專利名稱：采用全數(shù)字agc的cdma接收機系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于無線移動通信無線接入技術(shù)領域，涉及一種無線中頻接收機，更確切的將是一種采用全數(shù)字AGC的CDMA接收機系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
附圖1顯示出無線中頻接收機，主要包括射頻放大和下變頻單元、中頻解調(diào)單元和基帶信號處理單元，與接收天線連接的射頻放大和下變頻單元輸出中頻信號，中頻解調(diào)單元輸出基帶信號。早期的無線中頻接收機全部采用模擬方法實現(xiàn)，存在有價格昂貴、調(diào)試復雜等問題，隨著工藝和技術(shù)的發(fā)展，無線中頻接收機逐漸從模擬接收機發(fā)展到數(shù)字接收機。
最初的數(shù)字接收機只是在基帶信號處理單元部分采用數(shù)字技術(shù)處理，稱為模擬中頻數(shù)字接收機，可以實現(xiàn)大部分數(shù)據(jù)信號處理的工作，但是基帶和中頻模擬器件如基帶濾波器依然無法實現(xiàn)數(shù)字化。隨著技術(shù)的進一步發(fā)展，中頻解調(diào)部分也采用數(shù)字信號技術(shù)處理，稱作數(shù)字中頻接收機。
附圖2所示，是在射頻放大和下變頻單元部分，即在順序連接的放大器21、混頻器22、帶通濾波器23及模擬可調(diào)增益放大器24間通過采用射頻功率檢測器來控制中頻AGC的動態(tài)范圍，即通過模擬AGC來降低A/D采樣時的信號變化范圍，對信號進行精確的控制。在該技術(shù)方案中，要求模擬可調(diào)增益放大器24輸出的模擬信號幅度不能超過A/D變換輸入電平的范圍，否則將引起量化的過載失真，還要求模擬可調(diào)增益放大器24輸出的模擬信號應盡可能接近A/D變換的最大輸入電平，才能保證后續(xù)的處理精度。這種方案存在AGC控制步長、精度不夠準確，以及AGC在大動態(tài)范圍內(nèi)很難保持線性的問題。
附圖3所示為數(shù)字中頻接收機的另一種自動增益控制方案，是在中頻解調(diào)單元部分，即在順序連接的模擬可調(diào)增益放大器31、A/D變換器32、中頻解調(diào)器33及下抽樣器34間通過采用中頻功率檢測器35來控制可調(diào)增益放大器31(AGC)的放大量，是在基帶解調(diào)后根據(jù)數(shù)字基帶信號的強弱來控制AGC的放大量。在該方案中需要采用大動態(tài)范圍的A/D變換器來滿足信號動態(tài)范圍的需求，可實現(xiàn)比模擬系統(tǒng)更加準確、靈活的控制，但是存在數(shù)據(jù)信號處理量相對較大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設計采用全數(shù)字AGC的CDMA接收機系統(tǒng)，以簡單、實用為發(fā)明宗旨，大幅度降低降低數(shù)字信號處理量，在數(shù)字AGC中采用前饋AGC方式，在AGC環(huán)路中取消了模擬的可變增益放大器，降低了成本，同時達到精確控制的目的。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種采用全數(shù)字AGC的CDMA接收機系統(tǒng)，包括中頻解調(diào)單元和基帶信號處理單元所述的中頻解調(diào)單元接收模擬的中頻信號，輸出數(shù)字基帶信號，包括順序連接的A/D變換器、正交解調(diào)器、數(shù)字下變頻和成型濾波器，其特征在于還包括有信號功率檢測器、自動增益控制參數(shù)生成器和量化表；所述的信號功率檢測器和自動增益控制參數(shù)生成器順序連接；所述的信號功率檢測器是測量成型濾波器輸出的數(shù)字基帶的功率采集信號的能量，所述的自動增益控制參數(shù)生成器向所述的量化表輸出AGC參數(shù)，用于保證基帶信號輸出在一定的范圍之內(nèi)，所述的中頻解調(diào)單元輸出的數(shù)字基帶信號由成型濾波器輸出的數(shù)字基帶的功率采集信號查詢量化表后輸出。
還包括有直流濾波器，設置在數(shù)字下變頻與成型濾波器間；所述的信號功率檢測器與所述的自動增益控制參數(shù)生成器間還設置有濾波器。
所述的直流濾波器是隔離直流的數(shù)字濾波器。
所述的A/D變換器為N比特的大動態(tài)范圍的A/D變換器，所述的A/D變換器前的模擬中頻信號所具有的動態(tài)范圍至少需要有M個有效比特數(shù)據(jù)，則應有N＞M。
普通的數(shù)字中頻接收機采用在A/D變換器前面，增加模擬的AGC，通過調(diào)整A/D變換前的信號幅度的大小，保證A/D變換后的信號幅度符合基帶信號處理對信號能量的要求。而本發(fā)明的采用全數(shù)字AGC的CDMA接收機系統(tǒng)，則與普通的數(shù)字中頻接收機不同，在整個射頻和中頻鏈路上都沒有模擬的AGC存在，而是通過數(shù)字前饋方式來完成整個AGC的功能，由于采用前饋方式，因此鎖定時間快速，不存在自激問題，采用全數(shù)字AGC的CDMA接收機系統(tǒng)具有不需要調(diào)試，鏈路穩(wěn)定，成本低廉等優(yōu)點。


圖1是普通無線中頻接收機的原理性結(jié)構(gòu)框2是模擬中頻數(shù)字接收機AGC方案的原理性結(jié)構(gòu)框3是采用基帶控制的數(shù)字中頻接收機AGC方案的原理性結(jié)構(gòu)框4是本發(fā)明采用全數(shù)字AGC的CDMA接收機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖具體實現(xiàn)方式參見圖4，圖中示出采用全數(shù)字AGC的CDMA接收機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，由天線單元41、射頻放大和下變頻單元42、中頻解調(diào)單元43和基帶信號處理單元44組成。射頻放大和下變頻單元42輸出模擬中頻信號，中頻解調(diào)單元43輸出數(shù)字基帶信號。而由中頻解調(diào)單元43和基帶信號處理單元44則組成本發(fā)明的采用全數(shù)字AGC的CDMA接收機系統(tǒng)。
中頻解調(diào)單元43包括有A/D變換器4301、正交解調(diào)器4302、數(shù)字下變頻器4303、直流濾波器4304、成型濾波器4305、量化表4306、信號功率檢測4307、濾波器4308、AGC參數(shù)生成器4309。模擬中頻信號輸入至A/D變換器4301，由量化表4306輸出數(shù)字基帶信號。
中頻解調(diào)單元43中的正交解調(diào)器4302、數(shù)字下變頻器4303和成型濾波器是數(shù)字中頻處理的必要環(huán)節(jié)，與傳統(tǒng)的處理方法相同。
本發(fā)明將AGC分成四個部分，即信號功率檢測4307、濾波4308、AGC參數(shù)生成4309和量化表4306，這四部分綜合起來共同完成AGC功能。
信號功率檢測器4307接收成型濾波器4305輸出的基帶信號，用于測量數(shù)字基帶信號的能量，若正交解調(diào)器采用QPSK(四相移相鍵控)信號解調(diào)，則數(shù)字基帶信號的能量信號是正交兩路信號能量之和，可以由I2+Q2算法生成(其中I為同相支路數(shù)據(jù)，Q為正交支路數(shù)據(jù))，設I、Q的有效比特數(shù)為M，則I2+Q2的有效比特數(shù)為2M+1，由于I、Q為大動態(tài)范圍信號，因此采用I2+Q2算法測量信號能量數(shù)據(jù)計算量十分巨大。為了降低數(shù)據(jù)計算量，也可以采用|I|+|Q|替代sqr(I2+Q2)，進行基帶信號能量測量，采用|I|+|Q|測量基帶信號能量時，其|I|+|Q|的有效比特數(shù)為M+1位，從而有效的降低了數(shù)字運算量。
濾波器4308除了具有傳統(tǒng)功率檢測濾波器的作用外，還具有防止信號受到突發(fā)噪聲干擾的作用。
AGC參數(shù)生成器4309通過對接收信號分布進行統(tǒng)計，計算出接收信號分布的均方差(SIGMA)，以保證大部分接收信號，如99.9％，處在再次量化的范圍內(nèi)，并根據(jù)接收信號分布范圍生成修正系數(shù)，最終產(chǎn)生量階，提供給量化表4306。在無線技術(shù)領域中，無線信號一般用高斯信道模型來描述，在AGC輸出的n比特數(shù)據(jù)信號服從N(0，SIGMA)時，SIGMA2即為接收信號的平均能量。
最終的數(shù)字基帶信號是由數(shù)字基帶信號對量化表4306確定的。經(jīng)量化表4306確定輸出的數(shù)字基帶信號，如在CDMA系統(tǒng)中，應為4bit的I、Q信號，而且基帶信號的能量應保持在I2+Q2＝18。
直流濾波器4304是一個隔離直流的數(shù)字濾波器，能夠隔離直流對信號造成的干擾，可以根據(jù)是否有直流抵消電路，進行取舍。
本發(fā)明的信號流程如下(參見圖4)接收天線單元41接收來自移動臺的無線信號，送到射頻放大和下變頻單元42，進行射頻放大和下變頻后，將RF信號變換為中頻信號，送到中頻解調(diào)單元43，在中頻解調(diào)單元43中A/D變換器4301首先將中頻的模擬信號，變換為數(shù)字信號后，在送到正交解調(diào)器4302中進行正交解調(diào)，生成正交的I、Q信號，數(shù)字下變頻器4303將數(shù)字正交的I、Q信號進行數(shù)字下變頻，對下變頻的基帶信號在進行直流濾波4304和成型濾波4305后，進行AGC處理，AGC主要由信號功率檢測4307，濾波器4308、AGC參數(shù)生成器4309和量化表4306組成?；鶐盘柺紫缺凰偷叫盘柟β蕶z測器4307中進行功率檢測，然后再送到濾波器4308進行濾波和抗突發(fā)干擾濾波后，送到AGC參數(shù)生成器4309中產(chǎn)生量階，量階被送到量化表中，對數(shù)字基帶信號進行量化，最終輸出符合基帶信號處理單元44要求的基帶信號。
權(quán)利要求
1.一種采用全數(shù)字AGC的CDMA接收機系統(tǒng)，包括中頻解調(diào)單元和基帶信號處理單元所述的中頻解調(diào)單元接收模擬的中頻信號，輸出數(shù)字基帶信號，包括順序連接的A/D變換器、正交解調(diào)器、數(shù)字下變頻和成型濾波器，其特征在于還包括有信號功率檢測器、自動增益控制參數(shù)生成器和量化表；所述的信號功率檢測器和自動增益控制參數(shù)生成器順序連接；所述的信號功率檢測器是測量成型濾波器輸出的數(shù)字基帶的功率采集信號的能量，所述的自動增益控制參數(shù)生成器向所述的量化表輸出AGC參數(shù)，用于保證基帶信號輸出在一定的范圍之內(nèi)，所述的中頻解調(diào)單元輸出的數(shù)字基帶信號由成型濾波器輸出的數(shù)字基帶的功率采集信號查詢量化表后輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的采用全數(shù)字AGC的CDMA接收機系統(tǒng)，其特征在于還包括有直流濾波器，設置在數(shù)字下變頻與成型濾波器間。
3.如權(quán)利要求2所述的采用全數(shù)字AGC的CDMA接收機系統(tǒng)，其特征在于所述的直流濾波器是隔離直流的數(shù)字濾波器。
4.如權(quán)利要求1或3所述的采用全數(shù)字AGC的CDMA接收機系統(tǒng)，其特征在于所述的信號功率檢測器與所述的自動增益控制參數(shù)生成器間還設置有濾波器。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的采用全數(shù)字AGC的CDMA接收機系統(tǒng)，其特征在于所述的A/D變換器為N比特的大動態(tài)范圍的A/D變換器，所述的A/D變換器前的模擬中頻信號所具有的動態(tài)范圍至少需要有M個有效比特數(shù)據(jù)，則應有N＞M。
全文摘要
一種采用全數(shù)字AGC的CDMA接收機系統(tǒng)，包括中頻解調(diào)單元和基帶信號處理單元所述的中頻解調(diào)單元接收模擬的中頻信號，輸出數(shù)字基帶信號，包括順序連接的A/D變換器、正交解調(diào)器、數(shù)字下變頻和成型濾波器，其中還包括有信號功率檢測器、自動增益控制參數(shù)生成器和量化表；所述的信號功率檢測器和自動增益控制參數(shù)生成器順序連接；所述的信號功率檢測器是測量成型濾波器輸出的數(shù)字基帶的功率采集信號的能量，所述的自動增益控制參數(shù)生成器向所述的量化表輸出AGC參數(shù)，用于保證基帶信號輸出在一定的范圍之內(nèi)，所述的中頻解調(diào)單元輸出的數(shù)字基帶信號由成型濾波器輸出的數(shù)字基帶的功率采集信號查詢量化表后輸出。本發(fā)明通過數(shù)字前饋方式來完成整個AGC的功能，由于采用前饋方式，因此鎖定時間快速，不存在自激問題，采用全數(shù)字AGC的CDMA接收機系統(tǒng)具有不需要調(diào)試，鏈路穩(wěn)定，成本低廉等優(yōu)點。
文檔編號H04L27/38GK1472905SQ03121118
公開日2004年2月4日 申請日期2003年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月27日
發(fā)明者朱應劍 申請人:東方通信科技發(fā)展有限公司