[實用新型]一種多普勒偏移補償裝置及無線通信系統

有效

• 申請號: 201720671182.4
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN207200699U
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 全大英;陶波;劉恒良
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: H04B7/01
• 分類號: H04B7/01
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司33100
• 代理人: 劉曉春

技術領域

本實用新型涉及通信、導航特別是衛星通信和導航的技術領域，具體為無線通信系統及多普勒偏移補償裝置。

背景技術

在無線通信領域，發射機和接收機之間往往存在相對運動，在信號特性上表現為存在載波多普勒偏移和多普勒引起的符號或者位定時偏移。一般情況下，這種多普勒偏移需要在接收機進行估計、跟蹤和補償。

現有文獻所公布的方案，均在接收機進行多普勒補償，其基于將接收機和發射機的相對運動看成是未知參數的認識。但是在實際中，很多時候接收機和發射機的相對運動是已知或者可以預測，這時如果還用上述的在接收機進行多普勒補償的方案，則算法過于復雜，實現難度太大。因此，有必要設計一種獨立于接收機的多普勒補償的裝置，提前根據已知或者預測的發射機和接收機的相對運動信息將多普勒偏移補償掉，以在接收機的設計中刪除多普勒偏移補償的功能，簡化設計，降低成本。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種多普勒偏移補償裝置，其獨立于接收機或發射機外，既可以應用于無線通信的發射端也可以應用于無線通信的接收端，并能夠減少運算量。為此，本實用新型采用如下技術方案：

一種多普勒偏移補償裝置，其特征在于包括以下4個組成部分：

一顆DSP芯片，其作用是實現將發射機和接收機之間的相對運動轉換成實時多普勒偏移參數；

一顆ADC芯片，用作待補償信號采樣；

一顆FPGA芯片，用作多普勒偏移補償；

一顆DAC芯片，用作將已經經過多普勒偏移補償的數字信號轉換成模擬信號輸出；

所述FPGA芯片分別和DSP芯片、ADC芯片、DAC芯片連接。

進一步地，所述FPGA芯片的邏輯電路包含了依次連接的下變頻裝置、降采樣濾波和抽取裝置、定時偏移補償裝置、插值和升采樣濾波裝置、上變頻裝置，所述FPGA芯片的邏輯電路還設置有第一數字控制振蕩器NCO和帶載波多普勒補償的第二數字控制振蕩器NCO；第一數字控制振蕩器NCO和下變頻裝置連接，第二數字控制振蕩器NCO和上變頻裝置連接，所述定時偏移補償裝置和第二數字控制振蕩器NCO還和DSP芯片連接，下變頻裝置還和ADC芯片連接，上變頻裝置還和DAC芯片連接。

本實用新型第二個目的是提供一種采用上述多普勒偏移補償裝置的無線通信系統。為此，本實用新型采用如下技術方案：

無線通信系統，其特征在于它包括發射機、接收機射頻前端和中頻及基帶接收機，所述無線通信系統還設置有所述的一種多普勒偏移補償裝置；所述多普勒偏移補償裝置的ADC芯片和接收機射頻前端連接，所述DAC芯片和中頻及基帶接收機連接。

為實現上述目的，本實用新型也可采用如下技術方案：

無線通信系統，其特征在于它包括接收機、發射機射頻前端和基帶及中頻發射機，所述無線通信系統還設置有所述的一種多普勒偏移補償裝置；所述多普勒偏移補償裝置的ADC芯片和基帶及中頻發射機連接，所述DAC芯片和發射機射頻前端連接。

由于采用本實用新型的技術方案，多普勒偏移補償裝置，其獨立于接收機或發射機外，既可以應用于無線通信的發射端也可以應用于無線通信的接收端，并能夠減小接收機的硬件和算法復雜度，降低運算量，進而降低整個系統的成本。

附圖說明

圖1為本實用新型所述多普勒偏移補償裝置應用于無線通信系統接收端時的系統框圖。

圖2為本實用新型所述多普勒偏移補償裝置的功能組成框圖。

圖3為本實用新型所述多普勒偏移補償裝置應用于無線通信系統發射端時的系統框圖。

具體實施方式

為了充分理解本實用新型的技術內容，下面給出具體實施例，結合附圖對本實用新型的技術方案進行較為詳細的介紹和說明。

圖1為本實用新型所述多普勒偏移補償裝置的應用場景，所述多普勒偏移補償裝置應用于發射機和接收機相對運動已知或者可以預測的場景，比如可以預測衛星軌道的衛星通信場合、可以預測彈道的無線通信場合等。這種情況下，可以將接收機射頻前端(12)輸出的信號送給獨立的多普勒偏移補償裝置(13)進行多普勒補償后送給中頻及基帶接收機(14)。此時中頻及基帶接收機(14)無需做多普勒偏移補償或者簡化補償算法，進而簡化計算、降低成本。