众谱达开放一种射频滤波器自顺应射频滤波系统专利 滤波系统能自顺应调整满足不同通讯环境需求成功高效滤波 (众谱检测)

专利摘要显示，本发明触及滤波系统技术范围，详细触及一种射频滤波器自顺应射频滤波系统，包括：信号输入模块，用于接纳射频信号，所述信号输入模块包括天线单元和射频前端接纳单元；初级滤波模块，对预处置信号启动初步滤波处置；干扰检测模块，检测初步滤波后的信号中的干扰重量，干扰重量包括互调失真信息、噪声重量；控制模块所述控制模块包括多域结合优化单元多域结合优化单元依据检测到的互调失真信息和噪声重量调整滤波参数；自顺应滤波模块，依据调整后的滤波参数对射频信号启动自顺应滤波；信号输入模块；互调失真弥补模块。本发明，滤波系统能够自顺应调整，满足不同通讯环境的需求，成功高效滤波。

扩展频谱通讯最早始于军事通讯，直到80年代末，美国FCC规划出了ISM频段，并且可以由采用扩频通讯机制的商用通讯经常使用。 由于扩频通讯在提高信号接纳质量，抗搅扰，保密性，参与系统容量方面都有突出的优势。 扩频通讯迅速地在民用，商用通讯范围普及开来。 近年来在国际，扩频通讯技术如雨后春笋般开展起来，曾经普遍运行在室内局域网互连，室外远程城域网互连等范围。 众多的国际无线扩频厂商纷繁参与了国际市场的竞争。 如：PCOM（Cylink)，ioWave，Breezecom，SR，Harris，Wireless，Glenayre等。 如今,扩频微波产品曾经普遍运行于中国的电信，移动，金融，证卷，税务，电力，公安，水利，交通，油田，卫生，广电等部门，并已装置了上万套的扩频微波设备。 惯例无线通讯，其载波频谱宽度集中在其载频左近的窄带带宽内。 而扩频通讯采用专门的调制技术，行将调制后的信息扩展到很宽的频带上去。 常用的商用扩展频谱技术分为两种：即直接序列扩频技术和跳频技术。 要求留意的是，即使采用相同扩频技术，各种产品成功的方法也是不相反的。 一些用户的扩频设备很成功了通讯连网的目的，而另外一些扩频设备在运行中则不时出现疑问或实践性能清楚低于希冀和产品目的。 因此使广阔用户对扩频通讯技术发生了不同的看法。 PCOM，ioWave，Glenayre公司均采用直序扩频技术，Breezecom公司采用跳频技术，用户可以依据实践运行要求，选择不同的扩频技术，更好的到达运行目的。 直扩系统 直扩技术经常使用伪随机码（PN CODE）对信息比特启动模2加失掉扩频序列，然后将扩频序列调制载波发射到空中，此时系统占用功率谱密度也大大降低。 PN码由伪随机序列出现器发生，其码速比原始信息码速高的多，每一PN码的长度（即切普CHIP宽度）很小。 直扩系统的接纳普通采用相关接纳，分为两步，即解扩和解调。 在接纳端，接纳信号经过加大混频后，用于发射端相反且同步的伪随机码对中频信号启动相关解扩，把扩频信号恢复成窄带信号，然后再解调，恢恢复始信息序列。 关于搅扰和噪音，由于与伪随机码不相关，接纳机的相关解扩相当于一次性扩频，将搅扰和噪音启动频谱扩展，降低了进入频带内的搅扰功率，同时使得解调器的输入信噪比和载干比提高，提高了系统的抗搅扰才干。 另外，采用不同PN码即不相关的接纳机很难发现和解出扩频序列中的信息，由于不同结构的PN码之间相关性很低，码分多址CDMA就是采用相同原理区别不同的用户。 关于直扩系统最好是先解扩再解调，由于无线信号在空间传输中会有很大的信号衰减。 未解扩前的信噪比很低，甚至信号淹没在噪声中。 普通解调器很难在很低的信噪比下正常解调，造成高误码。 但在室内通讯条件下，由于信号有较高的强度，可以先解调后解扩。 当信号到达一定电往常，简易的解调器曾经能够正常的任务，可以先将信号解调为一个数据流（未解扩），然后用普通的集成电路启动数字相关信号解扩。 采用直扩的无线局域网卡普通采用这种方法，射频单元的处置大为简化，体积可以增加很多，并且本钱清楚降低。 在性能上，先解扩再解调清楚优于先解调后解扩。 先解扩可以经过解扩环节取得扩频增益（扩展的频谱带宽与原始信息的带宽之比），提高接纳信号信噪比。 室外远程（2、3公里以上的）扩频通讯必需采用这种方式，以保证通讯质量和牢靠性。 直扩系统的同步 直扩系统采用先解扩时，首先只要在成功伪随机码（PN码）的同步后才或许用同一码序列对扩频信号启动相关解扩。 接纳机本地PN码的速率和相位要与接纳到的高速扩频序列坚持分歧。 即使发射和接纳端的相位差大于一个CHIP码片时，它们的相关性就不存在。 解扩的第一步就是要在接纳信号中捕捉到一个与本地PN码分歧的相位形态。 扩频序列中的相位捕捉普通采用婚配滤波器或相位搜索电路成功，接纳机在搜索同步环节中，经过改动本地PN码的时钟速率，使接纳信号中的PN码相位和本地PN码相位在相关器内相对滑动。 滑动环节中，当相关峰值超越捕捉门限，标志成功同步捕捉，此时收发双方的PN码的相位误差曾经小于一个切普码宽（Tc）。 捕捉进入跟踪形态，相位差进一步增加，相关性增大，取得高的解扩信号信噪比，满足以后的解调门限的要求。 直扩技术中还有一种更初级的接纳技术，叫RAKE接纳技术。 RAKE接纳技术可以成功多径分集。 由于大气状况，天文位置等各种组合要素影响，信号在空间的传输与只要直射波有很大不同，信号经过多条路经（直射，反射，折射，大气波导）经过不同时延抵达接纳端，各个信号抵达的时期不同，相位不分歧，形成最终信号的幅度相互抵消，惹起信号大幅度衰落。 先解扩后解调的直扩系统具有了抗多径的才干，在时期上将主通道（最大峰值）上的相关峰分别出来。 从而降低多径搅扰。 而RAKE接纳技术成功多径分集技术，可以将接纳的各个多径信号组合起来，取得加权增益，转化为分解的信号，到达更高的抗衰落性能。 但由于 RAKE技术的接纳加权兼并成功复杂而且昂贵，目前只要美国少数几家公司在其扩频系统中成功了这一技术。 直扩中的“假扩频” 假扩频”即软扩频，关于无线局域网，要在室内近距离范围内到达速率每秒数兆比特时，若采用普通的直序扩频技术，则系统扩展的频谱带宽甚至会超越开放ISM频段规则的频率范围。 与“真扩频”方法不同，软扩频实践是采用编码的方法成功频率的扩展。 软扩频是一种（N，K）编码，K为信息码由N位长的伪随机序列来表示。 用几位信息元对应一条伪随机码，扩展的倍数不大，而且不一定是整数。 而对比“真扩频”，每一位信息码都与多个整数位的PN码相模2加。 在室内距离通讯的条件下，软扩频既满足开放频段的系统要求，也能到达很高的速率，本钱也低。 跳频技术跳频技术与直序扩频技术完全不同，是另一种意义上的扩频。 跳频的载频受一个伪随机码的控制，在其任务带宽范围内，其频率分解器按PN码的随机规律不时改动频率。 在接纳端，接纳机频率分解器受伪随机码控制，并坚持与发射端变化规律相反。 跳频是载波频率在一定范围内不时跳变意义上扩频，而不是对被传送信息启动扩谱，不会失掉直序扩频的处置增益。 跳频相当于瞬时的窄带通讯系统，基本同等于惯例通讯系统，由于不能抗多径，同时发射效率低，相同发射功率的跳频系统在有效传输距离上小于直扩系统。 跳频的优势是抗搅扰，定频搅扰只会搅扰部分频点。 用于语音信息的传输，当定频搅扰只占一部分时不会对语音通讯形成很大的影响。 跳速的上下直接反映跳频系统的性能，跳速越高抗搅扰的性能越好，军事上的跳频系统可以到达每秒上万跳。 实践上移动通讯GSM系统也是跳频系统，其规则的跳速为每秒217跳。 出于本钱的思索，商用跳频系统跳速都很慢，普通在50跳/秒以下。 由于慢跳跳频系统可以简易的成功，因此低速无线局域网产品经常采用这种技术。 不同扩频系统性能 以上描画了各种不同扩频通讯系统的原理和性能，扩频通讯设备的成功方法和难易水平，直接选择了其最终性能和本钱。 普通讲慢跳跳频系统的成功最简易，本钱最低，但性能最差。 采用软扩频的编码技术可以到达高速率，但限制到室内近距离范围内运行。 先解调后解扩的直扩系统，可以采用集成电路直接对扩频序列启动数字处置，但前提是有足够高的信号强度。 扩频系统中性能最好的是直接序列扩频中的先解扩再解调的技术，这种扩频系统对扩频信号先相关，再相关解调，要求成功伪随机码的同步和载波恢复，大大参与了系统的复杂水平。 例如，一个速率64K的直扩系统，其伪随机码的速率要超越5Mbit/s左右，其成功方法比之于3M速率的跳频系统还要复杂的多。 因此，高性能的直序扩频系统的本钱很高。 信道特性对扩频系统的影响 信道特性对无线信号的传输至关关键，信号经过不同的信道出现不同的失真和畸变。 通讯系统的收发设备必需依据信道特征来设计，采用不同技术的无线扩频系统运行定位也不相反。 在无线通讯中由于气候，环境，距离等各种要素的影响，接纳到的信号幅度和相位是随机坎坷变化的，关键要求思索的是慢衰落，快衰落，平衰落，频率选择性衰落。 室内信道的时期衰落特性是慢衰落的，同时时延扩展要素小，因此较为简易的到达通讯速率Mbps数量级以上。 而室外无线传输信道的特征有很大不同。 必需思索各种快衰落，深度平衰落，长扩展时延等要素。 通讯速率高（占用带严惩）时还要思索频率选择性衰落等各种不确定要素。 另外其接纳灵敏度必需保证在信号衰减上百dB状况下的信号拾取。 为保证通讯质量和通讯牢靠性（用可用度表示）。 惯例微波频段通讯系统为了保证足够的性能目的（误码目的）普通会预先在链路设计上予留30~50dB的链路裕度（或称衰落储藏）。 但是关于多径传输和深度衰落等要素形成的误码，除了采用加快智能增益控制AGC等手腕之外。 必需采用抗多径衰落的技术。 正如前文所叙，采用直扩技术中高性能的成功手腕（先解扩再解调）可以很好抵消多径衰落的不利影响。 更好的RAKE接纳技术甚至可以成功多径分集接纳，进而抵消室外无线衰落信道系统中的性能严重好转。 另外由于直扩技术的频谱很宽，部分频带的选择性衰落不会影响全体接纳。 普通不要将室内扩频设备用于室外，例如，即使应用高的铁塔和好的传输路途空间，无线局域网扩频产品实践上并不能处置由于信道特性惹起的通讯质量迅速降低。 普通无线局域网扩频设备经常使用高增益天线在传输距离超越3，4公里后，误码率依旧会迅速上升，并且随气候和环境的变化可用度很低。 此时采用参与功率加大器等参与发射功率的措施是不理想的，思索到深衰落和设备的非线形失真，误码率会出现平展，同时由于婚配非线形发生的寄生辐射甚至或许会影响惯例微波频段的其他设备正常通讯。 无线电控制要素和开放频段资源的有效应用 各个国度对室外通讯系统都有严厉的无线电控制制度。 开放的ISM频段相同是珍贵的频谱资源。 例如商用扩频系统中，慢跳跳频最易成功，但是从频率资源占用角度，它实践上会占用整个开放频段的频率资源。 跳频系统从功率谱图形上看是扫描性的占用一切开放频段，因此慢跳系统是最廉价的，但却会对整个地域的频率资源形成破坏影响。 另外，跳频图案实践上不能隔离信道，即一个跳频系统必需会与另一条跳频系统抵触。 从已有资料上看，即使只要两个跳频线路，总的吞吐量也会降低20%到35%。 关于网络运行，可以靠重传成功，但关于透明信道来说，惹起的误码率（普通会降低到10E-4以下）通常是不能支持的。 假设思索到各个跳频系统之间不存在同步机制（各个腾跃的频度和时期），跳频系统的容量会清楚降低。 相比之下，直序扩频技术对容量的经常使用则更为有效，直序技术功率频谱密度很低，不相关的接纳机基本无法发现，同时直序扩频有很高的C/I性能。 频谱重新应用率接近于最优。 第三代移动通讯采用的就是基于直序扩频技术的码分多址CDMA。 无线扩频通讯的其它相关疑问 即使同一种扩频技术，也可以有多种方法成功。 如选择扩频增益的大小，双工方式，接纳灵敏度等各个方面。 选择高扩频增益会提高抗搅扰，抗衰落才干，但占用带严惩；降低扩频增益可以增加系统带宽，容易提高系统接纳灵敏度，成功简易；高接纳灵敏度，准绳上可以增大传输距离，保证足够的链路裕度；而高扩频带宽，虽然容易造成灵敏度降低，但由于其抗多径，抗衰落的才干高，却可以增加链路裕度储藏。 扩频通讯的双工方式也关键是频分双工FDD,如：（ioWave），时分双工TDD,如：（P-COM）。 频分双工在极限状况下可以传输更远，TDD距离则有双工协议的限制。 但频分双工在改动信道时须改换双工器，时分双工可以更灵敏地控制和调整频率经常使用。 但只限在E1以下的低速率适用，因当数据速率到达E1时，TDD形式简直占用整个扩频频段的带宽，即信道只要一个。 频分双工由于接纳频带比时分双工的接纳机通频频带窄一倍，因此可以容易成功较高的接纳灵敏度。 但同步TDD在对经常使用不同伪随机码的多个系统中可以更容易成功相位校准，多个用户码分的正交性，大大参与扩频系统的容量。 但相同在高速E1或更高速率的链路中，由于遭到信道数的限制，在一个点聚集多条线路时TDD形式只能靠天线角度和极化方式来提高信道隔离度。 而频分产品则可应用不同的模块来大大提高组网才干。 扩频通讯的运行和牢靠性 由于扩频通讯在牢靠性和抗搅扰性等方面具有了惯例有线通讯无法提供的优势，因此扩频通讯成为有关键事务通讯需求的商业及工业机构组成专网的关键手腕。 近年来，随着数据通讯的迅速开展，比之于采用惯例的有线基带MODEM，扩频通讯提供了更高的速率和更远的通讯距离。 因此电信机构和新兴的ISP也少量采用高速扩频通讯技术成功数据网络接入服务。 无线通讯是一门微妙而精微的迷信，不同扩频技术成功实质上有很大差异。 随着无线MODEM，无线路由器，无线局域网等不同运行扩频产品出现，只需细心剖析其成功原理和运行定位，我们就能够愈加有效的选择适宜的技术，最终确保扩频线路的高性能和高稳如泰山性。 否则既会造成通讯牢靠性的严重降低和实践吞吐量的成倍增加，甚至对有限而珍贵的频率资源形成损害。