[发明专利]用于卫星通信的串行级联GMSK控制系统、方法及应用

权利要求书

1.一种用于卫星通信的串行级联高斯最小频移键控制方法，其特征在于，所述用于卫星通信的串行级联高斯最小频移键控制方法包括以下步骤：

第一步，采用基于Rimoldi分解的非递归连续相位编码器；

第二步，利用导频辅助准相干解调算法PC-QCDA中的修正BCJR检测算法对接收信号进行状态网格图的遍历，其初始状态和结束状态可以由非常有限的导频开销确定；

第三步，根据功率效率和频谱效率的折中考虑，选择了合适的调制参数用于基于非递归连续相位编码器NRCPE的高斯最小频移键控GMSK传输。

2.如权利要求1所述的用于卫星通信的串行级联高斯最小频移键控制方法，其特征在于，所述第一步的NRCPE采用Rimoldi分解且具有非递归结构，使用维数K和长度N的二进制低密度奇偶校验LDPC编码C[N,K]；在发送端，首先输入信息序列u＝(u₀,u₁,…,u_K-1)，u_i∈{0,1}被LDPC编码器编成一个码字v＝(v₀,v₁,…,v_N-1)∈C,v_j∈{0,1}，相应的码率为R_C＝K/N；经比特交织后，产生的码字附加一个长度为W的导频序列p＝(p₀,p₁,…,p_W-1)，得到一个长度为N_c＝N+W的新序列序列c被映射成一个M元序列M＝2，故根据变换关系a_i＝(d_i+1)/2∈{0,1}，序列d被转换为另一个序列通过一个记忆长度为L的NRCPE，序列a被编码成一个内部码字再通过无记忆调制器，调制信号波形描述为：

其中，E_s是归一化符号能量，T是符号持续时间，f_c是载波频率，φ₀是初始相位，表示物理倾斜相位，当t＝τ+kT，形式为；

其中，是调制指数，p和l是互质的整数，q(t)是高斯脉冲响应，ω(τ)表示一个独立数据的项，其形式如下：

最后，调制信号s(t,x)在加性高斯白噪声信道上传输，那么接收信号r(t)的表达式给出：

r(t)＝s(t,x)+n(t)；

其中，n(t)是具有零均值和单边功率谱密度N₀的复基带加性高斯白噪声AWGN。

3.如权利要求1所述的用于卫星通信的串行级联高斯最小频移键控制方法，其特征在于，所述第一步的非递归连续相位编码器在接收端，接收信号r(t)首先经采样周期为T_s过采样后变成一个离散序列在y的基础上，GMSK解调器根据修正的BCJR算法计算出序列中每个比特的对数似然比得到的经解交织后送到LDPC译码器中；GMSK解调器使用y和计算出LLRL_e(v)，再经过解交织后，得到的LLRs再次送到LDPC译码器中。

4.如权利要求1所述的用于卫星通信的串行级联高斯最小频移键控制方法，其特征在于，所述第二步的导频辅助准相干解调算法包括：利用每个滑动窗口中的接收信号更新初始和结束状态确知的状态网格中的前向和后向累积度量，将q_k(S_k),α_k(S_k),β_k(S_k)和γ_k(S_k,S_k+1)分别表示为q_k,α_k,β_k和γ_k。

5.如权利要求1所述的用于卫星通信的串行级联高斯最小频移键控制方法，其特征在于，所述第三步评估在M＝2下相对于参数h,L和B_gT的功率谱密度PSD和频谱效率，具有调制指数h＝l/p的任意NRCPE基CPM系统，满足M＝p^k，k＝1，2,3….；采用相关方法对NRCPE基的GMSK信号进行PSD估计。