СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ С КВАДРАТУРНОЙ ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ Российский патент 2003 года по МПК H04L27/20 

Описание патента на изобретение RU2205518C1

Изобретение относится к электросвязи, а именно к цифровой радиосвязи, и может быть использовано в системах передачи сигналов с фазовой манипуляцией.

Известен способ формирования сигналов с квадратурной фазовой манипуляцией (Петрович Н.Т. Передача дискретной информации в каналах с фазовой манипуляцией. - М. : Связьиздат, 1965, с. 32-33), называемых автором сигналами двукратной фазовой телеграфии (ДФТ).

Недостатком известного способа формирования сигналов с квадратурной фазовой манипуляцией является высокий уровень внеполосных излучений при их передаче, что обусловлено наличием разрывов на 180o фазы формируемых сигналов на границах символов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией, также называемых авторами сигналами ДФТ (авт. св. СССР 692109, кл. Н 04 L 27/20, 1979), заключающийся в том, что расщепляют несущее колебание на синфазное и квадратурное колебания, сдвинутые один относительно другого по фазе на 90o, сдвигают поступающие от двух источников сообщения манипулирующие последовательности двоичных видеосигналов на половину длительности символа одну относительно другой, производят манипуляцию синфазного и квадратурного колебаний по фазе на 180o манипулирующими последовательностями двоичных видеосигналов, производят балансную модуляцию синфазного и квадратурного двоично-манипулированных колебаний сдвинутыми один относительно другого по фазе на 90o синфазным и квадратурным гармоническими сигналами с частотой, равной половине частоты следования символов, так, что огибающие полученных колебаний равны нулю в начале и конце каждого символа, и суммируют полученные колебания.

Известный способ позволяет формировать сигналы с квадратурной фазовой модуляцией (КФМ), фаза которых непрерывна на границах символов, а огибающая постоянна. В результате по сравнению с аналогом обеспечивается уменьшение уровня внеполосных излучений при передаче формируемых радиосигналов при высоком коэффициенте полезного действия передатчика.

Однако недостатком известного способа формирования сигналов с КФМ также является высокий уровень внеполосных излучений при передаче формируемых радиосигналов, что обусловлено наличием разрывов первой производной формируемых сигналов на границах символов.

Для устранения указанного недостатка необходимо обеспечить непрерывность первой производной формируемых сигналов на границах символов, т.к. известно, что чем большее производных формируемых сигналов непрерывны на границах символов, тем больше скорость убывания их спектров и тем меньше уровень внеполосных излучений (см., например, Гуревич М.С. Спектры радиосигналов. - М.: Связьиздат, 1963, с. 77).

Задачей изобретения является уменьшение уровня внеполосных излучений при передаче формируемых радиосигналов при сохранении высокого коэффициента полезного действия передатчика.

Достигается решение поставленной задачи тем, что в известный способ формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией, согласно которому выполняют следующие операции: расщепляют несущее колебание на синфазное и квадратурное колебания, сдвинутые один относительно другого по фазе на 90o, сдвигают поступающие от двух источников сообщения манипулирующие последовательности двоичных видеосигналов на половину длительности символа одну относительно другой, производят манипуляцию синфазного и квадратурного колебаний на 180o манипулирующими последовательностями двоичных видеосигналов, производят балансную модуляцию синфазного и квадратурного двоично-манипулированных колебаний сдвинутыми один относительно другого по фазе на 90o синфазным и квадратурным гармоническими сигналами с частотой, равной половине частоты следования символов, так, что огибающие полученных колебаний равны нулю в начале и конце каждого символа, и суммируют полученные колебания, введена операция формирования синфазного и квадратурного гармонических сигналов путем деления частоты синфазного и квадратурного колебаний в (4k+1) раз, где k - целое, причем операцию сдвига поступающих от двух источников сообщений манипулирующих последовательностей двоичных видеосигналов на половину длительности символа одну относительно другой выполняют так, что фазы синфазного и квадратурного гармонических сигналов совпадают с фазами соответственно синфазного и квадратурного колебаний в начале и конце каждого символа.

Предлагаемый способ формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией позволяет формировать сигналы с квадратурной фазовой модуляцией таким образом, что текущее значение формируемых сигналов всегда принимает максимальное или минимальное значения на границах всех символов. В результате первая производная формируемых сигналов будет неразрывна на границах всех символов (фиг.1,б), что и обеспечивает уменьшение уровня внеполосных излучений.

Сравнительный анализ с прототипом показал, что предлагаемый способ формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией включает в себя новые существенные признаки - введена операция формирования синфазного и квадратурного гармонических сигналов путем деления частоты синфазного и квадратурного колебаний в (4k+1) раз, где k - целое, причем операцию сдвига поступающих от двух источников сообщений манипулирующих последовательностей двоичных видеосигналов на половину длительности символа одну относительно другой выполняют так, что фазы синфазного и квадратурного гармонических сигналов совпадают с фазами соответственно синфазного и квадратурного колебаний в начале и конце каждого символа. Следовательно, техническое решение соответствует критерию "новизна".

Так как требуемый технический результат достигается всей вновь введенной совокупностью существенных признаков, которые в известной патентной и научной литературе на дату подачи заявки не обнаружены, то техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Предлагаемый способ формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией предполагает выполнение известных в цифровой связи операций, которые могут быть реализованы с помощью известных функциональных элементов.

На фиг. 1 показаны фрагменты сигналов в области границы символов, формируемых с помощью известного и предлагаемого способов формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией, на фиг.2 - диаграммы, поясняющие последовательность операций, выполняемых при реализации предлагаемого способа формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией, на фиг.3 - структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией.

Фиг. 1,а поясняет факт наличия на границах символов разрывов первой производной сигналов, формируемых с помощью известного способа формирования сигналов с КФМ, что обуславливает высокий уровень внеполосных излучений при их передаче.

Фиг. 1, б подтверждает факт отсутствия на границах символов разрывов первой производной сигналов, формируемых с помощью предлагаемого способа формирования сигналов с КФМ, что и обеспечивает уменьшение уровня внеполосных излучений.

При осуществлении предлагаемого способа формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией выполняют следующие операции:
1) расщепляют несущее колебание на синфазное и квадратурное колебания, сдвинутые один относительно другого по фазе на 90o,
2) формируют сдвинутые один относительно другого по фазе на 90o синфазный и квадратурный гармонические сигналы (показаны сплошными линиями соответственно на фиг.2,д и 2,е) путем деления частоты синфазного и квадратурного колебаний в (4k+1) раз, где k - целое,
3) сдвигают поступающие от двух источников сообщения манипулирующие последовательности двоичных видеосигналов на половину длительности символа (фиг. 2, а и 2,б) одну относительно другой так, что фазы синфазного и квадратурного гармонических сигналов совпадают с фазами соответственно синфазного и квадратурного колебаний в начале и конце каждого символа (см. соответственно фиг.2,в и 2,д, а также фиг.2,г и 2,е),
4) производят манипуляцию синфазного и квадратурного колебаний по фазе на 180o сдвинутыми один относительно другого на половину длительности символа манипулирующими последовательностями двоичных видеосигналов (см. соответственно фиг.2,в и 2,г),
5) производят балансную модуляцию синфазного и квадратурного двоично-манипулированных колебаний сдвинутыми один относительно другого по фазе на 90o синфазным и квадратурным гармоническими сигналами с частотой, равной половине частоты следования символов, так, что огибающие полученных колебаний равны нулю в начале и конце каждого символа (см. соответственно фиг.2, д и 2,е),
6) суммируют полученные колебания (см. фиг.2,ж).

Возможный вариант устройства для осуществления предлагаемого способа формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией (см. фиг.3) содержит источники сообщений 1 и 2, фазовые манипуляторы 3 и 4, фазовращатели 5 и 6, балансные модуляторы 7 и 8, сумматор 9, делитель частоты 10, синхронизаторы 11 и 12.

Несущее гармоническое колебание расщепляют на синфазное и квадратурное колебания, сдвинутые один относительно другого по фазе на 90o, с помощью фазовращателя 5.

Сдвинутые один относительно другого по фазе на 90o синфазный и квадратурный гармонические сигналы (показаны сплошными линиями соответственно на фиг.2,д и 2,е) формируют с помощью делителя частоты 10 в (4k+1) раз, где k - целое, и фазовращателя 6.

Сдвигают поступающие от двух источников сообщения манипулирующие последовательности двоичных видеосигналов на половину длительности символа (фиг.2, а и 2,б) одну относительно другой так, что фазы синфазного и квадратурного гармонических сигналов совпадают с фазами соответственно синфазного и квадратурного колебаний в начале и конце каждого символа (см. соответственно фиг.2,в и 2,д, а также фиг.2,г и 2,е), с помощью синхронизаторов 11 и 12.

Манипуляцию синфазного и квадратурного колебаний по фазе на 180o сдвинутыми один относительно другого на половину длительности символа манипулирующими последовательностями двоичных видеосигналов (см. соответственно фиг. 2,в и 2,г) производят с помощью фазовых манипуляторов 3 и 4.

Балансную модуляцию синфазного и квадратурного двоично-манипулированных колебаний сдвинутыми один относительно другого по фазе на 90o синфазным и квадратурным гармоническими сигналами с частотой, равной половине частоты следования символов, так, что огибающие полученных колебаний равны нулю в начале и конце каждого символа (см. соответственно фиг.2,д и 2,е), производят с помощью балансных модуляторов 7 и 8.

Суммируют полученные колебания (см. фиг.2,ж) с помощью сумматора 9.

Сигнал на выходе сумматора 9 (фиг.2,ж и 1,б) имеет то преимущество, что его огибающая является постоянной, а на границах символов отсутствуют разрывы первой производной сигнала, что обеспечивает уменьшение уровня внеполосных излучений при максимально возможном КПД передатчика.

Похожие патенты RU2205518C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЧАСТОТНО-МАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ 2002
  • Аношкин А.В.
  • Аношкин Д.А.
RU2223610C1
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИХ РАДИОСИГНАЛОВ С УГЛОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ 2008
  • Аношкин Александр Владимирович
  • Аношкин Данил Александрович
RU2378783C1
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ СИГНАЛОВ С НЕПРЕРЫВНОЙ ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ 2001
  • Аношкин А.В.
  • Аношкин Д.А.
RU2204214C2
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ СИГНАЛОВ С НЕПРЕРЫВНОЙ ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ 2000
  • Аношкин А.В.
  • Аношкин Д.А.
RU2176436C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА СИГНАЛОВ С МИНИМАЛЬНОЙ УГЛОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ 2003
  • Аношкин А.В.
  • Аношкин Д.А.
RU2234198C1
УСТРОЙСТВО ПОИСКА ШУМОПОДОБНЫХ СИГНАЛОВ 2001
  • Беляев В.И.
  • Осокин В.В.
RU2204885C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА СИГНАЛОВ С МИНИМАЛЬНОЙ УГЛОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ 2003
  • Аношкин А.В.
  • Аношкин Д.А.
RU2246180C2
СПОСОБ ОЦЕНКИ АМПЛИТУДНОЙ И ФАЗОВОЙ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ 2000
  • Утробин Г.Ф.
RU2191420C2
ПРИЕМНИК КВАДРАТУРНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ СО СМЕЩЕНИЕМ (OQPSK) МНОГОКАНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ 2002
  • Моисеев В.Ф.
  • Сивов В.А.
RU2246181C2
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ ЧЕТЫРЕХПОЗИЦИОННОЙ КВАДРАТУРНОЙ МАНИПУЛЯЦИИ 2015
  • Бурыкин Дмитрий Владимирович
  • Дворников Сергей Викторович
  • Дворников Сергей Сергеевич
  • Пшеничников Александр Викторович
  • Пономарев Егор Юрьевич
RU2579951C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 205 518 C1

Реферат патента 2003 года СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ С КВАДРАТУРНОЙ ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

Использование: в цифровой радиосвязи, в системах передачи дискретной информации для формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией. Сущность изобретения заключается в обеспечении непрерывности мгновенных значений и первой производной формируемых сигналов на границах символов. Способ формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией заключается в том, что расщепляют несущее колебание на синфазное и квадратурное колебания, формируют синфазный и квадратурный гармонические сигналы путем деления частоты синфазного и квадратурного колебаний в (4k+1) раз, где k - целое, сдвигают манипулирующие видеосигналы на половину длительности символа так, что фазы синфазного и квадратурного гармонических сигналов совпадают с фазами соответственно синфазного и квадратурного колебаний в начале и конце каждого символа, производят манипуляцию синфазного и квадратурного колебаний по фазе на 180o манипулирующими видеосигналами, производят балансную модуляцию синфазного и квадратурного двоично-манипулированных колебаний синфазным и квадратурным гармоническими сигналами и суммируют полученные колебания. Техническим результатом является уменьшение уровня внеполосных излучений при передаче формируемых радиосигналов при сохранении высокого коэффициента полезного действия передатчика. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 205 518 C1

Способ формирования сигналов с квадратурной фазовой модуляцией, заключающийся в том, что расщепляют несущее колебание на синфазное и квадратурное колебания, сдвинутые один относительно другого по фазе на 90o, сдвигают поступающие от двух источников сообщения манипулирующие последовательности двоичных видеосигналов на половину длительности символа одну относительно другой, производят манипуляцию синфазного и квадратурного колебаний по фазе на 180o манипулирующими последовательностями двоичных видеосигналов, производят балансную модуляцию синфазного и квадратурного двоично-манипулированных колебаний сдвинутыми один относительно другого по фазе на 90o синфазным и квадратурным гармоническими сигналами с частотой, равной половине частоты следования символов, так, что огибающие полученных колебаний равны нулю в начале и в конце каждого символа, и суммируют полученные колебания, отличающийся тем, что формируют синфазный и квадратурный гармонические сигналы путем деления частоты синфазного и квадратурного колебаний в (4k+1) раз, где k - целое, причем поступающие от двух источников сообщения манипулирующие последовательности двоичных видеосигналов сдвигают на половину длительности символа одну относительно другой так, что фазы синфазного и квадратурного гармонических сигналов совпадают с фазами соответственно синфазного и квадратурного колебаний в начале и конце каждого символа.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2205518C1

Способ формирования сигналов двукратной фазовой телеграфии 1975
  • Резвецов Николай Борисович
  • Родионов Юрий Николаевич
  • Аношкин Александр Владимирович
SU692109A1
Устройство для подведения свай под молот 1972
  • Станик Юрий Адамович
  • Медведский Борис Александрович
SU481673A1
Бесколесный шариковый ход для железнодорожных вагонов 1917
  • Латышев И.И.
SU97A1
US 4852123 А, 25.07.1989.

RU 2 205 518 C1

Авторы

Аношкин А.В.

Аношкин Д.А.

Даты

2003-05-27Публикация

2001-12-11Подача