Способ формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией

 

Использование: в цифровой радиосвязи, в системах передачи дискретной информации для формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией. Сущность изобретения заключается в обеспечении непрерывности мгновенных значений и первой производной формируемых сигналов на границах символов. Способ формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией заключается в том, что расщепляют несущее колебание на синфазное и квадратурное колебания, формируют синфазный и квадратурный гармонические сигналы путем деления частоты синфазного и квадратурного колебаний в (4k+1) раз, где k - целое, сдвигают манипулирующие видеосигналы на половину длительности символа так, что фазы синфазного и квадратурного гармонических сигналов совпадают с фазами соответственно синфазного и квадратурного колебаний в начале и конце каждого символа, производят манипуляцию синфазного и квадратурного колебаний по фазе на 180o манипулирующими видеосигналами, производят балансную модуляцию синфазного и квадратурного двоично-манипулированных колебаний синфазным и квадратурным гармоническими сигналами и суммируют полученные колебания. Техническим результатом является уменьшение уровня внеполосных излучений при передаче формируемых радиосигналов при сохранении высокого коэффициента полезного действия передатчика. 3 ил.

Изобретение относится к электросвязи, а именно к цифровой радиосвязи, и может быть использовано в системах передачи сигналов с фазовой манипуляцией.

Известен способ формирования сигналов с квадратурной фазовой манипуляцией (Петрович Н.Т. Передача дискретной информации в каналах с фазовой манипуляцией. - М. : Связьиздат, 1965, с. 32-33), называемых автором сигналами двукратной фазовой телеграфии (ДФТ).

Недостатком известного способа формирования сигналов с квадратурной фазовой манипуляцией является высокий уровень внеполосных излучений при их передаче, что обусловлено наличием разрывов на 180o фазы формируемых сигналов на границах символов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией, также называемых авторами сигналами ДФТ (авт. св. СССР 692109, кл. Н 04 L 27/20, 1979), заключающийся в том, что расщепляют несущее колебание на синфазное и квадратурное колебания, сдвинутые один относительно другого по фазе на 90o, сдвигают поступающие от двух источников сообщения манипулирующие последовательности двоичных видеосигналов на половину длительности символа одну относительно другой, производят манипуляцию синфазного и квадратурного колебаний по фазе на 180o манипулирующими последовательностями двоичных видеосигналов, производят балансную модуляцию синфазного и квадратурного двоично-манипулированных колебаний сдвинутыми один относительно другого по фазе на 90o синфазным и квадратурным гармоническими сигналами с частотой, равной половине частоты следования символов, так, что огибающие полученных колебаний равны нулю в начале и конце каждого символа, и суммируют полученные колебания.

Известный способ позволяет формировать сигналы с квадратурной фазовой модуляцией (КФМ), фаза которых непрерывна на границах символов, а огибающая постоянна. В результате по сравнению с аналогом обеспечивается уменьшение уровня внеполосных излучений при передаче формируемых радиосигналов при высоком коэффициенте полезного действия передатчика.

Однако недостатком известного способа формирования сигналов с КФМ также является высокий уровень внеполосных излучений при передаче формируемых радиосигналов, что обусловлено наличием разрывов первой производной формируемых сигналов на границах символов.

Для устранения указанного недостатка необходимо обеспечить непрерывность первой производной формируемых сигналов на границах символов, т.к. известно, что чем большее производных формируемых сигналов непрерывны на границах символов, тем больше скорость убывания их спектров и тем меньше уровень внеполосных излучений (см., например, Гуревич М.С. Спектры радиосигналов. - М.: Связьиздат, 1963, с. 77).

Задачей изобретения является уменьшение уровня внеполосных излучений при передаче формируемых радиосигналов при сохранении высокого коэффициента полезного действия передатчика.

Достигается решение поставленной задачи тем, что в известный способ формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией, согласно которому выполняют следующие операции: расщепляют несущее колебание на синфазное и квадратурное колебания, сдвинутые один относительно другого по фазе на 90o, сдвигают поступающие от двух источников сообщения манипулирующие последовательности двоичных видеосигналов на половину длительности символа одну относительно другой, производят манипуляцию синфазного и квадратурного колебаний на 180o манипулирующими последовательностями двоичных видеосигналов, производят балансную модуляцию синфазного и квадратурного двоично-манипулированных колебаний сдвинутыми один относительно другого по фазе на 90o синфазным и квадратурным гармоническими сигналами с частотой, равной половине частоты следования символов, так, что огибающие полученных колебаний равны нулю в начале и конце каждого символа, и суммируют полученные колебания, введена операция формирования синфазного и квадратурного гармонических сигналов путем деления частоты синфазного и квадратурного колебаний в (4k+1) раз, где k - целое, причем операцию сдвига поступающих от двух источников сообщений манипулирующих последовательностей двоичных видеосигналов на половину длительности символа одну относительно другой выполняют так, что фазы синфазного и квадратурного гармонических сигналов совпадают с фазами соответственно синфазного и квадратурного колебаний в начале и конце каждого символа.

Предлагаемый способ формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией позволяет формировать сигналы с квадратурной фазовой модуляцией таким образом, что текущее значение формируемых сигналов всегда принимает максимальное или минимальное значения на границах всех символов. В результате первая производная формируемых сигналов будет неразрывна на границах всех символов (фиг.1,б), что и обеспечивает уменьшение уровня внеполосных излучений.

Сравнительный анализ с прототипом показал, что предлагаемый способ формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией включает в себя новые существенные признаки - введена операция формирования синфазного и квадратурного гармонических сигналов путем деления частоты синфазного и квадратурного колебаний в (4k+1) раз, где k - целое, причем операцию сдвига поступающих от двух источников сообщений манипулирующих последовательностей двоичных видеосигналов на половину длительности символа одну относительно другой выполняют так, что фазы синфазного и квадратурного гармонических сигналов совпадают с фазами соответственно синфазного и квадратурного колебаний в начале и конце каждого символа. Следовательно, техническое решение соответствует критерию "новизна".

Так как требуемый технический результат достигается всей вновь введенной совокупностью существенных признаков, которые в известной патентной и научной литературе на дату подачи заявки не обнаружены, то техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Предлагаемый способ формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией предполагает выполнение известных в цифровой связи операций, которые могут быть реализованы с помощью известных функциональных элементов.

На фиг. 1 показаны фрагменты сигналов в области границы символов, формируемых с помощью известного и предлагаемого способов формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией, на фиг.2 - диаграммы, поясняющие последовательность операций, выполняемых при реализации предлагаемого способа формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией, на фиг.3 - структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией.

Фиг. 1,а поясняет факт наличия на границах символов разрывов первой производной сигналов, формируемых с помощью известного способа формирования сигналов с КФМ, что обуславливает высокий уровень внеполосных излучений при их передаче.

Фиг. 1, б подтверждает факт отсутствия на границах символов разрывов первой производной сигналов, формируемых с помощью предлагаемого способа формирования сигналов с КФМ, что и обеспечивает уменьшение уровня внеполосных излучений.

При осуществлении предлагаемого способа формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией выполняют следующие операции: 1) расщепляют несущее колебание на синфазное и квадратурное колебания, сдвинутые один относительно другого по фазе на 90o, 2) формируют сдвинутые один относительно другого по фазе на 90o синфазный и квадратурный гармонические сигналы (показаны сплошными линиями соответственно на фиг.2,д и 2,е) путем деления частоты синфазного и квадратурного колебаний в (4k+1) раз, где k - целое, 3) сдвигают поступающие от двух источников сообщения манипулирующие последовательности двоичных видеосигналов на половину длительности символа (фиг. 2, а и 2,б) одну относительно другой так, что фазы синфазного и квадратурного гармонических сигналов совпадают с фазами соответственно синфазного и квадратурного колебаний в начале и конце каждого символа (см. соответственно фиг.2,в и 2,д, а также фиг.2,г и 2,е), 4) производят манипуляцию синфазного и квадратурного колебаний по фазе на 180o сдвинутыми один относительно другого на половину длительности символа манипулирующими последовательностями двоичных видеосигналов (см. соответственно фиг.2,в и 2,г), 5) производят балансную модуляцию синфазного и квадратурного двоично-манипулированных колебаний сдвинутыми один относительно другого по фазе на 90o синфазным и квадратурным гармоническими сигналами с частотой, равной половине частоты следования символов, так, что огибающие полученных колебаний равны нулю в начале и конце каждого символа (см. соответственно фиг.2, д и 2,е), 6) суммируют полученные колебания (см. фиг.2,ж).

Возможный вариант устройства для осуществления предлагаемого способа формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией (см. фиг.3) содержит источники сообщений 1 и 2, фазовые манипуляторы 3 и 4, фазовращатели 5 и 6, балансные модуляторы 7 и 8, сумматор 9, делитель частоты 10, синхронизаторы 11 и 12.

Несущее гармоническое колебание расщепляют на синфазное и квадратурное колебания, сдвинутые один относительно другого по фазе на 90o, с помощью фазовращателя 5.

Сдвинутые один относительно другого по фазе на 90o синфазный и квадратурный гармонические сигналы (показаны сплошными линиями соответственно на фиг.2,д и 2,е) формируют с помощью делителя частоты 10 в (4k+1) раз, где k - целое, и фазовращателя 6.

Сдвигают поступающие от двух источников сообщения манипулирующие последовательности двоичных видеосигналов на половину длительности символа (фиг.2, а и 2,б) одну относительно другой так, что фазы синфазного и квадратурного гармонических сигналов совпадают с фазами соответственно синфазного и квадратурного колебаний в начале и конце каждого символа (см. соответственно фиг.2,в и 2,д, а также фиг.2,г и 2,е), с помощью синхронизаторов 11 и 12.

Манипуляцию синфазного и квадратурного колебаний по фазе на 180o сдвинутыми один относительно другого на половину длительности символа манипулирующими последовательностями двоичных видеосигналов (см. соответственно фиг. 2,в и 2,г) производят с помощью фазовых манипуляторов 3 и 4.

Балансную модуляцию синфазного и квадратурного двоично-манипулированных колебаний сдвинутыми один относительно другого по фазе на 90o синфазным и квадратурным гармоническими сигналами с частотой, равной половине частоты следования символов, так, что огибающие полученных колебаний равны нулю в начале и конце каждого символа (см. соответственно фиг.2,д и 2,е), производят с помощью балансных модуляторов 7 и 8.

Суммируют полученные колебания (см. фиг.2,ж) с помощью сумматора 9.

Сигнал на выходе сумматора 9 (фиг.2,ж и 1,б) имеет то преимущество, что его огибающая является постоянной, а на границах символов отсутствуют разрывы первой производной сигнала, что обеспечивает уменьшение уровня внеполосных излучений при максимально возможном КПД передатчика.

Формула изобретения

Способ формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией, заключающийся в том, что расщепляют несущее колебание на синфазное и квадратурное колебания, сдвинутые один относительно другого по фазе на 90o, сдвигают поступающие от двух источников сообщения манипулирующие последовательности двоичных видеосигналов на половину длительности символа одну относительно другой, производят манипуляцию синфазного и квадратурного колебаний по фазе на 180o манипулирующими последовательностями двоичных видеосигналов, производят балансную модуляцию синфазного и квадратурного двоично-манипулированных колебаний сдвинутыми один относительно другого по фазе на 90o синфазным и квадратурным гармоническими сигналами с частотой, равной половине частоты следования символов, так, что огибающие полученных колебаний равны нулю в начале и в конце каждого символа, и суммируют полученные колебания, отличающийся тем, что формируют синфазный и квадратурный гармонические сигналы путем деления частоты синфазного и квадратурного колебаний в (4k+1) раз, где k - целое, причем поступающие от двух источников сообщения манипулирующие последовательности двоичных видеосигналов сдвигают на половину длительности символа одну относительно другой так, что фазы синфазного и квадратурного гармонических сигналов совпадают с фазами соответственно синфазного и квадратурного колебаний в начале и конце каждого символа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике передачи и приема информации

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для приема и передачи информации

Изобретение относится к приемопередающей технике

Изобретение относится к радиосвязи и может использоваться, например , в радиотелеметрии при работе с высокой скоростью и малым внеполосным излучением

Изобретение относится к электросвязи

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для передачи данных по радиоканалу

Изобретение относится к области радиотехники и может использоваться в системах передачи информации

Изобретение относится к беспроводным системам связи и может использоваться в мультистандартной передающей системе для снижения шума посредством фазовой модуляции

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах многоканальной цифровой связи с квадратурной амплитудной манипуляцией, а также в области цифрового радиовещания и цифрового телевидения. Достигаемый технический результат - снижение потерь пропускной способности дискретного канала в условиях плохой помеховой обстановки. Устройство формирования сигналов квадратурной амплитудной модуляции содержит общий задающий генератор, три фазовращателя, четыре коммутатора, сумматор, первый и второй делители напряжения с переменным коэффициентом деления, имеющие два входа и один выход, на первый вход которых подается сигнал с выхода устройства управления величиной сигналов низкого уровня Еk и Dk, содержащего аналого-цифровой преобразователь, постоянное запоминающее устройство, цифроаналоговый преобразователь. 4 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах телекоммуникации и цифровой передачи данных в составе радиотехнических комплексов. Технический результат - комплексное улучшение основных параметров квазикогерентного модулятора, а именно: расширение полос захвата и удержания синхронного режима работы, сокращение времени вхождения в синхронный режим работы, повышение точности и стабильности установа дискретов манипулируемой фазы при наличии дестабилизирующих факторов, воздействующих на коэффициент петлевого усиления устройства. Устройство содержит подстраиваемый генератор 1, генератор эталонного колебания 2, первый и второй фазовые детекторы 3 и 4, фазовращатель 5 на π/2, первый и второй компараторы напряжений 6 и 7, формирователь импульсов 8, линию 9 временной задержки, логическую схему «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» 10, реверсивный счетчик 11, цифроаналоговый преобразователь 12, первый сумматор 13, коммутатор 14 полярности сигнала, первый перемножитель сигналов 15, интегратор 16, первый масштабирующий делитель напряжения 17, второй перемножитель сигналов 18 и блок 19 установки и стабилизации петлевого усиления (БУСПУ), содержащий первый и второй блоки возведения текущего значения напряжения во вторую степень 20 и 21, второй сумматор 22, блок возведения текущего значения напряжения в ½ степень 23 и второй делитель напряжений 24. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах связи. Технический результат - повышение помехоустойчивости путем уменьшения уровня паразитной амплитудной модуляции. Технический результат достигается тем, что в предварительно заданной числовой бинарной псевдослучайной последовательности значения нулей и единиц соответственно модулируют предварительно сформированными радиоимпульсами, представляющими вещественную и мнимую части комплексного вейвлета Морле. 9 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах телекоммуникации и цифровой передачи данных в составе радиотехнических комплексов. Цель изобретения - комплексное (одновременное) улучшение основных параметров квазикогерентного модулятора, а именно: расширение полос захвата и удержания синхронного режима работы, сокращение времени вхождения в синхронный режим работы, повышение точности и стабильности установа дискретов манипулируемой фазы при наличии дестабилизирующих факторов, воздействующих на коэффициент петлевого усиления устройства. Устройство содержит подстраиваемый генератор 1, генератор эталонного колебания 2, первый и второй фазовые детекторы 3 и 4, фазовращатель 5 на π/2, первый и второй компараторы напряжений 6 и 7, формирователь импульсов 8, линию 9 временной задержки, логическую схему «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» 10, реверсивный счетчик 11, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 12, первый сумматор 13, коммутатор 14 полярности сигнала, первый перемножитель сигналов 15, интегратор 16, первый масштабирующий делитель напряжения 17, второй сумматор 18 и блок 19 установки и стабилизации петлевого усиления (БУСПУ), содержащий первый и второй блоки возведения текущего значения напряжения во вторую степень 20 и 21, третий сумматор 22, блок возведения текущего значения напряжения в ½ степень 23 и второй делитель напряжений 24, а также содержит блок 25 управления манипуляцией (БУМ), включающий в себя второй, третий, четвертый и пятый перемножители сигналов 26, 27, 28 и 29. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам формирования сигналов с четырехпозиционной манипуляцией. Техническим результатом является повышение помехозащищенности сигналов с четырехпозиционной манипуляцией при ограниченном частотном ресурсе радиолинии. Устройство состоит из источника сообщений, скремблера, дешифратора, первого, второго, третьего, четвертого синтезаторов частот, первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого управляемых ключей, первого, второго, третьего, четвертого сумматоров, первого, второго, третьего, четвертого генераторов псевдослучайной последовательности, регистра сдвига, схемы «И». 1 ил.

Изобретение относится к электросвязи, а именно к цифровой радиосвязи, и может быть использовано в системах передачи сигналов с фазовой манипуляцией

Наверх