[发明专利]基于FM/Chirp调制的同频同播系统

说明书

技术领域

本发明涉及基于FM/Chirp调制的同频同播系统，属于通信领域。

背景技术

同频同播技术曾应用于寻呼系统中，通过多个寻呼发射台的同频同播发射来改善寻呼信号的下行覆盖效果；在专用移动通信中，为了解决跨地市县区的统一调度指挥问题和改善下行覆盖质量，还出现了采用窄带调频制式的常规同频同播系统和集群同频同播系统。在现有采用窄带调频制式的同频同播系统中，为了降低接收时差拍音的幅度而需要进行同频校正，将不同同播基站发射的调频载波的中心频率偏差控制在几十Hz甚至更小的量级上；为了改善接收时的话音质量或降低误码率，还需要各同播基站在进行载波调制时实现待传输基带信号的发射时刻同步，将不同同播基站进行载波调制时的待传输基带信号的时域位置偏差控制在几十微秒甚至更小的量级上。目前主要采用GPS时标信息来实现各个同播基站的同频校正和发射时刻同步。

然而，在采用窄带调频制式的同频同播系统中，由于各个同播发射机中调制器的调制特性难以实现高度的一致，无线信道中多径传播现象广泛存在，窄带调频制式的同播接收机又无法将线性叠加的多路已调载波进行分离，因此在相邻同播发射机的交叉覆盖区域中仍会出现接收信号强度足够大但通信效果却并不好的现象(模拟话音质量明显下降或数据误码率严重恶化)。显然，这样的实际覆盖特性是与窄带调频制式同频同播系统希望通过多站同频交叉覆盖来改善覆盖质量的初衷相违悖的。

Chirp调制又称扫频调制，是通过控制正弦载波的频率随时间按特定规律作大范围单调变化而形成的一种扩频调制方式，仍属于频率调制类型；Chirp调制是以扫频周期为时间长度单元重复进行的，经Chirp调制后的已调载波也被称作Chirp脉冲载波。Chirp脉冲载波具有与直接序列(DS)扩频调制载波类似的扩频抗干扰特性，按线性规律进行扫频时还具有近似矩形的功率谱形状。Chirp调制主要应用于线性调频脉冲压缩雷达中，也可以通过对Chirp脉冲载波的幅度、扫频规律、扫频周期初始处的载波相位等参数的调制来进行通信。受限于Chirp脉冲载波产生和解调所采用的声表面波(SAW)器件的物理结构，Chirp调制难以满足通信中对扫频规律的数量要求。

近年来，随着直接数字合成(DDS)技术的成熟，可以方便地产生载波频率步进式(Stepping)变化的Chirp脉冲载波。为了便于区分，将载波频率连续(Continuous)变化的Chirp脉冲载波称作C-Chirp脉冲载波，将载波频率步进式(Stepping)变化的Chirp脉冲载波称作S-Chirp脉冲载波。与传统C-Chirp脉冲载波相比，S-Chirp脉冲载波便于采用数字频率合成技术来产生，便于获得多种具有不同扫频规律的S-Chirp脉冲载波，还可以方便地对扫频规律参数进行调整。

FM/Chirp调制是一种通过对Chirp脉冲载波进行二次频率调制(FM)而形成的复合频率调制方式，按FM/Chirp调制方式产生的已调载波也被称作FM/Chirp已调载波。根据所使用Chirp脉冲载波类型的不同，可以将FM/Chirp调制分成FM/C-Chirp和FM/S-Chirp两大类；根据二次频率调制类型的不同，FM/Chirp调制还可分成模拟线性FM/C-Chirp、模拟线性FM/S-Chirp、FFSK/C-Chirp、FFSK/S-Chirp、4FSK/C-Chirp、4FSK/S-Chirp、GMSK/C-Chirp、GMSK/S-Chirp等多个子类。FM/Chirp调制中的解调，是通过对FM/Chirp已调载波进行相关解扩去除其中包含的扫频频率变化，采用FM所对应类型的频率解调处理从相关解扩结果中恢复出待传输基带信号的还原样本。