數(shù)字單邊帶調(diào)制的應(yīng)用和發(fā)展

宋文君

摘 要：該文主要研究數(shù)字單邊帶調(diào)制器以及單邊帶調(diào)制器的發(fā)展，介紹在通信中兩種最新的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)字單邊帶 可見光通信 微型聲頻定向系統(tǒng)

中圖分類號：TN93 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0078-01

1 數(shù)字單邊帶調(diào)制器

過去，在用weaver的SSB（單邊帶調(diào)制）方法進(jìn)行數(shù)字化執(zhí)行中，一種插入方法可以極大的簡化其復(fù)雜性。weaver的SSB產(chǎn)生方法，使用廣泛。后來，人們把注意力放在持續(xù)的數(shù)字調(diào)制方案的產(chǎn)生，于是產(chǎn)生了新的SSB發(fā)生器，把weaver的SSB產(chǎn)生方法的射頻部分替代了。新技術(shù)使用簡單的射頻濾波器獲得了寬帶射頻覆蓋率。weaver的方法中，一個帶寬限制的信號下變頻到基帶，通過正交本地振蕩器和低通濾波器。濾波后的I和Q信號被送到射頻混頻器，出現(xiàn)在混頻器的信號輸出產(chǎn)生射頻信號。按照這個結(jié)構(gòu)，混頻器或者正交信號的不匹配和不完美將會產(chǎn)生不需要的信號。

weaver方法的數(shù)字實現(xiàn)將會解決這些問題。數(shù)字方法使用基帶處理、采樣信號和數(shù)字濾波器。經(jīng)過濾波的I和Q信號采樣插入到在高頻射頻采樣頻率已經(jīng)獲得的采樣信號，并增加了數(shù)字乘法器。

采樣信號SSB產(chǎn)生方法，輸入信號首先進(jìn)行帶寬限制，使用模擬濾波器，切斷頻率的更高和更低部分，輸入信號的帶寬是高與低之間的差值。濾波的信號的采樣在高于奈奎斯特比率的頻率點?；祛l器的第一組由采樣的正交載波驅(qū)動。載波頻率是模擬輸入帶通濾波器的中心頻率。濾波器I和Q的采樣頻率，被增加到一個新的采樣頻率，大概30倍于I和Q低通濾波器。這需要允許使用線性插入增加比率而不要產(chǎn)生額外的產(chǎn)物。當(dāng)I和Q信號采樣被這些載波合成，有效地在I信道和Q信道產(chǎn)生了輸出取樣。

2 數(shù)字單邊帶調(diào)制的應(yīng)用

2.1 用于傳輸射頻載波分配的可見光通信

載波分配的可見光通信（ca-vlc）已被作為一種新型的構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的方式，隨著基于位置的服務(wù)，提供指定信息給一個給定區(qū)域，而無碼間干擾。數(shù)字化單邊帶正交頻分復(fù)用（OFDM）信號的傳輸，有比特和功率負(fù)載，可以提高頻譜效率來調(diào)制多路信號，以便在ca-vlc系統(tǒng)提供融合服務(wù)。

單邊帶正交頻分復(fù)用信號（SSB-OFDM）的傳輸是由OFDM信號的實部和虛部之間的Hilbert變換關(guān)系實現(xiàn)的。用數(shù)字信號處理與SSB-OFDM生成，很容易實現(xiàn)邊帶選擇性和無線電頻率載波的產(chǎn)生，可以大大提高ca-vlc系統(tǒng)的靈活性。

載波分配的可見光通信（ca-vlc）被研究用作下一代構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的方法，提供基于位置的服務(wù)（LBS）和定位照明功能。在ca-vlc這個系統(tǒng)中，光的強度由射頻信號調(diào)制；光載波的幅度過控制RF信號發(fā)光二極管（LED）的電流調(diào)制。每個照明光源發(fā)送一個單獨的射頻載波以及指定的數(shù)據(jù)信號，給一個指定的碼，而沒有碼間干擾。此外，ca-vlc系統(tǒng)可以提供融合服務(wù)，如多媒體，語音，文本，光無線局域網(wǎng)和基于位置的服務(wù)，在未來將成為消費者的需求。

由于各種信號可以分配給多個頻帶，他們可以發(fā)送和恢復(fù)而沒有干擾。照明光源的固有帶寬限制和其對應(yīng)的光電二極管可能無法滿足日益增長的寬帶多媒體業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)需求。

正交頻分復(fù)用（OFDM）有與高電平調(diào)制合成，為了克服傳統(tǒng)的可見的光通信（VLC）的帶寬限制。在多數(shù)情況下，離散多載波（DMT）由于其收發(fā)信機的簡單，已被用來作為OFDM技術(shù)的基帶版本。一種更簡單的分配不同信號到不同頻段的方法，可以使用不同的DMT副載波。但是在這種情況下，因為在發(fā)射機中除了指定的副載波外其他所有副載波的發(fā)射臺沒有信息，計算資源被浪費了，會導(dǎo)致額外的功率消耗和更多的發(fā)射機執(zhí)行成本。

2.2 用于微型聲頻定向系統(tǒng)

單邊帶調(diào)制，使用動態(tài)載波控制和n階失真補償，用于微型聲頻定向系統(tǒng)。研究使用動態(tài)載波控制和n階失真補償?shù)膯芜厧д{(diào)制方法，可以為微型聲頻定向系統(tǒng)實現(xiàn)低功耗和高逼真度。聲頻定向系統(tǒng)的基本信號的處理方法研究在Berktay的遠(yuǎn)場解決方法的評論中。一般的單邊帶調(diào)制方法分析諧波失真和輸出功率，而動態(tài)載波控制系統(tǒng)提出了控制功率耗散的方法。一個n階補償方法用來減少失真。X和一階補償動態(tài)控制法，調(diào)制算法是由一個微型聲頻定向揚聲器得原型來實現(xiàn)?；フ{(diào)失真和功率損耗被測量，與一般的SSB調(diào)制相比結(jié)果表明，失真和功率消費量大幅減少。

微型聲頻定向揚聲器是一種新型的揚聲器，可以在一個狹窄錐形束中產(chǎn)生可以聽見的聲音。基于Westervelt理論的聲學(xué)參量陣和Berktay遠(yuǎn)場解決方法，它發(fā)出聲頻信號調(diào)制的超聲波，通過一個微傳感器陣列進(jìn)入空氣。因為在傳播過程中的非線性交互作用，超聲波被解調(diào)，產(chǎn)生可聽見的聲音并具有很高的指向性。

隨著聲頻定向揚聲器的發(fā)展，雙邊帶（DSB）的振幅調(diào)制由米山和藤本首先探討。然而，DSB調(diào)制方法的轉(zhuǎn)換效率和音頻功率是非常低的，但是失真高。美國技術(shù)公司（ATC）開發(fā)了截斷的雙邊帶（TDSB）方法，應(yīng)用雙邊帶乘法器和濾波器截斷下邊帶。該方法已成功地應(yīng)用在它的系列產(chǎn)品。但是，功率消耗控制不好，并不是為微型聲頻定向系統(tǒng)便攜式應(yīng)用。f.j.pompei成功構(gòu)建第一個可以聽得見的實際的聲頻定向揚聲器，并提出了雙積分和平方根法。

他發(fā)現(xiàn)該方法所需要很大的物理帶寬來近似實現(xiàn)，而且將導(dǎo)致聲音失真。ATC用一個單獨的頻率信號輸入來比較DSB（雙邊帶）法和單邊帶（SSB）的實驗結(jié)果。他們發(fā)現(xiàn)DSB方法的失真100%，和SSB的方法并沒有失真。此外，單邊帶方法的帶寬只有DSB方法的一半。公司提出的SSB低邊帶調(diào)制的方法，因為它可以很容易的控制帶寬約束和調(diào)整失真。

單邊帶調(diào)制，使用動態(tài)載波控制和n階失真補償，用于微型聲頻定向系統(tǒng)。信號處理方法應(yīng)用于有那些大尺寸和高功耗的缺點的聲頻定向揚聲器，微型定向揚聲器算法是可行的。提出動力載波控制（DCC）和n階失真的單邊帶調(diào)制方法，用于微型聲頻定向揚聲器補償，可以實現(xiàn)低功耗和高保真。

新的數(shù)字單邊帶調(diào)制方法逐漸應(yīng)用到新的通信技術(shù)中，它在各國逐步發(fā)展，不僅僅是應(yīng)用在可見光通信網(wǎng)絡(luò)和微型聲頻定向系統(tǒng)，未來它將在更多數(shù)字通信中取得廣泛發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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