點(diǎn)為一段，將步驟4)獲得的最佳抽判位置的樣點(diǎn)劃分成M段，不能整除的情況下，最后一段的樣點(diǎn)個數(shù)比前M-1段多；(2)分別對每一段的數(shù)據(jù)取最大值max(i)和最小值min(i)，i=l，2,-M;(3)利用max(i)和min(i)計算得到M個中值作為各段的中間門限mid—level(i)-[max(i)十min(i)]》1;(4)由max(i)和mid—level(i)計算得到上門限up_level(i)=[max(i)+mid—level(i)]》1;(5)由min(i)禾卩mid—level(i)計算得到下門限low—level(i)=[min(i)+mid—level(i)]》1;(6)將第i段的N個抽樣判決點(diǎn)的值與該段的門限upJevel(i)、mid一level(i)和low—level(i)進(jìn)行比較判決，判決規(guī)則為當(dāng)抽樣判決點(diǎn)的值大于該段的up—level時，判決為符號+3，在mid—level到up—level之間的判決為符號+1,在mid—level到low—level之間的判決為符號-1，小于low—level時判決為符號-3。圖1是現(xiàn)有連續(xù)相位FSK調(diào)制數(shù)字無線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有DMR系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的基帶四電平調(diào)制器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的基帶四電平解調(diào)器結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的系統(tǒng)信號處理流程圖；圖6是本發(fā)明調(diào)制輸出的信號波形及眼圖；圖7是尋找最佳抽判位置時的相關(guān)運(yùn)算示意圖；圖8通過無線信道傳輸后接收端采樣的基帶四進(jìn)制信號波形圖；圖9對圖7所示信號進(jìn)行匹配濾波后的波形與眼圖；圖IO段計算判決門限的動態(tài)判決方法示意圖；圖11根據(jù)分段調(diào)整思想對波形進(jìn)行調(diào)整后的波形與眼圖。具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖，以DMR系統(tǒng)中的四電平基帶調(diào)制解調(diào)為例對本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。以下所述的四電平基帶調(diào)制解調(diào)方法全部在DSP中完成。參照圖3，本發(fā)明的調(diào)制器由三個單元組成符號映射單元、插值單元和成型濾波單元。符號映射單元將原始二進(jìn)制數(shù)據(jù)按DMR系統(tǒng)要求的格式進(jìn)行組幀，并將數(shù)據(jù)兩兩順序映射為四進(jìn)制符號+3、+1、-1和-3，數(shù)據(jù)速率由9.6kb/s降低為4800符號/秒。插值單元在四進(jìn)制符號之間插入零值，具體做法是在每個符號之后插入七個零，相當(dāng)于每個符號周期采樣八個點(diǎn)，經(jīng)過插值之后數(shù)據(jù)率變?yōu)?8.6k/s。成型濾波單元對插值后的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行濾波，濾波器采用根升余弦濾波器，濾波輸出的四進(jìn)制基帶信號通過DA送往FM模塊進(jìn)行調(diào)頻發(fā)射。參照圖4，本發(fā)明的解調(diào)器由五個單元組成去直流單元，匹配濾波單元，相關(guān)運(yùn)算單元，判決單元和解映射單元。去直流單元用于對進(jìn)入解調(diào)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行去直流處理。匹配濾波單元對去直流后的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配濾波，濾除帶外噪聲。相關(guān)運(yùn)算單元將匹配濾波后的數(shù)據(jù)與本地存儲的同步碼波形進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，尋找最佳抽判位置。判決單元利用相關(guān)運(yùn)算單元獲得的最佳抽判位置的樣點(diǎn)分段計算動態(tài)門限，進(jìn)行多電平判決，恢復(fù)四進(jìn)制符號。解映射單元將四進(jìn)制符號反映射成二進(jìn)制信號，恢復(fù)原始二進(jìn)制流。參照圖5，在發(fā)送端，原始二進(jìn)制數(shù)據(jù)流在DSP中經(jīng)基帶四電平調(diào)制后生成帶限四電平信號，通過DA轉(zhuǎn)換器送往FM模塊進(jìn)行調(diào)頻發(fā)射；在接收端，通過鑒頻接收后輸出基帶四電平信號，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器采樣后將數(shù)據(jù)送往DSP進(jìn)行基帶四電平解調(diào)，恢復(fù)原始二進(jìn)制數(shù)據(jù)流。其中基帶四電平調(diào)制解調(diào)的具體步驟如下一.四電平調(diào)制步驟1)將二進(jìn)制數(shù)據(jù)按照系統(tǒng)要求組幀。將輸入的原始二進(jìn)制數(shù)據(jù)按DMR系統(tǒng)要求進(jìn)行組幀，DMR幀結(jié)構(gòu)如圖2所示，每一幀數(shù)據(jù)總共264bit，中間48bit填充同步碼，有效載荷區(qū)在兩邊，各占108bit。2)對組幀后的二進(jìn)制數(shù)據(jù)幀進(jìn)行符號映射。將一幀264bit的數(shù)據(jù)兩兩順序映射為四進(jìn)制符號，映射規(guī)則如表1所示。表l映射關(guān)系表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>經(jīng)過符號映射之后，原來為9.6kb/s的數(shù)據(jù)速率降低為4800符號/秒，每幀數(shù)據(jù)長度由264變?yōu)?32。3)在四進(jìn)制符號間進(jìn)行插值，形成新的數(shù)據(jù)幀。插值時在每個符號之后插入七個零，相當(dāng)于每個符號周期采樣八個點(diǎn)，使每幀數(shù)據(jù)長度由132變?yōu)?056，數(shù)據(jù)率提升到38.6k/s。4)對插值后的數(shù)據(jù)幀用根升余弦濾波器進(jìn)行濾波，得到四進(jìn)制基帶信號波形。濾波器采用根升余弦濾波器，濾波輸出的四進(jìn)制基帶信號通過DA送往FM模塊進(jìn)行調(diào)頻發(fā)射。根據(jù)DMR系統(tǒng)的要求，設(shè)定根升余弦濾波器的參數(shù)如下理想低通濾波器截止頻率Fc=4800/2=2400Hz;濾波器滾降系數(shù)《=0.2;濾波器階數(shù)N=16。圖6為用該濾波器對DMR數(shù)據(jù)幀進(jìn)行濾波輸出的四進(jìn)制調(diào)制信號以及其眼圖。其中圖6a為四進(jìn)制調(diào)制信號，圖6b為眼圖。該調(diào)制數(shù)據(jù)幀包含1056個數(shù)據(jù)，要在27.5ms時間內(nèi)發(fā)送往FM模塊，可利用定時器以0.026ms的間隔將數(shù)據(jù)送往連接基帶與射頻模塊的DA轉(zhuǎn)換器?；鶐碾娖秸{(diào)制器產(chǎn)生的信號進(jìn)入FM模塊，控制壓控振蕩器的頻率就可以產(chǎn)生FM波，4FSK的頻偏取決于FM模塊的調(diào)頻參數(shù)及精度。4FSK的最大頻偏D定義如下Z)=3//2r(1)其中h代表每個特殊調(diào)制的頻偏系數(shù)，根據(jù)DMR系統(tǒng)對頻偏的要求確定為0.27;T代表符號周期，為(1/4800)s。根據(jù)式(1)可計算出最大頻偏D為1.944kHz。表2列出了DMR系統(tǒng)中特定符號與頻偏的對應(yīng)關(guān)系表2符號頻偏對應(yīng)表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>可見相鄰符號間的頻偏間隔相等。二.四電平解調(diào)步驟1)對四進(jìn)制基帶信號的采樣數(shù)據(jù)幀進(jìn)行去直流分量處理。射頻部分的接收機(jī)對FM信號進(jìn)行鑒頻并輸出四進(jìn)制基帶信號，經(jīng)AD變換器以48KHz的速率對其進(jìn)行采樣變成數(shù)字信號，即每個符號周期采樣10個點(diǎn)，然后送給解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)。由于AD變換之前有電平抬高電路，所以采樣進(jìn)來的數(shù)據(jù)有一直流分量。要對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，需要去掉直流分量。且由于該直流分量的值不固定，將所有接收幀減去一個固定值的方法不可取。正確的方法是取不易出現(xiàn)壞值的中段數(shù)據(jù)，找出最大最小值，求平均得到一個中值，用所有數(shù)據(jù)減該中值即可完成對數(shù)據(jù)的調(diào)整。2)對去直流后的數(shù)據(jù)用根升余弦濾波器進(jìn)行匹配濾波。針對接收端采樣率為48K的情況，發(fā)送端的成形濾波器為16階時，接收端的匹配濾波器取24階以上進(jìn)行濾波的效果較好。匹配濾波器依然采用根升余弦濾波器，滾降系數(shù)為0.2。3)將濾波后的數(shù)據(jù)與本地存儲的同步碼波形進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，尋找最佳抽判位置。針對一個符號周期10個樣點(diǎn)的情況，首先要在本地存儲240個數(shù)據(jù)長的同步碼波形，然后將本地存儲波形與濾波調(diào)整后的數(shù)據(jù)幀做滑動相關(guān)運(yùn)算。相關(guān)運(yùn)算示意圖如圖7所示，其中圖7a顯示的是DSP中存儲的本地同步碼波形；圖7b是經(jīng)過濾波后的接收波形；圖7c為將這兩個數(shù)組進(jìn)行滑動相關(guān)得到的結(jié)果，其具有尖銳單峰特性，峰值略大于20000。DSP進(jìn)行處理時，為了減少運(yùn)算量，可將滑動搜索窗口定義在包含理論值的一段區(qū)域，例如580~640，因?yàn)槿绻祷匚恢脼橥酱a開始的位置，理論值為610。由于相關(guān)運(yùn)算的峰值略大于20000，故可設(shè)置門限為15000，當(dāng)相關(guān)運(yùn)算的值大于15000時，尋找最大值并返回該點(diǎn)位置，且當(dāng)累加值再次小于15000時結(jié)束該過程。將返回的相關(guān)峰的位置減去(108/2)*10=540可得到第一個抽樣判決點(diǎn)，然后每間隔IO個點(diǎn)抽樣一次，可得到132個符號對應(yīng)的最佳抽樣判決點(diǎn)的值。如果從580~640進(jìn)行滑動相關(guān)運(yùn)算均沒有超過15000的相關(guān)值，則認(rèn)為沒有找到同步碼。4)利用最佳抽判位置的樣點(diǎn)分段計算動態(tài)門限，進(jìn)行多電平判決，得到四進(jìn)制符號。對于接收數(shù)據(jù)電平有起伏的情況，若按照傳統(tǒng)方法直接固定判決門限，將會引起較大的誤碼。圖8所示為干擾嚴(yán)重的情況下基帶接收的信號波形和眼圖，其中圖8a為信號波形圖，圖8b為眼圖?？梢娊邮諗?shù)據(jù)電平不平穩(wěn)，尤其前端明顯往上傾斜。圖9為對圖8所示信號進(jìn)行匹配濾波后的效果圖，其中圖9a為濾波后的波形，圖9b為其眼圖。可見匹配濾波器能濾除噪聲平滑波形，但由于電平起伏的影響，眼圖效果較差，無法確定合理的判決門限。本發(fā)明在尋找到最佳判決位置的基礎(chǔ)上提出一種分段動態(tài)調(diào)整門限進(jìn)行判決的方法。方法如下'1324.1)以N個點(diǎn)為一段，將總的132個點(diǎn)劃分成M段，M=，其中LJ符號表示向下取整，則最后一段的樣點(diǎn)個數(shù)為W+w附(132，A0。4.2)分別對每一段的數(shù)據(jù)取最大值max(i)和最小值min(i)，i-l，2，…M。4.3)利用max(i)和min(i)計算得到M個中值作為各段的中間門限mid—level(i)=[max(i)+min(i)]》1;4.4)用max(i)和mid—level(i)計算得到上門限up—level(i)=[max(i)十mid—level(i)]》1;4.5)用min(i)和mid—level(i)計算得到下門限low—level(i)=[min(i)十mid—level(i)]》1。4.6)利用各段計算出的門限進(jìn)行多電平判決。當(dāng)本段的N個抽樣判決點(diǎn)的值大于該段的up—level時，判決為+3,在midjevel到up—level之間的判決為+l，在midjevel到low—level之間的判決為-1，小于lowJevel時判決為-3。這里N的選擇是關(guān)鍵，如果N選取太大，則數(shù)據(jù)跨度過大調(diào)整值不夠準(zhǔn)確；如果N太小，由于利用每段的最大值和最小值來計算調(diào)整值，需要保證最大值對應(yīng)符號+3,最小值對應(yīng)符號-3，N的長度不夠可能會讓該段沒有包含+3或-3的碼元，這樣計算出來的中值自然是錯的。在本DMR傳輸系統(tǒng)中，選取N為18可獲得較好的效果。如圖10所示，為采用該分段計算判決門限的動態(tài)判決方法示意圖。圖10a為接收的信號，有效載荷區(qū)僅有+3、-3兩種符號，所受污染嚴(yán)重，且電平不平穩(wěn)。圖10b為濾波后的波形，紅線為分段計算出的門限，可見若按傳統(tǒng)方法采用固定門限，會產(chǎn)生較大誤碼，而分段計算判決門限判決能在很大程度上改善由于電平起伏引起的誤碼。按照上述思想，將分段計算出的midjevel(i)作為該段N個符號對應(yīng)波形的調(diào)整值對波形進(jìn)行調(diào)整將M段波形數(shù)據(jù)分別減去相應(yīng)的adjustJevel(i)。如圖11所示為對圖9所示信號進(jìn)行調(diào)整后的波形和眼圖?？梢娫摲侄畏椒ㄋ嬎愕闹虚g門限接近于該段數(shù)據(jù)的中值，若將波形先分段進(jìn)行調(diào)整再進(jìn)行固定門限的多電平判決也能對誤碼進(jìn)行改善。5)將判決得到的四進(jìn)制符號進(jìn)行反映射，恢復(fù)二進(jìn)制數(shù)據(jù)流，并對該二進(jìn)制數(shù)據(jù)流去同步碼，還原原始數(shù)據(jù)信息。按照發(fā)送端進(jìn)行二進(jìn)制轉(zhuǎn)四進(jìn)制時的映射規(guī)則，將四進(jìn)制符號反映射為相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，恢復(fù)264bit數(shù)據(jù)幀。然后將中間的48bit同步碼去掉，即可完全恢復(fù)原始二進(jìn)制數(shù)據(jù)，完成基帶四電平解調(diào)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在接收電平不穩(wěn)定的情況下，本發(fā)明所提出的分段計算門限進(jìn)行動態(tài)判決的方法與傳統(tǒng)的固定判決門限的硬判決方法相比，能將誤碼率改善一個數(shù)量級。以上所述僅為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例而已，并不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種DMR物理層四電平調(diào)制器，包括符號映射單元用于將原始二進(jìn)制數(shù)據(jù)按系統(tǒng)要求的格式進(jìn)行組幀，并將數(shù)據(jù)兩兩順序映射為四進(jìn)制符號；插值單元用于在四進(jìn)制符號之間插入零值，提高每個符號的采樣率；成型濾波單元用于對插值后的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，產(chǎn)生帶限的四進(jìn)制基帶信號；上述三個單元依次連接，成型濾波單元輸出的四進(jìn)制基帶信號將被送往FM調(diào)頻模塊。2.—種DMR物理層四電平解調(diào)器，包括去直流單元用于對進(jìn)入解調(diào)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行去直流處理；匹配濾波單元用于對去直流后的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配濾波，濾除帶外噪聲；相關(guān)運(yùn)算單元用于將匹配濾波后的數(shù)據(jù)與本地存儲的同步碼波形進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，尋找最佳抽判位置；判決單元用于利用相關(guān)運(yùn)算單元獲得的最佳抽判位置的樣點(diǎn)分段計算動態(tài)門限，進(jìn)行多電平判決，恢復(fù)四進(jìn)制符號；解映射單元用于將四進(jìn)制符號反映射成二進(jìn)制信號；上述五個單元順序連接，上一個單元的輸出為下一個單元的輸入。3.—種DMR物理層四電平調(diào)制解調(diào)方法，包括如下步驟1)將編碼產(chǎn)生的二進(jìn)制數(shù)據(jù)按照系統(tǒng)要求組幀，并對該數(shù)據(jù)幀進(jìn)行符號映射，獲得四進(jìn)制符號；2)在四進(jìn)制符號間進(jìn)行插值，形成新的數(shù)據(jù)幀，并對該數(shù)據(jù)幀用根升余弦濾波器進(jìn)行濾波，得到四進(jìn)制基帶信號波形；3)對四進(jìn)制基帶信號的采樣數(shù)據(jù)幀進(jìn)行去直流分量處理，并通過根升余弦濾波器進(jìn)行匹配濾波；4)將濾波后的數(shù)據(jù)與本地存儲的同步碼波形進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，尋找最佳抽判位置；5)利用最佳抽判位置的樣點(diǎn)分段計算動態(tài)門限，進(jìn)行多電平判決，得到四進(jìn)制符號；6)將判決得到的四進(jìn)制符號進(jìn)行反映射，恢復(fù)二進(jìn)制數(shù)據(jù)流，并對該二進(jìn)制數(shù)據(jù)流去同步碼，還原原始數(shù)據(jù)信息。4.根據(jù)權(quán)利3所述的四電平調(diào)制解調(diào)方法，其中步驟4)所述的將濾波后的數(shù)據(jù)與本地存儲的同步碼波形進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，尋找最佳抽判位置，按如下步驟進(jìn)行(4a)在本地存儲同步碼波形，其采樣率與接收數(shù)據(jù)相同，例如每個符號周期均采樣T個點(diǎn)；(4b)對濾波后的數(shù)據(jù)選擇適當(dāng)?shù)南嚓P(guān)運(yùn)算窗口，該窗口的選擇要保證包含理論上相關(guān)峰出現(xiàn)的位置，在該窗口范圍內(nèi)與本地存儲的同步碼波形進(jìn)行滑動相關(guān)運(yùn)算，獲得一系列相關(guān)運(yùn)算值；(4c)劃定一個合適的門限，比較每次進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算得到的累加值與該門限的大小，當(dāng)相關(guān)運(yùn)算的值大于該門限時，尋找最大值并返回最大值出現(xiàn)的位置；(4d)當(dāng)相關(guān)運(yùn)算值再次小于門限值時，停止滑動相關(guān)運(yùn)算；(4e)利用返回的最大值位置推算該幀數(shù)據(jù)的第一個最佳抽樣判決位置，然后以T為周期，每T個點(diǎn)抽樣一次，獲得該幀數(shù)據(jù)最佳抽判位置的樣點(diǎn)值。5.根據(jù)權(quán)利3所述的四電平調(diào)制解調(diào)方法，其中步驟5)所述的利用最佳抽判位置的樣點(diǎn)分段計算動態(tài)門限，進(jìn)行多電平判決，按如下步驟進(jìn)行(5a)將步驟4)獲得的最佳抽判位置的樣點(diǎn)以N個點(diǎn)為一段劃分成M段；(5b)分別對每一段的數(shù)據(jù)取最大值max(i)和最小值min(i)，i=l,2，"'M;(5c)利用max(i)和min(i)計算得到M個中值作為各段的中間門限mid—level(i)=[max(i)+min(i)]》1，(5d)由max(i)和mid—level(i)計算，得到上門限up_level(i)=[max(i)+mid一level(i)]》1;(5e)由min(i)和mid—level(i)計算，得到下門限low—level(i)=[min(i)+mid_level(i)]l;(5f)將第i段的N個抽樣判決點(diǎn)的值與該段的上門限up—levd(i)、中間門限mid一level(i)和下門限low一level(i)進(jìn)行比較判決，當(dāng)抽樣判決點(diǎn)的值大于該段的up—level時，判決為符號+3;當(dāng)抽樣判決點(diǎn)的值在mid—level到up—level之間時，判決為符號+l;當(dāng)抽樣判決點(diǎn)的值在mid—level到lowjevel之間時，判決為符號-l;當(dāng)抽樣判決點(diǎn)的值小于lowjevel時，判決為符號-3。全文摘要本發(fā)明公開了一種DMR物理層四電平調(diào)制解調(diào)器，它屬于無線通信
技術(shù)領(lǐng)域：
。該調(diào)制器將原始二進(jìn)制數(shù)據(jù)按系統(tǒng)要求的格式進(jìn)行組幀，并將數(shù)據(jù)兩兩順序映射為四進(jìn)制符號；然后在四進(jìn)制符號之間插入零值，并對插值后的數(shù)據(jù)進(jìn)行根升余弦濾波，產(chǎn)生帶限的四進(jìn)制基帶信號。解調(diào)器對四進(jìn)制基帶信號的采樣數(shù)據(jù)幀進(jìn)行去直流分量處理，并通過根升余弦濾波器進(jìn)行匹配濾波；將濾波后的數(shù)據(jù)與本地存儲的同步碼波形進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，尋找最佳抽判位置；然后利用最佳抽判位置的樣點(diǎn)分段計算動態(tài)門限，進(jìn)行多電平判決，得到四進(jìn)制符號；最后將四進(jìn)制符號反映射，還原二進(jìn)制數(shù)據(jù)信息。本發(fā)明可按系統(tǒng)要求靈活的進(jìn)行組幀，適用于各種數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)包括DMR幀結(jié)構(gòu)的數(shù)字通信系統(tǒng)。文檔編號H04L25/06GK101515910SQ20091002174公開日2009年8月26日申請日期2009年3月30日優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日發(fā)明者婧丁,勤劉,張文柱,偉李,懋楊,楊家瑋,王保坤,羅繼芳,譚瑾博,婷邱,黃鵬宇申請人:西安電子科技大學(xué)