GFSK接收机中的自适应均衡器的制作方法

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种GFSK接收机中的自适应均衡器。

背景技术：

在数字通信系统中，码间干扰(ISI，Intersymbol Interference)，或称为码间串扰、符号间干扰等，是信道中存在多径传播时影响通信性能的重要因素。当接收机中引入码间干扰以后，接收机的解调将会因为码间干扰的存在出现错误。

因此，现在急需提出一种新的方案，以消除接收机中存在的码间干扰，从而提高接收机的解调性能。

技术实现要素：

技术问题

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是：消除接收机中存在的码间干扰，从而提高接收机的解调性能.

解决方案

为了解决上述技术问题，根据本实用新型的一实施例，提供了一种GFSK 接收机中的自适应均衡器，所述自适应均衡器包括：

第一均衡模块，电连接于第一抽头系数配置模块，用于接收输入信号及所述第一抽头系数配置模块传来的第一抽头系数或第二抽头系数，并根据所述第一抽头系数或第二抽头系数对输入信号进行滤波处理，以获取第一滤波信号，其中，所述第一均衡模块工作于4倍符号速率；

第二均衡模块，电连接于判决模块及第二抽头系数配置模块，用于接收所述第二抽头系数配置模块传来的第三抽头系数或第四抽头系数及所述判决模块传来的输出信号，并根据所述第三抽头系数或所述第四抽头系数对所述输出信号进行滤波处理，以获取第二滤波信号，其中，所述第二均衡模块工作于1倍符号速率；

加法器，电连接于所述第一均衡模块及所述第二均衡模块，用于接收所述第一滤波信号及所述第二滤波信号，对所述第一滤波信号及所述第二滤波信号进行加法运算，输出求和信号；

所述判决模块，电连接于所述加法器，用于对所述求和信号进行判决处理，获取输出信号；

误差产生模块，电连接于所述加法器、所述判决模块，用于接收所述加法器传来的求和信号及所述判决模块传来的输出信号，根据所述求和信号、输出信号输出第一误差信号及第二误差信号；

第一抽头系数配置模块，电连接于所述误差产生模块，用于根据所述第一误差信号输出所述第一抽头系数或根据所述第二误差信号输出所述第二抽头系数；

第二抽头系数配置模块，电连接于所述误差产生模块，用于根据所述第一误差信号输出所述第三抽头系数或根据所述第二误差信号输出所述第四抽头系数。

在一种可能的实施方式中，所述第一均衡模块根据如下公式获取所述第一滤波信号：

FFE_out(n)＝X(n)*ffe_coeff(n)，其中，X(n)包括当前n时刻的输入信号的延迟信号及当前n时刻之前的多个输入信号的延迟信号，ffe_coeff(n)为当前n时刻的第一抽头系数或第二抽头系数，FFE_out(n)当前n时刻的第一滤波信号。

在一种可能的实施方式中，所述第一抽头系数配置模块通过如下公式获得所述第一抽头系数或第二抽头系数：

ffe_coeff(n)＝ffe_coeff(n-1)+delta×e_k(n)×x(n)，其中，ffe_coeff(n-1) 为n-1时刻的第一抽头系数或第二抽头系数，delta为误差常数，e_k(n)为所述第一误差信号或所述第二误差信号，x(n)为当前n时刻的输入信号。

在一种可能的实施方式中，所述第二均衡模块根据如下公式获取所述第二滤波信号：

FBE_out(n)＝D(n-1)*fbe_coef(n)，

其中，D(n-1)为所述判决模块在当前n时刻之前的多个输出信号的延迟信号，fbe_coef(n)为当前n时刻的第三抽头系数或第四抽头系数，FBE_out(n)当前n时刻的第二滤波信号。

在一种可能的实施方式中，所述第二抽头系数配置模块根据如下公式获取所述第三抽头系数或第四抽头系数：

fbe_coeff(n)＝fbe_coeff(n-1)+delta×e_k(n)×dec_out(n)，其中，fbe_coeff (n-1)为n-1时刻的第三抽头系数或第四抽头系数，delta为误差常数，e_k(n)为所述第一误差信号或所述第二误差信号，dec_out(n)为所述判决模块在当前n 时刻的输出信号。

在一种可能的实施方式中，所述误差产生模块包括：

使能子模块，用于接收使能信号，并根据使能信号确定误差信号产生方式；和/或

计算子模块，电连接于所述使能子模块，用于接收到计数指令后开始计数，并根据计数值与计数值阈值的关系确定误差信号产生方式。

在一种可能的实施方式中，在所述使能信号为第一使能信号或所述计数值小于所述计数值阈值时，所述误差产生模块根据如下公式获得所述第一误差信号：

e_k1(n)＝R×(dec_out(n)-EQ_out(n))，其中，e_k1(n)为当前n时刻的第一误差信号，R为常数，EQ_out(n)为当前n时刻的求和信号，dec_out(n)为当前n 时刻的输出信号；

在所述使能信号为第二使能信号或所述计数值大于或等于所述计数值阈值时，所述误差产生模块根据如下公式获得所述第二误差信号：

e_k2(n)＝dec_out(n)-EQ_out(n)，其中，e_k2(n)为当前n时刻的第二误差信号。

在一种可能的实施方式中，所述判决模块通过如下公式获取所述输出信号：

dec_out(n)＝sign(EQ_out(n))，其中，dec_out(n)为当前n时刻的输出信号， EQ_out(n)为当前n时刻的求和信号。

在一种可能的实施方式中，所述第一均衡模块、所述第二均衡模块分别为ffe_N阶的FFE均衡器、fbe_N阶的FBE均衡器，其中，ffe_N为大于1的整数， fbe_N为大于1的整数。

在一种可能的实施方式中，所述第一均衡模块、所述第二均衡模块分别包括FIR有限冲击响应滤波器、横向滤波器、转置形式滤波器的其中之一。

根据本实用新型的另一个方面，提出了一种GFSK接收机中的自适应均衡器的应用方法，所述方法包括：

以4倍符号速率接收输入信号及第一抽头系数或第二抽头系数，并根据所述第一抽头系数或第二抽头系数对输入信号进行滤波处理，以获取第一滤波信号；

以1倍符号速率接收第三抽头系数或第四抽头系数及输出信号，并根据所述第三抽头系数或所述第四抽头系数对所述输出信号进行滤波处理，以获取第二滤波信号；

对所述第一滤波信号及所述第二滤波信号进行加法运算，输出求和信号；

对所述求和信号进行判决处理，获取输出信号；

根据所述求和信号、所述输出信号输出第一误差信号及第二误差信号；

根据所述第一误差信号输出所述第一抽头系数或根据所述第二误差信号输出所述第二抽头系数；

根据所述第一误差信号输出所述第三抽头系数或根据所述第二误差信号输出所述第四抽头系数。

有益效果

根据以上GFSK接收机的自适应均衡器，本实用新型通过第一均衡模块及第二均衡模块可以消除信道中的码间干扰，克服信道的多径效应，提高了 GFSK接收机的解调性能，并且，通过设置第一均衡模块工作于4倍符号速率、第二均衡模块工作于1倍符号速率下，使得本实用新型提出的自适应均衡器的定时误差容忍度大大提高。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本实用新型的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本实用新型的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本实用新型的原理。

图1示出了根据本实用新型一实施方式的GFSK接收机中的自适应均衡器的框图。

图2示出了根据本实用新型一实施方式的GFSK接收机的自适应均衡器的框图。

图3示出了根据本实用新型一实施方式的GFSK接收机中的自适应均衡器的应用方法的流程图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本实用新型的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。

采用GFSK(Gauss Frequency Shift Keying，高斯频移键控)的通信系统通常包括GFSK发射机、GFSK接收机，GFSK发射机可以作为调制端对发射信号进行调制，并发送调制后的信号，GFSK接收机可以用于接收GFSK发射机发射的信号并进行解调以获得原始信号。GFSK发射机包括高斯成型滤波器，它会引入码间干扰，码间干扰的存在会使得GFSK接收机在对接收信号解调时出现误差，从而影响GFSK接收机的解调性能。

为解决GFSK接收机中的码间干扰问题，本实用新型提出了一种GFSK接收机中的自适应均衡器。

请参阅图1，图1示出了根据本实用新型一实施方式的GFSK接收机中的自适应均衡器的框图。

如图1所示，所述自适应均衡器包括：

第一均衡模块10，电连接于第一抽头系数配置模块11，用于接收输入信号及所述第一抽头系数配置11模块传来的第一抽头系数或第二抽头系数，并根据所述第一抽头系数或第二抽头系数对输入信号进行滤波处理，以获取第一滤波信号，其中，所述第一均衡模块工作于4倍符号速率。

第二均衡模块12，电连接于判决模块14及第二抽头系数配置模块12，用于接收所述第二抽头系数配置模块12传来的第三抽头系数或第四抽头系数及所述判决模块14传来的输出信号，并根据所述第三抽头系数或所述第四抽头系数对所述输出信号进行滤波处理，以获取第二滤波信号，其中，所述第二均衡模块工作于1倍符号速率。

加法器16，电连接于所述第一均衡模块10及所述第二均衡模块12，用于接收所述第一滤波信号及所述第二滤波信号，对所述第一滤波信号及所述第二滤波信号进行加法运算，输出求和信号。

所述判决模块14，电连接于所述加法器16，用于对所述求和信号进行判决处理，获取输出信号。

误差产生模块15，电连接于所述加法器16、所述判决模块14，用于接收所述加法器16传来的求和信号及所述判决模块14传来的输出信号，根据所述求和信号、输出信号输出第一误差信号及第二误差信号。

第一抽头系数配置模块11，电连接于所述误差产生模块15，用于根据所述第一误差信号输出所述第一抽头系数或根据所述第二误差信号输出所述第二抽头系数。

第二抽头系数配置模块13，电连接于所述误差产生模块15，用于根据所述第一误差信号输出所述第三抽头系数或根据所述第二误差信号输出所述第四抽头系数。

根据以上GFSK接收机的自适应均衡器，本实用新型通过第一均衡模块及第二均衡模块可以消除信道中的码间干扰，克服信道的多径效应，提高了 GFSK接收机的解调性能，并且，通过设置第一均衡模块工作于4倍符号速率、第二均衡模块工作于1倍符号速率下，使得本实用新型提出的自适应均衡器的定时误差容忍度大大提高。

对于第一均衡模块10：

在一种可能的实施方式中，输入信号可以是GFSK接收机接收的基带采样信号经过低通滤波器将带外干扰和噪声进行抑制后，由鉴频器运算，并通过符号同步完成码元同步及去除直流分量，再将去除直流分量后的信后从初始采样速率降速到符号速率后得到的信号。

在一种可能的实施方式中，第一均衡模块10可为ffe_N阶的FFE(Feed Forward Equalization，前向反馈均衡)均衡器、其中，ffe_N为大于1的整数。

在一种可能的实施方式中，所述第一均衡模块10可以包括FIR有限冲击响应滤波器、横向滤波器、转置形式滤波器的其中之一。

在一种可能的实施方式中，所述第一均衡模块10根据如下公式获取所述第一滤波信号：

FFE_out(n)＝X(n)*ffe_coeff(n)，其中，X(n)包括当前n时刻的输入信号的延迟信号及当前n时刻之前的多个输入信号的延迟信号，ffe_coeff(n)为当前n时刻的第一抽头系数或第二抽头系数，FFE_out(n)当前n时刻的第一滤波信号，其中，符号“*”为卷积符号。

在本实施方式中，X(n)可以存储在第一均衡模块10的寄存器中，输入信号依次被移入寄存器中存储，例如当n-1时刻的输入信号x(n-1)到来时，将输入信号x(n-1)移入寄存器中存储，当n时刻的输入信号x(n)到来时，将输入信号x(n)移入寄存器中存储，当n+1时刻的输入信号x(n+1)到来时，将输入信号x(n+1)移入寄存器中存储。

当第一均衡模块10工作于4倍符号速率时，输入信号中的数据以4倍符号速率进入第一均衡模块10，例如，在一个符号周期中有4个数据进入第一均衡模块10，通过设置第一均衡模块10工作于4倍符号速率，本实用新型所述的自适应均衡器的定时误差的容忍度将被大大提高。

第一均衡模块10可以对信道中因多径传播造成的前向码间干扰进行清除，还可以对其他干扰信号进行清除。

对于第二均衡模块12：

在一种可能的实施方式中，第二均衡模块12可以为fbe_N阶的反馈均衡器(Feed Backward Eguaizer，FBE)，其中，fbe_N为大于1的整数。

在一种可能的实施方式中，第二均衡模块12可以包括FIR有限冲击响应滤波器、横向滤波器、转置形式滤波器的其中之一。

在一种可能的实施方式中，第二均衡模块12根据如下公式获取所述第二滤波信号：

FBE_out(n)＝D(n-1)*fbe_coef(n)，其中，D(n-1)为所述判决模块在当前n 时刻之前的多个输出信号的延迟信号，fbe_coef(n)为当前n时刻的第三抽头系数或第四抽头系数，FBE_out(n)当前n时刻的第二滤波信号。

D(n-1)可以存储在判决模块14中，D(n-1)包括n-1时刻、n-2时刻、n-3时刻等多个时刻的输出信号d(n-1)、d(n-2)、d(n-3)等。

当第二均衡模块12工作于1倍符号速率时，本实用新型所述的自适应均衡器的定时误差的容忍度将被大大提高。

第一均衡模块12可以对信道中因多径传播造成的后向码间干扰进行清除，还可以对其他干扰信号进行清除。

在一种可能的实施方式中，第一均衡模块10和第二均衡模块12中，第一抽头系数可以和第三抽头系数对应，当第一均衡模块10根据第一抽头系数对输入信号进行滤波处理生成第一滤波信号时，第二均衡模块12可以根据第三抽头系数对判决模块14的输出信号进行滤波处理，从而生成第二滤波信号。

在一种可能的实施方式中，第一均衡模块10和第二均衡模块12中，第二抽头系数可以和第四抽头系数对应，当第一均衡模块10根据第二抽头系数对输入信号进行滤波处理生成第一滤波信号时，第二均衡模块12可以根据第四抽头系数对判决模块14的输出信号进行滤波处理，从而生成第二滤波信号。

对于加法器16：

在一种可能的实施方式中，加法器16通过如下公式输出求和信号， EQ_out(n)＝FFE_out(n)+FBE_out(n)，其中，EQ_out(n)为当前n时刻的求和信号。

在一种可能的实施方式中，第一均衡模块10以4倍符号速率工作，第二均衡模块12以1倍符号速率工作，例如，在同一时刻n(例如一个符号周期) 中，第一均衡模块10在得n/4，2n/4，3n/4及n时刻各输出1个滤波信号，可以将n时刻输出的滤波信号作为第一滤波信号；在n时刻，第二均衡模块12输出第二滤波信号，加法器16将所述第一滤波信号及所述第二滤波信号相加，获取求和信号。

对于判决模块14：

在一种可能的实施方式中，判决模块14可以包括用于暂存所述延迟信号的元器件或装置，例如延迟线(图中未示出)。

在一种可能的实施方式中，判决模块14通过如下公式获取所述输出信号：

dec_out(n)＝sign(EQ_out(n))，其中，dec_out(n)为当前n时刻的输出信号。

对于误差产生模块15：

请参阅图2，图2示出了根据本实用新型一实施方式的GFSK接收机的自适应均衡器的框图。

如图2所示，在一种可能的实施方式中，误差产生模块15可以包括：

使能子模块151，用于接收使能信号，并根据使能信号确定误差信号产生方式；和/或

计算子模块153，电连接于所述使能子模块151，用于接收到计数指令后开始计数，并根据计数值与计数值阈值的关系确定误差信号产生方式。

在一种可能的实施方式中，当使能子模块151接收到的所述使能信号为第一使能信号或计算子模块153计数的所述计数值小于所述计数值阈值时，所述误差产生模块根据如下公式获得所述第一误差信号：

e_k1(n)＝R×(dec_out(n)-EQ_out(n))，其中，e_k1(n)为当前n时刻的第一误差信号，R为常数，EQ_out(n)为当前n时刻的求和信号，dec_out(n)为当前n 时刻的输出信号。

在一种可能的实施方式中，在所述使能信号为第二使能信号或所述计数值大于或等于所述计数值阈值时，所述误差产生模块根据如下公式获得所述第二误差信号：

e_k2(n)＝dec_out(n)-EQ_out(n)，其中，e_k2(n)为当前n时刻的第二误差信号。

在一种可能的实施方式中，常数R可以通过如下公式获得：

R＝E{x(n)^2}/E{|x(n)|}，其中，E为求取平均值的符号。

在一些具体的实施方式中，当输入信号为2-GFSK模式时，R可以为1；当输入信号为4-GFSK模式时，R可以为2.5。

在一种可能的实施方式中，第一使能信号可以为低电平信号，第二使能信号可以为高电平信号，计算子模块153的计数值可以为符号周期的出现数目，计数值阈值可以是符号周期数目阈值。

在一种可能的实施方式中，计算子模块153可以获取使能子模块151获取的使能信号，将使能信号作为计数指令，根据使能信号的状态计算符号周期的数目并将其作为所述计数值，例如，当是使能信号为高电平信号时，可以认为使能信号为有效信号，此时，计算子模块153可以开始对符号周期进行计数，当计数值小于计数值阈值时，获取第一误差信号，在其他情况下(例如使能信号无效或计数值大于计数值阈值等)获取第二误差信号。计算子模块153也可以在自适应均衡器接收到输入信号后开始计算符号周期的数目并将其作为所述计数值，当然，也可以接收外部输入的其他的指令信号并根据接收的指令信号开始计算符号周期的数目并将其作为计数值。

当使能子模块53获得第二使能信号后，误差产生模块15可以根据以上公式获得第二误差信号。

如前所述，使能子模块151和计算子模块153可以分别确定误差信号，也可以同时确定误差信号，例如，在使能信号有效时(例如使能信号为第二使能信号)，且计数值小于计数值阈值时，误差产生模块15产生第一误差信号，在其他情况下，误差产生模块15产生第二误差信号。

当误差产生模块15产生第一误差信号时，本实用新型所述的GFSK接收机的自适应均衡器工作于局域常模算法(Constant Modulus Algorithm，CMA) 的盲均衡模式，当误差产生模块15产生第二误差信号时，自适应均衡器工作于基于最小均方根算法((Least Mean Squares，LMS)的面向判决模式。

对于第一抽头系数配置模块11：

在一种可能的实施方式中，所述第一抽头系数配置模块11可以通过如下公式获得所述第一抽头系数或第二抽头系数：

ffe_coeff(n)＝ffe_coeff(n-1)+delta×e_k(n)×x(n)，其中，ffe_coeff(n-1) 为n-1时刻的第一抽头系数或第二抽头系数，delta为误差常数，e_k(n)为所述第一误差信号或所述第二误差信号，x(n)为当前n时刻的输入信号。

在本实施方式中，第一抽头系数配置模块11可以通过第一误差信号获得第一抽头系数，通过第二误差信号获得第二抽头系数。

在一种可能的实施方式中，delta可以为0-1之间的小数，例如，delta可以为0.01。

在一种可能的实施方式中，第一抽头系数配置模块11在产生第二抽头系数后，可以覆盖第一抽头系数。

对于第二抽头系数配置模块13：

在一种可能的实施方式中，所述第二抽头系数配置模块13可以根据如下公式获取所述第三抽头系数或第四抽头系数：

fbe_coeff(n)＝fbe_coeff(n-1)+delta×e_k(n)×dec_out(n)，其中，fbe_coeff (n-1)为n-1时刻的第三抽头系数或第四抽头系数，delta为误差常数，e_k(n)为所述第一误差信号或所述第二误差信号，dec_out(n)为所述判决模块在当前n 时刻的输出信号。

在本实施方式中，第二抽头系数配置模块13通过第一误差信号获得第三抽头系数，通过第二误差信号获得第四抽头系数。

在一种可能的实施方式中，可以提前对第一抽头系数配置模块11及第二抽头系数配置模块13进行初始化，从而在第一抽头系数配置模块11及第二抽头系数配置模块13中存储初始化抽头系数，在自适应均衡器开始工作的时候，可以通过存储在第一抽头系数配置模块11及第二抽头系数配置模块13中的初始化抽头系数进行工作，此后，第一抽头系数配置模块11及第二抽头系数配置模块13通过前述的方式更新各自的抽头系数。

在一种可能的实施方式中，第二抽头系数配置模块13在产生第四抽头系数后，可以覆盖第三抽头系数。

应该说明的是，以上“第一”、“第二”等描述是为了清楚的介绍本实用新型，并不用于限制本实用新型。

请参阅图3，图3示出了根据本实用新型一实施方式的GFSK接收机中的自适应均衡器的应用方法的流程图。

如图3所示，所述方法包括：

步骤S110，以4倍符号速率接收输入信号及第一抽头系数或第二抽头系数，并根据所述第一抽头系数或第二抽头系数对输入信号进行滤波处理，以获取第一滤波信号；

步骤S120，以1倍符号速率接收第三抽头系数或第四抽头系数及输出信号，并根据所述第三抽头系数或所述第四抽头系数对所述输出信号进行滤波处理，以获取第二滤波信号；

步骤S130，对所述第一滤波信号及所述第二滤波信号进行加法运算，输出求和信号；

步骤S140，对所述求和信号进行判决处理，获取输出信号；

步骤S150，根据所述求和信号、所述输出信号输出第一误差信号及第二误差信号；

步骤S160，根据所述第一误差信号输出所述第一抽头系数或根据所述第二误差信号输出所述第二抽头系数；

步骤S170，根据所述第一误差信号输出所述第三抽头系数或根据所述第二误差信号输出所述第四抽头系数。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。