CN103248413B - 一种pdt数模双制式集群系统的分集接收方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种PDT数模双制式集群系统的分集接收方法及装置，采用中频数字化的接收技术，结合空间分集的分集方式，在基带信号中完成分集合并的信号处理，能够有效改善系统上行信号，简单高效、低成本地实现PDT数模兼容系统的分集接收功能。本发明的方法包括：通过三路接收天线分别接收信号；分别对所述信号进行预处理并将预处理后的信号发送至基带处理模块；分别对经过预处理后的信号进行滤波，得到滤波信号；分别计算各滤波信号对应通道的通道参数，得到处理数据；对所述处理数据进行合并，并根据数模要求对合并数据进行滤波处理；将经过滤波处理的合并数据发送至数模模式选择模块。

Description

一种PDT数模双制式集群系统的分集接收方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及通信领域，具体涉及一种PDT数模双制式集群系统的分集接收方法及装置。

背景技术

现有无线集群系统主要采用大区制覆盖方式为主，基站设在高山或高层建筑的顶端，并使用高功率、高增益的全向天线发射，下行信号，即基站至移动台的信号强。但是移动台，特别是手持台，由于受体积、重量和耗电、设计工艺等因素的制约，难以使用高功率、高增益天线增强发射信号，因此手持台上行信号，即移动台至基站的信号较弱，基站无法很好地接收到或根本无法接收到移动台的上行信号，上行和下行信号不平衡，造成无线通信不畅，这种情况在覆盖区边缘和楼宇密集地带尤为明显。

随着无线集群技术的发展和演进，数字集群技术被越来越多的人接受和使用，数字集群系统具有频谱利用率高、保密性强、网络扩展能力强、业务丰富和无线网络管理高效快捷等优点，从模拟集群过渡到数字集群的趋势越发明显。其中警用数字集群通信系统标准(PDT，PoliceDigitalTrunking)，是由公安部主管部门牵头，由国内行业系统供应商参与制定，借鉴国际已经发布的标准协议的优点，结合我国公安无线指挥调度通信需求，推出的一种数字专业无线通信技术标准，将成为我国公安行业今后数字集群通信系统的建设方向。

为了保护原有模拟系统建设的投资，保证模拟用户的正常通信，在进行PDT数字集群系统的设计中，必须考虑如何兼容模拟集群系统。同时，在引入分集接收技术优化无线集群通信系统的上行信号时，也必须考虑如何进行数模兼容的问题。

现有的改善无线集群系统上行信号的主要技术方案如下：

1)增设基站

通过增设基站，增加基站的分布密集度，可以缩短移动台到基站的通信距离，能够同时改善上行和下行信号质量。

2)设置同频转发器

在基站信号覆盖范围内的适当地点设置同频转发器进行补点覆盖，整个系统使用相同的频道，盲区中的移动台在无法直接和基站通信的情况下，可以通过同频转发器的中转信号和基站建立通信。在上行过程中，同频转发器接收到移动台的信号后，进行滤波放大再用相同的频点发射出去，让基站能够收到更强的信号；在下行过程中，同频转发器接收到基站的信号后，进行滤波放大再用相同的频点发射出去，让移动台能够收到更强的信号。这种方案工作简单，是改善上行信号质量的有效措施。

然而采用增设基站的方案，会带来额外的频率资源占用，在频率资源本身非常紧张的专网集群系统中，这种以增加系统的频率资源负担为代价来改善上行信号的方式，是不太合适的。同时增设基站会带来很多如位置登记、越区切换、漫游等的跨基站操作，这会增加链路通信的数据负荷，同时也提高系统运行的复杂度，降低了系统工作的可靠性。设置同频转发器需要考虑收发之间的信号隔离问题，由于同频转发器的发射和接收工作于相同的频点，当收发隔离处理不好的时候，同频转发器的接收会收回自己发射的信号，在接收和发射之间形成一个信号环路，出现自激的问题。采用这种方式来改善系统的上行信号，工程实施难度比较大。而且，不管增设基站还是设置同频转发器，都会增加建设、管理和维护的工作量和费用。

发明内容

本发明实施例提供了一种PDT数模双制式集群系统的分集接收方法及装置，采用中频数字化的接收技术，结合空间分集的分集方式，在基带信号中完成分集合并的信号处理，能够有效改善系统上行信号，简单高效、低成本地实现PDT数模兼容系统的分集接收功能。

本发明实施例提供的PDT数模双制式集群系统的分集接收方法，包括：

通过三路接收天线分别接收信号；

分别对所述信号进行预处理并将预处理后的信号发送至基带处理模块；

分别计算各经过预处理后的信号对应通道的通道参数，得到处理数据；

对所述处理数据进行合并，并根据数模要求对合并数据进行滤波处理；

将经过滤波处理的合并数据发送至数模模式选择模块。

可选地，

所述预处理包括：

高频放大处理；

混频和中频放大及滤波处理；

中频数字化处理。

可选地，

所述分别计算各经过预处理后的信号对应通道的通道参数包括：

对各经过预处理后的信号进行鉴频解调，得到鉴频解调数据；

计算所述鉴频解调数据对应通道的噪声值；

对各经过预处理后的信号进行滤波处理，得到滤波信号；

对滤波信号进行鉴频解调处理，得到滤波鉴频解调数据；

计算所述滤波信号对应通道的场强信号；

所述通道参数包括滤波鉴频解调数据、场强信号和噪声值。

可选地，

所述对处理数据进行合并包括对所述处理数据进行选择性合并；

所述对数据进行选择性合并包括：

分别计算各通道的信噪比；

将信噪比最高所在通道的数据作为合并数据。

可选地，

所述根据数模要求对合并数据进行滤波处理包括：

在模拟模式下，通过低通滤波器对所述合并数据进行音频滤波；

在PDT数字模式下，通过平方根升余弦滤波器对所述合并信号进行接收匹配滤波。

本发明实施例提供的PDT数模双制式集群系统的分集接收装置，

包括接收天线、预处理模块、计算模块、合并模块和发送模块；

所述接收天线，用于接收信号；

所述预处理模块，用于分别对所述信号进行预处理并将预处理后的信号发送至基带处理模块；

所述计算模块，用于分别计算各经过预处理后的信号对应通道的通道参数，得到处理数据；

所述合并模块，用于对所述处理数据进行合并，并根据数模要求对合并数据进行滤波处理；

所述发送模块，用于将经过滤波处理的合并数据发送至数模模式选择模块。

可选地，

所述预处理模块包括预处理单元和发送单元；

所述预处理单元，用于分别对所述接收信号进行预处理；

所述发送单元，用于将预处理后的信号发送至基带处理模块。

可选地，

所述计算模块包括第一鉴频解调单元、噪声计算单元、信道滤波单元、第二鉴频解调单元和场强计算单元；

第一鉴频解调单元，用于对各经过预处理后的信号进行鉴频解调，得到鉴频解调数据；

噪声计算单元，用于计算所述鉴频解调数据对应通道的噪声值

信道滤波单元，用于对各经过预处理后的信号进行滤波处理，得到滤波信号；

第二鉴频解调单元，用于对滤波信号进行鉴频解调处理，得到滤波鉴频解调数据；

场强计算单元，用于计算所述滤波信号对应通道的场强信号。

可选地，

所述合并模块包括合并单元和滤波单元；

所述合并单元，用于对所述处理数据进行合并；

所述滤波单元，用于根据数模要求对合并数据进行滤波处理。

本发明实施例中，首先通过三路接收天线分别接收信号；然后分别对所述信号进行预处理并将预处理后的信号发送至基带处理模块；接着分别计算各经过预处理后的信号对应通道的通道参数，得到处理数据；然后对所述处理数据进行合并，并根据数模要求对合并数据进行滤波处理；最后将经过滤波处理的合并数据发送至数模模式选择模块。本发明实施例的方法和装置，采用中频数字化的接收技术，结合空间分集的分集方式，在基带信号中完成分集合并的信号处理，能够有效改善系统上行信号，简单高效、低成本地实现PDT数模兼容系统的分集接收功能。

附图说明

图1为本发明实施例中PDT数模双制式集群系统的分集接收方法第一实施例流程图；

图2为本发明实施例中PDT数模双制式集群系统的分集接收方法第二实施例流程图；

图3为本发明实施例中PDT数模双制式集群系统的分集接收方法中对信号进行预处理过程示意图；

图4为本发明实施例中PDT数模双制式集群系统的分集接收方法中基带处理模块处理数据过程示意图；

图5为本发明实施例中PDT数模双制式集群系统的分集接收装置实施例结构图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种PDT数模双制式集群系统的分集接收方法及装置，采用中频数字化的接收技术，结合空间分集的分集方式，在基带信号中完成分集合并的信号处理，能够有效改善系统上行信号，简单高效、低成本地实现PDT数模兼容系统的分集接收功能。

请参阅图1，本发明实施例中PDT数模双制式集群系统的分集接收方法的第一实施例包括：

101、通过三路接收天线分别接收信号；

本发明实施例的PDT数模双制式集群系统工作时，首先通过三路接收天线分别接收信号。

102、分别对信号进行预处理并将预处理后的信号发送至基带处理模块；

接收到三路信号之后，可以分别对信号进行预处理，对上述信号进行预处理之后，可以将预处理后的信号发送至基带处理模块，以便进行下一步处理。

103、分别计算各经过预处理后的信号对应通道的通道参数，得到处理数据；

得到滤波信号之后，可以分别计算各经过预处理后的信号对应通道的通道参数，得到处理数据，上述的通道参数可以包括通道的场强信号或通道的噪声值等。

104、对处理数据进行合并，并根据数模要求对合并数据进行滤波处理；

得到处理数据之后，可以对上述的处理数据进行合并，上述的合并可以是全合并，可以是按比例合并，也可以是选择性合并，在此处不做限定。对处理数据进行合并之后，可以根据数模要求对合并数据进行滤波处理。

105、将经过滤波处理的合并数据发送至数模模式选择模块。

根据数模要求对合并数据进行滤波处理之后，可以将经过滤波处理的合并数据发送至数模模式选择模块。

本发明实施例中，首先通过三路接收天线分别接收信号；然后分别对信号进行预处理并将预处理后的信号发送至基带处理模块；接着分别计算各经过预处理后的信号对应通道的通道参数，得到处理数据；然后对处理数据进行合并，并根据数模要求对合并数据进行滤波处理；最后将经过滤波处理的合并数据发送至数模模式选择模块。本发明实施例的方法和装置，采用中频数字化的接收技术，结合空间分集的分集方式，在基带信号中完成分集合并的信号处理，能够有效改善系统上行信号，简单高效、低成本地实现PDT数模兼容系统的分集接收功能。

上面简单介绍了本发明PDT数模双制式集群系统的分集接收方法的第一实施例，下面对本发明PDT数模双制式集群系统的分集接收方法的第二实施例进行详细的描述，请参阅图2，本发明实施例中PDT数模双制式集群系统的分集接收方法的第二实施例包括：

201、通过三路接收天线分别接收信号；

本发明实施例的PDT数模双制式集群系统工作时，首先通过三路接收天线分别接收信号。

202、分别对信号进行预处理并将预处理后的信号发送至基带处理模块；

接收到三路信号之后，可以分别对信号进行预处理，对上述信号进行预处理之后，可以将预处理后的信号发送至基带处理模块，以便进行下一步处理。需要说明的是，上述预处理之后的信号可以是IQ正交数据的形式。

上述的预处理可以包括：首先对接收到的信号进行高频放大处理，然后进行混频和中频放大及滤波处理，最后进行中频数字化处理。具体的预处理过程可参见附图3。

203、分别计算各经过预处理后的信号对应通道的通道参数；

接收到各经过预处理后的信号之后，可以分别计算各经过预处理后的信号对应通道的通道参数，得到处理数据，上述的通道参数可以包括通道的场强信号或通道的噪声值等。

上述分别计算各经过预处理后的信号对应通道的通道参数可以包括：对各经过预处理后的信号进行鉴频解调，得到鉴频解调数据；计算鉴频解调数据对应通道的噪声值；对各经过预处理后的信号进行滤波处理，得到滤波信号；对滤波信号进行鉴频解调处理，得到滤波鉴频解调数据；计算滤波信号对应通道的场强信号。上述的鉴频解调可以由坐标旋转数字计算(CORDIC，CoordinateRotationDigitalComputer)鉴频器来进行，上述的滤波频率可以是数字信道带宽的一半，亦即当前数字信道带宽为12.5K时，滤波频率可以是6.25K。

204、对处理数据进行合并，并根据数模要求对合并数据进行滤波处理；

得到处理数据之后，可以对上述的处理数据进行合并，上述的合并可以是全合并，可以是按比例合并，也可以是选择性合并，在此处不做限定。对处理数据进行合并之后，可以根据数模要求对合并数据进行滤波处理。

上述对处理数据进行合并可以包括对处理数据进行选择性合并，亦即：先分别计算各通道的信噪比，然后将信噪比最高所在通道的数据作为合并数据。

上述根据数模要求对合并数据进行滤波处理可以包括：在模拟模式下，通过低通滤波器对合并数据进行音频滤波；在PDT数字模式下，通过平方根升余弦滤波器对合并信号进行接收匹配滤波。上述的低通滤波器可以是3K低通滤波器，上述的平方根升余弦滤波器可以是2.4K平方根升余弦滤波器。

步骤203和步骤204属于基带处理模块处理数据的过程，具体的基带数据处理过程可参见附图4。

205、将经过滤波处理的合并数据发送至数模模式选择模块。

根据数模要求对合并数据进行滤波处理之后，可以将经过滤波处理的合并数据发送至数模模式选择模块。

本发明实施例中，首先通过三路接收天线分别接收信号；然后分别对信号进行预处理并将预处理后的信号发送至基带处理模块；接着分别计算各经过预处理后的信号对应通道的通道参数，得到处理数据；然后对处理数据进行合并，并根据数模要求对合并数据进行滤波处理；最后将经过滤波处理的合并数据发送至数模模式选择模块。本发明实施例的方法和装置，采用中频数字化的接收技术，结合空间分集的分集方式，在基带信号中完成分集合并的信号处理，能够有效改善系统上行信号，简单高效、低成本地实现PDT数模兼容系统的分集接收功能。

上面对本发明PDT数模双制式集群系统的分集接收方法的第二实施例作了详细描述，特别是预处理、计算通道参数和根据数模要求对合并数据进行滤波处理的过程，下面介绍本发明PDT数模双制式集群系统的分集接收装置实施例，请参阅图5，本发明实施例中PDT数模双制式集群系统的分集接收装置实施例包括：

接收天线501、预处理模块502、计算模块503、合并模块504、和发送模块505；

接收天线501，用于接收信号；

预处理模块502，用于分别对信号进行预处理并将预处理后的信号发送至基带处理模块；

计算模块503，用于分别计算各经过预处理后的信号对应通道的通道参数，得到处理数据；

合并模块504，用于对处理数据进行合并，并根据数模要求对合并数据进行滤波处理；

发送模块505，用于将经过滤波处理的合并数据发送至数模模式选择模块。

进一步，

本发明实施例的预处理模块502包括预处理单元5021和发送单元5022；

预处理单元5021，用于分别对接收信号进行预处理；

发送单元5022，用于将预处理后的信号发送至基带处理模块。

进一步，

计算模块503包括第一鉴频解调单元5031、噪声计算单元5032、信道滤波单元5033、第二鉴频解调单元5034和场强计算单元5035；

第一鉴频解调单元5031，用于对各经过预处理后的信号进行鉴频解调，得到鉴频解调数据；

噪声计算单元5032，用于计算鉴频解调数据对应通道的噪声值

信道滤波单元5033，用于对各经过预处理后的信号进行滤波处理，得到滤波信号；

第二鉴频解调单元5034，用于对滤波信号进行鉴频解调处理，得到滤波鉴频解调数据；

场强计算单元5035，用于计算滤波信号对应通道的场强信号。

进一步，

合并模块504包括合并单元5041和滤波单元5042；

合并单元5041，用于对处理数据进行合并；

滤波单元5042，用于根据数模要求对合并数据进行滤波处理。

本发明实施例的PDT数模双制式集群系统工作时，接收天线501首先通过接收三路信号。接收天线501接收到三路信号之后，预处理模块502可以分别对信号进行预处理，预处理模块502对上述信号进行预处理之后，发送单元5022可以将预处理后的信号发送至基带处理模块，以便进行下一步处理。需要说明的是，上述预处理之后的信号可以是IQ正交数据的形式。

上述的预处理可以包括：首先对接收到的信号进行高频放大处理，然后进行混频和中频放大及滤波处理，最后进行中频数字化处理。上述的高频放大处理可以由一个单独的高频放大电路模块来完成，上述的高频放大电路模块可以是增益数控可调型的高频放大电路模块。

接收到各经过预处理后的信号之后，计算模块503可以分别计算各经过预处理后的信号对应通道的通道参数，得到处理数据，上述的通道参数可以包括通道的场强信号或通道的噪声值等。

上述计算模块503分别计算各经过预处理后的信号对应通道的通道参数可以包括：第一鉴频解调单元5031对各经过预处理后的信号进行鉴频解调，得到鉴频解调数据；噪声计算单元5032计算鉴频解调数据对应通道的噪声值；信道滤波单元5033对各经过预处理后的信号进行滤波处理，得到滤波信号；第二鉴频解调单元5034对滤波信号进行鉴频解调处理，得到滤波鉴频解调数据；场强计算单元5035计算滤波信号对应通道的场强信号。上述的鉴频解调可以由坐标旋转数字计算(CORDIC，CoordinateRotationDigitalComputer)鉴频器来进行，上述的滤波频率可以是数字信道带宽的一半，亦即当前数字信道带宽为12.5K时，滤波频率可以是6.25K。

得到处理数据之后，合并模块504可以对上述的处理数据进行合并，上述的合并可以是全合并，可以是按比例合并，也可以是选择性合并，在此处不做限定。对处理数据进行合并之后，可以根据数模要求对合并数据进行滤波处理。

上述合并模块504对处理数据进行合并可以包括对处理数据进行选择性合并，亦即：先分别计算各通道的信噪比，然后将信噪比最高所在通道的数据作为合并数据。

上述滤波单元5042根据数模要求对合并数据进行滤波处理可以包括：在模拟模式下，通过低通滤波器对合并数据进行音频滤波；在PDT数字模式下，通过平方根升余弦滤波器对合并信号进行接收匹配滤波。上述的低通滤波器可以是3K低通滤波器，上述的平方根升余弦滤波器可以是2.4K平方根升余弦滤波器。

滤波单元5042根据数模要求对合并数据进行滤波处理之后，发送模块505可以将经过滤波处理的合并数据发送至数模模式选择模块。

本发明实施例中，接收天线501首先通过三路接收天线分别接收信号；然后预处理模块502分别对信号进行预处理并将预处理后的信号发送至基带处理模块；接着计算模块503分别计算各经过预处理后的信号对应通道的通道参数，得到处理数据；然后合并模块504对处理数据进行合并，并根据数模要求对合并数据进行滤波处理；最后发送模块505将经过滤波处理的合并数据发送至数模模式选择模块。本发明实施例的方法和装置，采用中频数字化的接收技术，结合空间分集的分集方式，在基带信号中完成分集合并的信号处理，能够有效改善系统上行信号，简单高效、低成本地实现PDT数模兼容系统的分集接收功能。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，其中的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上对本发明所提供的一种PDT数模双制式集群系统的分集接收方法及装置进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种PDT数模双制式集群系统的分集接收方法，其特征在于，包括：

通过三路接收天线分别接收信号；

分别对所述信号进行预处理并将预处理后的信号发送至基带处理模块；

分别计算各经过预处理后的信号对应通道的通道参数，得到处理数据；

对所述处理数据进行合并，并根据数模要求对合并数据进行滤波处理；

将经过滤波处理的合并数据发送至数模模式选择模块；

所述预处理包括：

高频放大处理；

混频和中频放大及滤波处理；

中频数字化处理；

所述通道参数包括滤波鉴频解调数据、场强信号和噪声值。

2.根据权利要求1所述的PDT数模双制式集群系统的分集接收方法，其特征在于，所述分别计算各经过预处理后的信号对应通道的通道参数包括：

对各经过预处理后的信号进行鉴频解调，得到鉴频解调数据；

计算所述鉴频解调数据对应通道的噪声值；

对各经过预处理后的信号进行滤波处理，得到滤波信号；

对滤波信号进行鉴频解调处理，得到滤波鉴频解调数据；

计算所述滤波信号对应通道的场强信号。

3.根据权利要求2所述的PDT数模双制式集群系统的分集接收方法，其特征在于，

所述对处理数据进行合并包括对所述处理数据进行选择性合并；

所述对数据进行选择性合并包括：

分别计算各通道的信噪比；

将信噪比最高所在通道的数据作为合并数据。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的PDT数模双制式集群系统的分集接收方法，其特征在于，

所述根据数模要求对合并数据进行滤波处理包括：

在模拟模式下，通过低通滤波器对所述合并数据进行音频滤波；

在PDT数字模式下，通过平方根升余弦滤波器对所述合并信号进行接收匹配滤波。

5.一种PDT数模双制式集群系统的分集接收装置，其特征在于，

包括接收天线、预处理模块、计算模块、合并模块和发送模块；

所述接收天线，用于接收信号；

所述预处理模块，用于分别对所述信号进行预处理并将预处理后的信号发送至基带处理模块，所述预处理包括：高频放大处理；混频和中频放大及滤波处理；中频数字化处理；

所述计算模块，用于分别计算各经过预处理后的信号对应通道的通道参数，得到处理数据，所述通道参数包括滤波鉴频解调数据、场强信号和噪声值；

所述合并模块，用于对所述处理数据进行合并，并根据数模要求对合并数据进行滤波处理；

所述发送模块，用于将经过滤波处理的合并数据发送至数模模式选择模块。

6.根据权利要求5所述的PDT数模双制式集群系统的分集接收装置，其特征在于，所述预处理模块包括预处理单元和发送单元；

所述预处理单元，用于分别对所述接收信号进行预处理；

所述发送单元，用于将预处理后的信号发送至基带处理模块。

7.根据权利要求5所述的PDT数模双制式集群系统的分集接收装置，其特征在于，所述计算模块包括第一鉴频解调单元、噪声计算单元、信道滤波单元、第二鉴频解调单元和场强计算单元；

第一鉴频解调单元，用于对各经过预处理后的信号进行鉴频解调，得到鉴频解调数据；

噪声计算单元，用于计算所述鉴频解调数据对应通道的噪声值

信道滤波单元，用于对各经过预处理后的信号进行滤波处理，得到滤波信号；

第二鉴频解调单元，用于对滤波信号进行鉴频解调处理，得到滤波鉴频解调数据；

场强计算单元，用于计算所述滤波信号对应通道的场强信号。

8.根据权利要求5所述的PDT数模双制式集群系统的分集接收装置，其特征在于，所述合并模块包括合并单元和滤波单元；

所述合并单元，用于对所述处理数据进行合并；

所述滤波单元，用于根据数模要求对合并数据进行滤波处理。