专利名称：双系统发射与接收装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种双系统发射与接收装置，其中，在一个芯片中 实现应用于超宽带(以下简称为"UWB")的混沌通信系统和力永冲 通信系统，从而可以共享混沌通信系统和脉冲通信系统两者的优 势。另外，可以实现小型化和^f氐功库毛。
背景技术：
一般地，UWB是指占中心频率25%以上或大于500MHz的频
率带宽的频带。
当在时间轴上观察UWB，可以发现UWB具有非常小的信号 宽度。因此，UWB可以防止由多传播路径所导致的信号扩频 (spreading)或重叠，并且相对于噪声干扰有很强的特性。因此， UWB被广泛运用在需要高速通信和精确距离计算的位置感知通信中。
关于被作为使用UWB的通信系统而广泛研究的系统，提供了
月永冲通^言系乡克和';昆、;屯通j言系纟充。脉冲通信系统使用小于纳秒的极短脉沖，以便根据两个通信终 端之间的距离检测脉冲的延迟时间。然后，脉沖通信系统通过使用 -险测到的延迟时间来计算3巨离。
由于脉冲通信系统4吏用才及短脉沖，因此可以减少在延迟时间内 由信号扩频所导致的误差。此外，由于能量分布在频谱轴上的宽带 中，因此脉冲通信系统具有低能量密度。因此，脉沖通信系统对其 他系统影响很小。
同时，混沌通信系统^吏用具有噪声特性的混沌信号。通常，方
波信号具有根据时间的固定(regular)相位。因而，当加入反相干 扰信号时，信号会失真或偏移。然而，混沌信号具有像噪声一样的 非周期性特性，混沌信号不具有确定的相4立。因此，虽然加入反相 信号或近似干扰信号，也不会产生干扰。
此外，由于混沌信号具有如上所述的非周期特性，因此当在频 率轴上进行分析时，混沌信号在宽带范围内具有恒定幅值，而与周 期无关，这意味着混沌信号具有高能量效率。
另外，混沌通信系统使用通断键控(on-off keying, OOK )模 式，其中，使用调制解调器的连续包信息信号直接调制微波频段内 的混沌信号。
使用作为直接调制模式的OOK模式的混沌通信系统具有少量 的尖峰。因此，在调制解调器中单独需要进4亍例如i^时的编码，以 及不需要例如锁相环(PLL)、混频器等用于中频变换的电路，这使 得可以简单地实现发射与接收装置。
所述的RC7222芯片还分别连接El接口电路5和以太网光接口电路6。 El接口电路5输入信号完成HDB3码的单/双变换后，变成单极性HDB3编 码送到RC7222芯片；RC7222芯片输出的单极性HDB3编码经过完成单/双 变换，送到E1接口电路输出。
所述的MCU3通过I2C接口与RC7222芯片相连，管理RC7222芯片的 内部寄存器，输出告警指示和采集告警。通过通用异步收发器UART接口与 背板相连，与网管盘通信。
所述电源输入输出电路8，提供光网桥的电源，且在+5V上采用一个最 大耐压值6V，最大通过电流1A的自恢复保险丝P1，以防止设备内部发生故 障短路时对电源造成影响。
所述拨位开关设置电路4包含时隙设置拨位开关和模式设置拨位开关， 时隙设置拨位开关通过改变状态，再经过串口转换输入到RC7222芯片；模 式设置拨位开关直接输入到RC7222芯片的10 口 。
本发明提供的一种适用于数据传输欧洲标准的光网桥光纤接入系统，是 多业务光纤接入系统中的一部分，主要利用SDH和光缆资源，通过光纤延伸 TDM专线的覆盖范围，安装简便，便于运营者的管理和维护，便于后续业务 的扩展，使得传统的固网运营商能够继续提供和扩大专线业务。
增益控制器19控制通过低通滤波器18的信号的增益，以使信 号包含在接收侧预设的电平范围中，A/D转换器20将其增益由增 益控制器19进行控制的信号转换成数字信号并解调所施加的接收 信号。
图2A和图2B是示出了传统脉冲通信系统的发射与接收装置 的配置的框图。图2A是示出了脉沖通信系统的发射装置的配置的 框图。图2B是示出了脉冲通信系统的接收装置的配置的框图。
如图2A所示，脉冲通信系统的发射装置包括信号振荡器21、 脉冲信号输出单元22、和方文大器23。
信号振荡器21产生具有固定周期的方波信号，脉沖信号输出 单元22将所产生的方波信号转换成脉沖信号，以使方波信号与发 射信号Tx同步，然后输出该脉冲信号。
放大器23放大通过脉沖信号输出单元22输出的脉冲信号，然 后发射放大后的脉冲信号。
如图2B所示，脉沖通信系统的接收装置包括带通滤波器24、 方欠大器25、脉冲信号发生器26、混频器27、积分器28、和A/D转 换器29。
带通滤波器24将接收信号Rx滤波为在接收侧预设的信息发射 带宽内的信号，放大器25放大滤波后的接收信号。
脉冲信号发生器26产生与接收信号同步的脉沖信号，混频器 27使接收信号和脉冲信号相关，以检出包含在接收信号中的信息信 号。
积分器28对所检出的信号进行积分，以使该信号包含在接收 侧中预设的电平范围内，A/D转换器29将积分后的信号转换成数 字信号以调制所施加的接收信号。
然而，在图1A和图1B所示的混沌通信系统的发射与4妻收装 置中，^脉冲时间(pulse time)不是和务P中J言号(impulse signal) — 样短。因此，延迟时间是由信号扩频引起的，这使得很难准确计算 发射终端和接收终端之间的距离以及它们的位置。
在图2A和图2B所示的脉冲通信系统的发射与接收装置中， 需要产生脉沖信号以及使用该信号进行调制和解调的处理。因此， 系统变得复杂并且增加了尺寸。此外，其功耗也增加。
在上述的通信系统中，在一个芯片内只能实现一个系统，这意 味着为了共享多个系统的所有优点就需要2个以上的芯片。因此， 这样的系统不适和新近的要求小型化和低功耗的无线移动通信。
发明内容
本发明的优点在于4吏用切换部件在一个芯片内4是供混沌通信 系统和月永冲通信系统，从而可以共享混沌通信系统和月永冲通信系统 的优点。此外，可以实现小型化和^氐功苷毛。
本发明的总的发明构思的其他方面和优点将部分的通过下文 的描述进行阐述，部分地通过描述将变得显而易见，或者可以通过 实施本发明而了解。
才艮据本发明的一个方面， 一种双系统发射装置包括混沌信号 发生器，用于产生混沌信号；带通滤波器，用于将所产生的混沌信 号滤波为在发射侧预设的信息发射带宽中的信号；脉冲信号发生
器，用于产生与发射信号同步的脉冲信号；切换部件，用于选择性 地输出通过带通滤波器的混沌信号和所产生的脉冲信号；放大器， 用于放大由切换部件选择的信号；以及信号发射单元，用于通过天 线发射由放大器放大的信号。当由放大器放大的信号是混沌信号 时，信号发射单元通过OOK (通断键控)模式调制经过放大的信 号，以使该信号被作为发射信号的载波而被发射。当由放大器放大 的信号是脉冲信号时，信号发射单元使该信号通过以进行发射。
优选地，脉冲信号发生器包括信号振荡部，用于产生具有固定 周期的方波信号；以及脉沖信号转换部，用于将方波信号转换成与 发射信号同步的脉冲信号。
才艮据本发明的另一方面， 一种双系统发射装置包括混沌信号 发生器，用于产生混沌信号；信号振荡器，用于产生具有固定周期 的方波信号；切换部件，用于选择性地输出所产生的混沌信号和所 产生的方波信号；调制器，用于调制由切换部件所选择的信号；带 通滤波器，用于将由调制器调制的信号滤波为在发射侧预设的信息 发射带宽内的信号；以及放大器，用于放大经过滤波的信号以进行 发射。当由切换部件选择的信号是混沌信号时，调制器通过使用混 沌信号作为发射信号的载波信号来调制该混沌信号。当由切换部件 选择的信号是方波信号时，调制器通过将方波转换为与发射信号同
步的脉冲信号来调制该方波信号。
优选地，调制器包括脉冲信号发生部，用于产生与发射信号同 步的脉冲信号；混频器部，用于将混沌信号和发射信号混频或者将 方波信号和脉冲信号混频以执行调制。
才艮据本发明的又一个方面， 一种双系统4妄收装置，其^皮应用于 采用混沌信号作为载波的接收信号以及采用脉冲信号作为载波的 接收信号，该双系统接收装置包括带通滤波器，用于将接收信号
滤波为在接收侧预设的信息发射带宽内的信号；放大器，用于放大 经过滤波的接收信号；第一解调器，用于在经过放大的接收信号是 使用混沌信号作为载波的接收信号时，解调该经过放大的接收信 号；第二解调器，用于当经过放大的接收信号是使用脉冲信号作为 载波的接受信号时，解调该经过放大的接收信号；以及切换部件， 用于选择性地将由放大器放大后的接收信号输出至第一或第二解 调器。
优选地，第一解调器包括包络检波部，用于通过信号包络检出 所施加的接收信号的幅值；滤波器部，用于消除包含在由包络检波 部输出的接收信号内的噪声；增益控制部，用于控制通过滤波器部 的信号的增益，以使该信号包含在接收侧预设的电平范围内；第一 A/D转换部，用于将其增益由增益控制部控制的信号转换成数字信
—
伊C选;也，滤波器部由〗氐通滤波器构成。
优选地，第二解调器包括信息4企波部，用于产生与施加的4妄收 信号同步的脉冲信号，并使接收信号和所产生的脉冲信号相关，以 检出包含在接收信号中的信息信号；积分部，用于对检出的信号进 行积分，以使该信号包含在接收侧预设的电平范围内；以及第二 A/D转换部，用于将经过积分的信号转换为数字信号。
优选地，信息检波部包括脉沖发生器，用于产生与接收信号 同步的脉沖信号；以及混频器，用于使接收信号和由脉冲信号发生 器产生的脉沖信号相关，从而检出包含在接收信号中的信息信号。
通过下面结合附图对实施例的描述，本发明总的发明构思的这 些和/或其他的方面与优点将变得显而易见且更容易理解。
图1A是示出了混沌通信系统的传统发射装置的配置的框图IB是示出了混沌通信系统的传统接收装置的配置的框图2A是示出了脉沖通信系统的传统发射装置的配置的框图2B是示出了脉沖通信系统的传统接收装置的配置的框图3是示出了才艮据本发明第 一实施例的双系统发射装置的配置 的才匡图4是示出了4艮据本发明第二实施例的双系统发射装置的配置 的沖匡图；以及
图5是示出了^f艮据本发明的双系统接收装置的配置的框图。
具体实施例方式
下面将详细参考本发明总的发明构思的实施例，在附图中示出 了其实例，通篇中，相同的参考标号表示相同的部件。为了解释总 的发明构思，下面结合附图描述实施例。在附图中，为了清楚起见， 放大了层的厚度和区域。
下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
第一实施例
图3是示出了根据本发明第一实施例的双系统发射装置的配置 的框图。如图3所示，双系统发射装置包括混沌信号发生器31、带 通滤波器32、脉冲信号发生器33、切换部件34、》文大器35、和信 号发射单元36。
混沌信号发生器31产生具有噪声特性的混沌信号，带通滤波 器32将所产生的混沌信号滤波为在发射侧预设的信息发射带宽中 的信号。
脉沖信号发生器33包括信号振荡部33a和脉沖信号转换部 33b，并产生与发射信号Tx同步的脉冲信号。
信号振荡部33a产生具有固定周期的方波信号，脉冲信号转换 部33b将所产生的方波信号转换成与发射信号Tx同步的脉冲信号， 然后输出该脉沖信号。
起双模式切换作用的切换部件34通过切换操作来选择并输出 通过带通滤波器32的混沌信号和由脉冲发生器33产生的脉冲信号 中的任意一个。
由功率》文大器构成的》文大器35》文大由切换部件34选择的信
由采用OOK模式的调制器构成的信号发射单元36用于通过天 线发射由放大器35放大的信号。
当由放大器35放大的信号是混沌信号时，信号发射单元36通 过OOK模式调制经过放大的信号，以使经过放大的信号作为发射 信号的载波而被发射。当由放大器35放大的信号是脉沖信号时，
本发明的目的是这样实现的 一种能使带电导体对地无电流以保护人身安 全的方法，其特征在于主变压器和发电机的中性点必须接有保护接零接地， 在主变压器和发电机后设置有隔离变压器，隔离变压器次级线圈(输出端)没 有中性点接地，隔离变压器输出的电直接供工厂车间或矿井下使用。
值得说明的是隔离变压器是一种输出端的金属带电导体对地无电流的安 全配电设备，是为了解决地面与井下共用一台变压器或发电机直接向井下供电 而必须取消中性点及带电金属导体对地不得有电流的一种安全型设备，也就是 说本方法把矿井下用电与地面用电系统完全彻底地安全隔离，消除了中性点接 地的安全隐患，对井下矿工人身安全起到了重要作用。
隔离变压器的主要结构隔离变压器是由铁芯、线圈、油箱、油枕、吸湿器， 绝缘瓷套管，支架，散热管等主要构件组成。铁芯用相互绝缘的硅钢片交错叠成， 然后用螺栓夹紧。初、次级线圈都套在铁芯柱外面，它们之间是绝缘的，和铁芯 也是绝缘的。线圈是用包有绝缘材料的圆形或扁形铜线(或铝线) 一根或几根绕 成。绕制方向按顺时针或者逆时针都可以，但是在同一台变压器中，初级与初级 线圈，次级与次级线圈的绕向必须一致。铁芯和线圈都可以放在变压器油里。也 都可以不放在变压器油里，只不过是散热和绝缘效果不佳。
隔离变压器的线圈连接隔离变压器的初级线圈和次级线圈都分星型(Y) 或三角形(△)两种连接方法，在这两种方法中又分一路或多路几种接线方式， 常用的大多采用'路接线方式。在同一台隔离变压器中，其三相初级线圈的头和 尾(首端和末端)可以同时颠倒互换连接使用。总体归纳起来隔离变压器的初级 线圈有四种连接方法，次级线圈也同样有四种连接方法。
又根据来电(电源)电压高低不同(330V或660V)和受电(用电)设备电 压高低不同(380V或660V)的需要，可将这分别不同的各四种连接方法的初、 次级线圈按变压器的连接组别交叉组合成至少有十六种连接方法。
带通滤波器45将由调制器44调制的信号滤波成在发射侧预置 的信息发射带宽内的信号，放大器46放大滤波后的信号并进行发射。
图5是示出了根据本发明的双系统接收装置的配置的框图。该 双系统接收装置可应用于图3和图4的双系统发射装置。
如图5所示，双系统接受装置可被运用于使用混沌信号作为载 波的接收信号Rx，和使用脉沖信号作为载波的接收信号Rx。双系 统接收装置包括带通滤波器51、放大器52、第一解调器53、第二 解调器54、和切换部件55。
带通滤波器51将接收信号Rx滤波成在接收侧预置的信息发射 带宽内的信号。由作为可变增益放大器的低噪声放大器(LNA)实 现的放大器52放大过滤后的接收信号。
第一解调器53包括包络;险波部53a、滤波器部53b、增益控制 部53c、和第一 A/D转换部53d。当经过放大的接收信号是使用混 沌信号作为载波的接收信号时，第一解调器53解调该经过放大的 接收信号。
包络检波部53a通过信号包络检出所施加的接收信号的幅值， 滤波器部53b消除从包络检波部53a输出的接收信号的噪声。在该 实施例中，由4氐通滤波器(LPF)实现滤波器部53b。
增益控制部53c自动控制通过^^通滤波器部53b的信号的增 益，以4吏该信号包含在接收侧预置的电平范围内。第一A/D转换部 53d将其增益由增益控制部53c控制的信号转换成数字信号，以解 调包含在接收信号中的信息信号。
第二解调器54包括信息4企波部54a、积分部54b、和第二A/D 转换部54c。当经过放大的接收信号是使用脉冲信号作为载波的接 收信号时，第二解调器54解调该信号。
信息检波部54a包括脉冲信号发生器54a2和混频器54al。信 息才全波部54a产生与所施加的接收信号同步的力永沖信号，并佳z接收 信号和所产生的脉冲信号相关，以检出包含在接收信号中的信息信 号。
脉冲信号发生器54a2产生与接收信号同步的脉沖信号，混频 器54al使接收信号和所产生的脉冲信号相关，以检出包含在接收 信号中的信息信号。
积分部54b对检出的信号进行积分，以使检出的信号包含在接 收侧预置的电平范围内，第二 A/D转换部54c将积分后的信号转换 为数字信号，以检出包含在接收信号内的信息信号。
切换部件55还用于双^^莫式切换并通过切换#:作选择第一和第
二解调器53和54中的4壬意一个。
因此，由放大器53放大的信号被输出到第一或第二解调器53 或54。
如上所述，在本发明中4吏用切换部件在一个芯片内实现混沌通 信系统和脉冲通信系统。因此，可以全部共享混沌通信系统和脉沖 通信系统的优点。
即，在需要位置感知和精确距离计算的通信系统的情况下，采 用可以测量精确的延迟时间的脉冲通信系统。在高速数据通信和正常凄t据通信的情况下，采用可以 -使用低功率进4亍通信的混沌通信系 统。/人而，可以共享这两个系统的优点。
》匕夕卜，由于可以在一个芯片内实玉见混、;屯通4言系统和月永冲通4言系 统，因此可以提供符合新近的需要小型化和低功耗的无线移动通信 的发射与接收装置。
虽然已经示出和描述了本发明构思的几个实施例，但是可以理 解，在不背离总的发明构思的精神和原理的条件下，可以修改这些 实施例，所附权利要求及其等同物限定了总的发明构思的范围。
权利要求
1.一种双系统发射装置，包括混沌信号发生器，用于产生混沌信号；带通滤波器，用于将所产生的混沌信号滤波成在发射侧预置的信息发射带宽内的信号；脉冲信号发生器，用于产生与所发射的信号同步的脉冲信号；切换部件，用于选择性地输出通过所述带通滤波器的所述混沌信号和所产生的所述脉冲信号；放大器，用于放大由所述切换部件选择的信号；以及信号发射单元，用于通过天线发射由所述放大器放大的所述信号，其中，当由所述放大器放大的所述信号是混沌信号时，所述信号发射单元通过OOK(通断键控)模式调制所述放大信号，以使所述信号作为发射信号的载波被发射，以及当由所述放大器放大的所述信号是脉冲信号时，所述信号发射单元使所述信号通过以进行发射。
2. 根据权利要求1所述的双系统发射装置，其中，所述脉冲信号发生器包括信号振荡部，用于产生 具有固定周期的方波；以及脉沖信号转换部，用于将所述方波 信号转换成与发射信号同步的脉沖信号。
3. —种双系统发射装置，包括混沌信号发生器，用于产生混沌信号；信号振荡器，用于产生具有固定周期的方波信号；切换部件，用于选择性地输出所产生的所述混沌信号和 所产生的所述方波信号；调制器，用于调制由所述切换部件所选择的信号；带通滤波器，用于将由所述调制器调制的所述信号滤波 为在发射侧预置的信息发射带宽内的信号；以及放大器，用于放大经过滤波的所述信号以进行发射，其中，当所述切换部件选择的所述信号是混沌信号时， 所述调制器使用所述混沌信号作为发射信号的载波信号来调 制所述混沌信号，以及当所述切换部件选择的所述信号是方波信号时，所述调 制器通过将所述方波信号转换成与发射信号同步的脉冲信号 来调制所述方波信号。
4. 4艮据权利要求3所述的双系统发射装置，其中，所述调制器包括脉沖信号发生部，用于产生与发 射信号同步的力永冲信号；以及混频部，用于将所述混沌信号和 发射信号进行混频或者将所述方波信号和所述脉沖信号进行 混频以进4于调制。
5. —种双系统接收装置，应用于使用混沌信号作为载波的接收信 号和使用脉冲信号作为载波的接收信号，所述双系统接收装置 包括带通滤波器，用于将接收信号滤波成在接收侧预置的信 息发射带宽内的信号； 放大器，用于放大经过滤波的接收信号；第一解调器，用于在所述经过放大的接收信号是使用混 沌信号作为载波的接收信号时，解调所述经过放大的接收信 号；第二解调器，用于在所述经过放大的接收信号是使用脉 冲信号作为载波的接收信号时，解调所述经过放大的接收信 号；以及切换部件，用于选择性地将由所述放大器放大的接收信 号输出到所述第 一解调器或所述第二解调器。
6. 根据权利要求5所述的双系统接收装置，其中，所述第一解调器包括包络检波部，用于通过所述信号的包络检出所施加的接 收信号的幅值；滤波器部，用于消除包含在由所述包络检波部输出的所 述接收信号中的噪声；增益控制部，用于控制通过所述滤波器部的所述信号的 增益，以使所述信号包含在在所述接收侧预置的电平范围内； 以及第一 A/D转换部，用于将增益由所述增益控制部控制的 所述信号转换为数字信号。
7. 根据权利要求6所述的双系统接收装置，其中，所述滤波器部 由J氐通滤波器构成。
8. 根据权利要求5所述的双系统接收装置，其中，所述第二解调器包括信息检波部，用于产生与所施加的接收信号同步的脉沖 信号并使所述接收信号和所产生的脉沖信号相关，以检出包含 在所述接收信号中的信息信号；积分部，用于对所检出的信号进行积分，以使所述信号 包含在在所述^妄收侧预置的电平范围内；以及第二 A/D转换部，用于将所述经过积分的信号转换成数 字信号。
9. 根据权利要求8所述的双系统接收装置，其中，所述信息检波部包括脉冲信号发生器，用于产生与所述接收信号同步的脉沖 信号；以及混频器，用于使所述接收信号和由所述脉冲信号发生器 产生的所述脉冲信号相关，以检出包含在所述接收信号中的信 息信号。
全文摘要
提供了一种双系统发射装置，包括混沌信号发生器、带通滤波器、脉冲信号发生器、切换部件、放大器、以及信号发射单元。当由放大器放大的信号是混沌信号时，信号发射单元通过OOK(通断键控)模式调制经过放大的信号，以使该信号作为发射信号的载波被发射。当由放大器放大的信号是脉冲信号时，信号发射单元通过该信号以进行发射。同时提供了一种可用于使用混沌信号作为载波的接收信号和使用脉冲信号作为载波的接收信号的双系统接收装置，该双系统接收装置包括带通滤波器、放大器、第一解调器、第二解调器、以及切换部件。
文档编号H04Q7/32GK101106446SQ20071013050
公开日2008年1月16日 申请日期2007年7月9日 优先权日2006年7月10日
发明者朴相奎, 李光斗, 杨昌洙, 金维新 申请人:三星电机株式会社