專利名稱：Gsm直放站話務(wù)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信中無線覆蓋的直放站，具體涉及GSM直放站話務(wù)量統(tǒng) 計(jì)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
GSM網(wǎng)絡(luò)H前^:球最大的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng) 通信用戶對(duì)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商提供的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋率要求越來越高。基站的信號(hào) 受發(fā)射功率以及地形的限制，只能覆蓋一定范圍，因而會(huì)出現(xiàn)了一定的盲區(qū)。
直放站是解決通信網(wǎng)絡(luò)延伸覆蓋能力的一種優(yōu)選方案，采用直放站可以有 效地優(yōu)化和完善網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋，降低掉話率，提高運(yùn)營(yíng)商的服務(wù)質(zhì)量。它與基 站相比具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資較少和安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于難以覆蓋的盲
區(qū)和弱區(qū)，且建網(wǎng)快速、見效快，是無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重要設(shè)備。但是，如果所 采用的直放站不能統(tǒng)計(jì)其覆蓋區(qū)域的話務(wù)量，那么移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商就無法準(zhǔn)確獲得 投入/產(chǎn)出比。因此如果直放站能夠具備話務(wù)量統(tǒng)計(jì)功能，那么運(yùn)營(yíng)商就能及吋 調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，更好的優(yōu)化覆蓋網(wǎng)絡(luò)。
GSM釆用TDMA方式實(shí)現(xiàn)多址接入，多個(gè)用戶終端采用相同的信道，分配 不同的時(shí)隙給相應(yīng)的用戶。在GSM的TDMA中，每個(gè)載頻被定義為- 個(gè)TDMA 幀，每幀包括8個(gè)時(shí)隙(TS0-7)，每個(gè)時(shí)隙長(zhǎng)為0.577ms。
目前具備話務(wù)量統(tǒng)計(jì)功能的直放站，中國(guó)專利號(hào)CN200610088224.8，名稱 為"一種統(tǒng)計(jì)跳頻GSM小區(qū)用戶的方法及其裝置"中所說的，該話務(wù)量統(tǒng)計(jì)模 塊大多是采用選頻電路獲得需要統(tǒng)計(jì)話務(wù)量的信道，然后通過檢波的方式獲得 用戶通話信息的波形，然后統(tǒng)計(jì)脈沖的個(gè)數(shù)，并轉(zhuǎn)化為話務(wù)量。采用這種方法， 統(tǒng)計(jì)模塊大量采用了模擬選頻電路，復(fù)雜度高，尤其在多載波的場(chǎng)合成本高。 同時(shí)檢波器的動(dòng)態(tài)小，導(dǎo)致小信號(hào)被忽視，降低了話務(wù)統(tǒng)計(jì)精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的H的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種GSM直放站話務(wù)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單直觀、成本低、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)大、話務(wù)統(tǒng)計(jì)精度 高而且更適用于多載波話務(wù)量統(tǒng)計(jì)。
本發(fā)明的目的還在于提供上述GSM直放站話務(wù)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)話務(wù)量統(tǒng)計(jì)
的方法。
本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)GSM直放站話務(wù)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，包括依 次連接的放大器、混頻器、ADC模塊、FPGA模塊，其中FPGA模塊包括n個(gè) 載波話務(wù)量處理單元、統(tǒng)計(jì)模塊，所述n個(gè)載波話務(wù)量處理單元均由依次連接 的DDC模塊、功率計(jì)算模塊、判決模塊、去抖模塊組成，同時(shí)各個(gè)DDC模塊 分別與ADC模塊連接，各個(gè)去抖模塊分別與所述統(tǒng)計(jì)模塊相連接。 所述載波話務(wù)量處理單元的數(shù)量n根據(jù)基站的載波數(shù)確定。 利用上述GSM直放站話務(wù)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)話務(wù)量統(tǒng)計(jì)的方法，包括下述步
驟
(1) 把從天線口傳來的多載波信號(hào)經(jīng)過放大器進(jìn)行放大后，通過混頻器轉(zhuǎn) 換為屮頻信號(hào)；
(2) 采用高速ADC模塊采樣中頻信號(hào)；
(3) 通過n個(gè)DDC模塊，把多載波信號(hào)區(qū)分為獨(dú)立載波，并采用基帶I/Q 信號(hào)表示該獨(dú)立載波；
(4) 通過功率計(jì)算模塊分別計(jì)算獨(dú)立載波基帶I/Q信3的能量，判決模塊 將獨(dú)立載波基帶I/Q信S的能量與噪聲門限值進(jìn)行比較，判斷獨(dú)立載波基帶I/Q 信號(hào)是噪聲還是上行通話信號(hào)，若獨(dú)立載波基帶I/Q信號(hào)是上行通話信號(hào)，則輸 出高邏輯電平或低邏輯電平判決信號(hào)，否則對(duì)應(yīng)輸出低邏輯電平或高邏輯電平 判決信號(hào)；
(5) 去抖模塊對(duì)判決信號(hào)進(jìn)行去抖處理，消除判決信號(hào)中的抖動(dòng)，并輸出 判決去抖信號(hào)到統(tǒng)計(jì)模塊；
(6) 統(tǒng)計(jì)模塊統(tǒng)計(jì)在時(shí)間t內(nèi)，所有獨(dú)立載波為上行通話信號(hào)的判決去抖 信號(hào)的個(gè)數(shù)Number—ones;
(7) 根據(jù)公式得出通話時(shí)間T。
上述方法中，步驟(3)所述通過n個(gè)DDC模塊，把多載波信號(hào)區(qū)分為獨(dú) 立載波，其具體操作內(nèi)容為設(shè)置DDC模塊內(nèi)部的頻率控制字，把需要的載波 搬移到基帶，然后DDC內(nèi)部的濾波器組對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，濾除其它載波，用n 個(gè)DDC模塊就把多載波區(qū)分為獨(dú)立載波。上述方法中，步驟(4)所述判決模塊將獨(dú)立載波基帶I/Q信號(hào)的能量與噪 聲門限值進(jìn)行比較，判斷獨(dú)立載波基帶I/Q信號(hào)是噪聲還是上行通話信號(hào)，其具
體操作為當(dāng)獨(dú)立載波基帶I/Q信號(hào)的能量大于噪聲門限值，則獨(dú)立載波基帶I/Q
信號(hào)是上行通信信號(hào)，反之，獨(dú)立載波基帶I/Q信號(hào)是噪聲。
上述方法屮，歩驟(4)所述若獨(dú)立載波基帶I/Q信號(hào)是上行通話信號(hào)，則 輸出高邏輯電平或低邏輯電平判決信號(hào)，否則對(duì)應(yīng)輸出低邏輯電平或高邏輯電
平判決信號(hào)，其具體為
若獨(dú)立載波基帶I/Q信號(hào)是上行通話信號(hào)，則輸出判決信號(hào)邏輯電平為1，
否則輸出判決信號(hào)電平為0;
相應(yīng)地，步驟(6)所述判決去抖信號(hào)的邏輯電平為高。
上述方法中，歩驟(4)所述基帶I/Q信號(hào)能量根據(jù)公式(K2+Q八2)計(jì)算，
所述噪聲門限值根據(jù)本系統(tǒng)的底噪計(jì)算，即
噪聲門限值二 一 174dBm/Hz +接收機(jī)增益(dB ) +10*log 10(BW) +噪盧系 數(shù)(dB)， BW為信號(hào)帶寬，單位是Hz。
上述方法中，步驟(7)所述通話時(shí)間轉(zhuǎn)換為話務(wù)量的公式如下
T = ((Number—ones/fs)/t)
其屮fs表示基帶功率的采樣頻率，單位為Hz， T為直放站在時(shí)間t內(nèi)的通 話時(shí)間，T的爭(zhēng)位為小時(shí)。
本發(fā)明的原理是GSM系統(tǒng)是將TDMA和FDMA模式相結(jié)合，沒有釆用 擴(kuò)頻技術(shù)，為了維持一定的通話質(zhì)量，基站接收信號(hào)必須維持一定的信噪比， 因此可以通過信號(hào)能量來判定是噪聲還是信號(hào)。統(tǒng)計(jì)上行通話信號(hào)持續(xù)時(shí)間就 統(tǒng)計(jì)出直放站的通話時(shí)間，從而獲得直放站吸收的話務(wù)量。
本發(fā)明GSM直放站話務(wù)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1) 本發(fā)明采用數(shù)字下變頻(DDC)模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬濾波器區(qū)分多載 波，降低了成本
(2) 本發(fā)明采用數(shù)字處理的方式代替模擬檢波，提高了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)和話務(wù)量 統(tǒng)計(jì)的精度；
(3) 本發(fā)明采用多路結(jié)構(gòu)組成相同的頻分過濾模塊，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單直觀，更適 合多載波話務(wù)量的統(tǒng)計(jì)。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖2是本發(fā)明GSM直放站話務(wù)量統(tǒng)計(jì)方法的流程框圖； 圖3是GSM系統(tǒng)中TDMA時(shí)間幀的示意圖4足判決信號(hào)的示意圖5是判決信號(hào)去抖后的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施 方式不限于此。 實(shí)施例
圖1所示為本發(fā)明系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)，本GSM直放站話務(wù)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)包括依 次連接的放大器001、混頻器002、 ADC:模塊003、 FPGA模塊004。
其中FPGA模塊004包括n個(gè)載波話務(wù)量處理單元、統(tǒng)計(jì)模塊005，所述n 個(gè)載波話務(wù)量處理單元均包括DDC模塊、功率計(jì)算模塊、判決模塊、去抖模塊， 即
DDC1， DDC2， ......， DDCn;
功率計(jì)算模塊l，功率計(jì)算模塊2，……，功率計(jì)算模塊n; 判決模塊l，判決模塊2，……，判決模塊n; 去抖模塊l，去抖模塊2，……，去抖模塊n。
其中，第n個(gè)載波話務(wù)量處理單元由DDCn、功率計(jì)算模塊n、判決模塊n、
去抖模塊n依次連接組成。
其中，載波話務(wù)量處理單元的數(shù)量n根據(jù)基站的載波數(shù)確定。
同時(shí)，每個(gè)DDC模塊均與ADC模塊003相連；每個(gè)去抖模塊均與統(tǒng)計(jì)模
塊005相連。
圖l所示為本發(fā)明GSM直放站話務(wù)量統(tǒng)計(jì)方法的具體流程，包括下述步驟
(1) 從天線口的多載波上行信號(hào)經(jīng)過放大器(001)放大后，通過混頻器 (002)轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)；
(2) 采用高速ADC模塊(003)采樣中頻信號(hào)；
(3) 通過n個(gè)DDC模塊組成的n個(gè)數(shù)字下變頻通道，把多載波上行信號(hào) 區(qū)分為獨(dú)立載波，并采用基帶I/Q信號(hào)表示該獨(dú)立載波；
(4) 通過功率計(jì)算模塊分別計(jì)算獨(dú)立載波基帶IZQ信號(hào)的能量，判決模塊將獨(dú)立載波基帶I/Q信號(hào)的能量與噪聲門限值進(jìn)行比較，判斷當(dāng)前獨(dú)立載波基帶 I/Q信號(hào)是否是噪聲還是上行通話信號(hào)；
圖3所小為GSM系統(tǒng)中TDMA時(shí)間幀，在GSM的TDMA中，幀被定義 為每個(gè)載頻中所包含的8個(gè)連續(xù)的時(shí)隙(TS0-7)，相當(dāng)丁-FDMA系統(tǒng)屮的個(gè) 頻道，在每個(gè)時(shí)隙屮，信號(hào)以突發(fā)脈沖系列的形式發(fā)送；每個(gè)TDMA幀含8個(gè) 時(shí)隙，整個(gè)幀時(shí)長(zhǎng)約為4.615ms，每個(gè)時(shí)隙含156.25個(gè)碼元，時(shí)隙時(shí)長(zhǎng)為0.577ms;
GSM系統(tǒng)規(guī)定在通話時(shí)，信噪比必須大于一定值，所以通過能量可以判定 當(dāng)前獨(dú)立載波基帶I/Q信號(hào)是噪聲還是上行通話信號(hào)；
根據(jù)公式(IA2+Q")計(jì)算基帶I/Q信號(hào)能量，并與噪聲門限值比較，所述 噪聲門限值根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的底噪計(jì)算得到，即.-
噪聲門限值二一174dBm/Hz+接收機(jī)增益(dB) + 10"ogl0(BW) +噪聲系 數(shù)(dB)， BW為GSM的信號(hào)帶寬,取為200000Hz。
如果基帶I/Q信兮的能量〉噪聲門限值，則力前信號(hào)是i:行通信信，反之， 當(dāng)前基帶1/Q信號(hào)是噪聲；如果當(dāng)前獨(dú)立載波基帶信號(hào)是上行通信信號(hào)，那么判 決信號(hào)輸出為1,否則輸出為O;
(5) 圖4所示是一個(gè)獨(dú)立載波單時(shí)隙通話時(shí)判決信號(hào)的波形，其中有很多 毛刺；去抖模塊對(duì)判決信號(hào)進(jìn)行去抖處理，主要是消除判決信號(hào)中的毛刺。如 圖5所示，該波形為經(jīng)過去抖動(dòng)處理的判決信號(hào)，該信號(hào)可以用于統(tǒng)計(jì)話務(wù)量；
(6) 統(tǒng)計(jì)模塊統(tǒng)計(jì)時(shí)間t內(nèi)，所有判決去抖倍號(hào)邏輯為高的個(gè)數(shù) Number—ones;
(7) 根據(jù)下面公式得出通話時(shí)間T:
T = 8 * (Number—ones/fs)
其中，fs表示基帶功率的采樣頻率，單位為Hz， Number—ones表示通話時(shí) 間T內(nèi)去抖信3邏輯為高的數(shù)目，T的單位為小時(shí)。
十.述方法中，步驟(3)所述通過n個(gè)DDC模塊，把多載波信號(hào)區(qū)分為獨(dú) 立載波，其具體操作內(nèi)容為設(shè)置DDC模塊內(nèi)部的頻率控制字，把需要的載波 搬移到基帶，然后DDC內(nèi)部的濾波器組對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，濾除其它載波，用n 個(gè)DDC模塊就把多載波區(qū)分為獨(dú)立載波。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí) 施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(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，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種GSM直放站話務(wù)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于包括依次連接的放大器、混頻器、ADC模塊、FPGA模塊，其中FPGA模塊包括n個(gè)載波話務(wù)量處理單元、統(tǒng)計(jì)模塊，所述n個(gè)載波話務(wù)量處理單元均由依次連接的DDC模塊、功率計(jì)算模塊、判決模塊、去抖模塊組成，同時(shí)各個(gè)DDC模塊分別與ADC模塊連接，各個(gè)去抖模塊分別與所述統(tǒng)計(jì)模塊相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的GSM直放站話務(wù)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于所 述載波話務(wù)量處理單元的數(shù)量n根據(jù)基站的載波數(shù)確定。
3、 權(quán)利要求1或2所述的GSM直放站話務(wù)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的GSM直放站話務(wù) 量統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于，包括下述步驟(1) 把從天線口傳來的多載波信號(hào)經(jīng)過放大器進(jìn)行放大后，通過混頻器轉(zhuǎn) 換為中頻信號(hào)(2) 采用高速ADC模塊采樣中頻信號(hào)；(3) 通過n個(gè)DDC模塊，把多載波信號(hào)區(qū)分為獨(dú)立載波，并采用基帶I/Q 信號(hào)表示該獨(dú)立載波；(4) 通過功率計(jì)算模塊分別計(jì)算獨(dú)立載波基帶I/Q信號(hào)的能量，判決模塊 將獨(dú)立載波基帶I/Q信號(hào)的能量與噪聲門限值進(jìn)行比較，判斷獨(dú)立載波基帶I/Q 信號(hào)是噪聲還是上行通話信號(hào)，若獨(dú)立載波基帶I/Q信號(hào)是上行通話信號(hào)，則輸 出高邏輯電平或低邏輯電平判決信號(hào)，否則對(duì)應(yīng)輸出低邏輯電平或高邏輯電平 判決信號(hào)；(5) 去抖模塊對(duì)判決信號(hào)進(jìn)行去抖處理，消除判決信號(hào)中的抖動(dòng)，并輸出 判決去抖信號(hào)到統(tǒng)計(jì)模塊；(6) 統(tǒng)計(jì)模塊統(tǒng)計(jì)在單位時(shí)間t內(nèi)，所有獨(dú)立載波為上行通話信號(hào)的判決 去抖倍V的個(gè)數(shù)Number—ones;(7) 根據(jù)公式得出通話時(shí)間T。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的GSM直放站話務(wù)量統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于歩 驟(3)所述的通過n個(gè)DDC模塊，把多載波信號(hào)區(qū)分為獨(dú)立載波，其具體操 作內(nèi)容為設(shè)置DDC模塊內(nèi)部的頻率控制字，把需要的載波搬移到基帶，然 后DDC內(nèi)部的濾波器組對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，濾除其它載波，用n個(gè)DDC模塊就 把多載波區(qū)分為獨(dú)立載波。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的GSM直放站話務(wù)量統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于步 驟(4)所述判決模塊將獨(dú)立載波基帶I/Q信號(hào)的能量與噪聲門限值進(jìn)行比較，判斷獨(dú)立載波基帶I/Q信號(hào)是噪聲還是上行通話信號(hào)，其具體操作為當(dāng)獨(dú)立載波基帶I/Q信號(hào)的能量大于噪聲門限值，則獨(dú)立載波基帶I/Q信號(hào)是上行通信信 號(hào)，反之，獨(dú)立載波基帶I/Q信號(hào)是噪聲。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的GSM直放站話務(wù)量統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于步驟u)所述若獨(dú)、):載波基帶i/Q信號(hào)是上行通話信號(hào)，則輸出高邏輯電f-或低邏輯電平判決信號(hào)，否則對(duì)應(yīng)輸出低邏輯電平或高邏輯電平判決信g，其具體為若獨(dú)、卞.載波基帶I/Q信號(hào)是上行通話信號(hào)，則輸出判決信號(hào)邏輯電平為1，否則輸出判決信號(hào)電平為0;相/、v:地，歩驟(6)所述判決去抖信號(hào)的邏輯電平為高。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的GSM直放站話務(wù)量統(tǒng)計(jì)方法，其特征在十步 驟(4)所述基帶I/Q信號(hào)能量根據(jù)公式(IA2+QA2)計(jì)算，所述噪聲門限值根據(jù)本系統(tǒng)的底噪計(jì)算，艮P:噪聲門限值二一174dBm/Hz+接收機(jī)增益(dB) + 1(Mogl0(BW)+噪聲系 數(shù)(dB)， BW為信號(hào)帶寬，單位是Hz。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的GSM直放站話務(wù)量統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于歩 驟(7)所述通話時(shí)間根據(jù)如下公式計(jì)算T 二 ((Number—ones/fs)/t)其中fs表示基帶功率的采樣頻率，單位為Hz， T為通話時(shí)間，T的單位 為小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種GSM直放站話務(wù)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，它包括依次連接的放大器、混頻器、ADC模塊、FPGA模塊，其中FPGA模塊包括n個(gè)載波話務(wù)量處理單元、統(tǒng)計(jì)模塊，所述n個(gè)載波話務(wù)量處理單元均由依次連接的DDC模塊、功率計(jì)算模塊、判決模塊、去抖模塊組成，同時(shí)DDC模塊與ADC模塊連接，去抖模塊與所述統(tǒng)計(jì)模塊相連接。本發(fā)明采用數(shù)字下變頻(DDC)模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬濾波器區(qū)分多載波，降低了成本；采用數(shù)字處理的方式代替模擬檢波，提高了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)和話務(wù)量統(tǒng)計(jì)的精度；采用多路結(jié)構(gòu)組成相同的載波話務(wù)量處理單元，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單直觀，更適合多載波話務(wù)量的統(tǒng)計(jì)。
文檔編號(hào)H04B7/14GK101409579SQ20081019915
公開日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日
發(fā)明者羅漫江, 許景兆 申請(qǐng)人:京信通信系統(tǒng)(中國(guó))有限公司