[发明专利]一种基于EBPSK的调制解调方法及通信系统

说明书

一种适用于窄带物联网的基于EBPSK的调制解调方法及通信系统，包括基于CMOS工艺设计的收发一体机以及对应的射频前端。区别于现有设计，本发明利用窄带物联网数据量小的特点，将数据存储器和处理器均集成于所述收发一体机中。降低现有终端系统中数字基带芯片、模拟基带芯片以及通用存储芯片产生的功耗及成本。同时，在本发明接收机链路和发射机链路中限制有源器件的使用，通过处理器对收发一体机内部接收机链路和发射机链路中的各模块进行闭环参数调整达到调制解调性能最优。进一步减小系统功耗，降低电路成本。

技术领域

本发明涉及调制解调技术领域，尤其涉及一种扩展的二元相移键控(ExtendBinary Phase Shift Keying，EBPSK)调制解调方法及通信系统。

背景技术

移动通信作为当今世界发展最为迅猛的技术领域，正在从人和人的连接，向人与物以及物与物的连接迈进，万物互联成为必然趋势，具有异常广阔的市场前景。

然而，基于当前的移动网络来说，不任是2G/3G/4G，还是即将到来的5G，其在物与物的连接上能力不足，或者说存在较大的资源和技术浪费与缺陷。但不得不说的是，事实上，相比蓝牙、ZigBee等短距离通信技术，移动蜂窝网络有其独特的优势：移动蜂窝网络广覆盖、具备较强的可移动特性，并且大连接数。因而，移动蜂窝网络理应成为物联网的主要连接技术。

基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。由于NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，并且具备可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络的巨大优势。NB-IoT技术的应用可大大降低万物互联网络的部署成本，同时，可实现在现有网络上平滑升级。这些特性，使得NB-IoT成为了时下最热门的物联网技术。

NB-IoT具备四大特点：一是广覆盖，可提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络灵敏度增益20dB，覆盖面积扩大100倍；二是具备支撑海量连接的能力，NB-IoT的一个扇区能够支持10万个连接，可实现低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；三是低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年；四是较低的模块成本，企业预期的单个接连模块成本不超过5美元。

对于NB-IoT技术来说，目前各设备供应商和相关芯片设计商争夺的技术焦点主要在于功耗和成本。这也是NB-IoT大规模商用的主要技术瓶颈。功耗和成本，对各厂商争夺市场占有率、提高产品利润率起决定性作用。

二元相移键控(expend binary phase shift keying,EBPSK)调制解调技术,是一种不对称调制技术，主要利用小角度调相和可变的跳变时间来紧缩发射频谱。具体理论分析可参考专利CN201410221951.1。其通过二进制信息码直接改变正弦载波的突变相位实现调制。数字“0”对应的已调信号是频率为f_c的N个载波周期的正弦波，而对应数字“1”则是N个载波周期的正弦波中，前K个周期的相位跳变角度为θ；即：

f₀(t)＝Asin2πf_ct,0≤tT

其中T＝N/f_c，τ＝K/f_c，K≤N，而θ和τ这两个参数构成改变信号带宽、传输码率和解调性能的“调制指数”。θ对应载波信号的相位，而τ则对应着调制信号(归零码)的占空比。

由于EBPSK调制解调技术可避免数字正交调制解调技术(QPSK16QAM)对于调制解调器(Modem)的要求，可极大节约成本和功耗，简化算法复杂度。因而，在物联网应用场景下，该技术不失为一种较为理想的调制解调技术。然而，现有的EBPSK调制解调，通常需要采用数字方式实现，对信号采样、存储以及处理器性能仍然有较高要求，始终无法实现理想的成本控制。因而，目前，急需一种低成本低功耗的EBPSK调制解调技术。

发明内容