三角调频信号调制器、解调器以及无线通信系统的制作方法

文档序号:22084251发布日期:2020-09-01 19:51阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种三角调频信号调制器,其特征在于,所述三角调频信号调制器适于生成目标三角调频信号,所述目标三角调频信号的相位由所述目标三角调频信号的初始频率以及频率步进确定,所述目标三角调频信号的初始频率由所述目标三角调频信号的带宽确定,所述目标三角调频信号的频率步进为fstep=(bw/2sf-1)*d,其中,fstep为所述频率步进,bw为所述目标三角调频信号的带宽,sf为所述目标三角调频信号的扩频因子,d为所述目标三角调频信号的单调性;所述目标三角调频信号是由待传输信息编码处理以后的映射结果,所述目标三角调频信号的最大个数为2sf-1;所述目标三角调频信号由频率连续的两段或三段信号组成;

所述三角调频信号调制器包括数字调制电路以及射频模拟调制电路,其中:所述数字调制电路适于生成所述目标三角调频信号的控制信号;所述数字调制电路包括编码器以及控制信号生成器,其中:所述编码器,适于对待发送数据进行编码,生成与所述待发送数据对应的编码数据并发送至所述控制信号生成器;所述控制信号生成器,适于根据所述编码数据生成所述控制信号;所述射频模拟调制电路,与所述数字调制电路耦接;所述射频模拟调制电路包括锁相环电路;所述数字调制电路适于将所述控制信号输出至所述锁相环电路,以控制所述锁相环电路生成所述目标三角调频信号。

2.如权利要求1所述的三角调频信号调制器,其特征在于,所述目标三角调频信号为s(t)=sin(2π×f(t)×t),所述目标三角调频信号的数字基带信号为1≤n≤2sf;所述数字基带信号在m点的相位为:其中fc是射频频率,fstart为所述目标三角调频信号的初始频率,fstep为所述目标三角调频信号的频率步进,所述控制信号由f(n)确定;θm为所述数字基带信号在m点的相位,bw为所述数字基带信号的带宽,θ0为所述数字基带信号的初始相位,n为正整数。

3.如权利要求2所述的三角调频信号调制器,其特征在于,所述目标三角调频信号的初始频率取值范围为[-bw/2,bw/2]。

4.如权利要求2所述的三角调频信号调制器,其特征在于,所述目标三角调频信号的频率步进fstep采用如下公式计算:当频率随时间等差值递增时,d=1;当频率随时间等差值递减时,d=-1;

所述目标三角调频信号的时间长度由所述目标三角调频信号的扩频因子sf确定。

5.如权利要求2所述的三角调频信号调制器,其特征在于,所述目标三角调频信号的第一段信号的频率随时间等差值从-bw/2递增至bw/2,所述目标三角调频信号的第二段信号的频率随时间等差值从bw/2递减至-bw/2。

6.一种三角调频信号解调器,其特征在于,适于接收经由权利要求1~5任一项所述的三角调频信号调制器发射的目标三角调频信号,并对所述目标三角调频信号进行解调;所述三角调频信号解调器包括:第一混频器、同步缓存器、处理器,其中:

所述第一混频器,适于对接收到的信号由低中频下变频至零中频;以及,接收所述处理器输出的频偏值,根据所述频偏值对所述接收到的信号进行去频偏处理;

所述同步缓存器,适于存储预设长度的采样信号,所述预设长度由所述目标三角调频信号的扩频因子确定;以及,接收所述处理器输出的同步地址,对存储的所述采样信号进行同步;所述预设长度的采样信号是将所述第一混频器的输出信号等分后的一份信号;

所述处理器,适于生成与所述采样信号同步且长度相同的本地三角调频信号,将所述采样信号与所述本地三角调频信号进行复数乘法运算,对复数乘法运算结果进行离散傅里叶变换;根据所述离散傅里叶变换结果计算所述同步地址以及所述频偏值,并根据所述离散傅里叶变换结果进行解码操作。

7.如权利要求6所述的三角调频信号解调器,其特征在于,所述处理器包括:本地三角调频信号生成器、离散傅里叶变换单元、同步单元、频偏计算跟踪单元以及解码单元,其中:

所述本地三角调频信号生成器,适于生成所述本地三角调频信号;

所述离散傅里叶变换单元,适于将所述采样信号与所述本地三角调频信号进行复数乘法运算,对复数乘法运算结果进行离散傅里叶变换,并将得到的离散傅里叶变换结果分别输出至所述同步单元、所述频偏计算跟踪单元以及所述解码单元;

所述同步单元,适于根据所述离散傅里叶变换结果计算所述同步地址;

所述频偏计算跟踪单元,适于根据所述离散傅里叶变换结果计算所述频偏值;

所述解码单元,适于根据所述离散傅里叶变换结果进行解码操作。

8.如权利要求7所述的三角调频信号解调器,其特征在于,所述离散傅里叶变换单元,适于将所述采样信号以及所述本地三角调频信号均等分成两段,将所述采样信号的前一段与所述本地三角调频信号的前一段的共轭进行复数乘法运算,得到第一乘积;将所述采样信号的后一段与所述本地三角调频信号的后一段进行复数乘法运算,得到第二乘积;对所述第一乘积进行离散傅里叶变换,得到第一能量最大值;对所述第二乘积进行离散傅里叶变换,得到第二能量最大值;选取所述第一能量最大值与所述第二能量最大值中的较大值,作为所述离散傅里叶变换结果。

9.如权利要求6所述的三角调频信号解调器,其特征在于,还包括:数字低通滤波器,所述数字低通滤波器,适于对所述第一混频器输出的信号进行滤波处理,并将处理后的信号输出至所述同步缓存器。

10.一种无线通信系统,其特征在于,包括如权利要求1~5任一项所述的三角调频信号调制器以及如权利要求6~9任一项所述的三角调频信号解调器。


技术总结
一种三角调频信号调制器、解调器以及无线通信系统,所述无线通信系统包括三角调频信号调制器以及三角调频信号解调器,所述三角调频信号调制器适于生成目标三角调频信号,所述目标三角调频信号的相位由所述目标三角调频信号的初始频率以及频率步进确定,所述频率步进由所述目标三角调频信号的带宽、所述目标三角调频信号的扩频因子以及所述目标三角调频信号的单调性确定;所述三角调频信号解调器,适于对所述目标三角调频信号进行解调。上述方案能够避免锁相环电路失锁导致数据丢失,能够实现信号低功耗远距离传输,且能够提高数据传输速率。

技术研发人员:吴司熠;潘程浩;魏强;吴川
受保护的技术使用者:上海磐启微电子有限公司
技术研发日:2020.04.16
技术公布日:2020.09.01
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