CN2520612Y - 无线扩频设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于蜂窝移动通信基站联网计算机局域网互连以及综合业务传输并具有抗干扰能力的无线扩频设备,由发信系统和收信系统构成,采用直接序列扩频技术,信号占用频带扩展,功率密度降低,同时对其它微波系统的干扰有很强的承受能力,使频率协调问题大大简化,采用了延时锁定环解扩和相干解调,同时使用有利的纠错编、译码技术,使系统有极佳的抗白噪声和抗干扰能力,具有优良的传输特性,在接收端采用扩频码序列相关性检验,干扰信号与有信号码序列之间相关性很小,解扩时干扰信号频谱被扩展,经相关检测后的窄带滤波器,使干扰强度大为减少。

Description

无线扩频设备

一、所属领域

本实用新型涉及一种无线通信领域的通讯设备，特别涉及一种适用于蜂窝移动通信基站联网、计算机局域网互连，以及综合业务传输，并具有抗干扰性强、可以在很低信噪比下正常运行，不会干扰其它微波系统的无线扩频设备。

二、背景技术

近些年来，随着我国的无线通讯领域的发展加快，国外的无线扩频设备已进入我国市场，这些设备一般都使用于2.4GHz频段，通信容量都在2Mb/s以下，大部分是在数十到数百Kb/s。设备采用专用超大规模集成电路，使用的是匹配滤波器的相关解扩和差分解调技术。传输的数据速率最大才能到2Mb/s，而且在扩频码的速率、长度和类型上也受到限制，在实际使用中灵活性较差。加之这些设备的开发主要是针对数据传输，传输质量指标如误码性能、瞬断率、承受抖动的能力以及抗频率偏移的能力等方面均显不足，以致于在传输实时性较强的话音和图像信息时，不太理想。

三、发明内容

根据上述现有技术部分存在的缺陷或不足，本实用新型的目的是，在研究和分析了国内通信市场的需求，针对国外进口设备的不完善的主要问题，研发一种能工作在2.4GHz和5.8GHz频段，容量为2Mb/s，2×2Mb/s和4×2Mb/s，采用性能更好的解扩、解调技术，使用中更为灵活、方便，传输质量完全满足数字微波进网技术要求的新型无线扩频设备。提供一种适用于蜂窝移动通信基站联网、计算机局域网互连，以及综合业务传输，并具有抗干扰性强、可以在很低信噪比下正常运行，不会干扰其它微波系统的无线扩频设备，尤其是它的码分多址抗干扰功能，使之在移动和固定蜂窝系统以及无线本地网环路的应用中倍受重视。

为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：该无线扩频设备，包括：一发信系统和一收信系统，其特点是：

所述的发信系统包含有

复用器1、扩频调制器2、微波发信单元3；

中频机将交换机或数字终端送来的基带信号及公务监控辅助数据信号首先经复用器1变换为复合的串行信号；形成I、Q两路并行信号和时钟，送到扩频调制器2，由扩频调制器2完成扩频码产生，频道扩展和4PSK的调制，调制后的信号经过限带滤波器输出，由中频电缆连到微波发信单元3，由微波发信单元3完成对中频4PSK信号的微波变频和放大，放大后的微波信号经双功器和馈线到天线发射出去；

所述的收信系统包含有

微波收信单元4、解扩解调器5、分接器6；

从天线收到的微波信号经双功器和馈线送到微波收信单元4，由微波收信单元4完成微波信号的下变频，将微波信号还原成中频扩频调制的4PSK信号，此信号经中频电缆连到中频机，首先由解扩、解调器5进行解扩和解调处理，恢复出I、Q两路信号并恢复出时钟，再经分接器6对应分离出基带信号及辅助数据，变换为符合规范的基带信号输出。

本实用新型的其它一些特点是：所述的微波发信单元3由ALC功率中频放大器301、发信混频器302、发信本振303、边带滤波器304、微波功率放大器305和波道滤波器306组成；所述的微波收信单元4由波道滤波器401、低噪声放大器402、镜像抑制滤波器403、收信混频器404、收信本振405、前置中频放大器406、中频滤波器407、自动增益控制放大器408组成。

微波发信单元3由扩频调制器2经中频电缆送来的QPSK信号先经ALC功率中频放大器301进行自动增益控制的放大，然后送至发信混频器302，与发信本303送来的本振信号相乘，得到混频后的两个边带微波信号和一些杂散信号，再由边带滤波器304滤出所需要的边带信号，送到微波功率放大器305放大到所需要的电平，最后经波道滤波器306再一次过滤经双功器、馈线到天线发射出去。

微波收信单元4由天线接收下来的微波信号经馈线、双功器送到收信波道滤波器401选出本振波道的微波信号，再送到微波低噪声放大器402把信号放大，再经镜像抑制滤波器403，抑制收到的镜像频率，把需要的本振波道信号送到收信混频器404，与收信本振405送来的本振信号相乘，得到70MHz中频QPSK信号，经前置中频放大器406和中频滤波器407放大和滤波，最后送到AGC自动增益控制放大器408放大，输出一个不随收信电平变化的基本恒定的中频信号，用中频电缆接至解调解扩器[5]。

扩频调制器2包括扩频器501、扩频码发生器502、4PSK调制器503、70MHz载频发生器504、70MHz滤波器505组成。

来自复用器的I、Q两路数字信息信号在扩频器501中与扩频码发生器502产生的扩频码进行数字相乘运算，使信息带宽扩展，然后送到4PSK调制器503对70MHz载频发生器504输入的70MHz载频进行4PSK调制，最后经70MHz滤波器505滤除70MHz的谐波成分输出之微波发信单元3。

解扩解调器5包括延时锁定环解扩器601、本地扩频码发生器602、相干解调器603组成。

由微波收信单元4送来的70MHz已调信号，先在延时锁定环解扩器601中与本地扩频码发生器602进行相关处理，恢复出70MHz70MHz4PSK信号并滤除噪声，送到相干解调器603进行相干解调，恢复出I、Q两路数字信号送到分接器去。

复用器1包括接口复用器701卷积码编码器702。

从终端机送来的n×E1基带信号(n＝1，2，3)与公务、监控信号在接口复用器701中进行数字复用，形成复合数据流再送到卷积码编码器702进行纠错编码，输出I、Q并行数据流给扩频调制器2。

分接器6包括维特比译码器801和接口分接器802组成。

从解扩解调器5送来的I、Q二路并行数据流在维特比译码器801中完成纠错译码，并进行软判决，改善新道的无码性能，输出一路串行复合信号，再经接口分接器802去复用，恢复出n×E1基带信号(n＝1，2，3)和公务、监控信号。

所述的复合的串行信号为1×E1、2×E1、4×E1和公务监控辅助数据信号的复用数据流，基带信号为1×2Mb/s、2×2Mb/s、4×2Mb/s。

本实用新型采用直接序列扩频技术，把原来的已调信号用伪噪声码(PN码)进行扩频，信号占用带宽扩展，功率密度降低。一般情况下，不会干扰其它微波系统，同时对其它微波系统的干扰有很强的承受能力，使频率协调问题大大简化，采用了延时锁定环解扩和相干解调，同时使用有利的纠错编、译码技术，使系统有极佳的抗白噪声和抗干扰能力，具有优良的传输特性，比未扩频系统有明显地改善。在接收端采用扩频码序列相关性检验，干扰信号与有信号码序列之间相关性很小，甚至不相关，解扩时干扰信号频谱被扩展，经相关检测后的窄带滤波器，使干扰强度大为减少。

四、附图说明

图1是本实用新型无线扩频设备的原理方框图；

图2是本实用新型一个具体实施例的电原方理图(WTX2.4/5.8GHz 1×E1无线扩频设备)；

图3是本实用新型另一个具体实施例的电原方理图(WTX2.4/5.8GHz 2×E1无线扩频设备)；

图4是本实用新型又一个具体实施例的电原方理图(WTX2.4/5.8GHz 4×E1无线扩频设备)；

图5是本实用新型微波发信单元的原理方框图；

图6是本实用新型微波收信单元的原理方框图；

图7是本实用新型扩频调制器原理方框图；

图8是本实用新型扩频解扩解调器原理方框图；

图9是本实用新型扩频复用器原理方框图；

图10是本实用新型扩频分接器原理方框图。

五、具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

实施例1：参见图1、2、5～10，本实施例的无线扩频设备，包括：一发信系统和一收信系统，发信系统包含有

复用器1、扩频调制器2、微波发信单元3；

中频机将交换机或数字终端送来的基带信号及辅助数据信号首先经复用器1变换为复合的串行信号；形成I、Q两路并行信号和时钟，送到扩频调制电路[2]，由扩频调制电路[2]完成扩频码产生，频道扩展和4PSK的调制，调制后的信号经过限带滤波器输出，由中频电缆连到微波机发信单元[3]，由微波机发信单元[3]完成对中频4PSK信号的微波变频和放大，放大后的微波信号经馈线到天线发射出去；

收信系统包含有

微波收信单元[4]、解扩解调器[5]、分接器[6]；

从天线收到的微波信号经馈线送到微波收信单元[4]，由微波收信单元[4]完成微波信号的下变频，将微波信号还原成中频扩频调制的4PSK信号，此信号经中频电缆连到中频机，首先由解扩单元[5]进行解扩处理，恢复出基带调制的中频信号，然后送给解调器[6]进行解调，解调器[6]解出I、Q两路信号并恢复出时钟和串行的复合信号，依据不同信号，再经分接器对应分离出基带信号及辅助数据，变换为符合规范的基带信号输出。

微波发信单元[3]由ALC功率中频放大器[301]、发信混频器[302]、发信本振[303]、边带滤波器[304]、微波功率放大器[305]和波道滤波器[306]组成，所述的微波机收信单元[4]由波道滤波器[401]、低噪声放大器[402]、镜像抑制滤波器[403]、收信混频器[404]、收信本振[405]、前置中频放大器[406]、中频滤波器[407]、AGC自动增益控制放大器[408]组成。

复合的串行信号为1×E1和辅助数据流，基带信号为1×2Mb/s。

本实施例的设备特征是：

a.采用直接序列扩频技术。把原来的已调信号用伪噪声码(PN码)进行扩频，信号占用带宽扩展，功率密度降低。一般情况下，不会干扰其它微波系统，同时对其它微波系统的干扰有很强的承受能力，使频率协调问题大大简化，采用了延时锁定环解扩和相干解调，同时使用有利的纠错编、译码技术，使系统有极佳的抗白噪声和抗干扰能力，具有优良的传输特性，比未扩频系统有明显地改善。

b.抗干扰性强。在接收端采用扩频码序列相关性检验，干扰信号与有信号码序列之间相关性很小，甚至不相关，解扩时干扰信号频谱被扩展，经相关检测后的窄带滤波器，使干扰强度大为减少。

c.抗多径干扰。在无线通信中，多径干扰问题始终是一个难于解决的问题，在扩频通信中，接收端用相关技术从多径信号中提取和分离出最强的有用信号。

d.微波单元采用直接分频锁相振荡源、模块化功放、高性能低噪放和收、发信混频器。微波单元采用直接分频锁相振荡源、模块化功放、高性能低噪放和收、发信混频器。在中频及基带单元中采用专用超大规模集成电路、可编程逻辑器件及软件设置控制，提高设备的集成度、可靠性和性能。

e.设备的2MB/S接口完全满足ITU-T G.703的要求，抖动特性满足ITU-T G.823和G.823和G.921的要求，保证与交换机、基群复用设备及其他传输或终端设备的可靠联结。

f.采用国际标准的19英寸机盒结构。微波收、发信单元，中频扩、解及调制解调单元各为19英寸1U的机盒，内部各有电源，便于检测和维护。

实施例2：参见参见图1、3、5～10，本实施例的无线扩频设备与实施例1所不同的是复合的串行信号为2×E1和辅助数据流，基带信号为2×2Mb/s，其余均同实施例1，其实施效果也与实施例1相同。

实施例3：参见参见图1、4、5～10，本实施例的无线扩频设备与实施例1所不同的是所述的复合的串行信号为4×E1和辅助数据流，基带信号为4×2Mb/s，其余均同实施例1，其实施效果也与实施例1相同。

Claims (3)

1.一种适用于通讯和计算机局域网互连系统数据及综合业务传输并具有抗干扰能力的无线扩频设备，包括：一发信系统和一收信系统，其特征在于：

所述的发信系统包含有

复用器[1]、扩频调制器[2]、微波发信单元[3]；

中频机将交换机或数字终端送来的基带信号及公务监控辅助数据信号首先经复用器[1]变换为复合的串行信号；形成I、Q两路并行信号和时钟，送到扩频调制器[2]，由扩频调制器[2]完成扩频码产生，频道扩展和4PSK的调制，调制后的信号经过限带滤波器输出，由中频电缆连到微波发信单元[3]，由微波发信单元[3]完成对中频4PSK信号的微波变频和放大，放大后的微波信号经双功器和馈线到天线发射出去；

所述的收信系统包含有

微波收信单元[4]、解扩解调器[5]、分接器[6]；

从天线收到的微波信号经双功器和馈线送到微波收信单元[4]，由微波收信单元[4]完成微波信号的下变频，将微波信号还原成中频扩频调制的4PSK信号，此信号经中频电缆连到中频机，首先由解扩、解调器[5]进行解扩和解调处理，恢复出I、Q两路信号并恢复出时钟，再经分接器[6]对应分离出基带信号及辅助数据，变换为符合规范的基带信号输出。

2.根据权利要求1所述的无线扩频设备，其特征在于：所述复用器[1]包括接口复用器[701]卷积码编码器[702]；所述的微波发信单元[3]由ALC功率中频放大器[301]、发信混频器[302]、发信本振[303]、边带滤波器[304]、微波功率放大器和波道滤波器组成；所述的微波收信单元[4]由波道滤波器[304]、微波功率放大器[305]、波道滤波器[306]组成；所述的扩频调制器[2]包括扩频器[501]、扩频码发生器[502]、4PSK调制器[503]、70MHz载频发生器[504]、70MHz滤波器[505]组成；所述的解扩解调器[5]包括延时锁定环解扩器[601]、本地扩频码发生器[602]、相干解调器[603]组成；所述分接器[6]包括维特比译码器[801]和接口分接器[802]组成；

微波发信单元[3]由扩频调制器[2]经中频电缆送来的QPSK信号先经ALC功率中频放大器[301]进行自动增益控制的放大，然后送至发信混频器[302]，与发信本振[303]送来的本振信号相乘，得到混频后的两个边带微波信号和一些杂散信号，再由边带滤波器[304]滤出所需要的边带信号，送到微波功率放大器[305]放大到所需要的电平，最后经波道滤波器[306]再一次过滤，经双功器、馈线到天线发射出去；

微波收信单元[4]由天线接收下来的微波信号经馈线、双功器送到收信波道滤波器[401]选出本振波道的微波信号，再送到微波低噪声放大器[402]把信号放大，再经镜像抑制滤波器[403]，抑制收到的镜像频率，把需要的本振波道信号送到收信混频器[404]，与收信本振[405]送来的本振信号相乘，得到70MHz中频QPSK信号，经前置中频放大器[406]和中频滤波器[407]放大和滤波，最后送到AGC自动增益控制放大器[408]放大，输出一个不随收信电平变化的基本恒定的中频信号，用中频电缆接至解调解扩器[5]；

来自复用器[1]的I、Q两路数字信息信号在扩频器[501]中与扩频码发生器[502]产生的扩频码进行数字相乘运算，使信息带宽扩展，然后送到4PSK调制器[503]对70MHz载频发生器[504]输入的70MHz载频进行4PSK调制，最后经70MHz滤波器[505]滤除70MHz的谐波成分输出之微波发信单元[3]；

由微波收信单元[4]送来的70MHz已调信号，先在延时锁定环解扩器[601]中与本地扩频码发生器[602]进行相关处理，恢复出70MHz70MHz4PSK信号并滤除噪声，送到相干解调器[603]进行相干解调，恢复出I、Q两路数字信号送到分接器去；

从终端机送来的n×E1基带信号(n＝1，2，3)与公务、监控信号在接口复用器[701]中进行数字复用，形成复合数据流再送到卷积码编码器[702]进行纠错编码，输出I、Q并行数据流给扩频调制器[2]；

从解扩解调器[5]送来的I、Q二路并行数据流在维特比译码器[801]中完成纠错译码，并进行软判决，改善新道的无码性能，输出一路串行复合信号，再经接口分接器[802]去复用，恢复出n×E1基带信号(n＝1，2，3)和公务、监控信号。

3.根据权利要求1所述的无线扩频设备，其特征在于：所述的复合的串行信号为1×E1、2×E1、4×E1和辅助数据，基带信号为1×2Mb/s、2×2Mb/s、4×2Mb/s。

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