RU2264044C1 - Method for forming phase-manipulated signal with constant envelope - Google Patents
Method for forming phase-manipulated signal with constant envelope Download PDFInfo
- Publication number
- RU2264044C1 RU2264044C1 RU2004107418/09A RU2004107418A RU2264044C1 RU 2264044 C1 RU2264044 C1 RU 2264044C1 RU 2004107418/09 A RU2004107418/09 A RU 2004107418/09A RU 2004107418 A RU2004107418 A RU 2004107418A RU 2264044 C1 RU2264044 C1 RU 2264044C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- digital
- information
- sequences
- phase
- chaotic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники, позволяет сформировать сигнал с постоянной огибающей и фазовой манипуляцией без скачков фазы на 180 градусов при условии, что для генерации информационной цифровой хаотической последовательности чисел {хn} реализован алгоритмThe invention relates to the field of radio engineering, allows you to generate a signal with a constant envelope and phase shift keying without phase jumps of 180 degrees, provided that an algorithm is implemented to generate an informational digital chaotic sequence of numbers {x n }
илиor
где n - порядковый номер числа последовательности, а управляющий информационный параметр λi, для i=1, 2, 3, 4 может принимать значения 2, 3, 4, 5 соответственно.where n is the sequence number of the sequence number, and the control information parameter λ i , for i = 1, 2, 3, 4, can take
Данный способ может быть использован в системах передачи информации.This method can be used in information transfer systems.
Известен способ формирования сигналов с постоянной огибающей и m-ичной фазовой манипуляцией ([1], с.555), имеющих вид:A known method of generating signals with a constant envelope and m-ary phase shift keying ([1], p. 555), having the form:
si(t)=A0cos(ω0t+2πi/m).s i (t) = A 0 cos (ω 0 t + 2πi / m).
В этой формуле:In this formula:
A0 - постоянная амплитуда,A 0 - constant amplitude,
ω0 - частота несущей (поднесущей),ω 0 - carrier frequency (subcarrier),
m - число возможных дискретных значений манипулированного параметра.m is the number of possible discrete values of the manipulated parameter.
Способ заключается в непосредственной m-ичной фазовой манипуляции несущего (поднесущего) колебания и реализуется подключением к выходу генератора несущей (поднесущей) фазового модулятора, при этом к управляющему входу последнего через цифроаналоговые преобразователи подаются двоичные символы от генератора модулирующих последовательностей. Такой способ, например, применен в устройстве, структурная схема которого показана в составе формирователя сигналов с амплитудно-фазовой модуляцией на рис.9.11 в [1], с.555. Достоинство данного способа - его простота. Однако в случае использования указанной ранее модулирующей хаотической последовательности чисел {хn} при формировании сигнала требуется прецизионный фазовый модулятор и существенно усложняется схема демодулятора, что делает использование способа для хаотической последовательности практически невозможным.The method consists in the direct m-ary phase manipulation of the carrier (subcarrier) oscillation and is implemented by connecting a phase modulator to the generator (subcarrier) generator output, while binary symbols from the generator of modulating sequences are supplied to the control input of the latter through digital-to-analog converters. Such a method, for example, is used in a device whose structural diagram is shown as part of a signal former with amplitude-phase modulation in Fig. 9.11 in [1], p. 555. The advantage of this method is its simplicity. However, in the case of using the previously indicated modulating chaotic sequence of numbers {x n } when generating the signal, a precision phase modulator is required and the demodulator circuit is significantly complicated, which makes using the method for a chaotic sequence practically impossible.
Другой способ формирования сигналов с постоянной огибающей и m-ичной фазовой манипуляцией заключается в том, что с помощью коммутатора формируют из цифрового информационного потока символов {ν} два потока соответственно четных {аi} и нечетных {bi} двоичных символов, каждый из этих потоков подвергают цифроаналоговому преобразованию, а затем перемножению (с помощью балансных модуляторов) с соответствующими квадратурными составляющими несущего (поднесущего) колебания и результаты перемножения суммируют с помощью сумматора, на выходе которого получают фазоманипулированное колебание с непрерывной огибающей ([2], с.36, 37, 83, рис.2.1,а и рис.3.3). Для случая единичной энергии символа на выходе сумматора получается колебание вида (формулы (9.4), (9.5) и рис.9.10 на с.553, 555 в [1]):Another way of generating signals with a constant envelope and m-ary phase-shift keying is to use the switch to form two even {a i } and odd {b i } binary characters from a digital information stream of symbols {ν}, each of these streams are subjected to digital-to-analog conversion, and then multiplication (using balanced modulators) with the corresponding quadrature components of the carrier (subcarrier) oscillation and the multiplication results are summarized using an adder at the output of which They receive phase-manipulated oscillations with a continuous envelope ([2], p. 36, 37, 83, Fig. 2.1, a and Fig. 3.3). For the case of a unit energy of a symbol, an oscillation of the form is obtained at the output of the adder (formulas (9.4), (9.5) and Fig. 9.10 on p. 553, 555 in [1]):
где Tc - длительность m-ичного символа,where T c is the duration of the m-ary character,
аi и bi - элементы последовательностей {аi} и {bi} соответственно,and i and b i are elements of the sequences {a i } and {b i }, respectively,
В данном способе формируется более компактный спектр итогового сигнала, но при повышении числа позиций фазы уменьшается его помехоустойчивость.In this method, a more compact spectrum of the resulting signal is formed, but with an increase in the number of phase positions, its noise immunity decreases.
Для хаотической последовательности чисел {хi}, сформированной по любому из указанных выше рекуррентных алгоритмов, применение данного способа приводит к нарушению постоянства огибающей.For a chaotic sequence of numbers {x i } formed by any of the above recurrence algorithms, the application of this method leads to a violation of the envelope constancy.
Разделение информационного потока символов на синфазный и квадратурный потоки, последующее перемножение полученных двух потоков на квадратурные составляющие несущего (поднесущего) колебания и суммирование результатов перемножения используется и в каналах связи стандарта IS-95 ([3], с.798-805, рис.12.40 на с.799 и рис.12.43 на с.804). Однако реализация такого разделения ориентирована на последовательности Уолша и не может быть использована в случае хаотических последовательностей.The separation of the information flow of symbols into in-phase and quadrature flows, the subsequent multiplication of the two flows into the quadrature components of the carrier (subcarrier) oscillation, and the summation of the multiplication results are also used in communication channels of the IS-95 standard ([3], pp. 798-805, Fig. 12.40 on p. 799 and fig. 12.43 on p. 804). However, the implementation of this separation is oriented to Walsh sequences and cannot be used in the case of chaotic sequences.
Наиболее близким по технической сущности является способ формирования сигналов с постоянной огибающей и m-ичной фазовой манипуляцией ([2], с.83, рис.3.3), заключающийся в следующем. Цифровую последовательность, связанную с информационными символами, разделяют на две цифровые информационные последовательности, подвергают каждую из полученных последовательностей цифроаналоговому преобразованию в соответствующем цифроаналоговом преобразователе. Перемножают один из полученных сигналов с синфазной составляющей несущего (поднесущего) колебания, а другой - с квадратурной составляющей несущего (поднесущего) колебания. Складывая в сумматоре результаты перемножения, на выходе сумматора получают фазоманипулированный сигнал с постоянной огибающей.The closest in technical essence is the method of generating signals with a constant envelope and m-ary phase shift keying ([2], p. 83, Fig. 3.3), which consists in the following. The digital sequence associated with the information symbols is divided into two digital information sequences, each of the obtained sequences is subjected to digital-to-analog conversion in the corresponding digital-to-analog converter. Multiply one of the received signals with the in-phase component of the carrier (subcarrier) oscillation, and the other with the quadrature component of the carrier (subcarrier) oscillation. Adding the multiplication results in the adder, a phase-manipulated signal with a constant envelope is obtained at the output of the adder.
Однако в фазоманипулированном сигнале, сформированном по данному способу, могут иметься скачки фазы на 180 градусов и способ в принципе не позволяет получить постоянную огибающую при фазовой манипуляции указанными выше хаотическими последовательностями {хn}.However, in the phase-manipulated signal generated by this method, there may be phase jumps of 180 degrees and the method, in principle, does not allow to obtain a constant envelope during phase manipulation of the above chaotic sequences {x n }.
Задачей изобретения является получить постоянную огибающую у сигнала с хаотической фазовой манипуляцией, предотвратив при этом возникновение скачков фазы на 180 градусов.The objective of the invention is to obtain a constant envelope of the signal with chaotic phase shift keying, while preventing the occurrence of phase jumps by 180 degrees.
В изобретении достигается следующий технический результат:The invention achieves the following technical result:
- способ позволяет получить сигнал, который может быть использован в качестве пилот-сигнала на поднесущей при обработке колебаний с хаотической угловой модуляцией;- the method allows to obtain a signal that can be used as a pilot signal on a subcarrier in the processing of oscillations with chaotic angular modulation;
- способ позволяет за счет исключения скачков фазы на 180 градусов уменьшить искажения, связанные с прохождением пилот-сигнала с фазовой манипуляцией на поднесущей через полосовые фильтры модулятора и демодулятора.- the method allows by eliminating phase jumps by 180 degrees to reduce distortion associated with the passage of the pilot signal with phase shift keying on the subcarrier through the bandpass filters of the modulator and demodulator.
Указанный технический результат достигается в способе, заключающемся в том, что цифровую последовательность, связанную с информационными символами, разделяют на две цифровые информационные последовательности, проводят цифроаналоговое преобразование полученных двух последовательностей, перемножают один из полученных сигналов с синфазной составляющей несущего (поднесущего) колебания, а другой - с квадратурной составляющей несущего (поднесущего) колебания и суммируют полученные сигналы, за счет того, что осуществляют преобразование цифровой последовательности, связанной с информационными символами, в исходную информационную цифровую хаотическую последовательность, связанную с информационными символами посредством манипуляции управляющим параметром генерирующего рекуррентного алгоритма, путем квадратурного преобразования из исходной информационной цифровой хаотической последовательности получают две цифровые информационные хаотические последовательности.The specified technical result is achieved in a method consisting in the fact that the digital sequence associated with information symbols is divided into two digital information sequences, digital-to-analog conversion of the obtained two sequences is carried out, one of the received signals with the in-phase component of the carrier (subcarrier) oscillation is multiplied, and the other - with the quadrature component of the carrier (subcarrier) oscillations and summarize the received signals, due to the fact that they carry out the conversion of of a digital sequence associated with information symbols into the original informational digital chaotic sequence associated with informational symbols by manipulating the control parameter of the generating recursive algorithm, two digital informational chaotic sequences are obtained from the initial informational digital chaotic sequence by quadrature transformation.
Согласно п.2 формулы изобретения используют один из двух рекуррентных алгоритмов:According to
илиor
где n - номер элемента хаотической последовательности, λi - манипулируемый информационный управляющий параметр, принимающий для номера позиций i=1, 2, 3, 4 значения 2, 3, 4, 5 соответственно.where n is the number of the element of the chaotic sequence, λ i is the manipulated information control parameter that takes
При этом получают, соответственно, косинусоидальную или синусоидальную исходную информационную цифровую хаотическую последовательность:In this case, a cosine or sinusoidal initial informational digital chaotic sequence is obtained, respectively:
илиor
преобразованием которой получают две информационные цифровые хаотические последовательности {an-1,i} и {bn-1,i}, элементы которых имеют вид:the transformation of which gives two informational digital chaotic sequences {a n-1, i } and {b n-1, i }, the elements of which are of the form:
an-1,i=cos(ξn-1) - для синфазного канала a n-1, i = cos (ξ n-1 ) - for the in-phase channel
иand
bn-1,i=sin(ξn-1) - для квадратурного канала b n-1, i = sin (ξ n-1 ) - for the quadrature channel
илиor
an-1,i=cos(ηn-1) - для синфазного канала a n-1, i = cos (η n-1 ) - for the in-phase channel
иand
bn-1,i=sin(ηn-1) - для квадратурного канала.b n-1, i = sin (η n-1 ) - for the quadrature channel.
Далее эти две информационные цифровые хаотические последовательности подвергаются цифроаналоговому преобразованию.Further, these two informational digital chaotic sequences are subjected to digital-to-analogue conversion.
Таким образом, технический результат достигается в способе за счет обеспечения возможности применения специальной цифровой обработки числовых последовательностей, преобразованных в хаотические числовые последовательности.Thus, the technical result is achieved in the method by providing the possibility of using special digital processing of numerical sequences converted to chaotic numerical sequences.
По существу, общим между изобретением и прототипом является подход к задаче формирования фазоманипулированного сигнала с постоянной огибающей, при котором этот сигнал получают в результате сложения составляющих, полученных после перемножения квадратурных компонентов несущего (поднесущего) колебания с преобразованными в цифроаналоговых преобразователях потоками соответствующих цифровых последовательностей.Essentially, a common thing between the invention and the prototype is the approach to the problem of generating a phase-manipulated signal with a constant envelope, in which this signal is obtained by adding the components obtained after multiplying the quadrature components of the carrier (subcarrier) oscillation with the streams of the corresponding digital sequences converted into digital-to-analog converters.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где:The invention is illustrated graphic materials, where:
- на Фиг.1 изображена блок-схема устройства, с помощью которого реализуется заявленный способ;- figure 1 shows a block diagram of a device with which the claimed method is implemented;
- на Фиг.2 представлена блок-схема алгоритма моделирования процессов, происходящих в устройстве;- figure 2 presents a block diagram of an algorithm for modeling processes occurring in the device;
- на Фиг.3. а, б, в представлены графики процессов на выходах блоков устройства.- figure 3. a, b, c presents graphs of processes at the outputs of the device blocks.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
На управляющий вход генератора хаотической цифровой последовательности 1 поступает информационная цифровая последовательность чисел модулирующего управляющего параметра. Цифровую последовательность с выхода генератора последовательности хаотических чисел 1 (Фиг.1) подают на вход преобразователя 2. Сформированные в преобразователе 2 цифровые последовательности (Фиг.2) через блоки соответствующих цифроаналоговых преобразователей 3, 4 подают на первые входы балансных модуляторов 5, 6. Сигнал с выхода генератора несущей (поднесущей) 7 подается на второй (опорный) вход балансного модулятора 5 синфазного канала и через фазовращатель 8 на 90 градусов - на второй (опорный) вход балансного модулятора 6 квадратурного канала. Сигналы с выходов балансных модуляторов, являющиеся результатом перемножения сигналов, поступивших на их входы, подают на входы сумматора 9. На выходе сумматора получают информационный сигнал с постоянной огибающей и фазовой манипуляцией без скачков фазы на 180 градусов.At the control input of the generator of a chaotic
Генератор 1 формирует хаотическую цифровую последовательность {ξn-1} или {ηn-1}. Генератор может быть выполнен на основе микропроцессора. На практике длина хаотической последовательности зависит от типа процессора и при десяти разрядах, удерживаемых в мантиссе числа, превышает 10000 [4]. На управляющий вход генератора 1 поступают информационные модулирующие символы λi. На Фиг.3.а изображена последовательность {xn}, сформированная в генераторе 1 по алгоритму где i=1, 2. На Фиг.3.б показана соответствующая информационная последовательность {ξn-1}, содержащая 200 элементов.
В преобразователе 2 формируют две цифровые хаотические информационные последовательности, подвергаемые цифроаналоговому преобразованию. С выхода генератора 1 на вход преобразователя 2 поступает одна из последовательностей {ξn-1} или {ηn-1}, сформированных по алгоритмам:In the
илиor
На Фиг.3.б изображена первая из этих последовательностей. Figure 3b shows the first of these sequences.
В преобразователе 2 последовательность {ξn-1} или {ηn-1} преобразуют в цифровые хаотические информационные последовательности {an-1,i}, {bn-1,i}, подвергаемые цифроаналоговому преобразованию.In
После цифроаналогового преобразования в цифроаналоговых преобразователях 3, 4 с помощью балансных модуляторов 5, 6, генератора несущего (поднесущего) колебания 7, фазовращателя 8 на 90 градусов и сумматора 9 на выходе образуется сигнал:After digital-to-analog conversion in digital-to-analog converters 3, 4 using
илиor
где A0 - амплитуда несущей (поднесущей),where A 0 is the amplitude of the carrier (subcarrier),
ω0 - частота несущей (поднесущей).ω 0 is the frequency of the carrier (subcarrier).
На Фиг.3.в изображена временная диаграмма полученного цифрового хаотического информационного сигнала при λ1=2 (для m от 2500 до 5000), λ2=3 (для m от 5000 до 7500).Figure 3c shows a timing diagram of the obtained digital chaotic information signal at λ 1 = 2 (for m from 2500 to 5000), λ 2 = 3 (for m from 5000 to 7500).
Возможность реализации способа подтверждается программным продуктом, специально разработанным для проверки работоспособности способа и исследования его характеристик.The ability to implement the method is confirmed by a software product specially designed to verify the operability of the method and study its characteristics.
Таким образом, с помощью предлагаемого способа решается задача получения хаотического колебания с постоянной огибающей без скачков фазы на 180 градусов.Thus, using the proposed method, the problem of obtaining chaotic oscillations with a constant envelope without phase jumps of 180 degrees is solved.
Источники информацииSources of information
1. Информационные технологии в радиотехнических системах: Учебное пособие / Васин В.А., Власов И.Б., Егоров Ю.М. и др. Под ред. И.Б.Федорова. - M.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2003. - 672 с. (Сер. Информатика в техническом университете).1. Information technology in radio engineering systems: Textbook / Vasin VA, Vlasov IB, Egorov Yu.M. et al. Ed. I. B. Fedorova. - M .: Publishing house of MSTU. N.E.Bauman, 2003 .-- 672 p. (Ser. Informatics at a technical university).
2. Банкет В.Л., Дорофеев В.М. Цифровые методы в спутниковой связи. - M.: Радио и связь, 1988. - 240 с.2. Banquet V.L., Dorofeev V.M. Digital methods in satellite communications. - M .: Radio and communications, 1988 .-- 240 p.
3. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. 2-е издание. Пер. с англ. - M.: Издательский дом "Вильяме", 2003. - 1104 с.3. Sklyar B. Digital communication. Theoretical foundations and practical application. 2nd edition. Per. from English - M .: Publishing House "William", 2003. - 1104 p.
4. Перов А.И., Плотников П.В., Перов А.А. Некоторые аспекты оптимального оценивания конечной выборки дискретного хаотического процесса // Радиотехника, 2001, №7, - с.9-16.4. Perov A.I., Plotnikov P.V., Perov A.A. Some aspects of the optimal estimation of the final sample of a discrete chaotic process // Radio Engineering, 2001, No. 7, - p.9-16.
5. Беспалов Е.С. Маркированные нерегулярные числовые последовательности. 51-я научно-техническая конференция МИРЭА. Сборник трудов. Часть II. Физико-математические науки. - M.: МИРЭА, 2002, - с.23-26.5. Bespalov E.S. Labeled irregular number sequences. 51st scientific and technical conference MIREA. Collection of works. Part II Physics and mathematics. - M .: MIREA, 2002, - p.23-26.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004107418/09A RU2264044C1 (en) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | Method for forming phase-manipulated signal with constant envelope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004107418/09A RU2264044C1 (en) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | Method for forming phase-manipulated signal with constant envelope |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2264044C1 true RU2264044C1 (en) | 2005-11-10 |
Family
ID=35865525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004107418/09A RU2264044C1 (en) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | Method for forming phase-manipulated signal with constant envelope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2264044C1 (en) |
-
2004
- 2004-03-15 RU RU2004107418/09A patent/RU2264044C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БАНКЕТ В.Л. и др. Цифровые методы в спутниковой связи. М.: Радио и связь 1988, с.150-157. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR0130471B1 (en) | Ssb signal generator | |
US4902979A (en) | Homodyne down-converter with digital Hilbert transform filtering | |
US4159526A (en) | Digitally controlled variable frequency oscillator | |
US6944250B2 (en) | Variable rate modulator | |
US6025758A (en) | Method and apparatus for performing digital data signal modulation | |
WO1999021299A1 (en) | Method and apparatus for generating complex four-phase sequences for a cdma communication system | |
US3430143A (en) | Communications system wherein information is represented by the phase difference between adjacent tones | |
US4942592A (en) | Synchronous receiver for minimum shift keying transmission | |
US4028490A (en) | MSK digital data synchronization detector | |
RU2374776C2 (en) | Correlation receiver of noise-like signals with minimum frequency manipulation | |
RU2264044C1 (en) | Method for forming phase-manipulated signal with constant envelope | |
RU2702750C1 (en) | Method of generating hybrid phase-shift keyed signals by successive concatenation of radio pulses | |
JPH1075267A (en) | Pseudo gmsk modulator | |
RU2591032C1 (en) | Digital quadrature phase synchronisation and demodulation device | |
JP3977809B2 (en) | Information transmission method | |
RU2363092C2 (en) | Signal modulator with minimal frequency offset | |
RU2801873C1 (en) | Method for forming noise-like signals | |
US5020104A (en) | Method of reducing the useful bandwidth of bandwidth-limited signals by coding and decoding the signals, and system to carry out the method | |
JPH0590903A (en) | Frequency divider circuit | |
KR100308657B1 (en) | Device and method for generating phase shifted 8psk digital modulating signal | |
JPH07106855A (en) | Ssb modulator | |
JPH06104943A (en) | Four-phase modulator | |
JP2936572B2 (en) | Digital PSK demodulation circuit | |
JP3415653B2 (en) | Digital modem | |
JPH0669969A (en) | Quadruple phase modulator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100316 |