[发明专利]多调制方式兼容的无线电设备

说明书

本发明涉及调制技术，包括但并不限于恒定包络调制技术和非恒定包络调制技术，以及与其适用的发射机和接收机。

众所周知有多种支持无线电通信的调制技术，例如，频率调制(FM)的恒定包络调制技术是众所周知的，诸如π/4差分QP-SK的非恒定包络调制技术也广为人知。

适合与各种调制方式一起使用的数字信令技术也广为人知，例如与FM一起使用的π/4差分QPSK(如上所述)和4电平FSK。虽然两种技术都为人们所了解，但目前的技术容易支持快速采用以4电平FSK FM为基础的无线电设备，而以π/4差分QPSK为基础的非恒定包络无线电设备面临着更大的挑战。虽然要在技术上和经济上支持这种信令和调制方式时各种障碍在不久的将来必然存在，但对要求数字信令的用户一般更喜欢选用4电平FSK FM以便较快实施。

无线电系统的用户非常需要立即可行的数字信令，部分原因是频谱效率，部分原因是为了支持各种需要的操作性能。然而，对这些相同的用户而言，在目前已有技术下，他们不愿意以排斥下一代产品进步为代价，也不愿意热衷于下一代产品而忽略目前已得到的数字信令系统的代价进行投资。简而言之，在将来可能有π/4差分QPSK无线电设备的前提下，系统的用户不希望用4电平FSK FM系统来满足立即的要求。然而在同时，同样这些用户又想现在实现数字信令的效益。

因此，对某些通信手段要求它们能满足数字信令的当前要求，例如4电平FSK FM，而同时又要求以合理的经济效益适应未来技术，例如π/4差分QSPK。

这种要求和其它的要求通过提供一种无线电收发信机就可以基本上得到满足，该无线电收发信机包括：一个发射机和一个接收机。根据本发明的具体实施例，该收发信机可以配置得用于发射一种固定的包络信号或一种非固定的包络信号。在每个实施例中，该发射机包括一个耐奎斯特滤波器。符合公知的耐奎斯特准则的滤波器可使符号间的干扰最小化，可以根据一种滤波函数来构置，该滤波函数利用可在通带与止带之间的过渡区内的增长余弦滚降。这种增长余弦函数在本技术领域内是公知技术，在下文描述中详细讨论，通常把这种滤波器称为“耐奎斯特滤波器”。

在该收发信机的一个实施例中，该收发信机配置得用于发射一种固定的包络信号。在这个实施例中，该收发信机包括：一个耐奎斯特滤波器、一个差分编码器和一个频率调制器。在该收发信机的第二实施例中，该收发信机配置得用于发射一种非固定的包络信号。在这个第二实施例中，该收发信机包括：一个加法器、一个样值延迟通路、一个相位调制器、一个耐奎斯特滤波器和一个混频器。这两个实施例中的接收机的功能是：接收和正确地解调一种固定包络信号或一种非固定包络信号。含有这种发收信机的一个系统可以提供给多个用户，其中，一些用户发送固定包络信号，而另一些用户发送非固定包络信号。然而，不管发射类型如何，所有的无线电接收设备都能够接收和解调所述的这些信号。

根据本发明，固定包络发射机可以耦连到所述的接收机上，以允许设置4电平FSK无线电设备来满足近期的需要。后者作为一种经济的解决方案具有π/4差分QPSK发射机的无线电设备，可以引进到该系统中来。据此，一个系统操作者配备有多个无线电设备来满足当即需求，同时还保留一个可兼容的迁移通路以便于容易地提供出下一代平台。

图1a-b包括表示现有技术的4电平FSKFM发射机和接收机结构的方框图。

图2a-b包括表示现有技术的π/4差分QSPK发射机和接收机结构的方框图。

图3a-c包括分别表示一个4电平发射机和一个π/4差分QPSK发射机及适用于这两种发射机的接收机的方框图。

图4示出中频(IF)滤波器设计的约束条件。

图5a表示一个积分和清除滤波器(dump filter)的脉冲响应。

图5b表示该积分和清除滤波器的频率响应。

图5c表示该积分和清除滤波器的频带限制频率响应。

在描述本发明的实施例之前，首先简单地描述一下目前所建议的4电平FSK和π/4差分QPSK收发机的结构是有益的。

图1a示出一个4电平FSK发射机(100)的相应的组成部分，该发射机包括一个奈奎斯特滤波器(102)，它具有滚降(roll-off)系数0.2，该奈奎斯特滤波器处理4电平数据成为增长余弦(raiscd cosine)的平方根的函数。