專利名稱：Gsm數(shù)字多信道選頻直放站及其所采用的多信道數(shù)字選頻數(shù)字信號處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬移動通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種應(yīng)用于移動通信系統(tǒng)中的GSM 數(shù)字多選頻直放站及其所采用的多信道數(shù)字選頻數(shù)字信號處理方法。
背景技術(shù)：
從在通信網(wǎng)絡(luò)中所起的作用來看，直放站的主要功能就是放大從基站(下行)和 移動臺(上行)接收過來的有用信號，并將放大后的信號經(jīng)天線(或其它耦合方式)發(fā)送 出去。通過這一方式提高系統(tǒng)基站的覆蓋能力。在這一放大過程中，要盡可能抑制隨有用 信號一起接收進來的干擾信號，同時也要避免產(chǎn)生新的干擾。傳統(tǒng)的無線選頻直放站完全采用模擬器件設(shè)計，每個信道使用獨立的中頻通道， 用中頻聲表濾波器完成選頻，以硬件為主的模擬選頻系統(tǒng)體積龐大，且模擬信號受環(huán)境影 響較大，容易受干擾。目前常用的有4、8、12、16信道的多選頻直放站，隨著信道數(shù)的增多元 器件成本及占用的機箱體積、功耗都隨信道數(shù)的增加成倍增加，而且生產(chǎn)復(fù)雜度、維護難度 也增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種可以有效節(jié)約系統(tǒng)資源和提高 系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性，成本優(yōu)勢明顯，可靠性高，接收靈敏度高，運行及維護成本低的GSM數(shù)字 多選頻直放站。本發(fā)明還提供一種與上述GSM數(shù)字多選頻直放站相配套的多信道數(shù)字選頻數(shù)字 信號處理方法。為達到上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的GSM數(shù)字多信道選頻直放站，它包括下行鏈路、上行鏈路、第一雙工器模塊、第二 雙工器模塊及控制單元；所述下行鏈路包括下行低噪聲放大模塊、下行第一模擬混頻模塊、 下行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、下行數(shù)字信道選頻模塊、下行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、下行第二模擬混頻模塊及 下行功放模塊；所述上行鏈路包括上行低噪聲放大模塊、上行第一模擬混頻模塊、上行模數(shù) 轉(zhuǎn)換模塊、上行數(shù)字信道選頻模塊、上行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、上行第二模擬混頻模塊及上行功放 模塊；所述下行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、下行數(shù)字信道選頻模塊、下行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、上行模數(shù)轉(zhuǎn) 換模塊、上行數(shù)字信道選頻模塊及上行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的端口接控制單元的端口 ；施主天線接收基站下行信號，經(jīng)第一雙工器模塊將下行信號送下行低噪聲放大模 塊放大后，由下行第一模擬混頻模塊下變頻到模擬中頻信號，再經(jīng)下行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換 后進入到下行數(shù)字信道選頻模塊完成選頻功能，選頻信號經(jīng)下行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊進行數(shù)模轉(zhuǎn) 換后，再經(jīng)下行第二模擬混頻模塊上變頻到射頻信號，經(jīng)下行功放模塊放大后通過第二雙 工器模塊)送往電纜及分配系統(tǒng)，由重發(fā)天線向覆蓋區(qū)輻射；
重發(fā)天線接收移動臺上行信號，經(jīng)第二雙工器模塊將上行信號送上行低噪聲放大 模塊放大后，由上行第一模擬混頻模塊下變頻到模擬中頻信號，再經(jīng)上行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn) 換后進入到上行數(shù)字信道選頻模塊完成選頻功能，選頻信號經(jīng)上行模轉(zhuǎn)換模塊進行數(shù)模轉(zhuǎn) 換后，再經(jīng)上行第二模擬混頻模塊上變頻到射頻信號，經(jīng)上行功放模塊放大后通過第一雙 工器模塊送往施主天線，經(jīng)施主天線發(fā)送到基站。作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述下行數(shù)字信道選頻模塊及上行數(shù)字信道選頻模塊 可采用EP3C55F484FPGA芯片。作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述上行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊及下行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊可采用 AD9779 芯片。進一步地，本發(fā)明所述下行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊及上行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊可采用AD80141芯 片。更進一步地，本發(fā)明所述控制單元可采用ATMEGAL128芯片。另外，本發(fā)明所述下行第一模擬混頻模塊、下行第二模擬混頻模塊、上行第一模擬 混頻模塊及上行第二模擬混頻模塊的鎖相環(huán)可采用ADF4118芯片。與上述GSM數(shù)字多信道選頻直放站相配套的多信道選頻數(shù)字信號處理方法，它包 括如下步驟(1)數(shù)字中頻輸入信號分別與數(shù)控振蕩器產(chǎn)生的同頻余弦信號及正弦信號混頻后 得到零頻信號；(2)所述零頻信號經(jīng)過積分梳狀濾波器進行抽??；(3)抽取后的零頻信號再進行FIR低通濾波處理；(4)由FIR低通濾波處理后的零頻信號，經(jīng)積分梳狀濾波器進行插值；(5)所述插值后的零頻信號再進行數(shù)控振蕩器混頻后，得到數(shù)字中頻輸出信號。作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述數(shù)控振蕩器可采用基于DSP算法ROM結(jié)構(gòu)的數(shù)字 直接頻率合成。作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述FIR濾波器可采用多相分解結(jié)構(gòu)。本發(fā)明數(shù)字選頻部分采用了基于FPGA的多信道數(shù)字選頻器，多信道選頻功能完 全在數(shù)字信號處理器中完成，中頻的信道選擇、濾波用軟件實現(xiàn)，它充分發(fā)揮大容量的現(xiàn)場 可編程門陣列(FPGA)器件在數(shù)字信號處理方面的技術(shù)優(yōu)勢，應(yīng)用FPGA實現(xiàn)多信道數(shù)字選 頻器?；跀?shù)字化的多信道選頻器信道數(shù)的增加不會帶來器件成本的成倍增加，信道數(shù)越 多，成本優(yōu)勢越明顯，同時，功耗，產(chǎn)品的一致性、可靠性絕對得到保證，為整機帶來了多方 面的好處。數(shù)字選頻器，上下行隔離度很高，不會產(chǎn)生自激。針對不同制式(CDMA、GSM、DCS、 PCS、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000)和網(wǎng)絡(luò)需求能夠靈活的通過軟件進行設(shè)備功能添加，市場 響應(yīng)迅速，設(shè)備升級成本較低。本發(fā)明與現(xiàn)有模擬選頻技術(shù)相比具有如下特點1、信道數(shù)的增加不會帶來器件成本的成倍增加，信道數(shù)越多，成本優(yōu)勢越大。2、產(chǎn)品的一致性、可靠性絕對得到保證。3、多信道只需一個硬件模塊就可實現(xiàn)，可成倍地減小體積和整機功耗。4、數(shù)字方式實現(xiàn)，上下行隔離度很高，不會產(chǎn)生自激。5、數(shù)字系統(tǒng)采用通用的、模塊化的硬件平臺，能夠適應(yīng)各種通信業(yè)務(wù)要求(如語言、圖像、數(shù)據(jù)等)，能在不同的系統(tǒng)及升級時很容易地復(fù)用，能更快地跟蹤市場變化，降低 更新?lián)Q代的成本。6、數(shù)字系統(tǒng)的可靠性高，后期的運行維護費用因而降低。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明的保護范圍不僅局 限于下列內(nèi)容的表述。圖1為本發(fā)明GSM數(shù)字多選頻直放站結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊電路原理圖；圖3為本發(fā)明數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊電路原理圖；圖4為本發(fā)明控制單元模塊電路原理圖；圖5-1為本發(fā)明模擬混頻模塊電路原理圖；圖5-2為本發(fā)明模擬混頻模塊電路原理圖；圖6為本發(fā)明基于FPGA的多信道數(shù)字選頻模塊中數(shù)字信號處理的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖；圖7為本發(fā)明多信道數(shù)字選頻模塊中數(shù)字信號處理中的數(shù)控振蕩器NC0實現(xiàn)結(jié)構(gòu) 圖；圖8為本發(fā)明多信道數(shù)字選頻模塊數(shù)字信號處理中的FIR濾波器的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖；圖9為本發(fā)明多信道數(shù)字選頻模塊數(shù)字信號處理中4級抽取CIC濾波器的結(jié)構(gòu) 圖；圖10為本發(fā)明多信道數(shù)字選頻模塊數(shù)字信號處理中4級插值CIC濾波器的結(jié)構(gòu) 圖。
具體實施例方式如圖所示，GSM數(shù)字多信道選頻直放站，它包括下行鏈路、上行鏈路、第一雙工器 模塊117、第二雙工器模塊109及控制單元108 ；所述下行鏈路包括下行低噪聲放大模塊 101、下行第一模擬混頻模塊102、下行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊103、下行數(shù)字信道選頻模塊104、下行 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊105、下行第二模擬混頻模塊106及下行功放模塊107 ；所述上行鏈路包括上 行低噪聲放大模塊110、上行第一模擬混頻模塊111、上行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊112、上行數(shù)字信道 選頻模塊113、上行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊114、上行第二模擬混頻模塊115及上行功放模塊116 ；所述下行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊103、下行數(shù)字信道選頻模塊104、下行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊105、 上行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊112、上行數(shù)字信道選頻模塊113及上行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊114的端口接控制 單元108的端口 ；施主天線接收基站下行信號，經(jīng)第一雙工器模塊117將下行信號送下行低噪聲放 大模塊101放大后，由下行第一模擬混頻模塊102下變頻到模擬中頻信號，再經(jīng)下行模數(shù)轉(zhuǎn) 換模塊103轉(zhuǎn)換后進入到下行數(shù)字信道選頻模塊104完成選頻功能，選頻信號經(jīng)下行數(shù)模 轉(zhuǎn)換模塊105進行數(shù)模轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)下行第二模擬混頻模塊106上變頻到射頻信號，經(jīng)下行 功放模塊107放大后通過第二雙工器模塊109送往電纜及分配系統(tǒng)，由重發(fā)天線向覆蓋區(qū) 輻射；重發(fā)天線接收移動臺上行信號，經(jīng)第二雙工器模塊109將上行信號送上行低噪聲放大模塊110放大后，由上行第一模擬混頻模塊111下變頻到模擬中頻信號，再經(jīng)上行模數(shù) 轉(zhuǎn)換模塊112轉(zhuǎn)換后進入到上行數(shù)字信道選頻模塊113完成選頻功能，選頻信號經(jīng)上行模 轉(zhuǎn)換模塊114進行數(shù)模轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)上行第二模擬混頻模塊115上變頻到射頻信號，經(jīng)上行 功放模塊116放大后通過第一雙工器模塊117送往施主天線，經(jīng)施主天線發(fā)送到基站。本 發(fā)明所述下行數(shù)字信道選頻模塊104及上行數(shù)字信道選頻模塊113采用EP3C55F484FPGA 芯片；所述上行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊及下行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊采用AD9779芯片；所述下行模數(shù)轉(zhuǎn)換模 塊103及上行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊112采用AD80141芯片；所述控制單元采用ATMEGAL128芯片； 所述下行第一模擬混頻模塊102、下行第二模擬混頻模塊106、上行第一模擬混頻模塊111 及上行第二模擬混頻模塊115的鎖相環(huán)采用ADF4118芯片；上述GSM數(shù)字多信道選頻直放站所采用的多信道選頻數(shù)字信號處理方法，它包括 如下步驟(1)數(shù)字中頻輸入信號分別與數(shù)控振蕩器NC0產(chǎn)生的同頻余弦信號及正弦信號混 頻后得到零頻信號；(2)所述零頻信號經(jīng)過積分梳狀濾波器CIC進行抽??；(3)抽取后的零頻信號再進行FIR低通濾波處理；(4)由FIR低通濾波處理后的零頻信號，經(jīng)積分梳狀濾波器CIC進行插值；(5)所述插值后的零頻信號再進行數(shù)控振蕩器(NC0)混頻后，得到數(shù)字中頻輸出信號。本發(fā)明所述數(shù)控振蕩器NC0采用基于DSP算法ROM結(jié)構(gòu)的數(shù)字直接頻率合成，所 述FIR濾波器采用多相分解結(jié)構(gòu)。如圖1所示，為本發(fā)明具備最多可選擇16信道功能的數(shù)字選頻直放站，它包括施 主天線、第一雙工器、下行鏈路、上行鏈路、第二雙工器、重發(fā)天線、控制單元。本發(fā)明所述下 行鏈路包括下行低噪聲放大器模塊、第一模擬混頻模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字選頻模塊、數(shù) 模轉(zhuǎn)換模塊、第二模擬混頻模塊、功率放大器模塊。本發(fā)明所述上行鏈路包括上行低噪聲放 大器模塊、第一模擬混頻模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字選頻模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、第二模擬混頻 模塊、功率放大器模塊。本發(fā)明所述上行鏈路和下行鏈路通過第一雙工器和施主天線相連， 通過第二雙工器和重發(fā)天線相連。下行鏈路下行低噪聲放大模塊101，放大施主天線接收的下行信號，前端同第一雙工器單元 117相連，后端與第一模擬混頻單元102相連。第一模擬混頻單元102，將經(jīng)低噪聲放大的射頻信號下變頻到模擬中頻75MHz，并 將其提供給下行模數(shù)轉(zhuǎn)換單元103。下行模數(shù)轉(zhuǎn)換單元103，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，發(fā)送到下行數(shù)字選頻單元 104進行選頻。下行數(shù)字選頻單元104，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號，在下行數(shù)字選頻單元104中經(jīng) 數(shù)字信號處理后選出所需頻道信號后，發(fā)送到下行數(shù)模轉(zhuǎn)換單元105，數(shù)字選頻單元的數(shù)字 信號處理過程在附圖6中詳細(xì)描述。下行數(shù)模轉(zhuǎn)換單元105，將下行數(shù)字選頻單元104處理后的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬 信號后，輸入到下行第二模擬混頻模塊106。
下行第二模擬混頻模塊106，將數(shù)模轉(zhuǎn)換后的模擬中頻信號上變頻到射頻信號后， 發(fā)送到下行功放模塊107。下行功放模塊107，將選頻等處理后的下行信號功率放大，并經(jīng)第二雙工器單元 109發(fā)送到重發(fā)天線。經(jīng)重發(fā)天線接收來的上行信號，其處理過程同下行信號處理過程。第二雙工器單元109及第一雙工器單元117，用于輸入/輸出濾波和上下行信號隔 離，根據(jù)工作頻段范圍可選擇通用腔體或介質(zhì)雙工器，要求端口駐波比小于1.2，帶內(nèi)波動 小于0. 7dB,隔離度大于80dB，本發(fā)明選擇AW. DLX900-24-B型號的立式腔體雙工器，帶寬范 圍為24MHz。上行低噪聲放大模塊110及下行低噪聲放大模塊101，對小信號有很強的放大作 用，同時它的噪聲系數(shù)很小，用于放大鏈路的前級，特點是低噪聲系數(shù)，高增益、低功率。參 數(shù)指標(biāo)包括輸出功率為OdBm ；增益包括40dB、45dB、50dB、55dB等多個量級；帶內(nèi)波動小 于l.OdB，互調(diào)小于-60dBc，雜散發(fā)散在頻帶內(nèi)小于-70dBm;駐波比小于1. 3 ；噪聲系數(shù)小 于1. 5。本發(fā)明可選擇型號為LNA900D-50及LNA900U-50上、下行低噪放。下行功放模塊107及上行功放模塊116，置于放大鏈路的末級，提供較大的輸出功 率從而滿足整機產(chǎn)品的功率要求。參數(shù)指標(biāo)包括輸出功率值，根據(jù)整機要求選擇此參數(shù)； 增益值一般為輸出功率電平值加10dB ；帶內(nèi)波動小于1. 5dB，互調(diào)小于-45dBc ；駐波比小于 1. 3。本發(fā)明可選擇型號為PA900DY-33-43及PA900UY-33-43上、下行功放?？刂茊卧?08，對上下行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字選頻模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊進行控制。如圖2所示，為本發(fā)明模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊電路原理圖，本電路采用高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器件 AD80141芯片。主要參數(shù)單通道，最大采樣頻率為Fs = 145MSPS，輸出數(shù)據(jù)11位。如圖3所示，為本發(fā)明數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊電路原理圖，電路采用高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器件 AD9779芯片，主要參數(shù)IQ雙通道，最大采樣頻率為1GSPS，輸入有效位為16位，內(nèi)部集成 PLL及VC0單元，可供輸入數(shù)據(jù)選擇2、4、8倍插值操作。如圖4所示，為本發(fā)明控制單元模塊電路原理圖，電路采用ATMEGAL128微處理芯 片做為控制芯片，ATmegal28L是8位AVR單片機微處理器，共有64個引腳，其中8個端口 共53個可編程I/O引腳。如圖5-1及圖5-2所示，為本發(fā)明模擬混頻模塊電路原理圖，電路中的鎖相環(huán)采用 ADF4118 芯片。如圖6所示，為基于FPGA的下行數(shù)字選頻單元104的多信道數(shù)字信號處理實現(xiàn)結(jié) 構(gòu)圖。數(shù)字選頻單元硬件由EP3C55F484FPGA芯片構(gòu)成。其選頻功能由硬件編程語言VHDL 編程實現(xiàn)，選頻功能的具體實現(xiàn)如下所述。數(shù)字混頻單元201，將下行模數(shù)轉(zhuǎn)換單元103傳送過來的數(shù)字中頻信號與數(shù)控振 蕩器NC01單元206產(chǎn)生的精確余弦信號混頻，完成選頻功能，并將數(shù)字中頻信號下變頻到 零頻，送積分梳狀濾波器202單元，完成信道1的Q路的選頻和數(shù)字零變頻功能。同理，下 行模數(shù)轉(zhuǎn)換單元103傳送過來的數(shù)字中頻信號與數(shù)控振蕩器NC01單元206產(chǎn)生的精確正 弦信號混頻、變頻完成信道1的I路的選頻和數(shù)字零變頻功能。積分梳狀濾波器CIC抽取單元202，對經(jīng)選頻的信號進行抽取、濾波，實現(xiàn)帶外抑 制。
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FIR濾波器單元203，對經(jīng)CIC抽取后的信號進一步濾波處理，實現(xiàn)帶內(nèi)濾波。積分梳狀濾波器CIC插值單元204，將FIR濾波器低通濾波后的信號進行插值，并 送入數(shù)字上變頻單元205。數(shù)字上變頻單元205，完成零頻信號到數(shù)字中頻信號的變換。加法單元207，完成信道1的I、Q兩路信號的求和。同理，各信道的選頻及濾波處理過程相同。加法單元208，完成多信道信號的求和，形成寬帶數(shù)字中頻輸出信號，送入到附圖 1所示的下行數(shù)模轉(zhuǎn)換單元105。參見附圖7，為本發(fā)明多信道數(shù)字選頻模塊中數(shù)字信號處理中的數(shù)控振蕩器NC0 實現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖。NC0的實現(xiàn)方式有基于全ROM結(jié)構(gòu)，C0RDIC結(jié)構(gòu)，1/4R0M結(jié)構(gòu)，和基于DSP算法的 ROM結(jié)構(gòu)等幾種結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)這幾種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)使用FPGA資源的情況和達到的效果比較， 采用基于DSP算法的ROM結(jié)構(gòu)?；贒SP算法的ROM結(jié)構(gòu)如圖7所示，數(shù)字直接頻率合成 采用四個ROM查找表，兩個ROM查找用于實現(xiàn)SIN波形的輸出，兩個ROM查找表實現(xiàn)COS波 形的輸出，具體實現(xiàn)原理分析如下若將單位圓分成N(N= 2n)等分，每等分用①表示，每等分再劃分為N小等分，用 0表示，則任意角度就可以為(no+ne)表示。sin(nO+n e ) = sin(nO)cos(n e )+cos (nO) sin (n e )(1)cos(nO+n e ) = cos(nO)cos(n e )-sin (nO) sin (n e )(2)由公式(1)、⑵可知，基于此結(jié)構(gòu)的ROM表需要由四個查找表完成，sin(nO), cos(nO) ^Psin(n0),cos(n0)查找表，另外還需要兩個DSP模塊。參加附圖8，為本發(fā)明多信道數(shù)字選頻模塊數(shù)字信號處理中的FIR濾波器的實現(xiàn) 結(jié)構(gòu)圖。由于將CIC濾波器作為第一級濾波器，實現(xiàn)抽取及低通濾波作用，在第二級采用 FIR濾波器，此時他們工作在較低的頻率下，且濾波器的參數(shù)得到了優(yōu)化，因此更容易用較 低階數(shù)實現(xiàn)，節(jié)省了資源。FIR濾波器的多相表示在實現(xiàn)抽取和內(nèi)插時可提高計算效率。多相表示又稱為多 相分解，它是指將數(shù)字濾波器的轉(zhuǎn)移函數(shù)H(z)分解成若干個不同相位的組。在FIR濾波器 中，轉(zhuǎn)移函數(shù)表示為 (3)式中N表示濾波器的長度。若將沖擊函數(shù)響應(yīng)h(n)按下列的排列分成D個 組，并設(shè)N為D的整數(shù)倍，即N/D = Q，Q為整數(shù)，則H(z) = h(0)z°+ h{\)z^ +h{2)z~2
+ h(D)z~D + h(D + \)z-(D+]) + h{D + 2)z-(D+2)
則 基于此原理，F(xiàn)IR濾波器的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)可由附圖8表示。參見附圖9及附圖10，為本發(fā)明多信道數(shù)字選頻模塊數(shù)字信號處理中CIC濾波器 的結(jié)構(gòu)圖。CIC濾波器具有如下沖擊響應(yīng)

根據(jù)Z變換的定義，CIC濾波器的Z變換為 HI為一個積分器，H2的頻率響應(yīng)象一把梳子，故把它形象地稱為梳狀濾波器。單 級CIC濾波器旁瓣電平比較大，只比主瓣電平低13. 46dB，這就意味著衰減很差。為了降低 旁瓣電平，常常采用多級CIC級聯(lián)的方法來解決。附圖9所示為4級抽取CIC濾波器的結(jié) 構(gòu)，附圖10所示為4級插值CIC濾波器的結(jié)構(gòu)?？梢岳斫獾厥?，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本 發(fā)明實施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進行 修改或等同替換，以達到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
GSM數(shù)字多信道選頻直放站，其特征在于，包括下行鏈路、上行鏈路、第一雙工器模塊(117)、第二雙工器模塊(109)及控制單元(108)；所述下行鏈路包括下行低噪聲放大模塊(101)、下行第一模擬混頻模塊(102)、下行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(103)、下行數(shù)字信道選頻模塊(104)、下行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(105)、下行第二模擬混頻模塊(106)及下行功放模塊(107)；所述上行鏈路包括上行低噪聲放大模塊(110)、上行第一模擬混頻模塊(111)、上行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(112)、上行數(shù)字信道選頻模塊(113)、上行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(114)、上行第二模擬混頻模塊(115)及上行功放模塊(116)；所述下行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(103)、下行數(shù)字信道選頻模塊(104)、下行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(105)、上行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(112)、上行數(shù)字信道選頻模塊(113)及上行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(114)的端口接控制單元(108)的端口；施主天線接收基站下行信號，經(jīng)第一雙工器模塊(117)將下行信號送下行低噪聲放大模塊(101)放大后，由下行第一模擬混頻模塊(102)下變頻到模擬中頻信號，再經(jīng)下行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(103)轉(zhuǎn)換后進入到下行數(shù)字信道選頻模塊(104)完成選頻功能，選頻信號經(jīng)下行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(105)進行數(shù)模轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)下行第二模擬混頻模塊(106)上變頻到射頻信號，經(jīng)下行功放模塊(107)放大后通過第二雙工器模塊(109)送往電纜及分配系統(tǒng)，由重發(fā)天線向覆蓋區(qū)輻射；重發(fā)天線接收移動臺上行信號，經(jīng)第二雙工器模塊(109)將上行信號送上行低噪聲放大模塊(110)放大后，由上行第一模擬混頻模塊(111)下變頻到模擬中頻信號，再經(jīng)上行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(112)轉(zhuǎn)換后進入到上行數(shù)字信道選頻模塊(113)完成選頻功能，選頻信號經(jīng)上行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(114)進行數(shù)模轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)上行第二模擬混頻模塊(115)上變頻到射頻信號，經(jīng)上行功放模塊(116)放大后通過第一雙工器模塊(117)送往施主天線，經(jīng)施主天線發(fā)送到基站。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GSM數(shù)字多選頻直放站，其特征在于所述下行數(shù)字信道選 頻模塊(104)及上行數(shù)字信道選頻模塊(113)采用EP3C55F484FPGA芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的GSM數(shù)字多選頻直放站，其特征在于所述上行數(shù)模轉(zhuǎn) 換模塊及下行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊采用AD9779芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的GSM數(shù)字多選頻直放站，其特征在于所述下行模數(shù)轉(zhuǎn)換模 塊(103)及上行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(112)采用AD80141芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的GSM數(shù)字多選頻直放站，其特征在于所述控制單元(108)采 用 ATMEGAL128 芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的GSM數(shù)字多選頻直放站，其特征在于所述下行第一模擬混 頻模塊(102)、下行第二模擬混頻模塊(106)、上行第一模擬混頻模塊(111)及上行第二模 擬混頻模塊(115)的鎖相環(huán)采用ADF4118芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述GSM數(shù)字多信道選頻直放站所采用的多信道選頻數(shù)字信號 處理方法，其特征在于，包括如下步驟(1)數(shù)字中頻輸入信號分別與數(shù)控振蕩器(NCO)產(chǎn)生的同頻余弦信號及正弦信號混頻 后得到零頻信號；(2)所述零頻信號經(jīng)過積分梳狀濾波器(CIC)進行抽??；(3)抽取后的零頻信號再進行FIR低通濾波處理；(4)由FIR低通濾波處理后的零頻信號，經(jīng)積分梳狀濾波器(CIC)進行插值；(5)所述插值后的零頻信號再進行數(shù)控振蕩器(NCO)混頻后，得到數(shù)字中頻輸出信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述GSM數(shù)字多選頻直放站所采用的多信道數(shù)字選頻數(shù)字信號處 理方法，其特征在于所述數(shù)控振蕩器(NCO)采用基于DSP算法ROM結(jié)構(gòu)的數(shù)字直接頻率合 成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述GSM數(shù)字多選頻直放站所采用的多信道數(shù)字選頻數(shù)字信號處理 方法，其特征在于所述FIR濾波器采用多相分解結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于移動通信系統(tǒng)中的GSM數(shù)字多選頻直放站及所采用的多信道選頻數(shù)字信號處理方法，包括下行鏈路、上行鏈路、第一雙工器模塊(117)、第二雙工器模塊(109)及控制單元(108)；下行鏈路及上行鏈路包括低噪聲放大模塊、第一模擬混頻模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信道選頻模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、第二模擬混頻模塊及功放模塊；多信道選頻數(shù)字信號處理方法包括(1)經(jīng)數(shù)控振蕩器(NCO)混頻得到零頻信號；(2)積分梳狀濾波器(CIC)抽??；(3)FIR低通濾波處理；(4)積分梳狀濾波器(CIC)插值；(5)數(shù)控振蕩器(NCO)混頻。本發(fā)明可有效降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)參數(shù)指標(biāo)及適應(yīng)性，提高系統(tǒng)的可維護性。
文檔編號H04B7/14GK101854744SQ20091001094
公開日2010年10月6日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者張丙春, 張啟東, 徐勇, 戴敬 申請人:奧維通信股份有限公司