组合振幅‑时间调制和相位调制制造技术

一种用于生成具有一个或多个基本上正弦曲线波形的合成信号波的方法，其包含与(多个)可变相位变化波形相结合的编码数字信息产生合成缺口正弦波形，所述合成缺口正弦波形包括至少振幅‑时间调制正弦波和至少一个相位调制波。在相位内波的正弦曲线振幅的变化的存在或不存在表示数据值。这些数据值可以在数据周期或包内被改变。当与经典的振幅调制技术相比时，振幅‑时间调制技术表现减少的调制失真。在通信信号中的该减少的失真导致增加的有效传输长度、降低的误差率、更高的数据速率以及改进的数据安全性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2014年1月7日提交的题为“NuSine”的专利申请序列号61/924,304和2014年12月18日提交的题为“CombinedAmplitude-TimeandPhaseModulation”的专利申请序列号14/574,577的优先权，这两者通过引用以其整体并入本文。
本专利技术通常涉及数据传输，并且更具体地涉及提供增加的传输速率的正弦波调制技术。
技术介绍
数字数据的传输通常通过修改波振幅、频率和相位的特性属性中的一个或多个以调制被用作载波的正弦波从点到点完成。正弦波振幅调制已经典地通过直接改变关系到要被发射的源的作为载波的正弦波的振幅来实现。典型的信号正弦波通过其振幅、频率和相位表征。正弦波被用于通过不同媒体传输数据。对于振幅调制(AM)无线电，广播载波(正弦)波利用声音被调制，并且简单的AM接收器可以利用二极管将声音从载波信号中分离，通过扬声器放大并播放声音。AM无线电受到信号噪声副产物的影响，所述信号噪声副产物限制信号的范围、质量和可靠性。通常，对纯正弦波的调制或其他改变将导致包括谐波、边带、反射以及电磁干扰的副产物。作为载波的正弦波的直接调制产生难以滤波的显著噪声。频率调制技术已典型地通过改变波的瞬时频率以在作为载波的正弦波上编码信息来实现。相位调制技术已典型地通过载波瞬时相位的变化在作为载波的正弦波上编码信息来实现。混合调制方案已得到发展并且包括QAM、SM和SSB。这些建立的混合调制方案改进了数据传输，但仍受到降低实际传输速率并使用额外的频谱资源的显著噪声和其他调制副产物的影响。因此，在数据的波调制编码中寻求改进。
技术实现思路
本专利技术解决现有技术的缺点的方法将在下面详细讨论，一般地，本专利技术提供能提供新颖的调制技术，所述调制技术提供显著增强的信噪比(即，产生的数据能量除以(over)信道噪声能量)、降低的带宽需求、在以给定的误码率(BER)恢复数据中提高的抗噪声性以及改进的调制过程的动态控制。与现有调制方法/技术相比，相位-振幅-时间调制提供数据传输速率的显著增加。该新技术可以被应用到任何频率和大多数现有的有线和无线电信基础设施。本专利技术特征的一个方面，在一些实施例中，用于编码数字数据的方法包括生成用于在0相位处传输的正弦波；限制来自峰值和过零相位的多个附加波传输；在可变非受限相位期间生成至少一个附加正弦波；通过振幅-时间调制的失真使一个或多个正弦波失真以编码数字信息；以及在正弦波失真期间通过振幅-时间调制编码1至n的位内容。在一些实施例中，该方法包括在周期内以密度1到n发射相移的正弦波。在一些实施例中，该方法包括从正弦波振幅的相位变化失真解码数字信息。在一些实施例中，振幅-时间调制的失真通过保持正弦波的振幅达短时段和最低限度地延迟正弦波的振幅达短时段中的至少一个来完成。在一些实施例中，正弦波的振幅-时间调制的失真接近正弦波上的阶梯。在一些实施例中，该方法包括将数据值和控制信息中的一个编码为正弦波中的一个的相移。在一些实施例中，相移指示以下中的一个或多个：调制取向反演；最高有效位(MSB)的位置反演；数据位位置的预定义格式化；以及针对符号的附加数据位的表示。在一些实施例中，正弦波的一个或多个的振幅分量和相位分量相互正交地被发送。在一些实施例中，该方法包括求和正弦波、转换正弦波和发射正弦波。在一些实施例中，该方法包括接收正弦波并从正弦波破译数字信息。本专利技术特征的另一个方面，在一些实施例中，提供一种用于在正弦波上编码数字数据的系统。该系统包括发生器电路，其被配置为生成正弦波；控制器/计数器电路，其被配置为限制来自峰值和过零相位的可变波传输，并且在非受限相位期间生成可变波传输；控制器/延迟电路，其被配置为使正弦波的振幅-时间调制失真以在周期内利用1到n的位内容编码数字信息；求和电路，其被配置为将第一正弦波与可变相移正弦波求和成合成正弦波；上变频电路，其被配置为转换合成正弦波用于传输；以及前端电路，其被配置为发射合成正弦波。在一些实施例中，该系统包括下变频电路，其被配置为从合成正弦波解码数字数据。在一些实施例中，控制器/延迟电路被配置为延迟波相位以产生正弦波的振幅-时间失真。在一些实施例中，正弦波的振幅-时间失真表现为波特征(signature)中的阶梯。在一些实施例中，控制器/计数器电路被配置为沿正弦波在预定相位位置时段处产生多个正弦波载波1到n。本专利技术特征的另一个方面，在一些应用中，提供一种用于组合正弦波的振幅-时间调制和可变相位调制的调制方法。振幅-时间调制通过正弦波振幅的小相位变化失真避免传统调制技术表现出的大多数假(spurious)发射。在一些实施方式中，振幅-时间调制被描述为基于小的每位修改的阶梯-门廊(step-porch)失真，所述小的每位修改表现为在振幅-时间调制期间对正弦波的阶梯或门廊状的相位改变。由于噪声和其他调制副产物，传统调制方案通常被限制到每周期小数量的信息的位。相比之下，振幅-时间调制能够是每周期1到n位，n仅受通信硬件设备的体系结构以及峰值和交叉相位限制。n位的每个集合可以包含位于每个波的集相位角处的位集。此外，利用振幅-时间调制的降低噪声特征每周期更多的位可以被发射。一般地，“零”值位通过正弦波值没有变化来表示，“一”值位通过在波上的指定位置处(稍微地)增大或减小正弦波振幅来表示。经典的编码技术诸如反向(invert)交替位和自适应改变也可以被应用到振幅-时间调制。振幅-时间调制与降低噪声的组合可以增加可变相移的信号的密度并允许多个正弦载波1到n沿正弦波被放置在预定相位位置时段(period)。放置可以在波上的任意位置处，其中n的值取决于例如设备硬件体系结构、峰值和交叉相位以及时钟速度。正弦波的可变相位调制的添加可以被实施以在传输内增加数据内容。可变相位调制数据还可以有助于附加数据位和/或控制位以在给定带宽内提高传输数据的数量和安全性。振幅-时间调制的正弦波与(多个)可变相位正弦波的1到n度相结合以形成用于通信目的的合成信号波。合成信号波可以在大多数任意形式的通信系统上被格式化、调制和发射。然后，合成信号波可以被解调并被破译为典型的通信数据。有线和无线通信系统的任意组合可以受益于相位-振幅-时间调制技术。相位-振幅-时间调制可以利用列表和查找表与经典的电子硬件并且与不同的应用中的定制设备或软件解决方案一起被采用。因此，公开的相位-振幅-时间调制技术提供显著增强的信噪比、降低的带宽需求、增加的抗噪性和改进的调制过程的控制。附图说明当结合附图考虑时，通过参考详细的描述和权利要求可以获得对本专利技术的更完全的理解，并且：图1示出具有通过振幅-时间调制(ATM)编码的数字信息的正弦波；图2示出正周期ATM编码选项；图3示出负周期ATM编码选项；图4示出每符号8位ATM信号；图5示出ATM信道和相位调制信道信号之间的关系；图6示出结合ATM和相位调制信号的组合器；图7示出用于产生调制正弦波载波信号的调制器电路的框图；图8是用于传递正弦波载波信号的频率上变频器的框图；图9是用于传递正弦波载波信号的频率下变频器的框图；图10是调制器电路的框图，该调制器电路设有单独调制的正弦波载波与输出混合在一起以形成合成信号波；图11是用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于编码数字数据的方法，其包含：生成用于在0相位处传输的正弦波；限制来自峰值和过零相位的多个附加波传输；在可变非受限相位期间生成至少一个附加正弦波；通过振幅‑时间调制的失真使一个或多个所述正弦波失真以编码数字信息；以及在所述正弦波失真期间通过振幅‑时间调制编码由1至n的位内容。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.07 US 61/924,304;2014.12.18 US 14/574,5771.一种用于编码数字数据的方法，其包含：生成用于在0相位处传输的正弦波；限制来自峰值和过零相位的多个附加波传输；在可变非受限相位期间生成至少一个附加正弦波；通过振幅-时间调制的失真使一个或多个所述正弦波失真以编码数字信息；以及在所述正弦波失真期间通过振幅-时间调制编码由1至n的位内容。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包含在周期内以密度1到n发射相移的正弦波。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包含从所述正弦波振幅的相位变化失真解码所述数字信息。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述振幅-时间调制的失真通过保持正弦波的振幅达短时段和最低限度地延迟正弦波的振幅达短时段中的至少一个来完成。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述正弦波的所述振幅-时间调制的失真接近所述正弦波上的阶梯。6.根据权利要求1所述的方法，进一步包含将数据值和控制消息中的一个编码为所述正弦波中的一个的相移。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述相移指示以下中的一个或多个：调制取向反演；最高有效位即MSB的位置反演；数据位位置的预定义格式化；以及针对符号的附加数据位的表示。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·E·李，
申请(专利权)人：泉途斯恩收购有限公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛;KY