CN102420618A - 基于空时编码的短波四通道发信机 - Google Patents

Abstract

基于空时编码的短波四通道发信机，包括空时编码集成激励器、四通道滤波单元、四通道功放器、四个天线调谐器和四个短波天线；空时编码集成激励器产生的4路射频小信号，分别连接四通道滤波单元滤波，然后接四通道功放器进行放大，产生4路1kW的短波射频信号，最后分别通过天调调谐器，由短波天线发射。本发明可应用到短波通信中，提高通信信号的抗干扰能力。

Description

基于空时编码的短波四通道发信机

技术领域

本发明属于通信电子电路设计，尤其是基于空时编码的短波四通道发信机。

背景技术

短波通信存在着时变衰落的特点，严重影响了短波通信的性能。以前使用的一些短波多通道发信机，各通道之间是相互独立的，并不能系统有效地提高信号抗干扰能力。而通过多通道分集发射的方法，使用空间分集与空时编码技术，可提高对信道衰落的抑制能力，并且提高系统容量。空时编码技术是最近兴起的一种发射分集方法，将空时分组码与交织技术结合使用时，抗衰落性能强。同时该方法分集增益高，可有效解决受衰落信道影响导致系统容量受限的问题。随着高速数字信号处理芯片的推广和空时编码理论的完善，采用一体化的设计，将空时编码技术应用到短波发射机中，研制空时编码的四通道发信机，可以有效提高抗干扰能力，带来可观的增益改善。

发明内容

本发明目的是，首次将空时编码应用到短波发射机中，采用STBC(空时分组编码)技术，通过研制新型的短波激励器和四通道发射机，可以系统有效地提高信号抗干扰能力。该发明可以应用在恶劣的通信环境中，提高短波发射机的增益，降低短波通信的误码率，而且能够提高多通道发信机的集成度，减小体积和重量。

本发明的技术方案是：基于空时编码的短波四通道发信机，由空时编码集成激励器、四通道滤波单元、四通道功放器、四个天线调谐器和四个短波天线组成；空时编码集成激励器产生的4路射频小信号，分别连接四通道滤波单元滤波，然后经过四通道功放器进行放大，产生4路1kW的短波射频信号，最后分别通过天调调谐，由短波天线发射。

基于空时编码的短波四通道分集发射的激励器，所述包括数字信号处理模块、显示控制模块、射频检测模块和电源模块，数字信号处理模块、射频检测模块和电源模块均连接至显示控制模块；显示控制模块通过射频检测模块控制数字信号处理模块及显示状态，数字信号处理模块接音频信号并PCM编码、转换成数字信号后经星座映射和STBC空时编码后输出四路信号，四路信号并经上变频四路射频信号；射频信号经四通道滤波单元的滤波模块滤波，即对四路射频信号进行选择性滤波处理，滤除带外噪声；滤波后射频信号再经过四通道功放器放大20dB后输出；设有射频检测模块检测四路中每路的射频信号，再将射频检测值接数字信号处理模块，数字信号处理模块输出对某路射频信号进行功率补偿的射频信号。

本发明的有益效果是，该发明可应用到短波通信中，提高通信信号的抗干扰能力。

附图说明

图1空时编码短波四通道发信机组成示意图。

图2集成激励器四通道空时编码处理示意图。

图3STBC编码处理流程示意图。

图4信号传输示意图。

具体实施方式

四通道滤波单元考虑采用高速的电子开关，由于切换波段电感和调谐电容的开关是限制调谐速度的关键，通过对多种电路的试验比较，采用PIN二极管构成的串/并复合结构电子开关。这种电子开关具有极高的开关速度，同时具有高隔离度、低插入损耗和高通过功率的特点。同时为了补偿滤波单元的插入损耗对发射功率的影响，在滤波后通过超线性、低噪声的放大器进行补偿，并减小了放大器带入的额外噪声对系统的影响。

空时编码集成激励器先对需要发射的音频信号做PCM编码，将其转换成数字信号，接着做星座映射和STBC空时编码，最后调制、上变频和滤波输出四路射频小信号，处理示意图如图2所示。

功放和天线调谐器之间用单根高频电缆连接，用于传输射频信号、控制信号、直流信号。天线调谐器放在各天线的根部(每个天线相隔一定距离)。功放和天线调谐器的信号传输示意图如图4所示。

其中基带信号包含2^b个星座，共使用4个通道，分8个时隙，在时隙1，Kb比特到达编码器，编码器选定相应的信座符号s₁，s₂，…，s_K。空时分组码矩阵G表示为：

$G=\left[\begin{array}{cccc}{x}_1& x_2& x_3& x_4\\ {-x}_2& x_1& -x_4& x_3\\ -x_3& x_4& x_1& -x_2\\ -x_4& -x_3& x_2& x_1\\ x_1^{*}& x_2^{*}& x_3^{*}& x_4^{*}\\ -x_2^{*}& x_1^{*}& -x_4^{*}& x_3^{*}\\ -x_3^{*}& x_4^{*}& x_1^{*}& {-x}_2^{*}\\ -x_4^{*}& -x_3^{*}& x_2^{*}& x_1^{*}\end{array}\right]$

将G中的x_k置为s_k，k＝1，2，…，K，我们得到矩阵C＝G(s₁，s₂，…，s_K)，其元素是s₁，s₂，…，s_K及其共轭的线性组合。G由待定的变量s₁，s₂，…，s_K构成，而矩阵C由特定的星座符号构成，c_tn表示矩阵C中第t (t＝1，2，…，8)行第n(n＝1，2，…，4)列的元素，意味着Kb比特在时隙t由通道n分别输出。

四通道滤波单元考虑采用高速的电子开关，由于切换波段电感和调谐电容的开关是限制调谐速度的关键，通过对多种电路的试验比较，采用PIN二极管构成的串/并复合结构电子开关。这种电子开关具有极高的开关速度，同时具有高隔离度、低插入损耗和高通过功率的特点。同时为了补偿滤波单元的插入损耗对发射功率的影响，在滤波后通过超线性、低噪声的放大器进行补偿，并减小了放大器带入的额外噪声对系统的影响。

功放和天线调谐器之间用单根高频电缆连接，用于传输射频信号、控制信号、直流信号。天线调谐器放在各天线的根部(每个天线相隔一定距离)。功放和天线调谐器的信号传输示意图如图4所示：

基于空时编码的短波四通道分集发射的激励器，所述包括数字信号处理模块、滤波模块、射频放大模块、显示控制模块、射频检测模块和电源模块，数字信号处理模块、滤波模块、射频放大模块、射频检测模块和电源模块均连接至显示控制模块；显示控制模块通过射频检测模块控制数字信号处理模块及显示状态，数字信号处理模块接音频信号并PCM编码、转换成数字信号后经星座映射和STBC空时编码后输出四路信号，四路信号并经上变频四路射频信号；射频信号的滤波模块中，由滤波模块对四路射频信号进行选择性滤波处理，滤除带外噪声；滤波后射频信号再经过射频放大模块放大20dB后输出；射频检测模块检测四路中每路的射频信号，再将射频检测值接数字信号处理模块，数字信号处理模块输出对某路射频信号进行功率补偿的射频信号。

Claims (2)

1.基于空时编码的短波四通道发信机，其特征是包括空时编码集成激励器、四通道滤波单元、四通道功放器、四个天线调谐器和四个短波天线；空时编码集成激励器产生的4路射频小信号，分别连接四通道滤波单元滤波，然后经过四通道功放器进行放大，产生4路1kW的短波射频信号，连接天调调谐器后由短波天线发射。

2.根据权利要求1所述的基于空时编码的短波四通道发信机，其特征是所述空时编码集成激励器，包括数字信号处理模块、显示控制模块、射频检测模块和电源模块，数字信号处理模块、射频检测模块和电源模块均连接至显示控制模块；显示控制模块通过射频检测模块控制数字信号处理模块及显示状态，数字信号处理模块接音频信号并PCM编码、转换成数字信号后经星座映射和STBC空时编码后输出四路信号，四路信号并经上变频四路射频信号；射频信号经四通道滤波单元的滤波模块滤波，即对四路射频信号进行选择性滤波处理，滤除带外噪声；滤波后射频信号再经过四通道功放器放大20dB后输出；设有射频检测模块检测四路中每路的射频信号，再将射频检测值接数字信号处理模块，数字信号处理模块输出对某路射频信号进行功率补偿的射频信号。

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