[发明专利]一种FM/Chirp复合频率调制方式及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种FM/Chirp复合频率调制方式及其实现方法，属于通信领域。

背景技术

频率调制(FM)是一类利用正弦载波的频率变化来传输信息的调制方式，典型的FM调制方式有模拟线性FM、FFSK、4FSK、C4FM、GMSK、TFM等多种类型。FM已调载波具有恒包络；发送端可以使用高效率的C类谐振射频功率放大器，便于实现大功率发射；接收端可以采用限幅器来抑制传输过程中引入的附加幅度调制和强干扰所带来的不利影响，在移动通信环境中应用时比幅度调制和相位调制方式具有更强的抗衰落和抗干扰能力。

Chirp调制又称扫频调制，是通过控制正弦载波的频率随时间按特定规律作大范围单调变化而形成的一种扩频调制方式，仍属于频率调制类型。Chirp调制是以扫频周期为时间长度单元重复进行的，经Chirp调制后的已调载波也被称作Chirp脉冲载波。

Chirp脉冲载波既可以用有源法产生，也可以用无源法产生；其中，有源法是用基带波形去控制压控振荡器(VCO)输出的正弦载波的频率发生大范围的单调变化，因对压控振荡器(VCO)的线性度要求很高而难以实现；无源法是采用声表面波(SAW)展宽线来产生Chirp脉冲载波，受限于声表面波(SAW)展宽线的物理结构而不便于产生多种具有不同扫频规律、不同扫频带宽和不同扫频速率的Chirp脉冲载波。Chirp脉冲载波的解调，主要采用能实现快速同步的声表面波(SAW)压缩线或色散延迟线。受声表面波(SAW)器件物理结构的限制，不能利用一种声表面波(SAW)压缩线或色散延迟线来解调多种具有不同扫频带宽、不同扫频周期、不同扫频规律的Chirp脉冲载波。受限于Chirp脉冲载波产生和解调器件的特性，目前主要通过对Chirp脉冲载波的幅度、扫频规律类型或初始相位参数的调制来传输信息。

Chirp脉冲载波在一个扫频周期内的频率变化规律被称作扫频规律。Chirp脉冲载波的扫频规律有单调上升、单调下降两种基本形式，也有先单调上升再单调下降、先单调下降再单调上升之类的简单组合形式，还有将一定数量的单调上升和单调下降规律按某种顺序进行拼接而形成的复杂组合形式；其单调上升和单调下降的变化规律还有线性和非线性之分。

Chirp脉冲载波的扫频规律有正、反扫频规律和原、互补扫频规律之分。对于某种扫频规律，如果按其扫频周期内的正常时间顺序(即从扫频周期开始位置的频率向扫频周期结束位置的频率变化)来使用，则称之为正扫频规律或原扫频规律；如果按该扫频规律在扫频周期内相反的时间顺序(即从扫频周期结束位置的频率向扫频周期开始位置的频率变化)来使用，则将由此形成的新的扫频规律称之为原扫频规律的反扫频规律；如果按某种扫频规律扫频周期内的正常时间顺序使用，但其频率变化规律与原扫频规律的频率变化规律是以Chirp脉冲载波的中心频率为中心线对称分布的，则将由此形成的新的扫频规律称之为原扫频规律的互补扫频规律。

近年来，随着数字频率合成技术的成熟，可以方便地产生载波频率步进式(Stepping)变化的Chirp脉冲载波。为了便于区分，将载波频率连续(Continuous)变化的Chirp脉冲载波称作C-Chirp脉冲载波；相应地，将载波频率步进式(Stepping)变化的Chirp脉冲载波称作S-Chirp脉冲载波。

复合频率调制是通过对已经进行过一次频率调制的载波(后简称一次频率调制载波)进行二次频率调制而形成的高级频率调制方式。通过不同频率调制方式的组合可获得不同的特殊效果，用于满足一些特殊的应用要求，如保密无线通信、窄带高质量模拟视频传输等。复合频率调制的实现有各自独立调制器的多载波组合、只有一个调制器的多载波组合等多种形式。

发明内容

本发明要解决的第一个问题是提供一种FM/Chirp复合频率调制方式，通过对Chirp脉冲载波进行频率调制和频率解调处理来实现信息传输。

本发明要解决的第二个问题是提供该FM/Chirp复合频率调制方式的实现方法，以便于对该FM/Chirp复合频率调制方式进行理论分析和工程实现。

为了解决上述问题，本发明先提供该FM/Chirp复合频率调制方式的总体技术方案，然后提供实现该FM/Chirp复合频率调制方式中发端调制过程的两种调制方法，再提供一种实现该FM/Chirp复合频率调制方式的收端解调过程中相关解扩处理的方法以及一种与该相关解扩方法配套使用的本地Chirp脉冲载波的扫频周期同步方法。

(一)FM/Chirp复合频率调制方式