一种带通和低通Δ‑∑混合调制的并发双频带发射机的制作方法

本发明涉及一种带通和低通混合调制的并发双频带发射机，属于宽带和多频带系统应用领域。

背景技术：

随着宽带和多频系统应用越来越广泛，非连续频谱聚合技术受到越来越多的重视。在发射机系统中，调制器件是不可或缺的一部分，其中调制器有着明显的优势，可以达到较高的转换精度和信噪比。而且通过过采样和噪声整形技术使信号带内噪声降低，达到很好的噪声整形效果。

目前，应用于双频带发射机的调制器信号带宽较小，且对于两路不同的输入信号，在经过调制器噪声整形时，其两支路的结构是都是相同的，即同为低通或带通调制器结构，是高阶复杂结构，难以实现。再次，不能完全实现非连续频谱的聚合，两路信号传输互相有一定的干扰，这将不能适应于宽带和多频带发射机系统的应用。因此，对可以应用于并发双频带发射机的混合型调制器结构，可以很好的促进发射机在宽带和多频带系统的应用。

本发明涉及一种带通和低通混合调制的并发双频带发射机，经文献检索，未见与本发明相同的公开报道。

技术实现要素：

本发明的目的在于突破发射机中只能使用同一种调制器结构的局限，而提供一种带通和低通混合调制的并发双频带发射机。

本发明的并发双频带发射机如图1所示，由基带部分（9）和射频部分（10）组成，其中基带部分（9）包括：

a. 上支路的噪声整形函数为一固定表达式，即

，此函数成立的条件为：。这里的表示噪声整形空槽位置，即在此位置没有信号，且噪声比较低，故用于传输另外一路信号，和分别表示上下两支路调制器的过采样频率；

b. 上支路带通调制器（2）噪声整形函数固定，则结构也固定，反馈系数均为1，不论输入信号及载波频率如何改变，此带通结构保持不变；

c. 上支路带通调制器结构主要由两个单位的延时器（11、12），一个1-bit量化器（13）和前馈（14）及反馈（15）链路构成；

d.下支路的噪声整形函数为：

（1-1）

其中，；

e. 下支路低通调制器为典型四阶CRFB（Cascade-Resonator-Feedback）结构（3），其噪声整形函数是由上下两支路的过采样频率共同决定的；

f. 两支路的过采样频率满足关系：；

g. 下支路低通调制器结构中的各比例系数（18、19、20、21）求解办法如下：

h. 求出各阶积分器及调制器输出信号表达式为：

（1-2）

其中，分别表示下支路低通调制器输入和输出信号；，，，分别表示调制器第一，二，三，四级积分器输出信号；表示反馈比例系数；表示前馈通道系数；表示积分器系数；表示谐振系数；表示1-bit量化器的量化噪声；

i.对于经典的CRFB结构，为满足系统结构的稳定性，噪声传输函数的零极点都将位于单位圆内，故有，；

j. 结合两式（1-1）和（1-2）抵消中间变量，以及条件i则可以求出各比例系数，即，，，；

k. 利用Matlab和Simulink联合仿真并发双频带发射机模型，上支路（23）为带通调制器，下支路（24）为低通调制器。

射频部分（10）包括：上支路载波频率（4）和下支路载波频率（5）分别等于两个调制器的过采样频率，，即，，两个载波都是高频余弦信号（25、26）；

上下两支路上变频过程中（27、28），需要统一两支路的时钟频率，这样才能并发结合在一起（29），此相同的时钟频率，即为，的最小公倍数；

结合后的两路信号（30）成功与否，即是否在正确的两个频带上传输，则可通过Simulink中自带的频谱模块（31）验证。

本发明与现有技术相比，具体如下优点：

1、输入信号带宽较大可以达到10MHz，上下两支路调制器同为四阶简单稳定结构；只要两支路的过采样频率满足关系（9），则可以利用很多频段来传输信号，且保持调制器结构不变；

2、在两个不同的频段并发的传输两路不同的信号，两信号之间互不干扰，有限提高了系统信噪比，实现了非连续频谱的聚合，能很好的适应于宽带和多频带系统的应用。

附图说明

图1为并发双频带发射机结构框图。

图2为上支路带通调制器结构框图。

图3为下支路低通调制器结构框图。

图4为Matlab和Simulink联合实现的系统结构框图。

图5为上支路带通调制器功率谱。

图6为下支路低通调制器功率谱。

图7为上支路上变频后的频谱。

图8为下支路上变频后的频谱。

图9为上下两支路并发结合后的双频信号频谱。

图10为下支路低通调制器结构中的各比例系数。

具体实施方式

本发明涉及一种带通和低通混合调制的并发双频带发射机如图1所示，由基带部分（9）和射频部分（10）组成；

如图4所示是利用Matlab/Simulink实现的系统框图，其中输入信号频率是在满足“相干采样”条件下得到的，，是时域周期数，是采样点数，在算法中，一般取为2的整数次幂，为调制器的过采样频率，通过此方法可以避免频谱泄露；

上支路带通调制器结构即为图2则可，下支路低通调制器结构中各个比例系数如图10所示；

上下支路载波频率的选取上，可以有很多组值的选择：，；，；，等以及其他频段的选择。

本发明涉及一种带通和低通混合调制的并发双频带发射机选择第一组频段进行仿真，并发结合前统一的时钟频率为和的最小公倍数为。

上下支路调制器的调制信号经过上变频后，除了自身占据一个频带外，还给彼此留下了对应的噪声整形频带空槽，如图7,8所示。而调制器本身对信号的影响情况可以通过图5,6所示，图中，，，，，等分别表示基带输入信号，调制器过采样频率，输入信号带宽，输出信号信噪比，过采样率和A/D转换的有效位数。

关于输出频谱是对双频带传输最直接的验证方式，其结果验证了两个不同的输入信号可以并发无干扰传输，而上变频段分别为和，实现了非连续频谱的聚合，如图9所示。