專利名稱：一種gsm自動(dòng)選頻裝置及自動(dòng)選頻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種GSM自動(dòng)選頻裝置及自動(dòng)選頻方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的直放站設(shè)置工作頻點(diǎn)都是采用直放站的監(jiān)控平臺(tái)更改直放站的工作頻點(diǎn)。工程人員需要事先知道正確的頻點(diǎn)，再通過監(jiān)控平臺(tái)發(fā)送更改命令改變直放站的工作頻點(diǎn)。這種方式在實(shí)際工程使用中有兩個(gè)問題，一個(gè)是因?yàn)楸O(jiān)控系統(tǒng)不穩(wěn)定或者掉電，無法控制設(shè)備；二是這種監(jiān)控方式需要每臺(tái)直放站都配備一張開通短信功能的SM卡，經(jīng)常欠費(fèi)導(dǎo)致無法正常使用。隨著信號(hào)處理的數(shù)字化，針對(duì)GSM通信設(shè)備出現(xiàn)了一種自動(dòng)選頻方法通過檢測(cè)下行頻點(diǎn)功率門限，判斷是否選擇該頻點(diǎn)。這種方法在一定程度上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)選頻，但由于沒有小區(qū)判別機(jī)制，選頻的結(jié)果不甚理想，一是選擇了多個(gè)小區(qū)的頻點(diǎn)導(dǎo)致覆蓋區(qū)有切換問題，二是沒有選擇小區(qū)的全部頻點(diǎn)導(dǎo)致掉話。工程上急需一種自動(dòng)選頻方法，可以準(zhǔn)確選擇到目標(biāo)小區(qū)的全部頻點(diǎn)。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提出了一種新的解決方案
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種GSM自動(dòng)選頻裝置及自動(dòng)選頻方法，該方法通過實(shí)時(shí)檢測(cè)移動(dòng)通信終端向基站發(fā)出的上行射頻信號(hào)，進(jìn)行信號(hào)處理分析，合理判斷，確認(rèn)移動(dòng)通信終端所通信的基站所使用的所有頻點(diǎn)，從而進(jìn)行上下行頻點(diǎn)選擇，使得GSM直放站等設(shè)備可以自動(dòng)適應(yīng)基站頻點(diǎn)的更改，免去了人工調(diào)試的麻煩。本發(fā)明的目的在于提供一種GSM自動(dòng)選頻裝置，包括施主天線、下行耦合器、重發(fā)天線、上行耦合器、信道輸出設(shè)備和自動(dòng)選頻算法設(shè)備；所述施主天線與下行耦合器連接，重發(fā)天線與上行耦合器相連，上行耦合器和下行耦合器均與信道輸出設(shè)備連接，所述信道輸出設(shè)備與自動(dòng)選頻設(shè)備連接。自動(dòng)選頻算法設(shè)備包括下行單元、上行單元和自動(dòng)選頻算法模塊；所述下行單元和上行單元均與自動(dòng)選頻算法模塊連接；
所述下行單元由下行濾波器、下行放大器、下行混頻器、下行模數(shù)轉(zhuǎn)換器、下行窗函數(shù)處理器、下行頻譜分析器和下行判別器依次連接組成；
所述上行單元由上行判別器、上行頻譜分析器、上行窗函數(shù)處理器、上行模數(shù)轉(zhuǎn)換器、上行混頻器、上行放大器、上行濾波器和本振依次連接組成。本發(fā)明的另一目的在于提供一種GSM自動(dòng)選頻方法，其特征在于，包括以下步驟
a、下行耦合器每十秒對(duì)施主天線接收到的下行信號(hào)進(jìn)行提取，并依次傳輸至下行濾波
器過濾，下行放大器放大，下行混頻器混頻，下行模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，下行窗函數(shù)處理器進(jìn)行處理，下行頻譜分析器分析頻譜，下行判別器進(jìn)行判別，最后送交至自動(dòng)選頻算法模塊進(jìn)行運(yùn)算，將在三分鐘內(nèi)強(qiáng)度波動(dòng)在九分貝以內(nèi)的信號(hào)做出平均強(qiáng)度排序，平均強(qiáng)度最強(qiáng)的五個(gè)頻點(diǎn)作為GSM廣播控制信道備選集；b、將步驟a得到的廣播控制信道備選集送交信號(hào)通道設(shè)備進(jìn)行比對(duì)，若信號(hào)通道設(shè)備中已經(jīng)存在相同的廣播控制信道，則直接進(jìn)入步驟c ;如果沒有，則信號(hào)通道設(shè)備選取廣播控制信道備選集中平均強(qiáng)度最強(qiáng)的頻點(diǎn)，設(shè)置到信號(hào)通道設(shè)備中，并清零上行頻點(diǎn)功率累計(jì)表;
C、上行耦合器實(shí)時(shí)對(duì)重發(fā)天線接收到的上行信號(hào)進(jìn)行提取，并依次傳輸至上行濾波器過濾，上行放大器放大，上行混頻器混頻，上行模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，上行窗函數(shù)處理器進(jìn)行處理，上行頻譜分析器分析頻譜，上行判別器進(jìn)行判別，最后送交自動(dòng)選頻算法模塊進(jìn)行運(yùn)算，把功率在IX 10_9毫瓦以上的頻點(diǎn)及最大功率放入步驟b得到的上行頻點(diǎn)功率累積表，并把這些頻點(diǎn)的集合作為一個(gè)完整的基站扇區(qū)上行頻點(diǎn)集；
d、根據(jù)下行頻點(diǎn)與上行頻點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定上下行頻點(diǎn)。如果頻點(diǎn)與當(dāng)前設(shè)置的頻點(diǎn)一致，則不進(jìn)行頻點(diǎn)設(shè)置；否則，把所有上下行頻點(diǎn)設(shè)置到信號(hào)通道設(shè)備中；然后轉(zhuǎn)到步驟a，循環(huán)步驟a到步驟d。綜上所述，本發(fā)明所提供的GSM自動(dòng)選頻方法具有如下優(yōu)點(diǎn)根據(jù)GSM上行信號(hào)來準(zhǔn)確判斷完整的小區(qū)頻點(diǎn)，較之用下行信號(hào)來判斷能帶給用戶更好的服務(wù)質(zhì)量，同時(shí)基于上行信號(hào)實(shí)時(shí)檢測(cè)也能更好的進(jìn)行自動(dòng)選頻，并且更好的實(shí)時(shí)更新選頻列表，無需人為設(shè)置，不易受到客觀條件干擾，加強(qiáng)了穩(wěn)定性，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。


圖1為本發(fā)明自動(dòng)選頻算法設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明GSM自動(dòng)選頻方法流程圖。其中，1、施主天線；2、下行耦合器；3、下行濾波器；4、下行放大器；5、下行混頻器；
6、下行模數(shù)轉(zhuǎn)換器；7、下行 窗函數(shù)處理器；8、下行頻譜分析器；9、下行判別器；10、自動(dòng)選頻算法芯片；11、上行判別器；12、上行頻譜分析器；13、上行窗函數(shù)處理器；14、上行模數(shù)轉(zhuǎn)換器；15、上行混頻器；16、上行放大器；17、上行濾波器；18、上行耦合器；19、重發(fā)天線；20、信號(hào)通道設(shè)備；21、自動(dòng)選頻算法設(shè)備；22、本振。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例如圖1和圖2所示GSM自動(dòng)選頻裝置包括施主天線1、下行耦合器2、重發(fā)天線19、上行耦合器18、信道輸出設(shè)備20和自動(dòng)選頻算法設(shè)備21 ;施主天線I與下行耦合器2連接，重發(fā)天線19與上行耦合器18相連，上行耦合器18和下行耦合器2均與信道輸出設(shè)備20連接，所述信道輸出設(shè)備20與自動(dòng)選頻設(shè)備21連接。自動(dòng)選頻算法設(shè)備21包括下行單元、上行單元和自動(dòng)選頻算法模塊；所述下行單元和上行單元均與自動(dòng)選頻算法模塊連接；
所述下行單元由下行濾波器3、下行放大器4、下行混頻器5、下行模數(shù)轉(zhuǎn)換器6、下行窗函數(shù)處理器7、下行頻譜分析器8和下行判別器9依次連接組成；
所述上行單元由上行判別器11、上行頻譜分析器12、上行窗函數(shù)處理器13、上行模數(shù)轉(zhuǎn)換器14、上行混頻器15、上行放大器16、上行濾波器17和本振22依次連接組成。
施主天線I和重發(fā)天線19主要功能是接收空間信號(hào)；下行放大器4和上行放大器16主要功能為將射頻信號(hào)功率放大到-1OdBm左右；本振22的主要功能為提供本振信號(hào)，作為混頻依據(jù)；下行混頻器5和上行混頻器15的主要功能為將下行放大器4和上行發(fā)達(dá)器16射頻功率放大后的信號(hào)與本振22提供的本振信號(hào)混頻后，變頻到89. 92^114. 92MHz ；下行模數(shù)轉(zhuǎn)換器6和上行模數(shù)轉(zhuǎn)換器14是采用AFE8406芯片的物理轉(zhuǎn)換器而且采用的是窄帶欠采樣模式，其中A/D轉(zhuǎn)換采樣時(shí)鐘為81. 92MHz,工作原理為將89. 92 114. 92MHz的中頻信號(hào)數(shù)字化后，采用歸一化頻率0. 1953125 Ji 0. 8056640625 Ji體現(xiàn)，樣本速率81. 92Msps。將連續(xù)的空間信號(hào)用下行窗函數(shù)處理器7和下行窗函數(shù)處理器13截?cái)嗪螅厝灰痤l譜泄露。窗函數(shù)的選擇會(huì)影響到后續(xù)頻譜分析的頻率分辨率和功率測(cè)量精度，這里的應(yīng)用需要權(quán)衡兩者的相互影響。考慮到對(duì)捕獲信號(hào)的速度和我們感興趣的頻率點(diǎn)的有限性，推薦使用平頂窗ff[n]=0. 2810639-0. 5208972cos (2n n/N) +0. 1980399cos (2n n /N)
下行頻譜分析器8和上行頻譜分析器12采用1024點(diǎn)FFT進(jìn)行頻譜分析，平均每個(gè)頻點(diǎn)(200kHz)占用2. 5條譜線。下行判別器9和上行判別器11的工作原理基于工程上對(duì)頻點(diǎn)的使用原則同一扇區(qū)使用的各個(gè)頻點(diǎn)至少間隔一個(gè)頻點(diǎn)所以以4個(gè)頻點(diǎn)的固定寬帶窗口在頻譜結(jié)果序列中移動(dòng)判別，把相鄰的頻點(diǎn)中功率較小的頻點(diǎn)去除掉。判別結(jié)果送入自動(dòng)選頻算法單元10進(jìn)行記錄跟蹤，并把最合適的選頻結(jié)果輸出到信通輸出設(shè)備20。下面對(duì)采用上述GSM自動(dòng)選頻裝置進(jìn)行自動(dòng)選頻的方法過程進(jìn)行描述
a、每十秒對(duì)于施主天線I接收到的下行信號(hào)通過下行耦合器2提取，然后送交給下行濾波器3過濾，再通 過下行放大器4進(jìn)行放大，然后送交下行混頻器5混頻，再送交給下行模數(shù)轉(zhuǎn)換器6轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后送交下行窗函數(shù)處理器7進(jìn)行處理，再送交下行頻譜分析器8分析頻譜，然后送交下行判別器9進(jìn)行判別，最后送交自動(dòng)選頻算法芯片10進(jìn)行運(yùn)算，將其中三分鐘內(nèi)強(qiáng)度波動(dòng)在九分貝以內(nèi)的信號(hào)做出平均強(qiáng)度排序，平均強(qiáng)度最強(qiáng)的五個(gè)頻點(diǎn)作為GSM廣播控制信道備選集；
b、將廣播控制信道備選集送交信號(hào)通道設(shè)備20中進(jìn)行比對(duì)，若信號(hào)通道設(shè)備20中已經(jīng)存在相同的廣播控制信道，則直接進(jìn)入上行信號(hào)評(píng)定步驟；如果沒有，則信號(hào)通道設(shè)備20選取廣播控制信道備選集中平均強(qiáng)度最強(qiáng)的頻點(diǎn)，設(shè)置到信號(hào)通道設(shè)備20中，并清零上行頻點(diǎn)功率累計(jì)表；
C、上行耦合器18實(shí)時(shí)對(duì)重發(fā)天線19接收到的上行信號(hào)進(jìn)行提取，重發(fā)天線19接收到的上行信號(hào)通過上行耦合器18提取，然后送交上行濾波器17過濾，再通過上行放大器16進(jìn)行放大，然后交送上行混頻器15混頻，再交送給上行模數(shù)轉(zhuǎn)換器14轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后送交給上行窗函數(shù)處理器13進(jìn)行處理，再送交上行頻譜分析器12分析頻譜，然后送交上行判別器11進(jìn)行判別，最后送交自動(dòng)選頻算法芯片10進(jìn)行運(yùn)算，把功率在1X10_9毫瓦以上的頻點(diǎn)及其最大功率放入上行頻點(diǎn)功率累積表，并把這些頻點(diǎn)的集合作為一個(gè)完整的基站扇區(qū)上行頻點(diǎn)集；
d、根據(jù)下行頻點(diǎn)與根據(jù)下行頻點(diǎn)與上行頻點(diǎn)明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定上下行頻點(diǎn)。如果頻點(diǎn)與當(dāng)前設(shè)置的頻點(diǎn)一致，則不進(jìn)行頻點(diǎn)設(shè)置；否則把所有上下行頻點(diǎn)設(shè)置到信號(hào)通道設(shè)備20中；然后重復(fù)上述步驟。
雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了詳細(xì)地描述，但不應(yīng)理解為對(duì)本專利的保護(hù)范圍的限定。在權(quán)利要求書所描述的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員不經(jīng)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改和變形仍屬 本專利的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種GSM自動(dòng)選頻裝置，包括施主天線(I)、下行耦合器(2)、重發(fā)天線(19)、上行耦合器(18)、信道輸出設(shè)備(20)和自動(dòng)選頻算法設(shè)備(21);所述施主天線(I)與下行耦合器(2)連接，重發(fā)天線(19)與上行耦合器(18)相連，上行耦合器(18)和下行耦合器(2)均與信道輸出設(shè)備(20 )連接，所述信道輸出設(shè)備(20 )與自動(dòng)選頻設(shè)備(21)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GSM自動(dòng)選頻裝置，其特征在于所述自動(dòng)選頻算法設(shè)備(21)包括下行單元、上行單元和自動(dòng)選頻算法模塊；所述下行單元和上行單元均與自動(dòng)選頻算法模塊連接； 所述下行單元由下行濾波器(3)、下行放大器(4)、下行混頻器(5)、下行模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)、下行窗函數(shù)處理器(7)、下行頻譜分析器(8)和下行判別器(9)依次連接組成，下行濾波器(3)與本機(jī)振蕩器(22)相連； 所述上行單元由上行判別器(11)、上行頻譜分析器(12)、上行窗函數(shù)處理器(13)、上行模數(shù)轉(zhuǎn)換器(14)、上行混頻器(15)、上行放大器(16)、上行濾波器(17)和本機(jī)振蕩器(22)依次連接組成。
3.—種GSM自動(dòng)選頻方法，其特征在于，包括以下步驟 a、下行耦合器每十秒對(duì)施主天線接收到的下行信號(hào)進(jìn)行提取，并依次傳輸至下行濾波器(3 )過濾，下行放大器(4 )放大，下行混頻器(5 )混頻，下行模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6 )轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，下行窗函數(shù)處理器(7)進(jìn)行處理，下行頻譜分析器(8)分析頻譜，下行判別器(9)進(jìn)行判另Ij，最后送交至自動(dòng)選頻算法模塊(10)進(jìn)行運(yùn)算，將在三分鐘內(nèi)強(qiáng)度波動(dòng)在九分貝以內(nèi)的信號(hào)做出平均強(qiáng)度排序，平均強(qiáng)度最強(qiáng)的五個(gè)頻點(diǎn)作為GSM廣播控制信道備選集； b、將步驟a得到的廣播控制信道備選集送交信號(hào)通道設(shè)備(20)進(jìn)行比對(duì)，若信號(hào)通道設(shè)備(20)中已經(jīng)存在相同的廣播控制信道，則直接進(jìn)入步驟c ;如果沒有，則信號(hào)通道設(shè)備(20 )選取廣播控制信道備選集中平均強(qiáng)度最強(qiáng)的頻點(diǎn)，設(shè)置到信號(hào)通道設(shè)備(20 )中，并清零上行頻點(diǎn)功率累計(jì)表； C、上行耦合器(18)實(shí)時(shí)對(duì)重發(fā)天線(19)接收到的上行信號(hào)進(jìn)行提取，并依次傳輸至上行濾波器(17)過濾，上行放大器(16)放大，上行混頻器(15)混頻，上行模數(shù)轉(zhuǎn)換器(14)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，上行窗函數(shù)處理器(13)進(jìn)行處理，上行頻譜分析器(12)分析頻譜，上行判別器(11)進(jìn)行判別，最后送交自動(dòng)選頻算法模塊(10)進(jìn)行運(yùn)算，把功率在I X ο-9毫瓦以上的頻點(diǎn)及最大功率放入步驟b得到的上行頻點(diǎn)功率累積表，并把這些頻點(diǎn)的集合作為一個(gè)完整的基站扇區(qū)上行頻點(diǎn)集； d、根據(jù)下行頻點(diǎn)與上行頻點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定上下行頻點(diǎn)；如果頻點(diǎn)與當(dāng)前設(shè)置的頻點(diǎn)一致，則不進(jìn)行頻點(diǎn)設(shè)置；否則，把所有上下行頻點(diǎn)設(shè)置到信號(hào)通道設(shè)備(20)中；然后轉(zhuǎn)到步驟a，循環(huán)步驟a到步驟d。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種GSM自動(dòng)選頻裝置及自動(dòng)選頻方法；該裝置包括施主天線、重發(fā)天線、上行耦合器、下行耦合器、信號(hào)通道設(shè)備和自動(dòng)選頻算法設(shè)備；該自動(dòng)選頻方法包括下行信號(hào)處理、下行選頻處理、上行信號(hào)處理、上行選頻處理和上下行頻點(diǎn)對(duì)比處理等步驟；本發(fā)明的自動(dòng)選頻方法實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)選頻，無需人工干預(yù)，不易受到客觀條件影響。本裝置自動(dòng)選頻功能的穩(wěn)定性大大增強(qiáng)，免去了人工調(diào)試的人力成本，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
文檔編號(hào)H04W36/00GK103052120SQ201210557329
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者方遠(yuǎn)兵 申請(qǐng)人:四川郵科通信技術(shù)有限公司