[发明专利]用于利用等幅均衡的波形传输数据的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信系统，更具体地，本发明涉及利用最小移位键控或高斯最小移位键控调制的通信系统。

背景技术

一些多频带或者其它战术无线电设备以高频(HF)、甚高频(VHF)(用于卫星通信)以及超高频(UHF)频带工作。这些多频带战术无线电设备的范围可以在大约2MHz到大约512MHz的频率范围上工作。下一代无线电设备将可能覆盖大约2.0MHz到大约2000MHz(或更高)以适应高数据率波形和不太拥塞的频带。这种高频传送模式受到诸如MIL-STD-188-141B的标准支配，而数据调制/解调受到诸如MIL-STD-188-110B的标准的支配，其公开内容整体上作为参考包含于此。

另一方面，UHF标准提供了225到大约512MHz频率范围上的不同挑战，包括短距视线(LOS)通信和卫星通信(SATCOM)和电缆通信。可以穿过不同的气候条件、植物和其它障碍物获得这种类型的传播，使得UHF SATCOM对于许多代理商是不可缺少的通信媒体。可以使用不同方向的天线来提高天线增益并提高传送和接收链路上的数据率。在一个实例中，这种类型的通信典型地受到MIL-STD-188-181B的支配，其公开内容整体上作为参考包含于此。这种标准指定了用于卫星链路上的一系列等幅和非等幅波形。

联合战术无线电设备系统(JTRS)实现了这些标准中的一些，并且具有使用振荡器、混频器、交换机、分路器、组合器和功率放大器设备以覆盖不同频率范围的不同设计。用于这些类型的系统的调制方案可以占用固定载频处的固定带宽信道或者可以是跳频。这些系统通常利用无记忆的调制，比如相移键控(PSK)、幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)、正交幅度调制(QAM)，或者带记忆的调制，诸如连续相位调制(CPM)以及以卷积或者其它类型的前向纠错码将它们组合。

最小移位键控(MSK)和高斯最小移位键控(GSMK)一起被称为MSK或GMSK，是全球移动通信系统(GSM)中使用的一种频移键控(FSK)的形式。用于实现这种波形的电路可以包括连续相位频移键控(FSK)调制器。

简言之，MSK调制信号可以被认为是两个组合的正交信号或者相互90度异相的信道。典型地，每个倒相被键控以表示要被传送的二进制信号的交替比特。每个键控的脉冲周期可以具有由一比特周期交错的两比特周期的持续时间，并且当每个信道为相移键控时，其可以用二分之一正弦调幅并且加起来组合。因为两个信道的正弦形包络是相互90度异相的，两个信道的总和产生了具有恒定包络幅度的信号，其可以由非线性C级放大器放大并传送。具有高斯脉冲响应的高斯过滤器可以被用于在任何连续相位调制之前预过滤符号，因此得以产生高斯最小移位键控。

用于具有MSK或GMSK调制的这些通信系统中的许多射频(RF)功率放大器是峰值功率受限的。例如，因为波形峰值-平均值比所需的抵消(back-off)，所传送的平均功率可以低于RF放大器的峰值功率能力若干分贝(dB)。结果，等幅波形是解决这种问题所必需的。

使用MSK或GMSK调制的通信系统中所遇到的问题是当遭遇的多路径通过多个符号扩展时，系统如何应付多路径衰落环境。衰落通常是由反射和由信号传播中的变化引起的波形失真效应引起的。MSK或GMSK系统典型地利用最大似然性序列估计器(MLSE)，也一般地被称为维特比均衡器，以处理多路径。不幸的是，这种类型的均衡器的计算复杂性与信道的长度成指数地增长。在产业中存在这样一种需求，即设计和开发具有比维特比或MSLE均衡器提供更多路径能力的等幅波形。

发明内容

针对前述背景技术，因此本发明的目的是提供具有另外的多路径能力的等幅波形，其还能够为利用最小移位键控/高斯最小移位键控(MSK或GMSK)调制的通信系统追踪更有效的多路径/衰落环境。

本发明有利地克服了上面指出的问题并且组合了利用特定映射生成的已知和未知的最小移位键控或高斯最小移位键控符号。这就允许利用标准的块或符号均衡器解调波形。最小移位键控或高斯最小移位键控调制提供频谱效率和等幅，并且已知的符号允许追踪信道变化。这种特定的映射允许在接收器处使用标准的均衡器技术以解调波形。