专利名称：重叠频谱的8重分集散射通信装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通信领域中一种重叠频谱的8重分集通信装置，特别适用于大、中容量的车载或厢式散射通信系统作散射通信装置。
背景技术：
为了具备较强的抗信道衰落能力，传统的8重分集散射通信装置一般由一部调制解调器、两部发射机、两部接收机和两面天线组成，因而设备体积庞大并且结构复杂，尤其对于车载式或厢式散射站来说，不但设备成本较高，而且机动能力也较差。
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只具有一部调制解调器、一部发射机、一部接收机和两面天线构成的重叠频谱的8重分集散射通信装置，本实用新型不但具有与传统的8重分集散射通信系统相同的抗信道衰落性能，而且极大的简化了射频分机的结构，使成本经济性和可靠性得到了明显的改善，还具有集成化程度高、体积小、重量轻、机动性好等特点。
本实用新型的目的是这样实现的它由调制器1、发射机电路2、天线3-1、3-2、接收机电路4、解调器5、电源20组成，其中调制器1的输入端口1、2分别与信源的发送时钟端口A、发送信码端口B相连，输出端口3、4分别与发射机电路2的输入端口1、2相连；天线3-1、3-2各输入端口1分别与发射机电路2的输出端口3、4相连，各输出端口3分别发送带内2重分集的信号，各输入端口4分别接收带内4重分集信号，各输出端口2分别与接收机电路4的输入端口1、2相连；解调器5的输入端口1、2分别与接收机电路4的输出端口3、4相连，输出端口3、4分别与解调信码端口D、解调时钟端口C连接，电源20出端+V电压端与各部件相应电源端并接。
调制器1由QPSK(四相相移键控)低中频调制器6、D/A变换器7、本振模块8、混频器9-1、9-2、带通滤波器10-1、10-2、放大器11-1、11-2组成，其中QPSK低中频调制器6的输入端口1脚通过时钟线与发送时钟端口A相连，输入端口2脚通过数据线与发送信码端口B相连，输出端口3、4脚分别通过数据总线与D/A变换器7的输入端口1、2脚相连；混频器9-1、9-2各输入端口1脚分别通过信号线与D/A变换器7的输出端口3、4脚相连，各输入端口2脚分别与本振模块8的输出端口1脚相连，各输出端口3脚分别通过信号线与带通滤波器10-1、10-2各输入端口1脚相连；放大器11-1、11-2各输入端口1脚分别与带通滤波器10-1、10-2各输出端口2脚相连，各输出端口2脚通过中频电缆分别与发射机电路2的输入端口1、2相连；QPSK低中频调制器6、D/A变换器7、本振模块8、混频器9-1、9-2、带通滤波器10-1、10-2、放大器11-1、11-2各入端7脚与电源20出端+V电压端连接，各入端8脚与接地端连接。
QPSK低中频调制器6由奇偶分群模块12、差分编码模块13、信号成型模块14-1、14-2、乘法器15-1至15-4、低中频模块16-1、16-2、90度移相模块17-1、17-2、1/2码元延迟模块18-1、18-2、加法器19-1、19-2组成，其中奇偶分群模块12的输入端口1、2脚分别与发送时钟端口A、发送信码端口B相连，其输出端口3、4脚分别与差分编码模块13的输入端口1、2脚相连；信号成型模块14-1、14-2各输入端口1脚分别与差分编码模块13输出端口3、4脚相连，各输出端口2脚分别与乘法器15-1、15-2各输入端口1脚、1/2码元延迟模块18-1、18-2各输入端口1脚相连；乘法器15-1入端口2脚与低中频模块16-1的输出端口1脚、90度移相模块17-1的输入端口1脚并接，乘法器15-2入端口2脚与90度移相模块17-1的输出端口2脚连接；乘法器15-1、15-2各输出端口3脚分别与加法器19-1的输入端口1、2脚相连；低中频模块16-2输出端口1脚与90度移相模块17-2输入端口1脚、乘法器15-3入端口2脚相连；乘法器15-3、15-4各入端口1脚分别与1/2码元延迟模块18-1、18-2各输出端口2脚相连，乘法器15-4入端口2脚与90度移相模块17-2出端口2脚连接；乘法器15-3、15-4各输出端口3脚分别与加法器19-2入端口1、2脚相连；加法器19-1、19-2各输出端口3脚分别与D/A变换器7输入端口1、2脚相连，奇偶分群模块12、差分编码模块13、信号成型模块14-1、14-2、乘法器15-1至15-4、低中频模块16-1、16-2、90度移相模块17-1、17-2、1/2码元延迟模块18-1、18-2、加法器19-1、19-2各入端7脚与电源20出端+V电压端连接，各入端8脚与接地端连接。
本实用新型相比背景技术具有如下优点1.本实用新型采用的调制器1可同时输出两路具有不同中频的带内两频调制信号，从而可以通过一个发射机模块2和两面天线3-1、3-2实现8重分集的效果，与传统的8重分集散射通信系统相比，本实用新型极大的简化了射频分机的结构，使成本经济性和可靠性得到了明显的改善。
2.本实用新型的主要部分采用大规模现场可编程器件制作，因此可通过配置不同的程序灵活地实现对工作参数的设计及修改。
3.本实用新型集成化程度高，因此体积小，重量轻，性能稳定可靠，维修方便。
图1是本实用新型电原理方框图。
图2是本实用新型调制器1实施例的电原理图。
图3是本实用新型QPSK低中频调制器6实施例的电原理图。
具体实施方式
参照图1至图3，本实用新型由调制器1、发射机电路2、天线3-1、3-2、接收机电路4、解调器5、电源20组成，图1是本实用新型实施例电原理方框图，且按图1连接线路。
本实用新型调制器1的作用是通过发送时钟端口A、发送信码端口B输入需发送的通信信号及符号速率时钟，并将其调制成重叠频谱的8重分集通信信号。调制器1它由QPSK低中频调制器6、D/A变换器7、本振模块8、混频器9-1、9-2、带通滤波器10-1、10-2、放大器11-1、11-2组成，图2是本实用新型调制器1实施例的电原理图，且按图2连接线路。需发送的信码、时钟通信信号输入QPSK低中频调制器6中进行调制，由QPSK低中频调制器6调制产生两路不同低中频四重频率分集的数字调制信号由其出端3、4脚输入D/A变换器7后转换为模拟信号，随后分别在混频器9-1、9-2中与本振模块8所产生的本振信号进行混频并得到两路不同频率的中频调制信号，混频器9-1、9-2各出端3脚将这两路中频信号再分别输入带通滤波器10-1、10-2和放大器11-1、11-2进行带通滤波和放大，放大后的通信信号分别由各放大器11-1、11-2的出端2脚输入发射机电路2进行射频频谱搬移，最后该信号通过发射机电路2的出端3、4脚输入至天线3-1、3-2中，再由天线3-1、3-2各出端3脚分别将其发射至信道中以形成4重频率分集的发送信号。同时，天线3-1、3-2各入端口4脚分别接收对方散射站发送的4重频率分集通信信号输入接收机电路4，并通过接收机电路4将接收信号混频至中频后由其出端口3、4脚输入解调器5，解调器5将其合并成8重分集的信号形式后进行解调，解调后的时钟和信码分别通过解调时钟端口C及解调信码端口D对外输出。实施例D/A变换器7所使用的器件是美国AD公司生产的AD9763芯片，本振模块8采用的是美国AD公司生产的AD9854芯片，混频器9-1和9-2采用成都亚光公司的HSB3混频器制作，带通滤波器10-1和10-2分别采用成都天之公司的SBP-69和SBP-71带通滤波器制作，放大器11-1和11-2采用中国电子科技集团第13研究所生产的XN402放大器制作。发射机电路2采用自制通用的发射机模块电路制作，接收机电路4采用自制通用的接收机模块电路制作，天线3-1、3-2采用自制通用的抛物面通信天线制作，解调器5采用市售通用的解调器芯片制作。
本实用新型QPSK低中频调制器6由奇偶分群模块12、差分编码模块13、信号成型模块14-1、14-2、乘法器15-1至15-4、低中频模块16-1、16-2、90度移相模块17-1、17-2、1/2码元延迟模块18-1、18-2、加法器19-1、19-2组成，图3是本实用新型QPSK低中频调制器6实施例的电原理图，且按图3连接线路。图3中需发送的信码、时钟分别由发送信码端口B、发送时钟端口A输入奇偶分群模块12的入端2、1脚，奇偶分群模块12用于对输入的信码进行串/并变换，将输入的一路信码变成I、Q两个支路的信号由其出端口3、4脚输入差分编码模块13；差分编码模块13分别对I、Q两路的信码进行差分编码后由其出端口3、4脚分别送入信号成型模块14-1、14-2各入端1脚，信号成型模块14-1、14-2的作用是将码元转换成为适合信道传输的信号波形后分别输入乘法器15-1、1/2码元延迟模块18-1和乘法器15-2、1/2码元延迟模块18-2；低中频模块16-1和16-2用于产生两路不同频率的低中频信号，以便通过乘法器15-1、15-3和信码相乘后形成带内两频的频率分集形式；90度移相模块17-1、17-2的作用是将低中频模块16-1、16-2输入的低中频载波进行90度移相，以得到和低中频载波正交的载波；1/2码元延迟模块18-1和18-2的作用是将信号成型模块14-1、14-2产生的信码进行1/2码元延迟，由其各出端2脚分别输入乘法器15-3、15-4，使其在通过乘法器15-3、15-4与低中频模块16-2、90度移相模块17-2所产生的载波进行混频后和没有做延迟处理的一路信号进行叠加，得到时域接近横幅的信号波形，达到充分利用发射机功率的目的；加法器19-1、19-2用于将此前所产生的信号进行合并以获得四重分集信号，并分别将该信号送入D/A变换器7进行D/A变换。实施例QPSK低中频调制器6中所用的全部器件采用一块美国ALTERA公司生产的Stratix系列数字现场可编程器件EP1S40芯片制作。
本实用新型电源20采用市售通用集成稳压直流电源模块制作，其输出+V电压为+3.3V。
本实用新型简要工作原理如下本实用新型调制器1采用QPSK低中频调制器6产生占空比可变的半余弦信号，使在每个码元内保留了宽度可调节的多径保护间隔，提高了抗多径干扰的能力。同时，QPSK低中频调制器6实现了带内两频交叠的信号形式，不但使合成信号的时域波形接近恒幅，达到了充分利用发射机功率的目的，而且在频域构成了带内频率分集，减轻了信道衰落，提高了抗信道衰落能力，因而本实用新型只要采用一部调制解调器电路、一部发射机电路、一部接收机电路、两面天线就能完成8重分集散射通信，使整个通信设备结构极大简化，成本显著降低，机动能力大大提高。
本实用新型安装结构如下把图1至图3中除天线3-1、3-2外所有电路部件按图1至图3连接线路，安装在两块长、宽为135×260mm和三块长、宽为80×200mm的印制板上，然后把印制板安装在一个长、宽、高为320×285×128mm的设备机箱内，在机箱的前面板上安装发送时钟端口A、发送信码端口B的电缆插座，解调时钟端口C、解调信码端口D的电缆插座、外接天线3-1、3-2的电缆插座，天线3-1、3-2安装在机动车方仓顶上，通过电缆与机箱插座连接，机箱后面板上安装电源输入端插座，组装成本实用新型。
权利要求1.一种重叠频谱的8重分集散射通信装置，它由发射机电路(2)、天线(3-1)、(3-2)、接收机电路(4)、解调器(5)、电源(20)组成，其特征在于它还由调制器(1)组成，其中调制器(1)的输入端口1、2分别与信源的发送时钟端口(A)、发送信码端口(B)相连，输出端口3、4分别与发射机电路(2)的输入端口1、2相连；天线(3-1)、(3-2)各输入端口1分别与发射机电路(2)的输出端口3、4相连，各输出端口3分别发送带内2重分集的信号，各输入端口4分别接收带内4重分集信号，各输出端口2分别与接收机电路(4)的输入端口1、2相连；解调器(5)的输入端口1、2分别与接收机电路(4)的输出端口3、4相连，输出端口3、4分别与解调信码端口(D)、解调时钟端口(C)连接，电源(20)出端+V电压端与各部件相应电源端并接。
2.根据权利要求1所述的重叠频谱的8重分集散射通信装置，其特征在于调制器(1)由QPSK低中频调制器(6)、D/A变换器(7)、本振模块(8)、混频器(9-1)、(9-2)、带通滤波器(10-1)、(10-2)、放大器(11-1)、(11-2)组成，其中QPSK低中频调制器(6)的输入端口1脚通过时钟线与发送时钟端口(A)相连，输入端口2脚通过数据线与发送信码端口(B)相连，输出端口3、4脚分别通过数据总线与D/A变换器(7)的输入端口1、2脚相连；混频器(9-1)、(9-2)各输入端口1脚分别通过信号线与D/A变换器(7)的输出端口3、4脚相连，各输入端口2脚分别与本振模块(8)的输出端口1脚相连，各输出端口3脚分别通过信号线与带通滤波器(10-1)、(10-2)各输入端口1脚相连；放大器(11-1)、(11-2)各输入端口1脚分别与带通滤波器(10-1)、(10-2)各输出端口2脚相连，各输出端口2脚通过中频电缆分别与发射机电路(2)的输入端口1、2相连；QPSK低中频调制器(6)、D/A变换器(7)、本振模块(8)、混频器(9-1)、(9-2)、带通滤波器(10-1)、(10-2)、放大器(11-1)、(11-2)各入端7脚与电源(20)出端+V电压端连接，各入端8脚与接地端连接。
3.根据权利要求1或2所述的重叠频谱的8重分集散射通信装置，其特征在于QPSK低中频调制器(6)由奇偶分群模块(12)、差分编码模块(13)、信号成型模块(14-1)、(14-2)、乘法器(15-1)至(15-4)、低中频模块(16-1)、(16-2)、90度移相模块(17-1)、(17-2)、1/2码元延迟模块(18-1)、(18-2)、加法器(19-1)、(19-2)组成，其中奇偶分群模块(12)的输入端口1、2脚分别与发送时钟端口(A)、发送信码端口(B)相连，其输出端口3、4脚分别与差分编码模块(13)的输入端口1、2脚相连；信号成型模块(14-1)、(14-2)各输入端口1脚分别与差分编码模块(13)输出端口3、4脚相连，各输出端口2脚分别与乘法器(15-1)、(15-2)各输入端口1脚、1/2码元延迟模块(18-1)、(18-2)各输入端口1脚相连；乘法器(15-1)入端口2脚与低中频模块(16-1)的输出端口1脚、90度移相模块(17-1)的输入端口1脚并接，乘法器(15-2)入端口2脚与90度移相模块(17-1)的输出端口2脚连接；乘法器(15-1)、(15-2)各输出端口3脚分别与加法器(19-1)的输入端口1、2脚相连；低中频模块(16-2)输出端口1脚与90度移相模块(17-2)输入端口1脚、乘法器(15-3)入端口2脚相连；乘法器(15-3)、(15-4)各入端口1脚分别与1/2码元延迟模块(18-1)、(18-2)各输出端口2脚相连，乘法器(15-4)入端口2脚与90度移相模块(17-2)出端口2脚连接；乘法器(15-3)、(15-4)各输出端口3脚分别与加法器(19-2)入端口1、2脚相连；加法器(19-1)、(19-2)各输出端口3脚分别与D/A变换器(7)输入端口1、2脚相连，奇偶分群模块(12)、差分编码模块(13)、信号成型模块(14-1)、(14-2)、乘法器(15-1)至(15-4)、低中频模块(16-1)、(16-2)、90度移相模块(17-1)、(17-2)、1/2码元延迟模块(18-1)、(18-2)、加法器(19-1)、(19-2)各入端7脚与电源(20)出端+V电压端连接，各入端8脚与接地端连接。
专利摘要本实用新型公开了一种重叠频谱的8重分集散射通信装置，它涉及通信领域中大、中容量散射通信系统的散射通信设备。它由调制器、发射机电路、接收机电路、解调器、天线、电源等部件组成。它采用QPSK调制器产生占空比可变的半余弦信号，使每个码元内保留了宽度可以调节的多径保护间隔，实现带内两频交叠的8重分集信号形式，达到只需采用一部调制解调器、一部发射机电路、一部接收机电路、两部天线实现重叠频谱的散射通信。且本实用新型抗信道衰落能力强，设备结构极大简化，成本经济极大降低，可靠性显著提高，特别适用于大、中容量的车载或箱式散射通信装置。
文档编号H04B7/22GK2792035SQ20052002390
公开日2006年6月28日 申请日期2005年4月20日 优先权日2005年4月20日
发明者李文铎, 秦建存 申请人:中国电子科技集团公司第五十四研究所