[发明专利]一种采用软件无线电技术的移动通信基站收发信机及信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体为一种采用软件无线电技术的移动通信基站的收发信机装置及信号处理方法。

背景技术

软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来实现无线电台的各种功能，从基于硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来。自二十世纪九十年代以来，软件无线电技术已经在无线电通信领域得到了广泛的应用，在移动通信领域也有了长足的进展。

移动通信系统包括公用移动通信系统和专用移动通信系统。前者通常是指公用陆地移动通信系统(PLMN)；而后者的范围广泛得多，通常意义下，无线集群通信系统是各类专用移动通信系统中应用最为广泛的。

无论公用移动通信系统还是专用移动通信系统，目前的技术都已经进入数字化时代，其中很多种系统的标准采用TD/FDMA的多址技术。比如公用移动通信系统中的GSM标准、专用移动通信系统中的TETRA标准等等。

采用TD/FDMA多址技术的通信系统的基站收发信机，传统的基带数字化解决方案主要有以下缺点：

1) 对于不同载频的信道，均需占用一套单独的射频收发信机和基带处理设备接收，基站的硬件结构复杂，不利于维护和降低成本；

2) 采用基带数字化收发信机设计，由于模拟正交解调器或解调器固有的同相和正交支路幅度和相位不平衡性，会导致相应的系统性能损失；

3) 系统的数字化和软件化程度较低，灵活性较差，不易于系统功能扩展和升级；

4) 专用化、硬件化的设计不利于不同通信系统间的互联互通。

为此，中国专利申请CN101388681A提出了一种采用软件无线电技术的宽带数字中频收发信机来作为TETRA集群系统基站的收发信机。其主要技术方案为：收发信机包括宽带射频前端部件和载波处理板，宽带射频前端部件包括接收通道和发射通道，接收通道包括依次联接的射频接收滤波器、低噪声放大器、下变频器、接收用中频滤波器和中频自动增益控制放大器；发射通道包括依次联接的发射用中频滤波器、中频放大器、上变频器、射频发射滤波器和射频功率放大器；所述的载波处理板包括模数转换模块、数模转换模块，现场可编程门阵列器件和数字信号处理器和时钟单元。

上述方案虽然具有较高的性能、较高的灵活性、对信号变化适应较强、系统硬件结构易于模块化、结构化设计，硬件平台结构简单、并且具有很高的通用性、易于系统功能的扩展和升级等特点，克服了传统基带数字化解决方案的缺陷，但在以下几个方面仍存在不足：

1) 现有基站的收发信机仅完成单载波信号的收发功能，而多载波基站系统是由多个收发信机并行工作来完成多载波信号收发功能的。各个收发信机的发射信号需要经过合路器，合成一路传输到双工器及天馈系统。发射信号经过合路器，会造成输出信号功率损失，进而使得信号覆盖范围缩小；

2) 现有移动通信系统中软件无线电多载波收发技术往往采用载波频率规则分布的实现方法，无法实现信道的灵活配置；

3) 现有基站为了提高抗衰落性能，往往采用空间分集接收的实现方法。将不同天线接收到的移动台信号送入多路相同的接收通道进行信号处理。那么，在基站系统不采用分集接收的时候，接收到的移动台信号只送入其中一路接收通道进行信号处理，其余的接收通道却不能用作其他载波信号的接收，显然是一种资源浪费；

4) 现有软件无线电多载波接收技术，受限到ADC动态范围的限制，在接收多载波信号时难以满足集群基站的抗阻塞性能，并且难以同时满足各载波的动态范围；

5) 现有的多载波基站由多个信道机完成多载波信号的收发功能，不仅在信号合路的时候造成了功率损失，而且多载波基站的小型化、低成本等性能不容易实现。

发明内容

本发明首先所要解决的技术问题是提供一种采用软件无线电技术、适应单载波到多载波、并在单载波或多载波工作时支持分集接收的采用软件无线电技术的移动通信基站收发信机。为此，本发明采用以下技术方案：一种采用软件无线电技术的移动通信系统基站收发信机，应用于基于TD/FDMA多址技术的移动通信系统，它包括以下三个组成部分：

1-a) 多模式控制装置，其作用是通过和数字信号处理装置间的接口自动加载不同工作模式的数字信号处理软件，通过和射频前端之间的接口控制接收通道的本振源产生相应的本振信号，使收发信机能够工作于不同的工作模式，

本发明中收发信机可以支持单载波到多载波工作，其中各个载波又可以采用或不采用分集接收，这样就形成了收发信机的多个不同的工作模式。