[发明专利]波形发生器

说明书

本发明涉及波形发生器，这种波形发生器用于产生正交型的二进制连续相位调制（CPM）的无线电发射机所需要的波形，更准确地说，本发明涉及这样一种波形发生器，即，产生第一波形sinθ和第二波形cosθ，其中θ为借助于调制指数为j＝2^-n（n为整数）的数字式连续相位调制方法进行调制时，来自正交型无线电发射机并取决于待发射字符的无线电信号的相位角，这种波形发生器包括：

用于以给定序列存储给定个数（M）的输入二进制数据符号（b0、b1…bm-1）的位经历寄存器（BHR），所述二进制数据符号可指出瞬时相位角（θm）;用于存储二进制编码数值（Q0、Q1…）的存储器装置（QM），该装置可给出累加相位（θ0）;表格形式的存储器装置（SCT），该装置有多个二进制地址输入（a0、a1、a2…am-1）对应多个值，所述这些值指出取决于所述个数（M）的输入数据符号和所述存储器装置（QM）中存储的值的波形;用于检测存储在存储器装置（SCT）中并属于给定波形的数值的采样部件（SR）;以及包括数模变换器（DA1，DA2）和倍增装置（M1、M2）和加法器（ADD）的输出部件，用以编辑无线电信号。

在二进制连续相位调制中，二进制的“1”对应于所发射无线电信号的给定正相移，而“0”对应于给定负相移。相移总是偏离前面位的相位置，使得所发射无线电信号相位曲线为连续的而无突变，例如，与QPSK相反，以突变方式出现各种相位置之间的跃迁。连续相位调制基本上是窄带频移键控操作。

原则上说，CPM调制器包含图1所示出的构件。用变换器1将二进制数据流变换为模拟的NRZ信号并经预调制滤波器2低通滤波。然后将该信号送至具有已知固定调制指数的FM调制器3。

这种恒定的相位连续性有利于获得窄频谱的发射无线电信号，并且作为这种相位连续性的结果，获得所述无线电信号的存储可用于信号检测目的。

预调制滤波器2由于引入人为的符号间干扰（ISI）而有助于进一步提高频谱利用率。滤波器2具有纸通特性。通过改变该滤波器的脉冲响应，可在发射带宽和抗干扰性之间作出各种折衷。具有对应于1/2位频率的3dB带宽的高斯（Gaussian）低通滤波器就是常规预调制滤波器的一个实例。

构造图1所示的那种CPM调制器是非常昂贵的，这种调制器具有所要求的调制精度，例如可带有相干接收。如发射7个“1”后接7个“0”，必须在信号空间的原始位置找到信号矢量，这需要一个确切的调制指数。因此，使用图1所说明的原理来实现电路并不现实而可用十分基本的接收机来替代。由于其模拟特征，该原理不能用于大规模集成电路（LSI）实现。

通过使用表格形式存储的预计算的正交波形，能够获得精确的调制指数。

如对调制指数作某种限制（h＝2K/P，其中K和P为无相互公因子的整数）那么可以证明，可将一个数据位时间间隔内的无线电信号的相位值分为两独立分量，即，仅取决于预经历的常数和仅取决于最后发送位的时间变量。

取决于较先发送各位的分量从以下事实导出，每次发送的数据符号留下hπ的固定的相位成分。该成分在符号间隔的整个过程中为恒定的并将其称为信号的累加相位或信号的相位存储。当然，将累加相位限定为间隔（0、2π），即该累加相位只能取P值。

仅取决于发送的位和时间上最临近的位的另一分量可从以下事实导出，在某一特定时间点的相位（带有人为的符号间干扰）不仅取决于该时刻所发送的数据位，而且也取决于前面的和后面的符号。这样，构成无线电信号瞬时相位成分的位数取决于预调制滤波器脉冲响应的持续时间。

有可能使用前述公式预先计算出所有可由该发生器产生的波形。将该表格变为3维的。首先，按照先经历的符号（最近的M个符号）对所述表格选址，其次按照该时刻已收集到的累加相位，第三，根据该符号区间所要求的S个波形样本。

图2说明已知的调制指数h＝1/2的波形发生器，该发生器公开在IEEE    COM-26，No.5（1978年）上的Jager等人的“Tamed    frequency    modulation”的文章中。移位寄存器BHR存储M个最近的数据位，增/减计数器QM由BHR中最后一位所控制，并以其输出信号表示累加相位。将sinθ和cosθ的波形存储在每个位区间存取S次的ROM表中。采样计数器SR反复地从0到S-1进行计数。D/A变换和重现滤波产生正确的模拟信号，然后将这些模拟信号送至正交调制器。