CN110602013B - 一种点对多点无线通信传输装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种点对多点无线通信传输装置，涉及无线通信领域。本发明将两重频率分集逆调技术进行一定的转换，以实现点对多点无线通信。采用两路并传3/4占空升余弦的方式，既拥有一定的抗多径能力，又能获得较好的峰均比，防止功率回退，接收端利用逆调的特性，既能快速载波同步，又能获得良好的解调门限，大大提高了系统的性能。本发明具有抗多径、峰均比好、收敛快和性能优良的特点，特别适用于点对多点无线通信。

Description

一种点对多点无线通信传输装置
技术领域
本发明涉及无线通信领域点对多点传输的一种无线通信传输装置。特别适用于实时性要求高、传输容量适中的无线点对多点通信。
背景技术
对于点对多点无线通信系统，其难点在于：主站接收各外围站模拟信号后，需要快速可靠地进行载波提取和定时同步，同时由于是中速率传输，需要具备一定的抗多径能力。传统一般采用非相干解调方法实现，会降低系统的解调性能。因此，此种点对多点无线通信传输方法具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于避免上述背景技术应用在高速无线通信中的不足之处，将两重频率分集失真自适应技术进行一定的转换，以实现点对多点无线通信。本发明与传统的解调方法相比，不增加设备，提高了系统的解调性能。
本发明采用的技术方案为：
一种点对多点无线通信传输装置，包括串并变换模块1、第一基带成形模块2、第二基带成形模块3、第一调制模块4、第二调制模块5、D/A转换模块6、A/D转换模块7、第一下变频模块8、第二下变频模块9、第一逆调环10、第二逆调环11、飞轮同步模块12和并串变换模块13；
发送端：串并变换模块1用于将一路串行码流进行串并转换，转换成两路码流，将两路码流对齐后分别输出至第一基带成形模块2和第二基带成形模块3；第一基带成形模块2和第二基带成形模块3分别用于将输入的码字进行映射，码字0映射成正3/4占空升余弦，码字1映射成负3/4占空升余弦，将映射后的码流分别对应输出至第一调制模块4和第二调制模块5；第一调制模块4用于将码流调制到-4MHz频点上，并将调制后的数字码流输出至D/A转换模块6；第二调制模块5用于将码流调制到4MHz频点上，并将调制后的数字码流输出至D/A转换模块6；D/A转换模块6用于将数字码流转换成模拟信号，并输出；
接收端：A/D转换模块7用于接收模拟信号，将模拟信号转换成低中频数字信号，并分别输出至第一下变频模块8和第二下变频模块9；第一下变频模块8和第二下变频模块9分别用于将低中频数字信号变频到基带上，得到两路IQ信号和一路模值，将两路IQ信号分别对应输出至第一逆调环10和第二逆调环11，将一路模值输出至飞轮同步模块12；飞轮同步模块12用于将接收到的两路模值进行合并和滤波，再用飞轮同步方式实现定时同步，产生定时同步信号，将定时同步信号分别输出至第一逆调环10和第二逆调环11；第一逆调环10和第二逆调环11分别用于对两路IQ信号进行逆调制，解调出对端发送的码字，并分别将码字输出至并串变换模块13；并串变换模块13用于将两路码字转换成一路串行的码流输出。
所述的第一逆调环10和第二逆调环11均包括延迟器14、乘法器15、反调制模块16、积分判决模块17和梳齿滤波器18；
延迟器14用于将输入的IQ两路信号延迟一定时间后对齐输出到反调制模块16；反调制模块16用于将延迟输入的IQ两路信号与积分判决模块17输入的码字相乘进行反调制，输出两路载波信号到梳齿滤波器18；梳齿滤波器18用于对两路载波信号进行滤波，将滤波之后的载波信号输入到乘法器15；乘法器15对输入的IQ两路信号和载波信号进行相乘和相加得到相位信息，将相位信息输入到积分判决模块17；积分判决模块17对相位信息进行积分采样，将恢复出的码字输出并反馈至反调制模块16。
本发明相比背景技术具有如下优点：
1、本发明采用了相干解调体制，利用逆调环的特性，既能快速载波同步，又能获得良好的解调门限，大大提高了系统的性能；
2、本发明采用两路并传3/4占空升余弦的方式，既拥有一定的抗多径能力，又能获得较好的峰均比，防止功率回退。
附图说明
图1是本发明的电原理方框图；
图2是本发明逆调环实施例的电原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的说明。
本发明将散射通信所用的波形和技术用到点对多点无线通信中，同时两路逆调环的目的不是通常意义上的分集接收，而是并传信息用来减小峰均比和产生保护间隔。
参照图1至图2，本发明一种点对多点无线通信传输装置包括串并变换模块1、第一基带成形模块2、第二基带成形模块3、第一调制模块4、第二调制模块5、D/A转换模块6、A/D转换模块7、第一下变频模块8、第二下变频模块9、第一逆调环10、第二逆调环11、飞轮同步模块12和并串变换模块13。
图1是本发明的电原理方块图，实施例按图1连接线路。
发送端：串并变换模块1用于将一路串行码流进行串并转换，并变换成两路码流，将两路码流对齐后分别输出至第一基带成形模块2和第二基带成形模块3；第一基带成形模块2和第二基带成形模块3分别用于将输入的码字进行映射，码字0映射成正3/4占空升余弦，码字1映射成负3/4占空升余弦，将映射后的码流分别对应输出至第一调制模块4和第二调制模块5；第一调制模块4用于将码流调制到-4MHz频点上，并将调制后的数字码流输出至D/A转换模块6；第二调制模块5用于将码流调制到4MHz频点上，并将调制后的数字码流输出至D/A转换模块6；D/A转换模块6用于将数字码流转换成模拟信号，并输出；
接收端：A/D转换模块7用于接收模拟信号，将模拟信号转换成低中频数字信号，并分别输出至第一下变频模块8和第二下变频模块9；第一下变频模块8和第二下变频模块9分别用于将低中频数字信号变频到基带上，得到两路IQ信号和一路模值，将两路IQ信号分别对应输出至第一逆调环10和第二逆调环11，将一路模值输出至飞轮同步模块12；飞轮同步模块12用于将接收到的两路模值进行合并和滤波，再用飞轮同步方式实现定时同步，产生定时同步信号，将定时同步信号分别输出至第一逆调环10和第二逆调环11；第一逆调环10和第二逆调环11分别用于对两路IQ信号进行逆调制，解调出对端发送的码字，并分别将码字输出至并串变换模块13；并串变换模块13用于将两路码字转换成一路串行的码流输出。
本发明逆调环的作用是消除信号的频偏。第一逆调环10和第二逆调环11结构相同，逆调环包括延迟器14、乘法器15、反调制模块16、积分判决模块17和梳齿滤波器18；
延迟器14的作用是将信号延迟一定时间后与积分判决模块17输出的码字对齐，用于将输入的IQ两路信号延迟一定时间后对齐输出到反调制模块16；反调制模块16用于将延迟输入的IQ两路信号与积分判决模块17输入的码字相乘进行反调制，输出两路载波信号到梳齿滤波器18；梳齿滤波器18用于对两路载波信号进行滤波提纯，将滤波之后的载波信号输入到乘法器15；乘法器15对输入的IQ两路信号和载波信号进行相乘和相加得到相位信息，将相位信息输入到积分判决模块17；积分判决模块17对相位信息进行积分采样，在累加的最大值进行过零判决，将恢复出的码字输出并反馈至反调制模块16。飞轮同步模块(12)的定时同步信号实现各模块的定时同步。
实施例串并变换模块1、第一基带成形模块2、第二基带成形模块3、第一调制模块4、第二调制模块5、第一下变频模块8、第二下变频模块9、第一逆调环10、第二逆调环11、飞轮同步模块12、并串变换模块13、延迟器14、乘法器15、反调制模块16、积分判决模块17和梳齿滤波器18均采用同一块美国Altera公司生产CycloneⅡ系列FPGA芯片制作。
本发明简要工作原理如下：
发端在收到串行码流后进行串并变换，得到的两路信息进行基带成形、调制，之后进行D/A转换，得到模拟信号。
收端收到功放送来的70M中频信号后通过A/D进行带通采样得到低中频信号，再进行下变频、飞轮同步、逆调和并串变换。
发端通过将串行码流变换成两路码字，再将两路码字映射成3/4占空升余弦信号，这样既能留有多径保护间隔，又能得到不错的峰均比。收端利用逆调环进行解调，可以得到两个好处：一是相干解调性能比传统的非相干解调提高不少，二是逆调环只需几十个符号就能收敛，能满足点对多点传输的要求。
本发明安装结构如下：
把图1至图2中所有电路器件按图1至图2连接线路，通过一块美国Altera公司生产StratixⅡ系列FPGA芯片实现，安装在一块长、宽分别为280×140mm的印制板上，印制板上安装中频输出信号和中频输入信号的端口电缆插座和电源插座，组装成本发明。

Claims (2)

1.一种点对多点无线通信传输装置，包括串并变换模块(1)、第一基带成形模块(2)、第二基带成形模块(3)、第一调制模块(4)、第二调制模块(5)、D/A转换模块(6)、A/D转换模块(7)、第一下变频模块(8)、第二下变频模块(9)、飞轮同步模块(12)和并串变换模块(13)；其特征在于，还包括第一逆调环(10)和第二逆调环(11)；
发送端：串并变换模块(1)用于将一路串行码流进行串并转换，转换成两路码流，将两路码流对齐后分别输出至第一基带成形模块(2)和第二基带成形模块(3)；第一基带成形模块(2)和第二基带成形模块(3)分别用于将输入的码字进行映射，码字0映射成正3/4占空升余弦，码字1映射成负3/4占空升余弦，将映射后的码流分别对应输出至第一调制模块(4)和第二调制模块(5)；第一调制模块(4)用于将码流调制到-4MHz频点上，并将调制后的数字码流输出至D/A转换模块(6)；第二调制模块(5)用于将码流调制到4MHz频点上，并将调制后的数字码流输出至D/A转换模块(6)；D/A转换模块(6)用于将数字码流转换成模拟信号，并输出；
接收端：A/D转换模块(7)用于接收模拟信号，将模拟信号转换成低中频数字信号，并分别输出至第一下变频模块(8)和第二下变频模块(9)；第一下变频模块(8)和第二下变频模块(9)分别用于将低中频数字信号变频到基带上，得到两路IQ信号和一路模值，将两路IQ信号分别对应输出至第一逆调环(10)和第二逆调环(11)，将一路模值输出至飞轮同步模块(12)；飞轮同步模块(12)用于将接收到的两路模值进行合并和滤波，再用飞轮同步方式实现定时同步，产生定时同步信号，将定时同步信号分别输出至第一逆调环(10)和第二逆调环(11)；第一逆调环(10)和第二逆调环(11)分别用于对两路IQ信号进行逆调制，解调出对端发送的码字，并分别将码字输出至并串变换模块(13)；并串变换模块(13)用于将两路码字转换成一路串行的码流输出。
2.根据权利要求1所述的一种点对多点无线通信传输装置，其特征在于：所述的第一逆调环(10)和第二逆调环(11)均包括延迟器(14)、乘法器(15)、反调制模块(16)、积分判决模块(17)和梳齿滤波器(18)；
延迟器(14)用于将输入的IQ两路信号延迟一定时间后对齐输出到反调制模块(16)；反调制模块(16)用于将延迟输入的IQ两路信号与积分判决模块(17)输入的码字相乘进行反调制，输出两路载波信号到梳齿滤波器(18)；梳齿滤波器(18)用于对两路载波信号进行滤波，将滤波之后的载波信号输入到乘法器(15)；乘法器(15)对输入的IQ两路信号和载波信号进行相乘和相加得到相位信息，将相位信息输入到积分判决模块(17)；积分判决模块(17)对相位信息进行积分采样，将恢复出的码字输出并反馈至反调制模块(16)；各个模块分别接收飞轮同步模块(12)的定时同步信号，实现定时同步。
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