一种连续相位8psk调制方法
【专利摘要】本发明公开了一种连续相位8PSK调制方法，该方法包括步骤：产生载波相位控制字和额外累加相位控制字；检测当前发送数据是否发生变化；根据相位差值输出不同选通信号；根据不同选通信号输出不同额外相位控制字；计算相位控制字步长；累加相位控制字步长；输出调制波形幅度值；判断当前数据发送是否完成；判断所有数据发送是否完成。本发明连续相位8PSK调制方法，利用与前一个数据波形相位连续的过渡波形平滑过渡到当前数据的调制波形，实现了调制波形的连续性，消除了相邻时钟前后发送数据的调制波形中存在的相位跳变，从而消除了因相位突变产生的脉冲响应，隐蔽了波形信号中蕴含的符号率信息，增加了通信的安全性和保密性。
【专利说明】—种连续相位8PSK调制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种调制方法，特别涉及一种连续相位的八相相移键控(SPhaseShift Keying,简称8PSK)调制方法。
【背景技术】
[0002]相移键控(Phase Shift Keying，简称PSK)是一种用载波相位表示传输信号信息的调制技术，即利用相位变化来传递数字信息。IS-95中以及IMT-2000中使用的二相相移键控(Binary Phase Shift Keying,简称 BPSK)、四相相移键控(Quadri Phase ShiftKeying,简称 QPSK)、数据传输增强型 GSM 演进(Enhanced Data rate for GSM Evolution,简称EDGE)和CDMA2000EV-D0系统中使用的8PSK都是典型的相移键控调制方式。
[0003]采用相移键控技术进行信号调制时，相位变化是突发的。在8PSK调制方式中，采用具有8个不同的初始相位值的载波波形来表征3比特的发送信息，不同初始相位值之间具有相等相位间隔，可以表示为9J1.π/4，1=0，1，...，7，其中Qtl为基本初始相位值，各初始相位值之间的相位间隔为η /4。因此，当发送数据发生跳变时，相邻发送数据的载波波形间的相位差可能为±π/4、±π/2、±3π/4、±π、±5π/4、±3π/2和±7π/4。由于相位变化是突发的，因此在相位突变点会不可避免地引入很大的脉冲响应，这些脉冲响应类似于冲激函数(S函数)，具有很强的频谱可见性，大大增加了信号被截获和解调的概率。同时，相位突变会导致系统频谱展宽，当带宽受限时，频谱展宽促使调制信号包络改变。另外，PSK对放大器的线性度要求较高，即是对调制设备的要求较高，进而提高了通信设备的成本。
[0004]针对PSK调制方式存在的上述缺陷，本领域研究人员提出了连续相位调制(Continuous Phase Modulation,简称CPM)调制方式。CPM调制方式是将信息数据包含在瞬时载波相位或频率上，利用相位记忆作用保证载波相位在任何时间都是连续的，从而避免了相位突变。CPM调制方式包含了载波相位以连续形式变化的一大类调制技术，例如目前第二代移动通信中使用的最小频移键控(Minimum Shift Keying，简称MSK)、高斯最小频移键控(Gaussian Minimum Shift Keying，简称GMSK)就是常见的CPM调制方式。CPM调制方式避免了相位突变，与PSK调制方式相比，CPM具有更好的频谱特性，并且功率谱更加集中；同时CPM的调制信号包络恒定，便于使用非线性放大器，降低了设备成本。但是，与线性调制相比，CPM信号的具体形式不仅与成型脉冲有关，还与调制指数h、频率响应函数脉冲相关长度L的取值有关，因此CPM调制方式比一般的线性调制(如PSK)复杂，增加了调制设备的实现复杂度。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术中所存在的8PSK调制方式存在的相位突变的问题、及CPM调制方式实现复杂度较高的不足，提供一种连续相位8PSK调制方法，该调制方法可克服现有8PSK调制方式中相位跳变导致的信号波形强频谱可见性的缺点，且实现该调制方法的装置结构简单，复杂度低。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案:
[0007]一种连续相位8PSK调制方法，该方法基于直接数字频率合成(Direct DigitalSynthesizer,简称DDS)技术，通过额外累加相位控制字，直接改变控制字的方式，利用与前一个数据波形相位连续的过渡波形平滑过渡到当前数据的调制波形，实现调制波形的连续性，其具体步骤包括:
[0008]步骤1:计算载波相位控制字和额外累加相位控制字，其中，所述额外累加相位控制字包括第一额外累加相位控制字、第二额外累加相位控制字、第三额外累加相位控制字、第四额外累加相位控制字、第五额外累加相位控制字、第六额外累加相位控制字和第七额外累加相位控制字；
[0009]步骤2:读取当前待发送数据，并判断当前待发送数据与相邻的前一时钟发送数据是否相同；
[0010]步骤3:如果相同则输出第八选通信号，如果不同，则计算相邻发送数据波形间的相位差值，并根据不同相位差值输出相应的选通信号；
[0011]步骤4:根据不同选通信号连续输出M个相应的额外相位控制字，所述M表示:经过M个时钟周期后过度波形的相位达到所述相邻发送数据波形间的相位差值；
[0012]步骤5:计算相位控制字步长,相位控制字步长=载波相位控制字+额外相位控制字，所述相位控制字步长为两相邻采样点之间的ROM查找表地址增量，所述ROM查找表用于存储离散化的正弦波形幅度值；
[0013]步骤6:累加相位控制字步长，计算出总相位控制字，所述总相位控制字即为每一时钟的ROM查找表地址；
[0014]步骤7:根据步骤6产生的查找表地址，在ROM查找表中查找当前时钟的调制波形信号幅度值，并将该调制波形信号幅度值输出；
[0015]步骤8:判断当前数据发送是否完成，若完成，则进入步骤9，若未完成，则返回步骤6，继续进行总相位控制字计算；
[0016]步骤9:判断所有数据发送是否已完成，若完成，则结束，若未完成，则返回步骤2，继续读取待发送数据。
[0017]根据本发明的实施例，步骤I中所述载波相位控制字的计算方法为:假设采用N个离散采样信号值表示一个周期的正弦载波信号，则两个相邻的离散采样点之间的相位差为
Δ Θ = 2π/Ν，即载波相位控制字为
【权利要求】
1.一种连续相位8PSK调制方法，其特征在于，该方法基于直接数字频率合成技术，通过额外累加相位控制字，直接改变控制字的方式，利用与前一个数据波形相位连续的过渡波形平滑过渡到当前数据的调制波形，实现调制波形的连续性，其具体步骤包括: 步骤1:计算载波相位控制字和额外累加相位控制字，其中，所述额外累加相位控制字包括第一额外累加相位控制字、第二额外累加相位控制字、第三额外累加相位控制字、第四额外累加相位控制字、第五额外累加相位控制字、第六额外累加相位控制字和第七额外累加相位控制字； 步骤2:读取当前待发送数据，并判断当前待发送数据与相邻的前一时钟发送数据是否相同； 步骤3:如果相同则输出第八选通信号，如果不同，则计算相邻发送数据波形间的相位差值，并根据不同相位差值输出相应的选通信号； 步骤4:根据不同选通信号连续输出M个相应的额外相位控制字，所述M表示:经过M个时钟周期后过度波形的相位达到所述相邻发送数据波形间的相位差值； 步骤5:计算相位控制字步长，相位控制字步长=载波相位控制字+额外相位控制字，所述相位控制字步长为两相邻采样点之间的ROM查找表地址增量，所述ROM查找表用于存储离散化的正弦波形幅度值； 步骤6:累加相位控制字步长，计算出总相位控制字，所述总相位控制字即为每一时钟的ROM查找表地址； 步骤7:根据步骤6产生的查找表地址，在ROM查找表中查找当前时钟的调制波形信号幅度值，并将该调制波形信号幅度值输出； 步骤8:判断当前数据发送是否完成，若完成，则进入步骤9，若未完成，则返回步骤6，继续进行总相位控制字计算； 步骤9:判断所有数据发送是否已完成，若完成，则结束，若未完成，则返回步骤2，继续读取待发送数据。
2.根据权利要求1所述的连续相位8PSK调制方法，其特征在于，步骤I中所述载波相位控制字的计算方法为:假设正弦ROM查找表的深度为K，采用N个离散采样信号值表示一个周期的正弦载波信号，则两个相邻的离散采样点之间的相位差为Λ Θ =2 π/N，则载波相位控制字为(；ds=k/n。
3.根据权利要求1所述的连续相位8PSK调制方法，其特征在于，步骤I中所述额外累加相位控制字的计算方法为: 第一额外累加相位控制字:经过M个时钟周期后第一额外累加相位达到π/4，则第一额外累加相位步长为，第一额外累加相位控制字为Cnl ，其中，K的含义 4Μ8Μ为:ROM查找表的深度； 第二额外累加相位控制字:设经过M个时钟周期后第二额外累加相位达到π/2，则第二额外累加相位步长为=-fr，第二额外累加相位控制字为Q2 二 ^ ; 2MAM 第三额外累加相位控制字:设经过M个时钟周期后第三额外累加相位达到3 /4，则第三额外累加相位步长为
4.根据权利要求1所述的连续相位8PSK调制方法，其特征在于，所述步骤3中根据不同相位差值输出相应的选通信号的方法是: 如果相位差值为Π /4或-7 /4,则输出第一选通信号；如果相位差为/2或-3 /2,则输出第二选通信号；如果相位差为3 π/4或-5 π/4，则输出第三选通信号；如果相位差值为土 η，则输出第四选通信号；如果相位差为5 π /4或-3 π /4，则输出第五选通信号；如果相位差值为3 31 /2或-31 /2,则输出第六选通信号；如果相位差为7 31 /4或-31 /4,则输出第七选通信号。
5.根据权利要求4所述的连续相位8PSK调制方法，其特征在于，所述步骤4中根据不同选通信号连续输出M个相应的额外相位控制字的方法是: 当选通信号为第一选通信号时，所述额外相位控制字为第一额外累加相位控制字；当选通信号为第二选通信号时，所述额外相位控制字为第二额外累加相位控制字；当选通信号为第三选通信号时，所述额外相位控制字为第三额外累加相位控制字；当选通信号为第四选通信号时，所述额外相位控制字为第四额外累加相位控制字；当选通信号为第五选通信号时，所述额外相位控制字为第五额外累加相位控制字；当选通信号为第六选通信号时，所述额外相位控制字为第六额外累加相位控制字；当选通信号为第七选通信号时，所述额外相位控制字为第七额外累加相位控制字；当选通信号为第八选通信号时，所述额外相位控制子为零。
6.根据权利要求1至5之一所述的连续相位8PSK调制装置，其特征在于，所述M取值为
【文档编号】H04L27/20GK103595676SQ201210291142
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年8月16日 优先权日:2012年8月16日
【发明者】吴廷勇, 曹灵吉, 刘晓辉, 胡剑浩, 李少谦 申请人:电子科技大学