頻點(diǎn)選擇； 所述基帶掃頻算法模塊，包括頻點(diǎn)檢測模塊和功率計(jì)算模塊，完成頻點(diǎn)檢測和功率計(jì) 算，確定主基站頻點(diǎn)和臨小區(qū)基站頻點(diǎn)； 所述軟件配置模塊，通過上位機(jī)對(duì)射頻和中頻的在線配置，實(shí)現(xiàn)寬帶射頻和多模中頻， 兼容多種通信模式。
2. -種支持多模的并行多通道快速掃頻方法，其特征在于，主要包括以下步驟： 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(shí)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(shí)現(xiàn)多模中 頻； b、 寬帶射頻模塊通過天線接收空中射頻后，對(duì)信號(hào)進(jìn)行寬頻處理，包括兩級(jí)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(hào)經(jīng)過混頻濾波后變 成中頻信號(hào)，對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)變換，把模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)； 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(shí)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(duì)信號(hào)做下變頻處理，下變頻包括多級(jí)抽取和抗混 疊濾波，中頻信號(hào)經(jīng)過數(shù)字混頻和下變頻處理成為基帶信號(hào)； d、 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(gè)頻點(diǎn)檢測模 塊，各通道的頻點(diǎn)檢測模塊并行地對(duì)相應(yīng)的頻點(diǎn)作信號(hào)同步處理。經(jīng)過同步處理即可以確 定有用信號(hào)的頻點(diǎn)； 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(diǎn)號(hào)，通過功率計(jì)算模塊計(jì)算有 效頻點(diǎn)信號(hào)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(diǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的支持多模的并行多通道快速掃頻方法，其特征在于，步驟b 中，寬帶射頻模塊要根據(jù)接收信號(hào)的頻率和帶寬，結(jié)合帶寬采樣定理和基帶信號(hào)的速率確 定采樣率和中頻頻點(diǎn)，最后確定模擬混頻頻率。 采樣率4必須滿足寬帶采樣定律，并且采樣率fs是基帶速率的整數(shù)倍。寬帶采樣定 律：A SI, fdPfH分別是信號(hào)頻譜的上下邊帶，n是一個(gè)不超的最大整 n +1 /7 Jh - Jl 數(shù)； 中頻頻率fQ與采樣率f s的關(guān)系：乂 /:, m為正整數(shù)； 射頻混頻頻率= 表示接收空中信號(hào)的中心頻點(diǎn)，f Cl表示中頻頻率，加號(hào)表 不尚混頻，減號(hào)表不低混頻； 模擬混頻頻率、功放和采樣率通過軟件在線配置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的支持多模的并行多通道快速掃頻方法，其特征在于，步驟c 中，所述數(shù)字控制振蕩器實(shí)現(xiàn)中頻信號(hào)的零中頻處理和頻點(diǎn)的選擇。 數(shù)字正交混頻頻點(diǎn)計(jì)算方法：fNa)= f B1是所有頻點(diǎn)的頻譜帶寬， B2S兩個(gè)相鄰頻點(diǎn)的頻率間隔，η為頻點(diǎn)號(hào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的支持多模的并行多通道快速掃頻方法，其特征在于，步驟c 中，下變頻分多級(jí)抽取和濾波處理，抗混疊濾波器的選取為：CIC濾波器、HBF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HBF濾波器；其它情況使用 濾波采用FIR濾波器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的支持多模的并行多通道快速掃頻方法，其特征在于，步驟d 中，頻點(diǎn)檢測模塊對(duì)不同的通信模式根據(jù)其信號(hào)的特征對(duì)信號(hào)進(jìn)行基帶同步處理，對(duì)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(diǎn)是否有效。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的支持多模的并行多通道快速掃頻方法，其特征在于，所述粗 同步即搜尋FCCH，步驟如下： ① FB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，可以根據(jù)這一特點(diǎn)，采用滑動(dòng)窗口的方法判斷相位變化相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域。設(shè)置窗長 為BL= 142*OSR，142是頻率校正突發(fā)脈沖序列的長度，OSR是采樣倍率，搜索數(shù)據(jù)長度設(shè) 置為Ien ; 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：
其中信號(hào)相位為爐權(quán)），相鄰符號(hào)間的相位差為A爐乜），對(duì)連續(xù)142個(gè)接收符號(hào)計(jì)算最 大值與最小值相位差#心）： ③ 在所有的相位差值數(shù)組中，求出其中最小值供(6)_，并記錄最小值辦(O15in所在位置， 標(biāo)記為position ; 為參考門限值，當(dāng)最小相位差奴Umm滿足MUmin <時(shí)，則表示找到了頻率突 發(fā)，同步成功。參考門限值設(shè)置如下： 因?yàn)镕B是連續(xù)142個(gè)0,其相鄰符號(hào)之間的相位差都是31/2,在不考慮誤差和干擾的 情況下，在FB接收期間爐認(rèn)）可以達(dá)到理論的最小值0,而其它信息序列由于不全為0,其相 鄰符號(hào)相位有1/2或31/2兩種可能，因此^^)應(yīng)該為31，門限爐(〇[0,4 ; ⑤FCCH的粗略位置為：Fb_Position = Start+position，Start為同步的起始位置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的支持多模的并行多通道快速掃頻方法，其特征在于，所述精 同步是FCCH與SCH的相對(duì)位置關(guān)系，SCH位于FCCH之后8個(gè)時(shí)隙的位置，在一個(gè)較小的范 圍內(nèi)搜索SCH的訓(xùn)練序列，完成更精細(xì)的同步。步驟如下： ① 在采樣倍率是OSR時(shí)，滑動(dòng)窗的長度為64*0SR樣點(diǎn)，64為SCH信道突發(fā)脈沖序列為 SB的長度； ② 在FCCH的粗略起始位置后的8個(gè)時(shí)隙的位置，可以推動(dòng)該滑動(dòng)窗在小范圍內(nèi)滑動(dòng)， 其中滑動(dòng)步長為1個(gè)樣點(diǎn)，每滑動(dòng)一次； ③ 使用本地參考序列與每次滑動(dòng)窗所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)作相關(guān)，求得該次相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果。 依次類推，可求得所有的相關(guān)值。相關(guān)公式如下：
式中Xi是本地訓(xùn)練序列，y 1是接收的信號(hào)，η為滑動(dòng)窗的長度。 ④ 相關(guān)值在SB訓(xùn)練序列處達(dá)到最大，故可取其中相關(guān)值的最大值，最大相關(guān)系數(shù)要超 過門限值S，即精同步成功。最大相關(guān)值對(duì)應(yīng)的位置即為SB的訓(xùn)練序列所在位置，然后根 據(jù)SB的結(jié)構(gòu)即可得到同步突發(fā)SB的起始位置，至此已完成精同步，實(shí)現(xiàn)初始同步，頻點(diǎn)檢 測通過。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的支持多模的并行多通道快速掃頻方法，其特征在于，步驟f 中，功率計(jì)算模塊計(jì)算有效頻點(diǎn)下的功率值，其計(jì)算過程采用如下公式：
式中，M為計(jì)算平均功率點(diǎn)的點(diǎn)數(shù)，I(n)數(shù)字混頻后的同相分量，Q(n)數(shù)字混頻后的正 交分量；功率值最大的為主基站頻點(diǎn)，其它為臨小區(qū)基站頻點(diǎn)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持多模的并行多通道快速掃頻系統(tǒng)，其特征在于，多通道 的硬件平臺(tái)選取FPGA芯片。
【專利摘要】一種支持多模的并行多通道快速掃頻方法及系統(tǒng)，系統(tǒng)由寬帶射頻、多模中頻、基帶掃頻算法和軟件配置四大部分組成。寬帶射頻部分主要對(duì)接收的射頻信號(hào)進(jìn)行模擬放大、濾波、混頻和A/D變換等處理；多模中頻部分主要是負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)字中頻信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，在下變頻之前需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字混頻；基帶掃頻算法部分主要包括頻點(diǎn)檢測和功率計(jì)算模塊，頻點(diǎn)檢測模塊快速準(zhǔn)確的判斷頻點(diǎn)，再由功率計(jì)算模塊確定主基站頻點(diǎn)和臨小區(qū)基站頻點(diǎn)；軟件配置模塊通過上位機(jī)對(duì)射頻和中頻的在線配置，實(shí)現(xiàn)寬帶射頻和多模中頻，兼容多種通信系統(tǒng)。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)GSM/CMDA/WCDMA/LTE等多種通信模式的快速掃頻，系統(tǒng)靈活性高，速度快，適用范圍廣，節(jié)約成本。
【IPC分類】H04W48-16
【公開號(hào)】CN104661287
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510128220
【發(fā)明人】田增山, 李路, 王勇, 代海鵬, 趙朋朋, 劉可書
【申請(qǐng)人】重慶郵電大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年3月23日