散射通信共譜傳輸調(diào)制解調(diào)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種散射通信共譜傳輸調(diào)制解調(diào)裝置，它涉及散射通信領(lǐng)域中頻譜資源受限、發(fā)射功率受限、低門限解調(diào)的共譜傳輸調(diào)制解調(diào)裝置。它由輔助復(fù)/分接器、共譜傳輸調(diào)制器、D/A轉(zhuǎn)換器、本振模塊、IQ調(diào)制器、帶通濾波器、放大器、共譜接收低門限解調(diào)器、A/D轉(zhuǎn)換器、中頻放大器等部件組成。本發(fā)明采用基于時域分集與自適應(yīng)共譜接收合并的共譜傳輸技術(shù)，使大容量散射通信系統(tǒng)占用的頻譜資源大大降低，同時保證業(yè)務(wù)的高質(zhì)量傳輸。本發(fā)明還具有高效前向糾錯編譯碼功能，保證設(shè)備的低接收門限，特別適用于在頻譜資源受限、功率受限條件下，在超視距無線通信鏈路上業(yè)務(wù)的高質(zhì)量、高吞吐量傳輸。
【專利說明】散射通信共譜傳輸調(diào)制解調(diào)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域中的一種散射通信共譜傳輸調(diào)制解調(diào)裝置，特別適用于頻譜資源受限、功率受限條件下，在超視距無線衰落鏈路上高質(zhì)量、高吞吐量傳輸業(yè)務(wù)信息的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的散射通信系統(tǒng)中，通常采用分集接收技術(shù)克服信道衰落，每個發(fā)射和接收通道要采用頻率隔離從而獲得好的分集效果。對于大容量散射通信而言，由于其占用頻譜資源較寬，加之分集通道之間的頻率隔離，大大的占用了頻譜資源，從而限制了大容量散射通信的應(yīng)用，特別是組網(wǎng)應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于避免上述【背景技術(shù)】中的不足之處而提供一種具有共譜傳輸能力，從而有效節(jié)省頻譜資源，同時具有抗衰落能力且不增加額外硬件成本的散射通信共譜傳輸調(diào)制解調(diào)裝置。
[0004]本發(fā)明調(diào)制解調(diào)裝置使用基于時域分集與自適應(yīng)共譜接收合并的共譜傳輸技術(shù)，將分集通道信號在時域分集隔離，同時在接收端采用特殊的共譜接收合并技術(shù)將時域分集信號合并，從而達(dá)到分集接收的目的，更好地利用散射信道的頻譜資源，保證業(yè)務(wù)傳輸質(zhì)量，該裝置還具有低解調(diào)門限、抗衰落、抗截獲能力強、傳播可靠度高、結(jié)構(gòu)簡單等特點。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種散射通信共譜傳輸調(diào)制解調(diào)裝置，包括輔助復(fù)/分接器1、共譜傳輸調(diào)制器2、D/A轉(zhuǎn)換器3、本振模塊4、IQ調(diào)制器5、帶通濾波器6、放大器7、中頻放大器8、A/D轉(zhuǎn)換器
9、共譜接收低門限解調(diào)器10、數(shù)字鎖相環(huán)11和電源12，其特征在于:還包括共譜傳輸調(diào)制器2和共譜接收低門限解調(diào)器10 ；
[0007]輔助復(fù)/分接器I將外部輸入的數(shù)據(jù)信號和時鐘加入輔助開銷，并將業(yè)務(wù)信息輸出至共譜傳輸調(diào)制器2 ;共譜傳輸調(diào)制器2采用時間分集共譜傳輸技術(shù)對業(yè)務(wù)信息進行基帶調(diào)制輸出2路頻譜相同、時間隔離的基帶調(diào)制信號；2路基帶調(diào)制信號經(jīng)過D/A變換器3之后變成2路模擬信號；2路模擬信號與本振模塊4產(chǎn)生的本地載波通過IQ調(diào)制器5完成頻譜搬移，然后經(jīng)過帶通濾波器6得到2路中頻信號；2路中頻信號經(jīng)放大器7放大后進行輸出；中頻放大器8將接收的外部中頻信號放大后輸入A/D變換器9進行數(shù)據(jù)采樣，A/D變換器9將模擬中頻信號變成數(shù)字信號后輸入共譜接收低門限解調(diào)器10進行解調(diào)處理，然后將處理輸出的業(yè)務(wù)時鐘和數(shù)據(jù)信號送入輔助復(fù)分接器I進行分接處理后，將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號和時鐘進行輸出；數(shù)字鎖相環(huán)11外接高穩(wěn)時鐘輸入信號，完成高穩(wěn)時鐘信號的鎖相與倍頻后，將輸出信號分別送入共譜傳輸調(diào)制器2和共譜接收低門限解調(diào)器10，為其提供標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號。
[0008]其中，所述的共譜傳輸調(diào)制器2包括前向糾錯編碼器13、成幀器14、數(shù)字成形濾波器15、時域分集隔離器16和數(shù)字內(nèi)插器17 ;輔助復(fù)/分接器I輸出的業(yè)務(wù)信息送入前向糾錯編碼器13完成前向糾錯編碼后送入成幀器14 ;成幀器14在編碼信息中插入幀信息后送入數(shù)字成形濾波器15 ;數(shù)字成形濾波器15完成信號成形，將成形信號輸出至?xí)r域分集隔離器16實現(xiàn)信息的時域隔離，完成信息時域隔離后的信號經(jīng)數(shù)字內(nèi)插器17完成數(shù)字內(nèi)插后輸出至D/A變換器3 ;數(shù)字鎖相環(huán)11將外接高穩(wěn)時鐘信號鎖相與倍頻后，將其輸出信號送入成幀器14，為成幀器14提供標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號。
[0009]其中，所述的共譜接收低門限解調(diào)器10包括數(shù)字下變頻器18、數(shù)字振蕩器19、共譜接收合并器20、幀重構(gòu)器21和前向糾錯譯碼器22 ；
[0010]A/D變換器9輸出的數(shù)字信號送入數(shù)字下變頻器18 ;數(shù)字振蕩器19接收數(shù)字鎖相環(huán)11輸出的標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號產(chǎn)生數(shù)字本振信號；數(shù)字下變頻器18根據(jù)數(shù)字振蕩器19輸出的數(shù)字本振信號完成對A/D變換器9送入數(shù)字信號的下變頻，輸出基帶信號送入共譜接收合并器20，共譜接收合并器20完成對接收信號的共譜接收與分集合并，將解調(diào)信號輸出至幀重構(gòu)器21，幀重構(gòu)器21完成幀結(jié)構(gòu)的重構(gòu)并將幀重構(gòu)狀態(tài)信息送給共譜接收合并器20指導(dǎo)共譜接收合并器20對接收信號的共譜接收與分集合并，同時將重構(gòu)后的幀結(jié)構(gòu)送入前向糾錯譯碼器22，前向糾錯譯碼器22完成對解調(diào)信號的前向糾錯譯碼并將譯碼后的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與時鐘信號送入輔助復(fù)/分接器I。
[0011]本發(fā)明相比【背景技術(shù)】具有如下優(yōu)點:
[0012]1.本發(fā)明采用了共譜傳輸調(diào)制器2和共譜接收低門限解調(diào)器10，采用基于時域分集與自適應(yīng)共譜接收合并的共譜傳輸技術(shù)，節(jié)省了散射信道的頻譜資源，同時保證業(yè)務(wù)傳輸質(zhì)量與吞吐量，拓寬了大容量散射通信的應(yīng)用范圍，提高了系統(tǒng)的可靠性。
[0013]2.本發(fā)明采用了共譜傳輸調(diào)制器2，能夠?qū)鬏斝畔⑦M行時域分集隔離，有效提高頻譜資源利用率；同時，共譜傳輸調(diào)制器2還包含低譯碼門限的前向糾錯編碼器，共譜接收低門限解調(diào)器10包含低譯碼門限的前向糾錯譯碼器，大大的降低了調(diào)制解調(diào)裝置的門限。
[0014]3.本發(fā)明電路部件采用大規(guī)?，F(xiàn)場可編程器件制作，因此可通過配置不同的程序靈活地實現(xiàn)對工作參數(shù)的修改，使設(shè)備的結(jié)構(gòu)大大簡化，成本顯著降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的電原理方框圖。
[0016]圖2是本發(fā)明共譜傳輸調(diào)制器2實施例的電原理圖。
[0017]圖3是本發(fā)明共譜接收低門限解調(diào)器10實施例的電原理圖。
【具體實施方式】:
[0018]參照圖1至圖3，本發(fā)明由輔助復(fù)/分接器1、共譜傳輸調(diào)制器2、D/A轉(zhuǎn)換器3、本振模塊4、IQ調(diào)制器5、帶通濾波器6、放大器7、中頻放大器8、A/D轉(zhuǎn)換器9、共譜接收低門限解調(diào)器10、數(shù)字鎖相環(huán)11和電源12組成。圖1是本發(fā)明的電原理方塊圖，實施例按圖1連接線路。
[0019]輔助復(fù)/分接器I將外部接口 A、B輸入的數(shù)據(jù)、時鐘加入輔助開銷，并將業(yè)務(wù)信息輸出至共譜傳輸調(diào)制器2，共譜傳輸調(diào)制器2采用時間分集共譜傳輸技術(shù)對業(yè)務(wù)信息進行基帶調(diào)制輸出2路頻譜相同、時間隔離的基帶調(diào)制信號，2路基帶調(diào)制信號分別經(jīng)過D/A變換器3之后變成2路模擬信號，與本振模塊4產(chǎn)生的本地載波通過IQ調(diào)制器5分別完成頻譜搬移，然后經(jīng)過帶通濾波器6得到中頻信號，經(jīng)放大器7放大后由端口 C和端口 D輸出2路中頻信號；中頻放大器8輸入端口 I接收中頻輸入端口 E的中頻信號，將接收的外部中頻信號放大后輸入A/D變換器9進行數(shù)據(jù)采樣，A/D變換器9將模擬中頻信號變成數(shù)字信號后輸入共譜接收低門限解調(diào)器10進行解調(diào)處理，然后將處理輸出的業(yè)務(wù)時鐘和數(shù)據(jù)信號送入輔助復(fù)分接器I進行分接處理后，將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和時鐘連接至輸出端口 F、G ;數(shù)字鎖相環(huán)11將高穩(wěn)鐘輸入端口 H輸入的時鐘信號鎖相、倍頻后，將輸出信號分別送入共譜傳輸調(diào)制器2和共譜接收低門限解調(diào)器10，為其提供標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號。實施例輔助復(fù)/分接器I采用美國Altera公司生產(chǎn)Stratix III系列FPGA芯片制作。D/A變換器3采用美國AD公司的AD9763芯片制作。本振模塊4采用美國SI公司的si4112芯片制作。IQ調(diào)制器5采用美國AD公司的AD5385芯片制作。帶通濾波器6采用北京長峰公司的CF70-12芯片制作。放大器7采用美國MINI公司的ERA-3sm芯片制作。中頻放大器8采用市售XN402型集成放大器制作。A/D變換器9采用美國A/D公司生產(chǎn)的AD6640集成芯片制作。
[0020]本發(fā)明共譜傳輸調(diào)制器2的作用是將復(fù)接后的信息進行前向糾錯編碼，完成信號成形并進行時域分集隔離處理與內(nèi)插，實現(xiàn)共譜傳輸調(diào)制，將共譜傳輸?shù)臄?shù)字信號送至D/A變換器3。它由前向糾錯編碼器13、成幀器14、數(shù)字成形濾波器15、時域分集隔離器16和數(shù)字內(nèi)插器17組成，圖2是本發(fā)明共譜傳輸調(diào)制器2的電原理圖，實施例按圖2連接線路。輔助復(fù)/分接器I輸出業(yè)務(wù)信息送入前向糾錯編碼器13完成前向糾錯編碼送入成幀器14，成幀器14在編碼信息中插入幀信息后將其送入數(shù)字成形濾波器15，數(shù)字成形濾波器15完成信號成形，將成形信號輸出至?xí)r域分集隔離器16實現(xiàn)信息的時域隔離，完成信息時域隔離后的信號經(jīng)數(shù)字內(nèi)插器17完成數(shù)字內(nèi)插輸出至D/A變換器3;數(shù)字鎖相環(huán)11將輸入的時鐘信號鎖相、倍頻后，將其輸出信號送入成幀器14，為成幀器14提供標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號。實施例前向糾錯編碼器13、成幀器14、數(shù)字成形濾波器15、時域分集隔離器16、數(shù)字內(nèi)插器17均采用美國Altera公司生產(chǎn)Stratix III系列FPGA芯片制作。
[0021]本發(fā)明共譜接收低門限解調(diào)器10的作用是完成共譜傳輸接收信號的接收合并，同時完成低門限前向糾錯譯碼，并將業(yè)務(wù)信息送入輔助復(fù)/分接器I。它由數(shù)字下變頻器18、數(shù)字振蕩器19、共譜接收合并器20、幀重構(gòu)器21、前向糾錯譯碼器22組成。圖3是本發(fā)明共譜接收低門限解調(diào)器10的電原理圖，實施例按圖3連接線路。A/D變換器9輸出的數(shù)字信號送入數(shù)字下變頻器18，數(shù)字振蕩器19接收數(shù)字鎖相環(huán)11輸出的標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號產(chǎn)生數(shù)字本振信號；數(shù)字下變頻器18根據(jù)數(shù)字振蕩器19輸出的數(shù)字本振信號完成對A/D變換器9送入數(shù)字信號的下變頻，輸出基帶信號送入共譜接收合并器20，共譜接收合并器20完成對接收信號的共譜接收與分集合并，將解調(diào)信號輸出至幀重構(gòu)器21，幀重構(gòu)器21完成幀結(jié)構(gòu)的重構(gòu)并將重構(gòu)后的幀結(jié)構(gòu)送入前向糾錯譯碼器22，前向糾錯譯碼器22完成對解調(diào)信號的前向糾錯譯碼并將譯碼后的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與時鐘信號送入輔助復(fù)/分接器I。實施例數(shù)字下變頻器18、數(shù)字振蕩器19、共譜接收合并器20、幀重構(gòu)器21、前向糾錯譯碼器22均采用美國Altera公司生產(chǎn)Stratix III系列FPGA芯片制作。
[0022]本發(fā)明數(shù)字鎖相環(huán)11作用是通過其輸入端口 I接收時鐘輸入端口 H輸入的高穩(wěn)時鐘信號，經(jīng)其鎖相、倍頻處理后輸出所需的標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號，其輸出端口 2給共譜傳輸調(diào)制器2提供標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號，其輸出端口 3給共譜接收低門限解調(diào)器10提供標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號。
[0023]本發(fā)明電源12提供整個解調(diào)器的直流工作電壓，實施例采用市售通用集成穩(wěn)壓直流電源模塊制作，其輸出+V電壓為+3.3V、供電電流為1A。
[0024]本發(fā)明簡要工作原理如下:
[0025]在發(fā)送端，輔助復(fù)/分接器I將外部接口 A、B輸入的數(shù)據(jù)、時鐘加入輔助開銷，并將業(yè)務(wù)信息輸出至共譜傳輸調(diào)制器2，共譜傳輸調(diào)制器2采用時間分集共譜傳輸技術(shù)對業(yè)務(wù)信息進行基帶調(diào)制輸出2路頻譜相同、時間隔離的基帶調(diào)制信號，2路基帶調(diào)制信號分別經(jīng)過D/A變換器3之后變成2路模擬信號，與本振模塊4產(chǎn)生的本地載波通過IQ調(diào)制器5分別完成頻譜搬移，然后經(jīng)過帶通濾波器6得到中頻信號，經(jīng)放大器7放大后由端口 C和端口 D輸出2路中頻信號。
[0026]在接收端，中頻放大器8輸入端口 I接收中頻輸入端口 E的中頻信號，將接收的外部中頻信號放大后輸入A/D變換器9進行數(shù)據(jù)采樣，A/D變換器9將模擬中頻信號變成數(shù)字信號后輸入共譜接收低門限解調(diào)器10進行解調(diào)處理，然后將處理輸出的業(yè)務(wù)時鐘和數(shù)據(jù)信號送入輔助復(fù)分接器I進行分接處理后，將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和時鐘連接至輸出端口 F、G。
[0027]本發(fā)明安裝結(jié)構(gòu)如下:
[0028]本發(fā)明安裝結(jié)構(gòu)如下:把圖1、圖2、圖3中所有電路器件安裝在3塊尺寸大小長X寬為280X 140mm的印制板上，然后把3塊印制板分別安裝在3個長X寬X高為290X 150X30mm的屏蔽盒插件中，屏蔽盒插件安裝在調(diào)制解調(diào)器機箱內(nèi)，屏蔽盒插件前面板安裝網(wǎng)絡(luò)端口 A、B、F、G四芯電纜插座及中頻信號輸出端口 C、D、中頻信號輸入端口 E的三個電纜插座，后面板上安裝外部時鐘入端H和電源入端插座，組裝成本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種散射通信共譜傳輸調(diào)制解調(diào)裝置，包括輔助復(fù)/分接器(I)、共譜傳輸調(diào)制器(2)、D/A轉(zhuǎn)換器(3)、本振模塊(4)、IQ調(diào)制器(5)、帶通濾波器(6)、放大器(7)、中頻放大器(8)、A/D轉(zhuǎn)換器(9)、共譜接收低門限解調(diào)器(10)、數(shù)字鎖相環(huán)(11)和電源(12)，其特征在于:還包括共譜傳輸調(diào)制器(2)和共譜接收低門限解調(diào)器(10)； 輔助復(fù)/分接器(I)將外部輸入的數(shù)據(jù)信號和時鐘加入輔助開銷，并將業(yè)務(wù)信息輸出至共譜傳輸調(diào)制器(2);共譜傳輸調(diào)制器(2)采用時間分集共譜傳輸技術(shù)對業(yè)務(wù)信息進行基帶調(diào)制輸出2路頻譜相同、時間隔離的基帶調(diào)制信號；2路基帶調(diào)制信號經(jīng)過D/A變換器(3)之后變成2路模擬信號；2路模擬信號與本振模塊(4)產(chǎn)生的本地載波通過IQ調(diào)制器(5)完成頻譜搬移，然后經(jīng)過帶通濾波器(6)得到2路中頻信號；2路中頻信號經(jīng)放大器(7)放大后進行輸出；中頻放大器(8 )將接收的外部中頻信號放大后輸入A/D變換器(9 )進行數(shù)據(jù)采樣，A/D變換器(9)將模擬中頻信號變成數(shù)字信號后輸入共譜接收低門限解調(diào)器(10)進行解調(diào)處理，然后將處理輸出的業(yè)務(wù)時鐘和數(shù)據(jù)信號送入輔助復(fù)分接器(I)進行分接處理后，將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號和時鐘進行輸出；數(shù)字鎖相環(huán)(11)外接高穩(wěn)時鐘輸入信號，完成高穩(wěn)時鐘信號的鎖相與倍頻后，將輸出信號分別送入共譜傳輸調(diào)制器(2)和共譜接收低門限解調(diào)器(10)，為其提供標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散射通信共譜傳輸調(diào)制解調(diào)裝置，其特征在于:所述的共譜傳輸調(diào)制器(2)包括前向糾錯編碼器(13)、成幀器(14)、數(shù)字成形濾波器(15)、時域分集隔離器(16)和數(shù)字內(nèi)插器(17); 輔助復(fù)/分接器(I)輸出的業(yè)務(wù)信息送入前向糾錯編碼器(13)完成前向糾錯編碼后送入成幀器(14);成幀器(14)在編碼信息中插入幀信息后送入數(shù)字成形濾波器(15);數(shù)字成形濾波器(15)完成信號成形，將成形信號輸出至?xí)r域分集隔離器(16)實現(xiàn)信息的時域隔離，完成信息時域隔離后的信號經(jīng)數(shù)字內(nèi)插器(17)完成數(shù)字內(nèi)插后輸出至D/A變換器(3);數(shù)字鎖相環(huán)(11)將外接高穩(wěn)時鐘信號鎖相與倍頻后，將其輸出信號送入成幀器(14)，為成幀器(14)提供標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散射通信共譜傳輸調(diào)制解調(diào)裝置，其特征在于:所述的共譜接收低門限解調(diào)器(10)包括數(shù)字下變頻器(18)、數(shù)字振蕩器(19)、共譜接收合并器(20)、幀重構(gòu)器(21)和前向糾錯譯碼器(22); A/D變換器(9)輸出的數(shù)字信號送入數(shù)字下變頻器(18);數(shù)字振蕩器(19)接收數(shù)字鎖相環(huán)(11)輸出的標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號產(chǎn)生數(shù)字本振信號；數(shù)字下變頻器(18)根據(jù)數(shù)字振蕩器(19)輸出的數(shù)字本振信號完成對A/D變換器(9)送入數(shù)字信號的下變頻，輸出基帶信號送入共譜接收合并器(20)，共譜接收合并器(20)完成對接收信號的共譜接收與分集合并，將解調(diào)信號輸出至幀重構(gòu)器(21)，幀重構(gòu)器(21)完成幀結(jié)構(gòu)的重構(gòu)并將幀重構(gòu)狀態(tài)信息送給共譜接收合并器(20)指導(dǎo)共譜接收合并器(20)對接收信號的共譜接收與分集合并，同時將重構(gòu)后的幀結(jié)構(gòu)送入前向糾錯譯碼器(22)，前向糾錯譯碼器(22)完成對解調(diào)信號的前向糾錯譯碼并將譯碼后的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與時鐘信號送入輔助復(fù)/分接器(I)。
【文檔編號】H04L1/00GK103888166SQ201410137374
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】沈斌松, 溫亞萍 申請人:中國電子科技集團公司第五十四研究所