专利名称：成对载波多址调制解调器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及卫星通信领域中的一种成对载波多址(简称PCMA)调制解调器，特别适用于用作卫星通信系统中基于频谱复用的 信道传输的PCMA调制解调器。
技术背景卫星通信是通过外空间卫星转发器来进行的，完全依赖于空间资 源，随着卫星通信在我国各个领域中日益广泛地应用，对卫星转发器 的资源的要求越来越多，鉴于现在星上资源有限，不能满足日益增长 的需求，所以提高卫星通信系统的频谱利用率越来越受到关注。发明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 一种能够提高频谱利用率的PCMA调制解调器，本实用新型还具有集 成化程度高、性能稳定可靠、重量轻、功耗低、结构简单、能在较恶 劣的环境条件(-l(TC 55°C)下正常工作等特点。本实用新型的目的是这样实现的它由监控单元l、按键盘2、 液晶显示器3、电源4、中频单元6、基带调制解调模块5、干扰抵消 模块7组成，其中中频单元6入端1脚与外部L频段中频输入端口 A 连接，中频单元6出端2脚与L频段中频输出端口B连接，中频单元 6入端5脚通过数据线与监控单元1出端6脚相连，中频单元6入端 3脚与基带调制解调模块5出端3脚连接，中频单元6出端4脚与干 扰抵消模块7入端3脚连接，干扰抵消模块7入端2脚与监控单元1 出端5脚连接，干扰抵消模块7出端1脚与基带调制解调模块5入端 2脚连接，干扰抵消模块7入端4脚与基带调制解调模块5出端6脚 连接，基带调制解调模块5入端4脚与外部数据源输入端口 C连接， 基带调制解调模块5出端5脚与外部数据源输出端口 D连接，基带调 制解调模块5入端1脚通过数据线与监控单元1出端3脚相连，监控单元1出端4脚通过数据线与液晶显示器3入端1脚连接、入端2 脚通过数据线与按键盘2出端1脚连接，监控单元1出入端1脚通过数据线与外部RS-485接口 E端口连接，电源4出端口+Vl、 +V2、 +V3、 +V4电压端与各部件相应电源端并接。本实用新型的目的还可以通过以下措施达到本实用新型基带调制解调模块5由信道编码器8、成形滤波器9、 D/A变换器10、低通滤波器ll、数字下变频器12、匹配滤波器13、 位定时恢复电路14、载波恢复电路15、信道译码器16组成，其中信 道编码器8入端1脚与外部数据源输入端口 C连接、信道编码器8出 端2脚一路与成形滤波器9入端1脚连接、另一路与干扰抵消模块7 入端4脚连接，成形滤波器9出端2脚与D/A变换器10入端1脚连 接，D/A变换器10出端2脚与低通滤波器ll入端l脚连接，低通滤 波器11出端2脚与中频单元6入端3脚连接，监控单元1的出端3 脚与成形滤波9的入端3脚连接；数字下变频器12入端1脚与干扰 抵消模块7出端1脚连接，数字下变频器12出端2脚与匹配滤波器 13入端1脚连接，匹配滤波器13出端2脚与位定时恢复电路14入 端1脚连接、位定时恢复电路14出端3脚与载波恢复电路15入端1 脚连接、载波恢复电路15出端2脚与数字下变频器12入端3脚连接、 位定时恢复电路14出端2脚与信道译码器16入端1脚连接，信道译 码器16出端2脚与外部数据源输出端口 D连接，监控单元1的出端 3脚与位定时恢复电路14的入端4脚连接，信道编码器8、成形滤波 器9、 D/A变换器10、低通滤波器11、数字下变频器12、匹配滤波 器13、位定时恢复电路14、载波恢复电路15、信道译码器16各入 端6脚与电源4出端+Vl电源端连接、各入端7脚与地端连接。本实用新型干扰抵消模块7由A/D变换器17、数字下变频器18、 干扰信号捕获电路19、定时估计电路20、干扰信号抵消电路21、载 波恢复电路22、发符号存贮电路23组成，其中中频单元6出端4脚 与A/D变换器17入端1脚连接，A/D变换器17出端2脚与数字下变 频器18入端1脚连接，数字下变频器18入端3脚与载波恢复电路 22出端2脚连接，数字下变频器18出端2脚与干扰信号捕获电路19入端1脚连接，干扰信号捕获电路19出端2脚与定时估计电路20入端1脚连接，定时估计电路20出端2脚与干扰信号抵消电路21入端 1脚连接，定时估计电路20出端3脚与载波恢复电路1入端1脚连 接，干扰信号抵消电路21出端2脚与基带调制解调模块5的入端2 脚连接，发符号存贮电路23入端1脚与基带调制解调模块5的出端 6脚连接，发符号存贮电路23入端3脚与监控单元1的出端5脚连 接，A/D变换器17、数字下变频器18、干扰信号捕获电路19、定时 估计电路20、干扰信号抵消电路21、载波恢复电路22、发符号存贮 电路23各入端6脚与电源4出端+Vl电源端连接、各入端7脚与地 端连接。本实用新型与背景技术相比具有如下优点1.本实用新型采用基带调制解调模块5和干扰抵消模块7后， 其应用对象为两个相互通信的卫星通信用户，他们占用同一通信频带 传输，其信号在时域和频域上完全重叠，通信中的一方把自己发出的 返回信号抵消掉，然后正确解调出对方的发出的信号，从而在同一载 波上实现通信，达到减少一半系统占用带宽的目的。2. 本实用新型各部件集成化程度高，功耗低，整机调试工作量 小，性能稳定可靠，能够在较恶劣的环境(-IO'C 55°C)条件下 正常工作。3. 本实用新型采用标准外形结构，结构简单，内部紧凑，成本 低，具有推广应用价值。
图1是本实用新型的原理方框图。 图2是本实用新型基带调制解调模块5的电原理图。 图3是本实用新型干扰抵消模块7的电原理图。
具体实施方式
参照图1至图3，本实用新型由监控电路1、按键盘2、液晶显 示器3、电源4、中频单元6、基带调制解调模块5、干扰抵消模块7 组成，图1是本实用新型的原理方框图，实施例按图1连接线路。其 中监控电路1出入端1脚通过RS-485接口与外部监控系统入端口 E连接，用于实施对本机的监测和控制，监控电路1入端2脚与按键盘 2出端1脚连接，通过本机的按键操作修改或监测本机的状态，并通 过与监控电路1出端4脚连接的液晶显示器3显示。监控电路1出端6脚与中频单元6入端5脚连接，用于控制中频收发本振源的频率变 化和中频输出信号的功率电平，并检测它的工作状态。监控电路l出 端3脚与基带调制解调模块5入端1脚连接，用于控制本机的信息速 率和调制方式等工作参数，并检测它的信噪比等工作状态。监控电路 1出端5脚与干扰抵消模块7入端2脚连接，用于设置本机的干扰抵 消功能以及与基带调制解调模块5相对应的工作参数变化。监控电路 1其作用就是通过这些控制和监测端口控制本机的正常工作，实施例 采用市售专用CPU集成电路C8051F023、专用集成电路74LVC4245A、 EPM 7064STI44-7、时钟电路DS12C887、 485接口电路MAX48犯PD制 作。液晶显示器3实施例采用RICH24201-3英文显示液晶制作。按键 盘2实施例采用Ro按键制作。中频单元6入端3脚与基带调制解调模块5出端3脚连接，其作 用是对基带处理模块输出的基带信号进行中频调制，中频单元6出端 2脚与L频段中频输出端口 B连接，其作用是将中频调制后的中频信 号输出。中频单元6入端1脚与外部L频段中频输入端口A连接，其 作用是接收外部输入的中频信号，并对输入的中频信号进行正交解 调。中频单元6出端4脚与干扰抵消模块7入端3脚连接，其作用是 将经中频解调后的复基带信号送干扰抵消模块7进行干扰信号抵消。 中频单元6其作用就是对基带调制解调模块5输出的基带信号进行中 频调制，并把调制后的中频信号输出，同时中频单元6还接收外部输 入的中频信号，并对输入的中频信号进行正交解调，然后将经中频解 调后的复基带信号送干扰抵消器7进行干扰信号抵消，再把干扰抵消 后的信号送基带调制解调模块5进行解调。实施例采用专用的有源调 制芯片AD8345、有源解调芯片AD8348制作。本实用新型基带调制解调模块5由信道编码器8、成形滤波器9、 D/A变换器10、低通滤波器ll、数字下变频器12、匹配滤波器13、 位定时恢复电路14、载波恢复电路15、信道译码器16组成。实施例基带调制解调模块5的电原理连接线路如图2所示。其中信道编码器 8其作用是完成数据的差分编码、巻积编码，成形滤波器9其作用是完成编码后数据的基带成形，D/A变换器10其作用是对成形后的信 号进行D/A变换器，实施例采用两片D/A芯片AD9762制作。低通滤 波器11，用于滤除数字处理过程中产生的信号频谱的谐波分量，实 施例采用LC滤波器。数字下变频器12其作用是对接收信号进行正交 数字下变频器，匹配滤波器13其作用是完成对接收信号的波形匹配， 位定时恢复电路14其作用是通过位定时跟踪环路的调整，在接收端 取得信号的最佳采样点，载波恢复电路15其作用是完成相干解调的 载波恢复电路，信道译码器16其作用是对解调基带输出的数据进行 纠错译码处理。实施例信道编码器8、成形滤波器9、数字下变频器 12、匹配滤波器13、位定时恢复电路14、、载波恢复电路15、信道 译码器16各个功能模块采用单片FBGA芯片EP2C35F484I8制作。本实用新型干扰抵消模块7由A/D变换器17、数字下变频器18、 干扰信号捕获电路19、定时估计电路20、干扰信号抵消电路21、载 波恢复电路22、发符号存贮电路23组成。实施例干扰抵消模块7电 原理连接线路如图3所示。A/D变换器22其作用是对接收到的信号 进行A/D变换器，将模拟信号转变为数字信号，实施例采用两片A/D 芯片AD9432BST-80制作。数字下变频器18其作用是对接收信号进行 正交数字下变频，干扰信号捕获电路19其作用是完成对本站返回信 号的捕获，定时估计电路20其作用是通过位定时跟踪环路的调整， 在得到干扰信号的最佳采样点，干扰信号抵消电路21其作用是对干 扰信号进行抵消，载波恢复电路22其作用是对干扰信号进行载波提 取，发符号存贮电路23其作用是存贮基带调制解调模块5的发符号， 送给本模块的干扰信号捕获电路、位定时恢复电路、干扰信号抵消电 路。实施例数字下变频器18、干扰信号捕获电路19、定时估计电路 20、干扰信号抵消电路21、载波恢复电路22、发符号存贮电路23等 各个功能模块采用单片FBGA芯片EP2C35F484I8制作。本实用新型电源4其作用提供各级部件直流工作电压，实施例 采用定制电源DLA50H，其输出+Vl电压为+5伏、输出+V2电压为-5伏，十V3电压为+ 15伏、输出+V4电压为+8伏。本实用新型简要工作原理如下成对载波多址调制解调器在通信 双方共频带传输的基础上，抵消掉本方返回的干扰信号，正确解调出对方发射的信号，其内部主要由监控电路l、按键盘2、液晶显示器 3、中频单元6、干扰抵消模块7、基带调制解调模块5、电源4组成。 各部分均采用了模块化设计技术，构成具有独立功能的相应单元。在成对载波多址调制解调器工作过程中，外部数据源输入信号首 先进入成对载波多址调制解调器的基带调制解调模块5，基带调制解 调模块5对输入信号进行信道编码器和基带成形，并将基带成形后的 数据送中频单元6进行中频调制，中频单元6将调制后的中频信号输 出。另外，中频单元6接收外部输入的中频信号，并对输入的中频信 号进行正交解调，然后把解调后的零中频信号送干扰抵消模块7，干 扰抵消模块7对输入的信号进行干扰信号抵消电路，并把抵消后的信 号送基带调制解调模块5，基带调制解调模块5对输入的复基带信号 进行解调，并把解调后的数据输出。通信过程中，监控电路l完成中 频收发本振源的频率选择、中频输出信号的功率电平设置、调制解调 参数的设置、本机工作信噪比的检测等功能。本实用新型的安装结构如下整机采用标准1U机箱，机箱内部 采用模块化结构，每个模块都采用独立的电路来实现；整机外形尺寸 为482. 6毫米X44毫米X420毫米，在机箱两侧可以安装滑动导轨， 机箱前部安装有液晶显示器3、按键盘2和指示灯，机箱后部安装有 电源插座、中频输入端口A插座、中频输出端口B插座、外部数据源 输入端口 C插座、外部数据源输出端口 D插座、以及标准RS—485远 控接口E插座，组装成本实用新型。
权利要求1.一种由监控单元(1)、按键盘(2)、液晶显示器(3)、电源(4)、中频单元(6)组成的成对载波多址调制解调器，其特征在于还有基带调制解调模块(5)、干扰抵消模块(7)组成，其中中频单元(6)入端1脚与外部L频段中频输入端口A连接，中频单元(6)出端2脚与L频段中频输出端口B连接，中频单元(6)入端5脚通过数据线与监控单元(1)出端6脚相连，中频单元(6)入端3脚与基带调制解调模块(5)出端3脚连接，中频单元(6)出端4脚与干扰抵消模块(7)入端3脚连接，干扰抵消模块(7)入端2脚与监控单元(1)出端5脚连接，干扰抵消模块(7)出端1脚与基带调制解调模块(5)入端2脚连接，干扰抵消模块(7)入端4脚与基带调制解调模块(5)出端6脚连接，基带调制解调模块(5)入端4脚与外部数据源输入端口C连接，基带调制解调模块(5)出端5脚与外部数据源输出端口D连接，基带调制解调模块(5)入端1脚通过数据线与监控单元(1)出端3脚相连，监控单元(1)出端4脚通过数据线与液晶显示器(3)入端1脚连接、入端2脚通过数据线与按键盘(2)出端1脚连接，监控单元(1)出入端1脚通过数据线与外部RS-485接口E端口连接，电源(4)出端口+V1、+V2、+V3、+V4电压端与各部件相应电源端并接。
2. 根据权利要求1所述的成对载波多址调制解调器，其特征在 于基带调制解调模块(5)由信道编码器(8)、成形滤波器(9)、 D/A变换器(10)、低通滤波器(11)、数字下变频器(12)、匹配滤 波器(13)、位定时恢复电路(14)、载波恢复电路(15)、信道译码 器(16)组成，其中信道编码器(8)入端1脚与外部数据源输入端 口C连接、信道编码器(8)出端2脚一路与成形滤波器(9)入端l 脚连接、另一路与干扰抵消模块(7)入端4脚连接，成形滤波器(9) 出端2脚与D/A变换器(10)入端1脚连接，D/A变换器(10)出端 2脚与低通滤波器(11)入端1脚连接，低通滤波器(11)出端2脚 与中频单元(6)入端3脚连接，监控单元(1)的出端3脚与成形滤波器(9)的入端3脚连接；数字下变频器(12)入端l脚与干扰抵消模块(7)出端1脚连接，数字下变频器(12)出端2脚与匹配滤 波器(13)入端l脚连接，匹配滤波器(13)出端2脚与位定时恢复 电路(14)入端1脚连接、位定时恢复电路(14)出端3脚与载波恢 复电路(15)入端1脚连接、载波恢复电路(15)出端2脚与数字下 变频器(12)入端3脚连接、位定时恢复电路(14)出端2脚与信道 译码器(16)入端1脚连接，信道译码器(16)出端2脚与外部数据 源输出端口 D连接，监控单元(1)的出端3脚与位定时恢复电路(14) 的入端4脚连接，信道编码器(8)、成形滤波器(9)、D/A变换器(IO)、 低通滤波器(11)、数字下变频器(12)、匹配滤波器(13)、位定时 恢复电路(14)、载波恢复电路(15)、信道译码器(16)各入端6脚 与电源(4)出端+Vl电源端连接、各入端7脚与地端连接。
3.根据权利要求1或2所述的成对载波多址调制解调器，其特 征在于干扰抵消模块(7)由A/D变换器(17)、数字下变频器(18)、 干扰信号捕获电路(19)、定时估计电路(20)、干扰信号抵消电路(21)、 载波恢复电路(22)、发符号存贮电路(23)组成，其中中频单元(6) 出端4脚与A/D变换器(17)入端1脚连接，A/D变换器(17)出端 2脚与数字下变频器(18)入端1脚连接，数字下变频器(18)入端 3脚与载波恢复电路(22)出端2脚连接，数字下变频器(18)出端 2脚与干扰信号捕获电路(19)入端1脚连接，干扰信号捕获电路(19) 出端2脚与定时估计电路(20)入端1脚连接，定时估计电路(20) 出端2脚与干扰信号抵消电路(21)入端1脚连接，定时估计电路(20) 出端3脚与载波恢复电路(l)入端1脚连接，干扰信号抵消电路(21) 出端2脚与基带调制解调模块(5)的入端2脚连接，发符号存贮电 路(23)入端1脚与基带调制解调模块(5)的出端6脚连接，发符 号存贮电路(23)入端3脚与监控单元(1)的出端5脚连接，A/D 变换器(17)、数字下变频器(18)、干扰信号捕获电路(19)、定时 估计电路(20)、干扰信号抵消电路(21)、载波恢复电路(22)、发 符号存贮电路(23)各入端6脚与电源(4)出端+Vl电源端连接、 各入端7脚与地端连接。
专利摘要本实用新型公开了一种成对载波多址卫星通信调制解调器，它涉及卫星通信领域中基于频谱复用的信道传输通信装置。它由监控单元、中频单元、基带调制解调模块、电源等部件组成。它通过按键盘与液晶显示器配合控制，来改变调制解调器的工作参数和显示调制解调器的工作状态，从而实现卫星通信信号频谱复用的目的。该实用新型具有提高卫星通信系统频谱利用率、集成化程度高、性能稳定可靠、重量轻、功耗低、结构简单等特点，整套电路设备集成于一个深度为420mm的标准1U抽屉内，特别适用于作为卫星通信系统中的成对载波多址调制解调器装置。
文档编号H04B7/185GK201118634SQ20072010243
公开日2008年9月17日 申请日期2007年9月5日 优先权日2007年9月5日
发明者果 吴, 张小来, 李明光, 潘申富, 王立功 申请人:中国电子科技集团公司第五十四研究所