CN1074623C - 数字正交幅度调制 - Google Patents

数字正交幅度调制 Download PDF

Info

Publication number
CN1074623C
CN1074623C CN96111760A CN96111760A CN1074623C CN 1074623 C CN1074623 C CN 1074623C CN 96111760 A CN96111760 A CN 96111760A CN 96111760 A CN96111760 A CN 96111760A CN 1074623 C CN1074623 C CN 1074623C
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
baseband signal
output
clock
base band
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN96111760A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1152209A (zh
Inventor
K·波斯特
S·霍夫曼
U·莱曼
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of CN1152209A publication Critical patent/CN1152209A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1074623C publication Critical patent/CN1074623C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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
    • H04L27/36—Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H04L27/365—Modulation using digital generation of the modulated carrier (not including modulation of a digitally generated carrier)

Landscapes

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

Abstract

通常的QAM调制器包括两个混频器，其中每一情况下数据信号被2相互正交载波之一相乘；因而产生的调制产物经相加组合成一个QAM信号。在高级数调制方法(64-QAM和256-QAM)中，关于载波相位、基带通道的电平差以及线性度，对信号处理有着非常严格的要求，而这仅能由昂贵的出厂调整和选择适合的分量来完成。根据本发明，提出了一个QAM调制器，它完全采用数字技术设计并且在输入端处基带信号的数字滤波之后，包含一个在其后具有均衡器、数/模转换器和模拟低通滤波器的多路复用器。

Description

数字正交幅度调制
本发明涉及一种正交幅度调制方法和一个相应的调制器。
正交幅度调制，下文简写为QAM，在杂志"Der Fernmeldeingenieur",Verlag fuer Wissenschaft und Leben Georg HeideckerGmbH Erlangen,1993年第8和9期，第51到54页中有所叙述。根据这篇文章QAM是基于使用两个相同频率的正交载波，即一个余弦载波和一个正弦载波，这两个载波又表示为法线分量和正交分量。在通常的QAM模拟方法中，一个I基带信号和一个Q基带信号(这两个信号也可由对单基带信号多路复用得到)分别馈给一个混频器的一个输入端。用于I基带信号的混频器接收具有相移0°的正弦载波，而另一个混频器也接收相移90°的余弦载波。这两个混频器的输出信号经相加合成为一个QAM信号，该QAM信号通过一个发送滤波器馈给一条传输线，或者作为中频信号馈给发送级。
基带信号主要采用了经滤波的多级信号，在这种情况下，滤波器的特性符合所谓的根/奈奎斯特整形，以产生带宽有效的QAM信号。出于经济传输的考虑，越来越多地传输具有64或256级的QAM信号。对这些信号的处理有着严格的要求，并且迄今仅能以高成本加以实现。因此，例如，要求90°载波相位的偏差必须低于1°，并且要求在中频相加前两个基带信号间的电平差必须低于0.5dB。由于严格的线性要求，混频器可能只以降低了的输出功率进行工作，也就是说，例如工作于距1dB压缩点11dB距离处，并且这导致对载波抑制的严格的隔离要求。通常在混频器之前安排输入低通滤波器，这些滤波器用模拟滤波器实现并且在衰减和信号传输时间方面有着与混频器同样严格的要求。迄今为止，根据现有技术的模拟QAM调制器的实现是通过由工厂调整来得到基带信号的载波正交性和同步性，并且通过选择适当分量获得混频器的载波抑制和线性度而进行的，其结果是总代价较高。
在“Fuba Spiegel”2194，第11到14页(第13页“插图和说明”的最后一行和第14页)中叙述了一种数字QAM调制器，其中由调制器产生I或Q基带信号并经数字滤波器输出至一个DDS模块来进行直接的数字信号合成。除了该方法相比而言代价非常昂贵以外，在此情况下还存在着与谐波抑制有关的特殊问题。
因此本发明的目的在于发展一种不那么昂贵的QAM方法和一种不那么昂贵的QAM调制器。根据本发明本目的通过一种与权利要求1一致的方法和通过一种与权利要求6一致的QAM调制器而得以实现。
根据本发明的方法很好地提供了单独使用数字模块从而采用完全集成技术，例如通过可商业利用的通常未经编程的可编程逻辑模块来设计QAM调制器的可能性。进一步的优势在于无须工厂调整，本方法由于混频过程中不存在线性问题适用于高的QAM级数，一条路径上的信号组合保证了基频信号的准确正交性和准确同步性，以及对于信号处理来说与置于信号路径前端的用户专用集成电路的集成也是可能的。根据本发明的方法通过权利要求2-5所述的措施加以发展。根据本发明的QAM调制器详细地在权利要求6和8中叙述；以及权利要求7给出另一个方案，借助于它有可能取消在其它情况下需要的延迟单元。
下文将结合附图中表示的一个QAM调制器实施例对本发明进行更为详细的解释。
图1表示了数字调制的原理，以及
图2根据本发明的一个QAM调制器。
图1中表示了一个经滤波的每个波特周期T具有两个抽样值的数字基带信号的数字调制原理。这里在横坐标轴上的一个区间作为范例给出了介于第38和第43波特周期之间的信号特性。第一正弦载波T1可以假设最大幅值为+1和-1，并且通过下述方式，即基带信号的抽样值分别出现在第一载波T1的最大值或最小值处与来基带信号I同步。在这种情况下，由于乘积的中间值不存在，调制等价为与数字基带信号每第二个值的符号反相的乘积。图1所表示的该原理适用于对两个基带信号I、Q的调制，这里第二个基带信号Q的乘积需要用到一个第二载波。此外，对QAM来说载波必须在相位上彼此相差90°，并因此对中频fb=1/T，载波信号或经调制的I和Q信号彼此间的时间移位应为T/4。
由于上述考虑构成了图2表示的数字QAM调制器。与I或Q基带信号的输入端EID、EQD分别相连的是分别为第一滤波器DF1或第二数字滤波器DF2的输入端，这两个数字滤波器的时钟输入端接受一个频率两倍于所需中频fb的时钟信号。数字滤波器DF1、DF2具有频谱均衡的根/奈奎斯特特征曲线；也可以在滤波器中引入另外需要的传播时间以便两个信号其后在两倍于中频处被变换。在本情况中，为了产生另外需要的传播时间，第一数字滤波器DF1的输出端连接至延迟单元LZG，该延迟单元LZG在本实施例中被时钟计时并且其时延相当于波特率四倍于基带信号的信号的一个周期，其结果是第一数字滤波器DF1的输出信号相对于第二数字滤波器DF2的输出信号有90°相移。延迟单元LZG的输出信号馈入一个多路复用器MUX的第一输入端EM1，并且此外，馈入第一反相器I1的输入端，该反相器I1的输出信号引至多路复用器的第二输入端。相应地，第二数字滤波器DF2的输出信号馈入多路复用器MUX的第三输入端EM3以及第二反相器I2的一个输入端，该第二反相器I2的输出端连接至多路复用器MUX的第四输入端EM4，输入信号的抽样序列可以编程并按下列方式选择作为正常状态的频谱，即最初对第二基带信号Q，接着是第一基带信号I，然后是反相的第二基带信号Q，最后对反相的第一基带信号I抽样。一个反相状态频谱要求一个序列，其中基带信号I、Q以及反相基带信号按如下方式互换，即首先对第一基带信号I、然后第二基带信号Q、接着是反相的第一基带信号、最后对反相的第二基带信号进行抽样。此外，频率四倍于基带信号波特率的一个时钟信号源的输出端连接至多路复用器MUX的一个时钟输入端TEM。多路复用器MUX的输出端连接至数字均衡器DEZ的输入端，该DEZ同样地接收一个四倍于基带信号波特率的时钟信号，并且具有一个相应于逆sin4x/4x特性的特征曲线。数字均衡器DEZ的输出端连接至数/模转换器DAW的输入端，该数/模转换器DAW同样地接收一个四倍于基带信号波特率的时钟信号，并且将在其输出端将QAM信号输出至一个低通滤波器TPF，该低通滤波器TPF的通带相应于中频并且其截止频率为中频的两倍，而且其输出端连接至用于所产生的中频信号的输出端ZFA。
根据图2的数字调制器以一个多路复用器MUX作为其核心，该多路复用器MUX以两倍于滤波器的抽样率，将经调制的基带信号彼此不重合地套用，同时在中频平面内实施90°相移和信号叠加。在多路复用器前端，基带信号I、Q首先通过相同的低通滤波器，这些低通滤波器形成脉冲并且在其中以相当于基带信号波特率两倍的频率进行抽样，事实是，在第一基带信号I的通道中，另外实现一个四分之一位周期的传播时间，由于第一基带信号I在随后的低通滤波器处早四分之一波特周期被抽样，因此两个基带信号的信号延迟再一次相同。在本实施例中，多路复用器MUX接收正常和反相状态的滤波后的数据信号，并将这些信号以四倍于波特率组合成一个数据流。
依赖于衰减，数/模转换器的输出频谱具有从0到1.5倍中频的有用范围，中频的均衡特性在一级近似下与轻微的抛物线状失真成正比。相应地，作为线性均衡器数字均衡器DEZ被连到下方，并具有逆sin4x/4x特性曲线，通过它输出频谱的特性曲线在直至中频的1.5倍范围内均为恒值；谐波分量被连接在IF输出端ZFA前的低通滤波器TPF抑制。

Claims (7)

1．用于两个基带信号I、Q的QAM调制的方法，其中所说的两个基带信号I、Q分别各自地与相位相对偏离90°的两个载波之一相乘，并且产生的IF分量信号被叠加成一个IF输出信号，其特征在于基带信号(I、Q)分别各自地在一个有混合频谱均衡的根/奈奎斯特特征曲线上滤波并且通过一个频率两倍于基带信号波特率的时钟信号进行抽样并且因此产生样本，一个基带信号(I)的样本被延迟一个四分之一IF信号周期的传播时间，反相信号由经延迟和未延迟的样本形成并且所说信号叠加成一个多路复用信号，一个正常状态频谱的抽样序列是这样的，即最初对Q基带信号、接着是I基带信号、然后是反相的Q基带信号、最后是对反相的I基带信号进行抽样，而一个反相状态频谱的抽样序列是，最初对I基带信号、接着是Q基带信号、然后是反相的I基带信号、最后是对反相的Q基带信号进行抽样，多路复用信号被均衡化并且其后用作数/模变换，以及这样产生的准模拟中频信号在经低通滤波后输出至一个IP输出端(ZFA)。
2．根据权利要求1的方法，其特征在于多路复用信号是在一个逆sin4x/4x特征曲线上均衡的。
3．根据权利要求1的方法，其特征在于基带信号(I、Q)的抽样是与滤波一起进行的。
4．根据权利要求1或3的方法，其特征在于基带信号(I、Q)以一个相应于四倍基带信号波特率的频率进行抽样，其中每第二抽样值被抑制并且一个基带信号(I)样本的延迟被消除。
5．用于实施根据权利要求1-4之一所述的方法的QAM调制器，其特征在于一个具有根/奈奎斯特特征曲线和频谱均衡的第一数字滤波器的信号输入端连接至用于第一基带信号(I)的一个输入端(EID)，用于第二基带信号(Q)的第二信号输入端(EQD)被连接至一个具有与第一数字滤波器(DF1)相同特征曲线和功能的第二数字滤波器(DF2)的信号输入端，两个数字滤波器(DF1、DF2)的时钟输入端被连接至一个在一个频率相应于所说基带信号波特率两倍的时钟信号源，第一数字滤波器(DF1)的输出端经一个时延相应于一个频率为四倍基带信号波特率的信号的一个周期延迟单元(LZG)连接至一个多路复用器(MUX)的一个第一信号输入端(EM1)，并且连接至第一反相器(I1)的信号输入端，所说第一反相器(I1)的信号输出端连接至多路复用器(MUX)的一个第二信号输入端(EM2)，第二数字滤波器(DF2)的输出连接至多路复用器(MUX)的第三信号输入端(EM3)并连接至其输出端被连接至多路复用器第四信号输入端(EM4)的第二反相器(I2)的一个信号输入端，多路复用器(MUX)的一个时钟信号输入端(TEM)被连接至一个频率相应于基带信号波特率四倍的时钟信号源，多路复用器(MUX)的输出端(EMA)连接至一个具有一个逆sin4x/4x均衡器特征曲线的数字均衡器(DEZ)的信号输入端，所说数字均衡器(DEZ)的输出连接至一个数/模转换器(DAW)的输入端，而所说数/模转换器(DAW)的输出端经一个低通滤波器(TPF)连接至一个IF信号的输出端(ZFA)，以及数字均衡器(DEZ)的时钟输入端和数/模转换器(DAW)的时钟输入端与多路复用器(MUX)的时钟输入端(TEM)并联连接。
6．根据权利要求5的QAM调制器，其特征在于第一和第二数字滤波器(DF1,DF2)的时钟信号输入端与多路复用器(MUX)的时钟信号输入端(TEM)并联连接，抽样以四倍于基带信号的波特率进行并且在此情况下取消延迟单元(LZG)。
7．根据权利要求5的QAM调制器，其特征在于低通滤波器(TPF)有一个相应于中频的通带和一个相应于两倍中频的截止频率。
CN96111760A 1995-08-30 1996-08-30 数字正交幅度调制 Expired - Fee Related CN1074623C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19531997 1995-08-30
DE19531997.4 1995-08-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1152209A CN1152209A (zh) 1997-06-18
CN1074623C true CN1074623C (zh) 2001-11-07

Family

ID=7770814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN96111760A Expired - Fee Related CN1074623C (zh) 1995-08-30 1996-08-30 数字正交幅度调制

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0760567A3 (zh)
CN (1) CN1074623C (zh)
AU (1) AU712700B2 (zh)
NO (1) NO963612L (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19732894C2 (de) 1997-07-30 1999-11-11 Siemens Ag Verfahren und Anordnungen zum schnellen Synchronisieren zweier Trägersignale
DE19732895C2 (de) * 1997-07-30 1999-05-12 Siemens Ag Anordnung zur schnellen digitalen Erzeugung eines digitalen Signals mit vorgebbarer Phasenlage mit Hilfe eines Referenz-Trägersignals
US6763072B1 (en) * 1999-08-25 2004-07-13 Victor Company Of Japan, Ltd. Method and apparatus for modulation and demodulation related to orthogonal frequency division multiplexing
DE50206555D1 (de) * 2002-02-06 2006-06-01 Abb Schweiz Ag Verfahren zum Erzeugen und Einrichtung zum Empfangen eines anisochronen binären Signals
KR100454483B1 (ko) 2002-03-04 2004-10-28 삼성전자주식회사 아이/큐 복조장치 및 그의 아이/큐 신호생성방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5191597A (en) * 1990-01-22 1993-03-02 Telefonaktiebolaget L M Ericsson Method of compensating for non-linearities in an end amplifier incorporated in a radio transmitter
US5371481A (en) * 1993-03-24 1994-12-06 Nokia Mobile Phones Ltd. Tuning techniques for I/Q channel signals in microwave digital transmission systems
EP0656714A2 (en) * 1993-11-30 1995-06-07 Nec Corporation Adaptive linearisation of a quadrature modulator

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0234539B2 (ja) * 1984-03-02 1990-08-03 Oki Electric Ind Co Ltd Deijitarushorigatachotsukohenchosochi
JPH03265332A (ja) * 1990-03-15 1991-11-26 Fujitsu Ltd ディジタル位相変調回路
IT1240444B (it) * 1990-05-18 1993-12-16 Borsano Corrado Procedimento per l'attuazione della modulazione digitale multilivello mediante un elaboratore di segnali numerici
JPH06104943A (ja) * 1992-09-21 1994-04-15 Nec Corp 四相位相変調装置
EP0693844B1 (en) * 1994-07-20 2005-12-07 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Digital quadrature modulator

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5191597A (en) * 1990-01-22 1993-03-02 Telefonaktiebolaget L M Ericsson Method of compensating for non-linearities in an end amplifier incorporated in a radio transmitter
US5371481A (en) * 1993-03-24 1994-12-06 Nokia Mobile Phones Ltd. Tuning techniques for I/Q channel signals in microwave digital transmission systems
EP0656714A2 (en) * 1993-11-30 1995-06-07 Nec Corporation Adaptive linearisation of a quadrature modulator

Also Published As

Publication number Publication date
EP0760567A2 (de) 1997-03-05
AU6434396A (en) 1997-03-06
NO963612L (no) 1997-03-03
EP0760567A3 (de) 2000-09-06
AU712700B2 (en) 1999-11-11
NO963612D0 (no) 1996-08-29
CN1152209A (zh) 1997-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6507625B2 (en) Digital modulator and digital demodulator
US6724832B1 (en) Vestigial sideband generator particularly for digital television
TW401691B (en) Digital QAM modulator using post filtering carrier recombination
US6441694B1 (en) Method and apparatus for generating digitally modulated signals
JPH0683277B2 (ja) 角度変調信号発生回路及びそれに関連する振幅及び位相変調信号発生回路
JPS6177452A (ja) 多値直交振幅変調方法および装置
CN1074623C (zh) 数字正交幅度调制
JPH07162383A (ja) Ｆｍステレオ放送装置
US20030169825A1 (en) Signal processor and method for the system-independent digital generation of mobile communication transmit signals of different mobile radio standards
US5373532A (en) π/4 quadrature phase shift keying modulator
JPH02295260A (ja) 変調器
US6504879B1 (en) Digital modulation apparatus
US4716577A (en) Autoequalizer
JPH084277B2 (ja) デジタル通信システム
US5214396A (en) Method and apparatus for providing a biphase modulated signal having flat envelope characteristics without a direct current component
US4178553A (en) Sampling modulated waves
CN104618285A (zh) 一种用于语音信号调制的全数字短波激励器
Singh et al. Digital single-sideband modulation
JPH06104943A (ja) 四相位相変調装置
JPH05218992A (ja) デジタルｆｍステレオ変調方法
RU2211530C2 (ru) Способ передачи информации
RU2248090C2 (ru) Двухвходовой частотный модулятор
JP3960692B2 (ja) デジタル直交変調器
KR970024759A (ko) 디지탈 데이타의 송신 및 수신장치
SU1415452A1 (ru) Устройство дл передачи и приема цифровых сигналов

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee