专利名称：容量可设置中频调制解调机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通讯领域，具体说是一种容量可设置中频调制解调机。
背景技术：
在现有技术中，数字无线传输系统是在原有模拟无线传输系统基础上发展而来；国际上一些大公司(如Alcatel，Nera，NEC，)在二十世纪70年代就研制出数字无线传输系统，但受于当时制造水平的限制多以分立元件为主，集成度低；我们国家二十世纪80年代开始研制数字无线传输系统，80年代末90年代初第一代产品成型，当时产品只具备简单功能，性能稳定性、一致性均较差。
上世纪90年代末本世纪初，进口设备大量采用集成技术，专用核心技术。产品无论从性能还是传输容量都得到较大提升，加之此阶段我国加入WTO，取消了此类产品的进口关。此阶段无线传输产品市场几乎被进口设备瓜分，国内厂家为利益所趋很少有厂家对此类产品进行技术再投入。
纵观国内外市场，无线传输产品整体性能亟需提高，数字化已成为必然，高速率全数字化系统必将成为现代无线传输系统科技主流。
国内现有中频调制解调机均为单机单容量，集成度低，多容量的实现须生产多个品种产品，很难满足现场扩容等用户需要。
技术方案本发明的目的在于提供一种集成度高、容量可设置中频调制解调机。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为容量可设置中频调制解调机，其特殊之处在于所述的中频调制解调机包括一将各种终端业务信息变成数据流的主业务接口电路(1)；辅助业务信号电路(2)，FEC成帧，解帧器(3)，QPSK/16QAM解调器(4)，QPSK/16QAM调制器(5)，FIR数字滤波器(6)，中频分合路器(7)；所述的中频调制解调机通过上述装置连接成发信装置、收信装置两种状态；(1)、发信装置各种终端业务信息，以不同的接口形式，通过主业务接口电路(1)变成数据流，并与各种辅助业务信号合成，同时把FEC编码信号，7/8卷积码和188/204RS编码+交织，插入到码流中，成为微波帧信号；此信号由FIR数字滤波器经奈奎斯特滤波器成型后，进行QPSK或16QAM调制到中频，经中频分合路器送出中频调制解调机，到微波收发信机去；(2)、收信装置由微波收发信机，经中频电缆，送到中频调制解调机后，由中频分合路器分出收中频信号，进行QPSK或16QAM解调，恢复数据流，然后进行FEC译码，解帧，还原出主业务信号、辅助业务信号，分别由主业务和辅助业务接口电路送出中频调制解调机。
上述的FEC成帧，解帧器采用Viterbi与R-S两级级联纠错方式。
上述的中频调制解调机采用FIR数字成型滤波器，用于发送频谱成型。
上述的多种基带接口电路采用接口集成电路完成。
容量可设置中频调制解调机，在调制时，可根据应用需要通过网管设置所需容量，将不同的帧结构代码写入FPGA器件；在解调时，采用专用大规模宽带解调专用集成电路，通过网管设置完成不同容量的解调。
本发明相对于现有技术，其优点如下(1)低功耗设计。我们产品的功耗约为10W，较其他国内外产品的功耗要低得多。
(2)全数字化设计，使可靠性、稳定性、产品指标的一致性大大提高，比国内其他厂家产品具有绝对优势。
(3)提供丰富网管的功能，具备一般管理、告警管理、性能管理、配置管理和安全管理；网管接口方式多，有LAN、RS232、RS485接口。
(4)带有液晶显示，网管界面更丰富。国内其他厂家产品也有带液晶显示，国外同类产品一半不带。
(5)传输容量4E1、8E1、16E1软件可调整；支持各频段微波收发信机；支持多种业务E1、E3、DS3、10M/100M-LAN等。
图1为本发明的结构框图；图2为本发明的发信过程的结构框图；图3为本发明的收信过程的结构框图；图4为FIR滤波器的原理框图；图5为数字化QPSK解调技术工作原理框具体实施例方式数字无线传输系统用在本地、区间或国际，从2Mbps到51.84Mbps的网络互连，由中频调制解调机与微波收发信机组成的数字无线传输系统可传输电话、传真、数据、数字电视等多种业务。依据系统频谱利用率在规定带宽内最大的数据传输速率，调制解调方式可划分为2类第1类基于4状态调制的(QPSK或等效)。
第2类基于16状态调制的(16QAM或等效)。(考虑到8G频段8.2G-8.5G需要高效率调制)
本发明的传输容量为2Mb/s，4×2Mb/s，8×2Mb/，16×2Mb/s，34Mb/s(E3)，45Mb/s(DS3)。技术指标符合ITU-T相关建议和国家标准及行业标准。采用QPSK调制解调方式，FIR数字成形技术，FEC纠错技术，性能稳定可靠。可传输电话、数据、图像及Internet等综合业务。该系统设备可广泛应用于移动、联通、电信、网通等公用通信网以及军队、公安、电力、广播电视、石油、煤炭、水利、高速公路、民航等专业通信网。
参见图1，本发明中频调制解调机包括一将各种终端业务信息变成数据流的主业务接口电路(1)；辅助业务信号电路(2)，FEC成帧，解帧器(3)，QPSK/16QAM解调器(4)，QPSK/16QAM调制器(5)，FIR数字滤波器(6)，中频分合路器(7)；所述的中频调制解调机通过上述装置连接成发信装置、收信装置两种状态参见图2，图2为本发明的发信过程的结构框图；发信装置各种终端业务信息，以不同的接口形式，通过主业务接口电路(1)变成数据流，并与各种辅助业务信号合成，同时把FEC编码信号，7/8卷积码和188/204RS编码+交织，插入到码流中，成为微波帧信号；此信号由FIR数字滤波器经奈奎斯特滤波器成型后，进行QPSK或16QAM调制到中频，经中频分合路器送出中频调制解调机，到微波收发信机去；参见图3，图3为本发明的收信过程的结构框图；收信装置由微波收发信机，经中频电缆，送到中频调制解调机后，由中频分合路器分出收中频信号，进行QPSK或16QAM解调，恢复数据流，然后进行FEC译码，解帧，还原出主业务信号、辅助业务信号，分别由主业务和辅助业务接口电路送出中频调制解调机。
参见图4，图4为FIR滤波器的原理框图；FIR(Finite Impulse Response有限冲激响应)数字滤波器，均方根滚降，用于发送频谱成型，避免了采用模拟滤波器限带而达不到频谱成型要求的困难。FIR滤波器在现代数字通信系统中被大量采用，以实现低通滤波器、通带选择、抽取和内插等。最基本的FIR滤波器可表示为y(n)=Σi=0L-1x(n-i)h(i)]]>其中x(n)是输入序列；h(i)是滤波器系数；L是滤波器的系数长度，它是一个确定值，说明其冲激响应总是有限的；y(n)表示滤波器的输出序列。用卷积来表示y(n)＝x(n)*h(n)。实际上，我们用窗函数来设计，矩形窗，ALPHA值设为0.35，滚降快，矩形系数好；采用MATLAB计算滤波器系数。在FPGA中，采用并行结构，可十分方便地完成这种乘加功能。
参见图5，图5为数字化QPSK解调技术工作原理框图；强大的FEC纠错能力，多种纠错编码相结合。卷积编码和维特比软判决译码；RS纠错编码，具有同时纠突发误码和随机误码的能力；为了改善突发大误码性能，采用了交织技术，交织矩阵17X12 BYTE，交织深度I＝12。卷积码的基本编码原理是其编码的输出不仅与此时刻的k个输入信息有关，还与前m个输入有关，因此，一般采用(n，k，m)来表示。其中k表示输入码元数，n表示输出码元数，m表示编码器的存储数。卷积编码器一般采用n、k较小，而m较大，这样可获得既简单，性能又高的编码器。该系统中的7/8卷积编码由(2，1，6)码经Punctured进行增信删余而得到。卷积编码的译码电路有几种，但是Viterbi提出的基于码的网格(Trellis)图的一种最大似然译码算法，是一种最佳的概率译码方法，也是当前最常用的译码方法。Viterbi译码的基本思想是在收端，根据接收到的信号序列、信道统计特性及编码规则，寻找卷积编码时信号序列通过码树(网格)的路径的过程，一旦找到该路径，译码就完成了。在概率译码中，常常通过计算各条路径所对应的序列和接收序列的偏差做出最大似然估计，这样既完成了译码，又纠正了错码。BCH码是能纠正多个错误的循环码，RS码是一类纠错能力很强的多进制BCH码。一个(n，k)RS码，其输入信号有k个符号，每个符号由m个比特组成，码长为n＝2m-1，监督码长为n-k＝2t个符号，它能纠正t个符号错码。在我们的系统中，m＝8比特，码长n＝255个符号，它包含的信息段k＝239个符号，监督码长为n-k＝16个符号，t＝8个符号，也就是说，它能纠正8个符号错码。但实际上，为了提高码率R＝k/n，对(255，239)RS码进行截断，而得到(204，188)的RS码。BCH码的译码方法很多，目前用得最普遍，实用中最重要的是迭代译码算法。它基本上可分为三步第一步，由接收到的R(x)计算出伴随式S；第二步，由伴随式S找出错误图样E(x)；第三步，由R(x)-E(x)得到最可能发送的码字C(x)，完成译码过程。
数字化QPSK解调技术，采用数字锁相环，使解调稳定性、一致性非常好，载波恢复捕捉带非常宽；避免了模拟锁相环捕捉带窄、环路不稳定、频率漂移时解调性能下降的缺陷。QPSK的数字解调，首先要产生一个高速时钟300-400MHz，内部的所有数字处理时钟信号源，都由此时钟产生。这个高速时钟产生的电路，本身也是全集成、数字化的。数字解调的基本功能包括模数变换器、载波相位的跟踪与载波恢复、奈奎斯特插值匹配滤波器、定时恢复、两个自动增益控制放大器、其它数字处理功能如FEC、差分译码、解扰码等也都可集成在同一芯片内部。
16QAM解调采用时域自适应均衡，横向均衡器和DFE(判决反馈均衡器)相结合，大大改善多经传播对数字无线接力链路的影响。
本发明适用于传输电话、传真、数据、数字电视等多种业务，广泛应用于移动、电信、广播电视等公网，煤碳、石油、电力、民航等专网。
权利要求
1.容量可设置中频调制解调机，其特征在于所述的中频调制解调机包括一将各种终端业务信息变成数据流的主业务接口电路(1)；辅助业务信号电路(2)，FEC成帧，解帧器(3)，QPSK/16QAM解调器(4)，QPSK/16QAM调制器(5)，FIR数字滤波器(6)，中频分合路器(7)；所述的中频调制解调机通过上述装置连接成发信装置、收信装置两种状态；(1)、发信装置各种终端业务信息，以不同的接口形式，通过主业务接口电路(1)变成数据流，并与各种辅助业务信号合成，同时把FEC编码信号，7/8卷积码和188/204RS编码+交织，插入到码流中，成为微波帧信号；此信号由FIR数字滤波器经奈奎斯特滤波器成型后，进行QPSK或16QAM调制到中频，经中频分合路器送出中频调制解调机，到微波收发信机去；(2)、收信装置由微波收发信机，经中频电缆，送到中频调制解调机后，由中频分合路器分出收中频信号，进行QPSK或16QAM解调，恢复数据流，然后进行FEC译码，解帧，还原出主业务信号、辅助业务信号，分别由主业务和辅助业务接口电路送出中频调制解调机。
2.根据权利要求1所述的容量可设置中频调制解调机，其特征在于所述的FEC成帧，解帧器采用Viterbi与R-S两级级联纠错方式。
3.根据权利要求1或2所述的容量可设置中频调制解调机，其特征在于所述的中频调制解调机采用FIR数字成型滤波器，用于发送频谱成型。
4.根据权利要求3所述的容量可设置中频调制解调机，其特征在于所述的多种基带接口电路采用接口集成电路完成。
5.根据权利要求4所述的容量可设置中频调制解调机，其特征在于在调制时，可根据应用需要通过网管设置所需容量，将不同的帧结构代码写入FPGA器件；在解调时，采用专用大规模宽带解调专用集成电路，通过网管设置完成不同容量的解调。
全文摘要
本发明涉及一种容量可设置中频调制解调机。国内现有中频调制解调机均为单机单容量，集成度低，多容量的实现须生产多个品种产品，很难满足现场扩容等用户需要。本发明包括一将各种终端业务信息变成数据流的主业务接口电路；辅助业务信号电路，FEC成帧，解帧器，QPSK/16QAM解调器，QPSK/16QAM调制器，FIR数字滤波器，中频分合路器，所述的中频调制解调机通过上述装置连接成发信装置、收信装置两种状态；本发明可广泛应用于移动、联通、电信、网通等公用通信网以及军队、公安、电力、广播电视、石油、煤炭、水利、高速公路、民航等专业通信网。
文档编号H04L27/12GK101087282SQ20061004294
公开日2007年12月12日 申请日期2006年6月9日 优先权日2006年6月9日
发明者黄金星, 钟富生, 魏云 申请人:西安三维通信有限责任公司