專利名稱：碼率可變ebpsk通信系統(tǒng)的自適應(yīng)接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變速數(shù)字通信系統(tǒng)，特別是發(fā)射機(jī)采用擴(kuò)展的二元相移鍵控調(diào)制并任意改變傳輸碼率時(shí)接收機(jī)仍能自動(dòng)識(shí)別和跟蹤解調(diào)方法，屬于數(shù)字通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
I、可變速率通信為了適應(yīng)不同或變化的空間環(huán)境、信道傳播、通信距離、發(fā)射功率、信源類型、服務(wù)質(zhì)量等要求，應(yīng)用中無(wú)線通信系統(tǒng)的傳輸速率往往是可變的，即要求(或不得不)實(shí)現(xiàn)變速率(VBR :Variable Bit Rate)通信。如果收發(fā)雙方能通過(guò)通信協(xié)議進(jìn)行協(xié)商或預(yù)約，則變速通信并非難事。但是，如果收發(fā)雙方不具有協(xié)議的條件，例如接收方?jīng)]有反向信道(即自 己不發(fā)射，只能單工通信)，或者系統(tǒng)即使具有雙工通信能力但接收方出于某種原因不開啟發(fā)射機(jī)(例如隱蔽、靜默、節(jié)能和降低系統(tǒng)間干擾等)，則現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行變速通信就不能隨心所欲，至少發(fā)射機(jī)在變速前必須在發(fā)送碼流中插入特殊的數(shù)據(jù)幀(專門的同步序列加上變速后的調(diào)制方式和調(diào)制參數(shù)等)，這在一些應(yīng)用中不僅會(huì)造成資源浪費(fèi)，還會(huì)限制發(fā)射機(jī)載體的機(jī)動(dòng)性和靈活性。2、擴(kuò)展的二元相移鍵控調(diào)制高速增長(zhǎng)的寬帶無(wú)線業(yè)務(wù)需求對(duì)無(wú)線通信提出了越來(lái)越高的要求，直接導(dǎo)致了空中的無(wú)線電頻率越來(lái)越擁擠，特別是隨著第三代(3G)和第四代(4G)寬帶移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，較低頻段的連續(xù)頻譜幾乎被耗盡。歐洲IOMHz頻譜20年使用權(quán)的拍賣價(jià)已高達(dá)40億歐元，而在我國(guó)，花錢也難買到最有利的頻點(diǎn)和帶寬。因此，與能源和水資源一樣，頻譜也是國(guó)家的重要戰(zhàn)略資源，最大限度地壓縮無(wú)線傳輸頻譜具有重要的實(shí)際意義和直接的經(jīng)濟(jì)效益，頻譜利用率已成為新一代信息傳輸系統(tǒng)的核心競(jìng)爭(zhēng)指標(biāo)和關(guān)鍵共性技術(shù)。數(shù)字通信系統(tǒng)的頻譜利用率，用單位頻帶內(nèi)能夠傳輸?shù)臄?shù)碼率(以bps/Hz為量綱)來(lái)考核，主要取決于把二進(jìn)制數(shù)據(jù)碼流調(diào)制成發(fā)送頻段模擬載波時(shí)所占的頻帶寬度。通信中的二元數(shù)字調(diào)制，可以通過(guò)利用二進(jìn)制信息碼元“O”或“ I ”直接改變(通常稱之為“偏移鍵控”)正弦載波的某個(gè)參數(shù)(如幅度、頻率、相位等)來(lái)實(shí)現(xiàn)，相應(yīng)地得到二元(二進(jìn)制)的幅移鍵控(2-ASK)、頻移鍵控(2-FSK)和相移鍵控(2-PSK)調(diào)制信號(hào)。增加調(diào)制空間的星座點(diǎn)數(shù)(例如從2-PSK即BPSK — 4-PSK即QPSK — 8-PSK —...)可以提高頻譜利用率，但在同等接收性能下所需的發(fā)射功率也要相應(yīng)增加，特別是對(duì)于惡劣的衰落信道，更高階的數(shù)字調(diào)制方式效果并不理想。另外，傳統(tǒng)的2-PSK(也記做BPSK)調(diào)制方式的鍵控時(shí)段τ就是其碼元周期Τ，缺乏必要的保護(hù)間隔以應(yīng)對(duì)多徑信道和碼間干擾，故我們將其擴(kuò)展到O < τ < T的情形，從而得到了一類擴(kuò)展的二元相移鍵控(EBPSK =ExtendedBinary Phase Shift Keying)調(diào)制(見“統(tǒng)一的正交二元偏移健控調(diào)制和解調(diào)方法”,專利號(hào)ZL200710025203. 6)，定義如下S0(t) = sinωct, O ^ t < T
權(quán)利要求
1.碼率可變EBPSK通信系統(tǒng)的自適應(yīng)接收機(jī)，包括一用于接收EBPSK調(diào)制信號(hào)的天線，所述天線連接一前置放大器(I)，所述前置放大器(I)連接一鎖相下變頻器(2 )，所述鎖相下變頻器(2)連接一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(3)，其特征在于所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(3)連接一用于輸出VBR碼流的VBR-EBRSK數(shù)字解調(diào)器(4)，所述VBR-EBRSK數(shù)字解調(diào)器(4)包括一連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(3 )的數(shù)字沖擊濾波器(7 )，所述數(shù)字沖擊濾波器(7 )連接一預(yù)處理器(8 )，所述預(yù)處理器(8)連接一樣本選擇器(9)，所述樣本選擇器(9)連接一積分判決器(10)，所述預(yù)處理器(8)還連接一碼率檢測(cè)單元(11)，所述碼率檢測(cè)單元(11)連接一位同步模塊(12)，所述位同步模塊(12)連接所述積分判決器(10 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碼率可變EBPSK通信系統(tǒng)的自適應(yīng)接收機(jī)，其特征在于所述鎖相下變頻器(2 )包括一連接所述前置放大器(I)的混頻器(201)，所述混頻器(201)連接一中頻放大器(202)，所述中頻放大器(202)連接一鑒相器(203)，所述鑒相器(203)連接一低通濾波波模塊(204)，所述低通濾波波模塊(204)連接一用于產(chǎn)生本振信號(hào)的壓控振蕩器(205)，所述壓控振蕩器(205)連接所述混頻器(201)，所述中頻放大器(202)還連接有所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碼率可變EBPSK通信系統(tǒng)的自適應(yīng)接收機(jī)，其特征在于所述鑒相器(203)連接一 30MHZ參考晶振(5)，所述30MHZ參考晶振(5)連接一 120MHZ時(shí)鐘發(fā)生器(6)，所述120MHZ時(shí)鐘發(fā)生器(6)分別連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(3)和所述VBR-EBRSK數(shù)字解調(diào)器(4)中的數(shù)字沖擊濾波器(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的碼率可變EBPSK通信系統(tǒng)的自適應(yīng)接收機(jī)，其特征在于 1)所述數(shù)字沖擊濾波器(7)由一對(duì)共軛零點(diǎn)和至少兩對(duì)共軛極點(diǎn)構(gòu)成，其信號(hào)載頻高于零點(diǎn)頻率但低于所有極點(diǎn)頻率，而零點(diǎn)頻率與極點(diǎn)頻率的靠近程度，至少要達(dá)到信號(hào)載頻的10_3量級(jí)，用于將EBPSK調(diào)制信號(hào)中的載波反相突出為寄生調(diào)幅沖擊； 2)所述預(yù)處理器(8)是對(duì)所述數(shù)字沖擊濾波器(7)所產(chǎn)生的寄生調(diào)幅沖擊先取絕對(duì)值再進(jìn)行低通濾波提取出EBPSK信號(hào)沖擊濾波響應(yīng)的包絡(luò)后，一路送給所述碼率檢測(cè)單元(11)檢測(cè)實(shí)時(shí)碼率，以提取相應(yīng)的位同步信號(hào)；另一路經(jīng)所述樣本選擇器(9)送給所述積分判決器(10)，使之在位同步信息的指導(dǎo)下，進(jìn)行與碼率相匹配的判決，解調(diào)出信息碼元序列； 3)所述樣本選擇器(9)是對(duì)所述預(yù)處理器(8)送來(lái)的EBPSK信號(hào)沖擊濾波響應(yīng)包絡(luò)的離散采樣值，選取出對(duì)應(yīng)于碼元“ I ”沖擊峰值附近的那些樣本送給所述積分判決器(10)進(jìn)行積分判決； 4 )所述碼率檢測(cè)單元(11)包括一連接所述預(yù)處理器(8 )的采樣計(jì)數(shù)器(13)，所述采樣計(jì)數(shù)器(13)連接一取最小值模塊(14)，所述取最小值模塊(14)連接一周期映射模塊(15)，所述周期映射模塊(15)連接一碼速匹配模塊(16)，所述碼速匹配模塊(16)連接所述位同步模塊(12)。
全文摘要
一種碼率可變EBPSK通信系統(tǒng)的自適應(yīng)接收機(jī)，其包括一天線，天線連接一前置放大器，前置放大器連接一鎖相下變頻器，鎖相下變頻器連接一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接一VBR-EBRSK數(shù)字解調(diào)器，VBR-EBRSK數(shù)字解調(diào)器包括一連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字沖擊濾波器，數(shù)字沖擊濾波器連接一預(yù)處理器，預(yù)處理器連接一樣本選擇器，樣本選擇器連接一積分判決器，預(yù)處理器還連接一碼率檢測(cè)單元，碼率檢測(cè)單元連接一位同步模塊，位同步模塊連接積分判決器。本發(fā)明能夠快速估計(jì)、主動(dòng)適應(yīng)和自動(dòng)跟蹤EBPSK調(diào)制器發(fā)送速率的變化，產(chǎn)生與實(shí)時(shí)速率相匹配的位同步信息以指導(dǎo)解調(diào)判決，并最終解調(diào)出正確的變速發(fā)送的碼流。
文檔編號(hào)H04L27/22GK102891820SQ20111020191
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者吳樂南, 吳金玲, 應(yīng)鵬魁 申請(qǐng)人:蘇州東奇信息科技有限公司