一種基於數字中頻的無線同頻直放站選頻器的製作方法
2023-05-07 00:49:16
專利名稱：一種基於數字中頻的無線同頻直放站選頻器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及移動通信直放站領域，特別涉及一種基於數字中頻的無線 同頻直放站選頻器。技術背景近幾年來，移動通信事業在我國發展非常迅速，移動通信網絡已基本覆蓋 全國。但是為了建設優質的移動通信覆蓋網絡，需要進行基站盲區的覆蓋。$ 線同頻選頻無線直放站由於其投資小，性能穩定，建站速度快，對環境要求低， 安裝維護簡便，是一種很好的覆蓋盲區的設備。同頻選頻無線直放站是採用雙工器工作，利用前向天線接收基站下行信號， 經過低噪聲放大器將有用信號放大，再經窄帶濾波器多重濾波送功放放大，由後向天線發射到移動臺；同時利用後向天線接收移動臺上行信號，經低噪聲放 大器、窄帶濾波器、功放發射到基站。它的優點是以遠低於基站投資的成本擴 大覆蓋區域，安裝條件簡單，能快速擴大網絡覆蓋面；提高基站的設備利用率， 改善現有蜂窩網的覆蓋質量。目前，眾所周知在移動通信領域選頻直放站均採用中頻濾波的方式進行。 信道選擇通過聲表濾波器完成，當需要選擇多個載波的時候，需要多路選頻單 元。因此在多載波應用場合，採用聲表技術進行濾波存在一些問題和缺陷。首 先採用聲表濾波通帶矩形係數不好，對幹擾信號的抑制能力不好。同時聲表的 相位響應是非線性的，會影響信號的質量。最終導致語音不清晰或數據傳輸不 準確等一系列問題。其次在實際應用中，需要對基站的多個載波進行選擇放大 重發。解決的方法是採用多個窄帶濾波器，這需要多個本振把不同的載波調製 到窄帶濾波器的中心頻點，進行濾波。這會造成成本的增加，以及設備體積的 加大。實用新型內容本實用新型的目的在於克服現有技術的缺點及不足，提供一種基於數字中 頻的無線同頻直放站選頻器，該選頻器能夠根據網絡容量的需要增加選擇的載 波數，增大其覆蓋範圍的容量，並採用了數字中頻的技術，通過在數字域進行濾波，從而有效的實現同頻選頻無線直放站的選頻功能。本實用新型的目的通過下述技術方案實現 一種基於數字中頻的無線同頻直放站選頻器，包括數控可變增益放大器、AGC模塊、濾波器、高速ADC模塊、 載波合併單元模塊、數字處理模塊、高速MC模塊，所述數控可變增益放大器 依次通過濾波器、高速ADC模塊、數字處理模塊、載波合併單元模塊與高速DAC 模塊相連接，所述AGC模塊輸出端與數控可變增益放大器相連。所述的數字處理模塊包括數字下變頻模塊、增益調節電路、數字上變頻模 塊，其中數字上變頻模塊與載波合併單元模塊連接，所述數字下變頻模塊與高 速ADC模塊相連接。所述的數字處理模塊是多個。所述的數字處理模塊用現場可編程門陣列或數位訊號處理器來實現。所述的數字下變頻模塊由數控振蕩器、濾波模塊、抽取模塊依次連接組成， 所述數控振蕩器與高速ADC模塊相連接，抽取模塊與增益調節電路相連接。所述的數字上變頻模塊由內插模塊、濾波模塊、數控振蕩器依次連接組成， 所述內插模塊與增益調節電路相連接，數控振蕩器與載波合併單元模塊相連接。所述的濾波器是模擬濾波器。本實用新型的工作原理是輸入信號由輸入端輸入，通過數控可變增益放 大器、AGC模塊、數控可變增益放大器的輸出送入模擬濾波器進行抗混疊濾波， 信號由模擬濾波器輸出直接送ADC模塊進行模數轉換，數字處理模塊並行進行 數字下變頻、增益調節和數字上變頻功能，完成濾波增益改變，數字上變頻的 功能，數字處理模塊的輸出信號送入載波合併單元模塊完成多個載波的合路， 載波合併單元模塊輸出直接送入DAC模塊恢復載波信號。上述的數字下變頻過程是將ADC模塊的輸出數據送入數控振蕩器進行移頻， 把信號轉移到零頻，數控振蕩器的輸出送入濾波模塊進行濾波，濾波模塊輸出 送入抽取模塊進行降速率處理。上述的增益調節是增益調節電路根據監控子系統模塊的命令設置增益。 上述的數字上變頻過程是將增益調節電路輸出送入內插模塊進行內插，內 插輸出送入濾波器進行鏡像濾波，濾波器輸出送入數控振蕩器進行頻率轉移， 把信號從基帶轉到中頻。本實用新型與現有技術相比，具有如下優點和有益效果1、該實用新型能夠根據網絡容量的需要增加選擇的載波數。增大其覆蓋範圍的容量。該選頻模塊採用了數字中頻的技術，通過在數字域進行濾波，從而 有效的實現同頻選頻無線直放站的選頻模塊的功能。2、 該實用新型克服現有選頻模塊複雜度高，對帶外信號抑制不夠的缺陷， 提供一種新型的移動通信直放站選頻器。3、 該實用新型是採用數字中頻技術，通過高速ADC在中頻採樣，量化中頻 信號。通過數字下變頻，在基帶進行濾波，然後通過數字上變頻恢復載波信號。 這樣就完成了載波的選擇，實現了選頻功能。在基帶進行數字濾波，提高濾波 性能，提高系統集成度，減少模擬器件的使用，從而使得多載波選頻模塊更加 實用。
圖l為本實用新型的原理框圖；圖2為本實用新型中數字下變頻增益調節數字上變頻原理框圖； 圖3為GSM載波數字選頻模塊的實現框圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型做進一步地詳細說明，但本實用新型 的實施方式並不限於此。如圖l、圖2所示，基於數字中頻的無線同頻直放站選頻器，包括數控可變 增益放大器、AGC模塊、濾波器、高速ADC模塊、載波合併單元模塊、數字處理 模塊、高速DAC模塊，所述數控可變增益放大器依次通過濾波器、高速ADC模 塊、數字處理模塊、載波合併單元模塊與高速DAC模塊相連接，所述AGC模塊 輸出端與數控可變增益放大器相連。上述的數字處理模塊包括數字下變頻模塊、 增益調節電路、數字上變頻模塊，其中數字上變頻模塊與載波合併單元模塊連 接，所述數字下變頻模塊與高速ADC模塊相連接；其中數字處理模塊至少是1 個。上述的數字處理模塊是現場可編程門陣列或數位訊號處理器。 上述的數字下變頻模塊由數控振蕩器、濾波模塊、抽取模塊依次連接組成， 所述數控振蕩器與高速ADC模塊相連接，抽取模塊與增益調節電路相連接，該 數字下變頻模塊使用現場可編程門陣列晶片實現或具有數字下變頻功能專用芯 片實現，專用晶片有TI公司的GC5016, GC5318等。上述的數字上變頻模塊由 內插模塊、濾波模塊、數控振蕩器依次連接組成，所述內插模塊與增益調節電 路，數控振蕩器與載波合併單元模塊相連接，該數字上變頻模塊是具有數字上變頻功能的專用晶片或現場可編程門陣列晶片，專用晶片有TI公司的GC5016， GC5316等或者ADI公司的AD6636。上述的高速DAC模塊是帶內插功能的DAC或 者是不帶內插功能DAC。本實用新型的信號處理過程是輸入信號由輸入端輸入，通過數控可變增 益放大器和AGC模塊使輸入信號不超過一定的強度，輸入信號通過數控可變增 益放大器送入模擬濾波器進行抗混疊濾波，信號由模擬濾波器輸出直接送高速 ADC模塊進行模數轉換，數字處理模塊並行進行數字下變頻、增益調節和數字上 變頻功能，完成濾波增益改變，數字上變頻的功能，其中數字處理模塊實現的 功能是完全一樣的，可以採用專用晶片也可以採用現場可編程門陣列，數字信 號處理器實現。數字處理模塊的輸出信號送入載波合併單元模塊完成多個載波 的合路。載波合併單元模塊輸出直接送入高速DAC模塊完成數模轉換。其中AGC 模塊計算ADC採樣的功率，根據控制外面ATT從而實現自動增益控制的功能。上述數字處理模塊並行進行數字下變頻、增益調節和數字上變頻功能的過 程如下首先數字下變頻模塊對輸入的數字中頻信號進行數字下變頻操作，該 操作是將高速ADC模塊的輸出數據送入數字下變頻模塊中的數控振蕩器進行信 號轉移，把信號轉移到零頻，然後將數字下變頻模塊中數控振蕩器的輸出送入 數字下變頻模塊中的濾波模塊進行濾波，再將數字下變頻模塊中的濾波模塊輸 出送入數字下變頻模塊中的抽取模塊進行降速率處理，分別獲得需要的載波數 字基帶信號，每路載波數字基帶信號由I、 Q兩路信號構成。其次，基帶信號通 過增益調節電路進行增益調節，最後進入數字上變頻模塊中的內插模塊進行內 插，內插後進入數字上變頻模塊中的濾波模塊進行鏡像濾波，濾波後再和數字上 變頻模塊中的數控振蕩器相乘進行轉移，把信號從基帶轉到中頻，然後送入載 波合併單元模塊進行載波合併。如圖3所示，GSM載波數字選頻模塊包括輸入端，AGC模塊，第一數控振蕩 器，CIC抽取16倍模塊，第一FIR濾波模塊，增益調節電路，16倍CIC內插模 塊，第二FIR濾波模塊，第二數控振蕩器，DAC模塊。AGC模塊用於控制輸入GSM信號的強度。ADC模塊的釆用速率為65MHz，通 過第一數控振蕩器把載波轉移到零頻，然後過CIC抽取16倍模塊進行16倍降 採樣，速率變為4.0625MHz。然後通過第一 FIR濾波模塊使得滿足帶外抑制的要 求。通過增益調節電路的輸出速率仍然為4.0625 MHz。然後通過第二 FIR濾波 模塊進行2倍內插，輸出速率為8. 125 MHz。第二 FIR濾波模塊完成內插以及CIC通帶補償的功能。第二 FIR濾波模塊輸出送入16倍CIC內插濾波器，16倍CIC內插濾波器的 輸出為130MHz。然後通過第二數控振蕩器轉移到中頻。第二數控振蕩器輸出速 率為130MHz。第二數控振蕩器的輸出送入DAC模塊進行數模轉換。通過增加數 字處理單元可以增加處理載波的能力。上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式並不 受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作 的改
權利要求1、一種基於數字中頻的無線同頻直放站選頻器，其特徵在於，包括數控可變增益放大器、AGC模塊、濾波器、高速ADC模塊、載波合併單元模塊、數字處理模塊、高速DAC模塊，所述數控可變增益放大器依次通過濾波器、高速ADC模塊、數字處理模塊、載波合併單元模塊與高速DAC模塊相連接，所述AGC模塊輸出端與數控可變增益放大器相連。
2、 根據權利要求l所述的一種基於數字中頻的無線同頻直放站選頻器，其 特徵在於，所述的數字處理模塊包括數字下變頻模塊、增益調節電路、數字上 變頻模塊，其中數字上變頻模塊與載波合併單元模塊連接，所述數字下變頻模 塊與高速ADC模塊相連接。
3、 根據權利要求l所述的一種基於數字中頻的無線同頻直放站選頻器，其 特徵在於，所述的數字處理模塊是多個。
4、 根據權利要求1或2所述的一種基於數字中頻的無線同頻直放站選頻器， 其特徵在於，所述的數字處理模塊用現場可編程門陣列或數位訊號處理器來實 現。
5、 根據權利要求2所述的一種基於數字中頻的無線同頻直放站選頻器，其 特徵在於，所述的數字下變頻模塊由數控振蕩器、濾波模塊、抽取模塊依次連 接組成，所述數控振蕩器與高速ADC模塊相連接，抽取模塊與增益調節電路相 連接。
6、 根據權利要求2所述的一種基於數字中頻的無線同頻直放站選頻器，其 特徵在於，所述的數字上變頻模塊由內插模塊、濾波模塊、數控振蕩器依次連 接組成，所述內插模塊與增益調節電路相連接，數控振蕩器與載波合併單元模 塊相連接。
7、 根據權利要求l所述的一種基於數字中頻的無線同頻直放站選頻器，其 特徵在於，所述的濾波器是模擬濾波器。
專利摘要本實用新型公布了一種基於數字中頻的無線同頻直放站選頻器，包括數控可變增益放大器、AGC模塊、濾波器、高速ADC模塊、載波合併單元模塊、數字處理模塊、高速DAC模塊，所述數控可變增益放大器依次通過濾波器、高速ADC模塊、數字處理模塊、載波合併單元模塊與高速DAC模塊相連接，所述AGC模塊輸出端與數控可變增益放大器相連。本實用新型可使用於GSM/CDMA/CDMA2000/WCDMA等直放站系統，經過適當的改進還可以應用於TD-SCDMA直放站系統。
文檔編號H04B1/00GK201127020SQ200720055848
公開日2008年10月1日 申請日期2007年8月21日 優先權日2007年8月21日
發明者伍尚坤, 張遠見, 羅漫江 申請人:京信通信系統(中國)有限公司