專利名稱：基于FM/Chirp調(diào)制的同頻同播系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于FM/Chirp調(diào)制的同頻同播系統(tǒng)，屬于通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
同頻同播技術(shù)曾應(yīng)用于尋呼系統(tǒng)中，通過(guò)多個(gè)尋呼發(fā)射臺(tái)的同頻同播發(fā)射來(lái)改善尋呼信號(hào)的下行覆蓋效果；在專用移動(dòng)通信中，為了解決跨地市縣區(qū)的統(tǒng)一調(diào)度指揮問(wèn)題和改善下行覆蓋質(zhì)量，還出現(xiàn)了采用窄帶調(diào)頻制式的常規(guī)同頻同播系統(tǒng)和集群同頻同播系統(tǒng)。在現(xiàn)有采用窄帶調(diào)頻制式的同頻同播系統(tǒng)中，為了降低接收時(shí)差拍音的幅度而需要進(jìn)行同頻校正，將不同同播基站發(fā)射的調(diào)頻載波的中心頻率偏差控制在幾十Hz甚至更小的量級(jí)上；為了改善接收時(shí)的話音質(zhì)量或降低誤碼率，還需要各同播基站在進(jìn)行載波調(diào)制時(shí)實(shí)現(xiàn)待傳輸基帶信號(hào)的發(fā)射時(shí)刻同步，將不同同播基站進(jìn)行載波調(diào)制時(shí)的待傳輸基帶信號(hào)的時(shí)域位置偏差控制在幾十微秒甚至更小的量級(jí)上。目前主要采用GPS時(shí)標(biāo)信息來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)同播基站的同頻校正和發(fā)射時(shí)刻同步。然而，在采用窄帶調(diào)頻制式的同頻同播系統(tǒng)中，由于各個(gè)同播發(fā)射機(jī)中調(diào)制器的調(diào)制特性難以實(shí)現(xiàn)高度的一致，無(wú)線信道中多徑傳播現(xiàn)象廣泛存在，窄帶調(diào)頻制式的同播接收機(jī)又無(wú)法將線性疊加的多路已調(diào)載波進(jìn)行分離，因此在相鄰?fù)グl(fā)射機(jī)的交叉覆蓋區(qū)域中仍會(huì)出現(xiàn)接收信號(hào)強(qiáng)度足夠大但通信效果卻并不好的現(xiàn)象(模擬話音質(zhì)量明顯下降或數(shù)據(jù)誤碼率嚴(yán)重惡化)。顯然，這樣的實(shí)際覆蓋特性是與窄帶調(diào)頻制式同頻同播系統(tǒng)希望通過(guò)多站同頻交叉覆蓋來(lái)改善覆蓋質(zhì)量的初衷相違悖的。Chirp調(diào)制又稱掃頻調(diào)制，是通過(guò)控制正弦載波的頻率隨時(shí)間按特定規(guī)律作大范圍單調(diào)變化而形成的一種擴(kuò)頻調(diào)制方式，仍屬于頻率調(diào)制類型；Chirp調(diào)制是以掃頻周期為時(shí)間長(zhǎng)度單元重復(fù)進(jìn)行的，經(jīng)Chirp調(diào)制后的已調(diào)載波也被稱作Chirp脈沖載波。Chirp 脈沖載波具有與直接序列(此)擴(kuò)頻調(diào)制載波類似的擴(kuò)頻抗干擾特性，按線性規(guī)律進(jìn)行掃頻時(shí)還具有近似矩形的功率譜形狀。Chirp調(diào)制主要應(yīng)用于線性調(diào)頻脈沖壓縮雷達(dá)中，也可以通過(guò)對(duì)Chirp脈沖載波的幅度、掃頻規(guī)律、掃頻周期初始處的載波相位等參數(shù)的調(diào)制來(lái)進(jìn)行通信。受限于Chirp脈沖載波產(chǎn)生和解調(diào)所采用的聲表面波(SAW)器件的物理結(jié)構(gòu)， Chirp調(diào)制難以滿足通信中對(duì)掃頻規(guī)律的數(shù)量要求。近年來(lái)，隨著直接數(shù)字合成(DDQ技術(shù)的成熟，可以方便地產(chǎn)生載波頻率步進(jìn)式 (Stepping)變化的Chirp脈沖載波。為了便于區(qū)分，將載波頻率連續(xù)(Continuous)變化的 Chirp脈沖載波稱作C-Chirp脈沖載波，將載波頻率步進(jìn)式(St印ping)變化的Chirp脈沖載波稱作S-Chirp脈沖載波。與傳統(tǒng)C-Chirp脈沖載波相比，S-Chirp脈沖載波便于采用數(shù)字頻率合成技術(shù)來(lái)產(chǎn)生，便于獲得多種具有不同掃頻規(guī)律的S-Chirp脈沖載波，還可以方便地對(duì)掃頻規(guī)律參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。FM/Chirp調(diào)制是一種通過(guò)對(duì)Chirp脈沖載波進(jìn)行二次頻率調(diào)制(FM)而形成的復(fù)合頻率調(diào)制方式，按FM/Chirp調(diào)制方式產(chǎn)生的已調(diào)載波也被稱作FM/Chirp已調(diào)載波。根據(jù)所使用Chirp脈沖載波類型的不同，可以將FM/Chirp調(diào)制分成FM/C_Chirp和FM/S_Chirp兩大類；根據(jù)二次頻率調(diào)制類型的不同，F(xiàn)M/Chirp調(diào)制還可分成模擬線性FM/C-Chirp、模擬線性 FM/S-Chirp、FFSK/C-Chirp、FFSK/S-Chirp、4FSK/C-Chirp、4FSK/S_Chirp、GMSK/ C-Chirp, GMSK/S-Chirp等多個(gè)子類。FM/Chirp調(diào)制中的解調(diào)，是通過(guò)對(duì)FM/Chirp已調(diào)載波進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)去除其中包含的掃頻頻率變化，采用FM所對(duì)應(yīng)類型的頻率解調(diào)處理從相關(guān)解擴(kuò)結(jié)果中恢復(fù)出待傳輸基帶信號(hào)的還原樣本。在FM/Chirp調(diào)制中，當(dāng)二次頻率調(diào)制產(chǎn)生的頻偏明顯小于其所使用的Chirp脈沖載波的掃頻頻偏時(shí)，F(xiàn)M/Chirp已調(diào)載波具有與Chirp脈沖載波類似的波形自相關(guān)和互相關(guān)特性。特別地，同一路FM/Chirp已調(diào)載波經(jīng)過(guò)時(shí)延之后的波形與原FM/Chirp已調(diào)載波之間的互相關(guān)特性會(huì)隨著所經(jīng)歷時(shí)延的不同而發(fā)生改變；對(duì)于由同一路FM/Chirp已調(diào)載波經(jīng)過(guò)不同的時(shí)延之后形成的多路FM/Chirp已調(diào)載波經(jīng)過(guò)線性疊加而形成的合成通信信號(hào)，如果僅對(duì)其中的某一路FM/Chirp已調(diào)載波進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)時(shí)，其他路具有不同時(shí)延的 FM/Chirp已調(diào)載波所帶來(lái)的干擾將會(huì)被抑制，從而可以改善接收質(zhì)量。此外，當(dāng)FM/Chirp 調(diào)制中所使用Chirp脈沖載波的掃頻帶寬為0時(shí)，F(xiàn)M/Chirp就退化成了 FM調(diào)制，F(xiàn)M/Chirp 調(diào)制的解調(diào)處理中也包括有FM解調(diào)處理，F(xiàn)M/Chirp已調(diào)載波仍是頻率調(diào)制載波，仍可以沿用FM調(diào)制使用的諧振功率放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)大功率發(fā)射和遠(yuǎn)距離傳輸，因此FM/Chirp調(diào)制可以在調(diào)制器、解調(diào)器和射頻功率放大器三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)與FM調(diào)制的兼容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的第一個(gè)問(wèn)題是提供一種基于FM/Chirp調(diào)制的單路同頻同播系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單路待傳輸基帶信號(hào)的同頻同播傳輸；本發(fā)明要解決的第二個(gè)問(wèn)題是提供一種基于FM/Chirp調(diào)制的時(shí)分多路同頻同播系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多路待傳輸基帶子信號(hào)的同頻同播傳輸， 以提高同頻同播系統(tǒng)的頻譜利用率和容量。為了解決上述問(wèn)題，先提供一種基于FM/Chirp調(diào)制的單路同頻同播系統(tǒng)，再提供一種基于FM/Chirp調(diào)制的時(shí)分多路同頻同播系統(tǒng)，并結(jié)合實(shí)施例對(duì)這兩種系統(tǒng)的工作過(guò)程及應(yīng)用作進(jìn)一步說(shuō)明。(一)基于FM/Chirp調(diào)制的單路同頻同播系統(tǒng)一種基于FM/Chirp調(diào)制的單路同頻同播系統(tǒng)，由N(N彡2)個(gè)處于不同位置上的同播發(fā)射機(jī)、M(M ^ 1)個(gè)同播接收機(jī)以及聯(lián)接所有同播發(fā)射機(jī)與所有同播接收機(jī)的無(wú)線信道組成；各個(gè)同播發(fā)射機(jī)中的待傳輸基帶信號(hào)為同一待傳輸基帶源信號(hào)的復(fù)制品；在各個(gè)同播發(fā)射機(jī)中，將待傳輸基帶信號(hào)同時(shí)送入FM/Chirp調(diào)制器中按FM/Chirp調(diào)制方式進(jìn)行載波調(diào)制獲得一路FM/Chirp已調(diào)載波，F(xiàn)M/Chirp調(diào)制器輸出的一路FM/Chirp已調(diào)載波經(jīng)過(guò)功率放大器的功率放大之后通過(guò)發(fā)射天線輸出至無(wú)線信道中；各個(gè)同播發(fā)射機(jī)輸出至無(wú)線信道的FM/Chirp已調(diào)載波具有相同的中心頻率和相同的頻率變化規(guī)律，但各路FM/ Chirp已調(diào)載波所使用的掃頻規(guī)律的掃頻周期起始位置之間存在一定的偏差；無(wú)線信道對(duì)輸入至其中的各路FM/Chirp已調(diào)載波進(jìn)行衰減和延時(shí)處理；在各個(gè)同播接收機(jī)中，接收天線將經(jīng)過(guò)無(wú)線信道的衰減和延時(shí)處理后的各路FM/Chirp已調(diào)載波進(jìn)行線性疊加形成一路合成通信信號(hào)并輸出至FM/Chirp解調(diào)器，F(xiàn)M/Chirp解調(diào)器從輸入至其中的合成通信信號(hào)中解調(diào)恢復(fù)出待傳輸基帶信號(hào)的還原樣本；在FM/Chirp解調(diào)器的解調(diào)過(guò)程中，利用無(wú)線信道對(duì)輸入至其中的各路FM/Chirp已調(diào)載波所產(chǎn)生衰減和時(shí)延的不同而導(dǎo)致的波形互相關(guān)特性的變化，抑制解調(diào)過(guò)程中未使用的其它路FM/Chirp已調(diào)載波所帶來(lái)的干擾。在上述基于FM/Chirp調(diào)制的單路同頻同播系統(tǒng)中，在與各個(gè)同播基站的距離大致相等的交叉覆蓋區(qū)域中，同播接收機(jī)接收到的合成通信信號(hào)相當(dāng)于是同一路FM/Chirp 已調(diào)載波經(jīng)過(guò)不同的時(shí)延而形成的多路FM/Chirp已調(diào)載波的線性疊加結(jié)果。在該合成通信信號(hào)中，各路FM/Chirp已調(diào)載波之間的互相關(guān)特性既與各路FM/Chirp已調(diào)載波的幅度差異有關(guān)，又與其相互間的時(shí)延偏差量有關(guān)。顯然，如果合成通信信號(hào)中只有一路FM/Chirp已調(diào)載波的幅度占明顯優(yōu)勢(shì)，那么其他路FM/Chirp已調(diào)載波可能帶來(lái)的不利影響將會(huì)被抑制(相當(dāng)于窄帶調(diào)頻解調(diào)中的同頻干擾抑制)，其解調(diào)結(jié)果的信擾比仍能滿足實(shí)際應(yīng)用中對(duì)通信質(zhì)量的要求。但是，如果合成通信信號(hào)中有2-3路FM/Chirp已調(diào)載波的幅度大致相等且它們的幅度均明顯比剩余的其他路FM/Chirp已調(diào)載波的幅度大，那么就不能利用類似強(qiáng)信號(hào)抑制弱信號(hào)的手段來(lái)改善接收效果了 ；此時(shí)，在這2-3路幅度大致相等且幅度占優(yōu)勢(shì)的FM/Chirp已調(diào)載波中，如果有一路FM/Chirp已調(diào)載波所使用掃頻規(guī)律的掃頻周期起始位置與其它路FM/Chirp已調(diào)載波所使用掃頻規(guī)律的掃頻周期起始位置之間的偏差足夠大，當(dāng)同播接收機(jī)中的解調(diào)器從輸入至其中的合成通信信號(hào)中對(duì)該路FM/Chirp已調(diào)載波進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)時(shí)，能將其它路未使用的FM/Chirp已調(diào)載波產(chǎn)生的干擾抑制到一定的水平之下，從而使解調(diào)獲得的待調(diào)制基帶信號(hào)的還原樣本的信擾比仍能滿足實(shí)際應(yīng)用中對(duì)通信質(zhì)量的要求，這樣就可以減輕同頻同播系統(tǒng)中的同頻干擾所帶來(lái)的不利影響。在實(shí)際應(yīng)用中，不同同播發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率存在差異，不同同播發(fā)射機(jī)的發(fā)射天線的方向圖也存在差異，在交叉覆蓋區(qū)域中同播接收機(jī)與各個(gè)同播發(fā)射機(jī)之間的距離及實(shí)際傳播條件也不可控制；在不調(diào)整同播發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率的情況下，為了獲得足夠好的同頻同播傳輸效果，只能調(diào)整各個(gè)同播發(fā)射機(jī)發(fā)射的FM/Chirp已調(diào)載波所使用的掃頻規(guī)律的掃頻周期起始位置之間的偏差量，使得在相鄰?fù)グl(fā)射機(jī)的交叉覆蓋區(qū)域中至少有一路 FM/Chirp已調(diào)載波與其它路FM/Chirp已調(diào)載波的波形互相關(guān)程度足夠低，使同播接收機(jī)中的FM/Chirp解調(diào)器從輸入至其中的合成通信信號(hào)中解調(diào)恢復(fù)出該路FM/Chirp已調(diào)載波承載的待傳輸基帶信號(hào)的還原樣本的信噪比能滿足實(shí)際應(yīng)用中對(duì)通信質(zhì)量的要求。在上述基于FM/Ch i rp調(diào)制的單路同頻同播系統(tǒng)中，如果同播接收機(jī)中的FM/ Chirp解調(diào)器在解調(diào)過(guò)程中僅對(duì)其接收到的合成通信信號(hào)中的某一路FM/Chirp已調(diào)載波進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)，那么就相當(dāng)于是專門解調(diào)某一個(gè)同播發(fā)射機(jī)發(fā)射的FM/Chirp已調(diào)載波，而其他同播發(fā)射機(jī)發(fā)射的FM/Chirp已調(diào)載波在相關(guān)解擴(kuò)過(guò)程中將會(huì)被抑制，即使各個(gè)同播發(fā)射機(jī)發(fā)射的FM/Chirp已調(diào)載波的實(shí)際中心頻率存在一定的偏差，或覆蓋區(qū)有重疊的多個(gè)同播發(fā)射機(jī)在產(chǎn)生FM/Chirp已調(diào)載波時(shí)待調(diào)制基帶信號(hào)的時(shí)域位置存在一定的偏差， 均不會(huì)對(duì)解調(diào)結(jié)果產(chǎn)生明顯的不利影響。由此可知在該基于FM/Chirp調(diào)制的單路同頻同播系統(tǒng)中，不要求各個(gè)同播發(fā)射機(jī)發(fā)射的FM/Chirp已調(diào)載波的中心頻率實(shí)現(xiàn)幾十Hz級(jí)甚至更小量級(jí)的同頻校正，也不要求覆蓋區(qū)有重疊的多個(gè)同播發(fā)射機(jī)在進(jìn)行載波調(diào)制時(shí)實(shí)現(xiàn)待傳輸基帶信號(hào)的發(fā)射時(shí)刻同步。在極限情況下，覆蓋區(qū)有重疊的多個(gè)同播發(fā)射機(jī)在進(jìn)行載波調(diào)制時(shí)，其待傳輸基帶信號(hào)的時(shí)域位置之間的最大允許偏差應(yīng)小于待傳輸基帶信號(hào)的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)度(否則就不能稱之為同播)。
上述單路同頻同播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的是一路待傳輸基帶信號(hào)的同頻同播傳輸；如果引入時(shí)分多址對(duì)其進(jìn)行改造，采用由多路待傳輸基帶子信號(hào)經(jīng)過(guò)時(shí)分多路復(fù)用而形成的一路待傳輸基帶信號(hào)，將在不同的時(shí)隙上接收工作的同播接收機(jī)形成一個(gè)同播接收機(jī)組，則該單路同頻同播系統(tǒng)就變成了下述時(shí)分多路同頻同播系統(tǒng)。(二)基于FM/Chirp調(diào)制的時(shí)分多路同頻同播系統(tǒng)一種基于FM/Chirp調(diào)制的時(shí)分多路同頻同播系統(tǒng)，由N(N彡2)個(gè)處于不同位置上的同播發(fā)射機(jī)、M(M ^ 1)個(gè)由K(K ^ 2)個(gè)同播接收機(jī)組成的同播接收機(jī)組以及聯(lián)接所有同播發(fā)射機(jī)與所有同播接收機(jī)的無(wú)線信道組成；各個(gè)同播發(fā)射機(jī)中的待傳輸基帶信號(hào)為同一待傳輸基帶源信號(hào)的復(fù)制品，該待傳輸基帶源信號(hào)由K路待傳輸基帶子信號(hào)經(jīng)過(guò)時(shí)分復(fù)用而形成；在各個(gè)同播發(fā)射機(jī)中，將待傳輸基帶信號(hào)同時(shí)送入FM/Chirp調(diào)制器中按FM/ Chirp調(diào)制方式進(jìn)行載波調(diào)制獲得一路FM/Chirp已調(diào)載波，F(xiàn)M/Chirp調(diào)制器輸出的一路 FM/Chirp已調(diào)載波經(jīng)過(guò)功率放大器的功率放大之后通過(guò)發(fā)射天線輸出至無(wú)線信道中；各個(gè)同播發(fā)射機(jī)輸出至無(wú)線信道的FM/Chirp已調(diào)載波具有相同的中心頻率和相同的頻率變化規(guī)律，但各路FM/Chirp已調(diào)載波所使用的掃頻規(guī)律的掃頻周期起始位置之間存在一定的偏差；無(wú)線信道對(duì)輸入至其中的各路FM/Chirp已調(diào)載波進(jìn)行衰減和延時(shí)處理；在各個(gè)同播接收機(jī)中，接收天線將經(jīng)過(guò)無(wú)線信道的衰減和延時(shí)處理后的各路FM/Chirp已調(diào)載波進(jìn)行線性疊加形成一路合成通信信號(hào)并輸出至FM/Chirp解調(diào)器；每個(gè)同播接收機(jī)中的FM/ Chirp解調(diào)器，從輸入至其中的合成通信信號(hào)中解調(diào)恢復(fù)出該同播接收機(jī)所在的同播接收機(jī)組為該同播接收機(jī)規(guī)定的時(shí)域位置上的待傳輸基帶子信號(hào)的還原樣本；在FM/Chirp解調(diào)器的解調(diào)過(guò)程中，利用無(wú)線信道對(duì)輸入至其中的各路FM/Chirp已調(diào)載波所產(chǎn)生衰減和時(shí)延的不同而導(dǎo)致的波形互相關(guān)特性的變化，抑制未使用的其它路FM/Chirp已調(diào)載波所帶來(lái)的干擾。與前述基于FM/Chirp調(diào)制的單路同頻同播系統(tǒng)類似，在上述基于FM/Chirp調(diào)制的單路同頻同播系統(tǒng)中，在不調(diào)整同播發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率的情況下，為了獲得足夠好的同頻同播傳輸效果，只能調(diào)整各個(gè)同播發(fā)射機(jī)在發(fā)射FM/Chirp已調(diào)載波時(shí)所使用的掃頻規(guī)律的掃頻周期起始位置之間的偏差量，使得在相鄰?fù)グl(fā)射機(jī)的交叉覆蓋區(qū)域中至少有一路FM/Chirp已調(diào)載波與其它路FM/Chirp已調(diào)載波的波形互相關(guān)程度足夠低，使同播接收機(jī)中的FM/Chirp解調(diào)器從輸入至其中的合成通信信號(hào)中解調(diào)恢復(fù)出該路FM/Chirp已調(diào)載波在該同播接收機(jī)所在的同播接收機(jī)組為該同播接收機(jī)規(guī)定的時(shí)域位置上承載的待傳輸基帶子信號(hào)的還原樣本的信噪比能滿足實(shí)際應(yīng)用中對(duì)通信質(zhì)量的要求。與前述基于FM/Chirp調(diào)制的單路同頻同播系統(tǒng)類似，在上述基于FM/Chirp調(diào)制的時(shí)分多路同頻同播系統(tǒng)中，不要求各個(gè)同播發(fā)射機(jī)發(fā)射的FM/Chirp已調(diào)載波的中心頻率實(shí)現(xiàn)幾十Hz級(jí)甚至更小量級(jí)的同頻校正，也不要求各個(gè)同播發(fā)射機(jī)在進(jìn)行載波調(diào)制時(shí)實(shí)現(xiàn)待傳輸基帶信號(hào)的發(fā)射時(shí)刻同步。在極限情況下，覆蓋區(qū)有重疊的多個(gè)同播發(fā)射機(jī)在進(jìn)行載波調(diào)制時(shí)，其待傳輸基帶信號(hào)的時(shí)域位置之間的最大允許偏差也應(yīng)小于待傳輸基帶信號(hào)的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)度(否則就不能稱之為同播)。有益效果在現(xiàn)有窄帶調(diào)頻制式的同頻同播系統(tǒng)中，窄帶調(diào)頻的解調(diào)過(guò)程中不可能采用相關(guān)解擴(kuò)處理來(lái)抑制多路已調(diào)載波之間的干擾，無(wú)法克服同頻干擾帶來(lái)的不利影響。相比之下，本發(fā)明提供的兩種基于FM/Chirp調(diào)制的同頻同播系統(tǒng)，由于采用了 FM/Chirp調(diào)制，并使各個(gè)同播發(fā)射機(jī)發(fā)射的FM/Chirp已調(diào)載波所使用的掃頻規(guī)律的掃頻周期起始位置之間存在一定的偏差，當(dāng)經(jīng)過(guò)大致相等的時(shí)延和以大致相等的幅度到達(dá)相鄰?fù)グl(fā)射機(jī)的交叉覆蓋區(qū)域時(shí)，各路FM/Chirp已調(diào)載波所使用掃頻規(guī)律的掃頻周期起始位置之間的偏差仍然存在，當(dāng)同播接收機(jī)中的解調(diào)器對(duì)其中某一路FM/Chirp已調(diào)載波進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)時(shí)，未使用的其它路具有不同時(shí)延偏差量的FM/Chirp已調(diào)載波所造成的干擾會(huì)被明顯抑制，從而明顯改善交叉覆蓋區(qū)域中的接收質(zhì)量和同播覆蓋效果。與現(xiàn)有窄帶調(diào)頻制式的同頻同播系統(tǒng)相比，本發(fā)明提供的兩種基于FM/Chirp調(diào)制的同頻同播系統(tǒng)，不要求對(duì)各個(gè)同播發(fā)射機(jī)發(fā)射的FM/Chirp已調(diào)載波的中心頻率進(jìn)行同頻校正，也不要求各個(gè)同播發(fā)射機(jī)在進(jìn)行載波調(diào)制時(shí)實(shí)現(xiàn)待傳輸基帶信號(hào)的發(fā)射時(shí)刻同步，因此可以明顯降低同播發(fā)射機(jī)的復(fù)雜度和成本，并擺脫對(duì)GPS時(shí)標(biāo)的依賴。與基于FM/ Chirp調(diào)制的單路同頻同播系統(tǒng)相比，基于FM/Chirp調(diào)制的時(shí)分多路同頻同播系統(tǒng)通過(guò)引入時(shí)分多路復(fù)用來(lái)實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的同頻同播，有效地提高了信道容量和頻譜利用率。此外， FM/Chirp已調(diào)載波仍是調(diào)頻載波，便于采用諧振功率放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)大功率發(fā)射和遠(yuǎn)距離覆蓋；利用FM/Chirp調(diào)制本身所具有的擴(kuò)頻抗干擾特性，還能實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)有窄帶調(diào)頻制式的同頻同播系統(tǒng)更好的大區(qū)制覆蓋性能。


圖1所示為基于FM/Chirp調(diào)制的單路同頻同播系統(tǒng)的組成；圖1 (a)所示為該同頻同播系統(tǒng)的總體組成結(jié)構(gòu)，111-11N是同播發(fā)射機(jī)，12是無(wú)線信道，131-13M是同播接收機(jī)；圖1 (b)所示為同播發(fā)射機(jī)的組成，14是FM/Chirp調(diào)制器，15是功率放大器，16是發(fā)射天線；圖1 (c)所示為同播接收機(jī)的組成，17是接收天線，18是FM/Chirp解調(diào)器。圖2所示為基于FM/Chirp調(diào)制的時(shí)分多路同頻同播系統(tǒng)的組成；圖2(a)所示為該同頻同播系統(tǒng)的總體組成結(jié)構(gòu)，211-21N是同播發(fā)射機(jī)，22是無(wú)線信道，2311-231K是同播接收機(jī)組1中的K個(gè)同播接收機(jī)，23M1-23MK是同播接收機(jī)組M中的K個(gè)同播接收機(jī)；圖 2(b)所示為同播發(fā)射機(jī)的組成，M是FM/Chirp調(diào)制器，25是功率放大器J6是發(fā)射天線； 圖2 (c)所示為同播接收機(jī)的組成，27是接收天線，觀是FM/Chirp解調(diào)器。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本實(shí)施例用于說(shuō)明基于FM/Chirp調(diào)制的單路同頻同播系統(tǒng)的工作過(guò)程，該系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。該系統(tǒng)的工作過(guò)程如下在同播發(fā)射機(jī)(111-11N)中，在掃頻周期起始位置控制信號(hào)的控制下，將一路待傳輸基帶信號(hào)同時(shí)送入FM/Chirp調(diào)制器(14)中進(jìn)行載波調(diào)制獲得一路FM/Chirp已調(diào)載波，該路FM/Chirp已調(diào)載波經(jīng)過(guò)功率放大器(15)的功率放大之后經(jīng)過(guò)發(fā)射天線(16)輸出至無(wú)線信道(12)中；不同同播發(fā)射機(jī)向無(wú)線信道(12)輸出的FM/Chirp已調(diào)載波，具有相同的中心頻率和相同的頻率變化規(guī)律，但其所使用掃頻規(guī)律的掃頻周期起始位置之間存在一定的偏差；無(wú)線信道(1 對(duì)輸入至其中的各路FM/Chirp已調(diào)載波進(jìn)行衰減和延時(shí)處理， 并傳輸至相應(yīng)同播接收機(jī)(131-13M)中；
在同播接收機(jī)(131-13M)中，接收天線(17)將由同播發(fā)射機(jī)(111-11N)發(fā)射并經(jīng)過(guò)無(wú)線信道(1 的衰減和延時(shí)處理之后的各路FM/Chirp已調(diào)載波進(jìn)行線性疊加形成一路合成通信信號(hào)并輸出至FM/Chirp解調(diào)器(18)中，F(xiàn)M/Chirp解調(diào)器(18)從合成通信信號(hào)中解調(diào)恢復(fù)出待傳輸基帶信號(hào)的還原樣本；在解調(diào)過(guò)程中，當(dāng)合成通信信號(hào)中僅有一路FM/ Chirp已調(diào)載波的幅度占明顯優(yōu)勢(shì)時(shí)，則將該路FM/Chirp已調(diào)載波承載的待傳輸基帶信號(hào)的還原樣本對(duì)外輸出；當(dāng)合成通信信號(hào)中有多路FM/Chirp已調(diào)載波的幅度大致相等且明顯強(qiáng)于剩余的其他路FM/Chirp已調(diào)載波時(shí)，對(duì)幅度大致相等且明顯強(qiáng)于剩余的其他路FM/ Chirp已調(diào)載波的各路FM/Chirp已調(diào)載波分別進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)，并將信擾比最高的那一路待傳輸基帶信號(hào)的還原樣本對(duì)外輸出。本實(shí)施例所描述的系統(tǒng)，可用于構(gòu)建模擬或數(shù)字的常規(guī)單路同頻同播系統(tǒng)。實(shí)施例2本實(shí)施例用于說(shuō)明基于FM/Chirp調(diào)制的時(shí)分多路同頻同播系統(tǒng)的工作過(guò)程，該系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)如圖2所示。該系統(tǒng)的工作過(guò)程如下在同播發(fā)射機(jī)(211-21N)中，在掃頻周期起始位置控制信號(hào)的控制下，將一路復(fù)制于同一路待傳輸基帶源信號(hào)的待傳輸基帶信號(hào)同時(shí)送入FM/Chirp調(diào)制器04)中進(jìn)行載波調(diào)制獲得一路FM/Chirp已調(diào)載波；其中，該路待傳輸基帶源信號(hào)由K路待傳輸基帶子信號(hào)經(jīng)過(guò)時(shí)分復(fù)用而成。FM/Chirp調(diào)制器04)輸出的一路FM/Chirp已調(diào)載波經(jīng)過(guò)功率放大器05)的功率放大之后通過(guò)發(fā)射天線06)輸出至無(wú)線信道02)中；不同同播發(fā)射機(jī)向無(wú)線信道0 輸出的FM/Chirp已調(diào)載波，具有相同的中心頻率和相同的頻率變化規(guī)律，但其所使用掃頻規(guī)律的掃頻周期起始位置之間存在一定的偏差；無(wú)線信道0 對(duì)輸入至其中的各路FM/Chirp已調(diào)載波分別進(jìn)行衰減和延時(shí)處理，并傳輸至相應(yīng)的各個(gè)同播接收機(jī) (2331-13M,··· ，23M1-23MK)中；在同播接收機(jī)組1的各個(gè)同播接收機(jī)(2311-231K)中，接收天線07)將由同播發(fā)射機(jī)(111-11N)發(fā)射并經(jīng)過(guò)無(wú)線信道02)的衰減和延時(shí)處理之后的各路FM/Chirp已調(diào)載波進(jìn)行線性疊加形成一路合成通信信號(hào)并輸出至FM/Chirp解調(diào)器08)中；在時(shí)隙控制信號(hào)的控制中，F(xiàn)M/Chirp解調(diào)器08)從合成通信信號(hào)中解調(diào)恢復(fù)出該同播接收機(jī)所在的同播接收機(jī)組為該同播接收機(jī)規(guī)定的時(shí)域位置上的待傳輸基帶子信號(hào)的還原樣本；在解調(diào)過(guò)程中，當(dāng)合成通信信號(hào)中僅有一路FM/Chirp已調(diào)載波的幅度占明顯優(yōu)勢(shì)時(shí)，則將該路FM/ Chirp已調(diào)載波承載的該同播接收機(jī)所在的同播接收機(jī)組為該同播接收機(jī)規(guī)定的時(shí)域位置上的待傳輸基帶子信號(hào)的還原樣本對(duì)外輸出；當(dāng)合成通信信號(hào)中有多路FM/Chirp已調(diào)載波的幅度大致相等且明顯強(qiáng)于剩余的其他路FM/Chirp已調(diào)載波時(shí)，對(duì)幅度大致相等且明顯強(qiáng)于剩余的其他路FM/Chirp已調(diào)載波的各路FM/Chirp已調(diào)載波分別進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)，并將信擾比最高的那一路待傳輸基帶子信號(hào)的還原樣本對(duì)外輸出。在同播接收機(jī)組M的各個(gè)同播接收機(jī)03M1-23MK)中，也執(zhí)行與上述類似的解調(diào)過(guò)程，在此不再重復(fù)。本實(shí)施例所描述的系統(tǒng)，可用于構(gòu)建數(shù)字常規(guī)時(shí)分多路同頻同播系統(tǒng)或數(shù)字集群時(shí)分多路同頻同播系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種基于FM/Chirp調(diào)制的單路同頻同播系統(tǒng)，由兩個(gè)或更多個(gè)處于不同位置上的同播發(fā)射機(jī)、一個(gè)或更多個(gè)同播接收機(jī)以及聯(lián)接所有同播發(fā)射機(jī)與所有同播接收機(jī)的無(wú)線信道組成；各個(gè)同播發(fā)射機(jī)中的待傳輸基帶信號(hào)為同一待傳輸基帶源信號(hào)的復(fù)制品；在各個(gè)同播發(fā)射機(jī)中，將待傳輸基帶信號(hào)同時(shí)送入調(diào)制器中按某種調(diào)制方式進(jìn)行載波調(diào)制獲得一路已調(diào)載波，調(diào)制器輸出的一路已調(diào)載波經(jīng)過(guò)功率放大器的功率放大之后通過(guò)發(fā)射天線輸出至無(wú)線信道中；各個(gè)同播發(fā)射機(jī)輸出至無(wú)線信道的已調(diào)載波具有相同的中心頻率和相同的頻率變化規(guī)律；無(wú)線信道對(duì)輸入至其中的各路已調(diào)載波進(jìn)行衰減和延時(shí)處理；在各個(gè)同播接收機(jī)中，接收天線將經(jīng)過(guò)無(wú)線信道的衰減和延時(shí)處理后的各路已調(diào)載波進(jìn)行線性疊加形成一路合成通信信號(hào)并輸出至解調(diào)器，解調(diào)器從輸入至其中的合成通信信號(hào)中解調(diào)恢復(fù)出待傳輸基帶信號(hào)的還原樣本；在解調(diào)器的解調(diào)過(guò)程中，利用無(wú)線信道對(duì)各路已調(diào)載波所產(chǎn)生衰減和時(shí)延的不同而導(dǎo)致的波形特征變化，抑制解調(diào)過(guò)程中未使用的其它路已調(diào)載波所帶來(lái)的干擾；其特征在于所述將待傳輸基帶信號(hào)同時(shí)送入調(diào)制器中按某種調(diào)制方式進(jìn)行載波調(diào)制獲得一路已調(diào)載波，其中的調(diào)制器為FM/Chirp調(diào)制器，其中的某種調(diào)制方式為FM/Chirp調(diào)制，其中的已調(diào)載波為FM/Chirp已調(diào)載波；所述各個(gè)同播發(fā)射機(jī)輸出至無(wú)線信道的FM/Chirp已調(diào)載波具有相同的中心頻率和相同的頻率變化規(guī)律，但各路FM/Chirp已調(diào)載波所使用的掃頻規(guī)律的掃頻周期起始位置之間存在一定的偏差；所述解調(diào)器，為FM/Chirp解調(diào)器；所述波形特征變化，是指各路FM/Chirp已調(diào)載波波形的互相關(guān)特性的變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FM/Chirp調(diào)制的單路同頻同播系統(tǒng)，所述各個(gè)同播發(fā)射機(jī)輸出至無(wú)線信道的各路FM/Chirp已調(diào)載波所使用的掃頻規(guī)律的掃頻周期起始位置之間存在一定的偏差，其特征在于該偏差量的選取滿足以下條件在相鄰?fù)グl(fā)射機(jī)的交叉覆蓋區(qū)域中，至少有一路 FM/Chirp已調(diào)載波與其它路FM/Chirp已調(diào)載波的波形互相關(guān)程度足夠低，使同播接收機(jī)中的FM/Chirp解調(diào)器從輸入至其中的合成通信信號(hào)中解調(diào)恢復(fù)出該路FM/Chirp已調(diào)載波承載的待調(diào)制基帶信號(hào)的還原樣本的信噪比能滿足實(shí)際應(yīng)用中對(duì)通信質(zhì)量的要求。
3.一種基于FM/Chirp調(diào)制的時(shí)分多路同頻同播系統(tǒng)，由兩個(gè)或更多個(gè)處于不同位置上的同播發(fā)射機(jī)、一個(gè)或更多個(gè)由兩個(gè)或更多個(gè)同播接收機(jī)組成的同播接收機(jī)組以及聯(lián)接所有同播發(fā)射機(jī)與所有同播接收機(jī)的無(wú)線信道組成；各個(gè)同播發(fā)射機(jī)中的待傳輸基帶信號(hào)為同一路待傳輸基帶源信號(hào)的復(fù)制品，該路待傳輸基帶源信號(hào)由兩路或更多路待傳輸基帶子信號(hào)經(jīng)過(guò)時(shí)分復(fù)用而成；在各個(gè)同播發(fā)射機(jī)中，將待傳輸基帶信號(hào)同時(shí)送入調(diào)制器中按某種調(diào)制方式進(jìn)行載波調(diào)制獲得一路已調(diào)載波，調(diào)制器輸出的一路已調(diào)載波經(jīng)過(guò)功率放大器的功率放大之后通過(guò)發(fā)射天線輸出至無(wú)線信道中；各個(gè)同播發(fā)射機(jī)輸出至無(wú)線信道的已調(diào)載波具有相同的中心頻率和相同的頻率變化規(guī)律；無(wú)線信道對(duì)輸入至其中的各路已調(diào)載波進(jìn)行衰減和延時(shí)處理；在各個(gè)同播接收機(jī)中，接收天線將經(jīng)過(guò)無(wú)線信道的衰減和延時(shí)處理后的各路已調(diào)載波進(jìn)行線性疊加形成一路合成通信信號(hào)并輸出至解調(diào)器；每個(gè)同播接收機(jī)中的解調(diào)器，從輸入至其中的合成通信信號(hào)中解調(diào)恢復(fù)出該同播接收機(jī)所在的同播接收機(jī)組為該同播接收機(jī)規(guī)定的時(shí)域位置上的待傳輸基帶子信號(hào)的還原樣本；在解調(diào)器的解調(diào)過(guò)程中，利用無(wú)線信道對(duì)各路已調(diào)載波所產(chǎn)生衰減和時(shí)延的不同而導(dǎo)致的波形特征變化， 抑制解調(diào)過(guò)程中未使用的其它路已調(diào)載波所帶來(lái)的干擾；其特征在于所述將待傳輸基帶信號(hào)同時(shí)送入調(diào)制器中按某種調(diào)制方式進(jìn)行載波調(diào)制獲得一路已調(diào)載波，其中的調(diào)制器為FM/Chirp調(diào)制器，其中的某種調(diào)制方式為FM/Chirp調(diào)制，其中的已調(diào)載波為FM/Chirp已調(diào)載波；所述各個(gè)同播發(fā)射機(jī)輸出至無(wú)線信道的FM/Chirp已調(diào)載波具有相同的中心頻率和相同的頻率變化規(guī)律，但各路FM/Chirp已調(diào)載波所使用的掃頻規(guī)律的掃頻周期起始位置之間存在一定的偏差；所述解調(diào)器，為FM/Chirp解調(diào)器；所述波形特征變化，是指各路FM/Chirp已調(diào)載波波形的互相關(guān)特性的變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于FM/Chirp調(diào)制的時(shí)分多路同頻同播系統(tǒng)，所述各個(gè)同播發(fā)射機(jī)輸出至無(wú)線信道的各路FM/Chirp已調(diào)載波所使用的掃頻規(guī)律的掃頻周期起始位置之間存在一定的偏差，其特征在于該偏差量的選取滿足以下條件在相鄰?fù)グl(fā)射機(jī)的交叉覆蓋區(qū)域中，至少有一路 FM/Chirp已調(diào)載波與其它路FM/Chirp已調(diào)載波的波形互相關(guān)程度足夠低，使同播接收機(jī)中的FM/Chirp解調(diào)器在該同播接收機(jī)所在的同播接收機(jī)組為該同播接收機(jī)規(guī)定的時(shí)域位置上從輸入至其中的合成通信信號(hào)中解調(diào)恢復(fù)出該路FM/Chirp已調(diào)載波承載的待傳輸基帶子信號(hào)的還原樣本的信噪比能滿足實(shí)際應(yīng)用中對(duì)通信質(zhì)量的要求。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于FM/Chirp調(diào)制的同頻同播系統(tǒng)，屬于通信領(lǐng)域。本發(fā)明提供的基于FM/Chirp調(diào)制的單路同頻同播系統(tǒng)由多個(gè)處于不同位置的同播發(fā)射機(jī)、無(wú)線信道和同播接收機(jī)組成，各個(gè)同播發(fā)射機(jī)向無(wú)線信道輸出一路由同一待傳輸基帶信號(hào)經(jīng)FM/Chirp調(diào)制獲得的具有相同中心頻率和相同頻率變化規(guī)律但掃頻周期起始位置存在一定偏差的FM/Chirp已調(diào)載波；同播接收機(jī)從經(jīng)無(wú)線信道的衰減和延時(shí)處理后的多路FM/Chirp已調(diào)載波的線性疊加結(jié)果中解調(diào)恢復(fù)出待傳輸基帶信號(hào)的還原樣本；本發(fā)明還提供了通過(guò)對(duì)該單路同頻同播系統(tǒng)改進(jìn)而形成的一種基于FM/Chirp調(diào)制的時(shí)分多路同頻同播系統(tǒng)。本發(fā)明利用FM/Chirp解調(diào)中的相關(guān)解擴(kuò)處理來(lái)抑制交叉覆蓋區(qū)域中多路FM/Chirp已調(diào)載波間的相互干擾，從而明顯改善同頻同播的覆蓋效果。
文檔編號(hào)H04L27/14GK102291170SQ201110086349
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者周運(yùn)偉 申請(qǐng)人:周運(yùn)偉