一種連續(xù)相位bpsk調(diào)制方法及其調(diào)制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種連續(xù)相位BPSK調(diào)制裝置，包括數(shù)據(jù)變化檢測器，頻率選擇器，載波相位控制字發(fā)生器，額外累加相位控制字發(fā)生器，選通器，相位控制字計算器，相位控制字累加器和ROM查找表。本發(fā)明還公開了一種連續(xù)相位BPSK調(diào)制方法。本發(fā)明調(diào)制裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)。本發(fā)明連續(xù)相位BPSK調(diào)制方法，利用與前一個數(shù)據(jù)波形相位連續(xù)的過渡波形平滑過渡到當前數(shù)據(jù)的調(diào)制波形，實現(xiàn)了調(diào)制波形的連續(xù)性，消除了相鄰時鐘前后發(fā)送數(shù)據(jù)的調(diào)制波形中存在的相位跳變，從而消除了因相位突變產(chǎn)生的脈沖響應，隱蔽了波形信號中蘊含的符號率信息，增加了通信的安全性和保密性。
【專利說明】—種連續(xù)相位BPSK調(diào)制方法及其調(diào)制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種調(diào)制方法，特別涉及一種連續(xù)相位的二進制相移鍵控(BinaryPhase Shift Keying,簡稱 BPSK)調(diào)制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]相移鍵控(Phase Shift Keying，簡稱PSK)是一種用載波相位表示輸入信號信息的調(diào)制技術(shù)，即利用相位變化來傳遞數(shù)字信息。IS-95中以及IMT-2000中使用的BPSK、四相相移鍵控(Quadri Phase Shift Keying,簡稱QPSK)和偏移四相相移鍵控(Offset QPSK,簡稱0QPSK)等都屬于相移鍵控調(diào)制方式。
[0003]采用相移鍵控技術(shù)進行信號調(diào)制時，相位變化是突發(fā)的。以二進制調(diào)相為例，連續(xù)兩個相鄰時鐘傳輸?shù)臄?shù)據(jù)一致時，即取碼元為“1”，調(diào)制后載波與未調(diào)載波同相，連續(xù)兩個相鄰時鐘傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不一致時，即取碼元為“0”，調(diào)制后載波與未調(diào)載波反相，8卩“1”和“O”時調(diào)制后載波相位相差180度。由于相位變化是突發(fā)的，因此在相位突變點會不可避免地引入很大的脈沖響應，這些脈沖響應類似于沖激函數(shù)(δ函數(shù))，具有很強的頻譜可見性，大大增加了信號被截獲和解調(diào)的概率。同時，相位突變會導致系統(tǒng)頻譜展寬，當帶寬受限時，頻譜展寬促使調(diào)制信號包絡改變。另外，PSK對放大器的線性度要求較高，進而對調(diào)制設備的要求較高，提高通信設備的成本。
[0004]針對PSK調(diào)制方式存在的上述缺陷，本領(lǐng)域研究人員提出了連續(xù)相位調(diào)制(Continuous Phase Modulation,簡稱CPM)調(diào)制方式。CPM調(diào)制方式是將信息數(shù)據(jù)包含在瞬時載波相位或頻率上，利用相位記憶作用保證載波相位在任何時間都是連續(xù)的，從而避免了相位突變。CPM調(diào)制方式包含了載波相位以連續(xù)形式變化的一大類調(diào)制技術(shù)，例如目前第二代移動通信中使用的最小頻移鍵控(Minimum Shift Keying，簡稱MSK)、高斯最小頻移鍵控(Gaussian Minimum Shift Keying，簡稱GMSK)就是常見的CPM調(diào)制方式。CPM調(diào)制方式避免了相位突變，與PSK調(diào)制方式相比，CPM具有更好的頻譜特性，并且功率譜更加集中；同時CPM的調(diào)制信號包絡恒定，便于使用非線性放大器，降低了設備成本。但是，與線性調(diào)制相比，CPM信號的具體形式不僅與成型脈沖有關(guān)，還與調(diào)制指數(shù)h、頻率響應函數(shù)脈沖相關(guān)長度L的取值有關(guān)，因此CPM調(diào)制方式比一般的線性調(diào)制(如PSK)復雜，增加了調(diào)制設備的實現(xiàn)復雜度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的PSK調(diào)制方式存在的相位突變的問題、及CPM調(diào)制方式實現(xiàn)復雜度較高的不足，提供一種連續(xù)相位BPSK調(diào)制方法及其調(diào)制裝置，該調(diào)制方法可克服PSK調(diào)制方式中相位跳變導致的信號波形強頻譜可見性的缺點，且實現(xiàn)該調(diào)制方法的裝置結(jié)構(gòu)簡單，復雜度低。
[0006]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:
[0007]一種連續(xù)相位BPSK調(diào)制裝置，包括:[0008]數(shù)據(jù)變化檢測器，用于檢測當前時鐘發(fā)送數(shù)據(jù)與相鄰的前一時鐘發(fā)送數(shù)據(jù)是否相同；
[0009]頻率選擇器，用于選擇輸出調(diào)制所需的載波頻率；
[0010]與頻率選擇器連接的載波相位控制字發(fā)生器，所述載波相位控制字發(fā)生器用于根據(jù)所選載波頻率產(chǎn)生載波相位控制字；
[0011]與頻率選擇器連接的額外累加相位控制字發(fā)生器，所述額外累加相位控制字發(fā)生器用于產(chǎn)生額外累加相位控制字；
[0012]選通器，所述選通器分別與所述數(shù)據(jù)變化檢測器和額外累加相位控制字發(fā)生器連接，所述選通器用于選通并輸出額外相位控制字；
[0013]相位控制字計算器，所述相位控制字計算器分別與選通器和載波相位控制字發(fā)生器連接，所述相位控制字計算器用于將載波相位控制字和額外相位控制字進行相加計算，得到相位控制字步長；
[0014]與相位控制字計算器連接的相位控制字累加器，所述相位控制字累加器用于相位控制字步長的累加，得到總相位控制字，該總相位控制字即是ROM查找表的地址，并將該地址送到ROM ；
[0015]與相位控制字累加器連接的深度為K的ROM查找表，所述ROM查找表用于存儲離散化的正弦波形值。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述數(shù)據(jù)變化檢測器檢測到當前時鐘發(fā)送數(shù)據(jù)與相鄰的前一時鐘發(fā)送數(shù)據(jù)相同，則輸出信號“ I ”，否則輸出信號“O”。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實施例，若數(shù)據(jù)變化檢測器輸出信號為“ I ”，則所述選通器輸出零控制字；若數(shù)據(jù)變化檢測器輸出信號為“0”，則選通器連續(xù)輸出M個額外累加相位控制字，其中，所述M的含義為:經(jīng)過M個時鐘周期后額外累加相位達到π。
[0018]一種連續(xù)相位BPSK調(diào)制方法，該方法基于直接數(shù)字頻率合成，通過額外累加相位控制字，直接改變控制字的方式，利用與前一個數(shù)據(jù)波形相位連續(xù)的過渡波形平滑過渡到當前數(shù)據(jù)的調(diào)制波形，實現(xiàn)調(diào)制波形的連續(xù)性，其具體步驟包括:
[0019]步驟1:載波相位控制字發(fā)生器根據(jù)頻率選擇器所選載波頻率，產(chǎn)生載波相位控制字；額外累加相位控制字發(fā)生器根據(jù)頻率選擇器所選載波頻率和過渡波形長度Μ，產(chǎn)生額外累加相位控制字；
[0020]步驟2:數(shù)據(jù)變化檢測器檢測當前時鐘發(fā)送的數(shù)據(jù)與相鄰的前一時鐘發(fā)送的數(shù)據(jù)是否相同，若相同，則輸出信號“ I ”，否則輸出信號“O ” ；
[0021]步驟3:選通器根據(jù)數(shù)據(jù)變化監(jiān)測器的輸出信號選通并輸出額外相位控制字，若數(shù)據(jù)變化監(jiān)測器的輸出信號為“1”，則選通器輸出額外相位控制字為零控制字；若數(shù)據(jù)變化檢測器輸出信號為“0”，則選通器連續(xù)輸出M個額外相位控制字為額外累加相位控制字；
[0022]步驟4:相位控制字計算器將載波相位控制字和額外相位控制字相加，得到相位控制字步長；
[0023]步驟5:相位控制字累加器進行相位控制字步長累加，得到總相位控制字，即得到每一時鐘的ROM查找表地址；
[0024]步驟6:根據(jù)步驟5產(chǎn)生的查找表地址，在ROM中查找當前時鐘的調(diào)制波形信號值，并將該調(diào)制波形信號值輸出；[0025]步驟7:判斷相位控制字累加器輸出的總相位控制字是否達到ROM查找表地址上限值，若達到上限值，則進入步驟8 ;若未達到上限值，則進入步驟9 ;
[0026]步驟8:將相位控制字累加器中總相位控制字清零，進入步驟9 ；
[0027]步驟9:判斷運行時間是否達到原始調(diào)制波形的一個周期，若達到，則結(jié)束當前數(shù)據(jù)的調(diào)制，若未達到，則返回步驟5，繼續(xù)進行總相位控制字累加。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的實施例，步驟I中所述額外累加相位控制字的計算方法為:設經(jīng)過M個時鐘周期后額外累加相位達到JijPMA 0,31，則額外累加相位步長4慫=|5額外累
加相位控制字
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)相位BPSK調(diào)制裝置，其特征在于，該調(diào)制裝置包括: 數(shù)據(jù)變化檢測器，用于檢測當前時鐘發(fā)送數(shù)據(jù)與相鄰的前一時鐘發(fā)送數(shù)據(jù)是否相同； 頻率選擇器，用于選擇輸出調(diào)制所需的載波頻率； 與頻率選擇器連接的載波相位控制字發(fā)生器，所述載波相位控制字發(fā)生器用于根據(jù)所選載波頻率產(chǎn)生載波相位控制字； 與頻率選擇器連接的額外累加相位控制字發(fā)生器，所述額外累加相位控制字發(fā)生器用于產(chǎn)生額外累加相位控制字； 選通器，所述選通器分別與所述數(shù)據(jù)變化檢測器和額外累加相位控制字發(fā)生器連接，所述選通器用于選通并輸出額外相位控制字； 相位控制字計算器，所述相位控制字計算器分別與選通器和載波相位控制字發(fā)生器連接，所述相位控制字計算器用于將載波相位控制字和額外相位控制字進行相加計算，得到相位控制字步長； 與相位控制字計算器連接的相位控制字累加器，所述相位控制字累加器用于相位控制字步長的累加，得到總相位控制字，該總相位控制字即是ROM查找表的地址，并將該地址送到 ROM ； 與相位控制字累加器連接的深度為K的ROM查找表，所述ROM查找表用于存儲離散化的正弦波形值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)相位BPSK調(diào)制裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)變化檢測器檢測到當前時鐘發(fā)送數(shù)據(jù)與相鄰的前一時鐘發(fā)送數(shù)據(jù)相同，則輸出信號“ 1”，否則輸出信號“O”。`
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)相位BPSK調(diào)制裝置，其特征在于，若數(shù)據(jù)變化檢測器輸出信號為“1”，則所述選通器輸出零控制字；若數(shù)據(jù)變化檢測器輸出信號為“0”，則選通器連續(xù)輸出M個額外累加相位控制字，其中，所述M的含義為:經(jīng)過M個時鐘周期后額外累加相位達到π。
4.一種連續(xù)相位BPSK調(diào)制方法，其特征在于，該方法基于直接數(shù)字頻率合成，通過額外累加相位控制字，直接改變控制字的方式，利用與前一個數(shù)據(jù)波形相位連續(xù)的過渡波形平滑過渡到當前數(shù)據(jù)的調(diào)制波形，實現(xiàn)調(diào)制波形的連續(xù)性，其具體步驟包括: 步驟1:載波相位控制字發(fā)生器根據(jù)頻率選擇器所選載波頻率，產(chǎn)生載波相位控制字；額外累加相位控制字發(fā)生器根據(jù)頻率選擇器所選載波頻率和過渡波形長度Μ，產(chǎn)生額外累加相位控制字； 步驟2:數(shù)據(jù)變化檢測器檢測當前時鐘發(fā)送的數(shù)據(jù)與相鄰的前一時鐘發(fā)送的數(shù)據(jù)是否相同，若相同，則輸出信號“ I ”，否則輸出信號“ O ” ； 步驟3:選通器根據(jù)數(shù)據(jù)變化監(jiān)測器的輸出信號選通并輸出額外相位控制字，若數(shù)據(jù)變化監(jiān)測器的輸出信號為“1”，則選通器輸出額外相位控制字為零控制字；若數(shù)據(jù)變化檢測器輸出信號為“0”，則選通器連續(xù)輸出M個額外相位控制字為額外累加相位控制字； 步驟4:相位控制字計算器將載波相位控制字和額外相位控制字相加，得到相位控制字步長; 步驟5:相位控制字累加器進行相位控制字步長累加，得到總相位控制字，即得到每一時鐘的ROM查找表地址；步驟6:根據(jù)步驟5產(chǎn)生的查找表地址，在ROM中查找當前時鐘的調(diào)制波形信號值，并將該調(diào)制波形信號值輸出； 步驟7:判斷相位控制字累加器輸出的總相位控制字是否達到ROM查找表地址上限值，若達到上限值，則進入步驟8 ;若未達到上限值，則進入步驟9 ； 步驟8:將相位控制字累加器中總相位控制字清零，進入步驟9 ; 步驟9:判斷運行時間是否達到原始調(diào)制波形的一個周期，若達到，則結(jié)束當前數(shù)據(jù)的調(diào)制，若未達到，則返回步驟5，繼續(xù)進行總相位控制字累加。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的連續(xù)相位BPSK調(diào)制方法，其特征在于，步驟I中所述額外累加相位控制字的計算方法為:設經(jīng)過M個時鐘周期后額外累加相位達到π，即ΜΔ θa=ji，則額外累加相位步長
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)相位BPSK調(diào)制裝置，其特征在于，所述過渡波形長度M取值為M = n/2，其中，N的含義為:采用N個離散采樣信號值表示一個周期的正弦載波信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6之一所述的連續(xù)相位BPSK調(diào)制方法，其特征在于，步驟I中所述載波相位控制字的計算方法為:假設正弦ROM查找表的深度為K，采用N個離散采樣信號值表示一個周期的正弦載波信號，則兩個相鄰的離散采樣點之間的相位差為Δ θ=2 π /N,則載波相位控制字為(；ds=k/n。
【文檔編號】H04L27/18GK103516652SQ201210209330
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月25日
【發(fā)明者】吳廷勇, 曹靈吉, 胡劍浩, 李少謙, 岳光榮 申請人:電子科技大學