易位調(diào)制系統(tǒng)、方法和設(shè)備的制造方法
【專利說(shuō)明】易位調(diào)制系統(tǒng)、方法和設(shè)備
[0001]本申請(qǐng)是于2013年3月15日提交的、序列號(hào)為13/841，889的未決美國(guó)申請(qǐng)的繼續(xù)部分申請(qǐng)。本申請(qǐng)還要求于2013年3月15日提交的序列號(hào)為61/798，437、于2013年3月15日提交的序列號(hào)為61/794，786、于2013年3月15日提交的序列號(hào)為61/798，120、于2013年3月15日提交的序列號(hào)為61/794,942和于2013年3月15日提交的序列號(hào)為61/794，642的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)；其內(nèi)容通過(guò)引用而并入本文。
[0002]本發(fā)明大體上涉及信號(hào)處理，更具體地涉及用于發(fā)送和接收以及解調(diào)易位調(diào)制信號(hào)、用于增加限定的通信信道信息帶寬和用于根據(jù)輸入控制信號(hào)延時(shí)移位輸入信號(hào)的系統(tǒng)、方法和設(shè)備。
[0003]現(xiàn)有的攜帶語(yǔ)音、視頻或數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng)都具有由控制頻譜利用的國(guó)內(nèi)和國(guó)際監(jiān)管機(jī)構(gòu)施加的帶寬限制。載波調(diào)制方法已經(jīng)從原來(lái)的振幅調(diào)制演化到現(xiàn)在的在不同組合中將兩種或更多載波與振幅、頻率或相位調(diào)制結(jié)合的方法。已開(kāi)發(fā)出先進(jìn)的載波調(diào)制方法以最大化貫穿所分配的信道帶寬的能量，從而為分配的通信信道提供最大可用信息帶寬。
[0004]一種新的基波載波調(diào)制被研制出來(lái)并首次獲得授權(quán)(例如參見(jiàn)Vokac等人的美國(guó)專利號(hào)4，613，974，其整體并入本文)，其應(yīng)用了不與共存于同一載波信號(hào)的振幅、頻率和/或相位調(diào)制相干擾的新型的載波調(diào)制。
[0005]易位調(diào)制(TM)的概念基于如何在不影響其振幅、頻率或相位的情況下添加信息到載波信號(hào)的早期概念(參見(jiàn)Vokac等人的美國(guó)專利號(hào)4，613，974，其整體并入本文)。如下所示，通過(guò)產(chǎn)生拐點(diǎn)，信息可以由載波信號(hào)傳送。該方法不能通過(guò)現(xiàn)有的振幅、頻率或相位調(diào)制的解調(diào)器來(lái)檢測(cè)。
[0006]使用先前的專利的生成方法，產(chǎn)生下面的時(shí)域波形，拐點(diǎn)為了清晰而放大。在現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用中，該拐點(diǎn)是不可見(jiàn)的。
[0007]產(chǎn)生這類波形的早期方法的不足之處是需要通過(guò)調(diào)整電路去除的小的振幅變化。例如，圖1是根據(jù)美國(guó)專利號(hào)4，613，974教導(dǎo)的現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生的TM調(diào)制信號(hào)100的示意圖?？梢钥吹?，振幅變化誤差存在于負(fù)峰101和102之間。
[0008]因此，為了解決上述缺陷和不足，工業(yè)中存在迄今尚未解決的需求。
[0009]本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)施方案提供了用于發(fā)送和接收并解調(diào)易位調(diào)制信號(hào)、用于增加限定的通信信道信息帶寬并用于根據(jù)輸入控制信號(hào)延時(shí)移位輸入信號(hào)的系統(tǒng)、方法和設(shè)備。在一實(shí)施方案中，提供了增加限定的通信信道的信息帶寬的方法，其包括以下步驟:接收具有第一載波信號(hào)頻率的第一調(diào)制信號(hào)；接收具有第二載波信號(hào)頻率的第二調(diào)制信號(hào)，該第二調(diào)制信號(hào)用獨(dú)立于調(diào)制第一載波信號(hào)的信息的信息進(jìn)行調(diào)制，該第二載波信號(hào)頻率與第一載波信號(hào)頻率諧波或次諧波地相關(guān)；并且組合第一信號(hào)和第二信號(hào)。
[0010]在另一實(shí)施方案中，提供了根據(jù)輸入控制信號(hào)用于延時(shí)移位輸入信號(hào)的時(shí)移調(diào)制器。時(shí)移調(diào)制器包括用電壓控制延時(shí)改進(jìn)的全通濾波器。
[0011]在另一實(shí)施方案中，提供了在固定的通信信道內(nèi)增加通信帶寬的方法，其包括以下步驟:將第二易位調(diào)制信號(hào)添加到一個(gè)組合信號(hào)，該組合信號(hào)包含第一易位調(diào)制信號(hào)和第一基波載波信號(hào)，其中使用與第一基波載波信號(hào)頻率相同且相對(duì)于第一基波載波信號(hào)具有90度相位角的第二基波載波信號(hào)將第二易位調(diào)制信號(hào)添加到組合信號(hào)。
[0012]在另一實(shí)施方案中，提供了用于提供增加的超聲波通信信息帶寬的方法，其包括通過(guò)直接振幅調(diào)制單個(gè)超聲換能器，將易位調(diào)制添加到超聲波通信信號(hào)的步驟。
[0013]在另一實(shí)施方案中，提供了用于提供增加的超聲波通信信息帶寬的方法，其包括以下步驟:通過(guò)用易位調(diào)制的基波載波信號(hào)分量直接振幅調(diào)制第一超聲換能器；和用易位調(diào)制的第三諧波載波信號(hào)分量直接振幅調(diào)制第二超聲換能器，將易位調(diào)制添加到超聲波通?目?目號(hào)。
[0014]在另一實(shí)施方案中，提供了用于提供增加的超聲波通信信息帶寬的方法，其包括下列步驟:使用寬帶寬調(diào)制技術(shù)，通過(guò)直接振幅調(diào)制單個(gè)超聲換能器，將易位調(diào)制基波載波信號(hào)和第三諧波載波信號(hào)分量添加到超聲波通信信號(hào)。
[0015]在另一實(shí)施方案中，提供了用于提供增加的超聲波通信信息帶寬的方法。其包括以下步驟:通過(guò)用易位調(diào)制的基波載波信號(hào)分量直接角度調(diào)制第一超聲換能器和用易位調(diào)制的第三諧波載波信號(hào)分量直接角度調(diào)制第二超聲換能器，將易位調(diào)制添加到超聲波通信信號(hào)。
[0016]在另一實(shí)施方案中，提供了用于提供增加的超聲波通信信息帶寬的方法。其包括以下步驟:使用寬帶寬調(diào)制技術(shù)，通過(guò)直接角度調(diào)制單個(gè)超聲換能器，將易位調(diào)制基波載波信號(hào)和第三諧波載波信號(hào)分量添加到超聲波通信信號(hào)。
[0017]在又一實(shí)施方案中，提供了用于提供增加的光信息通信帶寬的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括光束和光調(diào)制器。該系統(tǒng)配置為用易位調(diào)制信號(hào)直接調(diào)制光束。
[0018]在另一實(shí)施方案中，提供了用于提供增加的光信息通信帶寬的方法，其包括步驟:用易位調(diào)制基波載波頻率分量直接調(diào)制第一頻率的光束。
[0019]在又一實(shí)施方案中，提供了用于提供增加的光信息通信帶寬的方法，其包括步驟:用易位調(diào)制第三諧波分量信號(hào)直接調(diào)制第二頻率的光束。
[0020]對(duì)于本發(fā)明技術(shù)人員而言，根據(jù)以下附圖及詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其他系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)將是或?qū)⒆兊蔑@而易見(jiàn)。意圖在于，所有這些附加系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)都包含在本說(shuō)明書(shū)內(nèi)、包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)并且受所附權(quán)利要求保護(hù)。
[0021]本發(fā)明的許多方面可以參照以下附圖更好的理解。附圖中的部件無(wú)須按比例繪制，而是將重點(diǎn)放在清楚地說(shuō)明本發(fā)明的原理。此外，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記代表若干視圖中的對(duì)應(yīng)部分。
[0022]圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生的TM調(diào)制信號(hào)示意圖。
[0023]圖2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方案調(diào)制載波信號(hào)的方法的流程圖。
[0024]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的四分之一周期時(shí)產(chǎn)生信號(hào)的示意圖。
[0025]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的圖3中所示信號(hào)四分之一周期求和之后的示意圖。
[0026]圖5是可通過(guò)本發(fā)明提供的實(shí)施方案用以產(chǎn)生圖4所示信號(hào)的輸入調(diào)制信號(hào)的示意圖。
[0027]圖6是說(shuō)明圖4所示信號(hào)頻譜的曲線圖。
[0028]圖7是根據(jù)本發(fā)明提供的一個(gè)實(shí)施方案，說(shuō)明圖6所示信號(hào)的第三諧波分量和第二諧波外差產(chǎn)生的頻譜曲線圖。
[0029]圖8是可應(yīng)用于本發(fā)明提供的實(shí)施方案中的濾波器示意圖。
[0030]圖9a是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明提供的實(shí)施方案的用于產(chǎn)生信號(hào)的基于軟件的直接頻譜系統(tǒng)的框圖。
[0031]圖9b是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明提供的實(shí)施方案的用于產(chǎn)生信號(hào)的基于硬件的直接頻譜系統(tǒng)的框圖。
[0032]圖10是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明提供的實(shí)施方案的用于解調(diào)信號(hào)的子周期校準(zhǔn)系統(tǒng)的框圖。
[0033]圖11是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明提供的實(shí)施方案的用于解調(diào)信號(hào)的第三諧波相位檢測(cè)系統(tǒng)的框圖。
[0034]圖12是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明提供的實(shí)施方案的用于解調(diào)信號(hào)的基于快速傅里葉變換的系統(tǒng)的框圖。
[0035]圖13是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明提供的實(shí)施方案的用于產(chǎn)生和發(fā)送由已添加到現(xiàn)有信號(hào)的TM信號(hào)構(gòu)成的信號(hào)的TM發(fā)射器的框圖。
[0036]圖14是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明提供的實(shí)施方案的示例性執(zhí)行TM發(fā)射器載波信號(hào)產(chǎn)生部分的框圖。
[0037]圖15是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明提供的實(shí)施方案的示例性執(zhí)行TM發(fā)射器TM調(diào)制信號(hào)處理部分的框圖。
[0038]圖16是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明提供的實(shí)施方案的用于接受具有已添加到現(xiàn)有信號(hào)的TM信號(hào)的信號(hào)并提取和解調(diào)TM信號(hào)的TM接收器的框圖。
[0039]圖17是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明提供的實(shí)施方案的示例性執(zhí)行TM接收器的載波信號(hào)和諧波回收部分的框圖。
[0040]圖18是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明提供的實(shí)施方案的示例性執(zhí)行TM接收器TM分離和解調(diào)部分的框圖。
[0041]圖19是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明提供的實(shí)施方案的基于分離器延時(shí)功能的濾波電路的頻率響應(yīng)行為的圖形。
[0042]本發(fā)明的許多實(shí)施方案可采取計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的形式，包括由可編程計(jì)算機(jī)或微處理器所執(zhí)行的算法。然而，本發(fā)明也可以利用其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的某些方面可以在專用計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)處理器中實(shí)施，所述專用計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)處理器被具體的編程、配置或構(gòu)造，以執(zhí)行下述的一個(gè)或多個(gè)方法或算法。
[0043]下述本發(fā)明的各方面可存儲(chǔ)或分布在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，包括磁和光可讀和可移除的計(jì)算機(jī)盤、固定磁盤、軟盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器、磁光盤驅(qū)動(dòng)器、磁帶、硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)、固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)、微型閃存或非易失性存儲(chǔ)器，以及電子分布在包括云的網(wǎng)絡(luò)上。特別是本發(fā)明各方面的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)傳輸也包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0044]圖2是流程圖200，說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施方案的調(diào)制載波信號(hào)的方法。應(yīng)當(dāng)指出，流程圖中任何過(guò)程描述或方框應(yīng)該理解為代表模塊、段、部分代碼或步驟，包括在該過(guò)程中用于實(shí)現(xiàn)特定邏輯功能的一個(gè)或多個(gè)指令，并且替代實(shí)現(xiàn)過(guò)程包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)，其中功能可不按所示或所討論的順序執(zhí)行，包括實(shí)質(zhì)上同時(shí)以相反的順序執(zhí)行，這取決于涉及的功能，對(duì)本發(fā)明領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，這是可以理解的。該方法解