基于GMSK调制的通信方法及固定频率的检测方法

摘要

本发明涉及基于GMSK调制的通信方法及固定频率的检测方法。基于GMSK调制的通信方法包括：对输入信号进行GMSK调制以得到第一调制信号；使用指定频率的信道发送所述第一调制信号，其中，若所述指定频率为固定频率，则使用指定频率的8PSK信道进行发送，若所述指定频率为除所述固定频率以外的频率，则使用指定频率的GMSK信道进行发送；所述固定频率为所述时钟信号的整数倍。本发明能够提高发射GMSK调制信号的性能。

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种基于GMSK调制的通信方法、及一 种对固定频率进行检测的方法。

背景技术

数字调制技术是数字蜂窝移动通信系统空中接口的重要组成部分。在不 同的蜂窝半径和应用环境下，移动通信将呈现不同的衰减特性。在给定信道 条件下，寻找性能优越的高效调制方式一直是重要的研究课题。

全球移动通信系统(GlobalSystemforMobilCommunication，以下简称 GSM系统)是主要的蜂窝系统之一。针对GSM系统发射机开发的单通道基 带调制处理芯片完成了GSM系统的基带调制处理。

单通道基带调制处理芯片是一块数模芯片，根据模式控制及调制方式控 制信号，可选择当前时隙正确的调制方式，芯片能够进行GMSK调制(Gaussian Minimum-Shift-Keying)及8PSK调制(8Phase-ShiftingKeying)。

GMSK调制的原理为，基带信号经过GMSK调制后得到中频信号，再经 射频发射，其中，GMSK调制是在MSK调制器之前加入高斯低通预调制滤波 器实现的，协议GSM05.04V8.0.0中定义了GMSK调制方式。GMSK信号具 有较窄的带宽，满足移动通信中对带外辐射的严格要求。8PSK调制是数字调 相，其原理主要是使用基带数字信号对载波相位进行调制。8相位键控具有较 高的频谱利用率，较强的抗干扰性。协议GSM05.04V8.0.0中也定义了8PSK 调制方式。

单通道基带调制处理芯片的电路主要包括：GMSK调制模块，8PSK调制 模块，时钟生成模块，以及，输出选择模块。其中：

GMSK调制模块完成对输入待调制数据的GMSK调制功能，8PSK调制 模块完成对所述输入待调制数据的8PSK调制功能；输入选择模块根据调制模 式mode及GMSK/8PSK输入，选择输出GMSK调制信号或8PSK调制信号。 时钟生成模块产生芯片内数据电路部分的各种时钟信号。

但是，GMSK射频信道会受到芯片中时钟信号的干扰，导致GMSK射频 信道的发射性能欠佳，通信质量较差，影响基站的接收。

发明内容

本发明技术方案所解决的技术问题为，如何提高GMSK调制信号的发射 性能。

为了解决上述技术问题，本发明技术方案提供了一种基于GMSK调制的 通信方法，该方法接受时钟信号的使能控制，包括：

对输入信号进行GMSK调制以得到第一调制信号；

使用指定频率的信道发送所述第一调制信号，其中，若所述指定频率为 固定频率，则使用指定频率的8PSK信道进行发送，若所述指定频率为除所述 固定频率以外的频率，则使用指定频率的GMSK信道进行发送；所述固定频 率为所述时钟信号的整数倍。

可选的，所述输入信号为基带信号。

可选的，所述对输入信号进行GMSK调制以得到第一调制信号包括：

对输入信号进行预编码；

将编码后的输入信号经过高斯滤波器进行滤波；

对滤波后的信号进行MSK调制，以获得所述第一调制信号。

可选的，所述预编码为差分编码。

可选的，以所述固定频率指定的GMSK信道受所述时钟信号的干扰。

可选的，所述干扰为谐波干扰。

可选的，所述使用指定频率的8PSK信道进行发送包括：

对所述第一调制信号进行8PSK上变频处理以得到处理后的调制信号；

使用相应频率的8PSK信道发送所述处理后的调制信号。

可选的，所述方法还包括：

对输入信号进行8PSK调制以得到第二调制信号；

使用指定频率的8PSK信道发送所述第二调制信号。

可选的，所述对输入信号进行8PSK调制以得到第二调制信号包括：

将输入信号分组并映射到8PSK符号；

使8PSK符号旋转并经成型滤波，调制得到所述第二调制信号。

为了解决上述技术问题，本发明技术方案还提供了一种对如上所述的固 定频率进行检测的方法，包括：

对输入的检测信号进行GMSK调制以得到检测调制信号；

使用指定频率的GMSK信道发送所述检测调制信号；

若所述GMSK信道受到干扰，则获取该GMSK信道对应的频率为所述固 定频率。

本发明技术方案的有益效果至少包括：

本发明技术方案通过检测到的受时钟信号干扰的GMSK信道频点，利用 这些干扰频段的固定性，在对GMSK调制信号进行信道发射时，切换GMSK 调制信号至固定频点的8PSK信道，使用8PSK信道发射这些GMSK调制信 号，从而避免了GMSK信道频点上的传输干扰，提高GMSK调制模式下的信 号传输性能，优选了通信质量。

本发明技术方案还可对受时钟信号干扰的GMSK信道频点进行检测，获 取被干扰的固定频率，在这些固定频率上，GMSK调制信号都采用8PSK信 道传输，进一步优化了通信质量。

附图说明

图1为一种发射机结构示意图；

图2为本发明技术方案提供的一种基于GMSK调制的通信方法流程示意 图；

图3为本发明技术方案提供的一种GMSK调制原理示意图；

图4为本发明技术方案提供的另一种基于GMSK调制的通信方法流程示 意图；

图5为本发明技术方案提供的一种发射机结构示意图；

图6为本发明技术方案提供的另一种发射机结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、特征和效果能够更加明显易懂，下面结合附图对 本发明的具体实施方式做详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发 明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此本发明不受下面公开 的具体实施例的限制。

基于现有技术可知，在GSM蜂窝移动通信系统中，业务分语音业务与数 据业务两类。在无线传输中，不论语音业务还是数据业务都采用了GMSK调 制方式。GMSK调制具有恒包络和带外辐射小的优点，满足了语音业务和一 些低速数据业务的需求，但是它无法适应不断发展的多媒体数据业务需求。

增强数据速率的GSM演进(EnhancedDataforGlobal/GSMEvolution，以 下简称EDGE)系统是为了GSM向第三代移动通信系统过渡的通信标准。它 的主要目的是提高数据的传输速率，实现2G到3G的平稳演进。因此，EDGE 采用了比GMSK调制更高数据速率的8PSK调制，在符号速率保持不变的前 提下，采用8PSK调制技术所能达到的数据传输速率是GMSK的4倍，其相 对GMSK调制具有更强的抗干扰性。EDGE系统能够充分利用GSM资源， 目前已有的设备大部分可继续在EDGE下使用。

在GMSK调制模块基础上增加8PSK调制模块的一种发射机结构可参考 图1，包括：GMSK调制模块10，8PSK调制模块11，选择输出模块12， GMSK/8PSK信号延迟模块13，时钟生成模块14，同步及防抖模块15，上变 频、滤波及放大模块16，以及天线17。其中：

GMSK调制模块10对输入待调制数据(也就是基带信号)进行数字GMSK 调制，以输出GMSK调制后的I基带信号GMSK_I、GMSK调制后的Q基带 信号GMSK_Q。

8PSK调制模块11对输入待调制数据(也就是基带信号)进行数字8PSK 调制，以输出8PSK调制后的I基带信号8PSK_I、8PSK调制后的Q基带信 号8PSK_Q。

选择输出模块12根据调制模式mode的设定及GMSK/8PSK时序信号的 输入，选择输出GMSK调制信号(基带信号GMSK_I及GMSK_Q)或者8PSK 调制信号(基带信号8PSK_I及8PSK_Q)；调制模式mode信息是指芯片工 作模式的选择，一般为两比特的信息：“00”表示为GMSK调制模式，“01” 表示为8PSK调制模式，“11”表示GMSK调制模式及8PSK调制模式按照所 述GMSK/8PSK时序信号切换进行，“10”表示芯片进行保留状态；GMSK/8PSK 时序信号则规定了GMSK调制模式及8PSK调制模式的切换时隙。

时钟生成模块14产生芯片内模块的各种时钟使能信号，包括：芯片主时 钟信号(图1中未示出)、基带信号输入时钟TXCLK及调制信号输出时钟 OCLK。

同步及防抖模块15对相关输入信号进行同步处理，并同时对输入的异步 复位信号进行防抖处理，并结合上电复位电路产生的上电复位信号输出芯片 内部使用的异步复位信号。所述输入的异步复位信号，在低电平时有效；所 述芯片内部使用的异步复位信号是芯片全局复位信号。

上变频、滤波及放大模块16对选择输出模块12输出的GMSK调制信号 或者8PSK调制信号进行GMSK上变频或8PSK上变频、滤波及放大，并选 择对应的GMSK发射信道或8PSK发射信道，通过天线17发射。

上变频、滤波及放大模块16也是根据调制模式mode的设定及 GMSK/8PSK时序信号的输入，对GMSK调制信号进行GMSK上变频、滤波 及放大，并选择对应的GMSK发射信道，通过天线17发射GMSK信号；或 者，对8PSK调制信号进行8PSK上变频、滤波及放大，并选择对应的8PSK 发射信道，通过天线17发射8PSK信号。

但是，对于GMSK调制及发射来说，发射机的信号质量很大程度上依赖 于时钟信号的相位噪声，对于与所述时钟信号工作频率一致的GMSK发射信 道上，时钟信号容易对相应频点的GMSK信道进行信息干扰，导致通信质量 的下降。

本申请提供了一种基于GMSK调制的通信方法，能够适用于上述发射机， 避免上述时钟信号对GMSK信号发射的影响。

如图2所示，该方法包括：

步骤S100，对输入信号进行GMSK调制以得到GMSK调制信号。

在本步骤中，所述输入信号为基带信号，是一行数字序列。

GMSK调制原理可参考图3，首先，为了方便GMSK调制信号的解调， 需要基于编码器20对输入数据进行预编码(一般为差分编码)，其次，使用 高斯低通滤波器21进行滤波，然后使用调制器22对滤波后的信号进行最小 频移键控(MinimumFrequency-shift-keying，以下简称MSK)调制，以获得 所述GMSK调制信号。MSK调制是对信号恒定包络连续相位调制。

在上述发射机中，GMSK调制模块10中实现了GMSK调制，所述GMSK 调制模块10可以使用图3中所示的编码器20、高斯低通滤波器21及调制器 22组成。

在另一种实现GMSK调制的方案中，也可以使用FPGA(可编程门阵列) 模块实现上述GMSK调制。

继续参考图2，该方法还包括：

步骤S101，使用指定频率的信道发送所述GMSK调制信号，其中，若所 述指定频率为固定频率，则使用指定频率的8PSK信道进行发送，若所述指定 频率为除所述固定频率以外的频率，则使用指定频率的GMSK信道进行发送； 所述固定频率为所述时钟信号的整数倍。

基于上述发射机的结构可知，若选择输出模块根据调制模式mode的设 定，选择输出的GMSK调制信号进行发射，那么上变频、滤波及放大模块是 对选择输出模块选择输出的GMSK调制信号进行GMSK上变频、滤波及放大 处理的，之后馈至天线进行发射。

但是，通过测试可知，发射机芯片内部的时钟信号会对部分GMSK传输 信道进行有用信号的干扰(一般为谐波干扰)，影响信道传输性能，而这部分 GMSK传输信道的频点与时钟信号的频率是相关的，受到时钟信号干扰的 GMSK传输信道的频点一般是时钟信号频率的整数倍。但时钟信号对相关频 点的GMSK传输信道的干扰程度并非一致，根据GMSK调制模块的抗噪性能 不同，这些受时钟信号影响的GMSK信道的受干扰程度也是有差异的。

本申请中，固定频率的GMSK信道是指发射机芯片认为受到时钟信号影 响较为严重，以至于影响通信质量，需要采用本申请技术方案进行调整的 GMSK信道。

可以基于传输信道的检测，发现信道中受到时钟信号干扰严重以至于影 响通信质量的频点，设置所述固定频率为所检测到那些频点的集合。该集合 中的频点一般为时钟信号频率的整数倍。

实测中，受干扰的信道都是13MHz的倍频信道：

比如，受干扰的信道GSMbandChannel994，其频率是884MHz(等于 13MHz的68倍)；受干扰的信道DCSbandChannel541，其频率是1716MHz (等于13MHz的132倍)；受干扰的信道DCSbandChannel671，其频率是 1742MHz(等于13MHz的133倍)。

在本申请中，对属于所述固定频率频点上的GMSK调制信号，采用8PSK 传输信道进行数据发送，具体采用如下方式实现：

对属于固定频率的发射频点上的GMSK调制信号，进行8PSK上变频、 滤波及放大处理，之后馈至天线进行发射；

对除固定频率发射频点以外的GMSK频点上的GMSK调制信号，则仍进 行GMSK上变频、滤波及放大处理，之后馈至天线进行发射。

在本申请提供的另一种基于GMSK调制的通信方法中，除了包括图2所 示的步骤外，参考图4，还包括如下步骤：

步骤S200，对输入信号进行8PSK调制以得到8PSK调制信号。

对输入的基带信号进行8PSK调制进一步可以参考如下步骤：

首先，将输入信号分组并映射到8PSK符号。

这属于GSM协议中定义的符号映射(SymbolMapping)，即将输入信号 的序列每3比特编为一组，并由这3比特构成8中组合，再依据协议所定义 的映射规则映射到8个相位中。所述GSM协议为协议GSM05.04V8.0.0。

然后，使8PSK符号旋转(SymbolRotation)并经成型滤波(PulseShaping)， 调制得到所述8PSK调制信号。

使用指定频率的8PSK信道发送所述第二调制信号。

继续参考图4，该通信方法还包括：

步骤S201，使用指定频率的8PSK信道发送所述8PSK调制信号。

对应所有8PSK频点上的调制信号，都是使用8PSK信道进行发送的，即 上变频、滤波及放大模块对选择输出模块输出的8PSK调制信号进行8PSK上 变频、滤波及放大，并选择对应频点的8PSK发射信道发射8PSK调制信号。

对应本申请的发射机，其兼具步骤S100及S101。步骤S200及S201的 流程实现。

本申请还提供了一种能够兼具实现上述两种通信方法的发射机，如图5 所示，该发射机包括：

GMSK调制模块30，8PSK调制模块31，选择输出模块32，GMSK/8PSK 信号延迟模块33，时钟生成模块34，同步及防抖模块35，上变频、滤波及放 大模块36，上变频、滤波及放大模块37，以及天线38。

该发射机中，上变频、滤波及放大模块36及37的实现不同于图1所示 的发射机：

在一种实现方式中：

上变频、滤波及放大模块36根据调制模式mode的设定及GMSK/8PSK 时序信号的输入：

在进行GMSK调制及其信号发射时，首先对选择输出模块32输出的固定 频率频点上的GMSK调制信号进行8PSK上变频、滤波及放大，并选择对应 的8PSK发射信道，通过天线38发射GMSK信号；

在进行8PSK调制及其信号发射时，首先对选择输出模块32输出的固定 频率频点上的8MSK调制信号进行8PSK上变频、滤波及放大，并选择对应 的8PSK发射信道，通过天线38发射8PSK信号。

上变频、滤波及放大模块37则根据调制模式mode的设定及GMSK/8PSK 时序信号的输入：

在进行GMSK调制及其信号发射时，首先对选择输出模块32输出的非固 定频率频点上的GMSK调制信号进行GMSK上变频、滤波及放大，并选择对 应的GMSK发射信道，通过天线38发射GMSK信号。

在进行8PSK调制及其信号发射时，首先对选择输出模块32输出的非固 定频率频点上的8MSK调制信号进行8PSK上变频、滤波及放大，并选择对 应的8PSK发射信道，通过天线38发射8PSK信号。

在另一种实现方式中：

在进行8PSK调制及其信号发射时，可选择上变频、滤波及放大模块36 及上变频、滤波及放大模块37中的其中一个模块实现对选择输出模块32输 出的8MSK调制信号的上变频、滤波及放大处理，而使其中另一个模块基于 所述调制模式mode的设定及GMSK/8PSK时序信号的输入，在进行8PSK调 制及其信号发射时处于等待或休眠状态。

本申请还提供了另一种发射机，如图6所示，不同于图5所示的发射机， 该发射机还包括：前置滤波器39及前置滤波器310。

前置滤波器39设于上变频、滤波及放大模块36与选择输出模块32之间；

前置滤波器310设于上变频、滤波及放大模块37与选择输出模块32之 间。

对应上述上变频、滤波及放大模块36及37的一种实现方式：

前置滤波器39使固定频率频点上的GMSK调制信号或8PSK调制信号通 过，前置滤波器310使非固定频率频点上的GMSK调制信号或8PSK调制信 号通过。

对应上述上变频、滤波及放大模块36及37的另一种实现方式：

前置滤波器39根据调制模式mode的设定及GMSK/8PSK时序信号的输 入：在进行GMSK调制及其信号发射时，使固定频率频点上的GMSK调制信 号通过；在进行8PSK调制及其信号发射时，则使该前置滤波器310内的通信 线路为断路。

前置滤波器310根据调制模式mode的设定及GMSK/8PSK时序信号的输 入：在进行GMSK调制及其信号发射时，使非固定频率频点上的GMSK调制 信号通过；在进行8PSK调制及其信号发射时，则使该前置滤波器310内的通 信线路为全频通路。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任 何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的 方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱 离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何 简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。