CN1168588A - 传输装置 - Google Patents

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Abstract

传输装置采用调制系统使已调波包络在传输的瞬间减到零，它包括将传输信号映射成信号点布置的映射电路；将映射电路得到的I和Q信道的信号变换为模拟信号的D/A变换器；根据传输通/断控制信号接通和切断该模拟信号的开关装置；频带限制通/断控制模拟信号的频带限制滤波器。与恰在传输开始之后的情况相比较，用滤波器抑制传输期间相邻通路之间的泄漏功率其包络的变化增大，使斜坡处理可用开关来实现。

Description

传输装置
本发明涉及一种传输装置，用于在一个脉冲串时间中执行斜坡处理，消除传输信号的陡开(steep on)和陡关(steep off)。
图1示出采用QPSK(四相移相键控)调制作为调制方法的这种常规传输装置的方框图，图2示出一种帧格式和图1传输装置中传输信号的斜坡定时和斜坡波形。在图1中，标号101表示QPSK映射电路，标号102和103表示D/A(数/模)变换器，标号104和105表示频带限制滤波器，标号106和107表示斜坡电路，标号108表示振荡器，标号109表示90°移相器，标号110和111表示乘法器，标号112表示加法器，标号113表示带通滤波器(BPF)，标号114表示放大器和标号115表示天线。
现在，解释常规传输装置的工作情况。首先，将传输数据输入QPSK映射电路101，使数据映射成QPSK的信号点排列布置。实际上，将信号排列布置成如图3所示。D/A变换器102和103将这种布置中I信道和Q信道的数据信号变换为模拟信号。借助于两个D/A变换器分别变换得到的两个模拟信号，由频带限制滤波器104和105进行频带限制，并在斜坡电路106和107中使脉冲串信号受到上升处理和下降处理。上升和下降处理的控制由来自传输装置的传输通/断控制信号完成。受到上升和下降处理的信号通过振荡器108、90°移相器109、乘法器110和111、加法器112及带通滤波器113，进一步受到正交调制，并由放大器114放大已正交调制的信号，再从天线115上发送出去。
现在，接着说明斜坡处理。具有图2(a)所示帧格式的传输信号包括位于数据之前和之后的斜坡1和2的斜坡比特。一个脉冲串包括斜坡1(10比特)、斜坡2(10比特)和数据(200比特)。图2(b)表示斜坡控制信号。按照图2(b)所示的定时，斜坡电路106和107在斜坡1的时段期间逐渐增大传输信号的信号电平，在数据的传输时间期间以100％的电平发送传输信号，在斜坡2的时段期间逐渐减小传输信号的信号电平。利用这样的斜坡处理，其优点是在脉冲串期间可以防止信号被急剧地接通和切断，从而不会增加传输频带之外的频率分量。
然而，上述常规传输装置需要斜坡电路产生斜坡波形，以便逐渐地接通和切断传输信号，因此使电路规模增大。此外，当斜坡处理是使用模拟信号处理方法执行时，由于长时期的变化和温度变化，不可能得到高准确度的波形控制。
另一方面，JP-A-6-296183、JP-A-7-58784和JP-A-7-202960描述了实现斜坡处理的数字信号处理。例如，这些参考材料描述了由8比特数据表示的信号波形，将数据进行比特移位以产生斜坡波形。然而，这样的方法也会增大电路规模。
本发明的一个目的是提供一种能够容易地实现斜坡处理的传输装置，以解决先有技术中的上述问题。
在如下所述的调制系统的情况下，亦即其中在传输期间在一个瞬间上信号电平减小到零，采用诸如QPSK(四相移相键控)、16PSK(16相移相键控)或16APSK(16振幅移相键控)或上述调制系统的差分编码调制系统或16QAM(正交幅度调制)、32QAM、64QAM、256QAM或诸如此类调制，以便达到上述目的，本发明的目标是：在控制传输的接通和切断的定时时，在D/A变换之前和之后，控制传输信号的接通和切断，使传输信号受到频带限制，以利用简化的电路来实现斜坡处理。
按照本发明的第一方面，传输装置包括：映射电路，用于将传输数据映射成正交座标中的一个预定信号点，以产生两个数据信号，其中一个相应于正交座标的一个座标轴上第一信道的数据信号，其中另一个相应于另一座标轴上第二信道的数据信号；数/模变换器，用于将所述映射电路产生的第一和第二信道的数据信号变换为各自的模拟信号；开关装置，用于根据一个控制信号(它控制所述传输装置中传输的通和断)接通和切断由所述数/模变换器变换出的两个模拟信号；以及滤波器装置，用于对所述开关装置和输出信号进行频带限制。
按照本发明的第二方面，传输装置包括：映射电路，用于将传输数据映射成正交座标中的一个预定信号点，以产生两个数据信号，其一个相应于正交座标的一个座标轴上第一信道的数据信号，其另一个相应于另一座标轴上第二信道的数据信号；斜坡电路，用于接收由所述映射电路产生的第一和第二信道的数据信号，并根据一个控制信号(它控制所述传输装置中传输的通和断)来输出所选的第一信道的一个数据信号和一个预定电位，以及输出所选的第二信道的一个数据信号和该预定电位；数/模变换器，用于将所述斜坡电路产生的第一和第二信道的数据信号变换为各自的模拟信号；以及滤波器装置，用于对所述数/模变换器变换出的两个模拟信号进行频带限制。
图1是表示常规传输装置的原理方框图；
图2表示先有技术中的帧格式和传输定时；
图3表示QPSK中信号点布置的映射；
图4是表示按照本发明第一实施例的传输装置的原理方框图；
图5表示本发明第一实施例中的帧格式和传输定时；
图6A是本发明第一实施例中传输期间的波形过渡特性图；
图6B是本发明第一实施例中恰在传输开始之后的波形过渡特性图；
图7表示相邻信道之间的泄漏功率比较；
图8是表示按照本发明第二实施例的传输装置的原理方框图；
图9是本发明第二实施例中的斜坡电路和D/A变换器的方框图；
图10表示本发明第二实施例中2比特D/A变换器的真值表。
现在，参照各附图描述本发明的一个实施例。图4示明按照本发明第一实施例的传输装置的原理方框图。在图4中，标号1表示QPSK映射电路，标号2和3表示D/A变换器，标号4和5表示开关，标号6和7表示频带限制滤波器、标号8表示振荡器、标号9表示90°移相器，标号10和11表示乘法器，标号12表示加法器，标号13表示带通滤波器(BPF)，标号14表示放大器，以及标号15表示天线。
现在，说明第一实施例的工作情况。传输数据首先输入QPSK映射电路1，被映射成QPSK的信号点排列布置。实际上，信号点的排列布置如图3所示。映射排列布置得到I信道和Q信道的数据信号，通过D/A变换器2和3变换为模拟信号。根据传输通/断控制信号，由D/A变换器变换出的两个模拟信号再由开关4和5接通和切断，并用频带限制滤波器6和7进行频带限制。从频带限制滤波器6和7来的信号通过振荡器8、90°移相器9、乘法器10和11、加法器12及带通滤波器13，受到正交调制，并由放大器14放大已正交调制的信号，然后从天线15上发送出去。
现在，接着解释斜坡处理。图5(a)表示传输信号的帧格式，传输信号包括位于数据之前和之后的斜坡1和2组成的斜坡比特。一个脉冲串包括斜坡1(10比特)、斜坡2(10比特)和数据(200比特)。图5(b)表示控制斜坡的传输通/断控制信号。开关4和5在斜坡1时段中接通，在斜坡2时段中切断。
现在，参照图6A和图6B说明为何借助上述斜坡处理方法不会增加传输频带之外的频率分量的原因。在诸如QPSK调制的调制系统中，包络在一个瞬间变为零不仅取决于暂态响应，还取决于传输方式。由于在较后级上用频带限制滤波器6和7对传输符号信号进行频带限制，所以即使对于包络一度减小到零以使传输符号移相180°的数据模式也能保证其频带限制。类似地，即使在包络开始从零增大的传输起始时以及在包络减小到零的传输结束时，也能保证其频带限制。例如，如图6A所示，当从(-1，-1)过渡至(+1，+1)时，包络的幅度一度从
Figure A9710498100071
减小到0，而后又返回 。与传输起始时(图6B)相比较，这里包络的幅度在传输起始时的时间段T(T表示一个符号周期)内从0增大到
Figure A9710498100073
，当从(-1，-1)过渡至(+1，+1)时，包络曲线的幅度在T/2的时间段内从 减小到0，并在T/2的时间段内从0增大到
Figure A9710498100075
。按照这种方式，传输过程中包络的变化比传输起始瞬间之后大，据此，采用滤波器6和7抑制传输期间相邻信道间的泄漏功率，以使实际的斜坡处理可以由开关4和5控制传输的通和断来实现。
图7表示在QPSK调制系统中在本发明的情况下和在4比特(7个值)的斜坡处理或无限准确度的斜坡处理的情况下、相邻信道泄漏功率对载波功率之比(dBc)的比较图。可以理解，在本发明情况和以无限准确度实现斜坡处理情况之间，相邻信道泄漏功率的差值是很小的，最大值为0.7dB。在上述比较中，斜坡处理已由10符号斜坡的近似Hunning窗执行。在4比特准确度情况下，Hunning窗由7个值来近似，在无限准确度情况下，Hunning窗由无限准确度来近似。
如上所述，按照第一实施例，对于其中信号包络在传输当中减小到零的调制系统，斜坡处理可以用开关对传输进行通断控制和滤波处理容易地实现。
在本实施例中，虽然采用QPSK调制系统，但也可以以相同的传输装置结构采用8PSK、16PSK、16APSK、32APSK、16QAM、32QAM、64QAM及256QAM调制系统来实现本发明，这些调制系统中只有串/并变换的比特数目和I与Q信道的映射方法是不相同的。
现在，说明本发明的第二实施例。在第一实施例中，传输装置的斜坡处理是采用开关实现的，而在第二实施例中，传输通/断控制信号送到斜坡电路，I和Q信道信号也加到斜坡电路，以控制数字数据，以使得连接至斜坡电路的D/A变换器的输出在传输时间之外被控制得减小到零。
图8表示按照本发明第二实施例的传输装置的原理方框图。在图8中，标号21表示QPSK映射电路，标号22表示斜坡电路，标号23和24表示D/A变换器，标号25和26表示频带限制滤波器，标号27表示振荡器，标号28表示90°移相器，标号29和30表示乘法器，标号31表示加法器，标号32表示带通滤波器(BPF)，标号33表示放大器，标号34表示天线。
现在，描述第二实施例的工作原理。传输数据首先送入QPSK映射电路21，被映射成QPSK的信号点排列布置。实际上，信号点的排列布置如图3所示。将映射布置得到的I信道和Q信道的数据信号送入斜坡电路22，并由传输通/断控制信号接通和切断。受通/断控制的数据信号分别由D/A变换器23和24变换为模拟信号，并分别由频带限制滤波器25和26进行频带限制。通过振荡器27、90°移相器28、乘法器29和30、加法器31及带通滤波器32使频带限制的信号受到正交调制，并由放大器33放大已正交调制的信号，然后从天线34上发送出去。
现在，接着说明斜坡处理。图9表示斜坡电路22及D/A变换器23和24的原理图实际例子。在图9中，标号41和42表示“与门”电路，标号43和44表示2比特D/A变换器。在本实施例中，由于必须输出±1和0的模拟值，所以采用2比特的D/A变换器43和44。图10表示2比特D/A变换器的真值表。
在图10中，2比特数据XY的数据X表示图9中的最高有效位(MSB)，而数据Y表示图9中的最低有效位(LSB)。2比特D/A变换器对于“00”的XY值产生模拟值0、对于“ 01”产生模拟值+1对于“11”产生模拟值-1。
现在，说明传输通/断控制信号为“0”的情况。当输入数据I或Q为“0”和“1”之中的任一个时，斜坡电路都将“ 00”加到2比特D/A变换器上，随之输出模拟值0。这相应于图6B中的原点。
现在，说明传输通/断控制信号为“1”的情况。当输入数据I或Q为“ 0”时，斜坡电路将“01”加到2比特D/A变换器上，随之输出模拟值+1。另一方面，当输入数据I或Q为“1”时，斜坡电路将“11”加到2比特D/A变换器上，随之输出模拟值-1。也就是说，当(I、Q)的值为(0，0)时，2比特D/A变换器43、44的输出相应于图6B上的(+1，+1)。类似地，(0，1)相应于(+1，-1)；(1，0)相应于(-1，+1)；(1，1)相应于(-1，-1)。按照这种方式，2比特D/A变换器根据传输情况产生出对应于(I，Q)值的模拟值，并当传输停止时使模拟值的幅度减小到零。
如上所述，按照第二实施例，将传输通/断控制信号加到斜坡电路上，同时将I和Q信道的数据信号加到斜坡电路上，使得在传输时间之外D/A变换器的输出被控制得减小到零，从而简化了斜坡处理的实施。此外，斜坡电路可以用2个“与门”电路的简单结构来实施，这对于以2比特准确度工作的D/A变换器已足够了。
在本实施例中，虽然采用QPSK调制系统，但也可以以相同的传输装置结构、采用8PSK、16PSK、16APSK、32APSK、16QAM、32QAM、64QAM及256QAM调制系统来实现本发明，这些调制系统中仅是串/并变换的比特数目和I与Q信道的映射方法不相同。

Claims (3)

1.一种传输装置，用于由传输数据来调制载波信号，并发送已调制载波信号，该已调制载波信号的包络幅度按照传输数据的预定变化可减小到基本上为零，其特征在于，所述装置包括：
一种映射电路，用于将每个传输数据映射成正交座标中的一个预定信号点，以产生出两个数据信号，其一个相应于正交座标中一个座标轴上第一信道的数据信号，其另一个相应于另一座标轴上第二信道的数据信号；
数/模变换器，用于将所述映射电路产生的第一和第二信道的数据信号变换为各自的模拟信号；
开关装置，用于根据一个控制信号(它控制所述传输装置中传输的通和断)使所述数/模变换器变换出的两个模拟信号接通和切断；
滤波器装置，用于对所述开关装置的输出信号进行频带限制。
2.一种传输装置，用于由传输数据来调制载波信号，并发送已调载波信号，该已调载波信号的包络幅度按照传输数据的预定变化可减小到基本上为零，其特征在于，所述装置包括：
一种映射电路，用于将每个传输数据映射成正交座标中的一个预定信号点，以产生出两个数据信号，其一个相应于正交座标中一个座标轴上第一信道的数据信号，其另一个相应于另一座标轴上第二信道的数据信号；
斜坡电路，用于接收由所述映射电路产生的第一和第二信道的数据信号，并根据一个控制信号(它控制所述传输装置中传输的通和断)来输出所选的第一信道的一个数据信号和一个预定电位，以及输出所选的第二信道的一个数据信号和该预定电位；
数/模变换器，用于将由所述斜坡电路产生的第一和第二信道的数据信号变换为各自的模拟信号；
滤波器装置，用于对所述数/模变换器变换出的两个模拟信号进行频带限制。
3.按照权利要求2的传输装置，其特征在于：
所述的斜坡电路输出2比特数字数据，所述的数/模变换器接收该2比特数字数据，以便输出与之相应的模拟信号。
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