一种异步双工零射频无线通信系统的制作方法_3

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频发射头合起来发送出去,从而可以发送整个通信所支持的频段内的宽带信号。
[0050] 如图2(b)所示,是本实施例的用于水声通信的接收方的接收阵列示意图,由若干 个多模小口径接收探头(白色圆圈示意)组成,分布在一球面上,利于全向接收。接收探头 可以是电容式微加工超声探头或薄膜等多类型的探头。
[0051] 如图3所示,是本实施例的分频器对变频信号频带分割示意。频带分割可以是重 叠的分割,也可以是非重叠的分割,分割后的频段可以是等宽,也可以是非等宽的。这里 示意的是分频器把频带f\~f6进行了非重叠的非等宽的分割,分割成5段:ff2,f2~ f3,f3~f4,f4~f5,f5~f6〇
[0052] 如图4所示,是本实施例的调制过程。
[0053] (1)对码字赋值。假设编码长度为N= 8bit,则有L= 28= 256种可能码字,对码 字赋值,赋值在能表示的值范围内等间隔选取(均匀采样),如能表示的数值范围为Clmn~ Clniax= 0 ~1023,则Sj赋值为:
[0055] 从而得到码本以及对应的赋值。
[0056]
[0057] 上述的码字赋值也可以非均匀采样。每个码字赋值都有一定的冗余范围,如为 Ad,则某个d在(dlmin= (I1-Ad)彡d彡(dlmax=di+Ad)范围,则码字赋值被判为(I1,在码 本里可以找出其为第1号码字,码字为00000000。
[0058] (2)构造码字的赋值与预调频的变频信号的初始频率以及基准频率之间的函数关 系。每次发M= 2个码字,其赋值假设为dsl,ds2,构造2个方程组,假设为
[0060]
这样任意的码字赋值代入上式,所得到的起始频率都不会超过 。且根据fsl和fs2的大小,如由大到小对两个方程进行排序。
[0061 ] (3)调制为二元变频宽带信号。根据频率初始值fsl和fs2,以及频率变化函数,假 设频率变化函数为线性函数
这样二元变频宽带信号为
[0063] 其中a为线性调频的调频率。
[0064] (4)二元变频宽带信号和基准频率单频信号组合为宽带变频发送信号。宽带变频 发送信号包括携带信息的二元变频宽带信号和基准频率&的单频信号:
[0066] 如图5所示,是本实施例的解调过程。解调是对接收信号y(t)进行去噪放大之后 的工作,其基本上是调制的一个逆过程:
[0067] (1)分离变频信号和单频信号。接收信号y(t)通过一个带通滤波器进行单频信号 和变频信号的分离,滤出来单频信号,
[0071] 其中h(t)为传播信道的冲激响应;n(t)为传播信道的加性噪声。
[0072] (2)对单频信号进行频率估计和提取时钟信息。
[0073] 对含有噪声的单频信号yjt)进行频率估计求解频率I,另外对其和倍频信号进 行整形,提取时钟信息,以便收发双方的时间同步,进行异步通信。
[0074] (3)对变频信号进行时频分析。
[0075] 对含有噪声的接收信号的变频信号yf(t)进行时频分析,求解出2个变频信号的 起始频率/sl,又2,且由大到小进行排序。
[0076] (4)解出码字的赋值。
[0077] 根据(公式1),把f。替换成其估计值j4,_fsdPfs2替换成其估计值H,.反解出 2个码字的赋值Ku
[0078] (5)解调出码字。
[0079] 根据判断准则,如A. ,则判为(!,,^,是^為^^则判为牝得到解 jmin i-i. jiii3X 调出来的码字为码本里面的第j和第i个码字。
[0080] 如图6所示,是本实施例的异步双工零射频无线通信方法,包括如下步骤:
[0081] (1)通信参数设置。
[0082] 通信双方已经事先设置好协商的通信参数,包括信源编码和信道编码编码方式, 编码长度Nbit(码字的长度)、调制参数(调制方式、变频信号的频率变化函数)、信号发送 持续时间。由于是双工通信,可同时收发,以通信发送方和通信接收方来说明通信双方。双 方的通信通过不同频段来区分,如通信发送方到通信接收方称为下行频段;通信接收方到 通信发送方称为上行频段。工作前在无线通信支持的频段内设置好上行频段、下行频段和 基准频率。调制方式主要是说明2 N= 2 8= 256 =个码字所赋予的值,同时发送的码字数M =2以及这2个赋值和2个变频信号的起始频率以及基准频率f。之间的2个映射函数关 系。
[0083] (2)通信发送方发送信息,对信息进行信源编码和信道编码,得到码字。
[0084] (3)对码字进行调制,产生发送信号。根据调制方式、变频信号的频率变化函数,对 码字进行调制,生成多元变频宽带信号;根据基准频率产生单频信号;两者之和产生宽带 变频发送信号。
[0085] (4)低频发射头发送经过功率放大的宽带变频发送信号。宽带变频发送信号通过 分频器后先进行频带分割,由对应的功率放大器进行功率放大,再发送给低频发射头。
[0086] (5)接收方的球面接收阵列接收信号,然后接收电路对接收信号去噪,放大。
[0087] (6)解调器解调接收信号。解调器通过一个带通滤波器对接收信号进行单频信号 和变频信号的分离,滤出来单频信号,对其进行频率估计求解出基准频率fc的估计值另 外对其和倍频信号进行整形,提取时钟信息,以便收发双方的时间同步,进行异步通信。分 离出来的变频信号,对其进行时频分析,求解出2个变频信号的起始频率I,,然后根据 (公式1),把f。替换成其估计值又.反解出2个赋值J4l^i2。根据判断准则,判断其所属的赋 值,从而从码本中找出对应的码字。如AminUsXrajx,则判为Clj,解调出为码字j。
[0088] (7)信号接收处理单元对接收码字进行信道解码和信源解码,得到接收信息。
[0089] 上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化, 均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种异步双工零射频无线通信系统,其特征在于只需要一个基准频率,把信息附在 发送变频信号的起始频率上,在通信所支持的频段内直接进行基带调制为一个变频信号, 变频信号的起始频率与基准频率和一个或者多个码字之间有一一映射函数关系,解调时解 出起始频率,根据映射函数关系解出一个或者多个码字,基准频率传递时钟信息,可以进行 异步通信,通信双方选择不同的频段来传输信息,可以同时收发,进行双工通信。2. -种异步双工零射频无线通信系统,其特征在于调制过程: (1) 对码字赋值,假设编码长度为N bit,则有2N种可能码字,对码字在允许的赋值范 围内进行赋值,任意两个码字赋值的差值要大于码字赋值的冗余度,如为A d,则在解码的 时候,某个d在(dlmin= d「Δ d)彡d彡(dlmax= d i+Δ d)范围,则码字赋值被判为山, (2) 构造码字的赋值与预调频的变频信号的初始频率以及基准频率之间的函数关系, 并且根据预调频的变频信号的初始频率的大小来对方程组由小到大或者由大到小进行 排
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