重疊頻譜的8重分集散射通信裝置的製作方法

2023-05-28 03:24:16 2

專利名稱：重疊頻譜的8重分集散射通信裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及通信領域中一種重疊頻譜的8重分集通信裝置，特別適用於大、中容量的車載或廂式散射通信系統作散射通信裝置。
背景技術：
為了具備較強的抗信道衰落能力，傳統的8重分集散射通信裝置一般由一部數據機、兩部發射機、兩部接收機和兩面天線組成，因而設備體積龐大並且結構複雜，尤其對於車載式或廂式散射站來說，不但設備成本較高，而且機動能力也較差。

發明內容
本實用新型的目的在於避免上述背景技術中的不足之處而提供一種只具有一部數據機、一部發射機、一部接收機和兩面天線構成的重疊頻譜的8重分集散射通信裝置，本實用新型不但具有與傳統的8重分集散射通信系統相同的抗信道衰落性能，而且極大的簡化了射頻分機的結構，使成本經濟性和可靠性得到了明顯的改善，還具有集成化程度高、體積小、重量輕、機動性好等特點。
本實用新型的目的是這樣實現的它由調製器1、發射機電路2、天線3-1、3-2、接收機電路4、解調器5、電源20組成，其中調製器1的輸入埠1、2分別與信源的發送時鐘埠A、發送信碼埠B相連，輸出埠3、4分別與發射機電路2的輸入埠1、2相連；天線3-1、3-2各輸入埠1分別與發射機電路2的輸出埠3、4相連，各輸出埠3分別發送帶內2重分集的信號，各輸入埠4分別接收帶內4重分集信號，各輸出埠2分別與接收機電路4的輸入埠1、2相連；解調器5的輸入埠1、2分別與接收機電路4的輸出埠3、4相連，輸出埠3、4分別與解調信碼埠D、解調時鐘埠C連接，電源20出端+V電壓端與各部件相應電源端並接。
調製器1由QPSK(四相相移鍵控)低中頻調製器6、D/A變換器7、本振模塊8、混頻器9-1、9-2、帶通濾波器10-1、10-2、放大器11-1、11-2組成，其中QPSK低中頻調製器6的輸入埠1腳通過時鐘線與發送時鐘埠A相連，輸入埠2腳通過數據線與發送信碼埠B相連，輸出埠3、4腳分別通過數據總線與D/A變換器7的輸入埠1、2腳相連；混頻器9-1、9-2各輸入埠1腳分別通過信號線與D/A變換器7的輸出埠3、4腳相連，各輸入埠2腳分別與本振模塊8的輸出埠1腳相連，各輸出埠3腳分別通過信號線與帶通濾波器10-1、10-2各輸入埠1腳相連；放大器11-1、11-2各輸入埠1腳分別與帶通濾波器10-1、10-2各輸出埠2腳相連，各輸出埠2腳通過中頻電纜分別與發射機電路2的輸入埠1、2相連；QPSK低中頻調製器6、D/A變換器7、本振模塊8、混頻器9-1、9-2、帶通濾波器10-1、10-2、放大器11-1、11-2各入端7腳與電源20出端+V電壓端連接，各入端8腳與接地端連接。
QPSK低中頻調製器6由奇偶分群模塊12、差分編碼模塊13、信號成型模塊14-1、14-2、乘法器15-1至15-4、低中頻模塊16-1、16-2、90度移相模塊17-1、17-2、1/2碼元延遲模塊18-1、18-2、加法器19-1、19-2組成，其中奇偶分群模塊12的輸入埠1、2腳分別與發送時鐘埠A、發送信碼埠B相連，其輸出埠3、4腳分別與差分編碼模塊13的輸入埠1、2腳相連；信號成型模塊14-1、14-2各輸入埠1腳分別與差分編碼模塊13輸出埠3、4腳相連，各輸出埠2腳分別與乘法器15-1、15-2各輸入埠1腳、1/2碼元延遲模塊18-1、18-2各輸入埠1腳相連；乘法器15-1入埠2腳與低中頻模塊16-1的輸出埠1腳、90度移相模塊17-1的輸入埠1腳並接，乘法器15-2入埠2腳與90度移相模塊17-1的輸出埠2腳連接；乘法器15-1、15-2各輸出埠3腳分別與加法器19-1的輸入埠1、2腳相連；低中頻模塊16-2輸出埠1腳與90度移相模塊17-2輸入埠1腳、乘法器15-3入埠2腳相連；乘法器15-3、15-4各入埠1腳分別與1/2碼元延遲模塊18-1、18-2各輸出埠2腳相連，乘法器15-4入埠2腳與90度移相模塊17-2出埠2腳連接；乘法器15-3、15-4各輸出埠3腳分別與加法器19-2入埠1、2腳相連；加法器19-1、19-2各輸出埠3腳分別與D/A變換器7輸入埠1、2腳相連，奇偶分群模塊12、差分編碼模塊13、信號成型模塊14-1、14-2、乘法器15-1至15-4、低中頻模塊16-1、16-2、90度移相模塊17-1、17-2、1/2碼元延遲模塊18-1、18-2、加法器19-1、19-2各入端7腳與電源20出端+V電壓端連接，各入端8腳與接地端連接。
本實用新型相比背景技術具有如下優點1.本實用新型採用的調製器1可同時輸出兩路具有不同中頻的帶內兩頻調製信號，從而可以通過一個發射機模塊2和兩面天線3-1、3-2實現8重分集的效果，與傳統的8重分集散射通信系統相比，本實用新型極大的簡化了射頻分機的結構，使成本經濟性和可靠性得到了明顯的改善。
2.本實用新型的主要部分採用大規模現場可編程器件製作，因此可通過配置不同的程序靈活地實現對工作參數的設計及修改。
3.本實用新型集成化程度高，因此體積小，重量輕，性能穩定可靠，維修方便。


圖1是本實用新型電原理方框圖。
圖2是本實用新型調製器1實施例的電原理圖。
圖3是本實用新型QPSK低中頻調製器6實施例的電原理圖。
具體實施方式
參照圖1至圖3，本實用新型由調製器1、發射機電路2、天線3-1、3-2、接收機電路4、解調器5、電源20組成，圖1是本實用新型實施例電原理方框圖，且按圖1連接線路。
本實用新型調製器1的作用是通過發送時鐘埠A、發送信碼埠B輸入需發送的通信信號及符號速率時鐘，並將其調製成重疊頻譜的8重分集通信信號。調製器1它由QPSK低中頻調製器6、D/A變換器7、本振模塊8、混頻器9-1、9-2、帶通濾波器10-1、10-2、放大器11-1、11-2組成，圖2是本實用新型調製器1實施例的電原理圖，且按圖2連接線路。需發送的信碼、時鐘通信信號輸入QPSK低中頻調製器6中進行調製，由QPSK低中頻調製器6調製產生兩路不同低中頻四重頻率分集的數字調製信號由其出端3、4腳輸入D/A變換器7後轉換為模擬信號，隨後分別在混頻器9-1、9-2中與本振模塊8所產生的本振信號進行混頻並得到兩路不同頻率的中頻調製信號，混頻器9-1、9-2各出端3腳將這兩路中頻信號再分別輸入帶通濾波器10-1、10-2和放大器11-1、11-2進行帶通濾波和放大，放大後的通信信號分別由各放大器11-1、11-2的出端2腳輸入發射機電路2進行射頻頻譜搬移，最後該信號通過發射機電路2的出端3、4腳輸入至天線3-1、3-2中，再由天線3-1、3-2各出端3腳分別將其發射至信道中以形成4重頻率分集的發送信號。同時，天線3-1、3-2各入埠4腳分別接收對方散射站發送的4重頻率分集通信信號輸入接收機電路4，並通過接收機電路4將接收信號混頻至中頻後由其出埠3、4腳輸入解調器5，解調器5將其合併成8重分集的信號形式後進行解調，解調後的時鐘和信碼分別通過解調時鐘埠C及解調信碼埠D對外輸出。實施例D/A變換器7所使用的器件是美國AD公司生產的AD9763晶片，本振模塊8採用的是美國AD公司生產的AD9854晶片，混頻器9-1和9-2採用成都亞光公司的HSB3混頻器製作，帶通濾波器10-1和10-2分別採用成都天之公司的SBP-69和SBP-71帶通濾波器製作，放大器11-1和11-2採用中國電子科技集團第13研究所生產的XN402放大器製作。發射機電路2採用自製通用的發射機模塊電路製作，接收機電路4採用自製通用的接收機模塊電路製作，天線3-1、3-2採用自製通用的拋物面通信天線製作，解調器5採用市售通用的解調器晶片製作。
本實用新型QPSK低中頻調製器6由奇偶分群模塊12、差分編碼模塊13、信號成型模塊14-1、14-2、乘法器15-1至15-4、低中頻模塊16-1、16-2、90度移相模塊17-1、17-2、1/2碼元延遲模塊18-1、18-2、加法器19-1、19-2組成，圖3是本實用新型QPSK低中頻調製器6實施例的電原理圖，且按圖3連接線路。圖3中需發送的信碼、時鐘分別由發送信碼埠B、發送時鐘埠A輸入奇偶分群模塊12的入端2、1腳，奇偶分群模塊12用於對輸入的信碼進行串/並變換，將輸入的一路信碼變成I、Q兩個支路的信號由其出埠3、4腳輸入差分編碼模塊13；差分編碼模塊13分別對I、Q兩路的信碼進行差分編碼後由其出埠3、4腳分別送入信號成型模塊14-1、14-2各入端1腳，信號成型模塊14-1、14-2的作用是將碼元轉換成為適合信道傳輸的信號波形後分別輸入乘法器15-1、1/2碼元延遲模塊18-1和乘法器15-2、1/2碼元延遲模塊18-2；低中頻模塊16-1和16-2用於產生兩路不同頻率的低中頻信號，以便通過乘法器15-1、15-3和信碼相乘後形成帶內兩頻的頻率分集形式；90度移相模塊17-1、17-2的作用是將低中頻模塊16-1、16-2輸入的低中頻載波進行90度移相，以得到和低中頻載波正交的載波；1/2碼元延遲模塊18-1和18-2的作用是將信號成型模塊14-1、14-2產生的信碼進行1/2碼元延遲，由其各出端2腳分別輸入乘法器15-3、15-4，使其在通過乘法器15-3、15-4與低中頻模塊16-2、90度移相模塊17-2所產生的載波進行混頻後和沒有做延遲處理的一路信號進行疊加，得到時域接近橫幅的信號波形，達到充分利用發射機功率的目的；加法器19-1、19-2用於將此前所產生的信號進行合併以獲得四重分集信號，並分別將該信號送入D/A變換器7進行D/A變換。實施例QPSK低中頻調製器6中所用的全部器件採用一塊美國ALTERA公司生產的Stratix系列數字現場可編程器件EP1S40晶片製作。
本實用新型電源20採用市售通用集成穩壓直流電源模塊製作，其輸出+V電壓為+3.3V。
本實用新型簡要工作原理如下本實用新型調製器1採用QPSK低中頻調製器6產生佔空比可變的半餘弦信號，使在每個碼元內保留了寬度可調節的多徑保護間隔，提高了抗多徑幹擾的能力。同時，QPSK低中頻調製器6實現了帶內兩頻交疊的信號形式，不但使合成信號的時域波形接近恆幅，達到了充分利用發射機功率的目的，而且在頻域構成了帶內頻率分集，減輕了信道衰落，提高了抗信道衰落能力，因而本實用新型只要採用一部數據機電路、一部發射機電路、一部接收機電路、兩面天線就能完成8重分集散射通信，使整個通信設備結構極大簡化，成本顯著降低，機動能力大大提高。
本實用新型安裝結構如下把圖1至圖3中除天線3-1、3-2外所有電路部件按圖1至圖3連接線路，安裝在兩塊長、寬為135×260mm和三塊長、寬為80×200mm的印製板上，然後把印製板安裝在一個長、寬、高為320×285×128mm的設備機箱內，在機箱的前面板上安裝發送時鐘埠A、發送信碼埠B的電纜插座，解調時鐘埠C、解調信碼埠D的電纜插座、外接天線3-1、3-2的電纜插座，天線3-1、3-2安裝在機動車方倉頂上，通過電纜與機箱插座連接，機箱後面板上安裝電源輸入端插座，組裝成本實用新型。
權利要求1.一種重疊頻譜的8重分集散射通信裝置，它由發射機電路(2)、天線(3-1)、(3-2)、接收機電路(4)、解調器(5)、電源(20)組成，其特徵在於它還由調製器(1)組成，其中調製器(1)的輸入埠1、2分別與信源的發送時鐘埠(A)、發送信碼埠(B)相連，輸出埠3、4分別與發射機電路(2)的輸入埠1、2相連；天線(3-1)、(3-2)各輸入埠1分別與發射機電路(2)的輸出埠3、4相連，各輸出埠3分別發送帶內2重分集的信號，各輸入埠4分別接收帶內4重分集信號，各輸出埠2分別與接收機電路(4)的輸入埠1、2相連；解調器(5)的輸入埠1、2分別與接收機電路(4)的輸出埠3、4相連，輸出埠3、4分別與解調信碼埠(D)、解調時鐘埠(C)連接，電源(20)出端+V電壓端與各部件相應電源端並接。
2.根據權利要求1所述的重疊頻譜的8重分集散射通信裝置，其特徵在於調製器(1)由QPSK低中頻調製器(6)、D/A變換器(7)、本振模塊(8)、混頻器(9-1)、(9-2)、帶通濾波器(10-1)、(10-2)、放大器(11-1)、(11-2)組成，其中QPSK低中頻調製器(6)的輸入埠1腳通過時鐘線與發送時鐘埠(A)相連，輸入埠2腳通過數據線與發送信碼埠(B)相連，輸出埠3、4腳分別通過數據總線與D/A變換器(7)的輸入埠1、2腳相連；混頻器(9-1)、(9-2)各輸入埠1腳分別通過信號線與D/A變換器(7)的輸出埠3、4腳相連，各輸入埠2腳分別與本振模塊(8)的輸出埠1腳相連，各輸出埠3腳分別通過信號線與帶通濾波器(10-1)、(10-2)各輸入埠1腳相連；放大器(11-1)、(11-2)各輸入埠1腳分別與帶通濾波器(10-1)、(10-2)各輸出埠2腳相連，各輸出埠2腳通過中頻電纜分別與發射機電路(2)的輸入埠1、2相連；QPSK低中頻調製器(6)、D/A變換器(7)、本振模塊(8)、混頻器(9-1)、(9-2)、帶通濾波器(10-1)、(10-2)、放大器(11-1)、(11-2)各入端7腳與電源(20)出端+V電壓端連接，各入端8腳與接地端連接。
3.根據權利要求1或2所述的重疊頻譜的8重分集散射通信裝置，其特徵在於QPSK低中頻調製器(6)由奇偶分群模塊(12)、差分編碼模塊(13)、信號成型模塊(14-1)、(14-2)、乘法器(15-1)至(15-4)、低中頻模塊(16-1)、(16-2)、90度移相模塊(17-1)、(17-2)、1/2碼元延遲模塊(18-1)、(18-2)、加法器(19-1)、(19-2)組成，其中奇偶分群模塊(12)的輸入埠1、2腳分別與發送時鐘埠(A)、發送信碼埠(B)相連，其輸出埠3、4腳分別與差分編碼模塊(13)的輸入埠1、2腳相連；信號成型模塊(14-1)、(14-2)各輸入埠1腳分別與差分編碼模塊(13)輸出埠3、4腳相連，各輸出埠2腳分別與乘法器(15-1)、(15-2)各輸入埠1腳、1/2碼元延遲模塊(18-1)、(18-2)各輸入埠1腳相連；乘法器(15-1)入埠2腳與低中頻模塊(16-1)的輸出埠1腳、90度移相模塊(17-1)的輸入埠1腳並接，乘法器(15-2)入埠2腳與90度移相模塊(17-1)的輸出埠2腳連接；乘法器(15-1)、(15-2)各輸出埠3腳分別與加法器(19-1)的輸入埠1、2腳相連；低中頻模塊(16-2)輸出埠1腳與90度移相模塊(17-2)輸入埠1腳、乘法器(15-3)入埠2腳相連；乘法器(15-3)、(15-4)各入埠1腳分別與1/2碼元延遲模塊(18-1)、(18-2)各輸出埠2腳相連，乘法器(15-4)入埠2腳與90度移相模塊(17-2)出埠2腳連接；乘法器(15-3)、(15-4)各輸出埠3腳分別與加法器(19-2)入埠1、2腳相連；加法器(19-1)、(19-2)各輸出埠3腳分別與D/A變換器(7)輸入埠1、2腳相連，奇偶分群模塊(12)、差分編碼模塊(13)、信號成型模塊(14-1)、(14-2)、乘法器(15-1)至(15-4)、低中頻模塊(16-1)、(16-2)、90度移相模塊(17-1)、(17-2)、1/2碼元延遲模塊(18-1)、(18-2)、加法器(19-1)、(19-2)各入端7腳與電源(20)出端+V電壓端連接，各入端8腳與接地端連接。
專利摘要本實用新型公開了一種重疊頻譜的8重分集散射通信裝置，它涉及通信領域中大、中容量散射通信系統的散射通信設備。它由調製器、發射機電路、接收機電路、解調器、天線、電源等部件組成。它採用QPSK調製器產生佔空比可變的半餘弦信號，使每個碼元內保留了寬度可以調節的多徑保護間隔，實現帶內兩頻交疊的8重分集信號形式，達到只需採用一部數據機、一部發射機電路、一部接收機電路、兩部天線實現重疊頻譜的散射通信。且本實用新型抗信道衰落能力強，設備結構極大簡化，成本經濟極大降低，可靠性顯著提高，特別適用於大、中容量的車載或箱式散射通信裝置。
文檔編號H04B7/22GK2792035SQ20052002390
公開日2006年6月28日 申請日期2005年4月20日 優先權日2005年4月20日
發明者李文鐸, 秦建存 申請人:中國電子科技集團公司第五十四研究所