基于延迟分集的短波收发一体化系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于延迟分集的短波收发一体化系统，包括基于延迟分集的短波收发信道单元、六通道滤波单元、六路功率放大器、六个天线调谐器和六个短波天线。其中发送信号时，短波收发信道单元延迟分集产生六路射频小信号，分别通过六通道滤波单元滤波，然后经过六路功率放大器进行放大，产生六路1kW的短波射频信号，最后分别通过各短波天线调谐器调谐，由短波天线发射；接收信号时，该系统可以实现六路信号的接收、解调和合并。本发明专利技术可以实现六个短波通道的大功率发射和接收功能，提高了系统集成度。该设备通过采用延迟分集技术，可以提高通信增益和抗干扰能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子电路设计领域，且特别是设计一种基于延迟分集的短波收发一体化系统。
技术介绍
在无线通信环境中，信道衰落是影响信号质量的主要因素，而采用多天线分集方法则能够有效地对抗无线信道的衰落，为通信系统提供可靠的信息传输。多天线分集技术的基本原理是通过空间、频率等多个信道承载相同信息的信号副本，并将多路信号的能量按照一定的规则合并起来，多天线分集技术中的发射和接收分集技术均可获得较高分集增益。其中发射分集中的延迟分集技术，实质上是人工制造了一种色散信道，将一个窄带频率非选择性衰落信道变为频率选择性衰落信道，从而实现了发射分集。这种方法优点是实现简单，还易于与空时编码、智能天线等技术相结合，提高物理层信息传输的可靠性。而现有的一些短波通信系统中，常将分集技术和编码技术分成不同的设备，不能实现一体化设计，很难最大程度的提高系统的通信增益。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种基于延迟分集的短波收发一体化系统，可以实现六个短波通道的大功率发射和接收功能，提高了系统集成度。该设备通过采用延迟分集技术，可以提高通信增益和抗干扰能力。为达成上述目的，本专利技术提出一种基于延迟分集的短波收发一体化系统，包括:基于延迟分集的短波收发信道单元、六通道滤波单元、六路功率放大器、六个天线调谐器和六个短波天线。其中发送信号时，短波收发信道单元延迟分集产生六路射频小信号，分别通过六通道滤波单元滤波，然后经过六路功率放大器进行放大，产生六路IkW的短波射频信号，最后分别通过各短波天线调谐器调谐，由短波天线发射；接收信号时，该系统可以实现六路信号的接收、解调和合并:先由6路短波天线分别接收6路短波射频信号，然后分别由6个天线调谐器进行接收调谐，在功率放大器处进行收发切换后送到6通道滤波单元中进行射频信号滤波，最后6路信号统一送到短波收发信道单元中进行6路解调后单路合并，信道解码成音频和数据。由于一套短波收发信道单元最多支持处理6路射频信号所以处理的信号<路均可以。进一步，其中短波收发信道单元包括:CPCI总线和连接至CPCI总线的主控模块、接口模块、频率合成模块、射频模块、数字信号处理模块、前面板模块以及电源模块，其中:主控模块适于执行对短波收发信道处理设备的操作控制，接口模块适于传输对外的音频和数据信号，频率合成模块适于提供各路信号的时钟信号和混频信号，射频模块适于对六路短波信号进行滤波和变频，并将处理后的信号传输至数字信号处理模块，数字信号处理模块对音频或数据信号进行延迟或分集处理，发射信号时，让同一音频信号的副本经不同长度的延迟量后从不同的天线发射出去，接收时，对数据信号进行分集处理。进一步，其中所述数字信号处理模块包括6片A/D芯片、2片下变频芯片、6片上变频模块、FPGA芯片、DSP芯片和CPCI总线，6片A/D芯片分别连接至2片下变频芯片，2片下变频芯片的输出连接至FPGA芯片，DSP芯片分别连接FPGA芯片、CPCI总线并进行数据交互，6片上变频模块的输入连接FPGA芯片，进一步，其中，在发射时，DSP芯片从CPCI总线读入音频数据和外部控制命令并对音频数据进行编码、延迟分集和调制，处理后的，6个通道数据经过6片A/D芯片，输出6路短波射频信号，在接收时，6片A/D芯片对6路短波中频信号进行采样，将采样的数字信号分别送给两片下变频芯片，做数字下变频处理，然后送给FPGA芯片作基带滤波处理，FPGA芯片同时实现模块的内部逻辑控制，最后由FPGA将滤波处理后的数字信号送给DSP芯片，由DSP芯片对数字信号实现分集处理、解调和解码，并最终输出输出数字基带信号至CPCI总线。进一步，其中还包括存储器，连接FPGA芯片，用于存储FPGA芯片的程序。进一步，DSP芯片对所述音频数据延迟分集处理时，选择信息比特周期作为信号的延迟量，而DSP芯片对数字信号实现分集处理时，使用均衡器或维特比译码获得分集增益。进一步，根据权利要求3所述的基于延迟分集的短波收发一体化系统，其特征在于，其中A/D芯片选用AD9957芯片，下变频芯片选用HSP50216芯片，上变频芯片选用AD9957 芯片，DSP 芯片选用 TMS320C6455 芯片，FPGA 采用 Cyclone II FPGA。本专利技术提可以实现六个短波通道的大功率发射和接收功能，提高了系统集成度。该设备通过采用延迟分集技术，可以提高通信增益和抗干扰能力。附图说明图1为本专利技术实施例的基于延迟分集的短波收发一体化系统的原理框图。`图2为图1中短波收发信道单元的原理框图。图3为图2中数字信号处理模块的原理框图。图4为图3中数字信号处理模块发射时的信号处理示意图。图5为图3中数字信号处理模块接收时的信号处理示意图。具体实施例方式为了更了解本专利技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。基于延迟分集的短波收发一体化系统的组成示意图如图1所示，该系统由基于延迟分集的短波收发信道单元、六通道滤波单元、六路功率放大器、六个天线调谐器和六个短波天线组成。其中发送信号时，短波收发信道单元延迟分集产生六路射频小信号，分别通过六通道滤波单元滤波，然后经过六路功率放大器进行放大，产生六路IkW的短波射频信号，最后分别通过各短波天线调谐器调谐，由短波天线发射；接收信号时，该系统可以实现六路信号的接收、解调和合并补充接收信号后处理的具体过程，例如:短波天线对短波中频信号进行采样，所述的天线调谐器对采样的数字信号进行解调，接着功率放大器对解调后的数字信号进行放大，所述滤波单元对放大后的信号进行滤波，滤波单元的输出连接短波收发信道单元，短波收发信道单元对滤波后的信号进行合并，合并后的信号。。。。(前面已补充，请参考)其中六通道滤波单元可以实现六路短波射频信号的滤波功能。在该单元中，由于切换波段电感和调谐电容的开关是限制调谐速度的关键，所以采用PIN 二极管构成的串/并复合结构电子开关，有极高的开关速度，并具有高隔离度、低插入损耗和高通过功率的特点。同时为了补偿滤波单元的插入损耗对发射功率的影响，在滤波后通过增加超线性、低噪声的放大器进行补偿，减小了放大器带入的额外噪声对系统的影响。图2为图1中短波收发信道单元的原理框图。短波收发信道单元包括CPCI总线和连接至CPCI总线的主控模块、接口模块、频率合成模块、射频模块、数字信号处理模块、前面板模块以及电源模块，其中:主控模块适于执行对短波收发信道处理设备的操作控制，接口模块适于传输对外的音频和数据信号，频率合成模块适于提供各路信号的时钟信号和混频信号，射频模块适于对多路短波信号进行滤波和变频，并将处理后的信号传输至数字信号处理模块，数字信号处理模块对音频或数据信号进行延迟分集处理，让同一信号的副本的延迟从不同的天线发射出去，在接收端使用均衡器或维特比译码器获得分集增益。CPCI总线是一种高性能的工业计算机总线标准，可以安装多个标准的CPCI模块，并实现进行数据传输和信息交换；具有非常高的可靠性、抗冲击性、高密度性和耐震动性，可支持更多的插槽，不仅数据传输速度快、而且插槽标准，数字信号不易被干扰从而可降低对总线辐射的要求。前面板模块适于提供友好的人机界面，实现操作和显示的人机互动。接口模块适于传输对外的音频和数据信号。主控模块适于执行对短波收发信道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于延迟分集的短波收发一体化系统，其特征在于，包括：基于延迟分集的短波收发信道单元、六通道滤波单元、六路功率放大器、六个天线调谐器和六个短波天线，其中发送信号时，短波收发信道单元延迟分集产生六路射频小信号，分别通过六通道滤波单元滤波，然后经过六路功率放大器进行放大，产生六路1kW的短波射频信号，最后分别通过各短波天线调谐器调谐，由短波天线发射；接收信号时，该系统可以实现六路信号的接收、解调和合并：先由6路短波天线分别接收6路短波射频信号，然后分别由6个天线调谐器进行接收调谐，在功率放大器处进行收发切换后送到6通道滤波单元中进行射频信号滤波，最后6路信号统一送到短波收发信道单元中进行6路解调后单路合并，信道解码成音频和数据。

【技术特征摘要】
1.一种基于延迟分集的短波收发一体化系统，其特征在于，包括: 基于延迟分集的短波收发信道单元、六通道滤波单元、六路功率放大器、六个天线调谐器和六个短波天线， 其中发送信号时，短波收发信道单元延迟分集产生六路射频小信号，分别通过六通道滤波单元滤波，然后经过六路功率放大器进行放大，产生六路IkW的短波射频信号，最后分别通过各短波天线调谐器调谐，由短波天线发射；接收信号时，该系统可以实现六路信号的接收、解调和合并:先由6路短波天线分别接收6路短波射频信号，然后分别由6个天线调谐器进行接收调谐，在功率放大器处进行收发切换后送到6通道滤波单元中进行射频信号滤波，最后6路信号统一送到短波收发信道单元中进行6路解调后单路合并，信道解码成音频和数据。2.根据权利要求1所述的基于延迟分集的短波收发一体化系统，其特征在于，其中短波收发信道单元包括=CPCI总线和连接至CPCI总线的主控模块、接口模块、频率合成模块、射频模块、数字信号处理模块、前面板模块以及电源模块，其中:主控模块适于执行对短波收发信道处理设备的操作控制，接口模块适于传输对外的音频和数据信号，频率合成模块适于提供各路信号的时钟信号和混频信号，射频模块适于对六路短波信号进行滤波和变频，并将处理后的信号传输至数字信号处理模块，数字信号处理模块对音频或数据信号进行延迟或分集处理，发射信号时，让同一音频信号的副本经不同长度的延迟量后从不同的天线发射出去，接收时，对数据信号进行分集处理。3.根据权利要求2所述的基于延迟分集的短波收发一体化系统，其特征在于，其中所述数字信号处理模块包括6片A/D芯片、2片下变...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞春华，陈立明，
申请(专利权)人：熊猫电子集团有限公司，南京熊猫汉达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：