一种多通道超宽带通信收发机的制作方法

本发明属于助听器设计领域，具体的说，是涉及一种应用于无线双耳助听器通信的收发机，尤其涉及多用户或多设备同时工作的情况。

背景技术：

根据世界卫生组织数据可以得知，听力障碍是目前的残疾人中数目最多的一类人。随着社会老龄化进度的加快，中国老年人的比重以及数量正快速上升，而其中患有听力障碍的人数更是逐年增加，对于助听器的需求也是同样巨大。

现今的助听器面临着信号处理功能多样化及和音频设备的无线互联化的发展趋势。传统的单耳助听器并不能很好的完成听力辅助的功能，尤其是当患者的左右双耳同时存在着不同程度的病症时，这就需要更加先进的无线双耳助听器来进行听力的辅助功能。先进的无线双耳助听器应该具有左右耳间的无线连接，即将左右耳之间的语音信号进行互传，再使用双耳语音信号处理算法对来自两个耳朵的声音信号进行处理，以达到更好的方向性识别和言语分辨率。同时，助听器应该满足在多用户同时进行使用时，各用户间的助听器可以达到互不干扰的效果，保证语音信号的清晰度。另一方面，现今的社会是信息社会，大量的信息需要人们的接收。智能手机、电视、MP3等设备中有大量的音频信息需要无线传送到助听器中，以满足使用者接听电话、享受多媒体信息的要求。无论是为了保证左右耳之间信息传输以及多用户多设备同时使用时不互相干扰，还是为了保证听力障碍患者可以更好地享受现代生活，都需要一种新的通信方式来解决这些问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种支持多用户工作的多通道超宽带通信收发机(Chirp-Ultra Wide Band，也即Chirp-UWB)。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多通道超宽带通信收发机，在6.75GHz-10.25GHz的带宽中可分为4组子信道来进行数据的传输处理，以满足多用户或多设备同时工作的情况；由发射机和接收机组成，所述发射机由一个数字梯度发生器、一个数字控制振荡器和一个功率放大器组成，所述接收机是由一个低噪声放大器、一个双平衡频率调节器和一个时钟与数据恢复电路组成。

多通道超宽带通信收发机的频谱分布在6.25GHz～10.25GHz的空间范围内。

多通道超宽带通信收发机采用非相干解调方法，在500MHz带宽之间留出500MHz的空闲频带以降低相邻两个频带之间的干扰，防止误判发生。

所述接收机接收的数据经过所述低噪声放大器进行放大后进入所述双平衡频率调节器进行解调，所述时钟与数据恢复电路采用数字过采样方式提取脉冲时钟与接收数据，对接收的数据进行进一步处理并输出信号作为最终信号。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

1.本发明通信收发机在6.75GHz-10.25GHz的带宽中就可以分为4组子信道来进行数据的传输处理，从而满足多用户或者是多设备同时工作的情况。

2.四个通道可以同时支持4组数据的单独处理从而进行通信，此外在每个子信道之间设立隔离带，从而不必担心相互干扰的问题，这在充分利用带宽资源的同时也增强了用户体验。

附图说明

图1为本发明多通道超宽带通信收发机的发射机结构框图。

图2为本发明多通道超宽带通信收发机的接收机结构框图。

图3所示为多通道通信示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

一种多通道超宽带通信收发机(Chirp-UWB超宽带通信收发机)，由发射机和接收机两大部分组成；发射机由一个数字梯度发生器(Digital Gradient Generator)、一个数字控制的振荡器(Digitally-Controlled Oscillator,DCO)和一个功率放大器(PA)组成。接收机是由一个低噪声放大器(LNA)、一个双平衡(Double-Balanced)频率解调器、以及一个时钟和数据恢复(CDR)电路组成。多通道的通信模式的建立主要是基于发射机来实现的。因为Chirp-UWB超宽带收发机频谱分布在6.25GHz～10.25GHz的广阔空间范围内，对于这个广阔的空间可以采用频分复用(FDMA)的方式来将其划分为数个信道来达到多用户或者是多设备同时工作的目的。频分复用也就是在传输的信号带宽远远小于所给带宽时，可以将用于传输信道的总带宽划分为数个子信道传输信号。并且要求总带宽大于各个子信道频率之和，同时，为了保证每个子信道中所传递信号不受到相互之间的干扰，在每个子信道之间设立隔离带。

无线收发机广泛应用于短距离低速率通信特征的无线个域网以及无线体育网。在该领域中有IEEE 802.15系列协议，802.15.1(蓝牙Bluetooth、低功耗蓝牙BLE)和802.15.4(Zigbee)已经有商用的芯片或系统，它们主要采用2.4GHz的ISM频段进行窄带通信，IEEE 802.15.6(无线体域网)除定义了2.4GHz的窄带通信外，还在物理层定义了超宽带技术(即UWB，频率范围分布在3.1GHz～10.6GHz)。本发明收发机射频信号的频谱就分布在UWB的高频段上(6.25GHz～10.25GHz)，可以避免来自2.4GHz ISM频段以及移动通信频段的干扰。除了收发机的正交信号占据500MHz的带宽，这个宽阔的高频段还可以分为多个500MHz带宽的子通道进行多用户通信。考虑到超宽带采用的是较为简单的非相干解调方法，没有相干解调那么好的分辨能力，所以在500MHz带宽之间留出500MHz的空闲频带以降低相邻两个频带之间的干扰，防止误判发生。这样在6.75GHz-10.25GHz的带宽中就可以分为4组子信道来进行数据的传输处理，从而满足多用户或者是多设备同时工作的情况。

如图1所示为发射机结构图。发射机由一个数字梯度发生器(Digital Gradient Generator)、一个数字控制的振荡器(Digitally-Controlled Oscillator,DCO)和一个功率放大器(PA)组成。以一个7.75GHz-8.25GHz宽度为500MHz的频带带宽为例：数字梯度发生器在100MHz的系统时钟的控制下，以10ns的时间步长进行扫频，生成10个步长的向上梯度或向下梯度。此数字梯度发生器的时间分辨率为10ns。该数字梯度发生器直接调制一个数字控制的振荡器来产生所需的100ns宽度的脉冲。向上的梯度对应于频率从8.025GHz至8.25GHz上升的脉冲，而向下的梯度对应于频率从7.975GHz到7.75GHz下降的脉冲。这样在7.75GHz-8.25GHz宽度范围内就形成了一组子信道。

如图2所示为接收机结构图。接收机是由一个低噪声放大器(LNA)、一个双平衡(Double-Balanced)频率解调器、以及一个时钟和数据恢复(CDR)电路组成。接收的数据经过低噪声放大器进行放大后进入频率解调器进行解调，时钟与数据恢复电路采用数字过采样方式提取脉冲时钟与接收数据，对接收的数据进行进一步的处理并输出最终得到的信号。

如图3所示为多通道通信方式示意图。考虑到超宽带采用的是较为简单的非相干解调方法，没有相干解调那么好的分辨能力，500MHz带宽的信道之间留出500MHz的空闲频带来降低邻道干扰，防止误判的发生。这样2.5GHz的带宽就可以用作CH4、CH6、CH8三个通道，3.5GHz的带宽就可以用作CH4、CH6、CH8、CH10四个通道。这也就表明在6.75GHz-10.25GHz的带宽中，现在可以同时支持4组数据的单独处理从而进行通信而不必担心相互干扰的问题。这在充分利用带宽资源的同时也增强了用户体验。

本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。