信号聚合解调器的制作方法

本发明涉及通信技术，特别涉及信号接收技术。

背景技术：

在通信与电子系统中，接收信噪比是衡量系统性能的一个重要指标，信噪比越高，信号传输质量也越高。而且，接收信噪比的提高也同时提高了接收灵敏度。现有提高接收信噪比的方法包括噪声匹配法、有源器件并联法、噪声消除法及信号反馈法等等。但这些方法都有一定的局限性，取得的效果也十分有限。例如，噪声消除法虽然能获得良好的效果，但只适用于一些能够独立采集噪声的应用场景。而有源器件并联法使其中一个重要方法，它针对同一信号源，利用多个并行的放大器将信号接收后放大，然后将每个放大器的输出进行合并，以此提高信噪比。但是，对于射频信号，有源器件并联法往往在实际中难以实施，主要是由于在高频段同一信号源的不同支路信号往往相位差异较大，且相位难以控制，导致多路信号合并时信号不一定同相相加，还可能反向抵消，因此实际效果并不理想。

技术实现要素：

本发明的目的是要克服目前信号接收系统中采用有源器件并联法时由于在高频段同一信号源的不同支路信号往往相位差异较大，且相位难以控制，导致多路信号合并时信号不一定同相相加的缺点，提供一种信号聚合解调器。

本发明解决上述技术问题，采用的技术方案是，应用于相干解调时，信号聚合解调器，包括天线、射频滤波器及系统输出端，其特征在于，还包括参数计算与采集模块、一个加法器、多个并行的信号放大解调模块及多个优合器，所述信号放大解调模块与优合器一一对应，所述天线与射频滤波器的输入端连接，射频滤波器的输出端与每一个信号放大解调模块的输入端连接，每一个信号放大解调模块的同相输出端及正交输出端都与其对应的优合器的同相输入端及正交输入端对应连接，且分别与参数计算与采集模块的各同相输入端及正交输入端一一对应连接，各优合器的参数同相输入端及参数正交输入端分别与参数计算与采集模块的各参数同相输出端及参数正交输出端一一对应连接，各优合器的输出端分别与加法器的各输入端一一对应连接，参数计算与采集模块的参考输入信号端与任意一个信号放大解调模块的正交输出端或同相输出端连接，加法器的输出端即为系统输出端，

所述信号放大解调模块用于对输入信号进行放大后再进行相干解调；

所述优合器用于根据输入的同相信号、正交信号、同相参数及正交参数优化并输出对应的一路基带信号；

所述参数计算与采集模块用于根据输入的同相信号、正交信号及参考输入信号分别计算出对应各优合器的同相参数及正交参数，并发送给对应的优合器。

具体的，所述信号放大解调模块包括射频放大器及射频解调器，所述射频放大器的输入端作为信号放大解调模块的输入端，射频放大器的输出端与射频解调器的输入端连接；

所述射频解调器用于对输入信号进行相干解调，其同相输出端及正交输出端分别作为信号放大解调模块的同相输出端及正交输出端。

进一步的，所述根据输入的同相信号、正交信号、同相参数及正交参数优化并输出对应的一路基带信号中，其优化时的计算公式为：

其中，sk是指第k个优合器的输出信号，是指第k个优合器输入的同相参数，是指第k个优合器输入的同相信号，是指第k个优合器输入的正交参数，是指第k个优合器输入的正交信号，k为小于或等于n的正整数，n为优合器的数量。

再进一步的，所述根据输入的同相信号、正交信号及参考输入信号分别计算出对应各优合器的同相参数及正交参数中，其计算公式为：

其中，是指第k个优合器输入的同相参数，是指第k个优合器输入的正交参数，pr＝e[r²]，r是指参考输入信号，是指第k个优合器输入的同相信号，是指第k个优合器输入的正交信号，e[.]是求数学期望值操作。

具体的，所述参数计算与采集模块为dsp(digitalsignalprocessor)处理器。

应用于非相干解调时，信号聚合解调器，包括天线、射频滤波器及系统输出端，其特征在于，还包括一个加法器、多个并行的信号放大解调模块，所述天线与射频滤波器的输入端连接，射频滤波器的输出端与每一个信号放大解调模块的输入端连接，每个信号放大解调模块只有一个输出端，分别与加法器的各输入端一一对应连接，加法器的输出端即为系统输出端；

所述信号放大解调模块用于对输入信号进行放大后再进行非相干解调。

具体的，所述信号放大解调模块包括射频放大器及射频解调器，所述射频放大器的输入端作为信号放大解调模块的输入端，射频放大器的输出端与射频解调器的输入端连接；

所述射频解调器对其输入信号进行非相干解调，其输出端作为信号放大解调模块的输出端。

本发明应用于qpsk(quadraturephaseshiftkeying)或高阶qam(quadratureamplitudemodulation)数字调制信号时，解决上述技术问题，采用的技术方案是，信号聚合解调器，包括天线、射频滤波器、同相信号输出端及正交信号输出端，其特征在于，还包括参数计算与采集模块、两个加法器、多个并行的信号放大解调模块及多个优合器，所述信号放大解调模块与优合器一一对应，所述天线与射频滤波器的输入端连接，射频滤波器的输出端与每一个信号放大解调模块的输入端连接，每一个信号放大解调模块的同相输出端及正交输出端都与与其对应的优合器的同相输入端及正交输入端对应连接，且分别与参数计算与采集模块的各同相输入端及正交输入端一一对应连接，各优合器的参数同相输入端及参数正交输入端分别与参数计算与采集模块的各参数同相输出端及参数正交输出端一一对应连接，各优合器的同相输出端分别与同一个加法器的各输入端一一对应连接，该加法器的输出端即为同相信号输出端，各优合器的正交输出端分别与另一个加法器的各输入端一一对应连接，该加法器的输出端即为正交信号输出端，参数计算与采集模块的两个参考输入信号端中，一个参考输入信号端与任意一个信号放大解调模块的正交输出端连接，另一个参考输入信号端与任意一个信号放大解调模块的同相输出端连接，

所述信号放大解调模块用于对输入信号进行放大后再进行qpsk或高阶qam解调；

所述优合器用于根据输入的同相信号、正交信号、同相参数及正交参数优化并输出对应的一路正交信号及一路同相信号；

所述参数计算与采集模块用于根据输入的同相信号、正交信号及参考输入信号分别计算出对应各优合器的同相参数及正交参数，并发送给对应的优合器。

具体的，所述信号放大解调模块包括射频放大器及射频解调器，所述射频放大器的输入端作为信号放大解调模块的输入端，射频放大器的输出端与射频解调器的输入端连接；

所述射频解调器用于对输入的信号进行qpsk或高阶qam解调，其同相输出端及正交输出端分别作为信号放大解调模块的同相输出端及正交输出端。

进一步的，所述根据输入的同相信号、正交信号、同相参数及正交参数优化并输出对应的一路正交信号及一路同相信号中，其优化时的计算公式为：

其中，是指第k个优合器的同相输出端输出的信号，是指第k个优合器的正交输出端输出的信号，是指第k个优合器输入的同相参数，是指第k个优合器输入的同相信号，是指第k个优合器输入的正交参数，是指第k个优合器输入的正交信号，k为小于或等于n的正整数，n为优合器的数量。

再进一步的，所述根据输入的同相信号、正交信号及参考输入信号分别计算出对应各优合器的同相参数及正交参数中，其计算公式为：

其中，是指第k个优合器输入的同相参数，是指第k个优合器输入的正交参数，pi＝e[ri²]，pq＝e[rq²]，ri是指同相参考输入信号，其为信号放大解调模块的同相输出信号，rq是指正交参考输入信号，其为信号放大解调模块的正交输出信号，是指第k个优合器输入的同相信号，是指第k个优合器输入的正交信号，e[.]是求数学期望值操作。

具体的，所述参数计算与采集模块为dsp(digitalsignalprocessor)处理器。

应用于qpsk或高阶qam数字调制信号，且各信号放大解调模块支路无相位畸变或各信号放大解调模块输出信号相位一致的情况时，信号聚合解调器，包括天线、射频滤波器、同相信号输出端及正交信号输出端，其特征在于，还包括两个加法器、多个并行的信号放大解调模块，所述天线与射频滤波器的输入端连接，射频滤波器的输出端与每一个信号放大解调模块的输入端连接，每个信号放大解调模块具有同相输出端及正交输出端，各信号放大解调模块的同相输出端分别与一个加法器的各输入端一一对应连接，该加法器的输出端即为同相信号输出端；各信号放大解调模块的正交输出端分别与另一个加法器的各输入端一一对应连接，该加法器的输出端即为正交信号输出端；

所述信号放大解调模块用于对输入信号进行放大后再进行qpsk或高阶qam解调。

具体的，所述信号放大解调模块包括射频放大器及射频解调器，所述射频放大器的输入端作为信号放大解调模块的输入端，射频放大器的输出端与射频解调器的输入端连接；

所述射频解调器用于对输入的信号进行qpsk或高阶qam解调，其同相输出端及正交输出端分别作为信号放大解调模块的同相输出端及正交输出端。

本发明的有益效果是，在本发明方案中，通过上述信号聚合解调器，可见，其将接收到的射频信号构建为多路并行的信号，将每个支路(信号放大解调模块)放大解调后获得的基带信号通过加法器进行相加合并，不再操作于高频信号，因而规避了不同支路信号相位差异大而不能同相相加的问题，确保了各路信号在基带上同相相加，以此聚合信号能量，从而大幅度提高接收信噪比及灵敏度。

附图说明

图1是本发明实施例1中信号聚合解调器的系统框图。

图2是本发明实施例2中信号聚合解调器的系统框图。

图3是本发明实施例3中信号聚合解调器的系统框图。

图4是本发明实施例4中信号聚合解调器的系统框图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，详细描述本发明的技术方案。

本发明的信号聚合解调器，应用于相干解调时，包括天线、射频滤波器、系统输出端、参数计算与采集模块、一个加法器、多个并行的信号放大解调模块及多个优合器，这里，信号放大解调模块与优合器一一对应，天线与射频滤波器的输入端连接，射频滤波器的输出端与每一个信号放大解调模块的输入端连接，每一个信号放大解调模块的同相输出端及正交输出端都与其对应的优合器的同相输入端及正交输入端对应连接，且分别与参数计算与采集模块的各同相输入端及正交输入端一一对应连接，各优合器的参数同相输入端及参数正交输入端分别与参数计算与采集模块的各参数同相输出端及参数正交输出端一一对应连接，各优合器的输出端分别与加法器的各输入端一一对应连接，参数计算与采集模块的参考输入信号端与任意一个信号放大解调模块的正交输出端或同相输出端连接，加法器的输出端即为系统输出端，其中，信号放大解调模块用于对输入信号进行放大后再进行相干解调；优合器用于根据输入的同相信号、正交信号、同相参数及正交参数优化并输出对应的一路基带信号；参数计算与采集模块用于根据输入的同相信号、正交信号及参考输入信号分别计算出对应各优合器的同相参数及正交参数，并发送给对应的优合器。

本发明的第二种信号聚合解调器，应用于非相干解调时，包括天线、射频滤波器、系统输出端、一个加法器及多个并行的信号放大解调模块，天线与射频滤波器的输入端连接，射频滤波器的输出端与每一个信号放大解调模块的输入端连接，每个信号放大解调模块只有一个输出端，分别与加法器的各输入端一一对应连接，加法器的输出端即为系统输出端，其中，信号放大解调模块用于对输入信号进行放大后再进行非相干解调。

本发明的第三种信号聚合解调器，应用于qpsk或高阶qam数字调制信号，包括天线、射频滤波器、同相信号输出端、正交信号输出端、参数计算与采集模块、两个加法器、多个并行的信号放大解调模块及多个优合器，这里，信号放大解调模块与优合器一一对应，天线与射频滤波器的输入端连接，射频滤波器的输出端与每一个信号放大解调模块的输入端连接，每一个信号放大解调模块的同相输出端及正交输出端都与与其对应的优合器的同相输入端及正交输入端对应连接，且分别与参数计算与采集模块的各同相输入端及正交输入端一一对应连接，各优合器的参数同相输入端及参数正交输入端分别与参数计算与采集模块的各参数同相输出端及参数正交输出端一一对应连接，各优合器的同相输出端分别与同一个加法器的各输入端一一对应连接，该加法器的输出端即为同相信号输出端，各优合器的正交输出端分别与另一个加法器的各输入端一一对应连接，该加法器的输出端即为正交信号输出端，参数计算与采集模块的两个参考输入信号端中，一个参考输入信号端与任意一个信号放大解调模块的正交输出端连接，另一个参考输入信号端与任意一个信号放大解调模块的同相输出端连接，其中，信号放大解调模块用于对输入信号进行放大后再进行qpsk或高阶qam解调；优合器用于根据输入的同相信号、正交信号、同相参数及正交参数优化并输出对应的一路正交信号及一路同相信号；参数计算与采集模块用于根据输入的同相信号、正交信号及参考输入信号分别计算出对应各优合器的同相参数及正交参数，并发送给对应的优合器。

本发明的第四种信号聚合解调器，应用于qpsk或高阶qam数字调制信号，且各信号放大解调模块支路无相位畸变或各信号放大解调模块输出信号相位一致的情况下，其包括天线、射频滤波器、同相信号输出端、正交信号输出端、两个加法器及多个并行的信号放大解调模块，天线与射频滤波器的输入端连接，射频滤波器的输出端与每一个信号放大解调模块的输入端连接，每个信号放大解调模块具有同相输出端及正交输出端，各信号放大解调模块的同相输出端分别与一个加法器的各输入端一一对应连接，该加法器的输出端即为同相信号输出端；各信号放大解调模块的正交输出端分别与另一个加法器的各输入端一一对应连接，该加法器的输出端即为正交信号输出端；信号放大解调模块用于对输入信号进行放大后再进行qpsk或高阶qam解调。

实施例1

本发明实施例1的信号聚合解调器，采用相干解调，其系统框图参见图1，包括天线、射频滤波器、系统输出端、参数计算与采集模块、一个加法器、多个并行的信号放大解调模块及多个优合器，这里，信号放大解调模块与优合器一一对应，天线与射频滤波器的输入端连接，射频滤波器的输出端与每一个信号放大解调模块的输入端连接，每一个信号放大解调模块的同相输出端及正交输出端都与其对应的优合器的同相输入端及正交输入端对应连接，且分别与参数计算与采集模块的各同相输入端及正交输入端一一对应连接，各优合器的参数同相输入端及参数正交输入端分别与参数计算与采集模块的各参数同相输出端及参数正交输出端一一对应连接，各优合器的输出端分别与加法器的各输入端一一对应连接，参数计算与采集模块的参考输入信号端与任意一个信号放大解调模块的正交输出端或同相输出端连接，加法器的输出端即为系统输出端。

其中，信号放大解调模块用于对输入信号进行放大后再进行相干解调，其可以包括射频放大器及射频解调器，这里，射频放大器的输入端作为信号放大解调模块的输入端，射频放大器的输出端与射频解调器的输入端连接；射频解调器用于对输入信号进行相干解调，其同相输出端及正交输出端分别作为信号放大解调模块的同相输出端及正交输出端。

优合器用于根据输入的同相信号、正交信号、同相参数及正交参数优化并输出对应的一路基带信号。这里，根据输入的同相信号、正交信号、同相参数及正交参数优化并输出对应的一路基带信号中，其优化时的计算公式可以为：

其中，sk是指第k个优合器的输出信号，是指第k个优合器输入的同相参数，是指第k个优合器输入的同相信号，是指第k个优合器输入的正交参数，是指第k个优合器输入的正交信号，k为小于或等于n的正整数，n为优合器的数量。

参数计算与采集模块用于根据输入的同相信号、正交信号及参考输入信号分别计算出对应各优合器的同相参数及正交参数，并发送给对应的优合器。这里，根据输入的同相信号、正交信号及参考输入信号分别计算出对应各优合器的同相参数及正交参数中，其计算公式可以为：

其中，是指第k个优合器输入的同相参数，是指第k个优合器输入的正交参数，pr＝e[r²]，r是指从参考输入信号端输入的参考输入信号，是指第k个优合器输入的同相信号，是指第k个优合器输入的正交信号，e[.]是求数学期望值操作。参数计算与采集模块可以为dsp(digitalsignalprocessor)处理器。

实施例2

本发明实施例2中信号聚合解调器，采用非相干解调，其系统框图参见图2，其包括天线、射频滤波器、系统输出端、一个加法器及多个并行的信号放大解调模块，天线与射频滤波器的输入端连接，射频滤波器的输出端与每一个信号放大解调模块的输入端连接，每个信号放大解调模块只有一个输出端，分别与加法器的各输入端一一对应连接，加法器的输出端即为系统输出端，其中，信号放大解调模块用于对输入信号进行放大后再进行非相干解调。

本例中，信号放大解调模块可以包括射频放大器及射频解调器，射频放大器的输入端作为信号放大解调模块的输入端，射频放大器的输出端与射频解调器的输入端连接；射频解调器对其输入信号进行非相干解调，其输出端作为信号放大解调模块的输出端。

实施例3

本发明实施例3的信号聚合解调器，应用于qpsk或高阶qam数字调制信号，其系统框图参见图3，包括天线、射频滤波器、同相信号输出端、正交信号输出端、参数计算与采集模块、两个加法器、多个并行的信号放大解调模块及多个优合器，这里，信号放大解调模块与优合器一一对应，天线与射频滤波器的输入端连接，射频滤波器的输出端与每一个信号放大解调模块的输入端连接，每一个信号放大解调模块的同相输出端及正交输出端都与与其对应的优合器的同相输入端及正交输入端对应连接，且分别与参数计算与采集模块的各同相输入端及正交输入端一一对应连接，各优合器的参数同相输入端及参数正交输入端分别与参数计算与采集模块的各参数同相输出端及参数正交输出端一一对应连接，各优合器的同相输出端分别与同一个加法器的各输入端一一对应连接，该加法器的输出端即为同相信号输出端，各优合器的正交输出端分别与另一个加法器的各输入端一一对应连接，该加法器的输出端即为正交信号输出端，参数计算与采集模块的两个参考输入信号端中，一个参考输入信号端与任意一个信号放大解调模块的正交输出端连接，另一个参考输入信号端与任意一个信号放大解调模块的同相输出端连接。

其中，信号放大解调模块用于对输入信号进行放大后再进行qpsk或高阶qam解调，其可以包括射频放大器及射频解调器，射频放大器的输入端作为信号放大解调模块的输入端，射频放大器的输出端与射频解调器的输入端连接；射频解调器用于对输入的信号进行qpsk或高阶qam解调，其同相输出端及正交输出端分别作为信号放大解调模块的同相输出端及正交输出端。

优合器用于根据输入的同相信号、正交信号、同相参数及正交参数优化并输出对应的一路正交信号及一路同相信号。这里，根据输入的同相信号、正交信号、同相参数及正交参数优化并输出对应的一路正交信号及一路同相信号中，其优化时的计算公式可以为：

其中，是指第k个优合器的同相输出端输出的信号，是指第k个优合器的正交输出端输出的信号，是指第k个优合器输入的同相参数，是指第k个优合器输入的同相信号，是指第k个优合器输入的正交参数，是指第k个优合器输入的正交信号，k为小于或等于n的正整数，n为优合器的数量。

参数计算与采集模块用于根据输入的同相信号、正交信号及参考输入信号分别计算出对应各优合器的同相参数及正交参数，并发送给对应的优合器。这里，根据输入的同相信号、正交信号及参考输入信号分别计算出对应各优合器的同相参数及正交参数中，其计算公式为：

其中，是指第k个优合器输入的同相参数，是指第k个优合器输入的正交参数，pi＝e[ri²]，pq＝e[rq²]，ri是指同相参考输入信号，其为信号放大解调模块的同相输出信号，rq是指正交参考输入信号，其为信号放大解调模块的正交输出信号，是指第k个优合器输入的同相信号，是指第k个优合器输入的正交信号，e[.]是求数学期望值操作。参数计算与采集模块可以为dsp(digitalsignalprocessor)处理器。

实施例4

本发明实施例4中信号聚合解调器，应用于qpsk或高阶qam数字调制信号，且各信号放大解调模块支路无相位畸变或各信号放大解调模块输出信号相位一致的情况，其系统框图参见图4，其包括天线、射频滤波器、同相信号输出端及正交信号输出端，其特征在于，还包括两个加法器、多个并行的信号放大解调模块，所述天线与射频滤波器的输入端连接，射频滤波器的输出端与每一个信号放大解调模块的输入端连接，每个信号放大解调模块具有同相输出端及正交输出端，各信号放大解调模块的同相输出端分别与一个加法器的各输入端一一对应连接，该加法器的输出端即为同相信号输出端；各信号放大解调模块的正交输出端分别与另一个加法器的各输入端一一对应连接，该加法器的输出端即为正交信号输出端；信号放大解调模块用于对输入信号进行放大后再进行qpsk或高阶qam解调。

本例中，信号放大解调模块可以包括射频放大器及射频解调器，射频放大器的输入端作为信号放大解调模块的输入端，射频放大器的输出端与射频解调器的输入端连接；射频解调器用于对输入的信号进行qpsk或高阶qam解调，其同相输出端及正交输出端分别作为信号放大解调模块的同相输出端及正交输出端。