一種實現td-scdma無線幀信號整形的裝置及方法
2023-05-31 06:15:51
專利名稱：一種實現td-scdma無線幀信號整形的裝置及方法
技術領域：
本申請涉及通信技術領域，特別是涉及一種實現TD-SCDMA無線幀信號整形的裝
置及方法。
背景技術：
TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access, 時分雙工的同步碼分多址)基於S-CDMA和TDMA技術，是被ITU (International Telecommunication Union,國際電信聯盟)接納的第三代移動通信無線接口技術規範和空 中接口規範之一。在TD-SCDMA移動通信網絡中，直放站(也稱中繼器)屬於同頻放大設備，通常是指在無線通信傳輸過程中起到信號增強的一種無線電發射中轉設備。直放站的基本功能就 是一個射頻信號功率增強器。在下行鏈路中，直放站由施主天線接收覆蓋區域內基站的信 號，通過帶通濾波器對通帶外的信號過濾、隔離，將濾波後的信號經功放放大後再次發射到 待覆蓋區域中的終端。在上行鏈路中，直放站以同樣的工作方式，將覆蓋區域內的終端的信 號處理後發射到相應的基站，從而達到基站與終端之間的信號傳遞。在上述信號傳遞過程 中，還要求下行到達每個終端的信號是同步的，上行到達基站的信號也是同步的，否則各個 信號就會互相產生幹擾。TDD (Time Division Duplexing，時分雙工)直放站，通過獲取基 站到終端的信號和終端發送的信號，並將獲取的信號處理後發送到同步控制器，來實現各 信號間同步。TD-SCDMA的信號帶有很高的噪聲，不能直接進入同步控制器。傳統的TDD直放站， 在信號進入同步控制器之前，一般是通過基帶解調或GPS同步方式，對信號進行處理。通 過對現有直放站的研究，申請人發現採用基帶解調同步方式的直放站，一般採用功能強大 的處理器對信號進行解調處理，計算過程複雜，並且成本較高；而採用GPS同步方式的直放 站，雖然可以簡單地對信號進行處理，實現信號同步，但是也存在成本較高的問題。
發明內容
為解決上述技術問題，本申請實施例提供一種實現TD-SCDMA無線幀信號整形的 裝置及方法，以實現既能簡單地對信號進行處理，實現信號同步，而且成本也比較低，技術 方案如下一種實現TD-SCDMA無線幀信號整形的裝置，用於將包絡檢波器輸出的無線幀信 號整形後，發送給同步控制器，包括參考電壓生成單元和信號整形單元，其中參考電壓生成單元，用於接收控制信號，根據所述控制信號生成參考電壓，並將參 考電壓發送給信號整形單元；信號整形單元，用於接收包絡檢波器輸出的無線幀信號和參考電壓生成單元發送 的參考電壓，根據所述參考電壓，對所述無線幀信號進行整形，然後將整形後的無線幀信號 發送給同步控制器。
優選地，該裝置進一步包括運算放大單元，用於接收包絡檢波器輸出的無線幀信 號，對所述無線幀信號進行放大處理，並將放大後的無線幀信號發送給所述信號整形單元； 所述信號整形單元接收所述運算放大單元發送的放大後的無線幀信號。優選地，所述運算放大單元包括第一運算放大器、第一反饋電阻和第一接地電阻，其中第一運算放大器與第一反饋電阻構成第一負反饋放大電路，同相輸入端輸入所述 無線幀信號，反相輸入端通過第一接地電阻接地，用於放大將包絡檢波器輸出的無線幀信 號放大後發送給信號整形單元；所述信號整形單元用於接收運放放大單元放大後的無線幀 信號。優選地，所述運算放大單元還包括第二運算放大器、第二反饋電阻和第二接地電 阻，其中第二運算放大器與第二反饋電阻構成第二負反饋放大電路，同相輸入端輸入所述 無線幀信號，反相輸入端通過第二接地電阻接地，用於對所述無線幀信號進行採樣。優選地，所述放大後的無線幀信號的電平在0 3. 3V之間。優選地，所述參考電壓生成單元包括數字電位器和分壓電阻，所述數字電位器與 分壓電阻構成分壓電路，所述參考電壓是數字電位器的電壓。優選地，所述整形後的無線幀信號為數字電平信號。一種實現TD-SCDMA無線幀信號整形的方法，包括接收包絡檢波器輸出無線幀信號和微控制器輸出的控制信號；根據所述控制信號 生成參考電壓；並根據所述參考電壓對所述無線幀信號進行整形，並將整形後的無線幀信 號發送給同步控制器。優選地，該方法進一步包括對所述無線幀信號進行放大處理，根據所述參考電壓對放大後的無線幀信號進行 整形。優選地，該方法進一步包括對所述無線幀信號進行採樣。本申請實施例提供的技術方案，各個單元採用簡單的電路結構，運算放大單元對 無線幀信號進行放大處理，信號整形單元根據參考電壓生成單元生成的參考電壓，對放大 後的無線幀信號進行整形處理，整形後不僅將無線幀信號中的噪聲去除了，而且將無線幀 信號由模擬信號轉換成了數字電平信號。將這個平滑的數字電平信號提供給同步控制器， 進而可以實現信號的同步。相比現有的基帶解調或GPS同步方式，本申請實施例具有電路 結構簡單，處理過程簡單，成本低廉的優點。
為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 申請中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下， 還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本申請裝置實施例一提供的一種實現TD-SCDMA無線幀信號整形裝置的結 構示意圖；圖2為本申請裝置實施例一提供的參考電壓生成單元的電路圖；圖3為本申請裝置實施例一提供的信號整形單元的電路圖4為本申請裝置實施例二提供的一種實現TD-SCDMA無線幀信號整形裝置的結構示意圖；圖5為本申請裝置實施例二提供的運算放大單元的電路圖；圖6為本申請裝置實施例三提供的運算放大單元的電路圖。
具體實施例方式TD-SCDMA信號的波形為帶有噪聲的曲線，是模擬信號，下行時隙為有功功率時隙，電平為高電平；上行時隙為無功功率實現，電平為低電平。由於信號有很強的噪聲，而且同 步控制器無法處理模擬信號，所以TD-SCDMA信號需要經過處理，才可以進入同步控制器， 現有的基帶解調同步方式，對信號處理時，計算過程複雜，而且成本較高；現有的GPS同步 方式，雖然可以簡單地對信號處理，實現信號同步，但是成本也較高。本申請提夠了一種實現TD-SCDMA無線幀信號整形的裝置可以簡單地對信號進行處理，實現信號同步，並且成本較低。以上是本申請的核心思想，為了使本技術領域的人員更好地理解本申請方案，下 面結合附圖對本申請實施例做進一步的詳細說明。裝置實施例一圖1為本申請實施例一種實現TD-SCDMA無線幀信號整形的裝置，如圖所示該裝置 包括，參考電壓生成單元11和信號整形單元12，用於將包絡檢波器(圖中未示出)輸出的 無線幀信號整形後，發送給同步控制器(圖中未示出)，其中參考電壓生成單元11接收微 控制器(圖中未示出)的控制信號產生參考電壓發送給信號整形單元12，信號整形單元12 接收包絡檢波器輸出的無線幀信號和參考電壓生成單元11發送的參考電壓，根據參考電 壓對無線幀信號進整形，將經過整形後的無線幀信號發送給同步控制器，進而完成信號同 步的過程。參考電壓生成單元11，用於接收控制信號，根據所述控制信號生成參考電壓，並將參考電壓發送給信號整形單元12。圖2為參考電壓生成單元的電路圖，如圖所示，包括數字電位器21、和分壓電阻R3。數字電位器21的恧、SCK和SI接收微控制器的控制信號In2，由微控制器控制，Vss和 PBO接地GND，Vdd接電源Vcc，PAO通過電阻R3與Vdd相連接，PffO作為輸出端。這樣數字 電位器21和分壓電阻R3構成的電路是分壓電路，PWO輸出的電壓信號Outl是數字電位器 21電壓。設數字電位器21的電阻為R0，則PWO輸出的電壓信號Outl也是信號整形單元的輸入的參考電壓In3，其大小為Vcc*(R3/(R0+R3))，輸出的電壓信號Outl發送給信號整形 單元12。根據控制信號，可以調節數字電位器21的電阻RO的阻值大小，改變分壓電路的分 壓比，進而得到需要的參考電壓In3。實際應用時，RO的範圍選擇0 lOKohm，R3選lOKohm， 以使產生的參考電壓In3的電壓滿足需要。信號整形單元12，用於接收包絡檢波器輸出的無線幀信號和參考電壓生成單元 11發送的參考電壓，根據所述參考電壓，對所述無線幀信號進行整形，並將整形後的無線幀 信號發送給同步控制器。圖3為信號整形單元的電路圖，包括高速比較器31、第一電阻R4、第二電阻R5和第三電阻R6。高速比較器31的同相輸入端通過第一電阻R4連接到包絡檢波器的輸出端， 輸入信號Inl為無線幀信號。同相輸入端還通過第二電阻R5與輸出端OUT相連，輸出端 OUT的輸出信號為0ut3。反相輸入端與參考電壓生成單元11的輸出端相連接，輸入的參考 電壓In3為參考電壓生成單元的輸出電壓信號Outl。V+和V-分別接電源Vcc和地，GND和 LATCH接地，輸出端OUT通過第三電阻R6接電源Vcc。信號整形單元12工作時，當參考電壓In3的電平大於輸入信號Inl的電平，則信 號整形單元的輸出0ut3為兩者中電平較高的參考電壓In3。當參考電壓In3的電平小於輸 入信號Inl的電平，則信號整形單元的輸出0ut3的輸出為兩者中電平較低的輸入信號Inl。由於輸入信號Inl是包絡檢波器輸出的TD-SCDMA波形信號，該信號的高電平和低 電平均帶有較高的噪聲，為了過濾掉噪聲，參考電壓In3的取值應該在輸入信號Inl高電平 下部分噪聲與低電平上部分噪聲之間，用以防止將噪聲識別為電平的變化。另外，為了防止在電平變化過程中產生振鈴現象，信號整形單元的電路採用滯回 比較電路，如圖3所示，第一電阻R4和第二電阻R5共同確定輸出信號0ut3的電壓。當 參考電壓In3的電平大於輸入信號Inl的電平時，輸出信號0ut3為參考電壓的電平，此 時參考電壓為In3+(0ut3-In3)*R4/(R4+R5)，0ut3約為電源電壓。當參考電壓In3的電 平小於輸入信號Inl的電平時，輸出信號0ut3為輸入信號Inl的電平，此時參考電壓為 (In3-0ut3)*R4/(R4+R5)，0ut3約為0V。在上述滯回比較電路中，可以根據實際情況，通過 調整R4和R5值的大小，防止出現高低電平震蕩現象。經過信號整形單元12的處理後，輸出的信號0ut3已經成為平滑的數位訊號，可以 提供給同步控制器使用。裝置實施例二 當包絡檢波器輸出的TD-SCDMA無線幀信號較弱時，需要先對無線幀信號進行放 大處理，然後再進行整形處理。如圖4所示，本申請實施例另一種實現TD-SCDMA無線幀信 號整形的裝置，還包括運算放大單元13，用於接收包絡檢波器輸出的無線幀信號，對所述 無線幀信號進行放大處理，並將放大後的無線幀信號發送給信號整形單元12。圖5為運算放大單元的電路圖，如圖所示，包括第一運算放大器51、第一反饋電 阻R2和第一接地電阻R1。第一運算放大器21與第一反饋電阻R2構成第一負反饋放大電路，同相輸入端接 包絡檢波器的輸出端，輸入無線幀信號，反相輸入端通過第一接地電阻R1接地。第一負反饋放大電路，將包絡檢波器輸出的無線幀信號作為輸入信號Inl，經過運 算放大單元11放大處理後由0ut4輸出端輸出，0ut4輸出端與信號整形單元12連接，輸出 信號0ut4作為信號整形單元12的輸入信號InO，供給信號整形單元12使用。第一負反饋 放大電路的放大倍數為(1+R2/R1)，第一接地電阻R1和第一反饋電阻R2的阻值可以根據輸 入信號Inl與輸出信號0ut4的電壓比例關係來確定，輸出信號0ut4即信號整形單元的輸 入信號InO，其電壓範圍控制在0 3. 3V。裝置實施三本申請實施例的運算放大單元，如圖6所示，還包括第二運算放大器61、第二反 饋電阻R8和第二接地電阻R7。第二運算放大器22與第二反饋電阻R8構成第二負反饋放大電路，同相輸入端接包絡檢波器，輸入Inl為無線幀信號，反相輸入端通過第二接地電阻R7接地。第二負反饋放大電路，用於對無線幀信號進行放大採樣，放大的倍數是(1+R8/ R7)，在實際應用中R7的阻值可以選擇與R1相同，R8的阻值可以選擇與R2相同，這樣採樣 信號的大小與輸入信號整形單元12的輸入信號InO相同。進行採樣的目的是為了能夠隨 時調整數字電位器的電阻，得到理想的參考電壓，採樣信號由0ut5輸出。方法實施例一本申請實施例還提供一種實現TD-SCDMA無線幀信號整形的方法，應用本申請裝 置實施例一所提供的裝置。該方法包括接收包絡檢波器輸出無線幀信號和微控制器輸出的控制信號，根據所述控制信號 生成參考電壓，並根據所述參考電壓對所述無線幀信號進行整形，並將整形後的無線幀信 號發送給同步控制器。方法實施例二 本申請實施例提供的一種實現TD-SCDMA無線幀信號整形的方法，應用本申請裝 置實施例二所提供的裝置，該方法還包括對所述無線幀信號進行放大處理，根據所述參考 電壓對放大後的無線幀信號進行整形。當包絡檢波器輸出的TD-SCDMA無線幀信號較弱時，需要先對無線幀信號進行放 大處理，經過放大後的無線幀信號在整形過程中，能夠更加清晰地區別無線幀信號和噪聲信號。方法實施例三本申請實施例提供的一種實現TD-SCDMA無線幀信號整形的方法，應用本申請裝 置實施例三所提供的裝置，該方法還包括對所述無線幀信號進行採樣。進行採樣的目的是為了能夠隨時調整數字電位器的電阻，得到理想的參考電壓本申請實施例提供的技術方案，採用簡單的電路結構，先對包絡檢波器輸出的 TD-SCDMA信號進行放大處理，然後通過數字電位器生成參考電壓，根據參考電壓將放大後 的信號去除噪聲，最後得到的信號為數字電平信號，將整形後得到的數位訊號提供給同步 控制器，進而實現信號同步。以上所述僅是本申請的具體實施方式
，應當指出，對於本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本申請原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應 視為本申請的保護範圍。
權利要求
一種實現TD-SCDMA無線幀信號整形的裝置，用於將包絡檢波器輸出的無線幀信號整形後，發送給同步控制器，其特徵在於，包括參考電壓生成單元和信號整形單元，其中參考電壓生成單元，用於接收控制信號，根據所述控制信號生成參考電壓，並將參考電壓發送給信號整形單元；信號整形單元，用於接收包絡檢波器輸出的無線幀信號和參考電壓生成單元發送的參考電壓，根據所述參考電壓，對所述無線幀信號進行整形，然後將整形後的無線幀信號發送給同步控制器。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，進一步包括運算放大單元，用於接收包絡檢波器輸出的無線幀信號，對所述無線幀信號進行放大處理，並將放大後的無線幀信號 發送給所述信號整形單元；所述信號整形單元接收所述運算放大單元發送的放大後的無線 幀信號。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述運算放大單元包括第一運算放大器、第一反饋電阻和第一接地電阻，其中第一運算放大器與第一反饋電阻構成第一負反饋 放大電路，同相輸入端輸入所述無線幀信號，反相輸入端通過第一接地電阻接地，用於放大 將包絡檢波器輸出的無線幀信號放大後發送給信號整形單元；所述信號整形單元用於接收 運放放大單元放大後的無線幀信號。
4.根據權利要求3所述的裝置，其特徵在於，所述運算放大單元還包括第二運算放大器、第二反饋電阻和第二接地電阻，其中第二運算放大器與第二反饋電阻構成第二負反饋 放大電路，同相輸入端輸入所述無線幀信號，反相輸入端通過第二接地電阻接地，用於對所 述無線幀信號進行採樣。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於，所述放大後的無線幀信號的電平在O 3.3V之間。
6.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於，所述參考電壓生成單元包括數字電位器 和分壓電阻，所述數字電位器與分壓電阻構成分壓電路，所述參考電壓是數字電位器的電壓。
7.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於，所述整形後的無線幀信號為數字電平信號。
8.一種基於權利要求1-7任一項裝置實現TD-SCDMA無線幀信號整形的方法，其特徵在 於，包括接收包絡檢波器輸出無線幀信號和微控制器輸出的控制信號；根據所述控制信號生成 參考電壓；並根據所述參考電壓對所述無線幀信號進行整形，並將整形後的無線幀信號發 送給同步控制器。
9.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，進一步包括對所述無線幀信號進行放大處理，根據所述參考電壓對放大後的無線幀信號進行整形。
10.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，進一步包括對所述無線幀信號進行採樣。
全文摘要
本申請公開了一種實現TD-SCDMA無線幀信號整形的裝置及方法。該裝置包括參考電壓生成單元，用於接收控制信號，根據所述控制信號生成參考電壓，並將參考電壓發送給信號整形單元；信號整形單元，用於接收包絡檢波器輸出的無線幀信號和參考電壓生成單元發送的參考電壓，根據所述參考電壓，對所述無線幀信號進行整形，然後將整形後的無線幀信號發送給同步控制器。該裝置還包括運算放大單元，用於接收包絡檢波器輸出的無線幀信號，對所述無線幀信號進行放大處理，並將放大後的無線幀信號發送給所述信號整形單元，還用於對無線幀信號進行採樣。該裝置通過簡單電路結構，對進入同步控制器的無線幀信號進行整形處理，處理過程簡單，並且降低了成本。
文檔編號H04B1/10GK101800593SQ20101003425
公開日2010年8月11日 申請日期2010年1月18日 優先權日2010年1月18日
發明者侍任偉, 徐罕聰, 韓大慶 申請人:北京東方信聯科技有限公司