专利名称：一种无感双机热备份微波通信调制解调器装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通信领域中一种无感双机热备份微波通信调制解调器装置，特别
适用于需要保证长期正常工作的微波通信系统。
背景技术：
在数字微波传输中，为提高整个系统的可靠性，经常采用备份的方法，即除了传送 信息的主用设备或主用波道外，还有备用设备或备用波道，当主用设备或主用波道发生故 障时，或是误码率恶化到一定门限时，可通过人工或自动切换到备用设备或备用波道上去。 但是在切换期间，系统会短暂无法正常工作，影响系统的正常运行。
实用新型内容本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种发端实现业
务的复接、基带成形和中频调制功能；收端实现中频信号的AGC控制、数据解调和分接功能
的新型无感双机热备份微波通信调制解调器装置。本实用新型备份波道的目的不仅是解决
波道发生故障，而且也是对抗多径衰落的措施。当主用波道发生多径衰落，误码率迅速恶
化，而备用波道误码率较好时，可在无损伤的条件下切换到备用波道上，从而改善了系统的
误码性能，还具有分集合并效果。 本实用新型的目的是这样实现的 —种无感双机热备份微波通信调制解调器装置，发端包括辅助复接器、调制器，收 端包括辅助分接器、解调器、中频放大器，其中发端辅助复接器的输入端口 1连接外部的数 据发送端口 A，辅助复接器的输出端口 2、3分别连接调制器的输入端口 1、2，调制器的输出 端口 3连接外部的输出端口 B，中频放大器的输入端口 5、6分别连接外部的输入端口 C、 D、 中频放大器的输出端口 1、3、2、4分别连接解调器的输入端口 3、4和解调器的输入端口 3、4， 解调器的输出端口 1、2分别连接辅助分接器的输入端口 2、3，解调器的输出端口 1、2分别 连接辅助分接器的输入端口 4、5，辅助分接器的输出端口 1连接数据输出端口 E ;电源出端 +V、 +V2电压端分别与各模块电路相应电源端口连接。 本实用新型相比背景技术有如下优点 1.本实用新型在一个标准3U机箱中集成了辅助复接器1、调制器2、辅助分接器
6、解调器4、5、中频放大器3、电源7等部件，采用插件式结构，极大的减小了传统微波通信
调制解调器的体积与重量，推动了微波通信设备朝轻便型和小型化方向发展。 2.本实用新型采用解调器4、5具有微波通信系统抗多径能力，从而大大提高了微
波通信系统传输速率。 3、本实用新型采用解调器4、5实现了一种简单易行、FPGA资源开销小、抗衰落位 同步提取，提高了设备的通信性能和稳定可靠度。 4、本实用新型采用辅助分接器6实现了一种无感切换装置，并放在辅助复接器6 中，和复接器共用一块FPGA，由VHDL编程实现，设计灵活，便于移植和修改。
图1是本实用新型实施例的电原理分框图。 图2是本实用新型收端中频放大器3实施例的电原理图。 图3是本实用新型收端解调器4、5实施例的电原理图。 图4是本实用新型收端辅助分接器6实施例的电原理图。
具体实施方式参照图1，本实用新型发端包括辅助复接器1、调制器2，收端包括辅助分接器6、解 调器4、5、中频放大器3，解调器A4、解调器B5，其中发端辅助复接器1的输入端口 1连接外 部的数据发送端口 A，辅助复接器l的输出端口 2、3分别连接调制器2的输入端口 1、2，调 制器2的输出端口 3连接外部的输出端口 B ;中频放大器3的输入端口 5、6分别连接外部的 输入端口 C、D，中频放大器3的输出端口 1、3、2、4分别连接解调器A4的输入端口 3、4和解 调器B5的输入端口 3、4，解调器A4的输出端口 1、2和解调器B5的输出端口 1、2分别连接 辅助分接器6的输入端口 2， 3， 4， 5，分接器6的输出端口 1连接数据输出端口 E ;电源(7) 出端+V、+V2电压端分别与各模块电路相应电源端口连接。 发端辅助复接器1作用是将业务和其它一些辅助信息复接。调制器2作用是将 辅助复接器1送来的数据进行基带成形，然后调制到中心频率为70MHz载波上，形成中频 信号输出。实施例辅助复接器1采用EP1C12Q24017、 CS61575等器件制作；调制器2采用 EP2C8Q208I8N、AD9763等器件制作。 参照图2，本实用新型收端中频放大器3的作用是将接收的2路带内两频的中频 信号分别通过分路器8、 17，每路再通过不同带通滤波器9、 10把两个频率分开，并通过可变 增益控制器11、13和12、14对每路进行单独自动增益控制，再经过放大器15和16分别对 信号进行放大输出。另外一路过程与上相同。起控电平-60dBm，输出电平0dBm，控制范围 60dB ;分路器8、17带通滤波器9、10、18、19可变增益控制器11、 12、 13、 14、20、21、22、23放 大器15、16、24、25的各输入端口 20脚与地端并接，各输入端口 21脚与电源7出端+V电压 端并接。实施例中频放大器3采用MAV-11、MAR-1、ERA-5、AD8367等器件制作。 参照图3，本实用新型解调器A4、解调器B5作用是对接收的中频调制信号解调成 数据的数字信号后由其出端口 1、2脚输入辅助分接器6，它由混频器26、27，滤波器28、29， 放大器30、31，A/D变换器32、下变频器33、34，相干解调35、36，合并器37，积分判决器38， 差分译码单元39组成，图3是本实用新型收端解调器4、5的电原理图，实施例按图3连接 线路。图3中输入的的中频调制信号经混频器26、27，滤3波器28、29，放大器30、31，后输 入A/D变换器32进行采样后转换为数字低中频信号，随后输入下变频器33、34转换为两个 支路的数字基带信号，该基带信号由下变频器33、34的输出端口 2脚输入到相干解调35、36 的输入端口 l脚，在相干解调35、36内进行接收信号的相干解调，得到相干解调后的信号。 信号通过其2脚分别送给合并器37的输入端口 2、3脚，在合并器37中完成信号的合并处 理，合并后的信号通过其输出端口 1脚送给积分判决误器38的输入端口 2脚，积分判决误 器38完成信息的判决。积分判决误器38通过其输出端口 l脚将信号送给差分译码单元39 的输入端口 3脚。差分译码单元39将解调出的钟码分别通过其输出端1、2脚送往辅助分
5接器。混频器26 、27低通滤波器28 、29放大器30、31A/D变换器32的各输入端口 20脚与 地端并接，各输入端口 21脚与电源7出端+V电压端并接；正交下变频器33、34相干解调 单元35、36合并单元37积分判决38差分译码39的各输入端口 20脚与地端并接，各输入 端口 21脚与电源7出端+V2电压端并接。实施例A/D变换器32采用美国AD公司生产的 AD9218芯片制作；下变频器33、34，相干解调35、36，合并器37，积分判决器38，差分译码单 元39采用一块现场可编程门阵列(FPGA)集成电路制作。 参照图4，本实用新型辅助分接器6的作用是同时收到解调器4、5送来的数据码 流，首先分别对两路码流进行抗衰落帧同步，在帧同步的情况下(不同步时误码率很大)计 算误码率，统计l秒钟，根据判决原则选择一路误码率小的工作，另一路备用，把选择信号 输出给码相关性检测44输入端7脚和锁相环模块47的输入端1脚，码相关性检测模块检 测两路是否对齐，输出扣除脉冲到时钟扣除40、41的输入端2脚，调整备用的码流使它和工 作的码流对齐，锁相环模块47使时钟锁定在工作支路上，然后用锁相环模块47输出端4脚 的读出时钟把两路数据读出。并对数据进行分接。时钟扣除单元40、41弹存储器42、43码 相关性检测44码流时钟选择输出45帧同步误码率切换逻辑46分频锁相环47业务分接48 的各输入端口 20脚与地端并接，各输入端口 21脚与电源7出端+V2电压端并接。实施例 辅助分接器6与辅助复接器1采用同一个EP1C12Q240I7器件制作。 本实用新型电源7提供各级部件工作电压，实施例采用通用的集成稳压电源制 作，输出+V电压为+5V电压，输出+V2电压为+3. 3V电压。 本实用新型简要工作原理如下发送端在辅助复接器1中实现数据的复接，在调 制器2中完成信号的基带成形和70MHz的中频调制。接收端首先将接收的四路中频信号在 中频放大器3中完成信号的滤波和AGC放大，将2路带内两频中频信号变为4路带内单频中 频信号，然后经过将中频信号分别送给解调器4、5。在解调器4、5中，中频信号经混频26、 27，带通滤波器28、28，放大器30、31，由A/D变换器32将模拟信号变换为数字信号，变换后 的数字信号进入下变频器33、34，在下变频器33、34中完成低中频信号的下变频，将低中频 信号转换为基带信号。基带信号进入相干解调35、36，两路相干解调信号经过合并器37中 进行合并。合并后的信号在积分判决器38中进行判决，恢复出码流信息。恢复出的码流信 息在差分译码单元39中完成差分译码，恢复出最终的码流信息和同步时钟信息。解调器4、 5输出的码流信息和同步时钟信息送给辅助分接器3，在辅助分接器3中对信息进行无感切 换和分接，输出业务信息。 本实用新型安装结构如下把图1至图4中电路器件按图1至图2连接线路， 安装在七块长、宽均为为280X110mm的印制板上，然后把印制板安装在一个长、宽、高为 150X290X26毫米的插件盒内，将插件盒安装在一个宽19英寸、高3U、深425mm的标准机 箱内。机箱的后面板上安装与辅助复接器l连接的输入端口A电缆插座(与分接器6的输 出端口 E共用电缆插座)，在机箱后面板还安装有调制器2输出端口 B电缆插座，接收信 号输入端口 C、D电缆插座、电源输入端插座，组装成本实用新型。
权利要求一种无感双机热备份微波通信调制解调器装置，发端包括辅助复接器(1)、调制器(2)，其特征在于收端包括辅助分接器(6)、中频放大器(3)，解调器A(4)、解调器B(5)，其中发端辅助复接器(1)的输入端口1连接外部的数据发送端口A，辅助复接器(1)的输出端口2、3分别连接调制器(2)的输入端口1、2，调制器(2)的输出端口3连接外部的输出端口B，中频放大器(3)的输入端口5、6分别连接外部的输入端口C、D，中频放大器(3)的输出端口1、3、2、4分别连接解调器1(4)的输入端口3、4和解调器2(5)的输入端口3、4，解调器1(4)的输出端口1、2和解调器2(5)的输出端口1、2分别连接辅助分接器(6)的输入端口2，3，4，5，分接器(6)的输出端口1连接数据输出端口E。
2. 根据权利要求1所述的一种无感双机热备份微波通信调制解调器装置，其特征在 于中频放大器(3)包括分路器(8、17)、带通滤波器(9、10、18、19)、可变增益控制器(11、 12、13、14、20、21、22、23)、放大器(15、 16、24、25);其中分路器(8)的输入端口 1脚与设备入端C连接，输出端口 2、3脚分别连接带通滤 波器(9)的输入端口 l脚和带通滤波器(10)的输入端口 l脚；带通滤波器(9)的输出端口 2脚连接可变增益控制器(11)的输入端口 1脚；带通滤波器(10)的输出端口 2脚连接可 变增益控制器(12)的输入端口 1脚；可变增益控制器(11)的输出端口 2脚连接可变增益 控制器(13)的输入端口 1脚；可变增益控制器(12)的输出端口 2脚连接可变增益控制器 (14)的输入端口 l脚；可变增益控制器(13)的输出端口 2脚连接放大器(15)的输入端口 1脚；可变增益控制器(14)的输出端口 2脚连接放大器(16)的输入端口 1脚；分路器(17)的输入端口 1脚与设备入端D连接，输出端口 2、3脚分别连接带通滤波器 (18)的输入端口 1脚和带通滤波器(19)的输入端口 1脚；带通滤波器(18)的输出端口 2 脚连接可变增益控制器(20)的输入端口 l脚；带通滤波器(19)的输出端口 2脚连接可变增 益控制器(21)的输入端口 1脚；可变增益控制器(20)的输出端口 2脚连接可变增益控制 器(22)的输入端口 l脚；可变增益控制器(21)的输出端口 2脚连接可变增益控制器(23) 的输入端口 l脚；可变增益控制器(22)的输出端口 2脚连接放大器(24)的输入端口 l脚； 可变增益控制器(23)的输出端口 2脚连接放大器(25)的输入端口 1脚。
3. 根据权利要求2所述的一种无感双机热备份微波通信调制解调器装置，其特征在 于解调器(4、5)均包括混频器(26、27)、低通滤波器(28、29)、放大器(30、31) 、A/D变换器 (32)、正交下变频器(33、34)、相干解调单元(35、36)、合并单元(37)、积分判决(3S)、差分 译码(39)，其中混频器(26、27)输入端1脚分别连接解调器(4、5)输入端3、4脚；混频器 (26)输出端2脚连接低通滤波器(28)输入端1脚，混频器(27)输出端2脚连接低通滤波 器(29)输入端1脚，低通滤波器(28)输出端2脚连接放大器(30)输入端1脚，低通滤波 器(29)输出端2脚连接放大器(31)输入端l脚，放大器(30、31)的输出端2分别连接A/D 变化器(32)输入端1、2脚；A/D变化器(32)输出端3、4脚分别连接正交下变频器(33)的 输入端1脚和正交下变频器(34)的输入端1脚，正交下变频器(33)输出端2脚连接相干 解调单元(35)输入端1脚，正交下变频器(34)输出端2脚连接相干解调单元(36)输入端 l脚，相干解调单元(35、36)输出端2脚分别连接合并单元(37)输入端2、3脚，合并单元 (37)输出端1脚连接积分判决(38)输入端3脚，积分判决(38)输出端1脚连接差分译码 (39)输入端3脚，差分译码(39)输出端1、2脚分别连接解调器(4)或(5)输出端1、2脚。
4. 根据权利要求3所述的一种无感双机热备份微波通信调制解调器装置，其特征在于辅助复分解器(6)包括时钟扣除单元(40、41)、弹存储器(42、43)、码相关性检测(44)、 码流时钟选择输出(45)、帧同步误码率切换逻辑(46)、分频锁相环(47)、业务分接(48);其 中时钟扣除单元(40)的输入端1脚、帧同步误码率切换逻辑(46)的输入端1脚和分频锁 相环(47)的输入端2脚相连接，时钟扣除单元(41)的输入端1脚、帧同步误码率切换逻辑 (46)的输入端3脚和分频锁相环(47)的输入端3脚相连接；时钟扣除单元(40)的输入端 2脚与码相关性检测(44)的输出端2脚连接，时钟扣除单元(41)的输入端2脚与码相关性 检测(44)的输出端4脚连接；弹存储器(42、43)的输入端2脚分别连接帧同步误码率切换 逻辑(46)的输入端2、4脚；时钟扣除单元(40、41)输出端3分别连接弹存储器(42、43)输 入端1脚，弹存储器(42、43)的输出端3脚分别连接码相关性检测(44)的输入端1、3脚； 码相关性检测(44)的输出端5、6脚分别连接码流时钟选择输出(45)的输入端1、2脚；码 流时钟选择输出(45)的输出端5、6脚分别连接业务分接(48)输入端1、2脚；帧同步误码 率切换逻辑(46)输出端5脚、分频锁相环(47)输入端l脚、码流时钟选择输出(45)输入 端3脚相连接；分频锁相环(47)输出端4脚连接码流时钟选择输出(45)输入端4脚。
专利摘要本实用新型公开了一种无感双机热备份微波通信调制解调器装置，它涉及微波通信领域中无感双机热备份微波通信设备，它由辅助复接器、调制器、中频放大器、解调器、辅助分接器、电源组成；本实用新型发端实现业务的复接、基带成形和中频调制功能；收端实现中频信号的AGC控制、数据解调、两解调器无损伤切换和分接功能，实现了双机热备份的调制解调功能。本实用新型采用无感双机热备份，可靠性强，是一种全双工、无感热备份、能不间断工作、并具分集合并效果的数字调制解调器。本实用新型不会因一台设备故障而影响重要业务的可靠传输，根据信道的质量，实现两个通道的无感自动切换，极大提高了可靠性，通过实际应用，证明了这种装置有较好的实用效果。
文档编号H04L25/02GK201533317SQ2009201039
公开日2010年7月21日 申请日期2009年8月3日 优先权日2009年8月3日
发明者李经安, 郝清涛 申请人:中国电子科技集团公司第五十四研究所