УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА С КВАДРАТУРНОЙ АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в аппаратуре систем связи с квадратурной амплитудной модуляцией.
Известна система и метод для передачи и приема КАМ-сигналов, выбранная нами за прототип (WO 2005/096539 МПК 6 H04L 5/04 опубл. 13.10.2005 г.), в которой формирование компактного спектра реализовано за счет преобразования м-уровневой последовательности в последовательность коротких импульсов с дальнейшей фильтрацией цифровым фильтром. В системе формирование сигнала осуществляется с помощью последовательно-параллельного преобразователя, блока устранения неоднозначности, формирователя пилот сигнала, формирователя огибающей, сумматора, сдвоенного ЦАП, цифрового фильтра, квадратурного смесителя и генератора.
Недостатком системы является неполное использование свойств формируемого сигнала и свойств импульсной характеристики фильтра, что не позволяет уменьшить ресурс.
Основной технической задачей решения является уменьшение ресурса.
Основная техническая задача достигается тем, что в устройстве для формирования сигнала с квадратурной амплитудной модуляцией, включающем последовательно-параллельный преобразователь, блок устранения однозначности, формирователь сигнала, формирователь огибающей, сумматор, сдвоенный цифроаналоговый преобразователь, фильтр, квадратурный смеситель и генератор, согласно предложенному решению введены блок синхронизации и блоки ослабления, причем выход блока синхронизации подключен к входам блока устранения
неоднозначности и формирователя пилот сигнала, выход которого соединен с одним из блоков ослабления, а выход последовательно-параллельного преобразователя соединен входом блока устранения неоднозначности, выход, которого соединен с входами формирователей огибающей, выходы которых соответственно подключены к входам блоков ослабления, причем выходы блоков ослабления соединены с входом сумматора и через цифроаналоговый преобразователь с фильтром, выход которого соединен с входом квадратурного смесителя, к которому подключен генератор.
На фиг.1 изображена функциональная схема предложенного устройства.
Устройство для формирования сигнала с квадратурной амплитудной модуляцией содержит последовательно-параллельный преобразователь 1, блок синхронизации 2, блок устранения неоднозначности 3, четыре формирователя огибающей 5, 6, 7, 8, пять блоков ослабления 9, 10, 11, 12, 13, сумматор 14, сдвоенный цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 15, фильтр 16, генератор 17, квадратурный смеситель 18 с несущей частотой.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Через последовательно-параллельный преобразователь 1 входной сигнал (двоичная последовательность) преобразуется в N комплексных сигналов (N=4→QAM 256, N=3→QAM 64, N=2→QAM 16, N=1→QAM 4), с частотой следования в 2*N раз меньше, каждая компонента комплесного сигнала - двухуровневая. В блоке синхронизации 2 формируются управляющие сигналы с учетом латентности, и обеспечивается синхронность работы всех блоков. По управляющим сигналам блок устранения неоднозначности 3 инвертирует символы, что позволяет в дальнейшем устранить неоднозначность фазы несущей частоты, а формирователь пилот сигнала 4 по управляющим сигналам формирует комплексный пилот сигнал. В блоках 5, 6, 7, 8 формируется комплексная огибающая с компактным спектром согласно критерию минимума межсимвольных искажений и увеличивается частота дискредитации сигнала в 2 раза. Блок ослабления 9 уменьшает пилот сигнала в 16 раз, а блоки
10, 11, 12, 13 уменьшают сигнал в 1, 2, 4, 8 соответственно старшине канала. В сумматоре 14 модулируется сигнал путем суммирования всех огибающих и пилот сигнала, затем суммарный комплексный сигнал преобразуется, в аналоговую форму на сдвоенном ЦАП 15 и после фильтрации зеркальных каналов поступает на квадратурный смеситель 18 с несущей частотой. Предложенное устройство позволяет сформировать пилот-сигнал в виде меандра, что приводит к упрощению блока формирования и требует сдвига дискретов импульсной характеристики формирователя до симметрии относительного центра, а это упрощает реализацию формирователя огибающей.
При реализации QAM 256, 186 Мб/с, ПЧ 350MHz, на FPGA Altera Cyclone EP1C20F324C7 использовали:
последовательно-параллельный преобразователь 1 - 8LE;
блок синхронизации 2 - 25LE;
блок устранения неоднозначности 3 - 8LE;
формирователь пилот сигнала 4 - 16LE;
формирователи огибающей 5, 6, 7, 8 32-го порядка скругление 0.25-80LE, 2М4К (ROM);
блок ослабления 9 на 1 - OLE; блок ослабления 10 на 1 - OLE; блок ослабления 11 на 1/2 - OLE; блок ослабления 12 на 1/4 - OLE; блок ослабления 13 на 1/8 - OLE;
сумматор 14 - 200LE;
Сдвоенный ЦАП 15 - AD9773;
Фильтр 16 - два дифференциальных эллиптических фильтра 3-го порядка;
Генератор 17 - генератор на емкостной 3-х точке с синтезатором ADF4110;
Квадратурный смеситель 18 - AD8345.
Блоки 5-14 являются альтернативой комплексного трансверсального фильтра 32-го порядка, реализация которого на той же микросхеме требует 2000LE. Применение 4-х формирователей огибающей позволило достичь экономии ресурса FPGA 530LE+8М4К (ROM) против 2000LE.
Таким образом, предложенное решение позволяет достичь экономии логических ячеек не менее чем в три раза.