易位調(diào)制系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及信號處理，更具體地涉及用于產(chǎn)生易位調(diào)制信號、用于解調(diào)易位調(diào)制信號的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的攜帶語音、視頻或數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)都具有由控制頻譜利用的國內(nèi)和國際監(jiān)管機(jī)構(gòu)施加的帶寬限制。載波調(diào)制方法已經(jīng)從原來的振幅調(diào)制演化到現(xiàn)在的以不同組合將兩種或更多載波與振幅、頻率或相位調(diào)制結(jié)合的方法。已開發(fā)出先進(jìn)的載波調(diào)制方法以最大化貫穿分配的信道帶寬的能量，從而為分配的通信信道提供最大可用信息帶寬。
[0003]—種新的基波載波調(diào)制被開發(fā)出來并首次授權(quán)(例如參見Vokac等人的美國專利號4，613，974，其整體并入本文)，其申請了不與共存于同一載波信號的振幅、頻率和/或相位調(diào)制相干擾的新型的載波調(diào)制。
[0004]易位調(diào)制(TM)的概念是基于如何在不影響其振幅、頻率或相位的情況下添加信息到載波信號的早期概念(參見Vokac等人的美國專利號4，613，974，其整體并入本文)。如下所示，通過產(chǎn)生拐點，信息可以由載波信號傳送。該方法不能通過現(xiàn)有的振幅、頻率或相位調(diào)制的解調(diào)器來檢測。
[0005]使用先前授權(quán)的生成方法，產(chǎn)生下面的時域波形，為了清楚起見拐點被放大。在現(xiàn)實的應(yīng)用中，該拐點是不可見的。
[0006]產(chǎn)生這類波形的早期方法的不足之處是需要通過調(diào)整電路去除小的振幅變化。例如，圖1是根據(jù)美國專利號4，613，974教導(dǎo)的現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生的TM調(diào)制信號100的示意圖?？梢钥吹?，振幅變化誤差存在于負(fù)峰101和102之間。
[0007]因此，工業(yè)中迄今存在尚未解決的需求，以解決上述缺陷和不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的實施方案提供了用于產(chǎn)生調(diào)制信號、用于解調(diào)信號的方法和系統(tǒng)。在一實施方案中，提供了產(chǎn)生信號的方法，其包括以下步驟:提供具有多個四分之一周期波形的查找表，每個四分之一周期波形與一個相應(yīng)的輸入電平相關(guān)；接收輸入信號；和輸出與接收的輸入信號的電平相關(guān)的四分之一周期波形。
[0009]在另一實施方案中，提供了產(chǎn)生信號的方法，其包括以下步驟:接收載波信號；接收輸入信號；產(chǎn)生基于輸入信號的四分之一周期波形；和將產(chǎn)生的四分之一周期波形組裝成連續(xù)的輸出信號，其中輸出信號包括在第一負(fù)峰與正峰之間形成輸出信號段的相鄰的四分之一周期之間的第一個拐點，并且其中輸出信號包括在正峰和第二負(fù)峰之間形成輸出信號段的相鄰的四分之一周期之間的第二個拐點，其中第一個和第二個拐點代表所述輸入信號的電平。
[0010]在另一實施方案中，提供了產(chǎn)生調(diào)制信號的方法，其包括以下步驟:接收載波信號；接收輸入信號；產(chǎn)生基于接收信號的三次諧波邊帶；并且將三次諧波邊帶頻移到接收的載波信號的頻率。
[0011]在又一實施方案中，提供了解調(diào)信號的方法，其包括以下步驟:將三次諧波添加到調(diào)制信號；檢測調(diào)制信號加上三次諧波的峰值振幅；當(dāng)檢測到峰值振幅時產(chǎn)生基準(zhǔn)斜坡；在調(diào)制信號加上三次諧波上檢測拐點；當(dāng)檢測到拐點時采樣基準(zhǔn)斜坡；并且保持和輸出采樣值。
[0012]在另一實施方案中，提供了解調(diào)信號的方法，其包括以下步驟:從調(diào)制信號濾出除三次諧波分量之外的所有；并且檢測三次諧波分量的相位。
[0013]在又一實施方案中，提供了解調(diào)信號的方法，其包括以下步驟:將調(diào)制信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；并且對數(shù)字信號執(zhí)行快速傅里葉變換。
[0014]在又一實施方案中，提供了產(chǎn)生信號的方法。該系統(tǒng)包括具有多個四分之一周期波形的查找表。每個四分之一周期的波形與相應(yīng)的輸入電平相關(guān)。該查找表配置以接收輸入信號并輸出與接收的輸入信號電平相關(guān)的四分之一周期波形。
[0015]在另一實施方案中，提供了產(chǎn)生信號的系統(tǒng)，其包括配置以產(chǎn)生基于接收的載波信號和接收的輸入信號的四分之一周期波形的波形發(fā)生器。包括用于將產(chǎn)生的四分之一周期的波形組裝成連續(xù)的輸出信號的模擬柵，其中輸出信號包括在第一負(fù)峰與正峰之間形成輸出信號段的相鄰的四分之一周期之間的第一個拐點，并且其中輸出信號包括在正峰與第二負(fù)峰之間形成輸出信號段的相鄰的四分之一周期之間的第二個拐點，其中第一個和第二個拐點代表所述輸入信號的電平。
[0016]在另一實施方案中，提供了產(chǎn)生調(diào)制信號的系統(tǒng)，其包括配置以產(chǎn)生基于接收的載波信號和接收的輸入信號的三次諧波邊帶頻移并將三次諧波邊帶頻移到接收的載波信號的頻率的處理器。
[0017]在又一實施方案中，提供了用于解調(diào)信號的系統(tǒng)，其包括用于將三次諧波添加到調(diào)制信號的信號加法器；用于檢測調(diào)制信號加上三次諧波的峰值振幅的峰值檢測器；當(dāng)檢測到峰值振幅時用于產(chǎn)生基準(zhǔn)斜坡的基準(zhǔn)斜坡發(fā)生器；用于在調(diào)制信號加上三次諧波上檢測拐點的拐點檢測器；當(dāng)檢測到拐點時用于采樣基準(zhǔn)斜坡和保持并輸出采樣值的采樣和保持元件。
[0018]在另一實施方案中，提供了用于解調(diào)信號的系統(tǒng)，其包括用于從接收的調(diào)制信號中減去基波載波信號的減法元件；用于濾出基波載波信號，從而從調(diào)制信號僅留下三次諧波分量的基波陷波濾波器；和用于檢測三次諧波分量相位的三次諧波相位檢測器。
[0019]在另一實施方案中，提供了用于解調(diào)信號的系統(tǒng)，其包括用于將調(diào)制信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；和配置以對數(shù)字信號執(zhí)行快速傅里葉變換的處理器。
[0020]本發(fā)明提供的實施方案提供了許多有利特征，包括:
[0021](1)作為一個方法，調(diào)制產(chǎn)生來自四分之一周期階段，與查找表兼容-
[0022](2)作為一個方法，調(diào)制產(chǎn)生與直接邊帶產(chǎn)生兼容-
[0023](3)作為一個方法，解調(diào)過程使用用于子周期校準(zhǔn)的時域再生成-
[0024](4)作為一個方法，解調(diào)過程使用產(chǎn)生的三次諧波分量的相位檢測-
[0025](5)作為一個方法，解調(diào)過程使用頻域快速傅里葉轉(zhuǎn)換分析。
[0026]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在研究以下附圖及詳細(xì)說明之后，本發(fā)明的其他系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點將是或變得顯而易見。意圖在于所有這些附加系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點都包括在本說明書內(nèi)、包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)并受所附權(quán)利要求保護(hù)。
【附圖說明】
[0027]本發(fā)明的許多方面可參照以下附圖更好的理解。附圖中的部件不是必須要成比例的，重點在于清楚地說明本發(fā)明的原理。此外，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記代表若干視圖中的對應(yīng)部分。
[0028]圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生的TM調(diào)制信號示意圖。
[0029]圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施方案的調(diào)制載波信號的方法的流程圖。
[0030]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的四分之一周期時產(chǎn)生的信號的示意圖。
[0031]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的圖3中所示的四分之一周期求和之后的示意圖。
[0032]圖5是由本發(fā)明提供的實施方案用以產(chǎn)生圖4所示信號的輸入調(diào)制信號的示意圖。
[0033]圖6是說明圖4所示信號頻譜的曲線圖。
[0034]圖7是根據(jù)本發(fā)明提供的一個實施方案，說明圖6所示信號的三次諧波分量和二次諧波外差產(chǎn)生的頻譜的曲線圖。
[0035]圖8是可應(yīng)用于本發(fā)明提供的實施方案中的濾波器示意圖。
[0036]圖9a是說明根據(jù)本發(fā)明提供的一個實施方案的用于產(chǎn)生信號的基于軟件的直接頻譜系統(tǒng)的框圖。
[0037]圖9b是說明根據(jù)本發(fā)明提供的一個實施方案的用于產(chǎn)生信號的基于硬件的直接頻譜系統(tǒng)的框圖。
[0038]圖10是說明根據(jù)本發(fā)明提供的一個實施方案的用于解調(diào)信號的子周期校準(zhǔn)系統(tǒng)的框圖。
[0039]圖11是說明根據(jù)本發(fā)明提供的一個實施方案的用于解調(diào)信號的三次諧波相位檢測系統(tǒng)的框圖。
[0040]圖12是說明根據(jù)本發(fā)明提供的一個實施方案的用于解調(diào)信號的基于快速傅里葉變換的系統(tǒng)的框圖。
【具體實施方式】
[0041]本發(fā)明的許多實施方案可采取計算機(jī)可執(zhí)行指令的形式，包括由可編程計算機(jī)或微處理器執(zhí)行的算法。然而，本發(fā)明也可利用其他計算機(jī)系統(tǒng)配置實施。本發(fā)明的某些方面可在被專門編程、配置或構(gòu)造以執(zhí)行下述的一個或多個方法或算法的特殊用途的計算機(jī)或數(shù)據(jù)處理器中體現(xiàn)。
[0042]下述本發(fā)明的各方面可