一种短波调制解调器及其调制解调方法
专利名称：一种短波调制解调器及其调制解调方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，更具体地涉及一种短波调制解调器及其调制解调方法。
背景技术：
短波通信由于通信距离远、成本低、抗毁性好而广泛用于军事和民用通信。随着自适应短波通信技术的兴起，短波通信的质量得到了很大的改善，已成为远距离无线通信的一种重要手段。但短波信道的多径干扰和衰落等十分严重，因此在短波信道上进行大容量、高速数据传输十分困难，且误码率很高。 短波调制解调器是专为短波信道设计的无线数据终端，配合短波电台使用，实现数据传输。目前的短波调制解调器一般采用单片数字信号处理芯片，处理速度不高。编码方式一般采用卷积编码，维特比译码算法，均衡器采用均方根卡尔曼算法判决反馈均衡器。数据传输方式为FEC，数据传输速率为150bps 2400bps。仅支持数据业务通信，业务支持能力单一。现有短波调制解调器的技术方案参考图I。
发明内容
为弥补上述缺陷，本发明的目的是提出一种短波调制解调器及其调制解调方法，可以实现信号的快速传输，支持数据业务和声码传输，适应不同通信机制，误码率很低。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。技术方案一一种短波调制解调器，包括信号处理单元和显示控制单元，所述显示控制单元完成其与信号处理单元间的主控命令的处理、输入操作的处理及液晶屏的显示，其特征在于，所述信号处理单元包括主DSP、从DSP和现场可编程门阵列FPGA，所述主DSP对数据业务或声码进行LDPC编码、交织、walsh调制、加扰码后，进行8PSK调制，调制后信号通过加性高斯白噪声信道传输，并对信号进行同步检测，HF-RLS算法和Turbo均衡，8PSK解调、解扰、解walsh，解交织；所述从DSP对主DSP发送的声码进行声码算法，并将结果送回给主DSP ;所述FPGA与主DSP连接，对主DSP输出的LDPC码进行译码。上述技术方案的特点和进一步改进在于(I)所述输入操作处理包括按键和工种开关输入操作的处理。本发明硬件采用两个处理器和一个FPGA构架，其中主DSP、从DSP分两路对信号进行处理，与现有技术一个处理芯片相比，处理速度更快、处理数据能力更强。其中的FPGA最大的特点就是在设计的过程中可以灵活的更改设计，减少受制于专用芯片的束缚，可以适应不同的通信体制，只需替换接收机中的固件，修改核心处理模块中的软件即可，使用户不需购买新的硬件即可实现新系统、不断改善的应用要求及性能提升的需要；FPGA具有强大的逻辑资源和寄存器资源可以应对设计中大量的高速电子线路设计需求；该LDPC码的译码在FPGA上实现，作为协处理器供DSP程序调用以实现快速译码，且FPGA拥有更快的速度，可以实现非常复杂的 高速逻辑。技术方案二一种短波调制解调方法，其特征在于，主DSP对数据业务或声码进行LDPC编码、交织、walsh调制、加扰码，进行8PSK调制，调制后信号通过加性高斯白噪声信道传输，并对该信号进行同步检测，HF-RLS算法和Turbo均衡，8PSK解调、解扰、解walsh，解交织；从DSP完成声码算法，并将结果发回给主DSP ；FPGA对LDPC码进行译码。上述技术方案的特点和进一步改进在于(I)所述LDPC码属于准循环LDPC码，所述准循环LDPC码的校验矩阵由多个具有不同循环移位次数的单位阵构成。(2)所述准循环LDPC码的校验矩阵H定义为
权利要求
1.一种短波调制解调器，包括信号处理单元和显示控制单元，所述显示控制单元完成其与信号处理单元间的主控命令的处理、输入操作的处理及液晶屏的显示，其特征在于，所述信号处理单元包括主DSP、从DSP和现场可编程门阵列FPGA，所述主DSP用于对数据业务或声码进行LDPC编码、交织、walsh调制、加扰码后，进行8PSK调制，调制后的信号通过加性高斯白噪声信道传输，并对该信号进行同步检测，HF-RLS算法和Turbo均衡，8PSK解调、解扰、解walsh，解交织；所述从DSP对主DSP发送的声码进行声码算法，并将结果送回给主DSP ;所述FPGA与主DSP连接，对主DSP输出的LDPC码进行译码。
2.如权利要求I所述的短波调制解调器，其特征在于，所述输入操作处理包括按键和工种开关输入操作的处理。
3.一种短波调制解调方法，其特征在于，主DSP对数据业务或声码进行LDPC编码、交织、walsh调制、加扰码，进行8PSK调制，调制后信号通过加性高斯白噪声信道传输，并对该信号进行同步检测，HF-RLS算法和Turbo均衡，8PSK解调、解扰、解walsh，解交织；从DSP完成声码算法，并将结果发回给主DSP ；FPGA对LDPC码进行译码。
4.如权利要求3所述的短波调制解调方法，其特征在于，所述LDPC码属于准循环LDPC码，所述准循环LDPC码的校验矩阵由多个具有不同循环移位次数的单位阵构成。
5.如权利要求4所述的短波调制解调方法，其特征在于，所述准循环LDPC码的校验矩阵H定义为
6.如权利要求3的短波调制解调方法，其特征在于，所述HF-RLS为快速RLS算法，包括初估多径的个数，多径位置和它们之间的距离；在输入发送端数据向量时，保留对应多径位置及其前后两个码元的数据，其它位置全部清零；按标准RLS迭代算法运算。
7.如权利要求3所述的短波调制解调方法，其特征在于，所述Turbo均衡具体指前馈滤波的接收信号与前一次迭代得到的发送信号经过反馈滤波之后的结果进行干扰消除，再将干扰消除的结果发送给FPGA进行译码。
8.如权利要求7所述的短波调制解调方法，其特征在于，在没有反馈信息的第一次均衡时，采用DDE算法进行计算。
9.如权利要求7所述的短波调制解调方法，其特征在于，所述译码是通过对数似然比表示的BT算法进行LDPC译码。
10.如权利要求3所述的短波调制解调方法，其特征在于，所述信号传输方式采用无差错数据传输ARQ模式。
全文摘要
本发明涉及通信技术领域，公开了一种短波调制解调器及其调制解调方法。该调制解调器包括信号处理单元，所述信号处理单元包括主DSP、从DSP和FPGA，所述主DSP对数据业务或声码进行LDPC编码、交织、walsh调制、加扰码后，进行8PSK调制，调制后信号通过加性高斯白噪声信道传输，并对信号进行同步检测，HF-RLS算法和Turbo均衡，8PSK解调、解扰、解walsh，解交织；所述从DSP完成声码算法；所述FPGA对LDPC码进行译码。本发明技术方案采用了LDPC码、Turbo均衡等技术，在白噪声下误码率小；数据传输采用ARQ模式传输，能够保证数据的无差错传输。
文档编号H04M11/06GK102638629SQ20121009032
公开日2012年8月15日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者刘琪, 张健, 张雅慧, 杨磊, 田甜, 葛亮, 谭文生 申请人:西安烽火电子科技有限责任公司
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，更具体地涉及一种短波调制解调器及其调制解调方法。
背景技术：
短波通信由于通信距离远、成本低、抗毁性好而广泛用于军事和民用通信。随着自适应短波通信技术的兴起，短波通信的质量得到了很大的改善，已成为远距离无线通信的一种重要手段。但短波信道的多径干扰和衰落等十分严重，因此在短波信道上进行大容量、高速数据传输十分困难，且误码率很高。 短波调制解调器是专为短波信道设计的无线数据终端，配合短波电台使用，实现数据传输。目前的短波调制解调器一般采用单片数字信号处理芯片，处理速度不高。编码方式一般采用卷积编码，维特比译码算法，均衡器采用均方根卡尔曼算法判决反馈均衡器。数据传输方式为FEC，数据传输速率为150bps 2400bps。仅支持数据业务通信，业务支持能力单一。现有短波调制解调器的技术方案参考图I。
发明内容
为弥补上述缺陷，本发明的目的是提出一种短波调制解调器及其调制解调方法，可以实现信号的快速传输，支持数据业务和声码传输，适应不同通信机制，误码率很低。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。技术方案一一种短波调制解调器，包括信号处理单元和显示控制单元，所述显示控制单元完成其与信号处理单元间的主控命令的处理、输入操作的处理及液晶屏的显示，其特征在于，所述信号处理单元包括主DSP、从DSP和现场可编程门阵列FPGA，所述主DSP对数据业务或声码进行LDPC编码、交织、walsh调制、加扰码后，进行8PSK调制，调制后信号通过加性高斯白噪声信道传输，并对信号进行同步检测，HF-RLS算法和Turbo均衡，8PSK解调、解扰、解walsh，解交织；所述从DSP对主DSP发送的声码进行声码算法，并将结果送回给主DSP ;所述FPGA与主DSP连接，对主DSP输出的LDPC码进行译码。上述技术方案的特点和进一步改进在于(I)所述输入操作处理包括按键和工种开关输入操作的处理。本发明硬件采用两个处理器和一个FPGA构架，其中主DSP、从DSP分两路对信号进行处理，与现有技术一个处理芯片相比，处理速度更快、处理数据能力更强。其中的FPGA最大的特点就是在设计的过程中可以灵活的更改设计，减少受制于专用芯片的束缚，可以适应不同的通信体制，只需替换接收机中的固件，修改核心处理模块中的软件即可，使用户不需购买新的硬件即可实现新系统、不断改善的应用要求及性能提升的需要；FPGA具有强大的逻辑资源和寄存器资源可以应对设计中大量的高速电子线路设计需求；该LDPC码的译码在FPGA上实现，作为协处理器供DSP程序调用以实现快速译码，且FPGA拥有更快的速度，可以实现非常复杂的 高速逻辑。技术方案二一种短波调制解调方法，其特征在于，主DSP对数据业务或声码进行LDPC编码、交织、walsh调制、加扰码，进行8PSK调制，调制后信号通过加性高斯白噪声信道传输，并对该信号进行同步检测，HF-RLS算法和Turbo均衡，8PSK解调、解扰、解walsh，解交织；从DSP完成声码算法，并将结果发回给主DSP ；FPGA对LDPC码进行译码。上述技术方案的特点和进一步改进在于(I)所述LDPC码属于准循环LDPC码，所述准循环LDPC码的校验矩阵由多个具有不同循环移位次数的单位阵构成。(2)所述准循环LDPC码的校验矩阵H定义为
权利要求
1.一种短波调制解调器，包括信号处理单元和显示控制单元，所述显示控制单元完成其与信号处理单元间的主控命令的处理、输入操作的处理及液晶屏的显示，其特征在于，所述信号处理单元包括主DSP、从DSP和现场可编程门阵列FPGA，所述主DSP用于对数据业务或声码进行LDPC编码、交织、walsh调制、加扰码后，进行8PSK调制，调制后的信号通过加性高斯白噪声信道传输，并对该信号进行同步检测，HF-RLS算法和Turbo均衡，8PSK解调、解扰、解walsh，解交织；所述从DSP对主DSP发送的声码进行声码算法，并将结果送回给主DSP ;所述FPGA与主DSP连接，对主DSP输出的LDPC码进行译码。
2.如权利要求I所述的短波调制解调器，其特征在于，所述输入操作处理包括按键和工种开关输入操作的处理。
3.一种短波调制解调方法，其特征在于，主DSP对数据业务或声码进行LDPC编码、交织、walsh调制、加扰码，进行8PSK调制，调制后信号通过加性高斯白噪声信道传输，并对该信号进行同步检测，HF-RLS算法和Turbo均衡，8PSK解调、解扰、解walsh，解交织；从DSP完成声码算法，并将结果发回给主DSP ；FPGA对LDPC码进行译码。
4.如权利要求3所述的短波调制解调方法，其特征在于，所述LDPC码属于准循环LDPC码，所述准循环LDPC码的校验矩阵由多个具有不同循环移位次数的单位阵构成。
5.如权利要求4所述的短波调制解调方法，其特征在于，所述准循环LDPC码的校验矩阵H定义为
6.如权利要求3的短波调制解调方法，其特征在于，所述HF-RLS为快速RLS算法，包括初估多径的个数，多径位置和它们之间的距离；在输入发送端数据向量时，保留对应多径位置及其前后两个码元的数据，其它位置全部清零；按标准RLS迭代算法运算。
7.如权利要求3所述的短波调制解调方法，其特征在于，所述Turbo均衡具体指前馈滤波的接收信号与前一次迭代得到的发送信号经过反馈滤波之后的结果进行干扰消除，再将干扰消除的结果发送给FPGA进行译码。
8.如权利要求7所述的短波调制解调方法，其特征在于，在没有反馈信息的第一次均衡时，采用DDE算法进行计算。
9.如权利要求7所述的短波调制解调方法，其特征在于，所述译码是通过对数似然比表示的BT算法进行LDPC译码。
10.如权利要求3所述的短波调制解调方法，其特征在于，所述信号传输方式采用无差错数据传输ARQ模式。
全文摘要
本发明涉及通信技术领域，公开了一种短波调制解调器及其调制解调方法。该调制解调器包括信号处理单元，所述信号处理单元包括主DSP、从DSP和FPGA，所述主DSP对数据业务或声码进行LDPC编码、交织、walsh调制、加扰码后，进行8PSK调制，调制后信号通过加性高斯白噪声信道传输，并对信号进行同步检测，HF-RLS算法和Turbo均衡，8PSK解调、解扰、解walsh，解交织；所述从DSP完成声码算法；所述FPGA对LDPC码进行译码。本发明技术方案采用了LDPC码、Turbo均衡等技术，在白噪声下误码率小；数据传输采用ARQ模式传输，能够保证数据的无差错传输。
文档编号H04M11/06GK102638629SQ20121009032
公开日2012年8月15日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者刘琪, 张健, 张雅慧, 杨磊, 田甜, 葛亮, 谭文生 申请人:西安烽火电子科技有限责任公司
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