CN107017896A - 一种基于宽带和窄带信号的电台发射装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于宽带和窄带信号的电台发射装置，包含narrow‑band sequence模块、wideband sequence模块、串并转换S/P模块、离散傅里叶变换模块、输入信号的切换模块MUX、子载波映射模块、子载波信号加权模块、反向快速傅里叶变换模块、循环前缀扩展模块本发明可以完全无缝地将传统窄带电台信号和当前快速发展的宽带电台信号融合在一起，使得二者均成为特定发射机生成信号的特殊配置；本发明保持了系统稳健性，有利于批量生产；便于软件控制，降低实现成本；便于采用低功耗控制和并行计算，客观上显著提升了传输性能和容量。

Description

一种基于宽带和窄带信号的电台发射装置

技术领域

本发明属于电台通信领域，尤其涉及一种基于宽带和窄带信号的电台发射装置。

背景技术

当前，特种电台也已经启动了向宽带方面快速演进的技术创新步伐。但是，长距离传输的客观需求限制了宽带的普及，因此，在多数的情况下，特种电台的形态以窄带和宽带“二合一”的方式共存。然而，由于受到传统形态电台实现方案的制约，当前的窄带电台和宽带电台在波形制式上仅仅还属于简单的叠加关系，在通信理论、控制和实现方面都没有能够实现一体化融合，从而在系统灵活性、操控方便性、性能稳健性和实现并行化等方面存在很大问题，需要尽快做出系统的、全面的改进。本发明报告提出一种新型的通信方法，将传统形态下的窄带和宽带信道波形以同样的机理进行产生和恢复，从而真正地实现对传统形态的特种电台的更高层次的创新和演进，并且便于采用可编程的器件和处理器对其发射机和接收机进行低成本、低功耗的并行化全数字实现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种基于宽带和窄带信号的电台发射装置，其可以完全无缝地将传统窄带电台信号和当前快速发展的宽带电台信号融合在一起，使得二者均成为特定发射机生成信号的特殊配置。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案

参考修改后的权利要求书。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明可以完全无缝地将传统窄带电台信号和当前快速发展的宽带电台信号融合在一起，使得二者均成为特定发射机生成信号的特殊配置；

2、本发明保持了系统稳健性，有利于批量生产；便于软件控制，降低实现成本；便于采用低功耗控制和并行计算，客观上显著提升了传输性能和容量。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明主要是在频域完成通信带两台的窄带信号和宽带信号的复用和切换，在传统的电台中，窄带和宽带的通信是几乎完全独立的两个通道。但是，在本发明中，频域信号的处理基本上是一模一样的。

如图1所示，一种基于宽带和窄带信号的电台发射装置，包含narrow-bandsequence模块、wideband sequence模块、串并转换S/P模块、离散傅里叶变换模块、输入信号的切换模块MUX、子载波映射模块、子载波信号加权模块、反向快速傅里叶变换模块、循环前缀扩展模块；

所涉及模块的具体工作原理如下：

narrow-band sequence模块和wideband sequence模块：

对窄带通信而言，是narrow-band sequence模块；对宽带通信而言，是widebandsequence模块。这两个模块的功能一样，一个代表窄带通信的生成符号序列，就是narrow-band sequence模块；而另外一个代表宽带通信的生成符号序列，就是wide-band sequence模块。

该模块的输入是未编码、未调制的信息序列；该模块的输出是特定信道中待传输的已编码或者已调制的符号序列。

信息序列的串并转换S/P模块：

该模块的输入是已经经过编码的信源数据，依次串行存入其中的缓存区域，每N个前后相邻的数据组成一个数据块；该模块的输出按照时间录入的先后依次从缓存中读出长度为N的数据块。如果窄带电台和宽带电台共享一个终端，那么数据块的大小有两个，即N₁和N₂，并且N₁对应着窄带电台的信号，而N₂对应着宽带电台的信号，N₁＜N₂。

该模块的输入为电台编码和调制之后的符号序列，而其输出为对应的数据块序列。

离散傅里叶变换模块：

分别对应着窄带电台与宽带电台的发射信号，即small-DFT模块与large-DFT模块。具体到DFT变换的长短，则small-DFT的变换大小为N₁，large-DFT的变换大小为N₂，与它们的输入数据块的大小保持一致。假设DFT的变换大小是N，那么，在本模块中，所谓的DFT正交变换会将时间域的序列信号变换为频率域的信号分量，具体过程可以表达为：其中，其中，k＝0,1,2...N-1。

该模块的输入为S/P串并转换模块生成的数据块，而输出为经过DFT变换后的频域信号。

输入信号的切换模块MUX：按照控制信号narrow/wide-band control的指示，分别把输入口对接到其输入模块small-DFT模块或者large-DFT模块上去。

该模块的输入要么是small-DFT模块的输出信号，要么是large-DFT模块的输出信号。而其输出为选中模块的信号拷贝。

子载波映射模块(SM)：

该模块的输入来自于前面的DFT模块，按照时间顺序每次获取N大小的数据块。但是，这N数据如何映射到后面关联的反向快速傅里叶变换模块(IFFT)上去(这里，IFFT的大小L>N)，却是需要用户事先指定和配置好的，分别对应着窄带电台和宽带电台信号的DFT大小，即N＝N₁或者N＝N₂。

该模块的输出就是按照用户指定格式，将DFT的不同子载波信号对应匹配到相应的IFFT模块的子载波上去的。例如，如果输入和输出的序号分别为n和I，那么，I＝SM(n),n＝0,1,2...N-1,I＝0,1,2...L-1，显然，这里SM的配置是由用户预设的。

子载波信号加权模块(SW)：

该模块的输入来自于前面的子载波映射模块SM，一旦信号之间的映射关系已经确认，那么，本模块定义的子载波信号加权操作就会开始实施。

简单地讲，本模块的目的就是对相应的子载波信号进行增益调整，假设SM(I)＝g_I，这里，g_I是与子载波序号I关联的幅度增益，由用户预先定义和规定，而I＝0,1,2...L-1。

显然，该模块的输出是相应经过增益调整之后的子载波信号。

反向快速傅里叶变换模块(IFFT)：

该模块的输入来自于经过增益调整的子载波信号。严格地讲，这些信号都是频域信号，它们都一一对应其相应的子载波频率，因此，本模块的目标是将这些频域信号再次变换到时域去，便于在信道中传输。

在本模块中，将完成所谓的IFFT正交变换，将频率域的序列信号变换为时间域的信号量，具体过程可以表达为：其中，I为子载波序号。

该模块的输出则是上述IFFT模块的变换结果，每L数据一组，按照时间先后顺序，并且与输入的数据块有相互对应关系。

循环前缀扩展模块CP padding：

该模块的输入来自于IFFT模块的输出，但是，为了降低信道多径所引起的信号串扰，提升接收机的检测概率，还要在发送数据的前面添上循环前缀。以的数据描述为基础，这个循环前缀定义为y_1，，其中，l’＝L-K,L-(K+1),…,L-1，即取IFFT数据块中“尾巴”的一段数据而已。

Claims (5)

1.一种基于宽带和窄带信号的电台发射装置，其特征在于：包含narrow-bandsequence模块、wideband sequence模块、串并转换S/P模块、离散傅里叶变换模块、输入信号的切换模块MUX、子载波映射模块、子载波信号加权模块、反向快速傅里叶变换模块、循环前缀扩展模块；

其中，narrow-band sequence模块，用于将未编码、未调制的窄带通信的信息序列转换成特定信道中待传输的已编码或已调制的符号序列；

wideband sequence模块，用于将未编码、未调制的宽带通信的信息序列转换成特定信道中待传输的已编码或已调制的符号序列；

串并转换S/P模块，用于将经过编码和调制之后的符号序列信源数据依次串行存入其缓存区域，进而读出长度为N的数据块，进而输出为对应的数据块序列；

离散傅里叶变换模块，用于根据串并转换S/P模块生成的数据块，将时间域的序列信号变换为频率域的信号分量；

输入信号的切换模块MUX，用于根据离散傅里叶变换模块的输出信号，完成信号拷贝；

子载波映射模块，用于按照指定格式将DFT的不同子载波信号对应匹配到相应的IFFT模块的子载波上；

子载波信号加权模块，用于对相应的子载波信号进行增益调整；

反向快速傅里叶变换模块，用于将频率域的序列信号变换为时间域的信号量；

循环前缀扩展模块，用于降低信道多径所引起的信号串扰，提升接收机的检测概率。

2.根据权利要求1所述的一种基于宽带和窄带信号的电台发射装置，其特征在于：

所述离散傅里叶变换模块包含small-DFT模块和large-DFT模块，均用于根据串并转换S/P模块生成的数据块，将时间域的序列信号变换为频率域的信号分量。

3.根据权利要求1所述的一种基于宽带和窄带信号的电台发射装置，其特征在于：

将时间域的序列信号变换为频率域的信号分量的具体过程为：其中，其中，k＝0,1,2...N-1。

4.根据权利要求1所述的一种基于宽带和窄带信号的电台发射装置，其特征在于：子载波映射模块的指定格式是由用户预设的。

5.根据权利要求1所述的一种基于宽带和窄带信号的电台发射装置，其特征在于：将频率域的序列信号变换为时间域的信号量的具体过程为：其中，I为子载波序号。