連續相位8psk調製方法

2023-09-13 12:38:25 1

連續相位8psk調製方法
【專利摘要】本發明公開了一種連續相位8PSK調製方法，該方法包括步驟：產生載波相位控制字和額外累加相位控制字；檢測當前發送數據是否發生變化；根據相位差值輸出不同選通信號；根據不同選通信號輸出不同數目的額外相位控制字；計算相位控制字步長；累加相位控制字步長；輸出調製波形幅度值；判斷當前數據發送是否完成；判斷所有數據發送是否完成。本發明連續相位8PSK調製方法，利用與前一個數據波形相位連續的過渡波形平滑過渡到當前數據的調製波形，實現了調製波形的連續性，消除了相鄰時鐘前後發送數據的調製波形中存在的相位跳變，從而消除了因相位突變產生的脈衝響應，隱蔽了波形信號中蘊含的符號率信息，增加了通信的安全性和保密性。
【專利說明】連續相位8PSK調製方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種調製方法，特別涉及一種連續相位的八相相移鍵控(SPhase Shift Keying,簡稱8PSK)調製方法。
【背景技術】
[0002]相移鍵控(Phase Shift Keying，簡稱PSK)是一種用載波相位表示傳輸信號信 息的調製技術，即利用相位變化來傳遞數字信息。IS-95中以及IMT-2000中使用的二相 相移鍵控(Binary Phase Shift Keying,簡稱 BPSK)、四相相移鍵控(Quadri Phase Shift Keying,簡稱 QPSK)、數據傳輸增強型 GSM 演進(Enhanced Data rate for GSM Evolution, 簡稱EDGE)和CDMA2000 EV-DO系統中使用的8PSK都是典型的相移鍵控調製方式。
[0003]採用相移鍵控技術進行信號調製時，相位變化是突發的。在8PSK調製方式中，採 用具有8個不同的初始相位值的載波波形來表徵3比特的發送信息，不同初始相位值之間 具有相等相位間隔，可以表示為eo+l* n/4，l=0，l，...，7，其中Qtl為基本初始相位值，各 初始相位值之間的相位間隔為n /4。因此，當發送數據發生跳變時，相鄰發送數據的載波波 形間的相位差可能為 ±n/4、±3i/2、±33i/4、±31、±53i/4、±33i/2 和 ±7n/4。由於 相位變化是突發的，因此在相位突變點會不可避免地引入很大的脈衝響應，這些脈衝響應 類似於衝激函數(S函數)，具有很強的頻譜可見性，大大增加了信號被截獲和解調的概率。 同時，相位突變會導致系統頻譜展寬，當帶寬受限時，頻譜展寬促使調製信號包絡改變。另 外，PSK對放大器的線性度要求較高，即是對調製設備的要求較高，進而提高了通信設備的 成本。
[0004]針對PSK調製方式存在的上述缺陷，本領域研究人員提出了連續相位調製 (Continuous Phase Modulation,簡稱CPM)調製方式。CPM調製方式是將信息數據包含在 瞬時載波相位或頻率上，利用相位記憶作用保證載波相位在任何時間都是連續的，從而避 免了相位突變。CPM調製方式包含了載波相位以連續形式變化的一大類調製技術，例如目前 第二代移動通信中使用的最小頻移鍵控(Minimum Shift Keying，簡稱MSK)、高斯最小頻移 鍵控(Gaussian Minimum Shift Keying，簡稱GMSK)就是常見的CPM調製方式。CPM調製方 式避免了相位突變，與PSK調製方式相比，CPM具有更好的頻譜特性，並且功率譜更加集中； 同時CPM的調製信號包絡恆定，便於使用非線性放大器，降低了設備成本。但是，與線性調 制相比，CPM信號的具體形式不僅與成型脈衝有關，還與調製指數h、頻率響應函數脈衝相 關長度L的取值有關，因此CPM調製方式比一般的線性調製(如PSK)複雜，增加了調製設備 的實現複雜度。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在於克服現有技術中所存在的8PSK調製方式存在的相位突變的問 題、及CPM調製方式實現複雜度較高的不足，提供一種連續相位8PSK調製方法，該調製方法 可克服現有8PSK調製方式中相位跳變導致的信號波形強頻譜可見性的缺點，且實現該調製方法的裝置結構簡單，複雜度低。
[0006]為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案:
[0007]一種連續相位8PSK調製方法，該方法基於直接數字頻率合成(Direct Digital Synthesizer,簡稱DDS)技術，通過額外累加相位控制字，直接改變控制字的方式，利用與前一個數據波形相位連續的過渡波形平滑過渡到當前數據的調製波形，實現調製波形的連續性，其具體步驟包括:
[0008]步驟1:計算載波相位控制字和額外累加相位控制字；
[0009]步驟2:讀取當前待發送數據，並判斷當前待發送數據與相鄰的前一時鐘發送數據是否相同；
[0010]步驟3:如果相同則輸出第八選通信號，如果不同，則計算相鄰發送數據波形間的相位差值，並根據不同相位差值輸出相應的選通信號；
[0011]步驟4:根據不同選通信號連續輸出不同額外相位控制字:如果輸出第八選通信號，則輸出額外相位控制字為零；否則輸出不同數目的額外相位控制字，且該額外相位控制字為額外累加相位控制字。
[0012]步驟5:計算相位控制字步長,相位控制字步長=載波相位控制字+額外相位控制字，所述相位控制字步長為兩相鄰採樣點之間的ROM查找表地址增量，所述ROM查找表用於存儲離散化的正弦波形幅度值；
[0013]步驟6:累加相位控制字步長，計算出總相位控制字，所述總相位控制字即為每一時鐘的ROM查找表地址；
[0014]步驟7:根據步驟6產生的查找表地址，在ROM中查找當前時鐘的調製波形信號幅度值，並將該調製波形信號幅度值輸出；
[0015]步驟8:判斷當前數據發送是否完成，若完成，則進入步驟9，若未完成，則返回步驟6，繼續進行總相位控制字計算；
[0016]步驟9:判斷所有數據發送是否已完成，若完成，則結束，若未完成，則返回步驟2， 繼續讀取待發送數據。
[0017]根據本發明的實施例，步驟I中所述載波相位控制字的計算方法為:假設採用N個離散採樣信號值表示一個周期的正弦載波信號，則兩個相鄰的離散採樣點之間的相位差為
A 9=2 /N，即載波相位控制字為
【權利要求】
1.一種連續相位8PSK調製方法，其特徵在於，該方法基於直接數字頻率合成技術，通過額外累加相位控制字，直接改變控制字的方式，利用與前一個數據波形相位連續的過渡波形平滑過渡到當前數據的調製波形，實現調製波形的連續性，其具體步驟包括:步驟1:計算載波相位控制字和額外累加相位控制字；步驟2:讀取當前待發送數據，並判斷當前待發送數據與相鄰的前一時鐘發送數據是否相同；步驟3:如果相同則輸出第八選通信號，如果不同，則計算相鄰發送數據波形間的相位差值，並根據不同相位差值輸出相應的選通信號；步驟4:根據不同選通信號連續輸出不同額外相位控制字:如果輸出第八選通信號，則輸出相位控制字為零；否則輸出不同數目的額外相位控制字，且該額外相位控制字為額外累加相位控制字。步驟5:計算相位控制字步長，相位控制字步長=載波相位控制字+額外相位控制字， 所述相位控制字步長為兩相鄰採樣點之間的ROM查找表地址增量，所述ROM查找表用於存儲離散化的正弦波形幅度值；步驟6:累加相位控制字步長，計算出總相位控制字，所述總相位控制字即為每一時鐘的ROM查找表地址；步驟7:根據步驟6產生的查找表地址，在ROM中查找當前時鐘的調製波形信號幅度值，並將該調製波形信號幅度值輸出；步驟8:判斷當前數據發送是否完成，若完成，則進入步驟9，若未完成，則返回步驟6， 繼續進行總相位控制字計算；步驟9:判斷所有數據發送是否已完成，若完成，則結束，若未完成，則返回步驟2，繼續讀取待發送數據。
2.根據權利要求1所述的連續相位8PSK調製方法，其特徵在於，步驟I中所述載波相位控制字的計算方法為:設正弦ROM查找表的深度為K，採用N個離散採樣信號值表示一個周期的正弦載波信號，則兩個相鄰的離散採樣點之間的相位差為A 0=2 /N，則載波相位控制字為Q3ds=KZN0
3.根據權利要求1所述的連續相位8PSK調製方法，其特徵在於，步驟I中所述額外累加相位控制字的計算方法為:設經過M個時鐘周期後額外累加相位達到/4，SPMA 0 a= /4,則額外累加相位步長為
4.根據權利要求1所述的連續相位8PSK調製方法，其特徵在於，所述步驟3中根據不同相位差值輸出相應的選通信號的方法是:如果相位差值為31 /4或-7 31 /4,則輸出第一選通信號；如果相位差為31 /2或-3 31 /2, 則輸出第二選通信號；如果相位差為3 /4或-5 /4，則輸出第三選通信號；如果相位差值為土 ，則輸出第四選通信號；如果相位差為5 /4或-3 /4，則輸出第五選通信號；如果相位差值為3 31 /2或-31 /2,則輸出第六選通信號；如果相位差為7 31 /4或-31 /4,則輸出第七選通信號。
5.根據權利要求4所述的連續相位8PSK調製方法，其特徵在於，所述步驟4中根據不同選通信號連續輸出不同數目的額外相位控制字，且該額外相位控制字為額外累加相位控制字的方法是:當選通信號為第一選通信號時，則連續輸出M個額外相位控制字；當選通信號為第二選通信號時，則連續輸出2XM個額外相位控制字；當選通信號為第三選通信號時，則連續輸出3XM個額外相位控制字；當選通信號為第四選通信號時，則連續輸出4XM個額外相位控制字；當選通信號為第五選通信號時，則連續輸出5XM個額外相位控制字；當選通信號為第六選通信號時，則連續輸出6XM個額外相位控制字；當選通信號為第七選通信號時， 則連續輸出7XM個額外相位控制字。
6.根據權利要求1至5之一所述的連續相位8PSK調製裝置，其特徵在於，所述M取值為M=N/2,其中，N的含義為:採用N個離散採樣信號值表示一個周期的正弦載波信號。
【文檔編號】H04L27/18GK103595675SQ201210291244
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年8月16日 優先權日:2012年8月16日
【發明者】吳廷勇, 朱文翰, 胡劍浩, 唐萬斌, 李少謙 申請人:電子科技大學