[实用新型]用于多载波移动通信中继设备的数字选频装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于多载波移动通信系统的数字选频装置。

背景技术

随着移动用户数量和数据业务比例逐渐增加，移动通信系统承载的载波数量急剧增加，载波数的增加使得相邻载波之间产生许多互调信号，这些互调信号不仅会对通信系统造成噪声干扰，降低通信的质量，甚至造成通信系统瘫痪，互调信号的谐波还有可能成为其他通信的干扰源。另一方面，由于用户和运营商对移动通信网络质量和覆盖效果提出了越来越高的要求，从而促使中继设备被广泛使用。在多载波通信系统中，为了降低互调信号的影响，其中继设备一般会采取信道选频的方式，即在接收信号后，根据各信道频率的不同，让每个信道都通过各自的带通滤波器，滤除每个信道带外的噪声，然后再把信号发射出去。

在传统的模拟信号领域实现通信系统的信号选频，一般都采用中频声表面滤波器来完成。由于移动通信系统中传输的是射频信号，在采用这种实现方式时，需要把射频信号变换到高中频处理。对于通信系统中的窄带信号，比如GSM信号、CDMA2000EVDO信号，实现选频功能所使用的声表面滤波器的体积大，而且外围电路复杂，需要有阻抗匹配电路、增益补偿电路等，并且每一个信号处理通道还需要有各自的混频单元，每个混频单元都需要独立进行控制。在载波数激增的情况下，比如8载波、12载波甚至16载波，基于传统技术设计制造的选频装置的体积越来越大，并且电路复杂程度成倍增加，对于故障排除、批量生产都是十分不利的。

近年来，数字信号处理技术已应用到移动通信系统的中继设备上。随着半导体技术的发展，ASICs价格不断下降，原本应用在基站上的一些ASICs也应用到中继设备的选频装置中。这种实现方式，相比于传统模拟的实现方式，虽然解决了电路复杂、体积大的问题，但存在ASICs寄存器的配置复杂、芯片性能对制约设备性能提高和不利于系统扩展等问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用于多载波移动通信中继设备的数字选频装置。

本实用新型采用如下技术方案：用于多载波移动通信中继设备的数字选频装置，包括混频子系统，模数转换器子系统，数模转换器子系统，微控制器子系统，时钟子系统，以及分别与模数转换器子系统、数模转换器子系统、微控制器子系统、时钟子系统连接的数字中频处理子系统；

数字中频处理子系统采用现场可编程逻辑阵列，并且包括依次连接的数字下变频单元、增益控制调整单元、数字上变频单元，以及接口单元；数字下变频单元包括直接数字频率合成器单元，用于进行数字混频、调制，以消除模数转换时产生的频谱搬移；以及滤波器，用于对信号进行了抽取、滤波处理；增益控制调整单元，用于接收数字下变频单元的输出信号，并根据中继设备的带内波动情况对整个带宽的增益进行调整；数字上变频单元，包括滤波器，用于对信号进行了插值、滤波处理；直接数字频率合成器单元，用于进行数字混频、调制，还原出数字中频信号；接口单元分别与微控制器子系统、直接数字频率合成器单元、增益控制调整单元连接。

直接数字频率合成器单元，包括直接数字频率合成器，其根据输入频率字处理产生的相应离散正弦/余弦信号，所述频率字由微控制器子系统根据各个信道频率相应设置、并通过接口单元从微控制器子系统获取；以及乘法器，用于将模数转换器子系统的输出信号/数字下变频单元的输出信号与直接数字频率合成器输出的离散正弦/余弦信号进行相乘操作。

增益控制调整单元根据增益调整参数对整个带宽的增益进行衰减/补偿，所述调整参数由微控制器子系统根据中继设备的带内波动情况产生、并通过接口单元从微控制器子系统获取。

所述增益调整参数包括增益调整的步长和增益调整的范围。

数字下变频单元、数字上变频单元采用两级包括滤波器级联结构。

混频子系统，包括上混频器，用于将高中频信号变换成射频输出信号；下混频器，用于把射频信号变换成高中频信号；补偿增益放大器，用于补偿混频时产生的衰减；带通滤波器，用于抑制输入模数转换器子系统信号的谐波；以及本振模块，用于产生混频器的本振信号。

时钟子系统包括参考时钟模块，用于产生参考时钟信号；以及时钟分配模块，用于将参考时钟分配给各个子系统。

模数转换器子系统，包括模数转换器，用于实现信号模数转换；功率检测和控制模块，用于对输入模数转换器的信号进行信号检测，并且根据输入信号功率控制模数转换器子系统工作状态。

由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：