集成多種調製功能的基帶處理器及其實現多種調製的方法
2023-09-12 05:54:55 1
專利名稱：集成多種調製功能的基帶處理器及其實現多種調製的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於支持EDGE(增強數據速率的全球移動通信系統)的基站發射機的、集成了高斯最小移頻鍵控(以下簡稱GMSK)/8相移相鍵控(以下簡稱8PSK)兩種調製功能的基帶處理器。
以GSM為代表的第二代移動通信系統已經非常成熟，主要以話音為主流業務。但隨著網際網路(Internet)的高速崛起，通過無線空中接口的數據通信的需求飛速發展，第二代移動通信系統正在向第三代移動通信系統演進。這對移動通信系統的兼容性和升級能力提出了需求。EDGE(Enhanced Datarate for GSMEvolution)是基於GSM發展起來的無線接入體制，是向第三代演進的過渡階段。它仍然採用與GSM完全相同的頻譜和200kHz的頻率劃分，能夠非常容易地與GSM體制共存於同一個網內，並實現兼容。EDGE主要是通過改變調製方式，在200KHz的頻譜內實現高達384Kbps的數據業務。EDGE採用兩種調製模式8PSK和GMSK；規定了兩類移動終端A類，上行鏈路採用GMSK調製，下行鏈路採用8PSK調製；B類，上、下行鏈路都用8PSK調製。8PSK調製是EDGE協議中提出的新的調製方式。
在第二代的移動通信系統中，GSM系統佔有很大的市場份額，EDGE體制的主要目的是增強在現有的GSM傳輸系統上傳輸數據業務的能力，因此，集成GMSK/8PSK兩種調製功能的基帶處理器的應用前景十分廣闊。
本發明的目的是為了克服現有基帶處理器器只有一種調製功能的缺點，而提出的一種在基帶處理器中集成GMSK調製和8PSK調製功能，能實現GMSK調製與8PSK調製平滑切換，支持EDGE的基帶調製處理應用，同時處理器內部集成了高速數/模轉換器和低通濾波器，可直接輸出已調製的模擬I、Q分量的集成多種調製功能的基帶處理器及其實現多種調製的方法。
實現本發明目的的技術方案是一種集成多種調製功能的基帶處理器，其特點是包括數字調製部分、高速數/模轉換器部分以及低通濾波器部分；所述的數字調製部分接收待調製數據輸入信號和模式選擇控制信號，輸出相互正交的已調數字I、Q分量(其中I為同相分量、Q為正交分量，以下簡稱I、Q分量)到高速數/模轉換器；高速數/模轉換器模塊完成對數字調製輸出的D/A轉換，將模擬已調輸出信號送到低通濾波器；低通濾波器完成低通濾波後最終輸出相互正交的已調模擬I、Q分量。
上述集成多種調製功能的基帶處理器，其中所述的數字調製部分包括控制信號生成模塊、GMSK調製模塊、8PSK調製模塊、時鐘產生模塊和輸出選擇模塊；所述的控制信號生成模塊接收模式選擇控制信號；經控制信號生成模塊生成兩路控制信號，一路到時鐘產生模塊，另一路到輸出選擇模塊；時鐘產生模塊分別輸出三路信號，一路時鐘到輸出選擇模塊，一路GMSK時鐘使能到GMSK調製模塊，另一路8PSK時鐘使能到8PSK調製模塊；同時GMSK調製模塊和8PSK調製模塊接收待調製數據，分別在輸入的GMSK時鐘使能、8PSK時鐘使能信號控制下，對待調製數據進行調製處理，並分別輸出GMSK調製I、Q分量和8PSK調製I、Q分量到輸出選擇模塊，然後由輸出選擇模塊進行選擇，輸出已調製的數字I、Q分量到高速數/模轉換器。
上述集成多種調製功能的基帶處理器，其中所述的GMSK調製模塊包括GMSK查表地址生成模塊、GMSK調製查表操作模塊和輸出數據處理模塊；待調製數據輸入到GMSK查表地址生成模塊，生成查表地址，輸出到GMSK調製查表操作模塊，完成查表處理，查表結果輸出到輸出數據處理模塊，輸出數據處理模塊對查表結果進行處理，輸出GMSK調製I、Q分量。
上述集成多種調製功能的基帶處理器，其中所述的8PSK調製模塊包括8PSK查表地址生成模塊、8PSK調製查表操作模塊、輸出數據處理模塊和累加求和輸出模塊；待調製數據輸入信號輸入到8PSK查表地址生成模塊，由8PSK查表地址生成模塊生成查表地址，輸出到8PSK調製查表操作模塊，查表結果輸出到輸出數據處理模塊，最後經累加求和後輸出8PSK調製I、Q分量。
一種採用上述基帶處理器實現多種調製方式集成的方法，其特點是，可以通過外部輸入的模式選擇控制信號控制處理器處於三種工作方式之一GMSK調製方式、8PSK調製方式、GMSK/8PSK調製可切換方式；當處理器工作於GMSK調製方式時，8PSK調製部分的電路不工作；當處理器工作於8PSK調製方式時，GMSK調製部分的電路不工作；當處理器工作於GMSK/8PSK調製可切換的方式時，GMSK調製、8PSK調製部分的電路均處於工作狀態；
包括以下步驟a、基站處理器接收從外部輸入的待調製數據輸入信號以及用於控制處理器對輸入數據的調製方式的模式選擇控制信號；b、在模式選擇控制信號的控制下，基站處理器固定選擇高GMSK調製方式，或固定選擇8PSK調製方式，或在兩種調製方式之間進行平滑切換；c、待調製數據輸入的數位訊號在處理器內部首先根據選擇好的調製方式完成數字調製，生成數字已調信號；d、數字已調信號通過數模轉換後生成模擬已調信號；e、然後通過低通濾波器，濾除調製頻帶以外的幹擾信號；d、最後輸出信號為符合GMSK調製或8PSK調製相關協議的已調模擬信號。
上述基帶處理器實現多種調製方法，其中，對處理器工作狀態的控制，在數字調製部分實現，其實現方法是a、當處理器工作於GMSK調製方式時，使8PSK時鐘使能信號保持為低電平，控制8PSK調製部分電路不工作，同時，固定選擇GMSK調製I、Q分量輸出；b、當處理器工作於8PSK調製方式時，使GMSK時鐘使能信號保持為低電平，控制GMSK調製部分電路不工作，同時，固定選擇8PSK調製I、Q分量輸出；c、當處理器工作於GMSK/8PSK)調製可切換的方式時，GMSK時鐘使能、8PSK時鐘使能信號均正常輸出，GMSK調製部分電路、8PSK調製部分電路均處於工作狀態，同時，在輸出選擇控制信號的控制下，在GMSK調製結果(I、Q分量)和8PSK調製結果(I、Q分量)之間進行切換輸出。
上述基帶處理器實現多種調製方法，其中，所述實現平滑切換是通過對輸出選擇控制信號、GMSK調製輸出、8PSK調製輸出分別進行適當的時序的調整、使其滿足GMSK/8PSK調製切換方式時實現。
上述基帶處理器實現多種調製方法，其中，當數字調製部分處於GMSK調製方式時，使8PSK調製模塊不工作；當數字調製部分處於8PSK調製方式時，GMSK調製模塊不工作。
上述基帶處理器實現多種調製方法，其中，所述的GMSK調製採用8倍壓縮的查表法實現。
上述基帶處理器實現多種調製方法，其中，所述的8PSK調製採用8倍壓縮的查表求和法實現。
由於本發明採用了以上的技術措施，能夠降低無線數字發射機中成本、功耗，同時提供對EDGE的支持，增加通信系統的兼容性和升級能力。同時數字基帶處理器中集成了多種調製方式，使用靈活，信號質量高，具有廣泛的應用前景。
本發明的具體特徵、性能由以下的實施例及其附圖進一步給出。
圖1是本發明的系統結構框圖。
圖2是本發明數字調製部分的結構框圖。
圖3是本發明GMSK調製模塊功能框圖。
圖4是本發明8PSK調製模塊功能框圖。
圖5是本發明的一種應用實施例——支持EDGE的基站發射系統功能框圖。
GMSK調製和8PSK調製是GSM第二階段協議中規定的調製方式。8PSK調製使信道的傳輸能力提高了3倍，可以較好地支持數據業務的傳輸。
請參閱附圖。圖1是本發明的系統結構框圖，包括數字調製部分1、高速數/模轉換器模塊(高速DAC)2和低通濾波器3。其中，數字調製部分1集成了GMSK調製和8PSK調製功能，接收待調製數據輸入信號和模式選擇控制信號，輸出相互正交的已調數字I、Q分量到高速數/模轉換器2，並支持兩種調製方式的平滑切換；高速數/模轉換器模塊2完成對數字調製輸出的D/A轉換，將模擬已調輸出信號送到低通濾波器3；低通濾波器3完成低通濾波後最終輸出相互正交的已調模擬I、Q分量。
圖2是本發明數字調製部分(集成GMSK調製與8PSK調製功能的數字調製部分的結構框圖)，所述的數字調製部分包括控制信號生成模塊11、GMSK調製模塊12、8PSK調製模塊13、時鐘產生模塊14和輸出選擇模塊15；所述的控制信號生成模塊11接收模式選擇控制信號；經控制信號生成模塊生成兩路控制信號，一路到時鐘產生模塊14，另一路到輸出選擇模塊15；時鐘產生模塊分別輸出三路信號，一路時鐘到輸出選擇模塊15，一路GMSK時鐘使能到GMSK調製模塊12，另一路8PSK時鐘使能到8PSK調製模塊13；同時GMSK調製模塊12和8PSK調製模塊13接收待調製數據，分別在輸入的GMSK時鐘使能、8PSK時鐘使能信號控制下，對待調製數據進行調製處理，並分別輸出GMSK調製I、Q分量和8PSK調製I、Q分量到輸出選擇模塊15，然後由輸出選擇模塊15進行選擇，輸出已調製的數字I、Q分量到高速數/模轉換器2。
控制信號生成模塊主要功能是根據外部輸入的模式選擇控制信號，生成相應的控制信號控制時鐘生成模塊和輸出選擇模塊的工作。通過對時鐘生成模塊的控制，達到節約功耗的目的在GMSK調製方式下，使8PSK調製部分電路不工作；在8PSK調製方式下，使GMSK調製部分不工作；在GMSK/8PSK切換模式下，使兩部分電路同時工作。通過對輸出選擇模塊的控制，完成輸出選擇及切換工作當工作於GMSK調製方式時，控制輸出選擇電路輸出GMSK調製結果；當工作於8PSK調製方式時，控制輸出選擇電路輸出8PSK調製結果；當工作於GMSK/8PSK調製按時隙切換的工作方式時，需要對輸出選擇控制信號、GMSK調製輸出、8PSK調製輸出進行相應的延時處理，以控制輸出選擇電路進行正確的切換。
時鐘生成模塊在模塊工作於GMSK調製方式下，使8PSK時鐘使能信號保持為低電平，控制8PSK調製模塊不工作；當模塊工作於8PSK調製方式時，使GMSK時鐘使能信號保持為低電平，控制GMSK模塊不工作。採用這種處理方式，可以達到降低功耗的效果。
調製處理部分包括GMSK調製模塊和8PSK調製模塊，完成調製功能。
圖3是GMSK調製模塊功能框圖，所述的GMSK調製模塊12包括GMSK查表地址生成模塊121、GMSK調製查表操作模塊122和輸出數據處理模塊123；待調製數據輸入到GMSK查表地址生成模塊121，生成查表地址，輸出到GMSK調製查表操作模塊122，完成查表處理，查表結果輸出到輸出數據處理模塊123，輸出數據處理模塊對查表結果進行處理，輸出GMSK調製I、Q分量。
圖4是8PSK調製模塊功能框圖。所述的8PSK調製模塊13包括8PSK查表地址生成模塊131、8PSK調製查表操作模塊132、輸出數據處理模塊133和累加求和輸出模塊134；待調製數據輸入信號輸入到8PSK查表地址生成模塊131，由8PSK查表地址生成模塊生成查表地址，輸出到8PSK調製查表操作模塊132，查表結果輸出到輸出數據處理模塊133，最後經累加求和後輸出8PSK調製I、Q分量。
本發明採用上述基帶處理器實現多種調製方式集成的方法，可以通過外部輸入的模式選擇控制信號控制處理器處於三種工作方式之一GMSK調製方式、8PSK調製方式、GMSK/8PSK調製可切換方式。當處理器工作於GMSK調製方式時，8PSK調製部分的電路不工作；當處理器工作於8PSK調製方式時，GMSK調製部分的電路不工作；當處理器工作於GMSK/8PSK調製可切換的方式時，GMSK調製、8PSK調製部分的電路均處於工作狀態；包括以下步驟a、基站處理器接收從外部輸入的待調製數據輸入信號以及用於控制處理器對輸入數據的調製方式的模式選擇控制信號；b、在模式選擇控制信號的控制下，基站處理器固定選擇GMSK調製方式，或固定選擇8PSK調製方式，或在兩種調製方式之間進行平滑切換；c、同時，待調製數據輸入的數位訊號在處理器內部首先根據選擇好的調製方式完成數字調製，生成數字已調信號；d、數字已調信號通過數模轉換後生成模擬已調信號；e、然後通過低通濾波器，濾除調製頻帶以外的幹擾信號；d、最後輸出信號為符合GMSK調製或8PSK調製相關協議的已調模擬信號。
本發明對處理器工作狀態的控制，在數字調製部分實現，其實現方法是a、當處理器工作於GMSK調製方式時，使8PSK時鐘使能信號保持為低電平，控制8PSK調製部分電路不工作，同時，固定選擇GMSK調製I、Q分量輸出；b、當處理器工作於8PSK調製方式時，使GMSK時鐘使能信號保持為低電平，控制GMSK調製部分電路不工作，同時，固定選擇8PSK調製I、Q分量輸出；c、當處理器工作於GMSK/8PSK調製可切換的方式時，GMSK時鐘使能、8PSK時鐘使能信號均正常輸出，GMSK調製部分電路、8PSK調製部分電路均處於工作狀態，同時，在輸出選擇控制信號的控制下，在GMSK調製結果(I、Q分量)和8PSK調製結果(I、Q分量)之間進行切換輸出。
由於相鄰GMSK調製結果之間有一定的相關性，同時，相鄰的8PSK調製結果之間也有一定的相關性，因此，對切換點需要進行嚴格的控制，才能保證切換輸出信號的完整性，在處理器中，通過對輸出選擇控制信號、GMSK調製輸出、8PSK調製輸出進行適當的時序調整，保證了切換點的正確性，從而保證了切換輸出信號的完整性。能保證切換輸出信號正確、完整的切換稱為平滑切換，因此，處理器能實現調製方式之間的平滑切換。
本發明GMSK調製採用8倍壓縮的查表法實現，8PSK調製採用8倍壓縮的查表求和法實現。
輸出選擇模塊對GMSK調製及8PSK調製輸出進行一定的時序調整，並根據輸出選擇控制信號的作用，完成對GMSK調製、8PSK調製結果的輸出選擇，並可實現不同調製方式的平滑切換。
圖5表示了本發明的一個實施例——支持EDGE的基站發射系統框圖。其中單元51是編碼模塊，完成信源編碼、信道編碼等處理，輸出二進位待調製數位訊號進入單元52。單元52是本發明所關注的集成GMSK調製和8PSK調製的基帶處理器，基帶處理器的工作受模式選擇控制信號的控制，輸出GMSK調製結果或8PSK調製結果，調製結果的輸出可以按時隙切換；單元53是中頻/射頻模塊，完成混頻及射頻調製的功能。
具體的實施步驟是系統根據信道情況決定採用何種調製方式，由外部控制信號對調製部分的工作進行控制，以完成數字調製功能。
權利要求
1.一種集成了多種調製功能的基站處理器，其特徵在於包括集成了高斯最小移頻鍵控調製和8相移相鍵控調製兩種功能，該處理器包括數字調製部分、高速數/模轉換器部分以及低通濾波器部分；所述的數字調製部分接收待調製數據輸入信號和模式選擇控制信號，輸出相互正交的已調數字同相分量和正交分量到高速數/模轉換器；高速數/模轉換器模塊完成對數字調製輸出的數/模轉換，將模擬已調輸出信號送到低通濾波器；低通濾波器完成低通濾波後最終輸出相互正交的已調模擬同相分量和正交分量。
2.根據權利要求1所述的集成了多種調製功能的基帶處理器，其特徵在於所述的數字調製部分包括控制信號生成模塊、高斯最小移頻鍵控調製模塊、8相移相鍵控調製模塊、時鐘產生模塊和輸出選擇模塊；所述的控制信號生成模塊接收模式選擇控制信號；經控制信號生成模塊生成兩路控制信號，一路到時鐘產生模塊，另一路到輸出選擇模塊；時鐘產生模塊分別輸出三路信號，一路時鐘到輸出選擇模塊，一路高斯最小移頻鍵控時鐘使能到高斯最小移頻鍵控調製模塊，另一路8相移相鍵控時鐘使能到8相移相鍵控調製模塊；同時高斯最小移頻鍵控調製模塊和8相移相鍵控調製模塊接收待調製數據，分別在輸入的高斯最小移頻鍵控時鐘使能、8相移相鍵控時鐘使能信號控制下，對待調製數據進行調製處理，並分別輸出高斯最小移頻鍵控調製同相分量、正交分量和8相移相鍵控調製同相分量、正交分量到輸出選擇模塊，然後由輸出選擇模塊進行選擇，輸出已調製的數字同相分量、正交分量到高速數/模轉換器。
3.根據權利要求2所述的集成了多種調製功能的基站處理器，其特徵在於所述的高斯最小移頻鍵控調製模塊包括高斯最小移頻鍵控查表地址生成模塊、高斯最小移頻鍵控調製查表操作模塊和輸出數據處理模塊；待調製數據輸入到查表地址生成模塊，生成查表地址，輸出到高斯最小移頻鍵控調製查表操作模塊，完成查表處理，查表結果輸出到輸出數據處理模塊，輸出數據處理模塊對查表結果進行處理，輸出高斯最小移頻鍵控調製同相分量、正交分量。
4.根據權利要求2所述的集成了多種調製功能的基站處理器，其特徵在於所述的8相移相鍵控調製模塊包括8相移相鍵控查表地址生成模塊、8相移相鍵控調製查表操作模塊、輸出數據處理模塊和累加求和輸出模塊；待調製數據輸入信號輸入到8相移相鍵控查表地址生成模塊，由8相移相鍵控查表地址生成模塊生成查表地址，輸出到8相移相鍵控調製查表操作模塊，查表結果輸出到輸出數據處理模塊，最後經累加求和後輸出8PSK調製同相分量、正交分量。
5.一種採用權利要求1所述的基帶處理器實現多種調製方式集成的方法，其特徵在於，通過外部輸入的模式選擇控制信號控制處理器處於三種工作方式之一高斯最小移頻鍵控調製方式、8相移相鍵控調製方式、高斯最小移頻鍵控/8相移相鍵控調製可切換方式；當處理器工作於高斯最小移頻鍵控調製方式時，8相移相鍵控調製部分的電路不工作；當處理器工作於8相移相鍵控調製方式時，高斯最小移頻鍵控調製部分的電路不工作；當處理器工作於高斯最小移頻鍵控/8相移相鍵控調製可切換的方式時，高斯最小移頻鍵控調製、8相移相鍵控調製部分的電路均處於工作狀態；包括以下步驟a、基站處理器接收從外部輸入的待調製數據輸入信號以及用於控制處理器對輸入數據的調製方式的模式選擇控制信號；b、在模式選擇控制信號的控制下，基站處理器固定選擇高斯最小移頻鍵控調製方式，或固定選擇8相移相鍵控調製方式，或在兩種調製方式之間進行平滑切換；c、待調製數據輸入的數位訊號在處理器內部首先根據選擇好的調製方式完成數字調製，生成數字已調信號；d、數字已調信號通過數模轉換後生成模擬已調信號；e、然後通過低通濾波器，濾除調製頻帶以外的幹擾信號；d、最後輸出信號為符合高斯最小移頻鍵控調製或8相移相鍵控調製相關協議的已調模擬信號。
6.根據權利要求5所述的基帶處理器實現多種調製方法，其特徵在於，對處理器工作狀態的控制，在數字調製部分實現，其實現方法是a、當處理器工作於高斯最小移頻鍵控調製方式時，使8相移相鍵控時鐘使能信號保持為低電平，控制8相移相鍵控調製部分電路不工作，同時，固定選擇高斯最小移頻鍵控調製同相分量、正交分量輸出；b、當處理器工作於8相移相鍵控調製方式時，使高斯最小移頻鍵控時鐘使能信號保持為低電平，控制高斯最小移頻鍵控調製部分電路不工作，同時，固定選擇8相移相鍵控調製同相分量、正交分量輸出；c、當處理器工作於高斯最小移頻鍵控GMSK/8PSK調製可切換的方式時，高斯最小移頻鍵控時鐘使能、8相移相鍵控時鐘使能信號均正常輸出，高斯最小移頻鍵控調製部分電路、8相移相鍵控調製部分電路均處於工作狀態，同時，在輸出選擇控制信號的控制下，在高斯最小移頻鍵控調製結果和8相移相鍵控調製結果之間進行切換輸出。
7.根據權利要求6所述的基帶處理器實現多種調製方法，其特徵在於，所述實現平滑切換是通過對輸出選擇控制信號、高斯最小移頻鍵控調製輸出、8相移相鍵控調製輸出分別進行適當的時序的調整、使其滿足高斯最小移頻鍵控/8相移相鍵控調製切換方式時實現。
8.根據權利要求5所述的基帶處理器實現多種調製方法，其特徵在於，當數字調製部分處於高斯最小移頻鍵控調製方式時，使8相移相鍵控調製模塊不工作；當數字調製部分處於8相移相鍵控調製方式時，高斯最小移頻鍵控調製模塊不工作。
9.根據權利要求5所述的基帶處理器實現多種調製方法，其特徵在於，所述的高斯最小移頻鍵控調製採用8倍壓縮的查表法實現。
10.根據權利要求5所述的基帶處理器實現多種調製方法，其特徵在於，所述的8相移相鍵控調製採用8倍壓縮的查表求和法實現。
全文摘要
本發明一種集成多種調製功能的基帶處理器及其實現方法,其特點是:包括數字調製部分、高速數/模轉換器部分以及低通濾波器部分。可以通過外部輸入的模式選擇控制信號控制處理器處於三種工作方式之一:GMSK調製方式、8PSK調製方式、GMSK/8PSK調製可切換方式。本發明能夠降低無線數字發射機中成本、功耗,同時提供對EDGE的支持,增加通信系統的兼容性和升級能力,信號質量高。
文檔編號H04L25/03GK1373622SQ0110558
公開日2002年10月9日 申請日期2001年3月7日 優先權日2001年3月7日
發明者俞林, 陳廣文 申請人:華為技術有限公司