專利名稱：一種適于衰落信道的二維自適應(yīng)通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及通信領(lǐng)域中的一種適于衰落信道的二維自適應(yīng)通信裝置，特別適
用于作要求機(jī)動(dòng)性好、需快速開通的中小容量散射通信裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的自適應(yīng)散射通信設(shè)備采用自適應(yīng)選頻技術(shù)來克服信道的快衰落影響，傳輸 信息時(shí)只能自適應(yīng)的改變其載波頻率，并沒有速率自適應(yīng)調(diào)節(jié)的功能。與本實(shí)用新型不同 的是其調(diào)制器中沒有速率切換模塊9，解調(diào)器中沒有多速率解調(diào)模塊17、速率切換模塊18 及速率切換控制器19。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于避免上述背景技術(shù)中的不能自適應(yīng)改變速率的不足之處而
提供一種既能夠采用單車單天線結(jié)構(gòu)、能實(shí)時(shí)檢測(cè)信道、使設(shè)備始終工作在當(dāng)前信道的最 佳工作頻率上，又可以根據(jù)接收信號(hào)的強(qiáng)度自適應(yīng)改變傳輸速率的散射通信系統(tǒng)。本實(shí)用
新型具有較高的功率利用率和很強(qiáng)的抗信道衰落能力，使傳統(tǒng)散射通信設(shè)備的結(jié)構(gòu)得以簡(jiǎn) 化，成本得以降低，還具有根據(jù)接收信號(hào)強(qiáng)度自適應(yīng)的改變傳輸速率，靈活利用信道傳輸能 力等特點(diǎn)。 本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 適于衰落信道的二維自適應(yīng)通信裝置，包括輔助復(fù)接器、調(diào)制器、中頻放大器、解 調(diào)器、輔助分接器、射頻單元、天線，其中輔助復(fù)接器的輸入端口 5、6分別通過信號(hào)線與外 部輸入的符號(hào)時(shí)鐘B、信息碼流A端口相連，其輸入端口 3、4與解調(diào)器的輸出端口 2、3相連 接，其輸出端口 1、2分別與調(diào)制器的輸入端口 1、2相連接；調(diào)制器輸入端口 3、4、5分別與輔 助分接器的輸出端口 5、6、7相連接，輸出端口 6通過中頻線纜與射頻單元輸入端口 l相連； 射頻單元通過射頻線纜與天線單元的端口 1相連，其輸出端口 4通過中頻線纜與中放的輸 入端口 1相連接；中頻放大器的輸出端口 2與解調(diào)器的輸入端口 1相連接，其輸入端口與解 調(diào)器輸出端口6相連接；解調(diào)器輸出端口4、5分別與輔助分接器的輸入端口 1、2相連接；輔 助分接器輸出端口3、4分別連接外部輸出的符號(hào)時(shí)鐘D端口、信息碼流C端口 ；電源出端+V 電壓端分別與各模塊電路相應(yīng)電源端口連接。 調(diào)制器由基帶處理模塊、速率控制模塊、調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生模塊、探測(cè)信號(hào)產(chǎn)生模塊、 合路器模塊、接口模塊、載波控制模塊組成；基帶處理模塊的輸入端口 1、2與輔助復(fù)接器的 輸出端口 1、2相連接，其輸出端口3與速率控制模塊的輸入端口 l相連接；接口模塊的輸出 端口 4、5與速率控制模塊的輸入端口 3、4相連接，其輸入端口 1、2、3分別與輔助分接器的 輸出端口 5、6、7相連接；速率控制模塊的輸出端口 2與調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生模塊的輸入端口 1相 連；載波控制模塊的輸出端口 1與調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生模塊的輸入端口 2相連接，其輸入端口 2、 3、4分別與接口模塊的輸出端口 6、7、8相連接；調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生模塊的輸出端口 3與合路器 的輸入端口 1相連接；探測(cè)信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出端口 1連接合路器的輸入端口 2 ;合路器的輸出端口 3與射頻單元的輸入端口 1通過中頻線纜連接； 解調(diào)器由A/D變換模塊、數(shù)字下變頻器、多速率解調(diào)模塊、速率切換模塊、速率切 換控制器、載波產(chǎn)生模塊、信道估計(jì)模塊組成。其中A/D變換模塊的輸入端口 l與中頻放大 器的輸出端口 2相連接，輸出端口 2、3分別連接數(shù)字下變頻器的輸入端口 1、信道估計(jì)模塊 的輸入端口 1 ;載波產(chǎn)生模塊的輸出端口 2與數(shù)字下變頻器的輸入端口 3相連接，其輸入端 口 1與信道估計(jì)模塊的輸出端口 2相連接；數(shù)字下變頻器輸出端口 2連接多速率解調(diào)模塊 的輸入端口 1相連接；多速率解調(diào)模塊的輸出端口 2、3、4、5分別連接速率切換模塊的輸入 端口 1、2、3、4 ;速率切換控制器的輸出端口 2與速率切換模塊的輸入端口 7相連接，其輸入 端口 1與信道估計(jì)模塊的輸出端口 3相連接；速率切換模塊的輸出端口 5、6分別與輔助分 解器模塊的輸入端口 1、2相連接；信道估計(jì)模塊的輸出端口 4、5分別與輔助復(fù)接器的輸入 端口 3、4相連接。 本實(shí)用新型相比背景技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn) 1.本實(shí)用新型采用的調(diào)制器l，將調(diào)制信號(hào)與探測(cè)信號(hào)同時(shí)發(fā)射，每幀中不但對(duì) 信道多個(gè)頻點(diǎn)的衰落情況進(jìn)行探測(cè)，而且統(tǒng)計(jì)最佳頻點(diǎn)的接收電平強(qiáng)度，并根據(jù)對(duì)信道的 檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)的改變調(diào)制信號(hào)的發(fā)射頻率及信息的傳輸速率，具有很強(qiáng)的抗衰落性能，且 相對(duì)于以往設(shè)備平均傳輸速率得到提高。 2.本實(shí)用新型采用的解調(diào)器2，通過對(duì)信道的實(shí)時(shí)檢測(cè)，不但能夠選出最適合當(dāng) 前信道傳輸?shù)念l率，達(dá)到了選擇式分集合并的效果，而且還可以根據(jù)接收信號(hào)電平強(qiáng)度選 擇合適的傳輸速率，提高通信設(shè)備的平均傳輸速率；對(duì)自適應(yīng)頻率和速率均按幀變換的信 號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)相干解調(diào)，達(dá)到良好的性能。

圖1是本實(shí)用新型電原理方框圖。 圖2是本實(shí)用新型調(diào)制器1實(shí)施例的電原理圖。 圖3是本實(shí)用新型解調(diào)器2實(shí)施例的電原理圖。
具體實(shí)施方式參照?qǐng)D1至圖3，本實(shí)用新型由調(diào)制器1、解調(diào)器2、中頻放大器3、輔助復(fù)接器4、 輔助分接器5、射頻單元6、天線7組成。圖l是本實(shí)用新型的電原理方框圖，實(shí)施例按圖1 連接線路。其中輔助復(fù)接器的輸入端口 5、6分別通過信號(hào)線與外部輸入的符號(hào)時(shí)鐘B、信息 碼流A端口相連，其輸入端口 3、4與解調(diào)器的輸出端口 2、3相連接，其輸出端口 1、2分別與 調(diào)制器的輸入端口 1、2相連接；調(diào)制器輸入端口 3、4、5分別與輔助分接器的輸出端口 5、6、 7相連接，輸出端口 6通過中頻線纜與射頻單元輸入端口 1相連；射頻單元)輸入輸出端口 3、2分別與天線的輸入輸出端口 1、2連接，其輸出端口4與中放的輸入端口 l相連接沖頻 放大器的輸出端口 2與解調(diào)器的輸入端口 1相連接，其輸入端口與解調(diào)器輸出端口 6相連 接；解調(diào)器輸出端口 4、5分別與輔助分接器的輸入端口 1、2相連接；輔助分接器輸出端口 3、4分別連接外部輸出的符號(hào)時(shí)鐘D端口、信息碼流C端口 ；電源出端+V電壓端分別與各 模塊電路相應(yīng)電源端口連接。 輔助復(fù)接器4的作用是對(duì)通過輸入端口 A輸入的外部信息碼流、解調(diào)器2送入的當(dāng)前信道的最佳傳輸頻率及最佳傳輸速率信息進(jìn)行復(fù)接處理，并將處理后的信息碼流與符 號(hào)時(shí)鐘送給調(diào)制器1 ;輔助分接器5的作用是接收解調(diào)器2解調(diào)出的復(fù)合碼流以及符號(hào)時(shí) 鐘，分離出業(yè)務(wù)信息并輸出給外部信碼端口 C，輸出符號(hào)時(shí)鐘至外部符號(hào)時(shí)鐘端口 D，同時(shí) 將分離出的頻率指示信息和速率指示信息送至調(diào)制器1 ;射頻單元6的作用是將信號(hào)頻率 搬移至射頻頻段，并進(jìn)行放大后送至天線7，同時(shí)將天線7接收到的射頻信號(hào)放大并搬移到 70MHz ;天線7的作用是將信號(hào)發(fā)射出去，同時(shí)接收對(duì)端發(fā)射的信號(hào)并將其送入射頻單元6 ; 中頻放大器3的作用是將輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行放大，混頻，混頻后的信號(hào)輸出至解調(diào)器2 ; 實(shí)施例輔助復(fù)接器4、輔助分接器5均采用美國Altera公司生產(chǎn)Stratix系列FPGA芯片制 作。中頻放大器3采用XN402型集成放大器、AD8367等器件制作。 本實(shí)用新型調(diào)制器1的作用是根據(jù)頻率指示信息確定發(fā)射頻率，根據(jù)速率指示信 息切換傳輸速率，將調(diào)制后的信號(hào)送至射頻單元6，它由基帶處理模塊8、速率控制模塊9、 調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生模塊10、探測(cè)信號(hào)產(chǎn)生模塊11、合路器模塊12、接口模塊13、載波控制模塊14 組成；圖2是本實(shí)用新型調(diào)制器1的電原理圖，實(shí)施例按圖2連接線路。 基帶處理模塊8完成基帶信息的差分編碼，接口模塊13的作用是根據(jù)輔助分接 器5提供的最佳速率和頻率信息產(chǎn)生速率控制模塊9需要的速率選擇信息和載波控制模塊 14需要的頻率選擇信息，速率控制模塊9根據(jù)速率選擇信息進(jìn)行速率切換，載波控制模塊 14根據(jù)載波選擇信息產(chǎn)生合適的載波，調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生模塊10將載波與基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制， 產(chǎn)生地中頻調(diào)制信號(hào)，探測(cè)信號(hào)產(chǎn)生模塊11產(chǎn)生探測(cè)信號(hào)，合路器12將調(diào)制信號(hào)與探測(cè)信 號(hào)進(jìn)行合路后通過中頻電纜連接到射頻單元7;實(shí)施例基帶處理模塊8、速率控制模塊9、調(diào) 制信號(hào)產(chǎn)生模塊10、探測(cè)信號(hào)產(chǎn)生模塊11、接口模塊13、載波控制模塊14均采用一塊美國 Alterna公司生產(chǎn)Cyclone系列FPGA芯片、A/D公司生產(chǎn)的AD9763等制作。合路器12采 用成都天之公司生產(chǎn)的FLB-2-l合路器制作。 本實(shí)用新型解調(diào)器2的作用是實(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)前信道，將檢測(cè)到的最適合當(dāng)前信道的 頻率信息和最佳傳輸速率信息送至輔助復(fù)接器4，對(duì)接收信號(hào)根據(jù)最佳頻率和速率信息進(jìn) 行頻率和速率自適應(yīng)接收，恢復(fù)出原始碼流信息。它由A/D變換模塊15、數(shù)字下變頻器16、 多速率解調(diào)模塊17、速率切換模塊18、速率切換控制器19、載波產(chǎn)生模塊20、信道估計(jì)模塊 21組成，圖3是本實(shí)用新型解調(diào)器3的電原理圖，實(shí)施例按圖3連接線路。其中A/D變換模 塊15將中頻放大器3送入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，載波產(chǎn)生模塊20根據(jù)信道估計(jì)模 塊21輸出的最佳頻率信息產(chǎn)生數(shù)字下變頻16所需要的相應(yīng)載波，數(shù)字下變頻器16將信號(hào) 變換到零中頻信號(hào)，多速率解調(diào)模塊17完成多速率信息的解調(diào)，得到相應(yīng)的碼字，速率切 換控制器19根據(jù)信道估計(jì)模塊21輸出的最佳速率信息控制速率切換模塊18進(jìn)行速率切 換，速率切換模塊18根據(jù)速率切換控制器21的控制信息選擇一組碼字輸出作為解調(diào)器的 輸出，信道估計(jì)模塊21對(duì)接收的信道探測(cè)信號(hào)分析并進(jìn)行信道估計(jì)，得出最佳頻率和最佳 傳輸速率的信息，并將比較出的當(dāng)前信道最佳頻率信息和最佳傳輸速率信息送至輔助復(fù)接 器4。實(shí)施例數(shù)字下變頻器16、多速率解調(diào)模塊17、速率切換模塊18、速率切換控制器19、 載波產(chǎn)生模塊20、信道估計(jì)模塊21均采用一塊美國Alterna公司生產(chǎn)的Stratix系列FPGA 芯片制作。A/D變換模塊采用美國A/D公司生產(chǎn)的AD9218型芯片制作。 本實(shí)用新型電源37提供調(diào)制器、解調(diào)器、中頻放大器、輔助復(fù)接器、輔助分接器的 直流工作電壓，實(shí)施例采用市售通用集成穩(wěn)壓直流電源塊制作。[0020] 本實(shí)用新型簡(jiǎn)要工作原理如下 發(fā)送信息時(shí)，輔助復(fù)接器4將外部業(yè)務(wù)信息端A輸入的連續(xù)信碼及從解調(diào)器檢測(cè) 出的最佳發(fā)射頻率信息及最佳傳輸速率信息進(jìn)行復(fù)接處理，復(fù)接后的鐘碼送入調(diào)制器1 ，來 自輔助復(fù)接器4的信號(hào)在調(diào)制器內(nèi)進(jìn)行基帶處理、速率切換模塊9根據(jù)速率選擇信息進(jìn)行 速率切換，載波控制模塊14根據(jù)載波選擇信息產(chǎn)生合適的載波，調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生模塊10將載 波與基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生地中頻調(diào)制信號(hào)，探測(cè)信號(hào)產(chǎn)生模塊11產(chǎn)生探測(cè)信號(hào)，合路 器12將調(diào)制信號(hào)與探測(cè)信號(hào)進(jìn)行合路后通過中頻電纜連接到射頻單元7，經(jīng)過射頻單元7 變頻放大后送至天線，天線8將信號(hào)發(fā)射出去。 接收信息時(shí)，天線8將對(duì)端發(fā)射信號(hào)接收到后送入射頻單元7，射頻單元7將接收 信號(hào)放大并搬移到70MHz送給中頻放大器3，中頻放大器3對(duì)中頻信號(hào)放大后送入解調(diào)器 2，解調(diào)器2先將信號(hào)進(jìn)行D/A變換，變換后的數(shù)字信號(hào)一路根據(jù)信道估計(jì)器產(chǎn)生的最佳頻 率進(jìn)行數(shù)字下變頻、然后分4路進(jìn)行多速率解調(diào)，解調(diào)出的4路碼字在速率切換模塊19中 根據(jù)速率信息選擇一路輸出后送入輔助分接器5，輔助分接器5分接出業(yè)務(wù)信息送至輸出 端口 。另一路信號(hào)對(duì)探測(cè)信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，得到當(dāng)前信道的最佳工作頻率和傳輸速率，并 將當(dāng)前信道最佳工作頻率和最佳傳輸速率信息送至輔助復(fù)接器4。 本實(shí)用新型安裝結(jié)構(gòu)如下 把調(diào)制器、解調(diào)器、中頻放大器、輔助復(fù)接器、輔助分接器、監(jiān)控單元等印制板安裝 在一個(gè)長、寬、高為420X420X90mm的機(jī)箱內(nèi)，機(jī)箱的后面板上安裝信碼入端口 A、符號(hào)時(shí) 鐘入端口 B、信碼出端口 C、符號(hào)時(shí)鐘出端口 D的電纜插座，在后面板上安裝上發(fā)信機(jī)出入端 口 E、收信機(jī)出入端口 F的電纜插座和電源輸入端插座，組裝成本系統(tǒng)低頻單元；射頻單元 安裝在一個(gè)長、寬、高為600X420X260mm的機(jī)箱內(nèi)，機(jī)箱后面板安裝各個(gè)中頻輸入、中頻 輸出、射頻輸入/輸出端口 、電源輸入端口等各端口 ，組成本實(shí)用新型的射頻單元。低頻和 射頻單元安裝在一輛越野車內(nèi)，天線為1. 5m天線，安裝在車頂部。
權(quán)利要求一種適于衰落信道的二維自適應(yīng)通信裝置，它包括中頻放大器(3)、輔助復(fù)接器(4)、輔助分接器(5)、射頻單元(6)、天線(7)，其特征在于還包括調(diào)制器(1)、解調(diào)器(2)；所述的輔助復(fù)接器(4)的輸入端口5、6分別通過信號(hào)線與外部輸入的符號(hào)時(shí)鐘B、信息碼流A端口相連，其輸入端口3、4與解調(diào)器(2)的輸出端口2、3相連接，其輸出端口1、2分別與調(diào)制器(1)的輸入端口1、2相連接；調(diào)制器(1)輸入端口3、4、5分別與輔助分接器(5)的輸出端口5、6、7相連接，輸出端口6通過中頻線纜與射頻單元(6)輸入端口1相連；射頻單元(6)通過射頻線纜與天線單元(7)的端口1相連，射頻單元(6)的輸出端口4通過中頻線纜與中放(3)的輸入端口1相連接；中頻放大器(3)的輸出端口2與解調(diào)器(2)的輸入端口1相連接，其輸入端口(3)與解調(diào)器(2)輸出端口6相連接；解調(diào)器(2)輸出端口4、5分別與輔助分接器(5)的輸入端口1、2相連接；輔助分接器(5)輸出端口3、4分別連接外部輸出的符號(hào)時(shí)鐘D端口、信息碼流C端口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種于衰落信道的二維自適應(yīng)通信裝置，其特征在于調(diào)制 器(1)包括基帶處理模塊(8)、速率控制模塊(9)、調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生模塊(10)、探測(cè)信號(hào)產(chǎn)生模 塊(11)、合路器模塊(12)、接口模塊(13)、載波控制模塊(14);所述的基帶處理模塊(8)的 輸入端口 1、2與輔助復(fù)接器(4)的輸出端口 1、2相連接，其輸出端口 3與速率控制模塊(9) 的輸入端口 1相連接；接口模塊(13)的輸出端口 4、5與速率控制模塊(9)的輸入端口 3、 4相連接，其輸入端口 1、2、3分別與輔助分接器(5)的輸出端口 5、6、7相連接；速率控制模 塊(9)的輸出端口 2與調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生模塊(10)的輸入端口 1相連；載波控制模塊(14)的 輸出端口 1與調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生模塊(10)的輸入端口 2相連接，其輸入端口 2、3、4分別與接口 模塊(13)的輸出端口 6、7、8相連接；調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生模塊(10)的輸出端口 3與合路器(12) 的輸入端口 1相連接；探測(cè)信號(hào)產(chǎn)生模塊(11)輸出端口 1連接合路器(12)的輸入端口 2 ; 合路器(12)的輸出端口 3與射頻單元(6)的輸入端口 1通過中頻線纜連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種于衰落信道的二維自適應(yīng)通信裝置，其特征在于 解調(diào)器(2)包括A/D變換模塊(15)、數(shù)字下變頻器(16)、多速率解調(diào)模塊(17)、速率切換模 塊(18)、速率切換控制器(19)、載波產(chǎn)生模塊(20)、信道估計(jì)模塊(21);所述的A/D變換模 塊(26)的輸入端口 1與中頻放大器(3)的輸出端口 2相連接，輸出端口 2、3分別連接數(shù)字 下變頻器(16)的輸入端口 1和信道估計(jì)模塊(21)的輸入端口 1 ;載波產(chǎn)生模塊(20)的輸 出端口 2與數(shù)字下變頻器(16)的輸入端口 3相連接，其輸入端口 1與信道估計(jì)模塊(21) 的輸出端口 2相連接；數(shù)字下變頻器(16)輸出端口 2連接多速率解調(diào)模塊(17)的輸入端 口 1相連接；多速率解調(diào)模塊(17)的輸出端口 2、3、4、5分別連接速率切換模塊(18)的輸 入端口 1、2、3、4 ;速率切換控制器(19)的輸出端口 2與速率切換模塊(18)的輸入端口 7相 連接，其輸入端口 1與信道估計(jì)模塊(21)的輸出端口 3相連接；速率切換模塊(18)的輸出 端口 5、6分別與輔助分解器模塊(5)的輸入端口 1、2相連接；信道估計(jì)模塊(21)的輸出端 口 4、5分別與輔助復(fù)接器(4)的輸入端口 3、4相連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種適于衰落信道的二維自適應(yīng)通信裝置，它涉及通信領(lǐng)域中抗快衰落、頻率自適應(yīng)、速率自適應(yīng)、單收發(fā)信機(jī)、單天線結(jié)構(gòu)的散射通信系統(tǒng)。它由調(diào)制器、解調(diào)器、中頻放大器、輔助復(fù)接器、輔助分接器、射頻單元、天線等部件組成。它采用頻分雙工的調(diào)制解調(diào)方式、實(shí)時(shí)信道探測(cè)、自適應(yīng)選率、自適應(yīng)速率調(diào)整技術(shù)，使系統(tǒng)始終工作在當(dāng)前信道的最佳傳輸頻率上，具有很強(qiáng)的抗信道快衰落性能，且傳輸速率隨信道衰落狀況自適應(yīng)可變。本通信系統(tǒng)特別適用于中小容量的散射通信，具有集成化程度高、體積小、重量輕、成本低、機(jī)動(dòng)性好等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04B7/22GK201467131SQ20092010426
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日
發(fā)明者劉瑩, 盧坡, 吳丹, 孫柏昶, 宋迎東, 韓明鑰 申請(qǐng)人:中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所