一种节约射频带宽的调制器及其调制方法与流程

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种节约射频带宽的调制器及其调制方法。

背景技术：

在无线通信系统的发射机中，都需要将携带信息的基带调制信号上变频到射频载波上再发射，经无线传输后，再由接收机接收后下变频，最后把信息解调出来。在调制器中，通常先将基带信号进行正交调制，调制到中频（如72mhz）上，再上变频。

基带成型信号调制，通常采用正交调制。原理框图如附图1所示。基带成型信号（同相通道ib及正交通道qb）分为两路，一路与数字直接频率合成器产生的10mhz信号（同相通道i10及正交通道q10）的对应通道分别相乘。另一路经延时后与数字直接频率合成器产生的24mhz信号（同相通道i24及正交通道q24）的对应通道分别相乘。然后将同相通道的乘积相加，其和iout送第一数模转换器转换为模拟信号再送上变频器；同时将正交通道的乘积和qout送第二数模转换器，转换为模拟信号后，也送上变频器。最后由上变频器输出射频信号。

其中正交调制部分用数学表达式如下：

iout=ib*i10+ib1*i24,

qout=qb*q10+qb1*q24。

正交调制输出的两路信号（iout和qout）除本身需要的信号外，还包含它们的镜像频率。这两路信号（iout和qout）分别经数模转换器转换后，再经上变频后输出的射频信号的频谱，是以载波频率为中心，左右对称分布的同样包含有用信号的镜像频率，因而有用信号带宽大约只占射频输出信号频谱的一半，频谱效率低。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种节约射频带宽的调制器及其调制方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种节约射频带宽的调制器，包括数字直接频率合成器、延时器、第一复数乘法装置、第二复数乘法装置、第一数模转换器、第二送数模转换器和上变频器，基带成型信号的同相通道ib和正交通道qb的输出端与数字直接频率合成器的输出端分别与第一复数乘法装置的输入端电连接，第一复数乘法装置的输出端与第一数模转换器的输入端电连接，第一数模转换器的输出端与上变频器的输入端电连接；

基带成型信号的同相通道ib和正交通道qb的输出端与延时器的输入端电连接；延时器的输出端与数字直接频率合成器的输出端分别与第二复数乘法装置的输入端电连接，第二复数乘法装置的输出端与第二数模转换器的输入端电连接，第二数模转换器的输出端与上变频器的输入端电连接。

作为优选的方案，数字直接频率合成器产生的信号频率为基带成型信号中心频率的二倍。

作为优选的方案，本发明还提供一种节约射频带宽的调制方法，包括以下步骤：

s1、基带成型信号的同相通道ib和正交通道qb分别与数字直接频率合成器产生的同相通道i7和正交通道q7做复数乘法；

s2、基带成型信号的同相通道ib和正交通道qb经延时后分别与数字直接频率合成器产生的同相通道i7和正交通道q7做复数乘法；

s3、将步骤s1和步骤s2中两个复乘输出的同相通道输出相加，其和iout送第一数模转换器转换为模拟信号送上变频器；

同时，将步骤s1和步骤s2中两个复乘输出的正交通道输出相加，其和qout送第二数模转换器，转换为模拟信号后，也送上变频器；

s4、由上变频器输出射频信号。

作为优选的方案，复乘调制部分用数学表达式如下：

iout=(ib*i7–qb*q7)+(ib1*q7–qb1*i7),

qout=(ib*q7+qb*i7)+(ib1*i7+qb1*q7)。

作为优选的方案，步骤s1和步骤s2中数字直接频率合成器产生7mhz信号的信号频率为基带成型信号中心频率的二倍。

本发明具有以下有益效果：本发明中将复乘调制输出的两路信号分别经数模转换器转换后，再经上变频后输出的射频信号的频谱，不存在有用信号的镜像频率，全部为有用信号，带宽大约只占正交调制射频输出信号频谱的一半，频谱效率高。同时，取消中频调制及其滤波器、射频镜像抑制滤波器，节约成本。

附图说明

图1为本发明背景技术中正交调制的工作原理图。

图2为本发明一种节约射频带宽的调制器的工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

为了达到本发明的目的，如图2所示，在本发明的其中一种实施方式中提供一种节约射频带宽的调制器，包括数字直接频率合成器dds、延时器、第一复数乘法装置、第二复数乘法装置、第一数模转换器daci、第二送数模转换器dacq和上变频器，基带成型信号的同相通道ib和正交通道qb的输出端与数字直接频率合成器dds的输出端分别与第一复数乘法装置的输入端电连接，第一复数乘法装置的输出端与第一数模转换器daci的输入端电连接，第一数模转换器daci的输出端与上变频器的输入端电连接；

基带成型信号的同相通道ib和正交通道qb的输出端与延时器的输入端电连接；延时器的输出端与数字直接频率合成器dds的输出端分别与第二复数乘法装置的输入端电连接，第二复数乘法装置的输出端与第二数模转换器dacq的输入端电连接，第二数模转换器dacq的输出端与上变频器的输入端电连接。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，本发明还提供一种节约射频带宽的调制方法，包括以下步骤：

s1、基带成型信号的同相通道ib和正交通道qb分别与数字直接频率合成器dds产生7mhz信号的同相通道i7和正交通道q7做复数乘法；

s2、基带成型信号的同相通道ib和正交通道qb经延时后分别与数字直接频率合成器dds产生7mhz信号的同相通道i7和正交通道q7做复数乘法；

s3、将步骤s1和步骤s2中两个复乘输出的同相通道输出相加，其和iout送第一数模转换器daci转换为模拟信号送上变频器；

同时，将步骤s1和步骤s2中两个复乘输出的正交通道输出相加，其和qout送第二数模转换器dacq，转换为模拟信号后，也送上变频器；

其中，复乘调制部分用数学表达式如下：

iout=(ib*i7–qb*q7)+(ib1*q7–qb1*i7),

qout=(ib*q7+qb*i7)+(ib1*i7+qb1*q7)。

s4、由上变频器输出射频信号。

本发明中将复乘调制输出的两路信号分别经数模转换器转换后，再经上变频后输出的射频信号的频谱，不存在有用信号的镜像频率，全部为有用信号，带宽大约只占正交调制射频输出信号频谱的一半，频谱效率高。

同时，取消中频调制及其滤波器、射频镜像抑制滤波器，节约成本。

通过正交调制与复乘调制性能对比，我们可以看出，在实现复杂度（占用fpga资源）相当的前提下，复乘调制比常规正交调制少占用一半以上的射频带宽，具有更高的频谱效率和通信性能。在无线通信系统发射机基带信号处理中，推荐用复乘调制取代正交调制。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。