專利名稱：Gsm直放站話務量統(tǒng)計系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信中無線覆蓋的直放站，具體涉及GSM直放站話務量統(tǒng) 計系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
GSM網(wǎng)絡H前^:球最大的移動通信網(wǎng)絡。隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，移動 通信用戶對移動通信運營商提供的網(wǎng)絡信號覆蓋率要求越來越高?；镜男盘?受發(fā)射功率以及地形的限制，只能覆蓋一定范圍，因而會出現(xiàn)了一定的盲區(qū)。
直放站是解決通信網(wǎng)絡延伸覆蓋能力的一種優(yōu)選方案，采用直放站可以有 效地優(yōu)化和完善網(wǎng)絡信號覆蓋，降低掉話率，提高運營商的服務質(zhì)量。它與基 站相比具有結(jié)構(gòu)簡單、投資較少和安裝方便等優(yōu)點，可廣泛用于難以覆蓋的盲
區(qū)和弱區(qū)，且建網(wǎng)快速、見效快，是無線網(wǎng)絡優(yōu)化的重要設(shè)備。但是，如果所 采用的直放站不能統(tǒng)計其覆蓋區(qū)域的話務量，那么移動運營商就無法準確獲得 投入/產(chǎn)出比。因此如果直放站能夠具備話務量統(tǒng)計功能，那么運營商就能及吋 調(diào)整網(wǎng)絡參數(shù)，更好的優(yōu)化覆蓋網(wǎng)絡。
GSM釆用TDMA方式實現(xiàn)多址接入，多個用戶終端采用相同的信道，分配 不同的時隙給相應的用戶。在GSM的TDMA中，每個載頻被定義為- 個TDMA 幀，每幀包括8個時隙(TS0-7)，每個時隙長為0.577ms。
目前具備話務量統(tǒng)計功能的直放站，中國專利號CN200610088224.8，名稱 為"一種統(tǒng)計跳頻GSM小區(qū)用戶的方法及其裝置"中所說的，該話務量統(tǒng)計模 塊大多是采用選頻電路獲得需要統(tǒng)計話務量的信道，然后通過檢波的方式獲得 用戶通話信息的波形，然后統(tǒng)計脈沖的個數(shù)，并轉(zhuǎn)化為話務量。采用這種方法， 統(tǒng)計模塊大量采用了模擬選頻電路，復雜度高，尤其在多載波的場合成本高。 同時檢波器的動態(tài)小，導致小信號被忽視，降低了話務統(tǒng)計精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的H的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種GSM直放站話務量統(tǒng)計系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單直觀、成本低、系統(tǒng)動態(tài)大、話務統(tǒng)計精度 高而且更適用于多載波話務量統(tǒng)計。
本發(fā)明的目的還在于提供上述GSM直放站話務量統(tǒng)計系統(tǒng)實現(xiàn)話務量統(tǒng)計
的方法。
本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)GSM直放站話務量統(tǒng)計系統(tǒng)，包括依 次連接的放大器、混頻器、ADC模塊、FPGA模塊，其中FPGA模塊包括n個 載波話務量處理單元、統(tǒng)計模塊，所述n個載波話務量處理單元均由依次連接 的DDC模塊、功率計算模塊、判決模塊、去抖模塊組成，同時各個DDC模塊 分別與ADC模塊連接，各個去抖模塊分別與所述統(tǒng)計模塊相連接。 所述載波話務量處理單元的數(shù)量n根據(jù)基站的載波數(shù)確定。 利用上述GSM直放站話務量統(tǒng)計系統(tǒng)實現(xiàn)話務量統(tǒng)計的方法，包括下述步
驟
(1) 把從天線口傳來的多載波信號經(jīng)過放大器進行放大后，通過混頻器轉(zhuǎn) 換為屮頻信號；
(2) 采用高速ADC模塊采樣中頻信號；
(3) 通過n個DDC模塊，把多載波信號區(qū)分為獨立載波，并采用基帶I/Q 信號表示該獨立載波；
(4) 通過功率計算模塊分別計算獨立載波基帶I/Q信3的能量，判決模塊 將獨立載波基帶I/Q信S的能量與噪聲門限值進行比較，判斷獨立載波基帶I/Q 信號是噪聲還是上行通話信號，若獨立載波基帶I/Q信號是上行通話信號，則輸 出高邏輯電平或低邏輯電平判決信號，否則對應輸出低邏輯電平或高邏輯電平 判決信號；
(5) 去抖模塊對判決信號進行去抖處理，消除判決信號中的抖動，并輸出 判決去抖信號到統(tǒng)計模塊；
(6) 統(tǒng)計模塊統(tǒng)計在時間t內(nèi)，所有獨立載波為上行通話信號的判決去抖 信號的個數(shù)Number—ones;
(7) 根據(jù)公式得出通話時間T。
上述方法中，步驟(3)所述通過n個DDC模塊，把多載波信號區(qū)分為獨 立載波，其具體操作內(nèi)容為設(shè)置DDC模塊內(nèi)部的頻率控制字，把需要的載波 搬移到基帶，然后DDC內(nèi)部的濾波器組對信號進行濾波，濾除其它載波，用n 個DDC模塊就把多載波區(qū)分為獨立載波。上述方法中，步驟(4)所述判決模塊將獨立載波基帶I/Q信號的能量與噪 聲門限值進行比較，判斷獨立載波基帶I/Q信號是噪聲還是上行通話信號，其具
體操作為當獨立載波基帶I/Q信號的能量大于噪聲門限值，則獨立載波基帶I/Q
信號是上行通信信號，反之，獨立載波基帶I/Q信號是噪聲。
上述方法屮，歩驟(4)所述若獨立載波基帶I/Q信號是上行通話信號，則 輸出高邏輯電平或低邏輯電平判決信號，否則對應輸出低邏輯電平或高邏輯電
平判決信號，其具體為
若獨立載波基帶I/Q信號是上行通話信號，則輸出判決信號邏輯電平為1，
否則輸出判決信號電平為0;
相應地，步驟(6)所述判決去抖信號的邏輯電平為高。
上述方法中，歩驟(4)所述基帶I/Q信號能量根據(jù)公式(K2+Q八2)計算，
所述噪聲門限值根據(jù)本系統(tǒng)的底噪計算，即
噪聲門限值二 一 174dBm/Hz +接收機增益(dB ) +10*log 10(BW) +噪盧系 數(shù)(dB)， BW為信號帶寬，單位是Hz。
上述方法中，步驟(7)所述通話時間轉(zhuǎn)換為話務量的公式如下
T = ((Number—ones/fs)/t)
其屮fs表示基帶功率的采樣頻率，單位為Hz， T為直放站在時間t內(nèi)的通 話時間，T的爭位為小時。
本發(fā)明的原理是GSM系統(tǒng)是將TDMA和FDMA模式相結(jié)合，沒有釆用 擴頻技術(shù)，為了維持一定的通話質(zhì)量，基站接收信號必須維持一定的信噪比， 因此可以通過信號能量來判定是噪聲還是信號。統(tǒng)計上行通話信號持續(xù)時間就 統(tǒng)計出直放站的通話時間，從而獲得直放站吸收的話務量。
本發(fā)明GSM直放站話務量統(tǒng)計系統(tǒng)相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點
(1) 本發(fā)明采用數(shù)字下變頻(DDC)模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬濾波器區(qū)分多載 波，降低了成本
(2) 本發(fā)明采用數(shù)字處理的方式代替模擬檢波，提高了系統(tǒng)動態(tài)和話務量 統(tǒng)計的精度；
(3) 本發(fā)明采用多路結(jié)構(gòu)組成相同的頻分過濾模塊，結(jié)構(gòu)簡單直觀，更適 合多載波話務量的統(tǒng)計。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖2是本發(fā)明GSM直放站話務量統(tǒng)計方法的流程框圖； 圖3是GSM系統(tǒng)中TDMA時間幀的示意圖4足判決信號的示意圖5是判決信號去抖后的示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施 方式不限于此。 實施例
圖1所示為本發(fā)明系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)，本GSM直放站話務量統(tǒng)計系統(tǒng)包括依 次連接的放大器001、混頻器002、 ADC:模塊003、 FPGA模塊004。
其中FPGA模塊004包括n個載波話務量處理單元、統(tǒng)計模塊005，所述n 個載波話務量處理單元均包括DDC模塊、功率計算模塊、判決模塊、去抖模塊， 即
DDC1， DDC2， ......， DDCn;
功率計算模塊l，功率計算模塊2，……，功率計算模塊n; 判決模塊l，判決模塊2，……，判決模塊n; 去抖模塊l，去抖模塊2，……，去抖模塊n。
其中，第n個載波話務量處理單元由DDCn、功率計算模塊n、判決模塊n、
去抖模塊n依次連接組成。
其中，載波話務量處理單元的數(shù)量n根據(jù)基站的載波數(shù)確定。
同時，每個DDC模塊均與ADC模塊003相連；每個去抖模塊均與統(tǒng)計模
塊005相連。
圖l所示為本發(fā)明GSM直放站話務量統(tǒng)計方法的具體流程，包括下述步驟
(1) 從天線口的多載波上行信號經(jīng)過放大器(001)放大后，通過混頻器 (002)轉(zhuǎn)換為中頻信號；
(2) 采用高速ADC模塊(003)采樣中頻信號；
(3) 通過n個DDC模塊組成的n個數(shù)字下變頻通道，把多載波上行信號 區(qū)分為獨立載波，并采用基帶I/Q信號表示該獨立載波；
(4) 通過功率計算模塊分別計算獨立載波基帶IZQ信號的能量，判決模塊將獨立載波基帶I/Q信號的能量與噪聲門限值進行比較，判斷當前獨立載波基帶 I/Q信號是否是噪聲還是上行通話信號；
圖3所小為GSM系統(tǒng)中TDMA時間幀，在GSM的TDMA中，幀被定義 為每個載頻中所包含的8個連續(xù)的時隙(TS0-7)，相當丁-FDMA系統(tǒng)屮的個 頻道，在每個時隙屮，信號以突發(fā)脈沖系列的形式發(fā)送；每個TDMA幀含8個 時隙，整個幀時長約為4.615ms，每個時隙含156.25個碼元，時隙時長為0.577ms;
GSM系統(tǒng)規(guī)定在通話時，信噪比必須大于一定值，所以通過能量可以判定 當前獨立載波基帶I/Q信號是噪聲還是上行通話信號；
根據(jù)公式(IA2+Q")計算基帶I/Q信號能量，并與噪聲門限值比較，所述 噪聲門限值根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的底噪計算得到，即.-
噪聲門限值二一174dBm/Hz+接收機增益(dB) + 10"ogl0(BW) +噪聲系 數(shù)(dB)， BW為GSM的信號帶寬,取為200000Hz。
如果基帶I/Q信兮的能量〉噪聲門限值，則力前信號是i:行通信信，反之， 當前基帶1/Q信號是噪聲；如果當前獨立載波基帶信號是上行通信信號，那么判 決信號輸出為1,否則輸出為O;
(5) 圖4所示是一個獨立載波單時隙通話時判決信號的波形，其中有很多 毛刺；去抖模塊對判決信號進行去抖處理，主要是消除判決信號中的毛刺。如 圖5所示，該波形為經(jīng)過去抖動處理的判決信號，該信號可以用于統(tǒng)計話務量；
(6) 統(tǒng)計模塊統(tǒng)計時間t內(nèi)，所有判決去抖倍號邏輯為高的個數(shù) Number—ones;
(7) 根據(jù)下面公式得出通話時間T:
T = 8 * (Number—ones/fs)
其中，fs表示基帶功率的采樣頻率，單位為Hz， Number—ones表示通話時 間T內(nèi)去抖信3邏輯為高的數(shù)目，T的單位為小時。
十.述方法中，步驟(3)所述通過n個DDC模塊，把多載波信號區(qū)分為獨 立載波，其具體操作內(nèi)容為設(shè)置DDC模塊內(nèi)部的頻率控制字，把需要的載波 搬移到基帶，然后DDC內(nèi)部的濾波器組對信號進行濾波，濾除其它載波，用n 個DDC模塊就把多載波區(qū)分為獨立載波。
上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實 施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、 替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種GSM直放站話務量統(tǒng)計系統(tǒng)，其特征在于包括依次連接的放大器、混頻器、ADC模塊、FPGA模塊，其中FPGA模塊包括n個載波話務量處理單元、統(tǒng)計模塊，所述n個載波話務量處理單元均由依次連接的DDC模塊、功率計算模塊、判決模塊、去抖模塊組成，同時各個DDC模塊分別與ADC模塊連接，各個去抖模塊分別與所述統(tǒng)計模塊相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的GSM直放站話務量統(tǒng)計系統(tǒng)，其特征在于所 述載波話務量處理單元的數(shù)量n根據(jù)基站的載波數(shù)確定。
3、 權(quán)利要求1或2所述的GSM直放站話務量統(tǒng)計系統(tǒng)的GSM直放站話務 量統(tǒng)計方法，其特征在于，包括下述步驟(1) 把從天線口傳來的多載波信號經(jīng)過放大器進行放大后，通過混頻器轉(zhuǎn) 換為中頻信號(2) 采用高速ADC模塊采樣中頻信號；(3) 通過n個DDC模塊，把多載波信號區(qū)分為獨立載波，并采用基帶I/Q 信號表示該獨立載波；(4) 通過功率計算模塊分別計算獨立載波基帶I/Q信號的能量，判決模塊 將獨立載波基帶I/Q信號的能量與噪聲門限值進行比較，判斷獨立載波基帶I/Q 信號是噪聲還是上行通話信號，若獨立載波基帶I/Q信號是上行通話信號，則輸 出高邏輯電平或低邏輯電平判決信號，否則對應輸出低邏輯電平或高邏輯電平 判決信號；(5) 去抖模塊對判決信號進行去抖處理，消除判決信號中的抖動，并輸出 判決去抖信號到統(tǒng)計模塊；(6) 統(tǒng)計模塊統(tǒng)計在單位時間t內(nèi)，所有獨立載波為上行通話信號的判決 去抖倍V的個數(shù)Number—ones;(7) 根據(jù)公式得出通話時間T。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的GSM直放站話務量統(tǒng)計方法，其特征在于歩 驟(3)所述的通過n個DDC模塊，把多載波信號區(qū)分為獨立載波，其具體操 作內(nèi)容為設(shè)置DDC模塊內(nèi)部的頻率控制字，把需要的載波搬移到基帶，然 后DDC內(nèi)部的濾波器組對信號進行濾波，濾除其它載波，用n個DDC模塊就 把多載波區(qū)分為獨立載波。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的GSM直放站話務量統(tǒng)計方法，其特征在于步 驟(4)所述判決模塊將獨立載波基帶I/Q信號的能量與噪聲門限值進行比較，判斷獨立載波基帶I/Q信號是噪聲還是上行通話信號，其具體操作為當獨立載波基帶I/Q信號的能量大于噪聲門限值，則獨立載波基帶I/Q信號是上行通信信 號，反之，獨立載波基帶I/Q信號是噪聲。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的GSM直放站話務量統(tǒng)計方法，其特征在于步驟u)所述若獨、):載波基帶i/Q信號是上行通話信號，則輸出高邏輯電f-或低邏輯電平判決信號，否則對應輸出低邏輯電平或高邏輯電平判決信g，其具體為若獨、卞.載波基帶I/Q信號是上行通話信號，則輸出判決信號邏輯電平為1，否則輸出判決信號電平為0;相/、v:地，歩驟(6)所述判決去抖信號的邏輯電平為高。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的GSM直放站話務量統(tǒng)計方法，其特征在十步 驟(4)所述基帶I/Q信號能量根據(jù)公式(IA2+QA2)計算，所述噪聲門限值根據(jù)本系統(tǒng)的底噪計算，艮P:噪聲門限值二一174dBm/Hz+接收機增益(dB) + 1(Mogl0(BW)+噪聲系 數(shù)(dB)， BW為信號帶寬，單位是Hz。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的GSM直放站話務量統(tǒng)計方法，其特征在于歩 驟(7)所述通話時間根據(jù)如下公式計算T 二 ((Number—ones/fs)/t)其中fs表示基帶功率的采樣頻率，單位為Hz， T為通話時間，T的單位 為小時。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種GSM直放站話務量統(tǒng)計系統(tǒng)，它包括依次連接的放大器、混頻器、ADC模塊、FPGA模塊，其中FPGA模塊包括n個載波話務量處理單元、統(tǒng)計模塊，所述n個載波話務量處理單元均由依次連接的DDC模塊、功率計算模塊、判決模塊、去抖模塊組成，同時DDC模塊與ADC模塊連接，去抖模塊與所述統(tǒng)計模塊相連接。本發(fā)明采用數(shù)字下變頻(DDC)模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬濾波器區(qū)分多載波，降低了成本；采用數(shù)字處理的方式代替模擬檢波，提高了系統(tǒng)動態(tài)和話務量統(tǒng)計的精度；采用多路結(jié)構(gòu)組成相同的載波話務量處理單元，結(jié)構(gòu)簡單直觀，更適合多載波話務量的統(tǒng)計。
文檔編號H04B7/14GK101409579SQ20081019915
公開日2009年4月15日 申請日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日
發(fā)明者羅漫江, 許景兆 申請人:京信通信系統(tǒng)(中國)有限公司