抗噪声单边带通讯电台.pdf

摘要
申请专利号：	CN89102474.3	申请日：	1989.11.07
公开号：	CN1051644A	公开日：	1991.05.22
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	\|\|\|公开\|\|\|
IPC分类号：	H04B7/005; H04B1/04	主分类号：	H04B7/005; H04B1/04
申请人：	上海交通大学;
发明人：	缪民强
地址：	上海市华山路1954号
优先权：
专利代理机构：	上海交通大学专利事务所	代理人：	罗习群
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内容摘要

一种抗噪声、高效率传输的单边带电台，提出了三种可行的设计方案：一种是采用话音振幅切扩方式即利用单边带信号的载波幅度传输话音的振幅信息，一种是采用频分制话音音节压扩方式即利用单边带信号的载波频率和一个闲置边带所占的频段传输话音振幅信息，另一种是采用时分制压扩、切扩方式即通过时间分割方法，同时传输压缩(或切削)的话音信号和话音的振幅信息。

权利要求书

1：用于无线电通讯的抗噪声单边带电台，由发射机和接收机组成，其特征是采用下列方案中的任一种，都可以达到抗噪声、高效率传输话音信号的目的； a、采用话音振幅切扩单边带电台即利用单边带信号的载波幅度传输话音的振幅信息，或者： b、采用频分制话音音节压扩单边带电台即利用单边带信号的载波频率和一个闲置边带所占的频段传输话音振幅信息，或者： c、采用时分制话音压扩、切扩单边带电台即通过时间分割方法同时传输被压缩(或切割)的话音信号和话音的振幅信息。
2：按权利要求1所述的抗噪声单边带电台，其特征是，话音振幅切扩单边带电台的发射机方框图由单元1～12组成，接收机方框图由单元13～24、9、10、8、4、3组成。
3：按权利要求2所述的抗噪声单边带电台，其特征是调节单元6使u 3 为u 2 最大电平时（相当于100%调制度）的-40db，单元7对u，有轻度切削。 4、按权利要求1所述的抗噪声单边带电台，其特征是频分制话音音节压扩单边带电台的发射机方框图由单元25～30、1、2、3、4、5、9、10、11、12组成，接收机方框图由单元31～37、13、9、10、4、3、20、16、23、24、28、30组成。 5、按权利要求4所述的抗噪声单边带电台，其特征是调频振荡器27、29频率的选择是这样的：工作频率都处于闲置边带的频带内，中心频率分别偏离载波频率850Hz和2350Hz，在话音振幅48db动态范围内，每1db产生单向频偏14Hz。 6、按权利要求1所述的抗噪声单边带电台，其特征是时分制传输压缩的（或切削的）话音信号的单边带电台是把频分制话音音节压扩单边带电台发射机方框图中的单元5（与单元4连接的）和接收机方框图中的单元31（与单元4连接的）分别置换为单元45、46和45、47。 7、按权利要求1所述的抗噪声单边带电台，其特征是，在三种接收机中都有抑噪式静噪电路单元23、24。 8、按权利要求4和6所述的抗噪声单边带电台，其特征是频分制和时分制单边带电台发射机中的话音音节压缩器25是由采用“模拟话音→数字音节压缩→模拟话音”的变换原理和由数字音节压扩自适应增量调制器和积分器组成，即由单元38～44组成。
4： 9、10、8、4、3组成。 3、按权利要求2所述的抗噪声单边带电台，其特征是调节单元6使u 3 为u 2 最大电平时（相当于100%调制度）的-40db，单元7对u，有轻度切削。 4、按权利要求1所述的抗噪声单边带电台，其特征是频分制话音音节压扩单边带电台的发射机方框图由单元25～30、1、2、3、4、
5： 9、10、11、12组成，接收机方框图由单元31～37、13、9、10、4、3、20、1
6： 23、24、28、30组成。 5、按权利要求4所述的抗噪声单边带电台，其特征是调频振荡器27、29频率的选择是这样的：工作频率都处于闲置边带的频带内，中心频率分别偏离载波频率850Hz和2350Hz，在话音振幅48db动态范围内，每1db产生单向频偏14Hz。 6、按权利要求1所述的抗噪声单边带电台，其特征是时分制传输压缩的（或切削的）话音信号的单边带电台是把频分制话音音节压扩单边带电台发射机方框图中的单元5（与单元4连接的）和接收机方框图中的单元31（与单元4连接的）分别置换为单元45、46和45、47。 7、按权利要求1所述的抗噪声单边带电台，其特征是，在三种接收机中都有抑噪式静噪电路单元23、24。 8、按权利要求4和6所述的抗噪声单边带电台，其特征是频分制和时分制单边带电台发射机中的话音音节压缩器25是由采用“模拟话音→数字音节压缩→模拟话音”的变换原理和由数字音节压扩自适应增量调制器和积分器组成，即由单元38～44组成。
7： 13、9、10、4、3、20、16、23、24、28、30组成。 5、按权利要求4所述的抗噪声单边带电台，其特征是调频振荡器27、29频率的选择是这样的：工作频率都处于闲置边带的频带内，中心频率分别偏离载波频率850Hz和2350Hz，在话音振幅48db动态范围内，每1db产生单向频偏14Hz。 6、按权利要求1所述的抗噪声单边带电台，其特征是时分制传输压缩的（或切削的）话音信号的单边带电台是把频分制话音音节压扩单边带电台发射机方框图中的单元5（与单元4连接的）和接收机方框图中的单元31（与单元4连接的）分别置换为单元45、46和45、47。 7、按权利要求1所述的抗噪声单边带电台，其特征是，在三种接收机中都有抑噪式静噪电路单元23、24。 8、按权利要求4和6所述的抗噪声单边带电台，其特征是频分制和时分制单边带电台发射机中的话音音节压缩器25是由采用“模拟话音→数字音节压缩→模拟话音”的变换原理和由数字音节压扩自适应增量调制器和积分器组成，即由单元38～44组成。
8： 4、3组成。 3、按权利要求2所述的抗噪声单边带电台，其特征是调节单元6使u 3 为u 2 最大电平时（相当于100%调制度）的-40db，单元7对u，有轻度切削。 4、按权利要求1所述的抗噪声单边带电台，其特征是频分制话音音节压扩单边带电台的发射机方框图由单元25～30、1、2、3、4、5、9、10、11、12组成，接收机方框图由单元31～37、13、9、10、4、3、20、16、23、24、28、30组成。 5、按权利要求4所述的抗噪声单边带电台，其特征是调频振荡器27、29频率的选择是这样的：工作频率都处于闲置边带的频带内，中心频率分别偏离载波频率850Hz和2350Hz，在话音振幅48db动态范围内，每1db产生单向频偏14Hz。 6、按权利要求1所述的抗噪声单边带电台，其特征是时分制传输压缩的（或切削的）话音信号的单边带电台是把频分制话音音节压扩单边带电台发射机方框图中的单元5（与单元4连接的）和接收机方框图中的单元31（与单元4连接的）分别置换为单元45、46和45、47。 7、按权利要求1所述的抗噪声单边带电台，其特征是，在三种接收机中都有抑噪式静噪电路单元23、24。 8、按权利要求4和6所述的抗噪声单边带电台，其特征是频分制和时分制单边带电台发射机中的话音音节压缩器25是由采用“模拟话音→数字音节压缩→模拟话音”的变换原理和由数字音节压扩自适应增量调制器和积分器组成，即由单元38～44组成。
9： 8、4、3组成。 3、按权利要求2所述的抗噪声单边带电台，其特征是调节单元6使u 3 为u 2 最大电平时（相当于100%调制度）的-40db，单元7对u，有轻度切削。 4、按权利要求1所述的抗噪声单边带电台，其特征是频分制话音音节压扩单边带电台的发射机方框图由单元25～30、1、2、3、4、5、9、10、
10： 12组成，接收机方框图由单元31～37、13、9、10、4、3、20、16、23、24、28、30组成。 5、按权利要求4所述的抗噪声单边带电台，其特征是调频振荡器27、29频率的选择是这样的：工作频率都处于闲置边带的频带内，中心频率分别偏离载波频率850Hz和2350Hz，在话音振幅48db动态范围内，每1db产生单向频偏14Hz。 6、按权利要求1所述的抗噪声单边带电台，其特征是时分制传输压缩的（或切削的）话音信号的单边带电台是把频分制话音音节压扩单边带电台发射机方框图中的单元5（与单元4连接的）和接收机方框图中的单元31（与单元4连接的）分别置换为单元45、46和45、47。 7、按权利要求1所述的抗噪声单边带电台，其特征是，在三种接收机中都有抑噪式静噪电路单元23、24。 8、按权利要求4和6所述的抗噪声单边带电台，其特征是频分制和时分制单边带电台发射机中的话音音节压缩器25是由采用“模拟话音→数字音节压缩→模拟话音”的变换原理和由数字音节压扩自适应增量调制器和积分器组成，即由单元38～44组成。

说明书

抗噪声单边带通讯电台，属于无线电通讯技术领域。
    单边带无线电通讯已成为短波无线电通讯的主要方式，主要优点是频带窄，但与调频通讯相比较，通讯距离短，收听噪声大是其主要缺点，近年来，人们针对单边通讯的缺点，提出了话音频幅分传的方案。其基本原理是在发射端对话音电压进行深度切削或压缩来得到话音的频率分量，并对话音电压进行峰值检波，获其包络，称其为话音的振幅分量，然后利用二个信道同时传输它们，在接收端再利用所得到的幅度分量对频率分量进行调幅得原始发射话音。近期国外提出的LINCOMPEX系统是其代表，但它存在效率低、串音重、守候时输出噪声大以及电路复杂等缺点。

    本发明的目的是提供一种低噪声、高效率传输的单边带通讯电台的三种方法。在不同的角度上来克服或改进LINCOMPEX系统缺点。

    本发明的原理是在发射端利用载波的幅度连续地传输话音的幅度分量，在接收机利用接收到的载波电压检波出话音的包络，对频率分量进行幅度调制。此外，在接收机地中频系统增加一个通频带包括载波频率和一个边带的中频滤波器、限幅器以及抑噪式静噪电路单元。

    下面结合附图详细叙述本发明的工作原理。

    图1及图2为话音振幅切扩抗噪声单边带电台，图1为电台的发射部分，图中1是预加重器，在300～3000Hz范围内，每倍频乘6db，2是单边带调制器，3是载波振荡器，振荡频率为f0，4是单边带滤波器，通频带为f0+（300～3000）Hz，或f0-（300～3000）Hz，5是合并器，6是电压调节器，7是双向切削器，切削深度为40db，8是中频带通滤波器，通频带为f0～f0+3000Hz或f0～f0-3000Hz，9是混频器，10是频率合成器，11是高频带通滤波器，12是高频功率放大器，它可处以丙类放大状态，效率高。u1是输入话音电压，经预加重器1后送到单边带调制器2，经单边带滤波器4后，输出为单边带话音信号电压u2。调节电压调节器6，使电压u3为u2最大电平（相当于100%调制度时的电平）的-40db左右，同时要求切削器7对u3有轻度切削。当有话音信号输入时，输出电压u3中有载波分量和单边带话音，其比值与u2和u3的比值相接近，偏差在±6db之间。由于u3的振幅是恒定的，故随着话音电压u1的增大，u3中载波分量的强度就下降，当u2＞＞u3时，输出电压中的载波分量u3将趋于零。图2为电台的接收部分，图中13为高频电压放大器，14为限幅器，15为延时器，延时10ms左右，16为幅度调制器即扩展器，17为载波滤波器，通带为f0±50Hz，18为包络检波器，19为电压处理器，它由一个时间常数为20～100ms的R-C积分电路和电压倒相器组成，其作用是使电压u11反映原始话音一个音节内的平均强度如图3所示，20是单边带介调器，21是去重器，每倍频程去重6db左右，22是低通滤波器，通带是0～3000Hz，24是抑噪式静噪开关电路，其作用是当输入为噪声时，输出一个控制电压u13使静噪开关器23断开，当输入为信号时，u13＝0，使23接通u14。

    图4、图5是频率分集话音音节压扩单边带电台发、收机方框图，发射机方框图中25是话音音节压缩器，26是对数放大器，27是调频振荡器Ⅰ，29是调频振荡器Ⅱ，28是带通滤波器Ⅰ，30是带通滤波器Ⅱ，通带都是1KHz，图中其余方框中编号的内容与前面所述的编号内容相同，这里14的限幅量不大于10db。话音音节压缩器25的压缩量为，当其输入振幅变化48db时，输出振幅变化约12db，图6是压缩器25的方框图，它是通过“模拟话音→数字话音压缩振幅音节→模拟话音”的变换过程来实现话音振幅的压缩并鉴出话音振幅信息。图中38是减法器，39是抽样器，40是判决器，41是脉冲幅度调制器，42是连码检测器，43是平滑电路，44是积分器，当抽样脉冲频率为200KHz时，输入音频电压u17从2mv增大到512mv即增大48db，输出电压u18的变化量为12db左右，平滑电路43的输出电压u20与输入电压u17在上述动态范围内呈近似于线性关系，故可起到对话音振幅进行检测的作用。调频振荡器27、29的工作频率都处于闲置边带的频带内，中心频率分别偏离载波频率850Hz和2350Hz，在话音振幅48db动态范围内，每1db产生单向频偏14Hz，总共频偏672Hz。选择u26为u19在100%调制度时电平的-6db左右，高频功率放大器12这里处于线性工作状态。在接收机方框图中，31是分离器，32是音频延时器，延时量约10ms左右，33是电压比较器，34是电压控制开关器。当u32大于u33时，u34使开关器34接通u32，即u32＝u33，反之，u32＝u33，从而实现频率分集接收的最佳选择。当接收机处于守候状态时，u31为噪声电压，此时u38为低电平，从而使开关器23断开，接收不到噪声。当有信号时，u38为高电平，开关器23接通u30，完成接收，从而消除了守候状态的噪声。

    图7、图8是时分制话音音节压扩单边带电台的发射，接收机方框图，它与前述频分制话音音节压扩单边带电台方框图相比，不同之处仅是把前述发射机方框图中单元5（与单元4连接的）和接收机中单元31（和单元9连接的）分别置换为单元45、46和45、47。45是单刀双掷电子开关器，46是控制电压产生器，47是同步器。发射机开关器45受控制信号发生器46的输出电压u46控制，按给定规律把u41、u42交叉地送到混频器9，控制电压u40的规律如图9所示，图中t0是发射机开始发射的时刻，即一般移动电台按下话筒上按钮开关的时刻，高电平时开关器45接通u42，在T1及△T时间内发送调频电压u42，低电平时接通u41，在T2时间内发送压缩单边带话音信号u41，在接收机内的开关器45受同步器47输出电压u43控制，同步器47从输入电压u44中检出T1段时间中所发射的调频信号，然后自行产生与图8相吻合的同步信号u43，使与发射机开关器同步工作，从而实现时分制话音压扩单边带电台的工作。接收机内的同步电压u43同时用来控制鉴频器36，使其仅在△T时间内有输出。图8中T1取100ms左右，T2取30～100ms，△T取3～10ms，在△T内话音将丢失，但这并不影响话音的可懂度。

    本发明可大大降低不讲话时的背景噪声，提高发射机的功率利用因素，增大通讯距离，同时具有电路简单可与普通单边带电台兼容等优点。