寬帶跳頻數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明適用于無線通信領(lǐng)域，跳頻通信系統(tǒng)中寬帶跳頻信號(hào)的產(chǎn)生系統(tǒng)。
技術(shù)背景
[0002]無線通信是一種容易受到干擾的通信體制，因此必須研究有效的抗干擾技術(shù)以對(duì)付嚴(yán)重的干擾威脅。跳頻通信系統(tǒng)由于具有較強(qiáng)的抗干擾能力而得到廣泛應(yīng)用。跳頻通信系統(tǒng)的抗干擾能力主要來源于跳頻頻點(diǎn)在較大頻率范圍內(nèi)的快速跳變。因而，跳頻信號(hào)的跳頻帶寬，跳頻切換時(shí)間等指標(biāo)決定著跳頻通信系統(tǒng)的抗干擾性能表現(xiàn)。傳統(tǒng)的跳頻信號(hào)產(chǎn)生方法主要有基于直接頻率合成技術(shù)的模擬產(chǎn)生法，基于鎖相環(huán)(PLL)技術(shù)的數(shù)字產(chǎn)生法，基于直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術(shù)的數(shù)字產(chǎn)生法。
[0003]直接頻率合成法主要由一個(gè)或者多個(gè)晶體振蕩器通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換、分頻、倍頻、混頻以及濾波運(yùn)算得到所需頻率。直接頻率合成法雖然具有比較小的跳頻切換時(shí)間、較寬的跳頻帶寬，但功耗比較大，造價(jià)昂貴，體積也大，對(duì)電路工藝和屏蔽要求高，并不適應(yīng)當(dāng)前設(shè)備大規(guī)模集成的發(fā)展趨勢(shì)。
[0004]PLL技術(shù)是利用一個(gè)或者多個(gè)參考頻率源，通過諧波發(fā)生器混頻和分頻等方式產(chǎn)生大量的諧波或組合頻率，然后用鎖相環(huán)把壓控振蕩器的工作頻率鎖定在某一諧波或組合頻率上，由壓控振蕩器間接產(chǎn)生所需要的頻率。PLL法相較于直接頻率合成法，雖然輸出頻率穩(wěn)定度高，易于集成，但其跳頻分辨率和跳頻切換時(shí)間之間存在不可調(diào)和的矛盾，無法在獲得低跳頻切換時(shí)間的同時(shí)，得到高的跳頻分辨率。
[0005]DDS技術(shù)從相位的概念出發(fā)，通過相位累加的快慢來控制輸出頻率的大小，采用了數(shù)字采樣存儲(chǔ)技術(shù)，將數(shù)字信號(hào)經(jīng)過高速數(shù)模轉(zhuǎn)換合成輸出頻率。DDS技術(shù)相較于PLL技術(shù)，在獲得低跳頻切換時(shí)間的同時(shí)，得到高的跳頻分辨率，而且更加易于集成。但DDS技術(shù)受限于系統(tǒng)工作時(shí)鐘，輸出頻率范圍較小，導(dǎo)致跳頻帶寬較窄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)傳統(tǒng)DDS技術(shù)存在的不足之處，提供一種可以擴(kuò)展傳統(tǒng)DDS技術(shù)輸出頻率的范圍，使其適應(yīng)大跳頻帶寬需求的寬帶跳頻數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)可以產(chǎn)生同時(shí)滿足高跳頻分辨率，短跳頻切換時(shí)間，大跳頻帶寬要求的跳頻信號(hào)。
[0007]本發(fā)明的上述目的可以通過以下措施來達(dá)到，一種寬帶跳頻數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)，包括:相位控制字生成模塊1、相位累加值計(jì)算模塊2、相位累加器3、相位偏移值計(jì)算模塊4、相位偏移模塊5、查找表模塊6、跳頻信息產(chǎn)生模塊7、調(diào)制模塊8和速率轉(zhuǎn)換模塊9，其特征在于:相位控制字生成模塊1將獲取到的相位控制字分為兩路，一路送入相位累加值計(jì)算模塊2，解算出相位累加值，經(jīng)相位累加器3對(duì)輸出的相位累加值進(jìn)行相位累加后得到第1路直接數(shù)字頻率合成器DDS相位值，另一路經(jīng)相位偏移值計(jì)算模塊4將輸出的相位控制字進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出除第1路外其它路DDS的相位偏移值，第1路DDS相位值和第二路得到的相位偏移值通過相位偏移模塊5，得到其它路DDS相位值，第1路DDS相位值和其它路DDS相位值均輸入查找表模塊6查表得到各路DDS相位值對(duì)應(yīng)的幅度值，將查找表模塊6得到的DDS幅度值以及跳頻信息產(chǎn)生模塊7生成的跳頻信息送入調(diào)制模塊8進(jìn)行多相調(diào)制，然后再通過速率轉(zhuǎn)換模塊9對(duì)調(diào)制模塊8輸出的調(diào)制數(shù)據(jù)進(jìn)行速率轉(zhuǎn)換。
[0008]本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下效果:
[0009]大范圍擴(kuò)展了傳統(tǒng)DDS技術(shù)輸出頻率的范圍。本發(fā)明將多相結(jié)構(gòu)應(yīng)用于傳統(tǒng)DDS技術(shù)，在系統(tǒng)工作時(shí)鐘一定的情況下，輸出信號(hào)的最高頻率實(shí)現(xiàn)成倍增加，解決了傳統(tǒng)DDS技術(shù)輸出頻率范圍較小的問題。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明寬帶跳頻數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)原理示意圖。
[0011]圖2是圖1的相位控制字生成模塊實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3是圖1的相位偏移值計(jì)算模塊實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4是圖1的相位偏移模塊實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖5是圖1的查找表模塊實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0016]參閱圖1。在以下描述的實(shí)施例中，寬帶跳頻信號(hào)的數(shù)字產(chǎn)生系統(tǒng)，包括:相位控制字生成模塊1、相位累加值計(jì)算模塊2、相位累加器3、相位偏移值計(jì)算模塊4、相位偏移模塊
5、查找表模塊6、跳頻信息產(chǎn)生模塊7、調(diào)制模塊8、速率轉(zhuǎn)換模塊9和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器DAC模塊10，其中:相位控制字生成模塊1將獲取到的相位控制字分為兩路，一路送入相位累加值計(jì)算模塊2，解算出相位累加值，經(jīng)相位累加器3對(duì)相位累加值進(jìn)行相位累加后得到第1路DDS相位值；另一路送入相位偏移值計(jì)算模塊4，解算出除第1路外其它路DDS的相位偏移值。相位偏移模塊5接收第1路DDS相位值和其它路DDS的相位偏移值，解算出其它路DDS相位值。相位累加器3輸出的第1路DDS相位值和相位偏移模塊5輸出的其它路DDS相位值均輸入查找表模塊6查表得到各相位值對(duì)應(yīng)的幅度值。跳頻信息產(chǎn)生模塊7實(shí)現(xiàn)跳頻信息的生成。調(diào)制模塊8接收查找表模塊6輸出的DDS幅度值和跳頻信息產(chǎn)生模塊7輸出的跳頻信息，進(jìn)行多相調(diào)制。速率轉(zhuǎn)換模塊9對(duì)調(diào)制模塊8輸出的調(diào)制數(shù)據(jù)進(jìn)行速率轉(zhuǎn)換。數(shù)/模轉(zhuǎn)換器DAC模塊10對(duì)速率轉(zhuǎn)換模塊9輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。
[0017]圖2所示相位控制字生成模塊1一路通過相位累加值計(jì)算模塊2順次串聯(lián)相位累加器3和查找表模塊6，另一路通過相位偏移值計(jì)算模塊4與相位累加器3輸出端一起通過相位偏移模塊5相連于查找表模塊6，共同構(gòu)成跳頻載波產(chǎn)生模塊，實(shí)現(xiàn)多相結(jié)構(gòu)數(shù)字跳頻載波信號(hào)的產(chǎn)生。
[0018]在創(chuàng)建的寬帶跳頻信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)中，相位控制字生成模塊1以跳頻速率從存儲(chǔ)器中獲取相位控制字;相位控制字生成模塊1輸出的相位控制字同時(shí)輸入相位累加值計(jì)算模塊2和相位偏移值計(jì)算模塊4。相位累加值計(jì)算模塊2將相位控制字乘以L，得到相位累加值。相位偏移值計(jì)算模塊4將相位控制字分別乘以1，2，3，…，L-1，得到第2，3，4，…，L路DDS相對(duì)第1路DDS的相位偏移值。相位累加值計(jì)算模塊2輸出的相位累加值相對(duì)相位偏移值計(jì)算模塊4輸出的相位偏移值延后一拍，以保證頻點(diǎn)切換過程中信號(hào)輸出相位連續(xù)。相位累加器3基于相位累加值計(jì)算模塊2輸出的相位累加值進(jìn)行相位累加，得到第1路DDS相位值。相位偏移模塊5將相位累加器3輸出的第1路DDS相位值與相位偏移值計(jì)算模塊4輸出的第2，3，4，…，L路DDS的相位偏移值相加，得到第2，3，4，…，L路DDS相位值。查找表模塊6接收第1，2，3,4,..., L路DDS的輸出相位值，經(jīng)過查表獲取輸出幅度值，得到第1，2，3，4，…，L路載波輸出。
[0019]寬帶跳頻信號(hào)產(chǎn)生的具體步驟包括:
[0020]獲取相位控制字:相位控制字生成模塊1以跳頻速率從存儲(chǔ)器中獲取相位控制字；存儲(chǔ)器中的相位控制字由跳頻頻點(diǎn)和DAC采樣率計(jì)算得到，相位控制字的計(jì)算公式為:相位控制字CWD = (f h*2N)/f dac，其中，f h表示跳頻頻點(diǎn)，N表示相位控制字位寬，f dac表示DAC采樣率，其值等于系統(tǒng)工作時(shí)鐘與多相DDS路數(shù)的乘積。
[0021]計(jì)算相位累加值:相位累加值計(jì)算模塊2將相位控制字生成模塊1輸出的相位控制字乘以多相DDS路數(shù)L，得到相位累加值。并且，相位累加值輸出相較相位偏移值計(jì)算模塊4輸出的相位偏移值延后一拍。
[0022]計(jì)算相位偏移值:相位偏移值計(jì)算模塊4將相位控制字生成模塊1輸出的相位控制字分別乘以1,2,3,..., L-1，得到第2,3,4,..., L路DDS相對(duì)第1路DDS的相位偏移值。
[0023]相位偏移:相位偏移模塊5將相位累加器3輸出的第1路DDS相位值與