CN1440147A - Cdma多载波接收系统 - Google Patents
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Abstract
一种在码分多址(CDMA)蜂窝无线通信系统中，采用数字中频方式设计的CDMA多载波接收系统，包括接收天线、射频放大和下变频单元、中频解调单元和基带信号处理单元四个部分，其中，射频放大和下变频单元接收从接收天线接收到的无线射频信号，输出中频信号，射频通道为宽带通道，中频滤波器的通带带宽为N*1.23MHz(N为载波数)；中频解调单元接收模拟的中频信号，输出数字基带信号，其中A/D变换器采用宽带大动态范围的A/D变换器，可以同时完成N个载波的A/D变换功能，信道选择由正交解调器、数字下变频和FIR滤波器共同完成，正交解调器可以将不同的单载波设置为中心频率，数字下变频滤波和FIR滤波器共同完成邻道抑制，AGC采用全数字AGC方式。该多载波接收系统具有成本低廉，体积小，可以平滑过渡EV－DV的优点。
Description
技术领域
本发明属于无线移动通信无线接入技术领域，是一种在码分多址(CDMA)蜂窝无线通信系统中，采用数字中频方式设计的CDMA多载波接收系统。
背景技术
附图1显示出普通CDMA无线接收机的原理框图，主要包括接收天线、射频放大和下变频单元、中频解调单元和基带信号处理单元，与接收天线连接的射频放大和下变频单元输出中频信号，中频解调单元输出基带信号。早期的无线中频接收机全部采用模拟方法实现，存在有价格昂贵、调试复杂等问题，随着工艺和技术的发展，无线中频接收机逐渐从模拟接收机发展到数字接收机。
附图2为现在通用的CDMA多载波接收系统，这种系统的主要特征在于：将多个单载波接收系统并联组成CDMA多载波接收系统。如图所示，CDMA多载波信号经接收天线接收下来，再经过双工器滤波和LNA(低噪声放大器)放大后，被分路到多个单载波接收机中，以一个单载波接收机为例，这个单载波接收机顺序连接射频滤波器21、变频器22、中频放大器23、中频滤波器24、中频放大器25、A/D变换器26、正交解调器27、数字下变频器28。其中射频滤波器21、变频器22和中频放大器23为宽带器件，中频滤波器25为窄带滤波器，一般选用SAW(声表面波)滤波器，变频器22和中频滤波器24共同作用，完成信道选择功能。至于A/D变换器26、正交解调器27和数字下变频器28与一般的数字中频接收机中的器件相同。每个单载波接收机将解调出来的基带信号，再合并后统一传送到基带信号处理单元。从中可以看出，这种多载波接收机并不是真正意义上的宽带多载波接收机，因此这种多载波接收机随着接收载波数的增多，成本和体积也随之倍增。除此之外，这种多载波接收系统由于采用单载波并联方式来实现，因此无法实现向EV-DV系统的平滑过渡。
发明内容
本发明就是要克服上述已有技术的缺点，提供一种真正意义上的宽带CDMA多载波接收系统，整个接收系统的模拟部分全部采用宽带器件，信道选择由数字正交解调、数字抽值滤波和信道选择滤波器(数字FIR滤波器)来共同完成，无论是接收单载波还是多载波都采用统一的硬件平台，只需通过软件设置，即可完成不同载波的接收功能，因此该多载波接收系统具有成本低廉，体积小，可以平滑过渡EV-DV的优点。
本发明的技术系统是这样实现的：一种CDMA多载波频接收系统，包括接收天线、射频放大和下变频单元、中频解调单元和基带信号处理单元四个部分：所述的射频放大和下变频单元接收从接收天线接收到的无线射频信号，输出中频信号，包括顺序连接的射频前端、分路器、射频滤波器、变频器、中频滤波器和中频放大器，其特征在于：其射频通道为宽带通道，中频滤波器的通带带宽为N*1.23MHz(N为载波数)；所述的中频解调单元接收模拟的中频信号，输出数字基带信号，包括顺序连接的A/D变换器、正交解调器、数字下变频、直流滤波、成型滤波器、信道选择滤波器和AGC单元，其特征在于：A/D变换器采用宽带大动态范围的A/D变换器，可以同时完成N个载波的A/D变换功能。信道选择由正交解调器、数字下变频和信道选择滤波器共同完成，正交解调器可以将不同的单载波设置为中心频率，数字下变频滤波和信道选择滤波器共同完成邻道抑制，由于AGC只能在信道选择后完成，所以AGC采用全数字AGC方式来完成。
信道选择滤波器采用数字FIR滤波器；
还包括有直流滤波器，设置在数字下变频与成型滤波器间，可以根据是否有直流抵消电路进行取舍；
所述的直流滤波器是隔离直流的数字滤波器。
所述的A/D变换器为K比特宽带的大动态范围的A/D变换器，所述的A/D变换器前的模拟中频信号所具有的动态范围至少需要有M个有效比特数据，则应有N＞M，如果所述的A/D变换器前的模拟中频信号为N载波CDMA信号，A/D变换器必须具有满足模拟中频信号的采样带宽。
所述的AGC单元采用全数字方式的AGC。
如上所述，本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，因为普通的CDMA多载波接收系统采用变频器和中频滤波器来共同完成频率选择，变频器完成将不同的单载波设置为中心频率，中频滤波器完成邻道抑制功能，所以中频滤波器一般为声表面波滤波器，为窄带滤波器，通带为1.23MHz左右。如果要完成多载波接收，必须将这样多个单载波接收系统并联共同完成，随着接收多载波数量的增加，成本和体积随之倍增。采用本发明方式的CDMA多载波接收系统，整个射频通道全为宽带通道，中频滤波器的通带带宽为N*1.23MHz(N为载波器)，其中N可以由设计根据实际情况自定义设置，A/D变换器采用宽带大动态范围的，信道选择由数字信号处理来完成，可以通过DSP(数字信号处理器)和FPGA(可编程器件)来共同完成，无论是多载波接收还是单载波接收都采用统一的硬件平台，只需通过改变软件设置即可完成不同载波的接收，整个系统具有极低的成本，接收性能好，体积小等优点。
附图说明
图1为普通CDMA接收机的原理框图；
图2为传统方式的CDMA多载波接收系统框图；
图3为本发明的数字解调和数字下变频实现框图；
图4为本发明CDMA多载波接收系统框图；
具体实现方式
参见图4，图中示出CDMA多载波接收系统结构，由天线单元、射频放大和下变频单元、中频解调单元和基带信号处理单元组成。射频放大和下变频单元输出模拟中频信号，中频解调单元输出数字基带信号。
射频放大和下变频单元包括射频前端42、分路器43、射频滤波器44、变频器45、中频滤波器46和中频放大器47组成。
所述的射频前端42主要包括双工器、接收滤波器和LNA(低噪声放大器)等器件，对收发分离、滤波和低噪声放大等作用。
中频滤波器46一般采用SAW(声表面波)滤波器，通带为N*1.23MHz。
中频放大器47一般将接收到的最大信号放大到A/D变换器的满量程或接近满量程处。
中频解调单元以一路单载波接收为例，包括有A/D变换器48、正交解调器49、数字下变频器410、直流滤波器411、成型滤波器412、信道选择滤波器413和AGC单元414。模拟中频信号输入至A/D变换器48，由AGC单元进行自动增益控制后输出基带信号。
所述的A/D变换器48是宽带高速的大动态范围的A/D变换器，可以同时采样N个载波，动态范围能够满足CDMA多载波系统对动态范围的要求。
中频解调单元中的正交解调器49、数字下变频器410和成型滤波器412是数字中频处理的必要环节，一般正交解调器49、数字下变频器410的结构参见图3。正交解调器49将m*chip(m*1.2288M)速率的数字基带信号，进行数字正交解调，解调出数字基带I、Q信号，送到数字下变频器410中进行抽值滤波器，一般抽值滤波器主要包括CIC(串行积分梳状)抽值滤波器和FIR(有限冲击响应)抽值滤波器，数字下变频器410将基带I、Q信号抽值到8*chip(8*1.2288M)或2*chip(2*1.2288M)速率，从而完成抗混叠滤波和降低数字信号处理量，成型滤波器412与一般数字中频接收机中的成型滤波器没有区别。
信道选择由正交解调器49、数字下变频器410和信道选择滤波器413共同完成。正交解调器49将所需要解调的载波，变换到中心频率，数字下变频器410能起到一部分邻道抑制作用，最终的信道选择由信道选择滤波器413完成，一般信道选择滤波器413采用数字FIR滤波器来实现。
AGC单元414采用全数字AGC方式来实现，并输出RSSI(接收场强指示)，并将经自动增益控制处理后的基带信号输送到基带信号处理单元427。
将N个这样的接收单元并联起来，就构成CDMA多载波接收。
本发明的信号流程如下(参见图4)：
接收天线单元41接收来自移动台的无线信号，送到射频放大和下变频单元，包括射频前端42、分路器43、射频滤波器44、变频器45、中频滤波器46和中频放大器47，进行射频放大和下变频后，将RF信号变换为中频信号，送到A/D变换器48首先将中频的模拟信号，变换为数字信号后，在送到正交解调器49中进行正交解调，生成正交的I、Q信号，数字下变频器410将数字正交的I、Q信号进行数字下变频，对下变频的基带信号在进行直流滤波411和成型滤波412后，送到信道选择滤波器413中进行信道选择性滤波后，再送到进行AGC单元414中进行自动增益控制处理，输出符合基带信号处理要求的基带数据格式，最终输出到基带信号处理单元427。
Claims (7)
1、一种CDMA多载波接收系统，包括接收天线、射频放大和下变频单元、中频解调单元和基带信号处理单元四个部分，
所述的射频放大和下变频单元接收从接收天线接收到的无线射频信号，输出中频信号，包括顺序连接的射频前端、分路器、射频滤波器、变频器、中频滤波器和中频放大器；
所述的中频解调单元接收模拟的中频信号，输出数字基带信号，包括顺序连接的A/D变换器、正交解调器、数字下变频、成型滤波器、信道选择滤波器和AGC单元；
其特征在于：其射频通道为宽带通道，中频滤波器的通带带宽为N*1.23MHz(N为载波数)，A/D变换器采用宽带大动态范围的A/D变换器，可以同时完成N个载波的A/D变换功能。
2、如权利要求1所述的CDMA多载波接收系统，其特征在于：信道选择由正交解调器、数字下变频和信道选择滤波器共同完成，正交解调器可以将不同的单载波设置为中心频率，数字下变频滤波和信道选择滤波器共同完成邻道抑制。
3、如权利要求2所述的CDMA多载波接收系统，其特征在于：所述的信道选择滤波器采用数字FIR滤波器。
4、如权利要求1所述的CDMA多载波接收系统，其特征在于：AGC采用全数字AGC方式来完成。
5、如权利要求1所述的CDMA多载波接收系统，其特征在于：在数字下变频与成型滤波器间还设有直流滤波器。
6、如权利要求4所述的CDMA多载波接收系统，其特征在于：所述的直流滤波器是隔离直流的数字滤波器。
7、如权利要求1所述的CDMA多载波接收系统，其特征在于：所述的A/D变换器为K比特宽带的大动态范围的A/D变换器，所述的A/D变换器前的模拟中频信号所具有的动态范围至少需要有M个有效比特数据，且N＞M，如果所述的A/D变换器前的模拟中频信号为N载波CDMA信号，A/D变换器必须具有满足模拟中频信号的采样带宽。
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| CN03104916A CN1440147A (zh) | 2003-02-28 | 2003-02-28 | Cdma多载波接收系统 |
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Country Status (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN101931424A (zh) * | 2010-03-08 | 2010-12-29 | 西安烽火电子科技有限责任公司 | 短波射频数字化处理模块 |
| CN102332927A (zh) * | 2010-07-13 | 2012-01-25 | 大唐移动通信设备有限公司 | 一种提高接收机灵敏度的方法及装置 |
| US9705609B2 (en) | 2014-04-15 | 2017-07-11 | Commscope Technologies Llc | Wideband remote unit for distributed antenna system |
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2003
- 2003-02-28 CN CN03104916A patent/CN1440147A/zh active Pending
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