一種支持多模的并行多通道快速掃頻方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種支持多模的并行多通道快速掃頻方法及系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著移動通信和無線電技術(shù)的發(fā)展，多種通信系統(tǒng)模式已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在 移動通信終端都支持多模通信系統(tǒng)。同時，無線電管理委員會需要一種設(shè)備和系統(tǒng)，可W實 現(xiàn)對無線通信進(jìn)行快速掃頻。隨著利用手機(jī)進(jìn)行違法犯罪、獲取非法信息的活動也日益獵 嫩，對于某些特殊的部口或場合，比如國家安全、刑事偵查、軍隊特殊行動、高級設(shè)密商務(wù)會 議、考場監(jiān)控等等，需要一種技術(shù)和手段實現(xiàn)對移動通信的管控偵聽、定位跟蹤。因此需要 設(shè)計一種快速的處理方法，實現(xiàn)對多模信道的快速掃頻。
[0003] 在對移動通信用戶進(jìn)行實時的管控過程中，實時性和兼容性是管控系統(tǒng)性能非常 重要的兩個參數(shù)。影響實時性非常重要的模塊就是頻點的檢測，目前的頻點檢測方法都是 基于單通道串行掃頻處理，掃頻時間長，效率低，兼容性差。特別是在管控設(shè)備移動監(jiān)控時， 需要對新的區(qū)域內(nèi)信號頻點實時的監(jiān)控，因此系統(tǒng)需要不斷的做掃頻處理，要實現(xiàn)快速有 效的監(jiān)控需要一種快速的掃頻機(jī)制。目前的通信情況都是多種通信模式共存，因此需要管 控系統(tǒng)可W兼容多種通信模式，但是一般的管控設(shè)備都是針對單一的通信模式，并且價格 昂貴。在對管控區(qū)域內(nèi)實施管控時，需要多臺設(shè)備對多種通信系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。
[0004] W上掃頻存在的問題可W歸納為：
[0005] 1)實時性差，單通路串行處理機(jī)制效率低，掃頻時間長。
[0006] 2)系統(tǒng)兼容性差，硬件平臺和軟件系統(tǒng)不能兼容多種通信模式。
[0007] 3)實現(xiàn)多通路處理需要多個巧片，消耗硬件資源多，價格高。
[000引 4)頻點檢測算法可靠性差，導(dǎo)致頻點誤判。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出來一種支持多模的并行多通道快速掃 頻方法及系統(tǒng)。寬帶射頻和多模中頻的系統(tǒng)架構(gòu)可W支持多種通信模式軟切換，并行多通 道的掃頻方法可W快速、準(zhǔn)確的檢測頻點。
[0010] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0011] 一種支持多模的并行多通道快速掃頻系統(tǒng)，系統(tǒng)包括寬帶射頻模塊、多模中頻模 塊、基帶掃頻算法模塊和軟件配置模塊；
[0012] 所述寬帶射頻模塊，對接收的射頻信號進(jìn)行模擬放大、濾波、混頻和A/D變換等處 理；
[0013] 所述多模中頻模塊，對數(shù)字中頻信號進(jìn)行下變頻處理，在下變頻之前對信號進(jìn)行 數(shù)字混頻，目的在于對數(shù)字中頻信號零中頻處理和頻點選擇；
[0014] 所述基帶掃頻算法模塊，包括頻點檢測模塊和功率計算模塊，完成頻點檢測和功 率計算，確定主基站頻點和臨小區(qū)基站頻點。頻點檢測模塊是包括粗同步和精同步，目的是 為了確定有用的信號頻點。功率計算模塊是計算信號的功率，目的是為了給檢測到的頻點 排序，功率最大的是主基站頻點，其它的是臨小區(qū)基站頻點。
[0015] 所述軟件配置模塊，通過上位機(jī)對射頻和中頻的在線配置，實現(xiàn)多模射頻和中頻 兼容多種通信模式。
[0016] 一種支持多模的并行多通道快速掃頻方法，主要包括W下步驟：
[0017] a、通過電腦軟件配置模塊向射頻和中頻模塊在線配置，設(shè)置射頻的混頻頻率、放 大器和采樣率等參數(shù)，實現(xiàn)射頻寬帶化；設(shè)置中頻的數(shù)字混頻頻率、抽取和濾波系數(shù)實現(xiàn)多 模中頻；
[001引b、寬帶射頻模塊通過天線接收空中射頻后，對信號進(jìn)行寬頻處理，包括兩級模擬 混頻、模擬放大和抗混疊濾波等，參數(shù)由步驟a軟件配置模塊配置；射頻信號經(jīng)過混頻濾波 后變成中頻信號，對中頻信號進(jìn)行模數(shù)變換，把模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號；
[0019] C、將步驟b處理后的數(shù)據(jù)復(fù)制成N路，分別傳給相應(yīng)N條通道的多模中頻模塊處 理，頻率控制器控制N路數(shù)字控制振蕩器（NCO)的混頻頻率，實現(xiàn)掃頻頻率的遍歷，控制每 條通道協(xié)同工作；每條通道通過并行處理機(jī)制對信號做下變頻處理，下變頻包括多級抽取 和抗混疊濾波，中頻信號經(jīng)過數(shù)字混頻和下變頻處理成為基帶信號。
[0020] 本發(fā)明的特點在于并行多通道，多通道的處理機(jī)制加快了數(shù)據(jù)處理速度，N是并行 通道的個數(shù)，N的取值根據(jù)實際情況確定，N的取值范圍一般是2-8,具體的取值需要根據(jù)時 間要求和FPGA的資源大小來確定，特別是FPGA的資源有限。
[0021] t將步驟C中N條通道下變頻處理完成后的基帶數(shù)據(jù)分別傳給相應(yīng)的N個頻點檢 測模塊，各通道的頻點檢測模塊并行地對相應(yīng)的頻點作信號同步處理。經(jīng)過同步處理即可 W確定有用信號的頻點；
[0022] f、經(jīng)過步驟d處理后，確定了掃頻區(qū)域內(nèi)的有效的頻點號，通過功率計算模塊計 算有效頻點信號的功率值，通過功率排序從而快速準(zhǔn)確的確定主基站和臨小區(qū)基站的工作 頻點。
[0023] 步驟b中，要根據(jù)接收信號的頻率和帶寬，結(jié)合帶寬采樣定理和基帶信號的速率 確定采樣率和中頻頻點，最后確定混頻頻率；
[0024] 采樣率f；必須滿足寬帶采樣定律，并且采樣率是基帶速率的整數(shù)倍。寬帶采樣 定律；Ml < 乂 < ^，片和fa分別是信號頻譜的上下邊帶，n是一個不超過的最大 /? +1 巧 Jh - Jl 整數(shù)；
[00巧]中頻頻率f。與采樣率f S的關(guān)系：/〇 乂，m為正整數(shù)；
[0026] 射頻混頻頻率；f = fn±fr，fr表示接收空中信號的中屯、頻點，f CI表示中頻頻率，加 號表示高混頻，減號表示低混頻；
[0027] 模擬混頻頻率、功放和采樣率通過軟件在線配置。
[002引步驟C中，所述NCO數(shù)字混頻器實現(xiàn)中頻信號的零中頻處理（數(shù)字正交變換）和 頻點的選擇。數(shù)字正交混頻頻點計算方法；片。。=f crfs+Bi/化(n-1)地2，Bi是所有頻點的頻 譜帶寬，B2為兩個相鄰頻點的頻率間隔，n為頻點號；下變頻分多級抽取和濾波處理，抗混疊 濾波器的選取為；CIC濾波器、皿F濾波器和FIR濾波器，其中，高速率下濾波采用CIC濾波 器；2倍抽取濾波采用皿F濾波器；其它情況使用濾波采用FIR濾波器。
[0029] 步驟d中，頻點檢測模塊對不同的通信模式根據(jù)其信號的特征對信號進(jìn)行基帶同 步處理，對于GSM通信系統(tǒng)，同步處理包括粗同步和精同步，經(jīng)過同步確定是否含有FCCH和 SCH信道，從而判斷該頻點是否有效。
[0030] 粗同步即捜尋FCCH，步驟如下；
[0031] ①FB是FCCH信道的頻率校正突發(fā)脈沖序列，相位變化比較穩(wěn)定，而其他位置的數(shù) 據(jù)無該特性，可W根據(jù)該一特點，采用滑動窗口的方法判斷相位變化相對穩(wěn)定的區(qū)域。設(shè)置 窗長為化=142*OSR，142是頻率校正突發(fā)脈沖序列的長度，OSR是采樣倍率，捜索數(shù)據(jù)長 度設(shè)置為len ;
[0032] ②在窗口內(nèi)取相位差的最大值與最小值，并且求解最大值與最小值之差，相位差 公式如下：
[0033]
【主權(quán)項】
1. 一種支持多模的并行多通道快速掃頻系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)包括寬帶射頻模塊、多 模中頻模塊、基帶掃頻算法模塊和軟件配置模塊； 所述寬帶射頻模塊，對接收的射頻信號進(jìn)行模擬放大、濾波、混頻和A/D變換等處理； 所述多模中頻模塊，對數(shù)字中頻信號進(jìn)行下變頻處理，在下變頻之前對信號進(jìn)行數(shù)字 混頻，目的在于對數(shù)字中頻信號零中頻處理和