專利名稱：大容量自適應(yīng)跳頻信號處理終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域中一種大容量自適應(yīng)跳頻信號處理終端，特別適用于無線衰落信道條件下作為低成本、大容量、高可靠的通信裝置。
背景技術(shù)：
信號經(jīng)過無線信道傳播，在接收端獲得的信號為多個經(jīng)由不同路徑、不同時延的 信號樣本的疊加，從而使得接收信號呈現(xiàn)出明顯的衰落特性，極大惡化了通信效果。在傳 輸容量高于2Mbps的大容量無線通信設(shè)備中，通常采用的抗衰落方式是空間分集，這種方 式可以獲得較好的分集效果，但是需要多個天線、多個發(fā)送/接收通道，導(dǎo)致了設(shè)備體積龐 大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述背景技術(shù)中的不足之處而提供一種不僅能夠適應(yīng)惡 劣信道、具有較強(qiáng)的抵抗深衰落能力，而且能夠顯著簡化設(shè)備、降低成本的大容量自適應(yīng)跳 頻信號處理終端。本發(fā)明采用一種適于無線衰落信道的信道自適應(yīng)快速跳頻技術(shù)，通過信 道探測實時產(chǎn)生適應(yīng)當(dāng)前信道中的最佳跳頻圖樣，并以高效、穩(wěn)定、可靠的自適應(yīng)跳頻協(xié)議 控制為基礎(chǔ)，使得信號始終在衰落最小的跳頻頻點(diǎn)上進(jìn)行傳輸，從而獲得充分的分集效果。 本發(fā)明可以替代無線通信系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)器，從而使得系統(tǒng)天線、發(fā)送/接收通道的數(shù) 量得以簡化，降低設(shè)備體積、成本，顯著提高系統(tǒng)性價比。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的大容量自適應(yīng)跳頻信號處理終端，包括輔助復(fù)分接器、自適應(yīng)跳頻調(diào)制器、探測信 號產(chǎn)生器、合路器、中頻放大器和自適應(yīng)跳頻解調(diào)器、信道自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生器和跳頻協(xié) 議控制器；其中輔助復(fù)分接器的輸入端口 1、2、3腳分別連接時鐘輸入端口 A、數(shù)據(jù)輸入端口 B、話音輸入端口 C，輔助復(fù)分接器的輸入端口 6、7腳分別與跳頻協(xié)議控制器的輸出端口 14、 15腳相連，輔助復(fù)分接器的輸出端口 4、5腳分別與跳頻協(xié)議控制器的輸入端口 1、2腳相連， 輔助復(fù)分接器的輸出端口 8、9、10腳分別連接時鐘輸出端口 F、數(shù)據(jù)輸出端口 G、話音輸出端 口 H，輔助復(fù)分接器將外部輸入的時鐘、數(shù)據(jù)、話音進(jìn)行輔助復(fù)接處理后得到的復(fù)接時鐘、碼 流送給跳頻協(xié)議控制器，同時接收跳頻協(xié)議控制器輸出的對端復(fù)接時鐘、碼流并進(jìn)行分接 處理后，將得到的用戶時鐘、數(shù)據(jù)、話音送至輸出端口 ；自適應(yīng)跳頻調(diào)制器的輸入端口 1、2、 3、4腳分別與跳頻協(xié)議控制器的輸出端口 3、4、5、6腳相連，自適應(yīng)跳頻調(diào)制器輸出端口 5腳 與合路器的輸入端口 1腳相連，自適應(yīng)跳頻調(diào)制器在跳頻協(xié)議控制器產(chǎn)生的調(diào)制跳頻代號 傳輸使能、調(diào)制跳頻代號串行代碼的控制下，將跳頻協(xié)議控制器輸送的跳頻成幀后的碼流 按幀進(jìn)行跳頻調(diào)制；合路器的輸入端口 2腳與探測信號產(chǎn)生器的輸出端口 1腳相連，合路器 的輸出端口 3腳連接中頻輸出端口 D，合路器將自適應(yīng)跳頻調(diào)制器輸送的跳頻調(diào)制信號與 探測信號產(chǎn)生器產(chǎn)生的中頻探測信號進(jìn)行合并，合并信號通過端口 D發(fā)送出去；中頻放大 器的輸入端口 1腳連接中頻輸入端口 E，中頻放大器的輸出端口 2腳分為兩路，一路與自適應(yīng)跳頻解調(diào)器的輸入端口 1腳相連，另一路與信道自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生器的輸入端口 1腳 相連，中頻放大器將端口 E輸入的中頻信號進(jìn)行自動增益控制后形成恒幅信號，將恒幅信 號進(jìn)行混頻 形成低中頻信號，并將低中頻信號分為兩路，分別輸送給自適應(yīng)跳頻解調(diào)器和 信道自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生器；自適應(yīng)跳頻解調(diào)器的輸入端口 5、6腳分別與跳頻協(xié)議控制器 的輸出端口 10、11腳相連，自適應(yīng)跳頻解調(diào)器的輸出端口 2、3、4腳分別與跳頻協(xié)議控制器 的輸入端口 7、8、9腳相連，自適應(yīng)跳頻解調(diào)器接收跳頻協(xié)議控制器產(chǎn)生的解調(diào)跳頻代號傳 輸使能、解調(diào)跳頻代號串行代碼，將其恢復(fù)為解調(diào)跳頻代號，并將該代號延遲一幀，根據(jù)解 調(diào)跳頻代號及其延遲后的代號分別對中頻放大器輸送的低中頻信號逐幀進(jìn)行跳頻解調(diào)，得 到一路比特時鐘及兩路不同的比特碼流并送給跳頻協(xié)議控制器；信道自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生 器的輸出端口 2、3腳分別與跳頻協(xié)議控制器的輸入端口 12、13腳相連，信道自適應(yīng)跳頻圖 樣產(chǎn)生器將中頻放大器輸送的低中頻信號分別進(jìn)行八個跳頻頻點(diǎn)的信道檢測，將檢測結(jié)果 予以比較得出對端最佳跳頻圖樣，并將其通過對端跳頻代號傳輸使能及串行代碼的形式輸 送給跳頻協(xié)議控制器；電源輸出端+V和+V2電壓端連接到各個模塊相應(yīng)的電源端口。本發(fā)明信道自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生器由第一至第八正交數(shù)字下變頻模塊、第一至第 十六零中頻傅里葉變換模塊、第一至第八功率求取模塊、第一至第八窄帶濾波模塊、功率比 較模塊、信道最佳跳頻圖樣生成模塊和跳頻圖樣輸出模塊組成；所述的第一至第八正交數(shù) 字下變頻模塊的各輸入端口 1腳分別與中頻放大器的輸出端口 2腳相連，第一至第八正交 數(shù)字下變頻模塊的各輸出端口 2腳分別與第一、第三、第五、第七、第九、第十一、第十三和 第十五零中頻傅里葉變換模塊的各輸入端口 1腳相連，第一至第八正交數(shù)字下變頻模塊的 各輸出端口 3腳分別與第二、第四、第六、第八、第十、第十二、第十四和第十六零中頻傅里 葉變換模塊的各輸入端口 1腳相連，第一至第八正交數(shù)字下變頻模塊分別將輸入的低中頻 信號與八個低中頻載波進(jìn)行混頻得到I、Q零中頻正交信號，并將得到的總共十六路零中頻 信號分別輸送給第一至第十六零中頻傅里葉變換模塊；第一至第八功率求取模塊的各輸入 端口 1腳分別與第一、第三、第五、第七、第九、第十一、第十三和第十五零中頻傅里葉變換 模塊的各輸出端口 2腳相連，第一至第八功率求取模塊的各輸入端口 2腳分別與第二、第 四、第六、第八、第十、第十二、第十四和第十六零中頻傅里葉變換模塊的各輸出端口 2腳相 連，第一至第八功率求取模塊的各輸出端口 3腳分別與第一至第八窄帶濾波模塊的各輸入 端口 1腳相連，第一至第十六零中頻傅里葉變換模塊分別將輸入的零中頻信號進(jìn)行傅里葉 變換后總共得到八路I、Q傅里葉變換結(jié)果，并將其分別送給第一至第八功率求取模塊，第 一至第八功率求取模塊分別將輸入的每路I、Q傅里葉變換結(jié)果進(jìn)行平方、相加得到八個跳 頻頻點(diǎn)的功率，并將八個功率結(jié)果送給第一至第八窄帶濾波模塊；功率比較模塊14的輸入 端口 1至8腳分別與窄帶濾波模塊的各輸出端口 2腳相連，功率比較模塊的輸出端口 9腳 與信道最佳跳頻圖樣生成模塊的輸入端口 1腳相連，第一至第八窄帶濾波模塊將輸入信號 進(jìn)行噪聲提純，提純結(jié)果通過功率比較模塊進(jìn)行比較后得出功率最大者，并將其輸送給信 道最佳跳頻圖樣生成模塊；跳頻圖樣輸出模塊的輸入端口 1腳與信道最佳跳頻圖樣生成模 塊的輸出端口 2腳相連，跳頻圖樣輸出模塊的輸出端口 2、3腳分別與跳頻協(xié)議控制器的輸 入端口 12、13腳相連，跳頻圖樣輸出模塊接收信道最佳跳頻圖樣生成模塊輸出的最佳跳頻 代號，并將轉(zhuǎn)換為跳頻代號傳輸使能及跳頻代號串行代碼的形式，輸送至跳頻協(xié)議控制器。本發(fā)明跳頻協(xié)議控制器由跳頻成幀處理模塊、調(diào)制載波跳頻代號控制模塊、對端跳頻代號生成模 塊、對端跳頻代號發(fā)送控制模塊、解調(diào)跳頻代號控制模塊、第一至第二幀頭 匹配模塊、第一至第二抗衰落幀同步模塊、有效碼流選擇模塊、本端最佳跳頻代號產(chǎn)生模塊 和跳頻分幀處理模塊組成；其中跳頻成幀處理模塊的輸入端口 1、2腳分別與輔助復(fù)分接器 的輸出端口 4、5腳相連，跳頻成幀處理模塊的輸入端口 4腳與對端跳頻代號發(fā)送控制模塊 的輸出端口 3腳相連，跳頻成幀處理模塊的輸出端口 3腳與對端跳頻代號發(fā)送控制模塊的 輸入端口 2腳相連，跳頻成幀處理模塊的輸出端口 5、6腳分別與自適應(yīng)跳頻調(diào)制器的輸入 端口 1、2腳相連，跳頻成幀處理模塊的輸出端口 7腳與調(diào)制載波跳頻代號控制模塊的輸入 端口 1腳相連，跳頻成幀處理模塊接收輔助復(fù)分接器的時鐘、碼流以及對端跳頻代號發(fā)送 控制模塊發(fā)送的對端跳頻代號，將它們與跳頻幀頭進(jìn)行成幀，成幀后的時鐘、碼流送給自適 應(yīng)跳頻調(diào)制器，同時將幀起始標(biāo)志送給調(diào)制載波跳頻代號控制模塊；調(diào)制載波跳頻代號控 制模塊的輸入端口 2腳與本端最佳跳頻代號產(chǎn)生模塊的輸出端口 4腳相連，調(diào)制載波跳頻 代號控制模塊的輸出端口 3、4腳分別與自適應(yīng)跳頻調(diào)制器的輸入端口 3、4腳相連，調(diào)制載 波跳頻代號控制模塊在跳頻成幀處理模塊輸送的跳頻幀起始標(biāo)志控制下將本端最佳跳頻 代號產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的本端最佳跳頻代號轉(zhuǎn)換為傳輸使能及串行代碼的形式，并送給自適應(yīng) 跳頻調(diào)制器；對端跳頻代號生成模塊的輸入端口 1、2腳分別與信道自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生器 的輸出端口 2、3腳相連，對端跳頻代號生成模塊的輸出端口 3腳分為兩路，一路與對端跳頻 代號發(fā)送控制模塊的輸入端口 1腳相連，另一路與解調(diào)跳頻代號控制模塊的輸入端口 1腳 相連，對端跳頻代號生成模塊接收信道自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生器輸送的對端最佳跳頻代號傳 輸使能及串行代碼，將其恢復(fù)為跳頻代號并分別送給對端跳頻代號發(fā)送控制模塊和解調(diào)跳 頻代號控制模塊；解調(diào)跳頻代號控制模塊的輸入端口 2腳與有效碼流選擇模塊的輸出端口 10腳相連，解調(diào)跳頻代號控制模塊的輸出端口 3、4腳分別與自適應(yīng)跳頻解調(diào)器的輸入端口 5、6腳相連，解調(diào)跳頻代號控制模塊根據(jù)有效碼流選擇模塊產(chǎn)生的接收幀起始標(biāo)志，將對端 跳頻代號在對應(yīng)的時間通過傳輸使能及串行代碼的形式送給自適應(yīng)跳頻解調(diào)器；第一至第 二幀頭匹配模塊的各輸入端口 1腳與自適應(yīng)跳頻解調(diào)器的輸出端口 2腳并接，第一至第二 幀頭匹配模塊的各輸入端口 2腳分別與自適應(yīng)跳頻解調(diào)器的輸出端口 3、4腳相連，第一至 第二幀頭匹配模塊的各輸出端口 3腳分別與第一至第二抗衰落幀同步模塊的各輸入端口 1 腳相連，第一至第二幀頭匹配模塊分別將輸入的碼流與已知幀頭序列進(jìn)行匹配，匹配結(jié)果 分別送給第一至第二抗衰落幀同步模塊；有效碼流選擇模塊的輸入端口 1、2腳分別與第一 抗衰落幀同步模塊的輸出端口 2、3腳相連，有效碼流選擇模塊的輸入端口 3、4、5腳分別與 自適應(yīng)跳頻解調(diào)器的輸出端口 2、3、4腳相連，有效碼流選擇模塊的輸入端口 6、7腳分別與 第二抗衰落幀同步模塊的輸出端口 2、3腳相連，有效碼流選擇模塊的輸出端口 8、9、10腳分 別與本端最佳跳頻代號產(chǎn)生模塊、跳頻分幀處理模塊的各輸入端口 1、2、3腳并接，有效碼 流選擇模塊根據(jù)第一至第二抗衰落幀同步模塊輸送的幀同步指示及幀頭，將自適應(yīng)跳頻解 調(diào)器輸送的兩路碼流進(jìn)行選擇，選擇后的有效碼流及其比特時鐘、幀頭位置均輸出給本端 最佳跳頻代號產(chǎn)生模塊及跳頻分幀處理模塊；跳頻分幀處理模塊的輸出端口 4、5腳分別與 輔助復(fù)分接器的輸入端口 6、7腳相連，跳頻分幀處理模塊根據(jù)幀頭位置，從輸入的有效碼 流中恢復(fù)出用戶信息、時鐘，并將其輸送給輔助復(fù)分接器。本發(fā)明相比背景技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明通過信道探測實時產(chǎn)生適應(yīng)當(dāng)前信道中的最佳跳頻圖樣，使得信號始終在衰落最小的跳頻頻點(diǎn)上進(jìn)行傳輸，從而實現(xiàn)了針對大容量無線通信的信道自適應(yīng)跳頻技 術(shù)，充分利用了發(fā)射功率，不僅有效簡化了設(shè)備的復(fù)雜性，而且獲得了良好的分集效果。2、本發(fā)明采用高效、穩(wěn)定、可靠的自適應(yīng)跳頻協(xié)議控制，實現(xiàn)了跳頻圖樣對控機(jī) 制，使得基于FDD雙工方式的大容量信道自適應(yīng)跳頻工作模式能夠可靠運(yùn)行，從而在頻帶 上實現(xiàn)了基于信道感知的鏈路交互工作模式。3、本發(fā)明的主要部件采用大規(guī)模現(xiàn)場可編程器件制作，因此可通過配置不同的程 序靈活地實現(xiàn)對本裝置工作參數(shù)的修改，使設(shè)備的結(jié)構(gòu)大大簡化，成本顯著降低。4、本發(fā)明集成化程度高、體積小、重量輕、性能穩(wěn)定可靠、維修方便。


圖1是本發(fā)明原理方框圖。圖2是本發(fā)明信道自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生器7實施例的電原理圖。圖3是本發(fā)明跳頻協(xié)議控制器8實施例的電原理圖。
具體實施例方式參照圖1至圖3，本發(fā)明由輔助復(fù)分接器1、自適應(yīng)跳頻調(diào)制器2、探測信號產(chǎn)生器 3、合路器4、中頻放大器5和自適應(yīng)跳頻解調(diào)器6、信道自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生器7、跳頻協(xié)議 控制器8組成。圖1是本發(fā)明的電原理方框圖，實施例按圖1連接線路。其中輔助復(fù)分接器 1的輸入端口 1、2、3腳分別接收端口 A、B、C的時鐘、碼流、話音信號，其輸出端口 8、9、10腳 分別將分接后的時鐘、碼流、話音送給端口 F、G、H，其作用是將數(shù)字信息、話音等進(jìn)行輔助復(fù) 接、分接處理。自適應(yīng)跳頻調(diào)制器2根據(jù)跳頻協(xié)議控制器8產(chǎn)生的調(diào)制跳頻代號傳輸使能、 調(diào)制跳頻代號串行代碼對跳頻成幀后的碼流按幀進(jìn)行跳頻調(diào)制，跳頻調(diào)制信號與探測信號 產(chǎn)生器3產(chǎn)生的中頻探測信號經(jīng)合路器4進(jìn)行合并，合并信號通過端口 D發(fā)送出去。中頻 放大器5接收端口 E的中頻輸入信號，將中頻輸入信號進(jìn)行自動增益控制后形成恒幅信號， 將恒幅信號進(jìn)行混頻形成低中頻信號，并將低中頻信號分為兩路，一路送給自適應(yīng)跳頻解 調(diào)器6，另一路送給信道自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生器7。自適應(yīng)跳頻解調(diào)器6接收跳頻協(xié)議控制 器8產(chǎn)生的解調(diào)跳頻代號傳輸使能、解調(diào)跳頻代號串行代碼，將其恢復(fù)為解調(diào)跳頻代號，并 將該代號延遲一幀，根據(jù)解調(diào)跳頻代號及其延遲后的代號分別對低中頻信號逐幀進(jìn)行跳頻 解調(diào)，得到兩路不同的解調(diào)碼流，分別送給跳頻協(xié)議控制器8。實施例輔助復(fù)分接器1采用 美國Alterna公司生產(chǎn)Cyclone系列芯片EP2C35F制作；自適應(yīng)跳頻解調(diào)器6采用Alterna 公司生產(chǎn)Stratix II系列芯片EP2S60F制作；中頻放大器5采用XN402型集成放大器制 作。 本發(fā)明信道自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生器7的作用是根據(jù)輸入的低中頻信號分別進(jìn)行 八個跳頻頻點(diǎn)的信道檢測，將檢測結(jié)果予以比較得出對端最佳跳頻圖樣，并將其通過對端 跳頻代號傳輸使能及串行代碼的形式輸送給跳頻協(xié)議控制器8。它由第一至第八正交數(shù)字 下變頻模塊10-1至10-8、第一至第十六零中頻傅里葉變換模塊11-1至11-16、第一至第八 功率求取模塊12-1至12-8、第一至第八窄帶濾波模塊13-1至13-8、功率比較模塊14、信道 最佳跳頻圖樣生成模塊15、跳頻圖樣輸出模塊16組成，圖2是本發(fā)明信道自適應(yīng)跳頻圖樣 產(chǎn)生器7的電原理圖，實施例按圖2連接線路。其中第一至第八正交數(shù)字下變頻模塊10-1至10-8分別將輸入的低中頻信號與八個低中頻載波進(jìn)行混頻，得到I、Q零中頻正交信號， 十六路零中頻信號分別通過第一至第十六零中頻傅里葉變換模塊11-1至11-16進(jìn)行傅里 葉變換，變換 結(jié)果分別送給第一至第八功率求取模塊12-1至12-8進(jìn)行平方、相加得到八個 頻點(diǎn)的功率結(jié)果，并將其分別通過第一至第八窄帶濾波模塊13-1至13-8濾除噪聲進(jìn)行提 純，提純結(jié)果通過功率比較模塊14進(jìn)行比較后得出功率最大者，并將其輸送給信道最佳跳 頻圖樣生成模塊15 ；信道最佳跳頻圖樣生成模塊15根據(jù)輸入的功率最大者，查找其對應(yīng)的 跳頻頻點(diǎn)，得出最佳跳頻圖樣并送給跳頻圖樣輸出模塊16 ；跳頻圖樣輸出模塊16將輸入的 最佳跳頻圖樣轉(zhuǎn)換為跳頻代號傳輸使能及跳頻代號串行代碼的形式，輸送至跳頻協(xié)議控制 器8。實施例第一至第八正交數(shù)字下變頻模塊10-1至10-8、第一至第十六零中頻傅里葉變 換模塊11-1至11-16、第一至第八功率求取模塊12-1至12-8、第一至第八窄帶濾波模塊 13-1至13-8、功率比較模塊14、信道最佳跳頻圖樣生成模塊15、跳頻圖樣輸出模塊16均采 用同一塊Alterna公司生產(chǎn)Stratix II系列芯片EP2S60F制作。
本發(fā)明跳頻協(xié)議控制器8的作用是接收自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生器7產(chǎn)生的對端最 佳跳頻圖樣，通過一定延時形成解調(diào)跳頻代號送給自適應(yīng)跳頻解調(diào)器6，同時將跳頻幀頭、 復(fù)接碼流、對端最佳跳頻圖樣進(jìn)行跳頻成幀處理，并將跳頻成幀后的數(shù)據(jù)送給自適應(yīng)跳頻 調(diào)制器2，此外接收自適應(yīng)跳頻解調(diào)器的兩路碼流，通過幀頭匹配、抗衰落幀同步、有效碼流 選擇后得到有效碼流及幀同步狀態(tài)，從該有效碼流中分出用戶信息及本端最佳跳頻代號， 用戶信息輸送給輔助復(fù)分接器1，本端最佳跳頻代號通過傳輸使能及串行代碼的形式送給 自適應(yīng)跳頻調(diào)制器2。它由跳頻成幀處理模塊17、調(diào)制載波跳頻代號控制模塊18、對端跳 頻代號生成模塊19、對端跳頻代號發(fā)送控制模塊20、解調(diào)跳頻代號控制模塊21、第一至第 二幀頭匹配模塊22-1、22-2、第一至第二抗衰落幀同步模塊23-1、23-2、有效碼流選擇模塊 24、本端最佳跳頻代號產(chǎn)生模塊25、跳頻分幀處理模塊26組成，圖3是本發(fā)明跳頻協(xié)議控 制器8的電原理圖，實施例按圖3連接線路。其中跳頻成幀處理模塊17將跳頻幀頭、復(fù)接 后信息、對端最佳跳頻代號等進(jìn)行成幀，成幀后的碼流送給自適應(yīng)跳頻調(diào)制器2，同時將幀 起始標(biāo)志送給調(diào)制載波跳頻代號控制模塊18 ；調(diào)制載波跳頻代號控制模塊18在跳頻幀起 始標(biāo)志控制下將本端最佳跳頻代號產(chǎn)生模塊25產(chǎn)生的本端最佳跳頻代號通過傳輸使能及 串行代碼的形式送給自適應(yīng)跳頻調(diào)制器2 ；對端跳頻代號生成模塊19將接收的對端最佳跳 頻代號傳輸使能及串行代碼恢復(fù)為跳頻代號，并將其分別送給對端跳頻代號發(fā)送控制模塊 20和解調(diào)跳頻代號控制模塊21 ；對端跳頻代號發(fā)送控制模塊20根據(jù)跳頻成幀處理模塊17 發(fā)送的跳頻代號請求，將對端跳頻代號在對應(yīng)的時間送出；解調(diào)跳頻代號控制模塊21根據(jù) 有效碼流選擇模塊24產(chǎn)生的接收幀起始標(biāo)志，將對端跳頻代號在對應(yīng)的時間通過傳輸使 能及串行代碼的形式送給自適應(yīng)跳頻解調(diào)器6 ；第一至第二幀頭匹配模塊22-1、22-2分別 將兩路解調(diào)碼流與已知幀頭序列進(jìn)行匹配，匹配結(jié)果分別通過第一至第二抗衰落幀同步模 塊23-1、23-2進(jìn)行抗衰落幀同步保護(hù)處理，并將得到的幀頭位置、幀同步狀態(tài)輸送給有效 碼流選擇模塊24;有效碼流選擇模塊24根據(jù)兩路碼流的幀同步指示選擇處于“幀同步”狀 態(tài)下的碼流作為有效碼流，并將有效碼流及其幀頭位置輸出；本端最佳跳頻代號產(chǎn)生模塊 25根據(jù)幀頭位置，從輸入的有效碼流中判斷出本端最佳跳頻代號，并將其發(fā)送給調(diào)制載波 跳頻代號控制模塊18 ；跳頻分幀處理模塊26根據(jù)幀頭位置，從輸入的有效碼流中恢復(fù)出用 戶信息、時鐘，并將其輸送給輔助復(fù)分接器1。實施例跳頻成幀處理模塊17、調(diào)制載波跳頻代號控制模塊18、對端跳頻代號生成模塊19、對端跳頻代號發(fā)送控制模塊20、解調(diào)跳頻代 號控制模塊21、第一至第二幀頭匹配模塊22-1、22-2、第一至第二抗衰落幀同步模塊23_1、 23-2、有效碼流選擇模塊24、本端最佳跳頻代號產(chǎn)生模塊25、跳頻分幀處理模塊26均采用 同一塊Alterna公司生產(chǎn)Stratix II系列芯片EP2S60F制作。本發(fā)明電源9的作用是提供整個裝置的直流工作電壓，實施例采用市售通用集成 穩(wěn)壓直流電源模塊制作，其輸出+V電壓為+3. 3V，+V2電壓為+12V。本發(fā)明簡要工作原理如下本發(fā)明可以對輸入碼流進(jìn)行自適應(yīng)跳頻調(diào)制、產(chǎn)生信道探測信號，完成自適應(yīng)跳 頻協(xié)議控制過程，并對接收的中頻信號完成自適應(yīng)跳頻信號解調(diào)以及自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生 功能。輔助復(fù)分接器1將數(shù)字信息、話音等進(jìn)行輔助復(fù)接，然后通過自適應(yīng)跳頻調(diào)制器2完 成跳頻調(diào)制，同時產(chǎn)生信道探測信號，最后將跳頻調(diào)制信號及信道探測信號通進(jìn)行合并后 通過端口 D發(fā)送出去。中頻放大器5接收端口 E輸入的中頻信號，對其進(jìn)行自動增益控制 后形成恒幅信號再進(jìn)行混頻得到低中頻信號，該低中頻信號分為兩路，一路經(jīng)過信道自適 應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生器7完成信道檢測過程，比較產(chǎn)生對端最佳跳頻代號，另一路在自適應(yīng)跳 頻協(xié)議的控制下完成自適應(yīng)跳頻解調(diào)，解調(diào)后得到兩路碼流，然后將碼流通過自適應(yīng)跳頻 協(xié)議控制完成自適應(yīng)跳頻分幀處理，得到用戶復(fù)接信息并將其發(fā)送給輔助復(fù)分接器1完成 業(yè)務(wù)分接。本發(fā)明安裝結(jié)構(gòu)如下 把圖1至圖3中所有電路器件按圖1至圖3連接線路，安裝在四塊長、寬分別為 280X 150mm、280X 130mm、90X90mm、100X 250mm的印制板上，然后把印制板安裝在一個長、 寬、高為500 X 450 X 60mm的設(shè)備機(jī)箱內(nèi)，在機(jī)箱的前面板上安裝與端口 C、H連接的電纜插 座，在機(jī)箱后面板安裝與端口 A、B、F、G連接的電纜插座，以及中頻輸出信號輸出端口 D的 電纜插座、中頻接收信號輸入端口 E的電纜插座和電源輸入端插座，組裝成本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種大容量自適應(yīng)跳頻信號處理終端，包括輔助復(fù)分接器(1)、自適應(yīng)跳頻調(diào)制器 (2)、探測信號產(chǎn)生器(3)、合路器(4)、中頻放大器(5)和自適應(yīng)跳頻解調(diào)器(6)，其特征在 于還包括信道自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生器(7)和跳頻協(xié)議控制器(8)；其中輔助復(fù)分接器(1) 的輸入端口 1、2、3腳分別連接時鐘輸入端口 A、數(shù)據(jù)輸入端口 B和話音輸入端口 C，輔助復(fù) 分接器(1)的輸入端口 6、7腳分別與跳頻協(xié)議控制器(8)的輸出端口 14、15腳相連，輔助復(fù) 分接器(1)的輸出端口 4、5腳分別與跳頻協(xié)議控制器(8)的輸入端口 1、2腳相連，輔助復(fù)分 接器(1)的輸出端口 8、9、10腳分別連接時鐘輸出端口 F、數(shù)據(jù)輸出端口 G和話音輸出端口 H，輔助復(fù)分接器(1)將外部輸入的時鐘、數(shù)據(jù)、話音進(jìn)行輔助復(fù)接處理后得到的復(fù)接時鐘、 碼流送給跳頻協(xié)議控制器(8)，同時接收跳頻協(xié)議控制器(8)輸出的對端復(fù)接時鐘、碼流并 進(jìn)行分接處理后，將得到的用戶時鐘、數(shù)據(jù)、話音送至輸出端口 ；自適應(yīng)跳頻調(diào)制器(2)的 輸入端口 1、2、3、4腳分別與跳頻協(xié)議控制器(8)的輸出端口 3、4、5、6腳相連，自適應(yīng)跳頻 調(diào)制器⑵的輸出端口 5腳與合路器⑷的輸入端口 1腳相連，自適應(yīng)跳頻調(diào)制器⑵在 跳頻協(xié)議控制器(8)產(chǎn)生的調(diào)制跳頻代號傳輸使能、調(diào)制跳頻代號串行代碼的控制下，將 跳頻協(xié)議控制器(8)輸送的跳頻成幀后的碼流按幀進(jìn)行跳頻調(diào)制；合路器(4)的輸入端口 2腳與探測信號產(chǎn)生器(3)的輸出端口 1腳相連，合路器(4)的輸出端口 3腳連接中頻輸 出端口 D，合路器(4)將自適應(yīng)跳頻調(diào)制器(2)輸送的跳頻調(diào)制信號與探測信號產(chǎn)生器(3) 產(chǎn)生的中頻探測信號進(jìn)行合并，合并信號通過端口 D發(fā)送出去；中頻放大器(5)的輸入端口 1腳連接中頻輸入端口 E，中頻放大器(5)的輸出端口 2腳分為兩路，一路與自適應(yīng)跳頻解 調(diào)器(6)的輸入端口 1腳相連，另一路與信道自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生器(7)的輸入端口 1腳 相連，中頻放大器(5)將端口 E輸入的中頻信號進(jìn)行自動增益控制后形成恒幅信號，將恒幅 信號進(jìn)行混頻形成低中頻信號，并將低中頻信號分為兩路，分別輸送給自適應(yīng)跳頻解調(diào)器 (6)和信道自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生器(7)；自適應(yīng)跳頻解調(diào)器(6)的輸入端口 5、6腳分別與跳 頻協(xié)議控制器(8)的輸出端口 10、11腳相連，自適應(yīng)跳頻解調(diào)器(6)的輸出端口 2、3、4腳 分別與跳頻協(xié)議控制器⑶的輸入端口 7、8、9腳相連，自適應(yīng)跳頻解調(diào)器(6)接收跳頻協(xié) 議控制器(8)產(chǎn)生的解調(diào)跳頻代號傳輸使能、解調(diào)跳頻代號串行代碼，將其恢復(fù)為解調(diào)跳 頻代號，并將該代號延遲一幀，根據(jù)解調(diào)跳頻代號及其延遲后的代號分別對中頻放大器(5) 輸送的低中頻信號逐幀進(jìn)行跳頻解調(diào)，得到一路比特時鐘及兩路不同的比特碼流并送給跳 頻協(xié)議控制器⑶；信道自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生器(7)的輸出端口 2、3腳分別與跳頻協(xié)議控 制器(8)的輸入端口 12、13腳相連，信道自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生器(7)將中頻放大器(5)輸 送的低中頻信號分別進(jìn)行八個跳頻頻點(diǎn)的信道檢測，將檢測結(jié)果予以比較得出對端最佳跳 頻圖樣，并將其通過對端跳頻代號傳輸使能及串行代碼的形式輸送給跳頻協(xié)議控制器(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量自適應(yīng)跳頻信號處理終端，其特征在于信道自適應(yīng) 跳頻圖樣產(chǎn)生器(7)由第一至第八正交數(shù)字下變頻模塊(10-1至10-8)、第一至第十六零中 頻傅里葉變換模塊(11-1至11-16)、第一至第八功率求取模塊(12-1至12-8)、第一至第八 窄帶濾波模塊(13-1至13-8)、功率比較模塊(14)、信道最佳跳頻圖樣生成模塊(15)和跳 頻圖樣輸出模塊(16)組成；所述的第一至第八正交數(shù)字下變頻模塊(10-1至10-8)的各輸 入端口 1腳分別與中頻放大器(5)的輸出端口 2腳相連，第一至第八正交數(shù)字下變頻模塊 (10-1至10-8)的各輸出端口 2腳分別與第一、第三、第五、第七、第九、第十一、第十三和第 十五零中頻傅里葉變換模塊(11-1、11-3、11-5、11-7、11-9、11-11、11-13、11-15)的各輸入端口 11腳相連，第一至第八正交數(shù)字下變頻模塊(10-1至10-8)的各輸出端口 3腳分別與 第二、第四、第六、第八、第十、第十二、第十四和第十六零中頻傅里葉變換模塊(11-2、11-4、 11-6、11-8、11-10、11-12、11-14、11-16)的各輸入端口 1腳相連，第一至第八正交數(shù)字下變 頻模塊(10-1至10-8)分別將輸入的低中頻信號與八個 低中頻載波進(jìn)行混頻得到I、Q零 中頻正交信號，并將得到的總共十六路零中頻信號分別輸送給第一至第十六零中頻傅里葉 變換模塊(11-1至11-16)；第一至第八功率求取模塊(12-1至12-8)的各輸入端口 1腳分 別與第一、第三、第五、第七、第九、第十一、第十三和第十五零中頻傅里葉變換模塊(11-1、 11-3、11-5、11-7、11-9、11-11、11-13、11-15)的各輸出端口 2腳相連，第一至第八功率求取 模塊(12-1至12-8)的各輸入端口 2腳分別與第二、第四、第六、第八、第十、第十二、第十四 和第十六零中頻傅里葉變換模塊(11-2、11-4、11-6、11-8、11-10、11-12、11-14、11-16)的 各輸出端口 2腳相連，第一至第八功率求取模塊(12-1至12-8)的各輸出端口 3腳分別與 第一至第八窄帶濾波模塊(13-1至13-8)的各輸入端口 1腳相連，第一至第十六零中頻傅 里葉變換模塊(11-1至11-16)分別將輸入的零中頻信號進(jìn)行傅里葉變換后總共得到八路 I、Q傅里葉變換結(jié)果，并將其分別送給第一至第八功率求取模塊(12-1至12-8)，第一至第 八功率求取模塊(12-1至12-8)分別將輸入的每路I、Q傅里葉變換結(jié)果進(jìn)行平方、相加得 到八個跳頻頻點(diǎn)的功率，并將八個功率結(jié)果送給第一至第八窄帶濾波模塊(13-1至13-8)； 功率比較模塊(14)的輸入端口 1至8腳分別與第一至第八窄帶濾波模塊(13-1至13-8) 的各輸出端口 2腳相連，功率比較模塊(14)的輸出端口 9腳與信道最佳跳頻圖樣生成模塊 (15)的輸入端口 1腳相連，第一至第八窄帶濾波模塊(13-1至13-8)將輸入信號進(jìn)行噪聲 提純，提純結(jié)果通過功率比較模塊(14)進(jìn)行比較后得出功率最大者，并將其輸送給信道最 佳跳頻圖樣生成模塊(15)；跳頻圖樣輸出模塊(16)的輸入端口 1腳與信道最佳跳頻圖樣 生成模塊(15)的輸出端口 2腳相連，跳頻圖樣輸出模塊(16)的輸出端口 2、3腳分別與跳 頻協(xié)議控制器⑶的輸入端口 12、13腳相連，跳頻圖樣輸出模塊(16)接收信道最佳跳頻圖 樣生成模塊(15)輸出的最佳跳頻代號，并將轉(zhuǎn)換為跳頻代號傳輸使能及跳頻代號串行代 碼的形式，輸送至跳頻協(xié)議控制器(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大容量自適應(yīng)跳頻信號處理終端，其特征在于跳頻協(xié) 議控制器(8)由跳頻成幀處理模塊(17)、調(diào)制載波跳頻代號控制模塊(18)、對端跳頻代號 生成模塊(19)、對端跳頻代號發(fā)送控制模塊(20)、解調(diào)跳頻代號控制模塊(21)、第一至第 二幀頭匹配模塊(22-1、22-2)、第一至第二抗衰落幀同步模塊(23-1、23-2)、有效碼流選擇 模塊(24)、本端最佳跳頻代號產(chǎn)生模塊(25)和跳頻分幀處理模塊(26)組成；其中跳頻成 幀處理模塊(17)的輸入端口 1、2腳分別與輔助復(fù)分接器(1)的輸出端口 4、5腳相連，跳頻 成幀處理模塊(17)的輸入端口 4腳與對端跳頻代號發(fā)送控制模塊(20)的輸出端口 3腳相 連，跳頻成幀處理模塊(17)的輸出端口 3腳與對端跳頻代號發(fā)送控制模塊(20)的輸入端 口 2腳相連，跳頻成幀處理模塊(17)的輸出端口 5、6腳分別與自適應(yīng)跳頻調(diào)制器(2)的輸 入端口 1、2腳相連，跳頻成幀處理模塊(17)的輸出端口 7腳與調(diào)制載波跳頻代號控制模塊 (18)的輸入端口 1腳相連，跳頻成幀處理模塊(17)接收輔助復(fù)分接器(1)的時鐘、碼流以 及對端跳頻代號發(fā)送控制模塊(20)發(fā)送的對端跳頻代號，將它們與跳頻幀頭進(jìn)行成幀，成 幀后的時鐘、碼流送給自適應(yīng)跳頻調(diào)制器(2)，同時將幀起始標(biāo)志送給調(diào)制載波跳頻代號控 制模塊(18)；調(diào)制載波跳頻代號控制模塊(18)的輸入端口 2腳與本端最佳跳頻代號產(chǎn)生模塊(25)的輸出端口 4腳相連，調(diào)制載波跳頻代號控制模塊(18)的輸出端口 3、4腳分別 與自適應(yīng)跳頻調(diào)制器(2)的輸入端口 3、4腳相連，調(diào)制載波跳頻代號控制模塊(18)在跳頻 成幀處理模塊(17)輸送的跳頻幀起始標(biāo)志控制下將本端最佳跳頻代號產(chǎn)生模塊(25)產(chǎn) 生的本端最佳跳頻代號轉(zhuǎn)換為傳輸使能及串行代碼的形式，并送給自適應(yīng)跳頻調(diào)制器(2)； 對端跳頻代號生成模塊(19)的輸入端口 1、2腳分別與信道自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生器(7)的 輸出端口 2、3腳相連，對端跳頻代號生成模塊(19)的輸出端口 3腳分為兩路，一路與對端 跳頻代號發(fā)送控制模塊(20)的輸入端口 1腳相連，另一路與解調(diào)跳頻代號控制模塊(21) 的輸入端口 1腳相連，對端跳頻代號生成模塊(19)接收信道自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生器(7)輸 送的對端最佳跳頻代號傳輸使能及串行代碼，將其恢復(fù)為跳頻代號并分別送給對端跳頻代 號發(fā)送控制模塊(20)和解調(diào)跳頻代號控制模塊(21)；解調(diào)跳頻代號控制模塊(21)的輸入 端口 2腳與有效碼流選擇模塊(24)的輸出端口 10腳相連，解調(diào)跳頻代號控制模塊(21)的 輸出端口 3、4腳分別與自適應(yīng)跳頻解調(diào)器(6)的輸入端口 5、6腳相連，解調(diào)跳頻代號控制 模塊(21)根據(jù)有效碼流選擇模塊(24)產(chǎn)生的接收幀起始標(biāo)志，將對端跳頻代號在對應(yīng)的 時間通過傳輸使能及串行代碼的形式送給自適應(yīng)跳頻解調(diào)器(6)；第一至第二幀頭匹配模 塊(22-1、22-2)的各輸入端口 1腳分別與自適應(yīng)跳頻解調(diào)器(6)的輸出端口 2腳相連，第 一至第二幀頭匹配模塊(22-1、22-2)的各輸入端口 2腳分別與自適應(yīng)跳頻解調(diào)器(6)的輸 出端口 3、4腳相連，第一至第二幀頭匹配模塊(22-1、22-2)的各輸出端口 3腳分別與第一 至第二抗衰落幀同步模塊(23-1、23-2)的各輸入端口 1腳相連，第一至第二幀頭匹配模塊 (22-1,22-2)分別將輸入的碼流與已知幀頭序列進(jìn)行匹配，匹配結(jié)果分別送給第一至第二 抗衰落幀同步模塊(23-1、23-2)；有效碼流選擇模塊(24)的輸入端口 1、2腳分別與第一抗 衰落幀同步模塊(23-1)的輸出端口 2、3腳相連，有效碼流選擇模塊(24)的輸入端口 3、4、 5腳分別與自適應(yīng)跳頻解調(diào)器(6)的輸出端口 2、3、4腳相連，有效碼流選擇模塊(24)的輸 入端口 6、7腳分別與第二抗衰落幀同步模塊(23-2)的輸出端口 2、3腳相連，有效碼流選擇 模塊(24)的輸出端口 8、9、10腳分別與本端最佳跳頻代號產(chǎn)生模塊(25)、跳頻分幀處理模 塊(26)的各輸入端口 1、2、3腳相連，有效碼流選擇模塊(24)根據(jù)第一至第二抗衰落幀同 步模塊(23-1、23-2)輸送的幀同步指示及幀頭，將自適應(yīng)跳頻解調(diào)器(6)輸送的兩路碼流 進(jìn)行選擇，選擇后的有效碼流及其比特時鐘、幀頭位置均輸出給本端最佳跳頻代號產(chǎn)生模 塊(25)及跳頻分幀處理模塊(26)；跳頻分幀處理模塊(26)的輸出端口 4、5腳分別與輔助 復(fù)分接器(1)的輸入端口 6、7腳相連，跳頻分幀處理模塊(26)根據(jù)幀頭位置，從輸入的有 效碼流中恢復(fù)出用戶信息、時鐘，并將其輸送給輔助復(fù)分接器(1)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大容量自適應(yīng)跳頻信號處理終端，它涉及通信領(lǐng)域中無線通信傳輸設(shè)備。它由輔助復(fù)分接器、自適應(yīng)跳頻調(diào)制器、探測信號產(chǎn)生器、合路器、中頻放大器、自適應(yīng)跳頻解調(diào)器、信道自適應(yīng)跳頻圖樣產(chǎn)生器、跳頻協(xié)議控制器等部件組成。它采用一種適于無線衰落信道的信道自適應(yīng)快速跳頻技術(shù)，通過信道探測實時產(chǎn)生適應(yīng)當(dāng)前信道中的最佳跳頻圖樣，并以高效、穩(wěn)定、可靠的自適應(yīng)跳頻協(xié)議控制為基礎(chǔ)，使得信號始終在衰落最小的跳頻頻點(diǎn)上進(jìn)行傳輸，從而采用較簡化的設(shè)備就可獲得充分的分集效果，實現(xiàn)良好的傳輸性能。
文檔編號H04L27/00GK102045889SQ20101056893
公開日2011年5月4日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者劉瑩, 盧坡, 吳丹, 孫柏昶, 宋迎東, 韓明鑰 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所