專利名稱：多載波信號處理的數(shù)字下變頻系統(tǒng)及其數(shù)字下變頻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信領(lǐng)域，尤其涉及多載波信號處理的數(shù)字下變頻系統(tǒng)及 其數(shù)字下變頻方法。
背景技術(shù)：
隨著移動通信的發(fā)展，移動通信用戶數(shù)急劇增加，運營商不得不對各種制 式的移動通信系統(tǒng)進行擴容處理，以滿足用戶的通信需求。如中國移動通信集 團，每年都要增加大量的載波數(shù)資源，以滿足日益增長的移動通信用戶市場需 求。如今的通信系統(tǒng)擴容處理，都是采用多載波技術(shù)，這就要求相應(yīng)的移動通 信產(chǎn)品也具有多載波處理能力。
通信技術(shù)的不斷進步，也使得當今越來越多的通信產(chǎn)品釆用數(shù)字技術(shù)來實 現(xiàn)，所以，隨著多載波系統(tǒng)的不斷應(yīng)用， 一方面需要支持多載波處理功能的產(chǎn) 品，另一方面，隨著用戶對產(chǎn)品體積、功耗方面的要求，產(chǎn)品需要逐步向低功 耗、小型化、微型化方向發(fā)展。所以，從單載波處理系統(tǒng)擴展到多載波系統(tǒng)， 不能簡單將單路系統(tǒng)級聯(lián)起來合成多載波系統(tǒng)，而應(yīng)該將單路系統(tǒng)的功能進行
合并和擴展，形成多載波系統(tǒng)，以完成多載波的信號的處理。在基于軟件無線 電架構(gòu)的移動通信產(chǎn)品中，需要具有多載波技術(shù)的數(shù)字下變頻系統(tǒng)和數(shù)字上變 頻系統(tǒng)。
在數(shù)字中頻處理系統(tǒng)中，數(shù)字下變頻器(DDC: Digital Down Conversion) 主要功能是將數(shù)字化后的模擬中頻信號下變頻到零中頻信號，并將滿足中頻采 樣定理的高速采樣信號降低為低速率采樣信號，最后送到基帶處理部分進行解 調(diào)處理。目前，應(yīng)用較多的是單載波的數(shù)字下變頻器，主要實現(xiàn)對單路數(shù)據(jù)的 調(diào)制。多載波數(shù)字下變頻器， 一般只能支持對四載波數(shù)據(jù)的調(diào)制，要擴展到8 載波以上的系統(tǒng)，需要集成多個數(shù)字下變頻器， 一方面會增加系統(tǒng)成本，另一 方面，也不易實現(xiàn)產(chǎn)品的小型化、系統(tǒng)功耗較大。
圖1是公知的四載波數(shù)字下變頻器的原理框圖。數(shù)據(jù)處理流程如下寬帶 模擬信號輸入，經(jīng)過寬帶A/D轉(zhuǎn)換器進行A/D采樣處理，輸出高速的寬帶數(shù)字 信號。該數(shù)字信號與不同頻點的NCO進行混頻處理，輸出高速的基帶I、 Q信號，
每個載波信號通過對應(yīng)的抽取濾波器組，最后，輸出經(jīng)過抽取濾波后的低速基 帶I、 Q信號。可以看出，該結(jié)構(gòu)的多載波數(shù)字下變頻器，A/D轉(zhuǎn)換后，每載波
信號單獨進行數(shù)字下變頻處理，最后輸出低速的基帶I、 Q信號，優(yōu)點在于時序
和邏輯控制非常簡單，而且，每載波的數(shù)字下變頻處理不受其他載波的影響， 應(yīng)用簡單、方便。缺點在于每個載波單獨處理，需要較多的硬件資源。此外，
圖1所示的下變頻系統(tǒng)也可以通過TDM (TDM: Time Division Multiplex時分 模式)模式形成8載波或16載波的下變頻系統(tǒng)，但在TDM應(yīng)用模式下，由于載 波數(shù)目與數(shù)據(jù)速率的乘積必須小于某一個恒定值，這樣，使得輸出數(shù)據(jù)速率有 一定的限制，系統(tǒng)的應(yīng)用范圍大大縮小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的H的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供多載波信號處理的數(shù)字下變 頻系統(tǒng)及其數(shù)字下變頻方法，本發(fā)明有效節(jié)約器件的資源，降低多載波數(shù)字下 變頻器的功耗和成本，提高了系統(tǒng)的靈活性和擴展性。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)多載波信號處理的數(shù)字下變頻系統(tǒng)， 包括A/D采樣和AGC控制模塊、單通道NC0產(chǎn)生模塊、第一級正交調(diào)制處理模 塊、第一級抽取濾波器組、多通道NC0產(chǎn)生模塊、第二級復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊、 第二級抽取濾波器組、可變增益調(diào)節(jié)模塊、本振抑制模塊、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊、 數(shù)據(jù)接口控制模塊、DDC系統(tǒng)總控制模塊；所述A/D采樣和AGC控制模塊輸出端 依次通過第一級正交調(diào)制處理模塊、第-級抽取濾波器組、第二級復(fù)數(shù)調(diào)制處 理模塊、第二級抽取濾波器組、可變增益調(diào)節(jié)模塊、本振抑制模塊、數(shù)據(jù)格式 轉(zhuǎn)換模塊與數(shù)據(jù)接口控制模塊的輸入端連接；所述單通道NC0產(chǎn)生模塊的輸出 端與第一級正交調(diào)制處理模塊的輸入端連接；所述多通道NC0產(chǎn)生模塊的輸出 端與第二級復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊的輸入端連接；所述DDC系統(tǒng)總控制模塊的輸出 端同時與單通道NCO產(chǎn)生模塊、多通道NCO產(chǎn)生模塊、可變增益調(diào)節(jié)模塊、本 振抑制模塊、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊與數(shù)據(jù)接口控制模塊的輸入端連接。
所述A/D采樣和AGC控制模塊包括AGC控制模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊和控制處理 模塊，所述AGC控制模塊通過A/D轉(zhuǎn)換模塊與控制處理模塊連接。
所述第二級復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊包括多個調(diào)制累加模塊和數(shù)據(jù)時序調(diào)整處理 模塊，所述多個調(diào)制累加模塊同時與數(shù)據(jù)時序調(diào)整處理模塊連接；所述調(diào)制累 加模塊包括NCO信號延時處理模塊，抽取濾波后I、 Q信號延時處理模塊，乘法 器，混頻后I、 Q信號延時處理模塊，累加器和累加后I、 Q信號延時處理模塊；
所述多通道NC0產(chǎn)生模塊與多個調(diào)制累加模塊的NC0信號延時處理模塊，乘法 器，混頻后I、 Q信號延時處理模塊，累加器，累加后I、 Q信號延時處理模塊， 數(shù)據(jù)時序調(diào)整處理模塊依次連接；所述第一級抽取濾波器組與多個調(diào)制累加模 塊的I、 Q信號延時處理模塊，乘法器，混頻后I、 Q信號延時處理模塊，累加 器，累加后I、 Q信號延時處理模塊，數(shù)據(jù)時序調(diào)整處理模塊依次連接。
所述第一級抽取濾波器組或第二級抽取濾波器組分別由一個、兩個或三個 內(nèi)插濾波器組成。
所述內(nèi)插濾波器是FIR、 HR、 CIC或半帶內(nèi)插濾波器。
所述多載波數(shù)字下變頻系統(tǒng)用CPLD、 FPGA、 EPLD、 DSP或?qū)Ｓ肁SIC芯片來實現(xiàn)。
一種基于多載波信號處理的數(shù)字下變頻系統(tǒng)的數(shù)字下變頻方法，包括以下
步驟
(1) 模擬中頻信號輸入到AGC控制模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊，通過A/D轉(zhuǎn)換模 塊形成數(shù)字中頻信號，控制處理模塊根據(jù)數(shù)字中頻信號的特性，輸出反饋決策 和控制信息到AGC控制模塊，實現(xiàn)對A/D轉(zhuǎn)換模塊的AGC控制；
(2) A/D采樣和AGC控制模塊輸出的數(shù)字中頻信號輸入到第一級正交調(diào)制 處理模塊，與單通道NC0產(chǎn)生模塊輸出的cos和sin信號進行混頻調(diào)制處理， 輸出零中頻的數(shù)字信號，零中頻的數(shù)字信號進入到第一級抽取濾波器組進行數(shù) 據(jù)抽取和濾波處理；
(3) 經(jīng)過第一級抽取濾波器組進行抽取濾波后的數(shù)據(jù)輸入到第二級復(fù)數(shù)調(diào) 制處理模塊，與多通道NC0產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的多個不同頻率的cos和sin信號進 行混頻調(diào)制處理，形成多載波I、 Q信號；多載波I、 Q信號通過第二級抽取濾 波器組進行進一步的數(shù)據(jù)抽取和濾波處理，輸出低速的多載波基帶I、 Q信號；
(4) 經(jīng)過兩級調(diào)制后的信號經(jīng)過可變增益調(diào)節(jié)模塊，每個載波的增益都可 以獨立進行相應(yīng)的調(diào)整，輸出符合系統(tǒng)增益要求的I、 Q信號；
(5) 可變增益調(diào)節(jié)模塊輸出的信號通過本振抑制處理模塊進行直流本振泄 漏以及載波泄漏的抑制，然后，通過數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊控制輸出信號的格式， 最后，再通過控制數(shù)據(jù)接口模塊，輸出并行、串行或交織模式的I、 Q信號。
所述步驟(5)中通過數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊控制輸出信號的格式，其中輸出信 號的格式包括二進制補碼、原碼、偏移碼。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點和有益效果1、 有利于采用諸如FPGA、 CPLD、 EPLD、 DSP等可編程邏輯器件實現(xiàn)，載波 數(shù)可以隨應(yīng)用需求增減，大大增加了系統(tǒng)的靈活性和可擴展性。
2、 提供了多個人機交互接口，可以任意設(shè)置頻點、增益、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù) 輸出時序等，可以滿足不同設(shè)計需求的系統(tǒng)，具有很寬的適用范圍。
3、 將多載波信號調(diào)制處理模塊放置在第一級抽取濾波模塊之后，這樣，由 于經(jīng)過第一級抽取濾波，數(shù)據(jù)速率不是很高，這樣，就可以采用時分復(fù)用資源 的方式來實現(xiàn)累加運算，可以大大節(jié)約資源。
4、 在AGC處理方面，直接對高速的數(shù)字中頻信號進行AGC控制，處理時延 短，實時性好；由于僅僅對A/D轉(zhuǎn)換后的信號進行數(shù)據(jù)處理，而不是根據(jù)基帶I、 Q數(shù)據(jù)提取決策信息，數(shù)據(jù)處理量小。


圖1為公知的四載波數(shù)字下變頻器的原理框圖； 圖2為本發(fā)明的多載波數(shù)字下變頻系統(tǒng)的原理框圖； 圖3為本發(fā)明的第二級復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊結(jié)構(gòu)框圖； 圖4是N個載波NC0串行輸出模式示意圖； 圖5是N個載波NC0并行輸出模式示意圖； 圖6是N個載波NC0突發(fā)模式NC0輸出時序示意圖； 圖7是N個載波并行輸出模式示意圖； 圖8是N個載波并行交織輸出模式示意圖； 圖9是N個載波串行交織輸出模式示意圖； 圖IO是N個載波突發(fā)模式輸出時序示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方 式不限于此。 實施例
如圖2所示，本發(fā)明多載波數(shù)字下變頻系統(tǒng)包括A/D采樣和AGC控制模塊、 單通道NC0產(chǎn)生模塊、第一級正交調(diào)制處理模塊、第一級抽取濾波器組、多通 道NC0產(chǎn)生模塊、第二級復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊、第二級抽取濾波器組、可變增益 調(diào)節(jié)模塊、本振抑制模塊、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)接口控制模塊、DDC系統(tǒng)總 控制模塊；所述A/D采樣和AGC控制模塊輸出端依次通過第一級正交調(diào)制處理 模塊、第一級抽取濾波器組、第二級復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊、第二級抽取濾波器組、 可變增益調(diào)節(jié)模塊、本振抑制模塊、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊與數(shù)據(jù)接口控制模塊的
輸入端連接；所述單通道NC0產(chǎn)生模塊的輸出端與第一級正交調(diào)制處理模塊的 輸入端連接；所述多通道NC0產(chǎn)生模塊的輸出端與第二級復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊的 輸入端連接；所述DDC系統(tǒng)總控制模塊的輸出端同時與單通道NC0產(chǎn)生模塊、 多通道NCO產(chǎn)生模塊、可變增益調(diào)節(jié)模塊、本振抑制模塊、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊 與數(shù)據(jù)接口控制模塊的輸入端連接。
A/D采樣和AGC控制模塊包括AGC控制模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊和控制處理模塊， 所述AGC控制模塊通過A/D轉(zhuǎn)換模塊與控制處理模塊連接。AGC控制模塊和控制 處理模塊組成反饋控制系統(tǒng)，AGC控制模塊根據(jù)控制處理模塊發(fā)出的決策和控制 信號，根據(jù)A/D的特性，實現(xiàn)對輸入信號的衰減以及放大處理，以起到保護A/D 轉(zhuǎn)換器的同時，提高A/D轉(zhuǎn)換模塊的動態(tài)范圍。其中控制處理模塊完成輸出給 AGC控制的控制信號功能外，還必須具備如下一些功能對A/D轉(zhuǎn)換后的低速信 號轉(zhuǎn)換為適合第一級正交調(diào)制處理模塊需求的高速信號，或是對A/D轉(zhuǎn)換后的 高速信號轉(zhuǎn)換為適合第一級正交調(diào)制處理模塊需求的低速信號，或是對A/D轉(zhuǎn) 換后的并行信號轉(zhuǎn)換為適合第一級正交調(diào)制處理模塊需求的串行信號，或是對 A/D轉(zhuǎn)換后的串行信號轉(zhuǎn)換為適合第一級正交調(diào)制處理模塊需求的并行信號。
第一級正交調(diào)制處理模塊主要對來自A/D轉(zhuǎn)換和AGC控制模塊的數(shù)字中頻 信號以及單通道NC0產(chǎn)生模塊所生成的單載波cos和sin信號進行第一級的混 頻和調(diào)制處理，輸出以(MHz為中心頻點的數(shù)字信號。
在本發(fā)明中，對調(diào)制后的輸出的信號進行增益調(diào)節(jié)和控制，以滿足系統(tǒng)設(shè) 計中對信號輸入、輸出增益的控制要求?？勺冊鲆嬲{(diào)節(jié)模塊開放了一些用戶接 口，以使得用戶能夠根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求，任意的修改系統(tǒng)增益，具體可由DDC系 統(tǒng)總控制模塊實現(xiàn)對增益的任意調(diào)節(jié)。 ，
單通道NC0產(chǎn)生模塊功能是產(chǎn)生單載波的cos和sin信號，具體頻點可以 根據(jù)設(shè)計要求，電DDC系統(tǒng)總控制模塊進行設(shè)置。
多通道NC0產(chǎn)生模塊主要實現(xiàn)生成多載波的數(shù)字sin和cos信號，為第二 級復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊提供多個本振參考信號。各個載波的頻點可以根據(jù)設(shè)計要 求，由DDC系統(tǒng)總控制模塊進行單獨設(shè)置。多通道NCO產(chǎn)生模塊能夠輸出多種 時序的本振信號，如圖4的串行輸出模式、圖5的并行輸出模式以及圖6的突 發(fā)模式等。
在數(shù)字下變頻系統(tǒng)中，為了降低A/D采樣后數(shù)據(jù)的傳輸速率，需要采用數(shù)
據(jù)抽取處理，但數(shù)據(jù)抽取會引起信號頻譜的混迭，需要進行濾波。對應(yīng)高倍數(shù) 的抽取處理，為了降低濾波器設(shè)計的難度，節(jié)約器件資源， 一般要采用多級抽 取濾波器級聯(lián)實現(xiàn)。系統(tǒng)中的第一級抽取濾波器組和第二級抽取濾波器組一般 都是由一個或兩個抽取濾波器組成，特殊情況下，會采用三個抽取濾波器來構(gòu)
成抽取濾波器組。其中，抽取濾波器可以為FIR、 IIR以及CIC、半帶抽取濾波 器等。如系統(tǒng)第一級抽取需要實現(xiàn)16倍數(shù)據(jù)抽取處理，可以采用CIC抽取4倍 和FIR抽取4倍來實現(xiàn)，也可以采用半帶濾波器抽取2倍、CIC抽取2倍以及 FIR抽取4倍來實現(xiàn)。
在本發(fā)明中，本振抑制模塊抑制實現(xiàn)抵消下變頻處理中由于設(shè)計處理等所 引入的直流信號以及載波泄漏信號，提高了系統(tǒng)性能。在數(shù)字下變頻處理中， 不可避免會引入直流信號，可以采用"對稱舍入"處理方法來抑制直流泄漏， 也可以采用直流濾波的方法實現(xiàn)對直流的抑制，還可以采用其他的方法來進行 直流的抑制，如求取信號的均值，對信號進行補償處理。而且，在多載波下變 頻系統(tǒng)中，每個頻點對應(yīng)的載波泄漏也會對系統(tǒng)性能帶來較大的影響，所以， 需要對載波泄漏信號進行抑制處理，以減小載波泄漏對其他載波的干擾。具體 抑制要求，可以根據(jù)系統(tǒng)性能要求，通過DDC系統(tǒng)總控制模塊實現(xiàn)任意性能的 調(diào)節(jié)和控制。
數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊主要根據(jù)后續(xù)系統(tǒng)要求，對輸出數(shù)據(jù)的格式進行一定的 調(diào)整和轉(zhuǎn)換，可以輸出二進制補碼、原碼、偏移碼、十六進制碼等。具體輸出 數(shù)據(jù)格式要求，由DDC系統(tǒng)總控制模塊進行控制和實現(xiàn)。
數(shù)據(jù)接口控制模塊功能主要是輸出符合后續(xù)要求的不同時序規(guī)律的基帶I、 Q信號。DDC系統(tǒng)總控制模塊可以設(shè)置輸出的時序要求，由數(shù)據(jù)接口控制模塊實 現(xiàn)輸出如下模式的數(shù)據(jù)如圖7的并行模式、圖8的并行交織模式、圖9的串 行交織模式(其中MSB (Most Significant Bit)表征數(shù)據(jù)的最高有效位，LSB (Least Significant Bit)表征數(shù)據(jù)的最低有效位)和圖10的突發(fā)模式。
DDC系統(tǒng)總控制模塊分別與單通道NCO產(chǎn)生模塊、多通道NCO產(chǎn)生模塊、可 變增益調(diào)節(jié)模塊、本振抑制模塊、數(shù)據(jù)格式變換模塊、數(shù)據(jù)接口控制模塊相連 接。實現(xiàn)對單通道NCO產(chǎn)生模塊和多通道NCO產(chǎn)生模塊輸出頻率的設(shè)置；控制 可變增益調(diào)節(jié)模塊，使得各個載波的增益符合設(shè)計需求；根據(jù)系統(tǒng)性能要求， 合理的實現(xiàn)本振抑制處理。最后，輸出符合系統(tǒng)要求的數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)時序。
如圖3可見，本發(fā)明的第二級復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊包括多個調(diào)制累加模塊和
數(shù)據(jù)時序調(diào)整處理模塊，所述多個調(diào)制累加模塊同時與數(shù)據(jù)時序調(diào)整處理模塊
連接；所述調(diào)制累加模塊包括NCO信號延時處理模塊，抽取濾波后I、 Q信號延 時處理模塊，乘法器，混頻后I、 Q信號延時處理模塊，累加器和累加后I、 Q 信號延時處理模塊；所述多通道NC0產(chǎn)生模塊與多個調(diào)制累加模塊的NC0信號 延時處理模塊，乘法器，混頻后I、 Q信號延時處理模塊，累加器，累加后I、 Q 信號延時處理模塊，數(shù)據(jù)時序調(diào)整處理模塊依次連接；所述第一級抽取濾波器 組與多個調(diào)制累加模塊的I、 Q信號延時處理模塊，乘法器，混頻后I、 Q信號 延時處理模塊，累加器，累加后I、 Q信號延時處理模塊，數(shù)據(jù)時序調(diào)整處理模 塊依次連接。
結(jié)合圖2、圖3，實現(xiàn)多載波信號處理的數(shù)字下變頻系統(tǒng)的數(shù)字下變頻方法， 包括以下步驟
(1) 模擬中頻信號輸入到AGC控制模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊，通過A/D轉(zhuǎn)換模 塊形成數(shù)字中頻信號，控制處理模塊根據(jù)數(shù)字中頻信號的特性，輸出反饋決策 和控制信息到AGC控制模塊，實現(xiàn)對A/D轉(zhuǎn)換模塊的AGC控制；
(2) A/D轉(zhuǎn)換和AGC控制模塊輸出的數(shù)字中頻信號輸入到第一級正交調(diào)制 處理模塊，與單通道NC0產(chǎn)生模塊輸出的cos和sin信號進行混頻調(diào)制處理， 輸出零中頻的數(shù)字信號，進入到第一級抽取濾波器組進行數(shù)據(jù)抽取和濾波處理；
(3)經(jīng)過第一級抽取濾波器組進行抽取濾波后的數(shù)據(jù)輸入到第二級復(fù)數(shù)調(diào) 制處理模塊，與多通道NC0產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的多個不同頻率的cos和sin信號進 行混頻調(diào)制處理，形成多載波I、 Q信號。多載波I、 Q信號通過第二級抽取濾 波器組進行進一步的數(shù)據(jù)抽取和濾波處理，輸出低速的多載波基帶I、 Q信號；
(4) 經(jīng)過兩級調(diào)制后的信號經(jīng)過可變增益調(diào)節(jié)模塊，每個載波的增益都可 以獨立進行相應(yīng)的調(diào)整，輸出符合系統(tǒng)增益要求的I、 Q信號；
(5) 可變增益調(diào)節(jié)模塊輸出的信號再經(jīng)過本振抑制處理模塊，很好的抑制 系統(tǒng)中的直流本振泄漏以及載波泄漏。數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊控制輸出信號的格式， 可以輸入二進制補碼、原碼、偏移碼以及其他碼制的信號。最后，根據(jù)系統(tǒng)設(shè) 計要求，控制數(shù)據(jù)接口模塊，可以輸出并行、串行、交織等模式的I、 Q信號。
在傳統(tǒng)的多載波數(shù)字下變頻系統(tǒng)中，多載波信號混頻處理都是在A/D采樣 之后進行。但由于A/D采樣輸出的數(shù)據(jù)速率很高，這樣，混頻處理需要較多的 資源，而如果在低速情況下進行混頻調(diào)制處理，則完全可以采用時分復(fù)用的處 理方式來節(jié)約資源。本發(fā)明將多載波信號混頻調(diào)制處理模塊放置在第一級抽取
濾波模塊之后，這樣，由于經(jīng)過第一級抽取濾波，數(shù)據(jù)速率不是很高，這樣， 就能利用用時分復(fù)用資源的方式來實現(xiàn)混頻調(diào)制運算，大大節(jié)約資源。
本發(fā)明提出了的多載波數(shù)字下變頻系統(tǒng)，以使得整個系統(tǒng)的多個下變頻載
波可以復(fù)用同一硬件資源，從而降低下變頻系統(tǒng)的成本、體積和功耗；在AGC 控制方面，為保護A/D轉(zhuǎn)換器以及提高A/D的動態(tài)范圍，以實現(xiàn)對一定動態(tài)范 圍的信號進行數(shù)字下變頻處理，本下變頻系統(tǒng)中內(nèi)置了 AGC處理模塊，直接對 A/D轉(zhuǎn)換后的高速數(shù)字信號進行AGC控制，實時性好；在混頻處理方面，提供了 兩級級混頻處理，降低了對輸入信號頻率范圍的要求。而且，下變頻系統(tǒng)的載 波數(shù)目可以根據(jù)實際設(shè)計要求任意進行增減，提高系統(tǒng)的靈活性和可擴展性。
本發(fā)明所提出的多載波數(shù)字下變頻系統(tǒng)可以利用CPLD、 FPGA、 EPLD、 DSP等 可編程邏輯器件來實現(xiàn)，也可使用專用ASIC芯片來實現(xiàn)。
本發(fā)明可應(yīng)用與GSM、 CDMA、 DCS、 JDC、 TD-SCDMA、 WCDMA、 CDMA2000等通 信體制系統(tǒng)中。
上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實 施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、 替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、多載波信號處理的數(shù)字下變頻系統(tǒng)，其特征在于，包括A/D采樣和AGC控制模塊、單通道NCO產(chǎn)生模塊、第一級正交調(diào)制處理模塊、第一級抽取濾波器組、多通道NCO產(chǎn)生模塊、第二級復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊、第二級抽取濾波器組、可變增益調(diào)節(jié)模塊、本振抑制模塊、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)接口控制模塊、DDC系統(tǒng)總控制模塊；所述A/D采樣和AGC控制模塊輸出端依次通過第一級正交調(diào)制處理模塊、第一級抽取濾波器組、第二級復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊、第二級抽取濾波器組、可變增益調(diào)節(jié)模塊、本振抑制模塊、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊與數(shù)據(jù)接口控制模塊的輸入端連接；所述單通道NCO產(chǎn)生模塊的輸出端與第一級正交調(diào)制處理模塊的輸入端連接；所述多通道NCO產(chǎn)生模塊的輸出端與第二級復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊的輸入端連接；所述DDC系統(tǒng)總控制模塊的輸出端同時與單通道NCO產(chǎn)生模塊、多通道NCO產(chǎn)生模塊、可變增益調(diào)節(jié)模塊、本振抑制模塊、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊與數(shù)據(jù)接口控制模塊的輸入端連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多載波信號處理的數(shù)字下變頻系統(tǒng)，其特征在于， 所述A/D采樣和AGC控制模塊包括AGC控制模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊和控制處理模塊， 所述AGC控制模塊通過A/D轉(zhuǎn)換模塊與控制處理模塊連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多載波信號處理的數(shù)字下變頻系統(tǒng)，其特征在于， 所述第二級復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊包括多個調(diào)制累加模塊和數(shù)據(jù)時序調(diào)整處理模 塊，所述多個調(diào)制累加模塊同時與數(shù)據(jù)時序調(diào)整處理模塊連接；所述調(diào)制累加 模塊包括NCO信號延時處理模塊，抽取濾波后I、 Q信號延時處理模塊，乘法器， 混頻后I、 Q信號延時處理模塊，累加器和累加后I、 Q信號延時處理模塊；所 述多通道NC0產(chǎn)生模塊與多個調(diào)制累加模塊的NC0信號延時處理模塊，乘法器， 混頻后I、 Q信號延時處理模塊，累加器，累加后I、 Q信號延時處理模塊，數(shù) 據(jù)時序調(diào)整處理模塊依次連接；所述第一級抽取濾波器組與多個調(diào)制累加模塊 的I、 Q信號延時處理模塊，乘法器，混頻后I、 Q信號延時處理模塊，累加器， 累加后I、 Q信號延時處理模塊，數(shù)據(jù)時序調(diào)整處理模塊依次連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多載波信號處理的數(shù)字下變頻系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一級抽取濾波器組或第二級抽取濾波器組分別由一個、兩個或三個內(nèi)插 濾波器組成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多載波信號處理的數(shù)字下變頻系統(tǒng)，其特征在于， 所述內(nèi)插濾波器是FIR、 IIR、 CIC或半帶內(nèi)插濾波器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多載波信號處理的數(shù)字下變頻系統(tǒng)，其^^征在于， 所述多載波數(shù)字下變頻系統(tǒng)用CPLD、 FPGA、 EPLD、 DSP或?qū)Ｓ肁SIC芯片來實現(xiàn)。
7、 基于權(quán)利要求1所述多載波信號處理的數(shù)字下變頻系統(tǒng)的數(shù)字下變頻方 法，其特征在于，包括以下步驟(1) 模擬中頻信號輸入到AGC控制模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊，通過A/D轉(zhuǎn)換模 塊形成數(shù)字中頻信號，控制處理模塊根據(jù)數(shù)字中頻信號的特性，輸出反饋決策 和控制信息到AGC控制模塊，實現(xiàn)對A/D轉(zhuǎn)換模塊的AGC控制；(2) A/D采樣和AGC控制模塊輸出的數(shù)字中頻信號輸入到第一級正交調(diào)制 處理模塊，與單通道NC0產(chǎn)生模塊輸出的cos和sin信號進行混頻調(diào)制處理， 輸出零中頻的數(shù)字信號，零中頻的數(shù)字信號進入到第一級抽取濾波器組進行數(shù) 據(jù)抽取和濾波處理；(3) 經(jīng)過第一級抽取濾波器組進行抽取濾波后的數(shù)據(jù)輸入到第二級復(fù)數(shù)調(diào) 制處理模塊，與多通道NC0產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的多個不同頻率的cos和sin信號進 行混頻調(diào)制處理，形成多載波I、 Q信號；多載波I、 Q信號通過第二級抽取濾 波器組進行進一步的數(shù)據(jù)抽取和濾波處理，輸出低速的多載波基帶I、 Q信號；(4) 經(jīng)過兩級調(diào)制后的信號經(jīng)過可變增益調(diào)節(jié)模塊，每個載波的增益都可 以獨立進行相應(yīng)的調(diào)整，輸出符合系統(tǒng)增益要求的I、 Q信號；(5) 可變增益調(diào)節(jié)模塊輸出的信號通過本振抑制處理模塊進行直流本振泄 漏以及載波泄漏的抑制，然后，通過數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊控制輸出信號的格式， 最后，再通過控制數(shù)據(jù)接口模塊，輸出并行、串行或交織模式的I、 Q信號。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字下變頻方法，其特征在于，所述步驟(5) 中通過數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊控制輸出信號的格式，其中輸出信號的格式包括二進 制補碼、原碼、偏移碼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多載波信號處理的數(shù)字下變頻系統(tǒng)，包括A/D采樣和AGC控制模塊、單通道NCO產(chǎn)生模塊、第一級正交調(diào)制處理模塊、第一級抽取濾波器組、多通道NCO產(chǎn)生模塊、第二級復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊、第二級抽取濾波器組、可變增益調(diào)節(jié)模塊、本振抑制模塊、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)接口控制模塊、DDC系統(tǒng)總控制模塊；所述DDC系統(tǒng)總控制模塊的輸出端同時與單通道NCO產(chǎn)生模塊、多通道NCO產(chǎn)生模塊、可變增益調(diào)節(jié)模塊、本振抑制模塊、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊與數(shù)據(jù)接口控制模塊的輸入端連接。本發(fā)明的數(shù)字下變頻系統(tǒng)的載波數(shù)目可以根據(jù)實際設(shè)計要求任意進行增減，有效的提高了系統(tǒng)的靈活性和可擴展性。
文檔編號H04L27/26GK101188590SQ200710029819
公開日2008年5月28日 申請日期2007年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月21日
發(fā)明者張遠見, 羅漫江, 胡應(yīng)添, 黃伯寧 申請人:京信通信系統(tǒng)(中國)有限公司