專利名稱：一種基于數(shù)字中頻技術(shù)的多載波數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)，尤其涉及一種基于數(shù)字中頻技術(shù)的多載 波數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的基于數(shù)字中頻技術(shù)的數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)(如圖1所示) 一般包含了射 頻接收子系統(tǒng)、數(shù)字中頻處理子系統(tǒng)、基帶信號(hào)處理子系統(tǒng)和后臺(tái)處理子系統(tǒng) 等。射頻接收子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信號(hào)從RF到IF的轉(zhuǎn)換處理；數(shù)字中頻處理子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模擬IF到數(shù)字基帶I、 Q的數(shù)據(jù)處理，基帶數(shù)字信號(hào)處理子系統(tǒng)，完成同步 和解調(diào)處理，后臺(tái)處理實(shí)現(xiàn)通信接口控制、接口電平的轉(zhuǎn)換以及與外界計(jì)算機(jī) 的互連等。其中，射頻放大和下變頻子系統(tǒng)一般采用超外差或是零中頻的設(shè)計(jì)方式，超外差式系統(tǒng)的諧波和雜散抑制較難實(shí)現(xiàn)，而零中頻式系統(tǒng)容易出現(xiàn)DC (直流)偏移。目前的接收機(jī)系統(tǒng)，由于需要較多的模擬電路，系統(tǒng)指標(biāo)一致 性不好，調(diào)試比較復(fù)雜，而且，無(wú)法校正由于I、 Q信號(hào)相位、幅度不平衡而導(dǎo) 致的本振泄漏，也降低了接收機(jī)的接收性能。目前，常見(jiàn)的接收機(jī)主要是單載波數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)，只能對(duì)單載波信號(hào)進(jìn) 行接收處理。隨著移動(dòng)通信的發(fā)展，移動(dòng)通信用戶數(shù)急劇增加，運(yùn)營(yíng)商不得不 對(duì)各種制式的移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容處理，以滿足用戶的通信需求，導(dǎo)致運(yùn)營(yíng) 成本增加。如今的通信系統(tǒng)擴(kuò)容處理，都是采用多載波技術(shù)，這就要求相應(yīng)的 移動(dòng)通信產(chǎn)品也具有多載波處理能力。因此，數(shù)字接收機(jī)應(yīng)該能實(shí)現(xiàn)對(duì)多載波 信號(hào)的處理，以符合今后的應(yīng)用需求。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種基于數(shù)字中頻技術(shù) 的多載波數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)，本實(shí)用新型系統(tǒng)不僅能滿足數(shù)字接收機(jī)對(duì)多載波信 號(hào)的接收處理，而且大大提高了接收機(jī)的接收動(dòng)態(tài)范圍，很好的抑制帶外雜散、 消除本振泄漏有效減少接收機(jī)的頻率偏移，有效提高接收^l的接收性能。本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 一種基于數(shù)字中頻技術(shù)的多載波數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)，包括射頻接收子系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字基帶信號(hào)處理子系 統(tǒng)、自動(dòng)頻率控制子系統(tǒng)，多載波數(shù)字下變頻子系統(tǒng)，所述射頻接收子系統(tǒng)的輸出端依次通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器、多載波數(shù)字下變頻子系統(tǒng)與數(shù)字基帶信號(hào)處理子 系統(tǒng)的輸入端連接，所述自動(dòng)頻率控制子系統(tǒng)的輸入端與數(shù)字基帶信號(hào)處理子 系統(tǒng)的輸出端連接，所述自動(dòng)頻率控制子系統(tǒng)的輸出端與射頻接收子系統(tǒng)的輸 入端連接。還包括時(shí)鐘子系統(tǒng)、微芯片控制子系統(tǒng)，所述時(shí)鐘子系統(tǒng)、微芯片 控制子系統(tǒng)的輸出端分別與射頻接收子系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換器、多載波數(shù)字下變頻子 系統(tǒng)與數(shù)字基帶信號(hào)處理子系統(tǒng)的另一個(gè)輸入端連接。所述多載波數(shù)字下變頻子系統(tǒng)，包括A/ D采樣和AGC控制^莫塊、單通道NCO 產(chǎn)生模塊、第一級(jí)正交調(diào)制處理模塊、第一級(jí)抽取濾波器組、多通道NC0產(chǎn)生 模塊、第二級(jí)復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊、第二級(jí)抽取濾波器組、可變?cè)鲆嬲{(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(guò)第一級(jí)正交調(diào)制處理模塊、第一 級(jí)抽取濾波器組、第二級(jí)復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊、第二級(jí)抽取濾波器組、可變?cè)鲆?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，莫塊的輸入端連 接；所述單通道NC0產(chǎn)生模塊的輸出端與第一級(jí)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(jí)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(shí)與單通道NCO產(chǎn)生模塊、多通道NC0 產(chǎn)生模塊、可變?cè)鲆嬲{(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 控制模塊的另一個(gè)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控制模塊的輸出端通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊與控制處理模塊輸入端連 接，所述控制處理模塊輸出端分別連接第一級(jí)正交調(diào)制處理模塊輸入端和AGC 控制模塊的輸入端。所述第二級(jí)復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊包括多個(gè)調(diào)制累加模塊，ir據(jù)時(shí)序調(diào)整處理模塊，所述多個(gè)調(diào)制累加模塊同時(shí)與數(shù)據(jù)時(shí)序調(diào)整處理模塊連接；所述調(diào)制累 加模塊包括NCO信號(hào)延時(shí)處理模塊，抽取濾波后I、 Q信號(hào)延時(shí)處理模塊，乘法 器，混頻后I、 Q信號(hào)延時(shí)處理模塊，累加器和累加后I、 Q信號(hào)延時(shí)處理模塊； 所述多通道NC0產(chǎn)生模塊與多個(gè)調(diào)制累加模塊的NC0信號(hào)延時(shí)處理模塊，乘法 器，混頻后I、 Q信號(hào)延時(shí)處理模塊，累加器與累加后I、 Q信號(hào)延時(shí)處理模塊 依次連接；所述第一級(jí)抽取濾波器組與多個(gè)調(diào)制累加模塊的抽取濾波后I、 Q信 號(hào)延時(shí)處理模塊，乘法器，混頻后I、 Q信號(hào)延時(shí)處理模塊，累加器，累加后I、 Q信號(hào)延時(shí)處理模塊，數(shù)據(jù)時(shí)序調(diào)整處理模塊依次連接。所述第一級(jí)抽取濾波器組或第二級(jí)抽取濾波器組分別由一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè) 抽取濾波器組成；所述抽取濾波器是FIR、 IIR、 CIC或半帶抽取濾波器；所述多載波數(shù)字下變頻子系統(tǒng)用CPLD、 EPLD、 FPGA、 DSP可編程邏輯器件或ASIC芯 片中任意一種實(shí)現(xiàn)。所述射頻接收子系統(tǒng)包括抗混迭帶通濾波器、模擬ATT、放大器、混頻器、 本振L0以及抗混迭濾波器，所述抗混迭帶通濾波器的依次通過(guò)模擬ATT、放大 器、混頻器與抗混迭濾波器的輸入端連接，所述本振LO的輸出端與混頻器的輸 入端連接。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果1、 本實(shí)用新型采用數(shù)字中頻技術(shù)，利用多載波信號(hào)處理方法，構(gòu)建多載 波數(shù)字下變頻子系統(tǒng)，避免了傳統(tǒng)數(shù)字下變頻子系統(tǒng)的限制，實(shí)現(xiàn)了多載波的 數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)。2、 本實(shí)用新型的接收機(jī)可以結(jié)合多載波數(shù)字下變頻子系統(tǒng)和射頻接收子 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)頻率控制功能，根據(jù)數(shù)字信號(hào)所計(jì)算頻率的偏差，然后通過(guò)調(diào)整 RF的頻偏，實(shí)現(xiàn)接收機(jī)的自動(dòng)頻率控制，有效減少接收機(jī)的頻率偏移，提高接 收機(jī)的接收靈敏度。3、 本實(shí)用新型降低對(duì)前端A/D器件的要求，在數(shù)字下變頻處理中進(jìn)行AGC 控制，提高了A/D的動(dòng)態(tài)范圍，大大提高了接收機(jī)的接收動(dòng)態(tài)范圍。4、 數(shù)字下變頻子系統(tǒng)易于利用可編程邏輯器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以組建多種通 信制式的中頻系統(tǒng)，形成不同功能、制式和接口的數(shù)字接收機(jī)。5、 本實(shí)用新型有利于采用諸如FPGA、 CPLD、 EPLD、 DSP等可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)，可以在可編程邏輯器件中實(shí)現(xiàn)高性能的數(shù)字濾波、本振抑制等處理，很 好的抑制帶外雜散以及消除本振泄漏，大大提高接收機(jī)的性能。


圖1是基于數(shù)字中頻技術(shù)的數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)原理框圖； 圖2是本實(shí)用新型多載波數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖； 圖3是本實(shí)用新型多載波數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)的多載波數(shù)字下變頻子系統(tǒng)的原 理框圖；圖4是本實(shí)用新型多載波數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)的多載波數(shù)字下變頻子系統(tǒng)的第 二級(jí)復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊結(jié)構(gòu)框圖；圖5是本實(shí)用新型多載波數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)的射頻接收子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖6是多載波數(shù)字下變頻系統(tǒng)中的N個(gè)載波NCO串行輸出模式示意圖；圖7是多載波數(shù)字下變頻系統(tǒng)中的N個(gè)載波NC0并行輸出模式示意圖； 圖8是多載波數(shù)字下變頻系統(tǒng)中的N個(gè)載波NC0突發(fā)模式NCO輸出吋序示 意圖；圖9是多載波數(shù)字下變頻系統(tǒng)中的N個(gè)載波并行輸出模式示意圖； 圖IO是多載波數(shù)字下變頻系統(tǒng)中的N個(gè)載波并行交織輸出模式示意圖； 圖11是多載波數(shù)字下變頻系統(tǒng)中的N個(gè)載波串行交織輸出模式示意圖； 圖12是多載波數(shù)字下變頻系統(tǒng)中的N個(gè)載波突發(fā)模式輸出時(shí)序示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型 的實(shí)施方式不限于此。 實(shí)施例如圖2所示，本實(shí)用新型一種基于數(shù)字巾頻技術(shù)的多載波數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)， 包括射頻接收子系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字基帶信號(hào)處理子系統(tǒng)、自動(dòng)頻率控制子 系統(tǒng)，多載波數(shù)字下變頻子系統(tǒng)，所述射頻接收子系統(tǒng)的輸出端依次通過(guò)A/D 轉(zhuǎn)換器、多載波數(shù)字下變頻子系統(tǒng)與數(shù)字基帶信號(hào)處理子系統(tǒng)的輸入端連接， 所述自動(dòng)頻率控制子系統(tǒng)的輸入端與數(shù)字基帶信號(hào)處理子系統(tǒng)的輸出端連接， 所述自動(dòng)頻率控制子系統(tǒng)的輸出端與射頻接收子系統(tǒng)的輸入端連接。還包括時(shí) 鐘子系統(tǒng)、微芯片控制子系統(tǒng)，所述時(shí)鐘子系統(tǒng)、微芯片控制子系統(tǒng)的輸出端 分別與射頻接收子系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換器、多載波數(shù)字下變頻子系統(tǒng)與數(shù)字基帶信號(hào) 處理子系統(tǒng)的另 -個(gè)輸入端連接。所述A/D轉(zhuǎn)換器是基于數(shù)字中頻技術(shù)的多載波接收機(jī)系統(tǒng)中關(guān)鍵器件之一 ， 實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬屮頻信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，輸出高速率的數(shù)字中頻信號(hào)。由于數(shù)字 中頻處理對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器的要求較高， 一般需要高速、寬動(dòng)態(tài)范圍的A/D器件， 所以，本實(shí)用新型為了降低對(duì)前端A/D器件的要求，在多載波數(shù)字下變頻處理 中進(jìn)行AGC控制，提高了A/D的動(dòng)態(tài)范圍。所述基帶信號(hào)處理子系統(tǒng)接收來(lái)自多載波信號(hào)處理的數(shù)字下變頻子系統(tǒng)輸 出的基帶I、 Q數(shù)據(jù)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行同步、信道解碼、信道估計(jì)以及載波搜索等處 理。所述時(shí)鐘子系統(tǒng)為整個(gè)系統(tǒng)中的各個(gè)子系統(tǒng)和模塊提供參考時(shí)鐘信號(hào)，并 負(fù)責(zé)數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)的時(shí)鐘管理和分發(fā)，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的分頻、倍頻等處理；所述微芯片控制子系統(tǒng)負(fù)責(zé)整個(gè)數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和控制，可以通過(guò) 系統(tǒng)總線和接收機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)子模塊進(jìn)行監(jiān)控和告警處理。若某一子系統(tǒng)或是 子模塊出現(xiàn)工作異常，進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位處理，和進(jìn)行告警上報(bào)處理，微芯片控制 子系統(tǒng)還整個(gè)系統(tǒng)的程序下載和更新，如FPGA、 DSP程序的下載；所述自動(dòng)頻率控制子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)整個(gè)接收機(jī)系統(tǒng)的自動(dòng)頻率校正，以調(diào) 整接收機(jī)接收信號(hào)與輸入信號(hào)的出現(xiàn)的頻率偏差，需要根據(jù)所接收到的基帶速據(jù)，計(jì)算頻率的偏差，通過(guò)調(diào)節(jié)電壓值來(lái)調(diào)整RF的偏差。自動(dòng)頻率中，所選用的晶振的控制電壓需要很穩(wěn)定，抗干擾。否則會(huì)導(dǎo)致晶振的頻率不穩(wěn)定。 本實(shí)用新型基于數(shù)字中頻技術(shù)的多載波數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)的工作過(guò)程，包括以下步驟(1) 射頻接收子系統(tǒng)對(duì)天線所接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行處理，將射頻信號(hào)轉(zhuǎn) 變?yōu)槟M中頻信號(hào)輸出到A/D轉(zhuǎn)換器；(2) A/D轉(zhuǎn)換器將接收的模擬中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，輸出高速率的 數(shù)字中頻信號(hào)到數(shù)字下變頻子系統(tǒng)；(3) 多載波數(shù)字下變頻子系統(tǒng)對(duì)數(shù)字中頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字下變頻處理和載波 分離，輸出多載波的低速基帶信號(hào)到基帶信號(hào)處理子系統(tǒng)；(4) 基帶信號(hào)處理子系統(tǒng)對(duì)接收的低速基帶信號(hào)進(jìn)行包括同步、信道解碼、 載波搜索處理以及信道估計(jì)的處理，完成多載波數(shù)字信號(hào)的接收。如圖3所示，本實(shí)用新型多載波數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)的多載波數(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(jí)正交調(diào)制處理模 塊、第一級(jí)抽取濾波器組、多通道NC0產(chǎn)生模塊、第—級(jí)復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊、 第二級(jí)抽取濾波器組、可變?cè)鲆嬲{(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(guò)第一級(jí)正交調(diào)制處理模塊、第一級(jí)抽取濾波器組、第二級(jí)復(fù)數(shù)調(diào)制處 理模塊、第二級(jí)抽取濾波器組、可變?cè)鲆嬲{(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(jí)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(jí)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(shí)與單通道NC0產(chǎn)生模塊、多通道NCO產(chǎn)生模塊、可變?cè)鲆嬲{(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)接口控制模塊的另一個(gè)ilr入端連接。所述多載波數(shù)字下變頻子系統(tǒng)中的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控制模塊的輸出端通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換 模塊與控制處理模塊輸入端連接，所述控制處理模塊輸出端分別連接第一級(jí)正 交調(diào)制處理模塊輸入端和AGC控制模塊的輸入端。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(hào)，根 據(jù)A/D的特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的衰減以及放大處理，以起到保護(hù)A/D轉(zhuǎn)換器 的同時(shí)，提高A/D轉(zhuǎn)換模塊的動(dòng)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(hào)功能外，還必須具備如下一些功能對(duì)A/D轉(zhuǎn)換后的低速信號(hào)轉(zhuǎn) 換為適合第一級(jí)正交調(diào)制處理模塊需求的高速信號(hào)，或是對(duì)A/D轉(zhuǎn)換后的高速 信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合第一級(jí)正交調(diào)制處理模塊需求的低速信號(hào)，或是對(duì)A/D轉(zhuǎn)換后 的并行信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合第一級(jí)正交調(diào)制處理模塊需求的串行信號(hào)，或是對(duì)A/D 轉(zhuǎn)換后的串行信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合第一級(jí)正交調(diào)制處理模塊需求的并行信號(hào)。所述第一級(jí)正交調(diào)制處理模塊主要對(duì)來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換和AGC控制模塊的數(shù)字 中頻信號(hào)以及單通道NC0產(chǎn)生模塊所生成的單載波cos和sin信號(hào)進(jìn)行第一級(jí) 的混頻和調(diào)制處理，輸出以0MHz為屮心頻點(diǎn)的數(shù)字信號(hào)。所述單通道NC0產(chǎn)生模塊功能是產(chǎn)生單載波的cos和sin信號(hào)，具體頻點(diǎn) 可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求，由DDC系統(tǒng)總控制模塊進(jìn)行設(shè)置。所述多通道NC0產(chǎn)生模塊主要實(shí)現(xiàn)牛成多載波的數(shù)字sin和cos信號(hào)，為 第二級(jí)復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊提供多個(gè)本振參考信號(hào)。各個(gè)載波的頻點(diǎn)可以根據(jù)設(shè) 計(jì)要求，由DDC系統(tǒng)總控制模塊進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置。多通道NCO產(chǎn)生模塊能夠輸出 多種時(shí)序的本振信號(hào)，如圖6的N個(gè)載波NCO串行輸出模式、圖7的N個(gè)載波 NCO并行輸出模式以及圖8的N個(gè)載波NCO突發(fā)模式NCO輸出時(shí)序等。在多載波數(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(huì)引起信號(hào)頻譜的混迭，需要進(jìn)行濾波。對(duì)應(yīng) 高倍數(shù)的抽取處理，為了降低濾波器設(shè)計(jì)的難度，節(jié)約器件資源， 一般要采用 多級(jí)抽取濾波器級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)中的第一級(jí)抽取濾波器組和第二級(jí)抽取濾波器 組一般都是由一個(gè)或兩個(gè)抽取濾波器組成，特殊情況下，會(huì)采用三個(gè)抽取濾波 器來(lái)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(jí)抽取需要實(shí)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(lái)實(shí)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(lái)實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)用新型中的多載波數(shù)字下變頻子系統(tǒng)，對(duì)調(diào)制后的輸出的信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)節(jié)和控制，以滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)信號(hào)輸入、輸出增益的控制要求。所述 可變?cè)鲆嬲{(diào)節(jié)模塊開(kāi)放了一些用戶接口，以使得用戶能夠根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)對(duì)增益的任意調(diào)節(jié)。所述數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊主要根據(jù)后續(xù)系統(tǒng)要求，對(duì)輸出數(shù)據(jù)的格式進(jìn)行一 定的調(diào)整和轉(zhuǎn)換，可以輸出二進(jìn)制補(bǔ)碼、原碼、偏移碼、十六進(jìn)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(jìn)行控制和實(shí)現(xiàn)。所述數(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(shí)序規(guī)律的基 帶I、 Q信號(hào)。DDC系統(tǒng)總控制模塊可以設(shè)置輸出的時(shí)序要求，由數(shù)據(jù)接U控制 模塊實(shí)現(xiàn)輸出如下模式的數(shù)據(jù)如圖9的N個(gè)載波并行輸出模式、圖10的N個(gè) 載波并行交織輸出模式、圖11的N個(gè)載波串行交織輸出模式(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12的N個(gè)載波突發(fā)模式輸出時(shí)序。所述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?cè)鲆嬲{(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(shí)現(xiàn)對(duì)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?cè)鲆嬲{(diào)節(jié)模塊，使得各個(gè)載波的增益符合設(shè)計(jì)需求；根據(jù)系統(tǒng)性能要 求，合理的實(shí)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(shí) 序。所述本振抑制模塊在本實(shí)用新型中，抑制實(shí)現(xiàn)抵消下變頻處理中，因?yàn)樵O(shè) 計(jì)處理等所引入的直流信號(hào)以及載波泄漏信號(hào)，所以提高了多載波數(shù)字下變頻 系統(tǒng)性能。在數(shù)字下變頻處理中，不可避免會(huì)引入直流信號(hào)，可以采用"對(duì)稱 舍入"處理方法來(lái)抑制直流泄漏，也可以采用直流濾波的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)直流的抑 制，還可以采用其他的方法來(lái)進(jìn)行直流的抑制，如求取信號(hào)的均值，對(duì)信號(hào)進(jìn) 行補(bǔ)償處理。而且，在多載波下變頻系統(tǒng)中，每個(gè)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的載波泄漏也會(huì)對(duì) 系統(tǒng)性能帶來(lái)較大的影響，所以，需要對(duì)載波泄漏信號(hào)進(jìn)行抑制處理，以減小 載波泄漏對(duì)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(guò)DDC 系統(tǒng)總控制模塊實(shí)現(xiàn)任意性能的調(diào)節(jié)和控制。如圖4所示，本實(shí)用新型多載波數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)的多載波數(shù)字下變頻系統(tǒng) 的第二級(jí)復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊，包括多個(gè)調(diào)制累加模塊，數(shù)據(jù)時(shí)序調(diào)整處理模塊， 所述多個(gè)調(diào)制累加模塊同時(shí)與數(shù)據(jù)時(shí)序調(diào)整處理模塊連接；所述調(diào)制累加模塊 包括NCO信號(hào)延時(shí)處理模塊、抽取濾波后I、 Q信號(hào)延時(shí)處理模塊、乘法器、混頻后I、 Q信號(hào)延時(shí)處理模塊、累加器和累加后I、 Q信號(hào)延時(shí)處理模塊；所述多通道NC0產(chǎn)生模塊與多個(gè)調(diào)制累加模塊的NC0信號(hào)延時(shí)處理模塊、乘法器、 混頻后I、 Q信號(hào)延時(shí)處理模塊、累加器與累加后I、 Q信號(hào)延時(shí)處理模塊依次 連接；所述第一級(jí)抽取濾波器組與多個(gè)調(diào)制累加模塊的抽取濾波后I、 Q信號(hào)延 時(shí)處理模塊、乘法器、混頻后I、 Q信號(hào)延時(shí)處理模塊、累加器、累加后I、 Q 信號(hào)延時(shí)處理模塊、數(shù)據(jù)時(shí)序調(diào)整處理模塊依次連接。結(jié)合圖3、圖4所示，本實(shí)用新型多載波數(shù)字下變頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的對(duì)數(shù)字中頻 信號(hào)進(jìn)行數(shù)字下變頻處理和載波分離，輸出多載波的低速基帶信號(hào)到基帶信號(hào)處理子系統(tǒng)，包括以下步驟(a) AGC控制模塊將接收到模擬屮頻信號(hào)傳送到A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換 模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換形成數(shù)字中頻信號(hào)，控制模塊根據(jù)數(shù)字中頻信號(hào)的特性，輸 出反饋決策和控制信息到AGC控制模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)A/D芯片的自動(dòng)AGC控制；(b) A/D采樣和AGC控制模塊輸出的數(shù)字中頻信號(hào)輸入到第一級(jí)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(hào)進(jìn)行混頻調(diào)制處理， 輸出零中頻的數(shù)字信號(hào)，零中頻的數(shù)字信號(hào)進(jìn)入到第一級(jí)抽取濾波器組進(jìn)行數(shù) 據(jù)抽取和濾波處理；(c) 經(jīng)過(guò)第一級(jí)抽取濾波器組進(jìn)行抽取濾波后的數(shù)據(jù)，與多通道NCO產(chǎn)生 模塊產(chǎn)生的多個(gè)不同頻率的cos和sin信號(hào)一起輸入到第二級(jí)復(fù)數(shù)調(diào)制處理模 塊進(jìn)行混頻調(diào)制處理，形成多載波I、 Q信號(hào)；多載波I、 Q信號(hào)通過(guò)第二級(jí)抽 取濾波器組進(jìn)行進(jìn)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數(shù) 據(jù)；(d) 經(jīng)過(guò)兩級(jí)調(diào)制后的信號(hào)經(jīng)過(guò)可變?cè)鲆嬲{(diào)節(jié)模塊，每個(gè)載波的增益都可 以獨(dú)立進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，輸出符合系統(tǒng)增益要求的I、 Q信號(hào)；(e) 可變?cè)鲆嬲{(diào)節(jié)模塊輸出的信號(hào)通過(guò)本振抑制處理模塊迸行直流本振泄 漏以及載波泄漏的抑制，然后通過(guò)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊控制輸出信號(hào)的格式，最 后再通過(guò)控制數(shù)據(jù)接口模塊，輸出并行、串行或交織模式的I、 Q數(shù)據(jù)。如圖5所示，本實(shí)用新型一種基于數(shù)字中頻技術(shù)的多載波數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng) 的射頻接收子系統(tǒng)包括抗混迭帶通濾波器、模擬ATT、放大器、混頻器、本振 LO以及抗混迭濾波器，所述抗混迭帶通濾波器的依次通過(guò)、模擬ATT、放人器、 混頻器與抗混迭濾波器的輸入端連接，所述本振L0的輸出端與混頻器的輸入端 連接。模擬中頻信號(hào)頻率范圍限定在60MHz 200腿z,便于射頻子系統(tǒng)和數(shù)字中頻處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。雖然射頻子系統(tǒng)的構(gòu)成比較復(fù)雜，但這樣的處理， 使得輸出帶寬適中的寬帶模擬中頻信號(hào)，不需要超高速的采樣，后續(xù)的A/D轉(zhuǎn) 換處理可以大大簡(jiǎn)化。所述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不 受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作 的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用 新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種基于數(shù)字中頻技術(shù)的多載波數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，包括射頻接收子系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字基帶信號(hào)處理子系統(tǒng)、自動(dòng)頻率控制子系統(tǒng)，多載波數(shù)字下變頻子系統(tǒng)，所述射頻接收子系統(tǒng)的輸出端依次通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器、多載波數(shù)字下變頻子系統(tǒng)與數(shù)字基帶信號(hào)處理子系統(tǒng)的輸入端連接，所述自動(dòng)頻率控制子系統(tǒng)的輸入端與數(shù)字基帶信號(hào)處理子系統(tǒng)的輸出端連接，所述自動(dòng)頻率控制子系統(tǒng)的輸出端與射頻接收子系統(tǒng)的輸入端連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字中頻技術(shù)的多載波數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)， 其特征在于，所述多載波數(shù)字下變頻子系統(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(jí)正交調(diào)制處理模塊、第一級(jí)抽取濾波器組、多通 道NC0產(chǎn)生模塊、第二級(jí)復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊、第二級(jí)抽取濾波器組、可變?cè)鲆?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(guò)第一級(jí)正交調(diào)制處理 模塊、第一級(jí)抽取濾波器組、第二級(jí)復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊、第二級(jí)抽取濾波器組、 可變?cè)鲆嬲{(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(jí)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(jí)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(shí)與單通道NC0產(chǎn)生模塊、 多通道NCO產(chǎn)生模塊、可變?cè)鲆嬲{(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)接口控制模塊的另 一個(gè)輸入端連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于數(shù)字中頻技術(shù)的多載波數(shù)字接收機(jī)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控制模塊的輸出端通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊與控制處理模塊 輸入端連接，所述控制處理模塊輸出端分別連接第一級(jí)正交調(diào)制處理模塊輸入 端和AGC控制模塊的輸入端。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于數(shù)字中頻技術(shù)的多載波數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)， 其特征在于，所述第二級(jí)復(fù)數(shù)調(diào)制處理模塊包括多個(gè)調(diào)制累加模塊，數(shù)據(jù)時(shí)序 調(diào)整處理模塊，所述多個(gè)調(diào)制累加模塊同時(shí)與數(shù)據(jù)時(shí)序調(diào)整處理模塊連接；所 述調(diào)制累加模塊包括NCO信號(hào)延時(shí)處理模塊，抽取濾波后I、 Q信號(hào)延時(shí)處理模 塊，乘法器，混頻后I、 Q信號(hào)延時(shí)處理模塊，累加器和累加后I、 Q信號(hào)延時(shí)處理模塊；所述多通道NC0產(chǎn)生模塊與多個(gè)調(diào)制累加模塊的NCO信號(hào)延時(shí)處理 模塊，乘法器，混頻后I、 Q信號(hào)延時(shí)處理模塊，累加器與累加后I、 Q信號(hào)延 時(shí)處理模塊依次連接；所述第一級(jí)抽取濾波器組與多個(gè)調(diào)制累加模塊的抽取濾 波后I、 Q信號(hào)延時(shí)處理模塊，乘法器，混頻后I、 Q信號(hào)延時(shí)處理模塊，累加 器，累加后I、 Q信號(hào)延時(shí)處理模塊，數(shù)據(jù)時(shí)序調(diào)整處理模塊依次連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于數(shù)字中頻技術(shù)的多載波^[字接收機(jī)系統(tǒng)， 其特征在于，所述第一級(jí)抽取濾波器組或第二級(jí)抽取濾波器組分別由一個(gè)、兩 個(gè)或三個(gè)抽取濾波器組成；所述抽取濾波器是FIR、 IIR、 CIC或半帶抽取濾波 器；所述多載波數(shù)字下變頻子系統(tǒng)用CPLD、 EPLD、 FPGA、 DSP可編程邏輯器件 或AS工C芯片中任意一種實(shí)現(xiàn)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字中頻技術(shù)的多載波數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)， 其特征在于，所述射頻接收子系統(tǒng)包括抗混迭帶通濾波器、模擬ATT、放大器、 混頻器、本振LO以及抗混迭濾波器，所述抗混迭帶通濾波器的依次通過(guò)模擬ATT、 放大器、混頻器與抗混迭濾波器的輸入端連接，所述本振LO的輸出端與混頻器 的輸入端連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字中頻技術(shù)的多載波數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)， 其特征在于，還包括時(shí)鐘子系統(tǒng)、微芯片控制子系統(tǒng)，所述時(shí)鐘子系統(tǒng)、微芯 片控制子系統(tǒng)的輸出端分別與射頻接收子系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換器、多載波數(shù)字下變頻 子系統(tǒng)與數(shù)字基帶信號(hào)處理子系統(tǒng)的另一個(gè)輸入端連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于數(shù)字中頻技術(shù)的多載波數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)，包括射頻接收子系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字基帶信號(hào)處理子系統(tǒng)、自動(dòng)頻率控制子系統(tǒng)，多載波數(shù)字下變頻子系統(tǒng)，所述射頻接收子系統(tǒng)的輸出端依次通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器、多載波數(shù)字下變頻子系統(tǒng)與數(shù)字基帶信號(hào)處理子系統(tǒng)的輸入端連接，所述自動(dòng)頻率控制子系統(tǒng)的輸入端與數(shù)字基帶信號(hào)處理子系統(tǒng)的輸出端連接，所述自動(dòng)頻率控制子系統(tǒng)的輸出端與射頻接收子系統(tǒng)的輸入端連接。本實(shí)用新型采用數(shù)字中頻技術(shù)，利用多載波信號(hào)處理方法，構(gòu)建多載波數(shù)字下變頻子系統(tǒng)，避免了傳統(tǒng)數(shù)字下變頻子系統(tǒng)的限制，實(shí)現(xiàn)了多載波的數(shù)字接收機(jī)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04L27/152GK201114162SQ200720056369
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2007年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
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