CN112134819A - 调制方法、调制器、解调方法、解调器、通信方法及系统 - Google Patents

调制方法、调制器、解调方法、解调器、通信方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112134819A
CN112134819A CN202010859105.8A CN202010859105A CN112134819A CN 112134819 A CN112134819 A CN 112134819A CN 202010859105 A CN202010859105 A CN 202010859105A CN 112134819 A CN112134819 A CN 112134819A
Authority
CN
China
Prior art keywords
offset
doppler
signal
implanted
time domain
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
CN202010859105.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112134819B (zh
Inventor
赵东艳
唐晓柯
丘四海
胡毅
李德建
李铮
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.)
State Grid Information and Telecommunication Co Ltd
Beijing Smartchip Microelectronics Technology Co Ltd
Original Assignee
State Grid Information and Telecommunication Co Ltd
Beijing Smartchip Microelectronics Technology Co Ltd
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 State Grid Information and Telecommunication Co Ltd, Beijing Smartchip Microelectronics Technology Co Ltd filed Critical State Grid Information and Telecommunication Co Ltd
Priority to CN202010859105.8A priority Critical patent/CN112134819B/zh
Publication of CN112134819A publication Critical patent/CN112134819A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112134819B publication Critical patent/CN112134819B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • H04L27/2662—Symbol 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
    • H04L27/2668—Details of algorithms
    • H04L27/2669—Details of algorithms characterised by the domain of operation
    • H04L27/2671—Time domain
    • 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

Landscapes

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

Abstract

本发明涉及通信技术领域，公开了一种基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法、调制器、解调方法、解调器、通信方法及系统。所述调制方法包括：根据码元与时域偏移量差值的预设对应关系，将M进制数据环形映射至设定偏移量，得到所述M进制数据对应的映射序列，其中M＝2L，L为正整数，所述设定偏移量之间的差值对应于所述预设对应关系中的所述时域偏移量差值；以及将所述映射序列植入多普勒频移，得到与所述M进制数据对应的ID‑CSS符号序列。本发明实施例适用于多普勒植入线性调频扩频信号的通信过程。

Description

调制方法、调制器、解调方法、解调器、通信方法及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体地涉及一种基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法、调制器、解调方法、解调器、通信方法及系统。
背景技术
随着无线通信的迅猛发展，由于频谱资源的不可再生特性，现在低频段频谱已越来越拥挤，通信的干扰也越来越严重。CSS(Chirp Spread Spectrum，线性调频扩频)技术具有天然的优良抗干扰能力，近年来受到人们越来越多的关注，并进行了更多的深入研究。
一般情况下，CSS技术可以与其他调制技术相结合进行通信。基于CSS技术的两种调制方式包括：二进制正交键控(Binary Orthogonal Keying，BOK)以及直接调制(DirectModulation，DM)。在此基础上，人们采用多载波、脉冲交叠等技术进一步提高其通信速率。当前主要相关技术包括LoRa和IEEE 802.15.4a。作为BOK技术的延扩，LoRa采用上升斜率(up-chirp)或下降斜率(down-chirp)进行编码映射。而IEEE 802.15.4a则采用DM技术，将其他方式调制(如DPSK(Differential Phase Shift Keying，差分相移键控)、DQPSK(Differential Quadrature Reference Phase Shift Keying，四相相对相移键控)等)后的信号乘以一个Chirp信号。而在解调的时候，BOK技术则利用不同chirp信号之间的正交性，DM技术则选择在接收端恢复基带信号。
多普勒植入线性调频扩频(Implanted-Doppler Chirp Spread Spectrum，ID-CSS)技术另辟蹊径，发送端在Chirp信号中人为的加入多普勒频移效应进行调制，而接收端利用匹配滤波输出的压缩脉冲的时间偏移量进行解调。
对于现有的BOK技术，解调时利用不同chirp信号的正交性进行判别，而DM技术解调时需要在接收端恢复基带信号，使得通信数据的传输效率较低。而对于ID-CSS技术，当外部环境中存在多普勒频移时，存在解调混淆的问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法、调制器、解调方法、解调器、通信方法及系统，通过差分调制解调的方法，在不需要发送专门的参考信号，解决了高速移动通信中的外部多普勒频移导致系统判决混淆的问题。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法，所述调制方法包括：根据码元与时域偏移量差值的预设对应关系，将M进制数据环形映射至设定偏移量，得到所述M进制数据对应的映射序列，其中M＝2L，L为正整数，所述设定偏移量之间的差值对应于所述预设对应关系中的所述时域偏移量差值；以及将所述映射序列植入多普勒频移，得到与所述M进制数据对应的ID-CSS符号序列。
优选地，所述根据码元与时域偏移量差值的预设对应关系，将M进制数据环形映射至设定偏移量，得到所述M进制数据对应的映射序列包括：将所述设定偏移量施加于特定调制信号，得到与所述设定偏移量对应的调制信号；将所述设定偏移量对应的调制信号首尾对接，形成偏移量圆环；根据所述码元与时域偏移量差值的预设对应关系，得到所述M进制数据中的每个码元对应的时域偏移量差值；根据每个码元对应的时域偏移量差值以及所述偏移量圆环，将所述M进制数据中码元按照顺序映射至对应的设定偏移量，得到所述M进制数据对应的映射序列。
优选地，所述调制方法还包括：将所述ID-CSS符号序列从基带信号转换为射频信号，以通过信道传输所述射频信号。
本发明第二方面提供一种基于多普勒植入线性调频扩频信号的解调方法，所述解调方法包括：对根据所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法输出的ID-CSS符号序列进行匹配滤波，以获取与所述ID-CSS符号序列中当前ID-CSS符号对应的第一偏移量以及前一个ID-CSS符号对应的第二偏移量；计算所述第一偏移量与所述第二偏移量之间的时域偏移量差值；根据码元与时域偏移量差值的预设对应关系，将所述时域偏移量差值解映射为对应的码元，得到与所述ID-CSS符号序列相对应的解调数据。
优选地，所述对根据所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法输出的ID-CSS符号序列进行匹配滤波，以获取与所述ID-CSS符号序列中当前ID-CSS符号对应的第一偏移量以及前一个ID-CSS符号对应的第二偏移量包括：利用特定调制信号，对所述ID-CSS符号序列进行匹配滤波，得到当前ID-CSS符号的峰值及该峰值所对应的峰位的第一偏移量，以及前一个ID-CSS符号的峰值及该峰值所对应的峰位的第二偏移量。
优选地，所述计算所述第一偏移量与所述第二偏移量之间的时域偏移量差值包括：将所述设定偏移量施加于特定调制信号，得到与所述设定偏移量对应的调制信号；将所述设定偏移量对应的调制信号首尾对接，形成偏移量圆环；根据所述第一偏移量与所述第二偏移量在所述偏移量圆环上的位置，确定二者之间的时域偏移量差值。
本发明第三方面提供一种基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制器，所述调制器包括：映射装置，用于根据码元与时域偏移量差值的预设对应关系，将M进制数据环形映射至设定偏移量，得到所述M进制数据对应的映射序列，其中M＝2L，L为正整数，所述设定偏移量之间的差值对应于所述预设对应关系中的所述时域偏移量差值；以及序列生成装置，用于将所述映射序列植入多普勒频移，得到ID-CSS符号序列。
优选地，所述映射装置还用于：将所述设定偏移量施加于特定调制信号，得到与所述设定偏移量对应的调制信号；将所述设定偏移量对应的调制信号首尾对接，形成偏移量圆环；根据所述码元与时域偏移量差值的预设对应关系，得到所述M进制数据中的每个码元对应的时域偏移量差值；根据每个码元对应的时域偏移量差值以及所述偏移量圆环，将所述M进制数据中码元按照顺序映射至对应的设定偏移量，得到所述M进制数据对应的映射序列。
优选地，所述调制器还包括：信号转换装置，用于将所述ID-CSS符号序列从基带信号转换为射频信号，以通过信道传输所述射频信号。
本发明第四方面提供一种基于多普勒植入线性调频扩频信号的解调器，所述解调器包括：匹配滤波器，用于对根据所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法输出的ID-CSS符号序列进行匹配滤波，以获取与所述ID-CSS符号序列中当前ID-CSS符号对应的第一偏移量以及前一个ID-CSS符号对应的第二偏移量；差值计算装置，用于计算所述第一偏移量与所述第二偏移量之间的时域偏移量差值；解调装置，用于根据码元与时域偏移量差值的预设对应关系，将所述时域偏移量差值解映射为对应的码元，得到与所述ID-CSS符号序列相对应的解调数据。
优选地，所述匹配滤波器还用于：利用特定调制信号，对所述ID-CSS符号序列进行匹配滤波，得到当前ID-CSS符号的峰值及该峰值所对应的峰位的第一偏移量，以及前一个ID-CSS符号的峰值及该峰值所对应的峰位的第二偏移量。
优选地，所述差值计算装置还用于：将所述设定偏移量施加于特定调制信号，得到与所述设定偏移量对应的调制信号；将所述设定偏移量对应的调制信号首尾对接，形成偏移量圆环；根据所述第一偏移量与所述第二偏移量在所述偏移量圆环上的位置，确定二者之间的时域偏移量差值。
本发明第五方面提供一种通信方法，所述通信方法包括：根据所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法输出与所述M进制数据相对应的ID-CSS符号序列；以及根据所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的解调方法输出与所述ID-CSS符号序列相对应的解调数据。
本发明第六方面提供一种通信系统，所述通信系统包括：根据所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制器，用于输出与所述M进制数据相对应的ID-CSS符号序列；以及根据所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的解调器，用于输出与所述ID-CSS符号序列相对应的解调数据。
通过上述技术方案，根据码元与时域偏移量差值的预设对应关系，将M进制数据环形映射至设定偏移量，从而得到所M进制数据对应的映射序列，在将多普勒频移植入所述映射序列后，得到与所述M进制数据对应的ID-CSS符号序列。由于本发明实施例中采用差分环形映射的方式进行信号调制，不需要发送专门的参考信号，只需要利用相邻两个信号即可实现信号解调，解决了高速移动通信中的外部多普勒频移导致系统判决混淆的问题，从而极大地提高通信数据的传输效率。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法的流程示意图；
图2是本发明一实施例提供的一种偏移量圆环示意图；
图3是本发明一实施例提供的另一种偏移量圆环示意图；
图4是本发明一实施例提供的基于多普勒植入线性调频扩频信号的解调方法的流程示意图；
图5是本发明一实施例提供的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制器的结构示意图；
图6是本发明一实施例提供的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制器的结构示意图；
图7是本发明一实施例提供的基于多普勒植入线性调频扩频信号的解调器的结构示意图；
图8是本发明一实施例提供的通信方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
线性调频信号(Chirp信号)的公式如下：
Figure BDA0002647406530000061
式中j为复数单位符号；φ(t)为Chirp信号的相位；
Figure BDA0002647406530000062
为幅值为1且脉冲宽度(或周期)为T的矩形脉冲信号，其具体公式表示如下：
Figure BDA0002647406530000063
对于未植入多普勒频移的线性调频信号，其相位可为：
Figure BDA0002647406530000064
故对于未植入多普勒频移的线性调频信号，其相位关于t＝0对称且频率(即相位对时间的导数)与时间成线性变化关系。本发明各个实施例中的植入多普勒频移的线性调频扩频信号(ID-CSS信号)是基于未植入多普勒频移的线性调频扩频信号(即原始线性调频扩频信号)植入多普勒频移，以形成离散化的频率数据(或向量，还可称为ID-CSS符号)。基于多个植入多普勒频移的线性调频扩频信号可在一个脉冲周期内实现多进制数据的调制映射。
图1是本发明一实施例提供的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法的流程示意图。如图1所示，所述调制方法可包括步骤S101-S102。
假设收发端(即调制器端与解调器端)双方的相对速度在M个Chirp符号(即Chirp脉冲的时间周期)之内基本无变化。发送端具备预设个数的设定偏移量(在本发明实施例中利用N个偏移量表示)，根据差分编码，不失一般性，采用未植入多普勒的Chirp符号为参考示意。
步骤S101，根据码元与时域偏移量差值的预设对应关系，将M进制数据环形映射至设定偏移量，得到所述M进制数据对应的映射序列。
其中，M＝2L，L为正整数(L＝1、2或3等)，以及所述设定偏移量之间的差值对应于所述预设对应关系中的所述时域偏移量差值。
其中，将所述设定偏移量施加于特定调制信号，得到与所述设定偏移量对应的调制信号，将所述设定偏移量对应的调制信号首尾对接，形成偏移量圆环，如图2所示，为N个设定偏移量对应的调制信号首尾对接形成的偏移量圆环，N个设定偏移量分别对应为Chirp-1、Chirp-2、Chirp-3......Chirp-N。然后，根据所述码元与时域偏移量差值的预设对应关系，得到所述M进制数据中的每个码元对应的时域偏移量差值，并根据每个码元对应的时域偏移量差值以及所述偏移量圆环，将所述M进制数据中码元按照顺序映射至对应的设定偏移量，得到所述M进制数据对应的映射序列。
其中，当发送端映射N-1个码元时，每个码元与时域偏移量差值的对应关系如表1所示。例如，当码元1对应的时域偏移量差值为1，码元2对应的时域偏移量差值为2，则在对所述M进制数据映射时，参见图2，码元1从Chirp-1的偏移位置逆时针转动到Chirp-2，码元2从Chirp-2的偏移位置逆时针转动到Chirp-4，那么由码元1、码元2......码元N-1按照图2所示的偏移量圆环逆时针映射得到的映射序列就是Chirp-1、Chirp-2、Chirp-4......。当然，也可以按照顺时针方向进行映射。
表1
码元 时域偏移量差值
码元1 1
码元2 2
... ...
码元N-1 N-1
例如，在本发明实施例中选取5个偏移量，分别是Chirp-1、Chirp-2、Chirp-3、Chirp-4、Chirp-5，而每个偏移量之间的偏移量差值有4种，分别是1、2、3、4。对于4进制调制系统4进制码元与4种偏移量差值之间的预设对应关系如表2所示，对应的偏移量圆环如图3所示。
表2
码元 偏移量差值
00 1
01 2
10 3
11 4
例如，当调制信号的码元序列为“00011011”时，根据本发明实施例的环形映射方式，可将上述码元序列按照如下方式进行映射：对于码元“00”，其对应的偏移量差值为1，从Chirp-1的偏移位置开始，逆时针转动到Chirp-2的偏移位置；对于码元“01”，其对应的偏移量差值为2，继续从Chirp-2的偏移位置开始逆时针转动到Chirp-4；对于码元“10”，其对应的偏移量差值为3，则继续从Chirp-4的偏移位置开始逆时针转动到Chirp-2；对于码元“11”，其对应的偏移量差值为4，继续从Chirp-2的偏移位置开始逆时针转动到Chirp-1。因此，调制信号的码元序列“00011011”对应环形体制的ID-CSS序列为“Chirp-1 Chirp-2Chirp-4 Chirp-2 Chirp-1”。
步骤S102，将所述映射序列植入多普勒频移，得到与所述M进制数据对应的ID-CSS符号序列。
将得到的映射序列，对应的植入多普勒频移，得到与所述M进制数据对应的ID-CSS符号序列。
在本发明一实施例中，得到与所述M进制数据对应的ID-CSS符号序列之后，将所述ID-CSS符号序列从基带信号转换为射频信号，以通过信道传输所述射频信号。
综上所述，本发明实施例创造性地将M进制数据，根据码元与时域偏移量差值的预设对应关系，环形映射至设定偏移量，从而得到所M进制数据对应的映射序列，在将多普勒频移植入所述映射序列后，得到与所述M进制数据对应的ID-CSS符号序列。由于本发明实施例中采用差分环形映射的方式进行信号调制，不需要发送专门的参考信号，只需要利用相邻两个信号即可实现信号解调，解决了高速移动通信中的外部多普勒频移导致系统判决混淆的问题，从而极大地提高通信数据的传输效率。
图4是本发明一实施例提供的基于多普勒植入线性调频扩频信号的解调方法的流程示意图。所述解决方法包括步骤S401-S403。
在本发明一实施例中，在执行步骤S401之前，在接收端通过信道接收到发送端发送的射频信号之后，通过频谱搬移，将射频信号转换为基带信号的ID-CSS符号序列。
步骤S401，对根据所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法输出的ID-CSS符号序列进行匹配滤波，以获取与所述ID-CSS符号序列中当前ID-CSS符号对应的第一偏移量以及前一个ID-CSS符号对应的第二偏移量。
根据压缩脉冲算法(匹配滤波器理论)，当接收信号(的ID-CSS符号序列)与匹配滤波的特定调制信号(即，未植入多普勒频移的Chirp信号，也就是原始Chirp信号)对齐时，其输出脉冲的幅度最大。因此，在本实施例中利用脉冲压缩技术的这一特点可鉴别植入多普勒频移的Chirp信号经过匹配滤波后的峰位的时间偏移量。
通过计算与所述特定调制信号相对应的脉冲压缩信号的峰值与峰位，并基于所述峰位所在的时间与所述特定调制信号(即，未植入多普勒频移的Chirp信号，也就是原始Chirp信号)的中心时间，计算得到该峰位的时间相对于所述中心时间的偏移量，从而得到当前ID-CSS符号的峰值及该峰值所对应的峰位的第一偏移量，以及前一个ID-CSS符号的峰值及该峰值所对应的峰位的第二偏移量。
步骤S402，计算所述第一偏移量与所述第二偏移量之间的时域偏移量差值；
步骤S403，根据码元与时域偏移量差值的预设对应关系，将所述时域偏移量差值解映射为对应的码元，得到与所述ID-CSS符号序列相对应的解调数据。
与发送端相同，将所述设定偏移量施加于特定调制信号，得到与所述设定偏移量对应的调制信号，然后将所述设定偏移量对应的调制信号首尾对接，形成偏移量圆环。根据所述第一偏移量与所述第二偏移量在所述偏移量圆环上的位置，确定二者之间的时域偏移量差值。以图3所示的偏移量圆环为例，若第一偏移量为Chirp-1，第二偏移量为Chirp-5，那么从Chirp-1的偏移位置逆时针(与发送端相同的方向)转动到Chirp-5的偏移位置，得到二者之间的时域偏移量差值为4，参考表2，对应的码元为11。即根据码元与时域偏移量差值的预设对应关系，由相邻ID-CSS符号对应的偏移量之间的时域偏移量差值，映射得到对应的码元，从而得到与所述ID-CSS符号序列相对应的解调数据。
以图3所示的偏移量圆环，表2所示的预设对应关系为例，若是接收到的ID-CSS符号序列为Chirp-1、Chirp-2、Chirp-5、Chirp-3、Chirp-2、Chirp-4、Chirp-2，则对应的按照逆时针的方向，以图3所示的偏移量圆环得到的时域偏移量差值为1、3、3、4、2、3，则参考表2所示的预设对应关系，得到对应的码元为00、10、10、11、01、11。
综上所述，本发明实施例创造性地对ID-CSS符号序列进行匹配滤波，以获取与所述ID-CSS符号序列中当前ID-CSS符号对应的第一偏移量以及前一个ID-CSS符号对应的第二偏移量，计算所述第一偏移量与所述第二偏移量之间的时域偏移量差值后，根据码元与时域偏移量差值的预设对应关系，将所述时域偏移量差值解映射为对应的码元，得到与所述ID-CSS符号序列相对应的解调数据。由于本发明实施例中采用差分环形映射的方式进行信号调制，不需要发送专门的参考信号，只需要利用相邻两个信号即可实现信号解调，解决了高速移动通信中的外部多普勒频移导致系统判决混淆的问题，从而极大地提高通信数据的传输效率。
图5是本发明一实施例提供的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制器的结构示意图。如图5所示，所述调制器包括：映射装置51，用于根据码元与时域偏移量差值的预设对应关系，将M进制数据环形映射至设定偏移量，得到所述M进制数据对应的映射序列，其中M＝2L，L为正整数，所述设定偏移量之间的差值对应于所述预设对应关系中的所述时域偏移量差值；以及序列生成装置52，用于将所述映射序列植入多普勒频移，得到ID-CSS符号序列。
其中，所述映射装置还用于：将所述设定偏移量施加于特定调制信号，得到与所述设定偏移量对应的调制信号；将所述设定偏移量对应的调制信号首尾对接，形成偏移量圆环；根据所述码元与时域偏移量差值的预设对应关系，得到所述M进制数据中的每个码元对应的时域偏移量差值；根据每个码元对应的时域偏移量差值以及所述偏移量圆环，将所述M进制数据中码元按照顺序映射至对应的设定偏移量，得到所述M进制数据对应的映射序列。
另外，如图6所示，所述调制器还包括：信号转换装置53，用于将所述ID-CSS符号序列从基带信号转换为射频信号，以通过信道传输所述射频信号。
有关本发明提供的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制器的具体细节及益处可参阅上述针对基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法的描述，于此不再赘述。
图7是本发明一实施例提供的基于多普勒植入线性调频扩频信号的解调器的结构示意图。如图7所示，所述解调器包括：匹配滤波器71，用于对根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法输出的ID-CSS符号序列进行匹配滤波，以获取与所述ID-CSS符号序列中当前ID-CSS符号对应的第一偏移量以及前一个ID-CSS符号对应的第二偏移量；差值计算装置72，用于计算所述第一偏移量与所述第二偏移量之间的时域偏移量差值；解调装置73，用于根据码元与时域偏移量差值的预设对应关系，将所述时域偏移量差值解映射为对应的码元，得到与所述ID-CSS符号序列相对应的解调数据。
其中，所述匹配滤波器还用于：利用特定调制信号，对所述ID-CSS符号序列进行匹配滤波，得到当前ID-CSS符号的峰值及该峰值所对应的峰位的第一偏移量，以及前一个ID-CSS符号的峰值及该峰值所对应的峰位的第二偏移量。
另外，所述差值计算装置还用于：将所述设定偏移量施加于特定调制信号，得到与所述设定偏移量对应的调制信号；将所述设定偏移量对应的调制信号首尾对接，形成偏移量圆环；根据所述第一偏移量与所述第二偏移量在所述偏移量圆环上的位置，确定二者之间的时域偏移量差值。
有关本发明提供的基于多普勒植入线性调频扩频信号的解调器的具体细节及益处可参阅上述针对基于多普勒植入线性调频扩频信号的解调方法的描述，于此不再赘述。
本发明一实施例还提供一种通信方法，所述通信方法可包括：根据所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法输出与所述M进制数据相对应的ID-CSS符号序列；以及根据所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的解调方法输出与所述ID-CSS符号序列相对应的解调数据。
其中，为了进一步理解本发明实施例，如图8所示，提供了本发明实施例的通信方法，包括：
在发送端：
输入码流81；
符号映射82，
其中，将所述设定偏移量施加于特定调制信号，得到与所述设定偏移量对应的调制信号，然后将所述设定偏移量对应的调制信号首尾对接，形成偏移量圆环，并根据所述码元与时域偏移量差值的预设对应关系，得到所述M进制数据中的每个码元对应的时域偏移量差值，之后根据每个码元对应的时域偏移量差值以及所述偏移量圆环，将所述M进制数据中码元按照顺序映射至对应的设定偏移量，得到所述M进制数据对应的映射序列；
ID-CSS符号序列生成83，
其中，将所述映射序列植入多普勒频移，得到与所述M进制数据对应的ID-CSS符号序列；
频谱搬移84，
将所述ID-CSS符号序列从基带信号转换为射频信号；
通过信道传输所述射频信号85；
在接收端：
频谱搬移86，
将接收到的所述射频信号转换为基带信号ID-CSS符号序列；
匹配滤波87，
其中，利用特定调制信号，对所述ID-CSS符号序列进行匹配滤波，得到当前ID-CSS符号的峰值及该峰值所对应的峰位的第一偏移量，以及前一个ID-CSS符号的峰值及该峰值所对应的峰位的第二偏移量；
时域偏移量差值计算88，
其中，将所述设定偏移量施加于特定调制信号，得到与所述设定偏移量对应的调制信号，然后将所述设定偏移量对应的调制信号首尾对接，形成偏移量圆环，并根据所述第一偏移量与所述第二偏移量在所述偏移量圆环上的位置，确定二者之间的时域偏移量差值；
符号解映射89，
其中，根据码元与时域偏移量差值的预设对应关系，将所述时域偏移量差值解映射为对应的码元，得到与所述ID-CSS符号序列相对应的解调数据。
本发明一实施例还提供一种通信系统，所述通信系统可包括：根据所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制器，用于输出与所述M进制数据相对应的ID-CSS符号序列；以及根据所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的解调器，用于输出与所述ID-CSS符号序列相对应的解调数据。
本发明一实施例还提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法、解调方法和/或通信方法。
所述机器可读存储介质包括但不限于相变内存(相变随机存取存储器的简称，Phase Change Random Access Memory，PRAM，亦称为RCM/PCRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体(Flash Memory)或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备等各种可以存储程序代码的介质。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (14)

1.一种基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法，其特征在于，所述调制方法包括：
根据码元与时域偏移量差值的预设对应关系，将M进制数据环形映射至设定偏移量，得到所述M进制数据对应的映射序列，其中M＝2L，L为正整数，所述设定偏移量之间的差值对应于所述预设对应关系中的所述时域偏移量差值；以及
将所述映射序列植入多普勒频移，得到与所述M进制数据对应的多普勒植入线性调频扩频ID-CSS符号序列。
2.根据权利要求1所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法，其特征在于，所述根据码元与时域偏移量差值的预设对应关系，将M进制数据环形映射至设定偏移量，得到所述M进制数据对应的映射序列包括：
将所述设定偏移量施加于特定调制信号，得到与所述设定偏移量对应的调制信号；
将所述设定偏移量对应的调制信号首尾对接，形成偏移量圆环；
根据所述码元与时域偏移量差值的预设对应关系，得到所述M进制数据中的每个码元对应的时域偏移量差值；
根据每个码元对应的时域偏移量差值以及所述偏移量圆环，将所述M进制数据中码元按照顺序映射至对应的设定偏移量，得到所述M进制数据对应的映射序列。
3.根据权利要求1所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法，其特征在于，所述调制方法还包括：
将所述ID-CSS符号序列从基带信号转换为射频信号，以通过信道传输所述射频信号。
4.一种基于多普勒植入线性调频扩频信号的解调方法，其特征在于，所述解调方法包括：
对根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法输出的多普勒植入线性调频扩频ID-CSS符号序列进行匹配滤波，以获取与所述ID-CSS符号序列中当前ID-CSS符号对应的第一偏移量以及前一个ID-CSS符号对应的第二偏移量；
计算所述第一偏移量与所述第二偏移量之间的时域偏移量差值；
根据码元与时域偏移量差值的预设对应关系，将所述时域偏移量差值解映射为对应的码元，得到与所述ID-CSS符号序列相对应的解调数据。
5.根据权利要求4所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的解调方法，其特征在于，所述对根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法输出的ID-CSS符号序列进行匹配滤波，以获取与所述ID-CSS符号序列中当前ID-CSS符号对应的第一偏移量以及前一个ID-CSS符号对应的第二偏移量包括：
利用特定调制信号，对所述ID-CSS符号序列进行匹配滤波，得到当前ID-CSS符号的峰值及该峰值所对应的峰位的第一偏移量，以及前一个ID-CSS符号的峰值及该峰值所对应的峰位的第二偏移量。
6.根据权利要求4所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的解调方法，其特征在于，所述计算所述第一偏移量与所述第二偏移量之间的时域偏移量差值包括：
将所述设定偏移量施加于特定调制信号，得到与所述设定偏移量对应的调制信号；
将所述设定偏移量对应的调制信号首尾对接，形成偏移量圆环；
根据所述第一偏移量与所述第二偏移量在所述偏移量圆环上的位置，确定二者之间的时域偏移量差值。
7.一种基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制器，其特征在于，所述调制器包括：
映射装置，用于根据码元与时域偏移量差值的预设对应关系，将M进制数据环形映射至设定偏移量，得到所述M进制数据对应的映射序列，其中M＝2L，L为正整数，所述设定偏移量之间的差值对应于所述预设对应关系中的所述时域偏移量差值；以及
序列生成装置，用于将所述映射序列植入多普勒频移，得到多普勒植入线性调频扩频ID-CSS符号序列。
8.根据权利要求7所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制器，其特征在于，所述映射装置还用于：
将所述设定偏移量施加于特定调制信号，得到与所述设定偏移量对应的调制信号；
将所述设定偏移量对应的调制信号首尾对接，形成偏移量圆环；
根据所述码元与时域偏移量差值的预设对应关系，得到所述M进制数据中的每个码元对应的时域偏移量差值；
根据每个码元对应的时域偏移量差值以及所述偏移量圆环，将所述M进制数据中码元按照顺序映射至对应的设定偏移量，得到所述M进制数据对应的映射序列。
9.根据权利要求7所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制器，其特征在于，所述调制器还包括：
信号转换装置，用于将所述ID-CSS符号序列从基带信号转换为射频信号，以通过信道传输所述射频信号。
10.一种基于多普勒植入线性调频扩频信号的解调器，其特征在于，所述解调器包括：
匹配滤波器，用于对根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法输出的多普勒植入线性调频扩频ID-CSS符号序列进行匹配滤波，以获取与所述ID-CSS符号序列中当前ID-CSS符号对应的第一偏移量以及前一个ID-CSS符号对应的第二偏移量；
差值计算装置，用于计算所述第一偏移量与所述第二偏移量之间的时域偏移量差值；
解调装置，用于根据码元与时域偏移量差值的预设对应关系，将所述时域偏移量差值解映射为对应的码元，得到与所述ID-CSS符号序列相对应的解调数据。
11.根据权利要求10所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的解调器，其特征在于，所述匹配滤波器还用于：
利用特定调制信号，对所述ID-CSS符号序列进行匹配滤波，得到当前ID-CSS符号的峰值及该峰值所对应的峰位的第一偏移量，以及前一个ID-CSS符号的峰值及该峰值所对应的峰位的第二偏移量。
12.根据权利要求10所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的解调器，其特征在于，所述差值计算装置还用于：
将所述设定偏移量施加于特定调制信号，得到与所述设定偏移量对应的调制信号；
将所述设定偏移量对应的调制信号首尾对接，形成偏移量圆环；
根据所述第一偏移量与所述第二偏移量在所述偏移量圆环上的位置，确定二者之间的时域偏移量差值。
13.一种通信方法，其特征在于，所述通信方法包括：
根据权利要求1-3中的任一项权利要求所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制方法输出与所述M进制数据相对应的多普勒植入线性调频扩频ID-CSS符号序列；以及
根据权利要求5-6中的任一项权利要求所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的解调方法输出与所述ID-CSS符号序列相对应的解调数据。
14.一种通信系统，其特征在于，所述通信系统包括：
根据权利要求7-9任一项所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的调制器，用于输出与所述M进制数据相对应的多普勒植入线性调频扩频ID-CSS符号序列；以及
根据权利要求10-12任一项所述的基于多普勒植入线性调频扩频信号的解调器，用于输出与所述ID-CSS符号序列相对应的解调数据。
CN202010859105.8A 2020-08-24 2020-08-24 调制方法、调制器、解调方法、解调器、通信方法及系统 Active CN112134819B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010859105.8A CN112134819B (zh) 2020-08-24 2020-08-24 调制方法、调制器、解调方法、解调器、通信方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010859105.8A CN112134819B (zh) 2020-08-24 2020-08-24 调制方法、调制器、解调方法、解调器、通信方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112134819A true CN112134819A (zh) 2020-12-25
CN112134819B CN112134819B (zh) 2021-10-22

Family

ID=73847441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010859105.8A Active CN112134819B (zh) 2020-08-24 2020-08-24 调制方法、调制器、解调方法、解调器、通信方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112134819B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050195883A1 (en) * 2004-02-14 2005-09-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for ultra wideband communication
CN103873106A (zh) * 2014-03-05 2014-06-18 北京理工大学 一种类噪声Chirp基Q-CCSK扩频通信方法
CN203827380U (zh) * 2014-01-08 2014-09-10 华南理工大学 基于线性调频的水声抗多普勒多载波调制解调装置
CN110581750A (zh) * 2019-11-11 2019-12-17 上海磐启微电子有限公司 一种调制器、解调器以及无线通信系统
CN110768919A (zh) * 2019-09-11 2020-02-07 武汉船舶通信研究所（中国船舶重工集团公司第七二二研究所） 用于卫星通信系统的载波同步方法和装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050195883A1 (en) * 2004-02-14 2005-09-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for ultra wideband communication
CN203827380U (zh) * 2014-01-08 2014-09-10 华南理工大学 基于线性调频的水声抗多普勒多载波调制解调装置
CN103873106A (zh) * 2014-03-05 2014-06-18 北京理工大学 一种类噪声Chirp基Q-CCSK扩频通信方法
CN110768919A (zh) * 2019-09-11 2020-02-07 武汉船舶通信研究所（中国船舶重工集团公司第七二二研究所） 用于卫星通信系统的载波同步方法和装置
CN110581750A (zh) * 2019-11-11 2019-12-17 上海磐启微电子有限公司 一种调制器、解调器以及无线通信系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN112134819B (zh) 2021-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112134821B (zh) 基于线性调频信号的调制方法及调制器
CA2826005C (en) Methods and systems for communicating
WO2020095015A2 (en) Improved device and method for modulating information
JP6814198B2 (ja) 複数ユーザー情報伝送の変調方法、復調方法及び装置
CN112738001B (zh) 正交键控调制方法、解调方法、系统、发射机及接收机
CN112350970B (zh) 一种多相位频移键控调制、解调方法及设备
US7471743B2 (en) Systems and methods for high-efficiency transmission of information through narrowband channels
CN112134820B (zh) 调制方法、调制器、解调方法、解调器、通信方法及系统
CN112134819B (zh) 调制方法、调制器、解调方法、解调器、通信方法及系统
US6373903B1 (en) Apparatus and method for increasing the effective data rate in communication systems utilizing phase modulation
KR20120062231A (ko) 무선통신 시스템의 전송 장치, 수신 장치, 전송 방법 및 수신 방법
CN102316058B (zh) 非静止轨道卫星dqpsk通信的相干解调装置
US7359452B2 (en) Systems and methods for designing a high-precision narrowband digital filter for use in a communications system with high spectral efficiency
EP1267534A1 (en) Digital modulation system, radio communication system, radio communication device
US20240073071A1 (en) Higher bit rate modulation format for polar transmitter
JP3779311B2 (ja) 変調方式及び無線通信システム
US7269230B2 (en) Systems and methods for designing a high-precision narrowband digital filter for use in a communications system with high spectral efficiency
CN102369672A (zh) 生成软比特的系统和方法
CN118337583A (zh) 一种基于初始值调制的混沌通信方法及系统
JP6201234B2 (ja) デジタル変復調方法及びシステム
JP2017092668A (ja) デジタル変復調システム及びデジタル変復調方法
JP2002094581A (ja) 階層化伝送方式による送信装置および受信装置
JP2006060870A (ja) 変調方式及び無線通信システム
KR20120094677A (ko) 4진 스케일링 웨이브릿 편이 변조기
WO1999034567A1 (en) Demodulation method and demodulator

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20201225

Assignee: CHINA GRIDCOM Co.,Ltd.

Assignor: BEIJING SMARTCHIP MICROELECTRONICS TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Contract record no.: X2022980018383

Denomination of invention: Modulation method, modulator, demodulation method, demodulator, communication method and system

Granted publication date: 20211022

License type: Common License

Record date: 20221019

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract