[发明专利]一种GMSK信号数字调制发射装置及方法

说明书

本发明公开了一种GMSK信号数字调制发射装置及方法，该装置包括：信源编码电路用于将计算机下发的数字信号转换成串行码元信号并产生开关信号；GMSK基带成形电路用于对串行码元分别进行码元累加和滤波；增采样电路用于码元累加的序列值和滤波后的序列值进行插值；数字上变频电路用于根据插值后的码元累加的序列值和滤波后的序列值，产生GMSK调制信号数据；DA转换电路用于将GMSK调制信号数据转换为模拟信号；TR组件用于将模拟信号进行上变频和功率放大，并根据开关信号进行信号的发射或接收。本发明可以有效地避免由模拟调制方式引起的I、Q两路之间存在幅度和相位的不平衡误差；大量减少FPGA运算资源。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是一种GMSK信号数字调制发射装置及方法。

背景技术

脉冲成形技术可使用最小频移键控(MSK)调制或其他适合于功率效率较高的非线性放大器的调制方式相结合时，使用效率特别高的高斯脉冲成形滤波器，即高斯最小频移键控(GMSK)信号调制。GMSK信号调制是由MSK信号调制变化而来的一种二进制调制方法，基带的高斯脉冲成型技术平滑了MSK信号的相位曲线，稳定了信号的瞬时频率变化，使得发射信号的频谱旁瓣水平大大降低。GMSK由于恒包络特性使其有极其好的功率效率，并通过高斯滤波后具有极好的频谱效率，使得备受青睐。

GMSK信号调制多用于移动通信系统，现有的GMSK信号调制主要有模拟和数字两种形式，对于模拟调制方式不存在采样率和带宽之比较大的调制问题，但是模拟调制方式其模拟电路设计复杂，并且调制信号I、Q两路之间存在幅度和相位的不平衡误差。数字调制方式大多采用FPGA芯片+数字上变频(DUC)芯片+DAC芯片的构架，且其多实现于采样率和带宽之比较小的GMSK信号调制发射装置。对于采样率和带宽之比较大的全数字GMSK信号调制方式，其数字滤波器设计阶数高，占用乘法器和加法器等硬件资源多；本发明通过优化GMSK数字调制流程，能够使用较少的资源就能实现采样率和带宽之比较大的GMSK数字调制。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种GMSK信号数字调制发射装置及方法，有效地避免由模拟调制方式引起的I、Q两路之间存在幅度和相位的不平衡误差问题；通过多采样率滤波器和数字上变频技术解决了数字滤波器设计阶数高，占用乘法器和加法器等硬件资源多的问题，适用于采样率和带宽之比较大GMSK信号调制装置。

本发明公开了一种GMSK信号数字调制发射装置，适用于采样率和带宽之比较大的数字GMSK信号调制，包括依次连接的信源编码电路、GMSK基带成形电路、增采样电路、数字上变频电路、DA转换电路和TR组件；

所述信源编码电路用于将计算机下发的数字信号转换成串行码元信号并产生开关信号；

所述GMSK基带成形电路用于对所述信源编码电路输出的串行码元分别进行码元累加和滤波；

所述增采样电路用于对所述GMSK基带成形电路输出的码元累加的序列值和滤波后的序列值进行插值；

所述数字上变频电路用于根据所述增采样电路插值后的码元累加的序列值和滤波后的序列值，产生GMSK调制信号数据；

所述DA转换电路用于将GMSK调制信号数据转换为模拟信号；

所述TR组件用于将所述DA转换电路输出的模拟信号进行上变频和功率放大，并根据所述信源编码电路产生的所述开关信号进行信号的发射或接收。

进一步地，所述信源编码电路具体用于：

首先，对输入的并行码元信息进行bit填充和NRZI编码，完成NRZI编码后并行输出码元信息和编码完成标志信号；其次，对完成NRZI编码的码元信息转换成串行输出，此时码元速率较低。

进一步地，所述GMSK基带成形电路具体用于：