CN208257825U - 分布式信道化系统 - Google Patents

Abstract

一种分布式信道化系统，所述系统包括前向扩频单元和子带解调单元，前向扩频单元用于将获取的射频信号混频、经数模转换器量化为第一数字信号，进而扩分为多个第一子频带信号发送至对应的各个子带解调子单元；子带解调单元，包括多个子带解调子单元，用于将每个来自所述前向扩频单元的第一子频带信号进行信道化，并将信道化后形成的第二子频带信号解调解码。本实用新型提供的分布式信道化系统可以减少信道化系统的硬件资源需求和计算需求。

Description

分布式信道化系统

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，具体地涉及一种分布式信道化系统。

背景技术

频分多址(frequency division multiple access，简称FDMA)技术把总带宽被分隔成多个正交的频道，每个用户占用一个频道，即FDMA允许信息同时在多个频率信道上传输。例如，把分配给无线蜂窝电话通讯的频段分为30个信道，每一个信道都能够传输语音通话、数字服务和数字数据。

FDMA接收机接收的宽带信号为包括在频率信道上编码的信息，每个信道占用不同的频带。接收到该宽带信号后，FDMA接收机对在一个或多个频道上编码的信息进行解码。

传统的FDMA接收机中，信道化系统的硬件资源需求和计算需求较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种分布式信道化系统，以减少信道化系统的硬件资源需求和计算需求。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种分布式信道化系统，所述系统包括：

前向扩频单元，用于将获取的射频信号混频、经数模转换器量化为第一数字信号，进而扩分为多个第一子频带信号发送至对应的各个子带解调子单元；

子带解调单元，包括多个子带解调子单元，用于将每个来自所述前向扩频单元的第一子频带信号进行信道化，并将信道化后形成的第二子频带信号解调解码。

进一步地，所述前向扩频单元与所述子带解调子单元之间通过同步数字网接口或异步数字网接口连接。

进一步地，所述前向扩频单元包括射频放大器、中频混频器、带通滤波器、数模转换器和多个子带扩频子单元；其中，

所述射频放大器，用于将所述射频信号放大；

所述中频混频器，用于将放大后的射频信号与本地振荡器的输出信号进行混频；

带通滤波器，用于将所述中频混频器的输出信号进行带通滤波；

数模转换器，用于将所述带通滤波器的输出信号转换为第一数字信号；

所述子带扩频子单元，用于将所述第一数字信号扩分为多个第一子频带信号，并发送至对应的各个子带解调子单元。

进一步地，所述子带扩频子单元包括：第一混频器、第一滤波器、数字控制振荡器及网络数据成帧器；其中，

所述第一混频器，用于将所述第一数字信号进行IQ混频；

所述第一滤波器，用于将所述第一混频器的输出信号进行抽取滤波；

所述数字控制振荡器，用于将所述第一滤波器的输出信号解调为基带信号；

网络数据成帧器，用于根据所述基带信号生成网络数据帧。

进一步地，所述子带解调子单元包括网络数据解帧器、子带扩频解码器；其中，

所述网络数据解帧器，用于将所述网络数据帧解析为第一子频带信号；

所述子带扩频解码器，用于将所述第一子频带信号扩分为多个第二子频带信号，并将信道化后形成的第二子频带信号进行解调解码。

采用本实用新型提供的分布式信道化系统，在一次信道化后将信道化后的信号发送至不同的子带解调子单元进行二次信道化，可以减少信道化系统的硬件资源需求和计算需求。

附图说明

图1是本实用新型实施例分布式信道化系统的组成结构示意图。

图2是实用新型实施例中的第一次信道化前频谱的示意图；

图3是实用新型实施例中的第一次信道化后频谱的示意图；

图4是本实用新型实施例中网络数据成帧器打包网络数据帧的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

如图1所示，本实用新型实施例提供的分布式信道化系统包括：

前向扩频单元100，用于将获取的射频信号混频、经数模转换器量化为第一数字信号，进而扩分为多个第一子频带信号发送至对应的各个子带解调子单元220。

子带解调单元，包括多个子带解调子单元220，用于将每个来自前向扩频单元100的第一子频带信号进行信道化，并将信道化后形成的第二子频带信号解调解码。

在本实用新型实施例提供的分布式信道化系统中，前向扩频单元100将采样的宽带信号分成一系列频率子带。子带输出采样被分为数据帧并通过同步数字网接口或异步数字网接口被传输到多个子带解调子单元220。子带解调子单元220进一步将频率子带中包含的FDMA载频混频到基带，并进行滤波和速率调整，以为解调解码做好准备。

在上述过程中，第一信道化级以高采样率宽带信号的执行采样处理，并为进一步处理提供具有较低采样率的信号。降低的采样率减少了第二级信道器模块所需的处理量，因此，本实用新型实施例提供的分布式信道化体系结构相对于传统信道器可以减少硬件资源需求和计算需求。

如图2和图3所示，第一次信道化时，将整个频谱分割为频率子带。为了完整保留自带边缘的载频信息，频率子带在频谱上将有互相重叠的区域。

如图1所示，通讯网络及路由器300可以通过同步数字网接口或异步数字网接口传输数据。通讯网络的通讯介质可以为同轴电缆或者光纤。

例如，通讯网络可以包括传输设备和传输物理层之间的介质访问控制器(MAC)IEEE802.3。IEEE802.3可以提供数字传输介质的多路访问方案。例如，由于通过异步链路发送的数据包可能具有可变的顺序和定时关系，接收端的数据包调度器可重新建立数据包之间正确的顺序和精确的定时关系，并重新建立同步性然后将它们发送到同步运行的传输通道处理。在这个例子中，数字传输可以使用LAN，WAN或任何其他网际协议传输机制或网络。

前向扩频单元100包括射频放大器111、中频混频器112、带通滤波器113、数模转换器114和多个子带扩频子单元120；其中，

射频放大器111，用于将射频信号放大；

中频混频器112，用于将放大后的射频信号与本地振荡器的输出信号进行混频；

带通滤波器113，用于将中频混频器的输出信号进行带通滤波；

数模转换器114，用于将带通滤波器的输出信号转换为第一数字信号。

子带扩频子单元120，用于将第一数字信号扩分为多个第一子频带信号，并发送至对应的各个子带解调子单元。

子带扩频子单元120包括：第一混频器121、第一滤波器122、数字控制振荡器123及网络数据成帧器124。

其中，第一混频器121，用于将第一数字信号进行IQ混频；第一滤波器122，用于将第一混频器121的输出信号进行抽取滤波。

下变频后的数字信号可以通过第一滤波器122进行数字下采样，以将采样率降低到适合子带解调子单元处理的范围内。

数字控制振荡器123，用于将第一滤波器122的输出信号解调为基带信号；具体地，数字控制振荡器可以通过设置子带中心速率进行通信速率调整。例如，可以通过预先配置关于信道的数据调整每个信道的中心频率。

第一混频器121、第一滤波器122、数字控制振荡器123将每个信道解调为基带后，完成第一级信道化。

网络数据成帧器124，用于根据基带信号生成网络数据帧。子带连续数字信号数据流通过成帧器打包为网络数据帧，之后，不同子带的信号通过路由器路由到不同的子带解调子单元。

以上技术方案中，信道化部分功能可以在FPGA，ASIC或DSP等器件中实现。

如图4所示，子带连续数字信号数据流通过成帧器打包为网络数据帧的过程中，除网络相关的帧头外，还可以包括应用相关的头信息，如频率子带中心频率，数据帧序号等。

子带解调子单元220包括网络数据解帧器221、子带扩频解码器222；其中，网络数据解帧器221，用于将网络数据帧解析为第一子频带信号；子带扩频解码器222，用于将第一子频带信号扩分为多个第二子频带信号，并将信道化后形成的第二子频带信号进行解调解码。

抽取滤波后的子带解调子单元220首先通过网络数据解帧器221将网络数据帧还原成连续数字信号流，然后进行第二级信道化。这里的网路数据帧可以是以太网帧。进行第二级信道化时，使用IQ混频器以及数字控制振荡器将每个信道解调为基带，并通过抽取滤波器进行数字下采样，输出到解调解码器。

具体地，如图1所示，子带扩频解码器222包括第二混频器2221，第二滤波器2222，第二数字控制振荡器2223以及解调解码器2224，用以进行第二次信道化以及信道化后的解调解码。

采用本实用新型实施例提供的分布式信道化系统，在一次信道化后将信道化后的信号发送至不同的子带解调子单元进行二次信道化，可以减少信道化系统的硬件资源需求和计算需求。

本实用新型实施例提供一种分布式信道化方法，该方法包括：

步骤a，将获取的射频信号混频、经数模转换器量化为第一数字信号，进而扩分为多个第一子频带信号并分别发送。

步骤b，将接收到的每个第一子频带信号进行信道化，并将信道化后形成的第二子频带信号解调解码。

在本实用新型实施例中，第一信道化级以高采样率宽带信号的执行采样处理，并为进一步处理提供具有较低采样率的信号。降低的采样率减少了第二级信道器模块所需的处理量，因此，本实用新型实施例提供的分布式信道化方法相对于传统信道化方法可以减少硬件资源需求和计算需求。

在本实用新型实施例中，第一子频带信号通过同步数字网接口或异步数字网接口发送。

在步骤a中，将获取的射频信号混频、经数模转换器量化为第一数字信号时，首先需要将射频信号放大；之后，将放大后的射频信号与本地振荡器的输出信号进行混频；之后，将混频后的信号进行带通滤波；之后，将带通滤波后的信号转换为第一数字信号。通信速率可以通过设置子带中心速率进行调整。例如，可以通过预先配置关于信道的数据调整每个信道的中心频率。

在步骤b中，将扩分为多个第一子频带信号发送至对应的各个子带解调子单元时，首先将第一数字信号进行IQ混频；之后对IQ混频后的信号进行抽取滤波；之后，将抽取滤波后的信号解调为基带信号；之后，根据基带信号生成网络数据帧。

在步骤b中，将接收到的每个第一子频带信号进行信道化，并将信道化后形成的第二子频带信号解调解码时，首先将网络数据帧解析为第一子频带信号；再将第一子频带信号扩分为多个第二子频带信号，并将信道化后形成的第二子频带信号进行解调解码。

子带连续数字信号数据流打包为网络数据帧后，不同子带的信号通过路由器路由到不同的子带解调子单元。抽取滤波后的子带解调子单元将网络数据帧还原成连续数字信号流，然后进行第二级信道化。这里的网路数据帧可以是以太网帧。进行第二级信道化时，通过混频后将每个信道解调为基带，并通过抽取滤波进行数字下采样，再进一步进行解调解码。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种分布式信道化系统，其特征在于，所述系统包括：

前向扩频单元，用于将获取的射频信号混频、经数模转换器量化为第一数字信号，进而扩分为多个第一子频带信号发送至对应的各个子带解调子单元；

子带解调单元，包括多个子带解调子单元，用于将每个来自所述前向扩频单元的第一子频带信号进行信道化，并将信道化后形成的第二子频带信号解调解码。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述前向扩频单元与所述子带解调子单元之间通过同步数字网接口或异步数字网接口连接。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述前向扩频单元包括射频放大器、中频混频器、带通滤波器、数模转换器和多个子带扩频子单元；其中，

所述射频放大器，用于将所述射频信号放大；

所述中频混频器，用于将放大后的射频信号与本地振荡器的输出信号进行混频；

带通滤波器，用于将所述中频混频器的输出信号进行带通滤波；

数模转换器，用于将所述带通滤波器的输出信号转换为第一数字信号；

所述子带扩频子单元，用于将所述第一数字信号扩分为多个第一子频带信号，并发送至对应的各个子带解调子单元。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述子带扩频子单元包括：第一混频器、第一滤波器、数字控制振荡器及网络数据成帧器；其中，

所述第一混频器，用于将所述第一数字信号进行IQ混频；

所述第一滤波器，用于将所述第一混频器的输出信号进行抽取滤波；

所述数字控制振荡器，用于将所述第一滤波器的输出信号解调为基带信号；

网络数据成帧器，用于根据所述基带信号生成网络数据帧。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述子带解调子单元包括网络数据解帧器、子带扩频解码器；其中，

所述网络数据解帧器，用于将所述网络数据帧解析为第一子频带信号；

所述子带扩频解码器，用于将所述第一子频带信号扩分为多个第二子频带信号，并将信道化后形成的第二子频带信号进行解调解码。