[發明專利]一種低速數字信號調制方法和裝置

有效

• 申請號: 201610837061.2
• 申請日: 2016-09-21
• 公開（公告）號: CN106534012B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 楊永友;陳文軒;王自力;底青云;孫云濤;張文秀;鄭健
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: H04L27/04
• 分類號: H04L27/04;H04L27/08;H04L27/12;H04L27/16;H04L27/20
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司11401
• 代理人: 巴曉艷

技術領域

本發明屬于數字通信領域，尤其涉及一種低速數字信號調制方法和裝置。

背景技術

在數字通信中，需要用數字形式傳輸消息，或用數字形式對載波信號進行調制后再傳輸的通信方式。

基本的數字調制方式共有振幅鍵控(Amplitude Shift Keying，ASK)、頻移鍵控(Frequency Shift Keying，FSK)和相移鍵控(Phase Shift Keying，PSK)三種，分別根據數據信息對載波的幅度、頻率和相位進行調制。

振幅鍵控用數字調制信號控制載波的通斷。如在二進制中,發0時不發送載波,發1時發送載波。有時也把代表多個符號的多電平振幅調制稱為振幅鍵控。振幅鍵控實現簡單，但抗干擾能力差。

移頻鍵控用數字調制信號的正負控制載波的頻率。當數字信號的振幅為正時載波頻率為f1，當數字信號的振幅為負時載波頻率為f2。有時也把代表兩個以上符號的多進制頻率調制稱為移頻鍵控。移頻鍵控能區分通路，但抗干擾能力不如移相鍵控和差分移相鍵控。

移相鍵控用數字調制信號的正負控制載波的相位。當數字信號的振幅為正時，載波起始相位取0；當數字信號的振幅為負時,載波起始相位取180°(通常稱為BPSK)。有時也把代表兩個以上符號的多相制相位調制稱為移相鍵控(通常稱為DPSK)。移相鍵控抗干擾能力強，但在解調時需要有一個正確的參考相位，即需要相干解調。

這三種調制方式應用非常廣泛，人們也設計了多種調制解調方法和裝置，較為常見的方式：

使用可編程邏輯器件(FPGA或CPLD)控制數模轉換器(DAC)，產生幅度、頻率、相位不同的調制信號；使用直接數字式頻率合成器(DDS)產生頻率、相位不同的調制信號。

發明內容：

為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種具有電路體積小、功耗低等優點，可靈活配置使用，對ASK、FSK、PSK等方式均具有適應性的低速數字信號調制方法和裝置。

本發明的技術方案是：一種低速數字信號調制方法，所述方法應用于傳輸速度低、功耗低的場合，對多種調制方式均適用，該方法包括以下步驟：

步驟1)：生成一個周期的正弦數據點表，所述數據點表保存在掉電存儲器中；

步驟2)：數據預處理單元讀取所述步驟1)中的數據點并將其發射(送)至建立的數據緩沖區單元，所述數據緩沖區單元用于臨時保存該數據點；其中數據位的發送由第1路定時器控制；

步驟3)：直接內存訪問控制器用于將所述數據緩沖區單元中的數據按照一定的時間間隔發送給數模轉換器；其中所述時間間隔由第2路定時器控制；

步驟4)數模轉換器用于將數字量轉換成模擬電壓值輸出；

步驟5)濾波器用于對模擬量進行濾波。

進一步，所述步驟2)中的第1路定時器的控制方法為：確定一個定時時間長度為發射1個基波數據位時間，定時時間到會觸發中斷服務程序，在該中斷服務程序中準備發射下一個基波數據位。

進一步，其中，發射時能根據發射方式對數據點進行調制，再逐位進行，每發射1位，發送數據時計算數據數值大小和配置直接內存訪問器的源數據的起始位置指針P_start及數據長度并保存進所述數據緩沖單元區，以備直接內存訪問控制器自動將數據發送給數模轉換器；

發射完1位后，觸發定時器中斷服務，進入定時器中斷服務后，判斷所有數據是否發射完成，如果發射完成，則結束；如果沒有發生完成則進行下一步；即：

產生1位數據位的發射所需數據緩沖單元區，觸發定時器中斷服務，退出定時器中斷服務程序。

進一步，其中調制方式為：

①ASK方式下，設發射位為1和0時，電壓幅值分別是f₁*V_REF和f₀*V_REF，V_REF為參考電壓值，則發射1和0時，準備數據緩沖區時分別對正弦數據點表分別乘上系數f₁和f₀，相位自0開始；

②FSK方式下，發射時電壓幅值是f_fsk*V_REF，V_REF為參考電壓值，則準備數據緩沖區時對正弦數據點表乘上系數f_fsk，相位自0開始，發射位1和0時之前，設置定時器的數值依據頻率不同而不同；