RU2292124C2 - Method for precision prototype modulation - Google Patents
Method for precision prototype modulation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2292124C2 RU2292124C2 RU2004115199/09A RU2004115199A RU2292124C2 RU 2292124 C2 RU2292124 C2 RU 2292124C2 RU 2004115199/09 A RU2004115199/09 A RU 2004115199/09A RU 2004115199 A RU2004115199 A RU 2004115199A RU 2292124 C2 RU2292124 C2 RU 2292124C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- analog signal
- samples
- sample
- information
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/38—Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
- H04L25/40—Transmitting circuits; Receiving circuits
- H04L25/49—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам и системам модуляции и может найти применение при передаче и приеме информационных сигналов.The invention relates to modulation methods and systems and may find application in the transmission and reception of information signals.
Известен способ модуляции для передачи информационных сигналов в длинноволновом диапазоне, который заключается в том, что информационными сигналами модулируют первую несущую частоту методом квадратурной двухполосной модуляции, выделяют сигнал с одной боковой полосой и неподавленной несущей, осуществляют преобразование этого сигнала в сигнал промежуточной частоты с одной или двумя боковыми полосами и преобразуют сигнал промежуточной частоты в длинноволновый диапазон путем смешения с частотой гетеродина, который излучают (см. патент РФ №21944368, кл. H 04 L 27/36, 2002).A known modulation method for transmitting information signals in the long wavelength range, which consists in the fact that information signals modulate the first carrier frequency using quadrature two-band modulation, select a signal with one side band and an unsuppressed carrier, convert this signal to an intermediate frequency signal with one or two sidebands and convert the intermediate frequency signal into the long wavelength range by mixing with the local oscillator frequency that they emit (see patent RF №21944368, Cl. H 04 L 27/36, 2002).
Недостатком известного способа является невозможность формирования спектра сигнала с произвольно заданными характеристиками.The disadvantage of this method is the impossibility of forming a spectrum of a signal with arbitrarily given characteristics.
Также известен способ модуляции цифрового сигнала для передачи данных по узкополосным каналам электросвязи, состоящий в модуляции цифрового сигнала биимпульсным кодом, заключающийся в перемене фазы несущего сигнала на 180° при переходе от кодирования логического 0 модулируемого цифрового сигнала к кодированию логической 1 модулируемого цифрового сигнала, и наоборот, причем в промодулированном сигнале присутствуют только двухбитные и однобитные посылки, при этом длительность двухбитной посылки относится к длительности однобитной посылки, как 2:1, при этом длительность двухбитной посылки относится к длительности однобитной посылки, как 1,5:1, причем при каждом скачке фазы несущего сигнала фаза меняется на минус 90° (см. патент РФ №2210192, кл. H 04 L 27/20, 2003).Also known is a method of modulating a digital signal for transmitting data over narrowband telecommunication channels, which consists in modulating a digital signal with a bi-pulse code, which consists in changing the phase of the carrier signal by 180 ° when switching from encoding a logical 0 modulated digital signal to encoding a logical 1 modulated digital signal, and vice versa moreover, in the modulated signal there are only two-bit and one-bit transmissions, while the duration of a two-bit parcel refers to the duration of a single-bit trans lki, as 2: 1, while the duration of a two-bit sending refers to the duration of a single-bit sending, as 1.5: 1, and with each phase jump of the carrier signal the phase changes by minus 90 ° (see RF patent No. 2210192, class H 04 L 27/20, 2003).
Недостатком данного способа также является невозможность формирования спектра сигнала с произвольно заданными характеристиками.The disadvantage of this method is the inability to form a signal spectrum with arbitrarily specified characteristics.
Кроме того, известен способ формирования первичного двоичного сигнала, имеющего заданную спектральную форму в заданном диапазоне частот, в частности имеющего провал в энергетическом спектре в заданном диапазоне частот, при этом информационные слова модулируют в канальные слова, образующие канальный поток битов первичного двоичного сигнала, причем модуляцию информационных слов выбирают таким образом, что заданную спектральную форму канального потока битов первичного двоичного сигнала обеспечивают с помощью критерия оценки, основанного на спектральной весовой функции, форма которой индивидуально подобрана для спектральной протяженности канального потока битов вторичного двоичного сигнала (см. заявку на выдачу патента РФ на изобретение №2003107021, кл. G 11 В 11/00, опубл. 2004).In addition, there is a method of generating a primary binary signal having a given spectral shape in a given frequency range, in particular having a dip in the energy spectrum in a given frequency range, while information words are modulated into channel words forming a channel stream of bits of the primary binary signal, and modulation information words are selected in such a way that the specified spectral shape of the channel bit stream of the primary binary signal is provided using the evaluation criterion based on on the spectral weight function, the shape of which is individually selected for the spectral length of the channel bit stream of the secondary binary signal (see application for the grant of a patent of the Russian Federation for invention No. 2003107021, class G 11 B 11/00, publ. 2004).
Недостатком описанного способа также является невозможность формирования спектра сигнала с произвольно заданными характеристиками.The disadvantage of the described method is the impossibility of forming a spectrum of a signal with arbitrarily specified characteristics.
Проведенные заявителем исследования на технический уровень показали полное отсутствие технических решений, которые при осуществлении модуляции позволяют сформировать спектр сигнала с произвольно заданными характеристиками.Studies conducted by the applicant at a technical level showed a complete lack of technical solutions that, when modulated, allow the formation of a signal spectrum with arbitrarily specified characteristics.
Задачей, на которую направлено предлагаемое изобретение, является устранение указанного недостатка, т.е. разработка способа модуляции, позволяющего сформировать спектр сигнала с заданными характеристиками. При решении данной задачи достигается технический результат, который заключается в непосредственном преобразовании цифрового сигнала или единиц информации путем точного формирования аналогового сигнала из заранее известных образцов или прототипов.The task to which the invention is directed is to eliminate this drawback, i.e. development of a modulation method that allows you to form a signal spectrum with specified characteristics. When solving this problem, a technical result is achieved, which consists in the direct conversion of a digital signal or units of information by accurately generating an analog signal from previously known samples or prototypes.
Данный технический результат достигается за счет того, что в способе модуляции устанавливают соответствие образца аналогового сигнала заданной длительности разрядам параллельного, позициям последовательного цифрового кода или единице смысловой информации, каждый образец аналогового сигнала выбирают исходя из его спектральной характеристики, затем осуществляют последовательное сращивание образцов аналоговых сигналов, соответствующих информационному смыслу сообщения. Кроме того, выбор образцов аналогового сигнала осуществляют с учетом обеспечения непрерывности сигнала в канале. Кроме того, непрерывность сигнала в канале определяют таким образом, чтобы мгновенные значения амплитуды и скорость изменения в точке сращивания для предыдущего и последующего сигналов были равны, а также демодуляцию производят путем вычисления функции корреляции исходя из ее максимального значения и осуществляют восстановление цифрового кода или информационного смысла.This technical result is achieved due to the fact that in the modulation method the correspondence of the sample of the analog signal of the given duration to the parallel bits, the positions of the serial digital code or the unit of semantic information is established, each sample of the analog signal is selected based on its spectral characteristic, then the samples are sequentially spliced, corresponding to the informational meaning of the message. In addition, the selection of samples of the analog signal is carried out taking into account the continuity of the signal in the channel. In addition, the continuity of the signal in the channel is determined so that the instantaneous amplitude values and the rate of change at the splice point for the previous and subsequent signals are equal, and demodulation is performed by calculating the correlation function based on its maximum value and the digital code or information meaning is restored .
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема электронной системы, которая реализует предлагаемый способ модуляции, а на фиг.2 приведены варианты образцов аналогового сигнала и сигнала в канале, полученного из них.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a diagram of an electronic system that implements the proposed modulation method, and Fig. 2 shows variants of samples of an analog signal and a signal in a channel obtained from them.
Приведенная на фиг.1 электронная система содержит модулятор и демодулятор.The electronic system shown in FIG. 1 comprises a modulator and a demodulator.
Модулятор включает в себя:The modulator includes:
- регистр 1 хранения входного кода;- register 1 storage of the input code;
- синтезатор 2 образца сигнала;- synthesizer 2 signal samples;
- устройство 3 хранения оцифрованных образцов;- device 3 for storing digitized samples;
- цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 4.- digital-to-analog converter (DAC) 4.
Демодулятор содержит:The demodulator contains:
- аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5;- analog-to-digital converter (ADC) 5;
- запоминающее устройство 6 для хранения принятого оцифрованного кода;- a storage device 6 for storing the received digitized code;
- устройство 7 синхронизации;- device 7 synchronization;
- устройство 8 принятия решения, которое представляет собой дешифратор, реализующий устройство вычисления функции корреляции (или другую ассоциативную функцию).- decision device 8, which is a decoder that implements a correlation function calculator (or other associative function).
Синхронизация может осуществляться от внутреннего генератора приемного устройства (на фиг.1 не показан) с корректировкой по точкам сращивания исходных образцов функции.Synchronization can be carried out from the internal generator of the receiving device (not shown in FIG. 1) with adjustment according to the splicing points of the initial function samples.
Модуляция заключается в изменении какого-либо параметра переносчика (амплитуды, частоты и т.д.) или нескольких его параметров по закону изменения модулирующего сигнала. Изменяемый при модуляции параметр переносчика может быть назван информативным параметром, поскольку именно в его изменениях записывается передаваемая информация. Выбор того или иного параметра переносчика в качестве информативного определяет название модуляции, которую можно интерпретировать путем преобразования сигналов.Modulation consists in changing a parameter of the carrier (amplitude, frequency, etc.) or several of its parameters according to the law of change of the modulating signal. The carrier parameter that is changed during modulation can be called an informative parameter, since it is in its changes that the transmitted information is recorded. The choice of one or another parameter of the carrier as informative determines the name of the modulation, which can be interpreted by converting the signals.
Сигналы при этом формируются путем изменения тех или иных параметров физического носителя по закону, определяемому знаками, подлежащими передаче или хранению. Этот процесс изменения параметров носителя, как правило, принято называть модуляцией.In this case, signals are generated by changing certain parameters of the physical medium according to the law determined by the signs to be transmitted or stored. This process of changing media parameters is usually called modulation.
Известны амплитудная, частотная, фазовая модуляции, а также импульсные разновидности модуляции, одно- и многотональные модуляции, дельта-модуляция, использующая дельта-представление.Amplitude, frequency, phase modulations, as well as pulse types of modulation, single and multi-tone modulations, delta modulation using the delta representation are known.
Следует обратить внимание на то, что дельта-представление - это система квантования с прогнозированием полиномом нулевого порядка. В этой системе вместо значений регулярных выборок передается только знак разности между текущей выборкой и ее прогнозированным значением. В качестве прогнозируемого значения берется квантованное значение предшествующей выборки. Благодаря этому значение сообщения в каждой точке опроса кодируется одноразрядным двоичным кодом, что приводит к уменьшению объема сообщения, передаваемого по каналу связи.It should be noted that the delta representation is a quantization system with prediction of a zero-order polynomial. In this system, instead of the values of regular samples, only the sign of the difference between the current sample and its predicted value is transmitted. The predicted value is the quantized value of the previous sample. Due to this, the value of the message at each polling point is encoded with a single-bit binary code, which leads to a decrease in the volume of the message transmitted over the communication channel.
При этом следует подчеркнуть, что современный уровень техники позволяет достаточно точно синтезировать сигналы непосредственно, что дает возможность использовать для модуляции совокупность прототипов достаточно сложной формы.It should be emphasized that the current level of technology allows you to accurately synthesize the signals directly, which makes it possible to use a combination of prototypes of a rather complex form for modulation.
Предлагаемый способ модуляции реализуется следующим образом.The proposed modulation method is implemented as follows.
Сначала устанавливают соответствие образца аналогового сигнала заданной длительности и определенной формы нескольким разрядам параллельного, позициям последовательного цифрового кода или единице смысловой информации. После этого образец аналогового сигнала выбирают исходя из его спектральной характеристики. Затем осуществляют последовательное сращивание образцов аналоговых сигналов, соответствующих информационному смыслу сообщения.First, the correspondence of an analog signal sample of a given duration and a certain shape to several parallel bits, to the positions of a serial digital code or to a unit of semantic information is established. After that, the sample of the analog signal is selected based on its spectral characteristics. Then carry out sequential splicing of samples of analog signals corresponding to the informational meaning of the message.
Выбор образцов аналогового сигнала осуществляют с учетом обеспечения непрерывности сигнала в канале, при этом непрерывность сигнала в канале определяют таким образом, чтобы мгновенные значения амплитуды и скорость изменения в точке сращивания для предыдущего и последующего сигналов были равны.The selection of samples of the analog signal is carried out taking into account the continuity of the signal in the channel, while the continuity of the signal in the channel is determined so that the instantaneous values of the amplitude and the rate of change at the splicing point for the previous and subsequent signals are equal.
Важно также обратить внимание на то, что демодуляцию производят путем вычисления функции корреляции, исходя из ее максимального значения осуществляют восстановление цифрового кода или информационного смысла, который также можно рассматривать как смысл переданной информации.It is also important to pay attention to the fact that demodulation is performed by calculating the correlation function, based on its maximum value, the digital code or information meaning is restored, which can also be considered as the meaning of the transmitted information.
Электронная система, реализующая предлагаемый способ и представленная на фиг.1, функционирует следующим образом.An electronic system that implements the proposed method and is presented in figure 1, operates as follows.
В режиме модуляции цифровой код последовательно или параллельно подается в регистр 1 хранения входного кода. Регистр 1 служит для согласования разрядности входной последовательности с длиной кодовых комбинаций, соответствующих образцам аналоговых сигналов. При накоплении в регистре 1 необходимой длины кода он считывается синтезатором 2 образца сигнала (см. фиг.2).In modulation mode, the digital code is sequentially or parallelly fed into the input code storage register 1. Register 1 is used to match the bit depth of the input sequence with the length of the code combinations corresponding to the samples of analog signals. With the accumulation in the register 1 of the required length of the code, it is read by the synthesizer 2 of the signal sample (see figure 2).
Далее синтезатор образца сигналов 2 на основании принятой комбинации производит выборку из устройства 3 хранения оцифрованных образцов, устанавливая соответствие образца аналогового сигнала заданной длительности разрядам параллельного, позициям последовательного цифрового кода или единице смысловой информации. При этом каждый образец аналогового сигнала выбирается исходя из его спектральной характеристики. Затем осуществляются последовательное сращивание образцов аналоговых сигналов, соответствующих информационному смыслу сообщения или участку модулирующего кода, и передача на ЦАП 4 необходимого количества отсчетов нужного образца.Next, the signal sample synthesizer 2, on the basis of the adopted combination, selects from the device 3 for storing digitized samples, establishing the correspondence of the analog signal sample of a given duration to parallel bits, positions of a serial digital code or a unit of semantic information. Moreover, each sample of the analog signal is selected based on its spectral characteristics. Then, sequential splicing of samples of analog signals corresponding to the information meaning of the message or section of the modulating code is carried out, and the required number of samples of the desired sample are transmitted to the DAC 4.
Устройства 3 хранения оцифрованных образцов обеспечивает выбор образцов аналогового сигнала с учетом обеспечения непрерывности сигнала в канале таким образом, чтобы мгновенные значения амплитуды и скорость изменения в точке сращивания для предыдущего и последующего сигналов были равны.The device 3 for storing digital samples provides the choice of samples of the analog signal, taking into account the continuity of the signal in the channel so that the instantaneous values of the amplitude and the rate of change at the splicing point for the previous and subsequent signals are equal.
В результате на выходе системы (см. фиг.1) синтезируется копия сигнала, соответствующая принятой кодовой комбинации.As a result, at the system output (see Fig. 1), a copy of the signal corresponding to the received code combination is synthesized.
В режиме демодуляции электронная система функционирует следующим образом. Демодулируемый сигнал из канала поступает на АЦП 5. Полученный из канала сигнал в виде оцифрованных отсчетов с АЦП 5 поступает в запоминающее устройство 6 для хранения принятого оцифрованного кода. Запоминающее устройство 6 передает отсчеты в устройство синхронизации 7, которое синхронизирует работу системы.In demodulation mode, the electronic system operates as follows. The demodulated signal from the channel is fed to the ADC 5. The signal received from the channel in the form of digitized samples from the ADC 5 is fed to a memory 6 for storing the received digitized code. The storage device 6 transfers the samples to the synchronization device 7, which synchronizes the operation of the system.
При принятии решения о считывании устройство 7 синхронизации дает команду на передачу участка реализации на устройство 8 принятия решения.When deciding to read, the synchronization device 7 gives a command to transfer the implementation site to the decision device 8.
Устройство 8 принятия решения определяет самый близкий к реализации образец путем вычисления функции корреляции исходя из ее максимального значения или ассоциативным методом и формирует на выходах системы соответствующий ему код, осуществляя при этом восстановление цифрового кода или информационного смысла. Этот процесс иллюстрируется на фиг.2, где приведены варианты образцов сигналов и сигнала в канале из них полученного.The decision making device 8 determines the sample closest to the implementation by calculating the correlation function based on its maximum value or by the associative method and generates a code corresponding to it at the system outputs, while restoring the digital code or information meaning. This process is illustrated in figure 2, which shows options for samples of signals and a signal in the channel from them received.
Использование предлагаемого способа позволяет непосредственно преобразовать цифровой сигнал или единицы информации путем точного формирования аналогового сигнала из заранее известных образцов или прототипов.Using the proposed method allows you to directly convert a digital signal or units of information by accurately forming an analog signal from previously known samples or prototypes.
Claims (3)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004115199/09A RU2292124C2 (en) | 2004-05-20 | 2004-05-20 | Method for precision prototype modulation |
| PCT/RU2005/000059 WO2005114941A1 (en) | 2004-05-20 | 2005-02-11 | Method for accurate prototype modulation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004115199/09A RU2292124C2 (en) | 2004-05-20 | 2004-05-20 | Method for precision prototype modulation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004115199A RU2004115199A (en) | 2005-11-10 |
| RU2292124C2 true RU2292124C2 (en) | 2007-01-20 |
Family
ID=35428676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004115199/09A RU2292124C2 (en) | 2004-05-20 | 2004-05-20 | Method for precision prototype modulation |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2292124C2 (en) |
| WO (1) | WO2005114941A1 (en) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4015222A (en) * | 1975-12-01 | 1977-03-29 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Modulated passband signal generator |
| SU930576A1 (en) * | 1980-09-08 | 1982-05-23 | Предприятие П/Я Р-6609 | Phase-modulated signal forming method |
| CA1235189A (en) * | 1985-01-14 | 1988-04-12 | Haruhiko Akiyama | Error correction encoding system |
| US5602833A (en) * | 1994-12-19 | 1997-02-11 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for using Walsh shift keying in a spread spectrum communication system |
| EP1054526A1 (en) * | 1999-05-18 | 2000-11-22 | Lucent Technologies Inc. | Method and apparatus for link adaptation in telecommunications networks |
| JP2004507016A (en) * | 2000-08-14 | 2004-03-04 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | How to generate a binary signal with a predefined spectral shape |
| RU2210192C2 (en) * | 2001-04-23 | 2003-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Way of modulation of digital signal to transmit data over narrow-band channel of electric communication |
-
2004
- 2004-05-20 RU RU2004115199/09A patent/RU2292124C2/en not_active IP Right Cessation
-
2005
- 2005-02-11 WO PCT/RU2005/000059 patent/WO2005114941A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2005114941A1 (en) | 2005-12-01 |
| RU2004115199A (en) | 2005-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU724122B2 (en) | Digital continuous phase modulation for a DDS-driven phase locked loop | |
| CN1183730C (en) | Transmitter for QAM encoded data | |
| EP2084815B1 (en) | Ultra-wideband pulse generator and method thereof | |
| JPS585620B2 (en) | Bit sequence transmission method | |
| FR2699032A1 (en) | Circuit for generating quadrature phase signals and associated method. | |
| US9590663B2 (en) | Radio apparatus | |
| EP1897309A2 (en) | Method and apparatus for generating m-ary cpm waveforms from a superposition of pam waveforms | |
| KR100773745B1 (en) | Data modulator and transmitter based on gmsk | |
| US6160856A (en) | System for providing amplitude and phase modulation of line signals using delay lines | |
| CN1245608A (en) | Spectrally efficient modulation using overlapped GMSK | |
| KR100239169B1 (en) | Pi/4 shifted n differential phase shift keying modulation signal generator | |
| RU2292124C2 (en) | Method for precision prototype modulation | |
| US8374280B2 (en) | Ultra wide band pulse generator provided with an integrated function for digital filtering emulation, and transmission method | |
| US6539064B1 (en) | Multiple data rate filtered modulation system for digital data | |
| US4617535A (en) | PSK digital echo modulator with reduced memory capacity required | |
| Babu et al. | GMSK modulator for GSM system, an economical implementation on FPGA | |
| US6359936B1 (en) | Modulator employing a memory reduction circuit | |
| EP0021943B1 (en) | Microwave digital data transmission system | |
| RU2277760C2 (en) | Method for transferring information in communication systems with noise-like signals and a software product | |
| EP0496717A1 (en) | A method and a device for transmitting the data over a noisy medium | |
| KR100956935B1 (en) | Apparatus and method for systematic constant amplitude precoding, and apparatus and method for decoding according to it | |
| KR101593185B1 (en) | Codebook design method and apparatus | |
| Bhooshan et al. | Pulse Modulation | |
| Souissi et al. | Software efficient implementation of GMSK modem for an automatic identification system transceiver | |
| RU2320076C1 (en) | Method for composing modulated radio-signal which does not contain side spectrums and harmonics |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20060208 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20060406 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070521 |