连续相位16QAM调制方法技术

本发明专利技术公开了一种连续相位16QAM调制方法。本发明专利技术方法根据相邻发送数据调制波形之间的相位差值，改变调制波形的相位步长为载波相位步长与额外累加相位步长之和，同时对数据变化引起的调制波形的幅度进行校正，使得调制波形的相位连续。本发明专利技术连续相位16QAM调制方法，实现了调制波形的相位连续性，消除了相邻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。

【技术实现步骤摘要】
连续相位16QAM调制方法
本专利技术涉及一种调制方法，特别涉及一种连续相位的十六进制正交幅度调制(16QAM)的调制方法。
技术介绍
正交幅度调制(QuadratureAmplitudeModulation，简称QAM)是一种用两路独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波双边带调幅的调制方法，利用已调信号的频谱在同一带宽内的正交性，实现两路并行的数字信息的传输，常用的正交幅度调制方式有4QAM、l6QAM和64QAM等。正交幅度调制信号对应的空间信号矢量端点分布图称为星座图，分别有4个、16个、64个矢量端点。16QAM是一种正交调制方式，已调载波信号的幅度和相位由输入的4比特信息决定。矩形16QAM星座图如图1所示，图1中，Δ是星座点单位幅度。由图1可知，16QAM发送信号的实部(I)和虚部(Q)分别有3种电平，分别为和其幅度由单位幅度Δ决定。通常，QAM传输信号是实部I和虚部Q的正交合成信号，表示为s(t)＝I·cos(ωct+θ0)+Q·sin(ωct+θ0)＝An·cos(ωct+θ0)·cos(θn)+An·sin(ωct+θ0)·sin(θn)＝An·cos(ωct+θ0-θn)式中，ωc是载波频率，θ0是载波初始相位，θn＝arctan(Q/I)是调制相位，是调制幅度。因此，QAM信号也可以用DDS的方法直接实现。图1所示的16QAM星座图中给出了不同星座点的相位值和幅度值。图1所示的星座图中，每个象限内均有3个不同的传输相位值，一共有12个传输相位值。基于相位的周期特性，在0°到360°周期内的相位差值有19个，分别为26.57°,36.87°,53.14°,63.43°,90°,116.57°,126.87°,143.14°,153.43°,180°,206.57°,216.87°,233.14°,243.43°,270°,296.57°,306.87°,323.14°和333.43°。采用正交幅度调制技术进行信号调制时，相位变化是突发的。当发送数据发生变化时，相邻发送数据的载波相位差可能为上述19个相位差值中的一个。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(δ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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的16QAM调制方式存在的相位突变的不足，提供一种连续相位的16QAM调制方法，该调制方法可克服16QAM调制方式中相位跳变导致的信号波形的频谱可见性的缺点。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种连续相位16QAM调制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：选取载波频率，并根据载波频率产生载波相位控制字；步骤2：读取当前时钟待发送的数据，检测当前待发送的数据与前一个发送的数据是否相同；步骤3：如果当前待发送的数据与前一个发送的数据不同，则计算当前待发送数据与前一个发送数据之间的相位差值，并根据相位差值输出相应的检测信号，根据相位差值计算额外累加相位控制字；计算当前待发送数据与前一个发送数据之间的幅度差值，并根据幅度差值计算幅度校正量；步骤4：选通器根据输出的检测信号，选通并输出相应的额外相位控制字；步骤5：对额外相位控制字和载波相位控制字进行求和运算，得出相位控制字步长；步骤6：对相位控制字步长进行累加求和运算，得到当前时钟的总相位控制字，总相位控制字为记录有正弦/余弦载波信号波形相位的ROM查找表的地址；步骤7：根据地址查找ROM查找表，输出当前时钟正弦/余弦载波信号波形的幅度值；步骤8：根据幅度校正量，对当前时钟的正弦/余弦载波信号波形进行幅度校正，幅度校正后输出最终调制波形；步骤9：判断当前数据是否发送完成，若发送完成则进入步骤10；否则返回步骤6。上述方法中，步骤6中所述ROM查找表预先已建立，ROM查找表中，一个地址对应一个正弦/余弦载波信号波形幅度值。上述方法中，步骤1中所述载波相位控制字为其中，N为一个周期的正弦载波信号的离散采样信号的数量，K为ROM查找表的地址数量。根据本专利技术实施例，步骤3中所述生成额外累加相位控制字的方法是：将所有的相位差值组成集合P，Pi∈P，Pi为集合P中的第i个相位差值，i＝1,2，…，18,19；经过M个时钟周期额外累加相位达到相位差值Pi，则相位差值为Pi时对应的额外累加相位控制字为Cai，根据本专利技术实施例，步骤3中所述根据幅度差值计算幅度校正量的方法是：经过M个时钟周期信号幅度从Aj-1校正到Aj，A＝(Aj-Aj-1)/M，A为幅度校正量，Aj为当前发送数据的幅度，Aj-1为前一个发送数据的幅度，j＝1,2，…,∞。根据本专利技术实施例，步骤4中所述根据检测信号输出额外相位控制字的方法是：如果检测信号表示当前时钟待发送的数据与前一个时钟发送的数据相同，则连续输出M个额外相位控制字为零；否则根据相位差值Pi对应的检测信号，连续输出M个额外相位控制字为额外累加相位控制字Cai。作为本专利技术的另一种实施方式，步骤3中所述生成额外累加相位控制字的方法是：将所有的相位差值组成集合P，Pi∈P，Pi表示集合P中的第i个相位差值，i＝1,2，…，18,19；经过L个时钟周期额外累加相位达到单位相位差值P0，所述单位相位差值P0为集合P中的任意一个相位差值，则额外累加相位达到相位差值Pi所需的时钟周期为Mi，其中表示取大于等于的最小整数，则相位差值为Pi时对应的额外累加相位控制字为Cai，上述方法中，步骤3中所述根据幅度差值计算幅度校正量的方法是：经过Mi个时钟周期信号幅度从Aj-1校正到Aj，A＝(Aj-Aj-1)/Mi，A为幅度校正量，Aj为当前发送数据的幅度，Aj-1为前一个发送数据的幅度，j＝1,2，…,∞。上述方法中，步骤4中所述根据检测信号输出额外相位控制字的方法是：如果检测信号表示当前待发送的数据与前一个发送的数据相同，则连续输出Mi个额外相位控制字为零；否则根据相位差值Pi对应的检测信号，连续输出Mi个额外相位控制字为额外累加相位控制字Cai。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术连续相位16QAM调制方法，基于直接数字频率合成，通过额外累加相位控制字，直接改变控制字的方式，产生连续的过渡波形取代传统16QAM调制方式中相位跳变的不连续波形，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。附图说明：图1为矩形16QAM星座图。图2为实现本专利技术连续相位16QAM调制方法的调制系统结构框图。图3为实现所述连续相位16QAM调制方法的流程框图。图4为实施例1中数据跳变引起的相位差值为36.87°时，传统16QAM调制方法和本专利技术连续相位16QAM调制方法下的调制波形。图5为实施例1中数据跳变引起的相位差值为243.43°时，传统16QAM调制方法和本专利技术连续相位16QAM调制方法下的调制波形。图6为实施例2中数据跳变引起的相位差值为36.87°时，传统16QAM调制方法和本专利技术连续相位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续相位16QAM调制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：选取载波频率，并根据载波频率得出载波相位控制字；步骤2：读取当前待发送的数据，检测当前待发送的数据与前一个发送的数据是否相同；步骤3：如果当前待发送的数据与前一个发送的数据不同，则计算当前待发送的数据与前一个发送的数据之间的相位差值，并根据相位差值输出相应的检测信号，根据相位差值计算额外累加相位控制字；计算当前待发送的数据与前一个发送的数据之间的幅度差值，并根据幅度差值计算幅度校正量；步骤4：选通器根据输出的检测信号选通并输出相应的额外相位控制字；步骤5：对额外相位控制字和载波相位控制字进行求和运算，得出相位控制字步长；步骤6：对相位控制字步长进行累加求和运算，得到当前时钟的总相位控制字，总相位控制字为记录有正弦/余弦载波信号波形幅度值的ROM查找表的地址；步骤7：根据地址查找ROM查找表，输出当前时钟正弦/余弦载波信号波形的幅度值；步骤8：根据幅度校正量，对当前时钟的正弦/余弦载波信号波形进行幅度校正，幅度校正后输出最终调制波形；步骤9：判断当前数据是否发送完成，若发送完成则进入步骤10；否则返回步骤6。

【技术特征摘要】
1.一种连续相位16QAM调制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：选取载波频率，并根据载波频率得出载波相位控制字；步骤2：读取当前待发送的数据，检测当前待发送的数据与前一个发送的数据是否相同；步骤3：如果当前待发送的数据与前一个发送的数据不同，则计算当前待发送的数据与前一个发送的数据之间的相位差值，并根据相位差值输出相应的检测信号，根据相位差值计算额外累加相位控制字；计算当前待发送的数据与前一个发送的数据之间的幅度差值，并根据幅度差值计算幅度校正量；步骤4：选通器根据输出的检测信号选通并输出相应的额外相位控制字；步骤5：对额外相位控制字和载波相位控制字进行求和运算，得出相位控制字步长；步骤6：对相位控制字步长进行累加求和运算，得到当前时钟的总相位控制字，总相位控制字为记录有正弦/余弦载波信号波形幅度值的ROM查找表的地址；步骤7：根据地址查找ROM查找表，输出当前时钟正弦/余弦载波信号波形的幅度值；步骤8：根据幅度校正量，对当前时钟的正弦/余弦载波信号波形进行幅度校正，幅度校正后输出最终调制波形；步骤9：判断当前数据是否发送完成，若发送完成则进入步骤10；否则返回步骤6；步骤10：判断所有数据发送是否已完成,若完成，则结束数据发送；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16QAM调制方法，其特征在于，步骤6中所述ROM查找表预先已建立，ROM查找表中，一个地址对应一个正弦/余弦载波信号波形幅度值。3.根据权利要求1所述的连续相位16QAM调制方法，其特征在于，步骤1中所述载波相位控制字为其中，N为一个周期的正弦/余弦载波信号的离散采样信号的数量，K为ROM查找表的地址数量。4.根据权利要求1所述的连续相位16QAM调制方法，其特征在于，步骤3中所述生成额外累加相位控制字的方法是：将所有的相位差值组成集合P，Pi∈P，Pi为集合P中的第i个相位差值，i＝1,2，…，18,19；经过M个时钟周期额外累加相位达到相位差值Pi，则相位差值为Pi时...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴廷勇，胡剑浩，曹灵吉，周将运，李少谦，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51