一种调制解调方法、装置及系统制造方法及图纸

一种调制解调方法、装置及系统，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，基于阶梯交流量子电压与原始载波生成量子阶梯波；步骤2，对所述量子阶梯波分别进行等间隔采样和平坦区间采样，以获取台阶波与所述原始载波之间存在的阶梯距离误差、平坦区间误差；步骤3，根据阶梯距离误差与平坦区间误差之间的关联，实现传输窗口宽度的设定，并根据所述传输窗口宽度实现原始信号的调制解调。本发明专利技术思路清晰，方法简单，通过剔除过渡过程数据的方式提高数据解调和恢复过程的准确性，降低噪声的同时确保传输效率。传输效率。传输效率。

【技术实现步骤摘要】
一种调制解调方法、装置及系统


[0001]本专利技术涉及通信信号传输领域，更具体的，涉及一种调制解调方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]目前，采用量子电压可以对需要进行通信传输的数据进行更为方便的编码与解码。例如，
技术介绍
文献CN110632387A中公开了一种基于交流量子电压的谐波测量方法，其中公开了产生阶梯交流量子电压信号的方法，以及基于该方法实现数据的筛选与恢复。由于量子电压的阶跃产生精确度更高，基于量子电压的数据筛选与恢复过程更为简单、所需要采用的电子元件体积更小、结构更为简单，因此这种方法具有良好的应用前景。
[0003]然而，在采用阶梯交流量子电压对于数据实现筛选与恢复的过程中，由于量子电压在多个台阶值之间发生阶跃的瞬间，可能会产生较大的冲击响应，因此实际实现量子电压的相关电器件并不能够生成准确且理想的阶梯波。在阶梯波发生跳变的过程中，如果电压产生瞬时冲击的时间刚好与数据采样的实现相等，那么根据量子电压所实现的数据解调和解码结果则将产生巨大的误差。
[0004]而这种冲击响应的大小不仅受到生成阶梯交流量子电压的可编程约瑟夫森电压标准PJVS设备中阶梯电压的稳定建立时间的限制，还可能会受到电压抬升电路的带宽、耦合滤波电路的信号截止频率、RC电路的滤波特性等参数的影响。根据现有技术中的内容，即便时通过高频滤波器等方式，依靠PJVS设备的改进来消除这种冲击响应，或大幅降低冲击响应，方法的代价较高，实现也比较困难，效果较差。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种调制解调方法、装置及系统，通过阶梯交流量子电压实现量子阶梯波的生成，并通过对于量子阶梯波与原始载波之间的误差特性，实现传输窗口的合理选取。
[0006]本专利技术采用如下的技术方案。
[0007]本专利技术第一方面，涉及一种调制解调方法，方法包括以下步骤：步骤1，基于阶梯交流量子电压与原始载波生成量子阶梯波；步骤2，对量子阶梯波分别进行等间隔采样和平坦区间采样，以获取台阶波与原始载波之间存在的阶梯距离误差、平坦区间误差；步骤3，根据阶梯距离误差与平坦区间误差之间的关联，实现传输窗口宽度的设定，并根据传输窗口宽度实现原始信号的调制解调。
[0008]优选的，对量子阶梯波进行等间隔采样的方法为：步骤2.1，根据阶梯交流量子电压的台阶数M，对于原始载波的传输周期T进行等分；步骤2.2，根据预先设置的采样间隔t，计算等分后的每一个原始载波段中的采样次数N；步骤2.3，分别对所述量子阶梯波进行N次等间隔采样，其中，第i次等间隔采样的初始采样点相位为第i次等间隔采样中相邻采样点的间隔时间为
[0009]优选的，阶梯距离误差为σ_1＝{σ1，σ2，
……
，σ
i
，
……
，σ
N
}；其中，σ
i
为第i次等间隔采样中所有采样点与原始载波的所有采样点之间的幅值误差的标准差。
[0010]优选的，平坦区间误差为平坦区间内所有采样点的统计误差σ_2，并且，平坦区间预先设定，且位于1至N之间。
[0011]优选的，比较两个相邻周期T
a
与T
b
内的第j至k次等间隔采样的阶梯距离误差与在满足条件时，将第j至k次等间隔采样时的初始采样点相位增加至所述传输窗口宽度中。
[0012]优选的，传输窗口宽度的设定方式为：对符合条件的第j至k次等间隔采样所对应的初始采样点相位进行求解，传输窗口宽度为
[0013]优选的，对原始信号的调制方法为：将传输窗口宽度依次分配至量子阶梯波中的每一个阶梯内；将原始信号编码至传输窗口宽度内的数据采样点，同时弃用传输窗口宽度外的数据采样点，以获得待调制的信号；将待调制的信号调制到原始载波。
[0014]优选的，对原始信号的解调方法为：计算传输窗口宽度内采样点的数量k
‑
j+1，并基于数量设置等间隔采样的次数为k
‑
j+1；对于载波信号进行k
‑
j+1次等间隔采样，相邻的每次等间隔采样之间的相移根据采样间隔时间确定；对每次等间隔采样获得的数据进行离散傅里叶变换后求和，以获得解调载波与解调信号，之后采用阶梯交流量子电压对解调信号进行解码。
[0015]优选的，阶梯交流量子电压基于可编程约瑟夫森结阵获得。
[0016]优选的，阶梯距离误差、平坦区间误差是基于FLUKE 5720A高精度多功能校准器实现的。
[0017]本专利技术第二方面，涉及一种调制解调装置，装置包括处理器及存储介质，存储介质用于存储指令；处理器用于根据指令进行操作以执行如本专利技术第一方面中的一种调制解调方法。
[0018]本专利技术第三方面，涉及一种调制解调系统，系统包括通信连接的多台调制解调装置，调制解调装置之间采用本专利技术第一方面中的一种调制解调方法实现数据的通信传输，并且，系统包括阶梯调制单元、误差获取单元和数字通信单元；其中，阶梯调制单元，用于基于阶梯交流量子电压与原始载波生成量子阶梯波；误差获取单元，用于对量子阶梯波分别进行等间隔采样和平坦区间采样，以获取台阶波与原始载波之间存在的阶梯距离误差、平坦区间误差；数字通信单元，用于根据阶梯距离误差与平坦区间误差之间的关联，实现传输窗口宽度的设定，并根据传输窗口宽度实现原始信号的调制解调。
[0019]本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术中的一种调制解调方法、装置及系统，通过阶梯交流量子电压实现量子阶梯波的生成，并通过对于量子阶梯波与原始载波之间的误差特性，实现传输窗口的合理选取。本专利技术思路清晰，方法简单，通过方式提高数据解调和恢复过程的准确性，降低噪声的同时确保传输效率。
附图说明
[0020]图1为本专利技术一种调制解调方法中量子阶梯交流量子电压的瞬时冲击响应的示意图；
[0021]图2为本专利技术一种调制解调方法中量子阶梯波的示意图；
[0022]图3为本专利技术一种调制解调方法中量子阶梯波中采样点筛选的示意图；
[0023]图4为本专利技术一种调制解调方法中解调量子阶梯波后获得的原始载波的时域示意图；
[0024]图5为本专利技术一种调制解调方法中解调量子阶梯波后获得的原始载波的频域示意图；
[0025]图6为本专利技术一种调制解调方法中解调量子阶梯波后获得的量子阶梯信号的时域示意图；
[0026]图7为本专利技术一种调制解调方法中解调量子阶梯波后获得的量子阶梯信号的频域示意图；
[0027]图8为本专利技术一种调制解调方法的第一实施例中采样误差随采样频率发生变化的示意图；
[0028]图9为本专利技术一种调制解调方法的第二实施例中采样误差随采样频率发生变化的示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0030]图1为本专利技术一种调制解调方法中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调制解调方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：基于阶梯交流量子电压与原始载波生成量子阶梯波；对所述量子阶梯波分别进行等间隔采样和平坦区间采样，以获取台阶波与所述原始载波之间存在的阶梯距离误差、平坦区间误差；根据阶梯距离误差与平坦区间误差之间的关联，实现传输窗口宽度的设定，并根据所述传输窗口宽度实现原始信号的调制解调。2.根据权利要求1中所述的一种调制解调方法，其特征在于：对所述量子阶梯波进行等间隔采样的方法为：根据所述阶梯交流量子电压的台阶数M，对于原始载波的传输周期T进行等分并生成等分结果；根据预先设置的采样间隔t，计算等分结果中每一个原始载波段中的采样次数N；分别对所述量子阶梯波进行N次等间隔采样，其中，第i次等间隔采样的初始采样点相位为第i次等间隔采样中相邻采样点的间隔时间为3.根据权利要求2中所述的一种调制解调方法，其特征在于：所述阶梯距离误差为σ_1＝{σ1，σ2，
……
，σ
i
，
……
，σ
N
}；其中，σ
i
为第i次等间隔采样中所有采样点与原始载波的所有采样点之间的幅值误差的标准差。4.根据权利要求3中所述的一种调制解调方法，其特征在于：所述平坦区间误差为平坦区间内所有采样点的统计误差σ_2；并且，所述平坦区间预先设定，且位于1至N之间。5.根据权利要求4中所述的一种调制解调方法，其特征在于：比较两个相邻周期T
b
与T
b
内的第j至k次等间隔采样的阶梯距离误差与在阶梯距离误差与平坦区间误差满足条件时，将所述第j至k次等间隔采样时的所述初始采样点相位增加至所述传输窗口宽度中。6.根据权利要求5中所述的一种调制解调方法，其特征在于：所述传输窗口宽度的设定方式为：对所述符合条件的第j至k次等间隔采样所对应的所述初始...

【专利技术属性】
技术研发人员：段梅梅，徐晴，王思云，李志新，陈铭明，陆子刚，易永仙，王磊，王曾敏，石照民，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院国网江苏省电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：