RU2176436C1 - Универсальный цифровой формирователь сигналов с непрерывной фазовой модуляцией - Google Patents

Универсальный цифровой формирователь сигналов с непрерывной фазовой модуляцией Download PDF

Info

Publication number
RU2176436C1
RU2176436C1 RU2000122750/09A RU2000122750A RU2176436C1 RU 2176436 C1 RU2176436 C1 RU 2176436C1 RU 2000122750/09 A RU2000122750/09 A RU 2000122750/09A RU 2000122750 A RU2000122750 A RU 2000122750A RU 2176436 C1 RU2176436 C1 RU 2176436C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
phase
decoder
clock
Prior art date
Application number
RU2000122750/09A
Other languages
English (en)
Inventor
А.В. Аношкин
Д.А. Аношкин
Original Assignee
Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого
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 Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого filed Critical Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого
Priority to RU2000122750/09A priority Critical patent/RU2176436C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2176436C1 publication Critical patent/RU2176436C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

Использование: в радиотехнике, в системах передачи дискретной информации для формирования радиосигналов с непрерывной фазовой модуляцией. Устройство содержит регистр сдвига (1), дешифратор (2) текущей фазы, выполненный на ПЗУ (9) текущей фазы и сумматоре (С) (10), ОЗУ (3) текущей фазы, цифроаналоговый генератор (4), дешифратор (5) начальной фазы, выполненный на ПЗУ (11) начальной фазы и С (12), ОЗУ (6) начальной фазы, счетчик (7) тактовых интервалов и синтезатор (8) частот. Технический результат: повышение точности формируемого радиосигнала с непрерывной фазовой модуляцией за счет синхронизации во времени последовательных преобразований выборок формируемого сигнала с границами тактовых и символьных интервалов. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть преимущественно использовано для формирования радиосигналов с непрерывной фазовой модуляцией в системах передачи дискретной информации.
Известны формирователи сигналов с непрерывной фазовой модуляцией CPM [1 - 5], позволяющие получить радиосигналы с различными видами непрерывной фазовой модуляции CPFCK, MSK, GMSK, TFM, GTFM.
В этих устройствах используют цифровые модуляторы, обеспечивающие формирование сигналов с непрерывной фазовой модуляцией CPM, очередной i-й по порядку символ которых
Figure 00000002

Figure 00000003

iTc≤t≤(i+1)Tc; 0≤t*≤Tc;
где αi= ±1; ±3; ...±(M-1)- значения, которые может принимать i-й информационный символ αi;
g(t) - символ модулирующего видеосигнала (частотный импульс) длительностью LTc, L - целое;
Tc - длительность информационного символа αi;
fн - частота несущей;
h=p/q - индекс модуляции (p и q целые числа);
φO- начальная фаза сигнала (первого символа сигнала);
q(t) - закон изменения фазы (фазовый импульс) формируемого сигнала.
Длительность LTc символа g(t) модулирующего видеосигнала и соответствующего фазового отклика q(t) называют длиной частичного отклика.
На практике наиболее часто выбирают индекс модуляции h = 1/2, при котором выполняются условия
q(t) = 0; q(LTc)=1/2 (2)
Указанным условиям удовлетворяют все указанные выше сигналы с непрерывной фазовой модуляцией.
При цифровом формировании символа (1) сигнала с непрерывной фазовой модуляцией в известных устройствах вначале формируют совокупность N выборок фазы этого символа. При этом любая n-я выборка (n = 0,1,...N -1) фазы формируемого i-го символа (1) с учетом условий (2)
Figure 00000004

где n = 0,1,...N-1 - текущий номер выборки фазы;
TB=Tc/N - период дискретизации.
Выборки фазы затем преобразуют в выборки значений формируемого символа, а затем с помощью цифроаналогового преобразования - в непрерывный во времени сигнал.
В результате многократных последовательных преобразований выборок сигналов в известных устройствах на границах тактовых интервалов возникают переходные процессы, что приводит к снижению точности формируемого радиосигнала.
Наиболее близким к предлагаемому по совокупности признаков является универсальный цифровой формирователь сигналов с непрерывной фазовой модуляцией [1], содержащий регистр сдвига, информационный вход которого является информационным входом устройства, а выход подключен к информационному входу дешифратора текущей фазы, тактовый вход которого соединен с выходом счетчика тактовых интервалов, а выход - со входом цифроаналогового генератора, выход которого является выходом устройства.
Недостатком известного устройства также является наличие переходных процессов на границах тактовых интервалов, задаваемых тактовыми импульсами, подаваемыми на вход счетчика тактовых интервалов.
Для устранения указанного недостатка необходимо жестко синхронизировать моменты изменения состояния цифроаналогового генератора с границами тактовых и символьных интервалов.
Достигается решение поставленной задачи тем, что в универсальный цифровой формирователь сигналов с непрерывной фазовой модуляцией, содержащий регистр сдвига, информационный вход которого является информационным входом устройства, а выход подключен к информационному входу дешифратора текущей фазы, тактовый вход которого соединен с выходом счетчика тактовых интервалов, а также цифроаналоговый генератор, выход которого является выходом устройства, введены ОЗУ текущей фазы, ОЗУ начальной фазы, дешифратор начальной фазы и синтезатор частот, первый символьный выход которого подключен к тактовому входу регистра сдвига, второй символьный выход - ко входу управления записью ОЗУ начальной фазы и установочному входу счетчика тактовых интервалов, тактовый вход которого соединен с первым тактовым выходом синтезатора частот, второй тактовый выход которого подключен к входу управления записью ОЗУ текущей фазы, выход которого соединен со входом цифроаналогового генератора, а вход - с выходом дешифратора текущей фазы, символьный вход которого соединен непосредственно с символьным входом дешифратора начальной фазы и через ОЗУ начальной фазы - с выходом дешифратора начальной фазы, информационный вход которого подключен к выходу регистра сдвига.
На фиг. 1 показана электрическая структурная схема предлагаемого универсального цифрового формирователя сигналов с непрерывной фазовой модуляцией, а на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. На фиг. 3 показана электрическая структурная схема предлагаемого универсального цифрового формирователя сигналов с непрерывной фазовой модуляцией в частном случае выполнения устройства на элементах дискретной техники. На фиг. 4 показана электрическая структурная схема прототипа [1].
Универсальный цифровой формирователь сигналов с непрерывной фазовой модуляцией (см. фиг. 1) содержит регистр 1 сдвига, дешифратор 2 текущей фазы, ОЗУ 3 текущей фазы, цифроаналоговый генератор 4, дешифратор 5 начальной фазы, ОЗУ 6 начальной фазы, счетчик 7 тактовых интервалов и синтезатор 8 частот. Выход регистра 1 сдвига через дешифратор 2 текущей фазы и ОЗУ 3 текущей фазы соединен со входом цифроаналогового генератора 4. Выход ОЗУ 6 начальной фазы подключен к символьным входам дешифратора 2 текущей фазы и дешифратора 5 начальной фазы. Выход счетчика 7 тактовых интервалов соединен с тактовым входом дешифратора 2 текущей фазы. Выход регистра 1 сдвига также подключен к информационному входу и дешифратора 5 начальной фазы, выход которого соединен с входом ОЗУ 6 начальной фазы. Первый символьный выход синтезатора 8 частот подключен к тактовому входу регистра 1 сдвига, его второй символьный выход - к входу управления записью ОЗУ 6 начальной фазы и установочному входу счетчика 7 тактовых интервалов, тактовый вход которого соединен с первым тактовым выходом синтезатора 8 частот, второй тактовый выход которого подключен к входу управления записью ОЗУ 3 текущей фазы.
Работает универсальный цифровой формирователь сигналов с непрерывной фазовой модуляцией следующим образом.
В предлагаемом устройстве значение (3) n-й выборки (n=0,1,...N-1) фазы i-го символа (1) формируют с помощью дешифратора 2 текущей фазы на основе его представления в виде суммы начальной фазы и приращения фазы:
Figure 00000005

где φ (i) o o, ...αi-1)- начальная фаза i-гo символа;
Δφ(i)(nTвi-L+1, ...αi)- текущее приращение фазы i-го символа для n-й выборки.
Начальная фаза текущего i-гo символа с учетом (2) и (3)
Figure 00000006

в предлагаемом устройстве определяется рекуррентно с помощью ОЗУ 6 начальной фазы и дешифратора 5 начальной фазы в виде суммы начальной фазы предыдущего (i-1)-го символа
Figure 00000007

и приращения фазы на длительности предыдущего (i-1)-го символа
Figure 00000008

Figure 00000009

по правилу
Figure 00000010

Поэтому для определения начальной фазы текущего i-гo символа при известной начальной фазе предыдущего (i-1)-го символа достаточно знать значения лишь L предпоследних информационных символов αi-L, ...αi-1.
Текущее приращение фазы i-го символа для n-й выборки
Figure 00000011

однозначно определяется в дешифраторе 2 текущей фазы по формируемому с помощью счетчика 7 тактовых интервалов номеру n текущей выборки и значениям L последних информационных символов αi-L+1, ...αi.
Управление работой предлагаемого устройства осуществляет синтезатор 8 частот, вырабатывающий следующие последовательности импульсов, взаимное расположение которых во времени показано на фиг. 2:
- последовательность тактовых импульсов с частотой следования fT на первом тактовом выходе (фиг. 2,а);
- последовательность задержанных тактовых импульсов на втором тактовом выходе (фиг. 2,б);
- последовательность символьных импульсов с частотой следования fc = ft/N(N - целое), на первом символьном выходе (фиг. 2,в);
- последовательность задержанных символьных импульсов на втором символьном выходе (фиг. 2,г).
Символьные импульсы (см. фиг. 2,в) с первого символьного выхода синтезатора 8 частот поступают на тактовый вход регистра 1 сдвига и обеспечивают последовательный ввод в него информационных символов αi с информационного входа устройства.
Регистр 1 сдвига имеет (L+1) разрядов. Записанные в регистр 1 сдвига предпоследние (в порядке поступления) L информационных символов (αi-L, ...αi-1), соответствующие его (L+1,...2) разрядам, поступают на информационный вход дешифратора 5 начальной фазы, а последние (в порядке поступление) L информационных символов (αi-L+1, ...αi), соответствующие его (L, ...1) разрядам, поступают на информационный вход дешифратора 2 текущей фазы.
В дешифраторе 5 начальной фазы записаны все возможные значения приращения фазы ΔФ(i-1)i-L, ...αi-1) за время предыдущего символа формируемого сигнала, которые определяются совокупностью значений L предшествующих информационных символов (αi-L, ...αi-1). В зависимости от комбинации значений этих символов, поступающих с выхода регистра 1 сдвига на информационный вход дешифратора 5 начальной фазы, соответствующее значение приращения фазы ΔФ(i-1)i-L, ...αi-1) с выхода последнего подают на вход ОЗУ 6 начальной фазы.
В начале работы в ОЗУ 6 начальной фазы вводят значение φo0 начальной фазы формируемого сигнала. Для этого ОЗУ 6 начальной фазы может иметь соответствующие информационный и управляющий входы.
В ходе работы после записи в регистр 1 сдвига значения αi очередного информационного символа в ОЗУ 6 начальной фазы происходит обновление значения начальной фазы φ (i) o o, ...αi-1) текущего i-го символа формируемого сигнала по рекуррентному правилу (8):
Figure 00000012

Указанным процессом управляют задержанные символьные импульсы, поступающие на вход управления записью ОЗУ 6 начальной фазы со второго символьного выхода синтезатора 8 частот.
После этого на любом символьном интервале длительностью TC = 1/fC на символьный вход дешифратора 2 текущей фазы с выхода ОЗУ 6 начальной фазы поступает значение Ф (i) o o, ...αi-1) начальной фазы текущего i-го символа формируемого сигнала.
При этом на тактовый вход дешифратора 2 текущей фазы с выхода счетчика 7 тактовых интервалов поступает двоичный сигнал, определяющий номер n текущей выборки в пределах длительности TC символа. Указанный номер n может принимать значения от 0 до N-1 и изменяется при поступлении на тактовый вход счетчика 7 тактовых интервалов тактовых импульсов с первого тактового выхода синтезатора 8 частот. При этом задержанные символьные импульсы со второго символьного выхода синтезатора 8 частот, поступающие на установочный вход счетчика 7 тактовых интервалов, подтверждают его нулевое состояние на границах символов формируемого сигнала.
С помощью дешифратора 2 текущей фазы определяют значения фазы Ф(i)(nTв, αo, ...αi) формируемого сигнала для N моментов времени, следующих друг за другом через тактовый интервал времени TT = 1/fT, в пределах длительности TC информационного символа. При этом значение (3) любой n-й выборки (n= 0,1, . ..N-1) фазы i-го символа (1) однозначно задается совокупностью значений L последних информационных символов (αi-L+1, ...αi), значением Ф (i) o o, ...αi-1) начальной фазы и номером n данного отсчета.
Запись значения Ф(i)(nTв, αo, ...αi) текущей фазы в ОЗУ 3 текущей фазы осуществляют с помощью задержанных тактовых импульсов, поступающих на его вход управления записью со второго тактового выхода синтезатора 8 частот.
Затем совокупность N выборок (n = 0,1,...N-1) фазы Ф(i)(nTв, αo, ...αi) i-го символа с помощью цифроаналогового генератора 4 преобразуют в непрерывный во времени символ S(i)(t, αo, ...αi) формируемого сигнала (1) с непрерывной фазовой модуляцией.
Универсальный цифровой формирователь сигналов с непрерывной фазовой модуляцией может быть реализован на известных функциональных элементах.
Дешифратор 2 текущей фазы и дешифратор 5 начальной фазы могут быть выполнены в виде ПЗУ, совокупность значений всех входных сигналов которых является адресом соответствующей ячейки, из которой значение текущей или начальной фазы поступает на выходы этих ПЗУ.
Возможный пример выполнения цифроаналогового генератора 4 показан на фиг. 4, где приведена электрическая структурная схема прототипа [1]. Цифроаналоговый генератор 4 содержит (см. фиг. 4) накопитель 6, ПЗУ 7 выборок (отсчетов) гармонического сигнала, цифроаналоговый преобразователь 8 и фильтр 9 нижних частот. Рекомендации по выбору параметров и режимов работы цифроаналогового генератора 4 приведены в [6].
В частном случае выполнения универсального цифрового формирователя сигналов с непрерывной фазовой модуляцией на элементах дискретной техники, как показано на фиг. 3, дешифратор 2 текущей фазы содержит последовательно включенные ПЗУ 9 текущей фазы и сумматор 10, дополнительный вход и выход которого являются соответственно символьным входом и выходом дешифратора начальной фазы, информационным и тактовым входами которого являются соответственно первый и второй входы ПЗУ текущей фазы.
Дешифратор 5 начальной фазы содержит последовательно включенные ПЗУ 11 начальной фазы и сумматор 12, дополнительный вход и выход которого являются соответственно символьным входом и выходом дешифратора начальной фазы, информационным входом которого является вход ПЗУ начальной фазы.
Устройство позволяет формировать радиосигнал с непрерывной фазовой модуляцией при жесткой синхронизации во времени последовательных преобразований выборок формируемых сигналов и изменений состояния цифроаналогового генератора с границами тактовых и символьных интервалов, что позволяет повысить точность формируемого радиосигнала и предотвратить потерю информации при передаче данных.
Источники информации:
1. A.Kopta, S.Budisin, V.Jovanovic. New Universal All-Digital CPM Modulator. IEEE Trans. on comm., vol. com-35, N 4, April 1987, pp. 458 -462.
2. T.Aulin, N.Rydbech, C.E.Sundberg. Transmitter and receiver structures for M-ary partial response FM. IEEE Trans. on comm., vol. com-26, N 5, May 1978, pp. 534-538.
3. S.Ray. Generation of serial CPMFSK signal. Proc. IEEE, vol. 72, N 1, Jan. 1984, pp. 128-129.
4. C. B.Decker. On the application of tamed frequency modulation to various field of digital transmission. Proc. 1980 Int. Zurich Seminar on Digital Commun., Zurich, Mar. 1980, pp. A1.1-A1.10.
5. H.Suzuki, Y.Yamas, K.Momma. Single chip baseband waveform generation CMOS-LSI for quadrature-type CPM modulator. Electron. Lett., vol. 20, N 21, Oct. 1984, pp. 875 - 876.
6. J. Tierney, C. Rader, В.Gold. A digital frequency synthesizer, IEEE Trans. on Audio Electroaconst., vol. AU-19, N 3, Mar. 1971, pp. 48-56.

Claims (3)

1. Универсальный цифровой формирователь сигналов с непрерывной фазовой модуляцией, содержащий регистр сдвига, информационный вход которого является информационным входом устройства, а выход подключен к информационному входу дешифратора текущей фазы, тактовый вход которого соединен с выходом счетчика тактовых интервалов, а также цифроаналоговый генератор, выход которого является выходом устройства, отличающийся тем, что введены ОЗУ текущей фазы, ОЗУ начальной фазы, дешифратор начальной фазы и синтезатор частот, первый символьный выход которого подключен к тактовому входу регистра сдвига, второй символьный выход - ко входу управления записью ОЗУ начальной фазы и установочному входу счетчика тактовых интервалов, тактовый вход которого соединен с первым тактовым выходом синтезатора частот, второй тактовый выход которого подключен к входу управления записью ОЗУ текущей фазы, выход которого соединен со входом цифроаналогового генератора, а вход - с выходом дешифратора текущей фазы, символьный вход которого соединен непосредственно с символьным входом дешифратора начальной фазы и через ОЗУ начальной фазы - с выходом дешифратора начальной фазы, информационный вход которого подключен к выходу регистра сдвига.
2. Универсальный цифровой формирователь по п.1, отличающийся тем, что дешифратор текущей фазы содержит последовательно включенные ПЗУ текущей фазы и сумматор, дополнительный вход и выход которого являются соответственно символьным входом и выходом дешифратора начальной фазы, информационным и тактовым входами которого являются соответственно первый и второй входы ПЗУ текущей фазы.
3. Универсальный цифровой формирователь по п.1, отличающийся тем, что дешифратор начальной фазы содержит последовательно включенные ПЗУ начальной фазы и сумматор, дополнительный вход и выход которого являются соответственно символьным входом и выходом дешифратора начальной фазы, информационным входом которого является вход ПЗУ начальной фазы.
RU2000122750/09A 2000-09-01 2000-09-01 Универсальный цифровой формирователь сигналов с непрерывной фазовой модуляцией RU2176436C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000122750/09A RU2176436C1 (ru) 2000-09-01 2000-09-01 Универсальный цифровой формирователь сигналов с непрерывной фазовой модуляцией

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000122750/09A RU2176436C1 (ru) 2000-09-01 2000-09-01 Универсальный цифровой формирователь сигналов с непрерывной фазовой модуляцией

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2176436C1 true RU2176436C1 (ru) 2001-11-27

Family

ID=20239675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000122750/09A RU2176436C1 (ru) 2000-09-01 2000-09-01 Универсальный цифровой формирователь сигналов с непрерывной фазовой модуляцией

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2176436C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2794104C1 (ru) * 2022-04-07 2023-04-11 Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы безопасности Российской Федерации" (Академия ФСБ России) Цифровой генератор колебаний переменной частоты

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КОРТА А. et al. New Universal All-Digital CPM Modulator. JEEE Trans. on comm. Vol. com - 35, N4, April, 1987, p.458-462. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2794104C1 (ru) * 2022-04-07 2023-04-11 Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы безопасности Российской Федерации" (Академия ФСБ России) Цифровой генератор колебаний переменной частоты
RU2794215C1 (ru) * 2022-04-07 2023-04-12 Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы безопасности Российской Федерации" (Академия ФСБ России) Цифровой формирователь сигналов с минимальной частотной манипуляцией

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3868601A (en) Digital single-sideband modulator
CN101776935B (zh) 一种基于dds的数字调制信号发生器
Linz et al. Efficient implementation of an IQ GMSK modulator
US6944250B2 (en) Variable rate modulator
JPS60112344A (ja) 無線受信機及び復調方法
US6025758A (en) Method and apparatus for performing digital data signal modulation
JPH05236033A (ja) デジタルデータの直列ビットに応答して変調基底帯域アナログ信号を発生するためのシステム
EP0388381B1 (en) Wave-form generator
US5177769A (en) Digital circuits for generating signal sequences for linear TDMA systems
RU2176436C1 (ru) Универсальный цифровой формирователь сигналов с непрерывной фазовой модуляцией
RU2204214C2 (ru) Универсальный цифровой формирователь сигналов с непрерывной фазовой модуляцией
US4873500A (en) Phase accumulation continuous phase modulator
EP0312193B1 (en) Code correlation arrangement
US3617941A (en) Table look-up modulator
US3969617A (en) Multichannel digital modulator
JPH04502540A (ja) 非整数ビット間隔に対処するデジタルgmsk変調器
US5214396A (en) Method and apparatus for providing a biphase modulated signal having flat envelope characteristics without a direct current component
US20050157816A1 (en) Circuit and method for binary modulation
US5838208A (en) Modulation of transmission data signal in sychronous with transmission clock signal
US4131854A (en) Switching circuit for regulating the repetition rate of clock pulses
US5189381A (en) Apparatus for generating a sinusoidal output signal
US6239666B1 (en) Uniform amplitude modulator
RU2143173C1 (ru) Цифровой синтезатор частот
RU2794104C1 (ru) Цифровой генератор колебаний переменной частоты
JPH09149086A (ja) デジタルfm系変調回路

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040902