[发明专利]一种适用于扩频MSK基带信号匹配滤波器的实现方法

说明书

本发明公开了一种适用于扩频MSK基带信号匹配滤波器的实现方法。利用MSK基带信号的周期对称性，首先分组进行基本码元的匹配滤波、移位存储和抽取，获得各分组的基本码元的分段匹配相关结果；然后按照时间顺序以及与MSK扩频序列对应的变换图样，对各分组的基本码元的分段匹配相关结果进行分组选择和极性变换，获得扩频MSK基带信号的分段匹配相关结果；最后对扩频MSK基带信号的分段匹配相关结果进行流水线累加，得到与传统并行匹配滤波一致的结果。本发明提出的分组的基本码元的匹配滤波方法，大幅减少了对乘法器资源的占用，并且克服了MSK基带信号码元偏置的影响，便于构造复数滤波器。

技术领域

本发明属于数字通信信号处理技术领域，具体涉及一种适用于扩频MSK基带信号匹配滤波器的实现方法。

背景技术

最小频移键控(Minimum Shift Keying，MSK)具有相位连续、包络恒定以及频带利用率高的优点。当与直接序列扩频技术相结合，展现出优于扩频BPSK(Binary Phase ShiftKeying，二进制相移键控)系统的性能。扩频MSK系统通常采用匹配相关的解扩方法，可以获得直接序列扩频的抗干扰能力。但在执行匹配相关解扩前，必须先确定扩频序列的起始位置。在低信噪比条件下，通常采用匹配滤波的方法，搜索固定扩频序列的相关峰来进行确定。

众所周知，匹配滤波器的冲激响应就是输入信号在时间上的镜像。假设扩频序列由K个码元组成，每个码元R倍过采样，则在接收端进行匹配滤波时，每输入1个采样点，匹配滤波器就需要执行KR次乘法运算。在对速率要求不高的应用场景中，尚能利用串行方式来减少匹配滤波器占用的乘法器数量。但在实时性较高的高速通信系统中，只能采取其它的有效方法来降低匹配滤波器的硬件实现复杂度。

比如在扩频BPSK系统中，申请公布号为CN102176666A的中国专利申请利用1个码元长度的方波作为匹配滤波波形，是以牺牲系统的信噪比性能为代价，达到简化硬件实现的目的。又比如在扩频MSK系统中，申请公布号为CN108347259A的中国专利申请则是将码元的过采样倍数降至1，更是将匹配滤波系数也固定在±1，这样不仅无法提供准确的定时相位，也没有在码元周期内尽可能多地收集信号能量，所以不能充分利用直接序列扩频的抗干扰能力。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种适用于扩频MSK基带信号匹配滤波器的实现方法，不仅要显著降低硬件实现复杂度，而且在功能上应与传统并行匹配滤波器等效。

技术方案：为实现上述目的，本发明公开了一种适用于扩频MSK基带信号匹配滤波器的实现方法，包括：

步骤1，利用MSK基带信号的周期对称性，对余弦波形和/或正弦波形的码元进行分组，获得每个分组的基本码元；

步骤2，根据每个分组的基本码元对扩频MSK基带信号的同相支路和/或正交支路进行匹配滤波，获得每组基本码元的匹配滤波结果；

步骤3，对每组基本码元的匹配滤波结果进行抽取，获得基本码元的分段匹配相关结果；

步骤4，按照时间顺序以及与MSK扩频序列对应的变换图样，对各分组的基本码元的分段匹配相关结果进行分组选择和极性变换，获得扩频MSK基带信号的分段匹配相关结果；

步骤5，对扩频MSK基带信号的分段匹配相关结果进行流水线累加，获得扩频MSK基带信号的匹配滤波结果，该结果与传统并行匹配滤波一致。

优选地，所述方法适用于余弦分组滤波器和/或正弦分组滤波器，所述余弦分组滤波器和/或正弦分组滤波器用于对扩频MSK基带信号进行复数匹配滤波。