數(shù)字式單邊帶調(diào)制的關(guān)鍵及實現(xiàn)方法

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1、第17卷第2期海軍工程大學(xué)學(xué)報Vol.17No.22005年4月JOURNALOFNAVALUNIVERSITYOFENGINEERINGApr.2005文章編號:1009-3486(2005)02-0104-04數(shù)字式單邊帶調(diào)制的關(guān)鍵及實現(xiàn)方法①12尹敬湘,王平(1.海軍工程大學(xué)訓(xùn)練部,湖北武漢430033;2.海軍工程大學(xué)電子工程學(xué)院,湖北武漢430033)摘要:分析了傳統(tǒng)模擬方法實現(xiàn)單邊帶調(diào)制的不足,給出了用數(shù)字信號處理方法實現(xiàn)單邊帶調(diào)制的實現(xiàn)方法,并分析了其中的正交調(diào)制、內(nèi)插技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù),在此

2、基礎(chǔ)上設(shè)計并實現(xiàn)了一個以TITMS320芯片為核心的數(shù)字式單邊帶調(diào)制系統(tǒng).與模擬調(diào)制法相比,該電路結(jié)構(gòu)簡單,性能穩(wěn)定可靠.關(guān)鍵詞:數(shù)字信號處理;SSB;內(nèi)插技術(shù);正交調(diào)制中圖分類號:TN91文獻(xiàn)標(biāo)識碼:APerformanceofSSBModulationwithDSP12YINJing2xiang,WANGPing(1.AdministrativeOfficeofTraining,NavalUniv.ofEngineering,Wuhan430033,China;2.CollegeofElectron

3、icEngineering,NavalUniv.ofEngineering,Wuhan430033,China)Abstract:ThispaperpresentsthetheoryandmethodtorealizeSSBmodulationbyusingDSP,andanalyzesthekeytechniques.AnactualSSBdigitalmodulationsystemwithTITMS320seriesisde2signed.Comparedwiththeanaloguemodula

4、tion,theperformanceofthedigitalmodulationsystemismorestableandeasilyrealizablewithmoresimplecircuit.Keywords:digitalsignalprocessor;SSB;interpolation;quadraturemodulation在通信中,提高信道利用率和節(jié)省發(fā)射功率是十分重要的.與普通調(diào)幅波和雙邊帶調(diào)制相比,單邊帶調(diào)制的頻譜寬度減小一半,使有效性得到提高;不發(fā)送載頻,且只發(fā)送一個邊帶,節(jié)省了發(fā)

5、送功率,因[1,2]此在通信中得到廣泛的應(yīng)用.產(chǎn)生單邊帶調(diào)制信號的傳統(tǒng)方法有頻域法和時域法.(1)頻域法.由于單邊帶信號只傳輸雙邊帶信號的一個邊帶,從頻域的角度出發(fā)可以讓雙邊帶信號通過一個邊帶濾波器,讓所需的邊帶通過,同時抑制無用邊帶,如圖1所示.濾波法所用的BPF要求是理想矩形,實際上很難實現(xiàn),特別圖1頻域法實現(xiàn)單邊帶調(diào)制是在載頻較高而調(diào)制頻率較低時,這是頻域法產(chǎn)生SSB信號的一[3]個難題.對于語音信號,通常的解決方法是采用多級頻率搬移.(2)時域法.由單邊帶信號的頻譜可推得單邊帶SSB信號的時域表

6、達(dá)式為:SSSB(t)=f(t)·cosωct±?(t)·sinωct(1)[4]其中:?(t)是f(t)的Hilbert變換式.可畫出時域法實現(xiàn)單邊帶調(diào)制的框圖(見圖2).由于f(t)信號①收稿日期:2004210210;修訂日期:2004210220作者簡介:尹敬湘(19682),男,講師,碩士生.第2期尹敬湘等:數(shù)字式單邊帶調(diào)制的關(guān)鍵及實現(xiàn)方法·105·一般具有豐富的低頻成分,因而要求頻域法的濾波器截止特性極為陡峭;而時域法要求在全頻率范圍內(nèi)相移-90°,該要求利用模擬方法在實際上很難達(dá)到,往往僅

7、由有限帶寬的相移網(wǎng)絡(luò)來代替,因此其性能受到一定影響.隨著數(shù)字電子技術(shù)的進(jìn)步,1992年5月MITRE公司的JoeMitola提出了軟件無線電的概念,提出把硬件作為通信的基本平臺,而把盡可能多的通信功能用軟件來實現(xiàn).由于軟件無線電具有很強(qiáng)的靈活性、開放性和穩(wěn)定性,因此圖2時域法實現(xiàn)單邊帶調(diào)制促進(jìn)了DSP技術(shù)和高速A/D/A技術(shù)的進(jìn)步.由于數(shù)字方[5～7]法具有電路結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠的優(yōu)點,利用數(shù)字方法實現(xiàn)單邊帶調(diào)制漸成時尚.1實現(xiàn)數(shù)字式單邊帶調(diào)制的關(guān)鍵技術(shù)隨著數(shù)字信號處理技術(shù)和微電子器件不斷發(fā)展,

8、用軟件和DSP技術(shù)實現(xiàn)單邊帶調(diào)制已成為可[8]能,它將使單邊帶調(diào)制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得非常簡捷靈活,穩(wěn)[5～7]定性與可靠性也會大大提高.利用數(shù)字技術(shù)處理模擬信號,首先要對模擬信號進(jìn)行抽樣.抽樣后信號的頻譜將以ωs的整數(shù)倍周期性延拓(見圖3),因此數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)SSB調(diào)制的最直觀方法是利用數(shù)字帶通濾波器在此周期性頻譜中取[1,2]出所需的單邊帶信號.這就是數(shù)字式單邊帶調(diào)制的數(shù)字濾波器法.濾波器法是最傳統(tǒng)的SSB調(diào)制解調(diào)方法,目前被廣泛的應(yīng)用在各種系