CN104378323A - 一种基于fft校频算法的低速调制解调器 - Google Patents

一种基于fft校频算法的低速调制解调器 Download PDF

Info

Publication number
CN104378323A
CN104378323A CN201410723071.4A CN201410723071A CN104378323A CN 104378323 A CN104378323 A CN 104378323A CN 201410723071 A CN201410723071 A CN 201410723071A CN 104378323 A CN104378323 A CN 104378323A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
module
input port
low
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410723071.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104378323B (zh
Inventor
王洪磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 54 Research Institute
Original Assignee
CETC 54 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 54 Research Institute filed Critical CETC 54 Research Institute
Priority to CN201410723071.4A priority Critical patent/CN104378323B/zh
Publication of CN104378323A publication Critical patent/CN104378323A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104378323B publication Critical patent/CN104378323B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/38—Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/3845—Demodulator circuits; Receiver circuits using non - coherent demodulation, i.e. not using a phase synchronous carrier
    • H04L27/3854—Demodulator circuits; Receiver circuits using non - coherent demodulation, i.e. not using a phase synchronous carrier using a non - coherent carrier, including systems with baseband correction for phase or frequency offset
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2657—Carrier synchronisation
    • H04L27/2659—Coarse or integer frequency offset determination and synchronisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2657—Carrier synchronisation
    • H04L27/266—Fine or fractional frequency offset determination and synchronisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2689—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation
    • H04L27/2695—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation with channel estimation, e.g. determination of delay spread, derivative or peak tracking
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2626—Arrangements specific to the transmitter only
    • H04L27/2627—Modulators
    • H04L27/2628—Inverse Fourier transform modulators, e.g. inverse fast Fourier transform [IFFT] or inverse discrete Fourier transform [IDFT] modulators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于FFT校频算法的低速调制解调器，它涉及可靠的点对点低速传输系统，具备对数据信息进行低误码率传输的能力，它包括调制器、解调器和校频模块，主要完成数据信息的编译码和调制解调。本发明利用FFT校频算法估计通信系统收发频差，实现了对数据信息进行低速低误码率可靠传输。本发明各电路集成在一块印制板上，构成一个多功能、小型化收发装置，它具有集成度高、体积小、器件选型容易、使用简单、通用性好等优点，特别适用于频差较大的通信系统。

Description

一种基于FFT校频算法的低速调制解调器
技术领域
本发明涉及通信领域中一种基于FFT校频算法的低速调制解调器，特别适用于通信系统收发频差较大及对数据信息进行低误码率传输。
背景技术
在通信系统中,收发本振频率之间存在频差,当设备处于运动状态时，还会额外引入较大的多普勒频移,若不采用任何措施，这些偏差会对通信系统性能带来影响，甚至造成通信设备难以正常工作。因此在点对点通信中,每次同步都需要进行频偏的计算和校正。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于FFT校频算法的低速调制解调器，采用FFT校频技术估计通信系统收发频差，并将该频差输送给解调器来减小频差带给通信系统的性能损失，实现了数据信息的低速低误码率可靠传输。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案来这样实现的：一种基于FFT校频算法的低速调制解调器，包括校频模块3，其特征在于：还包括调制器1和解调器2；所述的调制器1的输入端口1接收外部输入的导频信号，调制器1的输入端口2接收外部输入的数据信息，调制器1的输入端口3接收外部输入的参考时钟信号，将这三路信号进行调制处理形成中频信号并由调制器1的输出端口4分别输出至校频模块3的输入端口1和解调器2的输入端口2；校频模块3将接收的中频信号进行校频处理形成校频信号并由校频模块3的输出端口2输出至解调器2的输入端口1；解调器2将接收到的校频信号和中频信号进行解调处理后由解调器2的输出端口3输出解调后的数据信息。
其中，所述的调制器1包括复接/编码模块5、基带成形模块6、低中频调制模块7、数字模拟变换模块8、混频模块9和带通滤波器模块10；所述的复接/编码模块5的输入端口1接收外部输入的导频信号，复接/编码模块5的输入端口2接收外部输入的数据信息，复接/编码模块5的输入端口3接收外部输入的参考时钟信号，将这三路信号进行复接及编码处理后由输出端口4输出至基带成形模块6的输入端口1；基带成形模块6把复接及编码处理后的数字信号进行基带成形处理形成基带数字信号并由输出端口2输出至低中频调制模块7的输入端口1；低中频调制模块7把基带数字信号进行频谱搬移形成低中频数字信号并由输出端口2输出至数字模拟变换模块8的输入端口1；数字模拟变换模块8将低中频数字信号进行数模变换形成低中频模拟信号并由输出端口2输出至混频模块9的输入端口1；混频模块9把低中频模拟信号进行混频处理形成中频模拟信号并由输出端口2输出至带通滤波器模块10的输入端口1，再经过带通滤波器模块10滤波处理后由输出端口2分别输出至校频模块3的输入端口1和解调器2的输入端口2。
其中，所述的解调器2包括下变频器11、降采样滤波器及自适用饱和处理器12、失真自适应载波提取器13、鉴相器14、分接/解码器15、定时提取器16和飞轮保持器17；所述的下变频器11的输入端口1接收调制器1的输出端口4输出的中频信号，下变频器11的输入端口2接收校频模块3的输出端口2输出的校频信号，这两路信号在下变频器11进行频率搬移和纠正频差形成基带信号并由下变频器11的输出端口3输出至降采样滤波器及自适用饱和处理器12的输入端口1；降采样滤波器及自适用饱和处理器12将接收的基带信号进行降采样及饱和处理形成低采样率信号并由降采样滤波器及自适用饱和处理器12的输出端口2、输出端口3和输出端口4分别一一对应输出至失真自适应载波提取器13的输入端口1、鉴相器14的输入端口2和定时提取器16的输入端口1；定时提取器16对低采样率信号提取定时信号后由定时提取器16的输出端口2输出至飞轮保持器17的输入端口1；飞轮保持器17将接收的定时信号进行保护处理后形成稳定的定时信号并分别由飞轮保持器17的输出端口2和输出端口3输出至失真自适应载波提取器13的输入端口2和鉴相器14的输入端口3；失真自适应载波提取器13将接收的低采样率信号和稳定的定时信号提取载波形成载波信号并由失真自适应载波提取器13的输出端口3输出至鉴相器14的输入端口1；鉴相器14将接收的低采样率信号、稳定的定时信号和载波信号进行鉴相处理，由鉴相器14的输出端口4把鉴相后的数字信号输出至分接/解码器15的输入端口1；分接/解码器15将鉴相后的数字信号进行分接、译码处理后由分接/解码器15的输出端口2输出数据信息。
本发明相比背景技术有如下优点：
1.本发明利用FFT校频技术估计通信系统收发频差，并将该频差输送给解调器来减小频差带给通信系统的性能损失。
2、本发明各部件采用大规模可编程集成电路制作，具有线路简单、体积小、成本低廉、性能稳定可靠等优点，在工程中实用性强。
附图说明
图1是本发明的电原理方框图；
图2是本发明发端调制器1实施例的电原理图；
图3是本发明收端解调器2实施例的电原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1是本发明的电原理方框图，实施例按图1连接线路。参照图1，本发明发端包括调制器1，收端包括解调器2和校频模块3，其中发送端调制器1的作用是把数据信息和导频信号发送出去，校频模块3的作用是估计系统频差并输出至解调器2，解调器2的作用是接收校频模块3输出的校频信号和调制器1输出的调制信号并把数据信息恢复出来。
图2是本发明调制器1的实施例电原理图，并按其连接线路。参照图2，复接/编码模块5的作用是把数据信息复接，编码处理后输出至基带成形模块6；基带成形模块6的作用是把信号基带成形后输出至低中频调制模块7；低中频调制模块7的作用是把信号搬移至低中频后输出至数字模拟变换模块8；数字模拟变换模块8的作用是完成信号的数模变换后送给混频模块9；混频模块9的作用是把信号混频至中频后送给带通滤波器模块10；信号经过带通滤波器模块10后发送出去。复接/编码模块5、基带成形模块6、低中频调制模块7和数字模拟变换模块8采用一块现场可编程门阵列(FPGA)集成电路制作。
图3是本发明解调器2的实施例电原理图，并按其连接线路。参照图3，调制器2输出中频信号给下变频器11，校频模块3输出校频信号至下变频器11，下变频器11的作用是搬移信号至基带并完成纠正频差功能；然后把基带信号输出至降采样滤波器及自适用饱和处理器12；降采样滤波器及自适用饱和处理器12的作用是对输入信号进行降采样及饱和处理，然后把信号输出至失真自适应载波提取器13、鉴相器14和定时提取器16；失真自适应载波提取器13的作用是提取载波；定时提取器16的作用是提取定时信号，并把该信号输出至飞轮保持器17；飞轮保持器17的作用是输出稳定的定时信号，并把该信号输出至失真自适应载波提取器13和鉴相器14；鉴相器14完成鉴相功能，把鉴相后的结果送至分接/解码器15，分接/解码器15将数字信号进行分接、译码处理后输出原始的数据信息。所有部件采用一块现场可编程门阵列(FPGA)集成电路制作。
本发明简要工作原理如下：调制端发送数据信息、导频信号和参考时钟信号，接收端校频模块利用FFT校频算法估计出通信系统频差发送给解调器，解调器接收调制端输出的信号和校频模块输出通信系统频差，把数据信息恢复出来。
本发明集成在一块长度为280毫米、宽度尺寸为140毫米、高度为10毫米的印制板上。

Claims (3)

1.一种基于FFT校频算法的低速调制解调器，包括校频模块(3)，其特征在于：还包括调制器(1)和解调器(2)；所述的调制器(1)的输入端口1接收外部输入的导频信号，调制器(1)的输入端口2接收外部输入的数据信息，调制器(1)的输入端口3接收外部输入的参考时钟信号，将这三路信号进行调制处理形成中频信号并由调制器(1)的输出端口4分别输出至校频模块(3)的输入端口1和解调器(2)的输入端口2；校频模块(3)将接收的中频信号进行校频处理形成校频信号并由校频模块(3)的输出端口2输出至解调器(2)的输入端口1；解调器(2)将接收到的校频信号和中频信号进行解调处理后由解调器(2)的输出端口3输出解调后的数据信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于FFT校频算法的低速调制解调器，其特征在于：所述的调制器(1)包括复接/编码模块(5)、基带成形模块(6)、低中频调制模块(7)、数字模拟变换模块(8)、混频模块(9)和带通滤波器模块(10)；所述的复接/编码模块(5)的输入端口1接收外部输入的导频信号，复接/编码模块(5)的输入端口2接收外部输入的数据信息，复接/编码模块(5)的输入端口3接收外部输入的参考时钟信号，将这三路信号进行复接及编码处理后由输出端口4输出至基带成形模块(6)的输入端口1；基带成形模块(6)把复接及编码处理后的数字信号进行基带成形处理形成基带数字信号并由输出端口2输出至低中频调制模块(7)的输入端口1；低中频调制模块(7)把基带数字信号进行频谱搬移形成低中频数字信号并由输出端口2输出至数字模拟变换模块(8)的输入端口1；数字模拟变换模块(8)将低中频数字信号进行数模变换形成低中频模拟信号并由输出端口2输出至混频模块(9)的输入端口1；混频模块(9)把低中频模拟信号进行混频处理形成中频模拟信号并由输出端口2输出至带通滤波器模块(10)的输入端口1，再经过带通滤波器模块(10)滤波处理后由输出端口2分别输出至校频模块(3)的输入端口1和解调器(2)的输入端口2。
3.根据权利要求1所述的一种基于FFT校频算法的低速调制解调器，其特征在于：所述的解调器(2)包括下变频器(11)、降采样滤波器及自适用饱和处理器(12)、失真自适应载波提取器(13)、鉴相器(14)、分接/解码器(15)、定时提取器(16)和飞轮保持器(17)；所述的下变频器(11)的输入端口1接收调制器(1)的输出端口4输出的中频信号，下变频器(11)的输入端口2接收校频模块(3)的输出端口2输出的校频信号，这两路信号在下变频器(11)进行频率搬移和纠正频差形成基带信号并由下变频器(11)的输出端口3输出至降采样滤波器及自适用饱和处理器(12)的输入端口1；降采样滤波器及自适用饱和处理器(12)将接收的基带信号进行降采样及饱和处理形成低采样率信号并由降采样滤波器及自适用饱和处理器(12)的输出端口2、输出端口3和输出端口4分别一一对应输出至失真自适应载波提取器(13)的输入端口1、鉴相器(14)的输入端口2和定时提取器(16)的输入端口1；定时提取器(16)对低采样率信号提取定时信号后由定时提取器(16)的输出端口2输出至飞轮保持器(17)的输入端口1；飞轮保持器(17)将接收的定时信号进行保护处理后形成稳定的定时信号并分别由飞轮保持器(17)的输出端口2和输出端口3输出至失真自适应载波提取器(13)的输入端口2和鉴相器(14)的输入端口3；失真自适应载波提取器(13)将接收的低采样率信号和稳定的定时信号提取载波形成载波信号并由失真自适应载波提取器(13)的输出端口3输出至鉴相器(14)的输入端口1；鉴相器(14)将接收的低采样率信号、稳定的定时信号和载波信号进行鉴相处理，由鉴相器(14)的输出端口4把鉴相后的数字信号输出至分接/解码器(15)的输入端口1；分接/解码器(15)将鉴相后的数字信号进行分接、译码处理后由分接/解码器(15)的输出端口2输出数据信息。
CN201410723071.4A 2014-12-03 2014-12-03 一种基于fft校频算法的低速调制解调器 Active CN104378323B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410723071.4A CN104378323B (zh) 2014-12-03 2014-12-03 一种基于fft校频算法的低速调制解调器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410723071.4A CN104378323B (zh) 2014-12-03 2014-12-03 一种基于fft校频算法的低速调制解调器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104378323A true CN104378323A (zh) 2015-02-25
CN104378323B CN104378323B (zh) 2018-06-08

Family

ID=52556987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410723071.4A Active CN104378323B (zh) 2014-12-03 2014-12-03 一种基于fft校频算法的低速调制解调器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104378323B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107359900A (zh) * 2017-07-28 2017-11-17 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种适于超远距离散射链路的调制解调器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101076004A (zh) * 2006-05-16 2007-11-21 索尼株式会社 无线通信装置
CN101083504A (zh) * 2007-07-23 2007-12-05 沖电气（新加坡）技术中心 解调装置及其解调方法
CN101296214A (zh) * 2008-06-25 2008-10-29 中国电子科技集团公司第五十四研究所 时间正交频分复用调制解调器
CN101534287A (zh) * 2008-03-13 2009-09-16 泰鼎多媒体技术（上海）有限公司 移动通信系统中进行载波频率偏移校正的方法和装置
CN101964773A (zh) * 2009-07-24 2011-02-02 索尼公司 接收设备、方法和程序
US20110110459A1 (en) * 2004-02-02 2011-05-12 Satius Holding, Inc. FM OFDM over various communication media

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101266292B (zh) * 2008-05-08 2011-01-12 北京航空航天大学 一种gnss反射信号的频域处理装置和方法
CN101959261B (zh) * 2009-07-20 2013-07-31 中国移动通信集团公司 高速移动场景下的信号选择方法和设备
CN102201824B (zh) * 2010-03-23 2013-12-04 上海华虹集成电路有限责任公司 一种联合数字下变频和频偏校正电路的实现方法
JP5835203B2 (ja) * 2012-12-14 2015-12-24 ソニー株式会社 通信装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110110459A1 (en) * 2004-02-02 2011-05-12 Satius Holding, Inc. FM OFDM over various communication media
CN101076004A (zh) * 2006-05-16 2007-11-21 索尼株式会社 无线通信装置
CN101083504A (zh) * 2007-07-23 2007-12-05 沖电气（新加坡）技术中心 解调装置及其解调方法
CN101534287A (zh) * 2008-03-13 2009-09-16 泰鼎多媒体技术（上海）有限公司 移动通信系统中进行载波频率偏移校正的方法和装置
CN101296214A (zh) * 2008-06-25 2008-10-29 中国电子科技集团公司第五十四研究所 时间正交频分复用调制解调器
CN101964773A (zh) * 2009-07-24 2011-02-02 索尼公司 接收设备、方法和程序

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107359900A (zh) * 2017-07-28 2017-11-17 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种适于超远距离散射链路的调制解调器
CN107359900B (zh) * 2017-07-28 2019-11-05 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种适于超远距离散射链路的调制解调器

Also Published As

Publication number Publication date
CN104378323B (zh) 2018-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106856463B (zh) Msk/gmsk相干解调处理系统
EP3512170B1 (en) Circuit structure for efficiently demodulating fsk signal in wireless charging device
CN108141251A (zh) Nfc卡仿真模式的异步传输
CN105388500A (zh) Cpfsk信号载波跟踪精度的提高方法
CN104333411A (zh) 一种用于无人机遥测、遥控和数传系统
CN105306397A (zh) 一种dqpsk中频差分解调方法
CN106508104B (zh) 一种扩展遥测相干接收机频偏估计范围的方法
CN111049636B (zh) 一种bpsk位同步装置及方法
CN104378129A (zh) 一种用于无人机的地空宽带通信系统
CN113194052B (zh) 可重构射频直接数字调制通信系统
CN104393911B (zh) 一种用于无人机的地空窄带通信系统及其方法
CN104378323A (zh) 一种基于fft校频算法的低速调制解调器
CN104935543A (zh) 用于相位调制信号的同步解调器电子电路
CN104539317A (zh) 一种ofdm载波和gfsk无线双模通信芯片
CN104483682B (zh) S波段统一测控系统及其侧音提取模块和测距音转发方法
CN104378125A (zh) 一种用于无人机的地空宽带通信方法
CN106487727A (zh) 一种全双工自干扰消除方法和全双工系统
CN204697106U (zh) 一种ofdm电力线载波和gfsk无线双模通信芯片
CN103973321A (zh) 提高多音调频信号接收机灵敏度的方法
CN104393912A (zh) 一种用于无人机的地空宽带通信系统及其方法
CN104333391A (zh) 一种用于无人机的地空窄带通信方法
CN104363041A (zh) 一种用于无人机遥测、遥控和数传系统及其方法
CN104333393A (zh) 一种用于无人机地空窄带通信系统的接收终端及其方法
CN104378130A (zh) 一种用于无人机地空宽带通信系统的接收终端
CN108199996B (zh) 基于fpga的独立边带调制信号解调方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant