本發(fā)明涉及數(shù)傳電臺、對講機、集群通信及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種窄帶與寬帶一體化的無線集群通信系統(tǒng)及其處理方法。
背景技術(shù)：
目前，集群通信系統(tǒng)的需求依舊旺盛，在特定行業(yè)與場合，集群通信的作用無可替代，它們正在承載著其它通信系統(tǒng)所無法完成的工作與效用。然而，與傳統(tǒng)的窄帶集群系統(tǒng)相比較，寬帶集群系統(tǒng)的應(yīng)用需求正在快速地出現(xiàn)在市場上。在這個技術(shù)演進的過程中，窄帶集群與寬帶集群的無縫融合與對接是非常關(guān)鍵的內(nèi)容。例如：能否采用窄帶集群與寬帶集群的收發(fā)機協(xié)同工作，保持完美的反向兼容？系統(tǒng)的設(shè)計要求是確鑿無疑的：因為窄帶集群在信號覆蓋，系統(tǒng)控制等方面存在著巨大的內(nèi)在優(yōu)勢，在任何時刻，它都是集群通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)，不可或缺！為此，本發(fā)明方案將給出一種基于子帶濾波器組的快速變換的無線發(fā)射機方案，既可以完美兼容傳統(tǒng)的窄帶集群業(yè)務(wù)，也可以前向支持未來的寬帶集群業(yè)務(wù)。相對于傳統(tǒng)的窄帶集群系統(tǒng)來說，這種新型的兼容性很強的集群通信系統(tǒng)在業(yè)務(wù)范疇上顯著擴充，商用價值極大。特別值得關(guān)注的是，在對傳統(tǒng)低帶寬的窄帶業(yè)務(wù)的兼容方面，這里提出的辦法也是有效的。一種極端的例子是：即使是針對點到多點和脫網(wǎng)直通的混合通信場合，這個方案也可以保持強大的穩(wěn)健性，并且對硬件的定制化毫無要求，實施起來門檻很低，為此，我們提出一種窄帶與寬帶一體化的無線集群通信系統(tǒng)及其處理方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種窄帶與寬帶一體化的無線集群通信系統(tǒng)及其處理方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的能否采用窄帶集群與寬帶集群的收發(fā)機協(xié)同工作，保持完美的反向兼容的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種窄帶與寬帶一體化的無線集群通信系統(tǒng)，該窄帶與寬帶一體化的無線集群通信系統(tǒng)包括比特序列data_seq，所述比特序列data_seq電性輸出鏈接信道編碼模塊ch_enc，所述信道編碼模塊ch_enc電性輸出連接sym_mod模塊，所述sym_mod模塊電性輸出連接子帶映射模塊，所述子帶映射模塊電性輸出連接ifft模塊，所述ifft模塊電性輸出連接子相時域卷積模塊，所述子相時域卷積模塊電性輸出連接時域信號采樣模塊，所述時域信號采樣模塊電性輸出連接單位延遲模塊。
一種窄帶與寬帶一體化的無線集群通信系統(tǒng)的處理方法，其特征在于：該窄帶與寬帶一體化的無線集群通信系統(tǒng)的處理方法包括如下步驟：
s1：針對信息比特的信道編碼：對窄帶波形和跨帶波形而言，該模塊就是將輸入的比特序列data_seq進行信道編碼ch_enc，輸出經(jīng)過編碼之后的碼塊，這里，有關(guān)ch_enc的類型是由系統(tǒng)設(shè)計方案決定的，可以是傳統(tǒng)的分組編碼，卷積編碼，也可以是較為強壯的turbo編碼與ldpc編碼，當(dāng)然，在多種邏輯信道相互復(fù)用時，則不同碼型的疊加與復(fù)用，該模塊的輸入是未編碼、未調(diào)制的信息序列；該模塊的輸出是特定信道中待傳輸?shù)囊丫幋a的比特序列d(n)；
s2：針對編碼序列的符號調(diào)制sym_mod：該模塊的輸入是已經(jīng)經(jīng)過信道編碼的比特序列，按照特定的星座投影方式，sym_mod模塊將完成從比特流到符號流的變換，該模塊的輸出是s(n),n＝0,1,2,…為對應(yīng)的調(diào)制后符號序列，例如，bpsk，qpsk，qam，cpm，gmsk等等不同類型的符號序列；
s3：子帶映射(band_map)：該模塊的輸入來自于前面的sym_mod模塊，按照一定的規(guī)則將符號序列s(n)依次分配到相應(yīng)的子帶上去，按照等時間間隔進行抽取，以形成該模塊的輸出并行序列{s0(n),s0(n),…,sm-1(n)}，與此同時，這個變換過程也是串并轉(zhuǎn)換過程，該模塊的輸入為sym_mod模塊生成的數(shù)據(jù)塊，而輸出為經(jīng)過band_map模塊處理的并行子帶信號；
s4：反向快速傅里葉變換ifft模塊：ifft變換塊的大小對應(yīng)著用于復(fù)用的子帶數(shù)量，對應(yīng)著終端或者基站發(fā)射機所能夠發(fā)送的最大子帶的數(shù)量，或者系統(tǒng)特設(shè)的大小，ifft模塊的變換大小是m，m對應(yīng)于系統(tǒng)設(shè)置的最大的子帶數(shù)量，那么，在本模塊中，所謂的ifft正交變換會將時間域的序列信號變換為頻率域的信號分量，該模塊的輸入為band_map模塊生成的數(shù)據(jù)塊，而輸出為經(jīng)過ifft變換后的頻域信號，也是所謂的子相信號的分量；
s5：子相時域卷積模塊：經(jīng)過ifft變換，子相信號{x0(n),x0(n),…,xm-1(n)}將與相應(yīng)的子相濾波器{em(n),m＝0,1,…,m-1}進行線性卷積的操作，這是快速算法的核心部分，十分有利于并行處理：一方面，線性卷積的操作是并行的，另一方面，各個子相濾波器的操作是并行的，并不存在什么數(shù)據(jù)依賴性的關(guān)系，各個子相濾波器都是經(jīng)過認(rèn)真設(shè)計的，其合成濾波器的信道帶寬與單一子帶的帶寬相當(dāng)，該模塊的輸入是ifft模塊的輸出頻域信號，而其輸出為經(jīng)過子相濾波器線性卷積之后的信號序列{um(n),m＝0,1,…,m-1}；
s6：時域信號m倍上采樣模塊：該模塊輸入來自于前面的子相濾波模塊ppf，各個子相濾波器的輸出信號{um(n),m＝0,1,…,m-1}將按照m倍提升其數(shù)字采樣速率，從而形成對應(yīng)的數(shù)字序列{ym(n),m＝0,1,…,m-1}；
s7：單位延遲模塊d：該模塊輸入來自于m倍上采樣模塊的輸出，這里，d表示單位偏移量，相當(dāng)于高采樣域的一個樣本所占據(jù)的時間片大小。顯然，上采樣之后的序列{ym(n),m＝0,1,…,m-1}將按照相應(yīng)的偏移量大小在時域中實現(xiàn)合成與復(fù)用，所形成的結(jié)果表示為y(n)，從集群通信波形的角度講，y(n)也就是從窄帶波形到寬帶波形的轉(zhuǎn)換與合成的結(jié)果。
優(yōu)選的，步驟s4中時間域的序列信號變換為頻率域的信號分量，具體過程可以表達為：
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本窄帶與寬帶一體化的無線集群通信系統(tǒng)，一旦在集群中采用本套方案，將融合窄帶和寬帶的集群通信信號于一系統(tǒng)，從而滿足用戶對寬帶集群的設(shè)計需求，但同時，如果因為信號的傳播距離有限而限制了集群的使用場景，則可以快速啟動窄帶集群的信號，達到拓展覆蓋的目的?；蛘哒f在特定條件之下，根本無法啟動集群的基站系統(tǒng)，則需要完全依靠窄帶集群達到通信的目的，鑒于在本發(fā)明中，寬帶和窄帶的集群通信信號基本上由相同的單元產(chǎn)生，因此，在實現(xiàn)方面同樣存在巨大的優(yōu)勢，例如：保持了系統(tǒng)穩(wěn)健性，有利于批量生產(chǎn)；便于軟件控制，降低實現(xiàn)成本；便于采用低功耗控制和并行計算，客觀上顯著提升了傳輸性能和容量，一句話，通過本發(fā)明，可以解決好寬帶集群與窄帶集群的共存問題，以及一直困擾大家的點到多點的蜂窩式通信和脫網(wǎng)直通的對講式通信的無縫融合的核心問題，這在特種通信中的價值與意義非常重大。
附圖說明
圖1為本發(fā)明處理方法的流程圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
請參閱圖1，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種窄帶與寬帶一體化的無線集群通信系統(tǒng)，該窄帶與寬帶一體化的無線集群通信系統(tǒng)包括比特序列data_seq，所述比特序列data_seq電性輸出鏈接信道編碼模塊ch_enc，所述信道編碼模塊ch_enc電性輸出連接sym_mod模塊，所述sym_mod模塊電性輸出連接子帶映射模塊，所述子帶映射模塊電性輸出連接ifft模塊，所述ifft模塊電性輸出連接子相時域卷積模塊，所述子相時域卷積模塊電性輸出連接時域信號采樣模塊，所述時域信號采樣模塊電性輸出連接單位延遲模塊。
一種窄帶與寬帶一體化的無線集群通信系統(tǒng)的處理方法，其特征在于：該窄帶與寬帶一體化的無線集群通信系統(tǒng)的處理方法包括如下步驟：
s1：針對信息比特的信道編碼：對窄帶波形和跨帶波形而言，該模塊就是將輸入的比特序列data_seq進行信道編碼ch_enc，輸出經(jīng)過編碼之后的碼塊，這里，有關(guān)ch_enc的類型是由系統(tǒng)設(shè)計方案決定的，可以是傳統(tǒng)的分組編碼，卷積編碼，也可以是較為強壯的turbo編碼與ldpc編碼，當(dāng)然，在多種邏輯信道相互復(fù)用時，則不同碼型的疊加與復(fù)用，該模塊的輸入是未編碼、未調(diào)制的信息序列；該模塊的輸出是特定信道中待傳輸?shù)囊丫幋a的比特序列d(n)；
s2：針對編碼序列的符號調(diào)制sym_mod：該模塊的輸入是已經(jīng)經(jīng)過信道編碼的比特序列，按照特定的星座投影方式，sym_mod模塊將完成從比特流到符號流的變換，該模塊的輸出是s(n),n＝0,1,2,…為對應(yīng)的調(diào)制后符號序列，例如，bpsk，qpsk，qam，cpm，gmsk等等不同類型的符號序列；
s3：子帶映射(band_map)：該模塊的輸入來自于前面的sym_mod模塊，按照一定的規(guī)則將符號序列s(n)依次分配到相應(yīng)的子帶上去，按照等時間間隔進行抽取，以形成該模塊的輸出并行序列{s0(n),s0(n),…,sm-1(n)}，與此同時，這個變換過程也是串并轉(zhuǎn)換過程，該模塊的輸入為sym_mod模塊生成的數(shù)據(jù)塊，而輸出為經(jīng)過band_map模塊處理的并行子帶信號；
s4：反向快速傅里葉變換ifft模塊：ifft變換塊的大小對應(yīng)著用于復(fù)用的子帶數(shù)量，對應(yīng)著終端或者基站發(fā)射機所能夠發(fā)送的最大子帶的數(shù)量，或者系統(tǒng)特設(shè)的大小，ifft模塊的變換大小是m，m對應(yīng)于系統(tǒng)設(shè)置的最大的子帶數(shù)量，那么，在本模塊中，所謂的ifft正交變換會將時間域的序列信號變換為頻率域的信號分量，該模塊的輸入為band_map模塊生成的數(shù)據(jù)塊，而輸出為經(jīng)過ifft變換后的頻域信號，也是所謂的子相信號的分量；
s5：子相時域卷積模塊：經(jīng)過ifft變換，子相信號{x0(n),x0(n),…,xm-1(n)}將與相應(yīng)的子相濾波器{em(n),m＝0,1,…,m-1}進行線性卷積的操作，這是快速算法的核心部分，十分有利于并行處理：一方面，線性卷積的操作是并行的，另一方面，各個子相濾波器的操作是并行的，并不存在什么數(shù)據(jù)依賴性的關(guān)系，各個子相濾波器都是經(jīng)過認(rèn)真設(shè)計的，其合成濾波器的信道帶寬與單一子帶的帶寬相當(dāng)，該模塊的輸入是ifft模塊的輸出頻域信號，而其輸出為經(jīng)過子相濾波器線性卷積之后的信號序列{um(n),m＝0,1,…,m-1}；
s6：時域信號m倍上采樣模塊：該模塊輸入來自于前面的子相濾波模塊ppf，各個子相濾波器的輸出信號{um(n),m＝0,1,…,m-1}將按照m倍提升其數(shù)字采樣速率，從而形成對應(yīng)的數(shù)字序列{ym(n),m＝0,1,…,m-1}；
s7：單位延遲模塊d：該模塊輸入來自于m倍上采樣模塊的輸出，這里，d表示單位偏移量，相當(dāng)于高采樣域的一個樣本所占據(jù)的時間片大小。顯然，上采樣之后的序列{ym(n),m＝0,1,…,m-1}將按照相應(yīng)的偏移量大小在時域中實現(xiàn)合成與復(fù)用，所形成的結(jié)果表示為y(n)，從集群通信波形的角度講，y(n)也就是從窄帶波形到寬帶波形的轉(zhuǎn)換與合成的結(jié)果。
其中，步驟s4中時間域的序列信號變換為頻率域的信號分量，具體過程可以表達為：
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。