董三軍，蔣學東，邵海波

(中國空空導彈研究院通信技術(shù)研究所，河南洛陽471009)

目前，PCM/FM的遙測體制仍然是普遍使用的一種遙測體制，它結(jié)構(gòu)簡單，性能相對穩(wěn)定，因而在航空遙測中得到了廣發(fā)的應用[1].但是，系統(tǒng)的低頻響應特性不夠理想，并且由于模擬電路的特性給調(diào)試帶來了很大的困難，系統(tǒng)不夠靈活.

采用數(shù)字技術(shù)的軟件無線電調(diào)制相比與模擬技術(shù)明顯有利于增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性，并且能提高傳輸效率和保證傳輸性能[2].本文以PCM/FM的原理為基礎，吸收了MSK和SOQPSK的優(yōu)點[3]，在不增加解調(diào)復雜度以及和現(xiàn)有接收機兼容的條件下，提出了一種獨特的調(diào)制方法，具有很好的應用前景.

1 PCM/FM原理

PCM/FM是一種非線性調(diào)制，是通過改變載波的頻率來達到的.非線性調(diào)制雖然也要完成頻譜的搬移，但它所形成的信號頻譜不在保持原來的基帶頻譜結(jié)構(gòu)，即存在非線性變化關系.

任何已調(diào)帶通信號s(t)可以寫做:

其中:V(t)為復基帶信號，fc為載頻;令

則

s(t)=Ac·cos(2πfct+ψ(t))

可以表示調(diào)頻(相)信號，其中瞬時相位可以表示為:

其中:φ0是初始相位，一般取值為0，瞬時頻率可以表示為

其中:Κf為調(diào)制常數(shù)，單位是Hz/V，x(t)是調(diào)制的基帶信號;顯然，x(t)和瞬時頻率fd有相同的連續(xù)性.當x(t)是解析函數(shù)時，ψ(t)是時間的連續(xù)解析函數(shù)，當x(t)存在非解析點時，ψ(t)是連續(xù)不解析函數(shù).因此，可以x(t)將定義為分段連續(xù)的函數(shù)，而這種分段是以碼元周期為單位的.工程上，在一個碼原的周期t∈[kT，(k+1)T]內(nèi)x(t)總是解析的，因此，在此區(qū)間內(nèi)定義解析函數(shù)g(t)，且g(t)滿足:

因此，任意一個t∈[kT，(k+1)T]時刻，x(t)可以表示為:

因此，任意時刻t∈[kT，(k+1)T]，相位ψ(t)可以表示為:

上式變換中φk的引入保證了變化前后，相位保持不變;同時可以看出φk在一個碼元之內(nèi)保持恒定，此時可以將Ψ(t)寫作Ψk(t).

考慮到Ψ(t)是連續(xù)函數(shù)，即

可以得到φk的遞推關系為

由上式可以看出，φk的變化量主要與 Κf和的乘積有關，本文對進行研究.

此時:

當 Ik－1=Ik時，φk= φk－1;

當 Ik－1≠ Ik時，φk= φk－1± kπ;

但是，總有

因此:

代入式(3)可得:

其中:j為虛數(shù)單位.

定義

可以看出，ak，bk相互獨立，可以用來表示四個相位，因此，上式是(ak，bk)∈ck的QPSK調(diào)制.任意取一個序列 Ik，并同時將 ak，bk、ck、φk列于表中，如表1所示.

表1 序列編碼表

表1是對于任意輸入的一個序列的特例，其中標*的表示取值的任意性，標^的表示所得到值和前一個相同;

從表1中可以看出，將原始序列Ik進行差分編碼得到序列ck，編碼的原則是空號反轉(zhuǎn).ak，bk的碼元周期為2T，且存在半個碼元周期的時延.

綜上，可以得到調(diào)制框圖，如圖1所示.

圖1 調(diào)制框圖

圖1中，首先對原始序列進行雙極性變換得到Ik，然后進行編碼得到ck，然后對新序列ck通過一個脈沖成型濾波器，該濾波器的沖擊響應為g(t)，然后對該模擬信號進行正交調(diào)制，調(diào)制頻率為最終的載波頻率，就完成了調(diào)制過程.

對比MSK和SOQPSK的調(diào)制方法[4－6]，可以看出，這兩種方法是本文的特例，因此，本文提出的方法能夠具有這兩種方法的優(yōu)點，調(diào)整其中的參數(shù)，也可以實現(xiàn)更多的功能，屬于一種多體制的遙測平臺，具有更好的適應性和應用前景.

2 結(jié) 語

本文對國內(nèi)廣泛使用的PCM/FM的數(shù)字化實現(xiàn)進行了研究，提出了一種適應多種應用要求的新調(diào)制方法，能夠同時兼容MSK和SOQPSK的優(yōu)點，有著很好的應用前景.

[1]李英麗，劉春亭.空空導彈遙測系統(tǒng)設計[M].北京:國防工業(yè)出版社，2006.

[2]楊小牛，樓才義.軟件無線電中的發(fā)射機研究[J].杭州電子工業(yè)學院學報，2000，20(6):56 －60.

[3]IRIG standard 106 － 04:telemetry standards[S].

[4]DOELZ M L，HEALD E T.Minimum Shift Data Communication System[P].US Patent 2977417，1958.

[5]HILL T J.A non － proprietary，constant envelope，variant of shaped offset QPSK(SOQPSK)for improved spectral containment and detection efficiency[C]//21st Century Military Communication Conference Proceeding，[s.n.]:[S.l.]，2000，1(1):347－352.

[6]HILL T J.An enhanced，constant envelope，interoperable shaped offset QPSK(SOQPSK)waveform for improved spectral efficiency[R].Technical report，Nova Engineering，Inc.，2007.