[发明专利]带限信号时分多路复用传输方法

说明书

本发明属于信息传输技术，具体地说是一种带限信号时分多路复用(英文名：Band Limited Signal Time Division Multiplex简称BLS-TDM)传输方法。

众所周知，采用时分多路复用方法，在一连续信道中同时传输多路带限信号有多方面的好处。但是，若用现有的时分多路复用方法进行传输，其设备复杂度高，而且频率利用率低。据各种文献报道，例如斯国新编著的、宇航出版社1992年出版的《卫星通信系统》书中所说，必须先将输入的各路带限信号按照奈奎斯特准则分别转换为数字信号，然后，用数字复接器将这些数字信号按时分复用方式形成合路数字信号序列，再用数字调制技术变为连续信号在信道中传输；接收端则先用数字解调器解出该合路数字信号，再用数字分接器将各路数字信号分离，进而分别通过数模变换器、平滑滤波器恢复各路连续信号。这种传输方法的不足之处是：其发送端必须采用数字调制器，接收端必须采用数字解调器，设备复杂度和成本都比较高，特别是其信道利用率很低。以CCITT(国际电报电话咨询委员会)G.732建议的脉冲编码调制(PCM)基群为例，它为30/32路体制，即包括30路话音信号和两路作为信令和其它信息传输的信道，其时分复用后的比特率为2.048Mb/s。要将它用于连续信道中传输，即使采用频率利用系数高达1.5比特/赫兹的正交相移键控(QPSK)调制方法进行调制转换为连续信号，进行传输时所需信道带宽也要1.36MHz。如果采用频分多路复用方法将同样多话路复接在连续信道中传输，则只需128kHz带宽，二者相差十倍多。但是频分多路方法复杂度也高，而且不适于非线性信道传输。

本发明的目的就是为解决现有技术的设备复杂度高和频率利用率低这两个问题，提出的一种设备简单、频率利用率高的带限信号时分多路复用传输方法。

实现本发明的技术方案是：根据输入信号是否为连续信号，发射端有两种不同的处理方法，第一种是：当输入的各路频带有限信号是已经在其他设备中数字化后得到的数字信号时，则将它们分别直接输入到数据缓存与子帧划分单元4、5、6中。第二种是：当输入的各路频带有限信号是连续信号时，则先将它们分别经各自的信号数字化单元1、2、3转换为数字信号后，再输入到数据缓存与子帧划分单元4、5、6中，这里的信号数字化单元包括有防混叠滤波器和A/D变换器。下一步是按固定的时间间隔T将各路数字信号划分为子帧，并在复用帧形成单元7中，将同一时间各路信号的子帧分别输入到同一复用帧各相应的时隙中，每帧加一帧头，并将一帧信号样点等间隔地在一帧时间间隔T的内排列，一帧一帧地连接起来，即形成时分多路复接数字信号，或称合路数字信号。为了能在连续信道中传输，进而将此合路数字信号在信号连续化单元8中转换为连续信号，形成合路的连续信号在信道中进行传输。该信号经信道传输到接收端后，在信号数字化单元10中重新转换为数字信号，然后在信号缓存与帧头对准单元11中采用帧同步方法搜索到各帧帧头，确定各时隙的位置。于是，在子帧分路单元12中，从各相应的时隙位置取出各路信号的子帧，再用各路信号的子帧分别由13、14、15进行拼接，分别恢复出各路数字信号输出；如果希望输出的分路信号为连续信号，再经过信号连续化单元16、17、18将它们转换为连续信号输出。这样就实现了合路信号的分接，或称分路。

本发明传输方法的关键技术是：

1)发送端将输入的各路带限信号分别地由各个信号数字化单元转换为数字信号时，所用的防混叠滤波器的带宽和采样频率f_i，i＝1，2，…，M(这里M为输入信号的路数)根据采样定理和每一路的信号有效带宽分别确定。这就是说，各路信号可以根据情况各取不同的采样频率。

2)发送端在将各路数字信号划分为子帧时，是以相互搭接的方式划分的，即前一子帧信号的后部有D个样点在后一子帧的前部重复出现，而在接收端拼接恢复各路数字信号时，丢弃这D个重复出现的多余数据。这样做的目的是为了消除合路信号中前一子帧对后一子帧的影响。因为对合路数字信号进行连续化和对合路连续信号进行数字化的过程，相当于信号通过一个线性系统后产生输出。这个系统的响应有一定持续长度，它使后一子帧有一段信号受到前一子帧信号的影响。我们在合路时后一子帧多取D个数据，在分路时再丢弃D个数据，只要D大于该系统响应的有效持续长度，就可有效地减小这一影响。