一種可接收多種無線信號(hào)的應(yīng)急接收系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可接收多種無線信號(hào)的應(yīng)急接收系統(tǒng)。包括外置天線、中頻/射頻信號(hào)處理設(shè)備、分布式A/D/A轉(zhuǎn)換設(shè)備、調(diào)制方式識(shí)別設(shè)備、控制設(shè)備、基帶信號(hào)處理設(shè)備和GPS設(shè)備。本發(fā)明系統(tǒng)可以多頻段信號(hào)接收，對(duì)寬帶信號(hào)進(jìn)行分布式的A/D、D/A轉(zhuǎn)換，可解調(diào)多種調(diào)制方式的信號(hào)，提高了系統(tǒng)接收處理不同信號(hào)的能力。
【專利說明】一種可接收多種無線信號(hào)的應(yīng)急接收系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及無線電通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及到在突發(fā)狀況下的一種可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同種類無線信號(hào)接收的應(yīng)急接收系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無線接收系統(tǒng)主要由接收天線，濾波處理設(shè)備，數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換器，解調(diào)器，和譯碼器等組成。對(duì)于現(xiàn)有的無線接收系統(tǒng)，主要是接收單一的無線信號(hào)，當(dāng)前，由于業(yè)務(wù)服務(wù)的豐富多樣化，要求終端的功能越來越多；因此，多模終端和軟件無線電成為接收系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。
[0003]隨著模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)在寬帶無線接收系統(tǒng)中不斷向天線端靠近，對(duì)其分辨率和轉(zhuǎn)換速率的要求也越來越高。對(duì)寬帶高頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換處理，要求性能更高的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明提供了一種解決方法，采用分布式并行ADC，以提高對(duì)多頻段，高寬帶信號(hào)的處理速率；本發(fā)明還提供了一種天線集的設(shè)計(jì)方法，通過控制設(shè)備和天線內(nèi)嵌的自適應(yīng)算法，擴(kuò)大了天線的接收頻率范圍；在對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)處理時(shí)，使用調(diào)制方式識(shí)別器，形成邏輯上的多解調(diào)器，對(duì)不同的調(diào)制信號(hào)解調(diào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種可接收多種無線信號(hào)的應(yīng)急接收系統(tǒng)，包括:系統(tǒng)由外置天線，中頻/射頻信號(hào)處理，分布式A/D/A轉(zhuǎn)換器，GPS設(shè)備，調(diào)制方式識(shí)別設(shè)備，控制設(shè)備和基帶信號(hào)處理設(shè)備構(gòu)成。系統(tǒng)可以接收多頻段的無線信號(hào)，對(duì)多種不同調(diào)制方式的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)處理，輸出相關(guān)的音頻，視頻等其他格式的數(shù)據(jù)信息。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種可接收多種無線信號(hào)的應(yīng)急接收系統(tǒng)，包括外置天線、中頻/射頻信號(hào)處理設(shè)備、分布式A/D/A轉(zhuǎn)換設(shè)備、調(diào)制方式識(shí)別設(shè)備、控制設(shè)備、基帶信號(hào)處理設(shè)備和GPS設(shè)備；外置天線與中頻/射頻信號(hào)處理設(shè)備相連，外置天線將捕獲的無線信號(hào)輸入到中頻/射頻信號(hào)處理設(shè)備進(jìn)行濾波處理；分布式A/D/A轉(zhuǎn)換設(shè)備與中頻/射頻信號(hào)處理設(shè)備連接，無線信號(hào)通過中頻/射頻信號(hào)處理設(shè)備濾波處理后，由分布式A/D/A轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)行模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換；無線信號(hào)經(jīng)過模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換后，進(jìn)入與分布式A/D/A轉(zhuǎn)換設(shè)備相連的調(diào)制方式識(shí)別設(shè)備，通過調(diào)制方式識(shí)別設(shè)備根據(jù)已調(diào)信號(hào)的特征屬性識(shí)別無線信號(hào)的調(diào)制方式；調(diào)制方式識(shí)別設(shè)備與各種解調(diào)器相連接；控制設(shè)備與外置天線、分布式A/D/A轉(zhuǎn)換設(shè)備和調(diào)制方式識(shí)別設(shè)備相連，控制設(shè)備根據(jù)調(diào)制方式選擇相應(yīng)的解調(diào)器解調(diào)無線信號(hào)，分別控制天線的接收頻段和寬帶信號(hào)的分布并行轉(zhuǎn)換；基帶信號(hào)處理設(shè)備與各解調(diào)器相連接，將解調(diào)出的無線信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻、視頻或其他格式的數(shù)據(jù)信號(hào)；系統(tǒng)GPS設(shè)備獨(dú)立于其他設(shè)備。
[0006]本發(fā)明可接收多種無線信號(hào)的應(yīng)急接收系統(tǒng)，外置天線為多頻段天線，由多個(gè)天線子集組成。
[0007]本發(fā)明可接收多種無線信號(hào)的應(yīng)急接收系統(tǒng)，將無線信號(hào)調(diào)制到不同的頻率段、采用不同的調(diào)制方式。
[0008]所述分布式A/D/A轉(zhuǎn)換設(shè)備將高頻寬帶信號(hào)進(jìn)行分割過濾處理，分別進(jìn)行快速數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0009]所述控制設(shè)備對(duì)采用不同調(diào)制方式的無線信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，方法如下:
(1)調(diào)制方式識(shí)別設(shè)備通過獲取信號(hào)的特征屬性的分量和決策算法來選擇最佳的解調(diào)方法；
(2)設(shè)f(t)為調(diào)制信號(hào),載波為CJ+ Θ d，標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號(hào)S(t) = [ A0+f (t)]cos (Cocit+ θ0),其中A0為未調(diào)載波的振幅；Otl載波角頻率；Θ ^為載波初始相位；根據(jù)調(diào)制算法，定義調(diào)制信號(hào)的瞬時(shí)幅度A(t)，由調(diào)制信號(hào)的復(fù)包絡(luò)m(t)，得出調(diào)制信號(hào)的瞬時(shí)幅度A(t);通過特征函數(shù)T(t) =A(t)來判斷其調(diào)制方式。
[0010]所述GPS設(shè)備 用以鎖定應(yīng)用該系統(tǒng)的裝備所處的物理位置。
[0011]所述解調(diào)器為對(duì)ASK、PSK、QAM和OFDM調(diào)制方式的解調(diào)器。
[0012]所述控制設(shè)備內(nèi)置DSP芯片。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn):(1)多頻段信號(hào)接收，擴(kuò)大了天線的接收頻率范圍，覆蓋了更寬的接收頻率范圍。(2)分布式A/D、D/A轉(zhuǎn)換，對(duì)寬帶信號(hào)進(jìn)行分布式的A/D、D/A轉(zhuǎn)換。(3)可解調(diào)多種調(diào)制方式的信號(hào)，根據(jù)調(diào)制方式采取不同的解調(diào)方法，提高了系統(tǒng)接收處理不同信號(hào)的能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明可接收多種載波信號(hào)的無線應(yīng)急接收系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2是OFDM解調(diào)器示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017]一種有多種天線組合成的天線集，與系統(tǒng)控制設(shè)備連接，通過控制設(shè)備開啟或關(guān)閉相應(yīng)的子天線，擴(kuò)大接收天線的頻譜覆蓋。
[0018]一種分布式并行A/D，D/A轉(zhuǎn)換器，天線捕獲到無線信號(hào)后，經(jīng)過濾波處理后，獲得高頻信號(hào)；將高頻寬帶信號(hào)進(jìn)行分割過濾處理，分別進(jìn)行快速數(shù)模，模數(shù)轉(zhuǎn)換，提高了對(duì)快帶信號(hào)的轉(zhuǎn)換處理速率。
[0019]系統(tǒng)增加了一個(gè)調(diào)制方式識(shí)別設(shè)備，能夠識(shí)別不同種類的信號(hào)調(diào)制方式，假設(shè)f(t)為調(diào)制信號(hào)，載波為cakVoMo^t+e。)，那么標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號(hào)s(t) = [ A0+f(t)]cos(?0t+e0),其中Atl為未調(diào)載波的振幅；COtl載波角頻率；Qtl為載波初始相位。根據(jù)調(diào)制算法，定義調(diào)制信號(hào)的瞬時(shí)幅度A(t)，由調(diào)制信號(hào)的復(fù)包絡(luò)m(t)，得出調(diào)制信號(hào)的瞬時(shí)幅度A(t)。通過特征函數(shù)T(t) =A(t)來判斷其調(diào)制方式。若是調(diào)頻信號(hào)，則其特征函數(shù)為瞬時(shí)頻率F(t);若是調(diào)相信號(hào)，則其特征函數(shù)為瞬時(shí)相位Θ (t)。
[0020]系統(tǒng)內(nèi)置了多種解調(diào)器，如圖1所示，調(diào)制方式識(shí)別設(shè)備判別出信號(hào)的調(diào)制方式后，將調(diào)制信號(hào)輸送至相應(yīng)的調(diào)制器，這些調(diào)制器構(gòu)成了邏輯上的并行解調(diào)系統(tǒng)。
[0021]系統(tǒng)的控制設(shè)備，由DSP芯片和FPGA芯片等組成，由控制算法分別實(shí)現(xiàn)對(duì)天線集的調(diào)節(jié)；對(duì)分布式并行A/D，D/A轉(zhuǎn)換器同步調(diào)節(jié)；同時(shí)和調(diào)制方式識(shí)別設(shè)備對(duì)解調(diào)方式的進(jìn)行協(xié)調(diào)調(diào)度。
[0022]系統(tǒng)基帶信號(hào)處理設(shè)備把調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的音頻，視頻或其他格式的數(shù)據(jù)信號(hào)。
[0023]系統(tǒng)還可通過開啟GPS設(shè)備，從而準(zhǔn)確鎖定應(yīng)用該系統(tǒng)的裝備所處的物理位置，這里本發(fā)明使用經(jīng)緯度來標(biāo)識(shí)裝備的物理位置。并且，不需要時(shí)關(guān)閉定位功能。
[0024]外置天線不是一個(gè)單一的天線，而是一個(gè)天線集，
(I)天線通過加載的自適應(yīng)算法，提高信噪比，抑制信道的干擾，從而擴(kuò)大了天線的接收頻率范圍。
[0025](2)系統(tǒng)控制設(shè)備不僅可以控制改變天線的旋轉(zhuǎn)，角度，還可以開/關(guān)天線集中的各個(gè)天線子集。
[0026](3)各個(gè)天線子集的開啟/關(guān)閉狀態(tài)可以改變接收信號(hào)的頻段。
[0027]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0028]本發(fā)明一種可接收多種無線信號(hào)的應(yīng)急接收系統(tǒng)，如圖1所示，包括:
系統(tǒng)的外置天線集，用于搜索捕獲當(dāng)前系統(tǒng)所處環(huán)境的無線信號(hào)情況。應(yīng)用于應(yīng)急車的該系統(tǒng)天線，可伸展至高空數(shù)十到幾十米，通過控制設(shè)備對(duì)天線集進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到最佳的接收狀態(tài)；當(dāng)應(yīng)急車執(zhí)行搜索信息任務(wù)時(shí)，首先，展開系統(tǒng)的接收天線集，調(diào)整其高度和接收角度，頻段與天線集的映射關(guān)系開啟相應(yīng)頻段對(duì)應(yīng)的接收子天線。
[0029]一種分布式并行A/D，D/A轉(zhuǎn)換器，天線捕獲到無線信號(hào)后，經(jīng)過濾波處理后，獲得高頻信號(hào)；將高頻寬帶信號(hào)進(jìn)行分割過濾處理，分別進(jìn)行快速數(shù)模，模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0030]系統(tǒng)增加了一個(gè)調(diào)制方式識(shí)別設(shè)備，能夠識(shí)別不同種類的信號(hào)調(diào)制方式，假設(shè)f(t)為調(diào)制信號(hào)，載波為cakVoMo^t+e。)，那么標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號(hào)s(t) = [ A0+f(t)]cos(?0t+e0),其中Atl為未調(diào)載波的振幅；COtl載波角頻率；Qtl為載波初始相位。根據(jù)調(diào)制算法，定義調(diào)制信號(hào)的瞬時(shí)幅度A(t)，由調(diào)制信號(hào)的復(fù)包絡(luò)m(t)，得出調(diào)制信號(hào)的瞬時(shí)幅度A(t)。通過特征函數(shù)T(t) =A(t)來判斷其調(diào)制方式。若是調(diào)頻信號(hào)，則其特征函數(shù)為瞬時(shí)頻率F(t);若是調(diào)相信號(hào)，則其特征函數(shù)為瞬時(shí)相位Θ (t)。
[0031]如圖1所示，調(diào)制方式識(shí)別設(shè)備判別出信號(hào)的調(diào)制方式后，將調(diào)制信號(hào)輸送至相應(yīng)的調(diào)制器，這些調(diào)制器構(gòu)成了邏輯上的并行解調(diào)系統(tǒng)。如圖2，給出了 MQAM解調(diào)器的結(jié)構(gòu)圖，兩路基帶信號(hào)經(jīng)過門限電平的判決器抽樣判決后，分別恢復(fù)二進(jìn)制序列，最后經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換器兩路二進(jìn)制序列合并。
[0032]系統(tǒng)基帶信號(hào)處理設(shè)備把調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的音頻，視頻或其他格式的數(shù)據(jù)信號(hào)。 [0033]系統(tǒng)還可通過開啟GPS設(shè)備，從而準(zhǔn)確鎖定應(yīng)用該系統(tǒng)的裝備所處的物理位置，以便于和其他應(yīng)急車進(jìn)行協(xié)調(diào)工作。當(dāng)然，不需要時(shí)關(guān)閉定位功能。
【權(quán)利要求】
1.一種可接收多種無線信號(hào)的應(yīng)急接收系統(tǒng)，其特征在于:包括外置天線、中頻/射頻信號(hào)處理設(shè)備、分布式A/D/A轉(zhuǎn)換設(shè)備、調(diào)制方式識(shí)別設(shè)備、控制設(shè)備、基帶信號(hào)處理設(shè)備和GPS設(shè)備； 外置天線與中頻/射頻信號(hào)處理設(shè)備相連，外置天線將捕獲的無線信號(hào)輸入到中頻/射頻信號(hào)處理設(shè)備進(jìn)行濾波處理；分布式A/D/A轉(zhuǎn)換設(shè)備與中頻/射頻信號(hào)處理設(shè)備連接，無線信號(hào)通過中頻/射頻信號(hào)處理設(shè)備濾波處理后，由分布式A/D/A轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)行模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換；無線信號(hào)經(jīng)過模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換后，進(jìn)入與分布式A/D/A轉(zhuǎn)換設(shè)備相連的調(diào)制方式識(shí)別設(shè)備，通過調(diào)制方式識(shí)別設(shè)備根據(jù)已調(diào)信號(hào)的特征屬性識(shí)別無線信號(hào)的調(diào)制方式；調(diào)制方式識(shí)別設(shè)備與各種解調(diào)器相連接；控制設(shè)備與外置天線、分布式A/D/A轉(zhuǎn)換設(shè)備和調(diào)制方式識(shí)別設(shè)備相連，控制設(shè)備根據(jù)調(diào)制方式選擇相應(yīng)的解調(diào)器解調(diào)無線信號(hào)，分別控制天線的接收頻段和寬帶信號(hào)的分布并行轉(zhuǎn)換；基帶信號(hào)處理設(shè)備與各解調(diào)器相連接，將解調(diào)出的無線信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻、視頻或其他格式的數(shù)據(jù)信號(hào)；系統(tǒng)GPS設(shè)備獨(dú)立于其他設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的可接收多種無線信號(hào)的應(yīng)急接收系統(tǒng)，其特征在于:外置天線為多頻段天線，由多個(gè)天線子集組成。
3.如權(quán)利要求1所述的可接收多種無線信號(hào)的應(yīng)急接收系統(tǒng)，其特征在于:將無線信號(hào)調(diào)制到不同的頻率段、采用不同的調(diào)制方式。
4.如權(quán)利要求1所述的可接收多種無線信號(hào)的應(yīng)急接收系統(tǒng)，其特征在于:所述分布式A/D/A轉(zhuǎn)換設(shè)備將高頻寬帶信號(hào)進(jìn)行分割過濾處理，分別進(jìn)行快速數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換。
5.如權(quán)利要求1所述的可接收多種無線信號(hào)的應(yīng)急接收系統(tǒng)，其特征在于，所述控制設(shè)備對(duì)采用不同調(diào)制方式的無線信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，方法如下: (1)調(diào)制方式識(shí)別設(shè)備通過獲取信號(hào)的特征屬性的分量和決策算法來選擇最佳的解調(diào)方法； (2)設(shè)f(t)為調(diào)制信號(hào),載波為CJ+ Θ d，標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號(hào)S(t) = [ A0+f (t)]cos (Cocit+ θ0),其中A0為未調(diào)載波的振幅；Otl載波角頻率；Θ ^為載波初始相位；根據(jù)調(diào)制算法，定義調(diào)制信號(hào)的瞬時(shí)幅度A(t)，由調(diào)制信號(hào)的復(fù)包絡(luò)m(t)，得出調(diào)制信號(hào)的瞬時(shí)幅度A(t);通過特征函數(shù)T(t) =A(t)來判斷其調(diào)制方式。
6.如權(quán)利要求1所述的可接收多種無線信號(hào)的應(yīng)急接收系統(tǒng)，其特征在于:所述GPS設(shè)備用以鎖定應(yīng)用該系統(tǒng)的裝備所處的物理位置。
7.如權(quán)利要求1所述的可接收多種無線信號(hào)的應(yīng)急接收系統(tǒng)，其特征在于:所述解調(diào)器為對(duì)ASK、PSK、QAM和OFDM調(diào)制方式的解調(diào)器。
8.如權(quán)利要求1所述的可接收多種無線信號(hào)的應(yīng)急接收系統(tǒng)，其特征在于:所述控制設(shè)備內(nèi)置DSP芯片。
【文檔編號(hào)】H04B1/16GK103986485SQ201310050580
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2013年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月8日
【發(fā)明者】李千目, 陳守國, 侯君, 王賡, 張宏 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)連云港研究院