專利名稱：時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及時(shí)分同步碼分多址(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access, TD - SCDMA )移動(dòng)通信4支術(shù)領(lǐng)域，尤其涉 及TD-SCDMA系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn)方法和裝置。
背景技術(shù)：
TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)際第三代(3G)移動(dòng)通信主流標(biāo)準(zhǔn)之一。 TD-SCDMA系統(tǒng)采用智能天線、聯(lián)合檢測(cè)、上行同步、功率控制等列 技術(shù)，是TDD模式的低碼片速率(Low Chip Rate) 3G系統(tǒng)。基于 TD-SCDMA技術(shù)獨(dú)有的技術(shù)特點(diǎn)，TD-SCDMA系統(tǒng)的一個(gè)載波帶寬僅 占1.6 MHz，具有較高的頻鐠利用率，不僅能夠滿足語(yǔ)音業(yè)務(wù)的需要， 而且能夠靈活地適配上下行非對(duì)稱數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)需要。同時(shí)它還能 應(yīng)用于宏小區(qū)、微小區(qū)和微微小區(qū)等各種城市和郊區(qū)環(huán)境，具備大規(guī)模 獨(dú)立組網(wǎng)的能力。但是，由于TD-SCDMA系統(tǒng)上、下行時(shí)分占用 1.6MHz帶寬，僅為WCDMA系統(tǒng)上下行帶寬10MHz的1/6，所以 TD-SCDMA系統(tǒng)單載波容量有限。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，提出了 TD-SCDMA多載波系統(tǒng)。TD-SCDMA 多載波方案的主要思想是在一個(gè)小區(qū)提供多個(gè)連續(xù)的載波， 每個(gè)小區(qū)以其中一個(gè)載波為主載波，系統(tǒng)在主載波上提供BCH， UpPCH, DwPCH以及其他公共信道，用于系統(tǒng)信息廣播和終端接入， 而在其他載波(下稱輔載波)上，只提供業(yè)務(wù)信道。終端通過(guò)主載波接 入后，接納控制模塊根據(jù)各個(gè)載波資源情況，統(tǒng)一分配的資源。終端接 納進(jìn)入主載波或者輔載波進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)收發(fā)，輔載波上的終端需要周期 性的調(diào)頻到主載波接收廣播信息和進(jìn)行相關(guān)測(cè)量。TD-SCDMA多栽波 系統(tǒng)大大提高了 TD-SCDMA單基站的容量和接納能力。
但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，通常通過(guò)多個(gè)獨(dú)立的射頻實(shí)現(xiàn)多載波，導(dǎo)致 了成本的增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種TD-SCDMA多栽波的實(shí) 現(xiàn)方法，能夠減小設(shè)備的成本。
本發(fā)明提供一種時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn)方法，包括
將下行單倍速時(shí)域信號(hào)通過(guò)快速傅立葉變換調(diào)制為頻域信號(hào)；對(duì)頻域信
號(hào)進(jìn)行頻譜搬移和根升余弦濾波；對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行逆快速傅立葉變 換，產(chǎn)生下行N載波時(shí)域信號(hào)；對(duì)下行N載波時(shí)域信號(hào)進(jìn)行內(nèi)插產(chǎn)生 K倍速信號(hào)，對(duì)所述K倍速信號(hào)進(jìn)行低通濾波;其中，N、 K為大于等 于2的整數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn)方法的一個(gè)實(shí)施 例，對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行逆快速傅立葉變換的步驟包括將濾波后的信 號(hào)倒序，然后進(jìn)行快速傅立葉變換調(diào)制，從而實(shí)現(xiàn)逆快速傅立葉變換。
根本發(fā)明的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn)方法的另 一個(gè)實(shí) 施例，采用多相濾波器實(shí)現(xiàn)所述N載波時(shí)域信號(hào)的內(nèi)插和低通濾波。
根據(jù)本發(fā)明的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn)方法的另 一個(gè)實(shí) 施例，上述N為3， K為12，該方法包括，在DSP上分別執(zhí)行將下 行單倍速時(shí)域信號(hào)通過(guò)1024點(diǎn)快速傅立葉變換調(diào)制為頻域信號(hào)；通過(guò) 頻譜搬移將所述頻域信號(hào)的3個(gè)中心頻率調(diào)制于-1.76MHz 1.76MHz之 間；經(jīng)過(guò)濾波系數(shù)為"=0.22的根井余弦濾波器進(jìn)行濾波，根據(jù)時(shí)域需要
的延時(shí)查對(duì)應(yīng)的連續(xù)相位序列，跟從根升余弦濾波后的信號(hào)相與；將3 個(gè)載波的調(diào)制后的信號(hào)按照預(yù)定規(guī)則存放在4倍速數(shù)據(jù)區(qū)，通過(guò)數(shù)據(jù)倒 序，進(jìn)行快速傅立葉變換實(shí)現(xiàn)4096點(diǎn)逆快速傅立葉變換計(jì)算，產(chǎn)生下 行3栽波4倍速時(shí)域信號(hào)；在現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列上對(duì)下行3載波4倍速 時(shí)域信號(hào)進(jìn)行3倍內(nèi)插，產(chǎn)生12倍速信號(hào)；在現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列上對(duì) 12倍速信號(hào)進(jìn)行低通濾波。
本發(fā)明還提供一種時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn)方法，包
括將上行時(shí)域信號(hào)進(jìn)行低通濾波；通過(guò)快速傅立葉變換將上行時(shí)域信 號(hào)調(diào)制為頻域信號(hào)；將頻域信號(hào)通過(guò)頻i普搬移至基帶，進(jìn)行根升余弦濾 波；對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行逆快速傅立葉變換，產(chǎn)生上行N載波時(shí)域信 號(hào)；其中，N為大于等于2的整數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn)方法的 一個(gè)實(shí)施 例，對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行逆快速傅立葉變換的步驟包括將濾波后的信 號(hào)倒序，然后進(jìn)行快速傅立葉變換調(diào)制，從而實(shí)現(xiàn)逆快速傅立葉變換。
本發(fā)明的TD-SCDMA多載波的實(shí)現(xiàn)方法，通過(guò)將信號(hào)調(diào)制到頻域 并進(jìn)行頻譜搬移，在DSP上實(shí)現(xiàn)多載波，這樣通常需要多個(gè)獨(dú)立射頻 的系統(tǒng)可以用一個(gè)射頻實(shí)現(xiàn)，減小了硬件設(shè)備的投入，控制了成本。
本發(fā)明還提供一種時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn)裝置，包 括數(shù)字信號(hào)處理器，用于將下行單倍速時(shí)域信號(hào)通過(guò)快速傅立葉變換 調(diào)制為頻域信號(hào)，對(duì)所述頻域信號(hào)進(jìn)行頻譜搬移和根升余弦濾波，對(duì)濾 波后的信號(hào)進(jìn)行逆快速傅立葉變換，產(chǎn)生下行N栽波時(shí)域信號(hào)；現(xiàn)場(chǎng)可 編程門(mén)陣列，用于接收來(lái)自所述數(shù)字信號(hào)處理器的下行N栽波時(shí)域信 號(hào)，所述下行N載波時(shí)域信號(hào)進(jìn)行內(nèi)插產(chǎn)生K倍速信號(hào)，對(duì)所述K倍 速信號(hào)進(jìn)行低通濾波；其中，N、 K為大于等于2的整數(shù)。
本發(fā)明還提供一種時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn)裝置，包 括現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，用于接收上行時(shí)域信號(hào)，將上行時(shí)域信號(hào)進(jìn)行 低通濾波后發(fā)送給數(shù)字信號(hào)處理器；數(shù)字信號(hào)處理器，用于接收來(lái)自現(xiàn) 場(chǎng)可編程門(mén)陣列的上行時(shí)域信號(hào)，通過(guò)快速傅立葉變換將上行時(shí)域信號(hào) 調(diào)制為頻域信號(hào)；將頻域信號(hào)通過(guò)頻i普搬移至基帶，進(jìn)行根升余弦濾 波；對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行逆快速傅立葉變換，產(chǎn)生上行N載波時(shí)域信 號(hào)；其中，N為大于等于2的整數(shù)。


圖1為T(mén)D-SCDMA系統(tǒng)中基站的信號(hào)處理裝置的示意圖； 圖2為本發(fā)明的TD-SCDMA多載波的實(shí)現(xiàn)方法的對(duì)下行信號(hào)進(jìn)行 處理的 一個(gè)實(shí)施例的流程圖3為本發(fā)明的TD-SCDMA三載波的實(shí)現(xiàn)方法的對(duì)下行信號(hào)進(jìn)行
處理的 一個(gè)實(shí)施例的流程圖4為圖3實(shí)施例的頻i普搬移的原理示意圖5為圖3實(shí)施例的頻鐠搬移后4倍速信號(hào)的波形示意圖6為圖3實(shí)施例的經(jīng)過(guò)IFFT后的3載波4倍速信號(hào)的頻i普?qǐng)D7為圖3實(shí)施例的內(nèi)插和低通濾波的原理圖8為圖3實(shí)施例的低通濾波的實(shí)現(xiàn)效果圖9為圖3實(shí)施例的低通濾波器的MATLAB仿真圖10為本發(fā)明的TD-SCDMA多載波的實(shí)現(xiàn)方法的對(duì)上行信號(hào)進(jìn)
行處理的 一個(gè)實(shí)施例的流程圖11為本發(fā)明的TD-SCDMA三載波的實(shí)現(xiàn)方法的對(duì)上行信號(hào)進(jìn)
行處理的 一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述，其中說(shuō)明本發(fā)明的示例 性實(shí)施例。
圖1為T(mén)D-SCDMA系統(tǒng)中基站的信號(hào)處理裝置的示意圖。如圖1 所示，該裝置包括基帶板IO、射頻板11和主控制器12。其中基帶板IO 包括數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processing, DSP)和現(xiàn)場(chǎng)可編程 門(mén)陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA )。主控制器12包括 高層協(xié)議棧和驅(qū)動(dòng)。這些設(shè)備一起配合處理下行信號(hào)和上行信號(hào)。
當(dāng)處理下行信號(hào)時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理器用于將下行單倍速時(shí)域信號(hào)通 過(guò)快速傅立葉變換調(diào)制為頻域信號(hào)，對(duì)頻域信號(hào)進(jìn)行頻譜搬移和根升余 弦濾波，對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行逆快速傅立葉變換，產(chǎn)生下行N載波時(shí)域 信號(hào)并發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列。現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列接收來(lái)自數(shù)字信號(hào) 處理器的下行N栽波時(shí)域信號(hào)，對(duì)下行N載波時(shí)域信號(hào)進(jìn)行內(nèi)插產(chǎn)生 K倍速信號(hào)，對(duì)K倍速信號(hào)進(jìn)行低通濾波。其中，N、 K為大于等于2 的整數(shù)。
當(dāng)處理上行信號(hào)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列用于接收來(lái)自RF的上行時(shí)
域信號(hào)，將上行時(shí)域信號(hào)進(jìn)行低通濾波后發(fā)送給數(shù)字信號(hào)處理器；數(shù)字 信號(hào)處理器接收來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列的上行時(shí)域信號(hào)，通過(guò)快速傅立 葉變換將上行時(shí)域信號(hào)調(diào)制為頻域信號(hào)；將頻域信號(hào)通過(guò)頻鐠搬移至基 帶，進(jìn)行根升余弦濾波；對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行逆快速傅立葉變換，產(chǎn)生 上行N載波時(shí)域信號(hào)；其中，N為大于等于2的整數(shù)。
圖2為本發(fā)明的TD-SCDMA多載波的實(shí)現(xiàn)方法的對(duì)下行信號(hào)進(jìn)行 處理一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
如圖2所示，在步驟202，在DSP上將下行單倍速時(shí)域信號(hào)通過(guò)快 速傅立葉變換(Fast Fourier Transform, FFT )調(diào)制為頻域信號(hào)。
在步驟204，在DSP上對(duì)生成的頻域信號(hào)進(jìn)行頻譜搬移和根升余弦 (Root Raised Cosine, RRC )濾波。
在步驟206，在DSP上對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行逆快速傅立葉變換 (Inverse Fast Fourier Transform, IFFT )變換，產(chǎn)生下行N載波時(shí)域 信號(hào)。N可以取大于2的整數(shù)，如2、 3、 6、 9、 15等值。
在步驟208,在FPGA上對(duì)產(chǎn)生的N載波時(shí)域信號(hào)進(jìn)行內(nèi)插產(chǎn)生K 倍速信號(hào)，并對(duì)該K倍速信號(hào)進(jìn)行低通濾波。也可以采用其他的ASIC 執(zhí)行上述操作。K可以根據(jù)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰M(jìn)行設(shè)計(jì)，例如取 8、 12等。
根據(jù)本發(fā)明的TD-SCDMA多載波實(shí)現(xiàn)方法的一個(gè)實(shí)施例，通過(guò) FFT變換實(shí)現(xiàn)IFFT變換。即，首先對(duì)將要進(jìn)行IFFT變換的信號(hào)序列 倒序，然后進(jìn)行FFT變換，等價(jià)于實(shí)現(xiàn)IFFT變換。具體原理如下
FFT變換的7^式為
<formula>formula see original document page 9</formula>
(1)
而IFFT變換的7>式為
<formula>formula see original document page 9</formula> (2)
對(duì)序列K"倒序，在對(duì)倒序后的^(w-W序列移動(dòng)一位后進(jìn)行FFT 變換，即
<formula>formula see original document page 9</formula>
(3)
由于之前已經(jīng)4故了 1位數(shù)據(jù)的移位操作，所以等式(3)的右邊就 是IFFT變換，只是幅度上有N倍的差別，以及一個(gè)為町的相位差別。
通il^倒序后FFT來(lái)實(shí)現(xiàn)IFFT變換，M勢(shì)在于只需^—個(gè)FFT變換模 塊，便可同時(shí)實(shí)現(xiàn)FFT和IFFT,減少了器件的復(fù)雜度。
圖3為本發(fā)明的TD-SCDMA三載波的實(shí)現(xiàn)方法的對(duì)下行信號(hào)進(jìn)行 處理的 一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
如圖3所示，在步驟302，將單倍速時(shí)域信號(hào)通過(guò)1024點(diǎn)FFT轉(zhuǎn) 換為頻域信號(hào)。數(shù)據(jù)處理過(guò)程從時(shí)域轉(zhuǎn)到頻域。
在步驟304，通過(guò)頻譜搬移將單倍速信號(hào)的3個(gè)中心頻率調(diào)制于-1.76MHz 1.76MHz之間，其頻率分辨率為1.25KHz。單倍速信號(hào)由下 行信道處理模塊生成。進(jìn)行頻譜搬移是為了適應(yīng)RRC濾波器對(duì)數(shù)據(jù)的 要求，頻譜搬移的原理示意圖參見(jiàn)圖4。
在步驟306，經(jīng)過(guò)濾波系數(shù)為"=0.22的RRC濾波器，根據(jù)時(shí)域需 要的延時(shí)查對(duì)應(yīng)的連續(xù)相位序列，多M^ RRC濾波后的數(shù)據(jù)相與。為了 適應(yīng)RRC濾波器進(jìn)行頻鐠補(bǔ)位操作，補(bǔ)位操作的示意圖參見(jiàn)圖4。因 為《 = 0.22， l.28Mx (l+a)=1.6M，所以原來(lái)表示1.28M數(shù)據(jù)的1024 個(gè)點(diǎn)相應(yīng)擴(kuò)展到1024 x 1.6/1.28= 1280個(gè)點(diǎn)。
在步驟308，將3個(gè)載波的調(diào)制后信號(hào)按照一定規(guī)則存放在4倍速 數(shù)據(jù)區(qū)中，為IFFT變換做好準(zhǔn)備。頻譜搬移后4倍速信號(hào)的波形示意 圖參見(jiàn)圖5。
在步驟310，通過(guò)將信號(hào)序列倒序，進(jìn)行FFT變換，從而實(shí)現(xiàn) 4096點(diǎn)IFFT計(jì)算。將變換后3載波4倍速信號(hào)發(fā)送給FPGA。該3載 波4倍速信號(hào)的頻鐠圖請(qǐng)參見(jiàn)圖6。從圖6可看出，載波一的中心頻率 Fl為OMHz (從基帶考慮，下同)，栽波二的中心頻率F2為1.6MHz， 載波三的中心頻率F3為-1.6MHz，由于數(shù)字"i普的周期延拓性，由 (-1.6+1.28x4) MHz得到對(duì)應(yīng)在圖中顯示的3.52MHz。由于TD-SCDMA 系統(tǒng)單栽波占用帶寬為1.28Mcps x (1+0.22),即1.6MHz,所以需要 FPGA中的低通濾波器根據(jù)有用頻譜的截止頻率2.38MHz和干擾頻語(yǔ) 的起始頻率2.74MHz進(jìn)行設(shè)計(jì)。 在步驟312， FPGA接收物理層DSP發(fā)出的3載波4倍速信號(hào)，其 帶寬為4x3xl.28MHz，進(jìn)行三倍內(nèi)插生成12倍速信號(hào)，對(duì)12倍速信 號(hào)進(jìn)行低通濾波。內(nèi)插和低通濾波的原理參見(jiàn)圖7。低通濾波器的采樣 頻率設(shè)定為Fs = 4x6xl.28MHz，低通濾波器的帶寬設(shè)定為1.6MHz + 0.64MHz x ( 1 + 0.22) = 2.38MHz (半帶寬)，以消除頻鐠間由于旁瓣 帶來(lái)的影響并增加帶通濾波器的容易度。低通濾波器采用對(duì)稱FIR實(shí) 現(xiàn)，低通濾波的實(shí)現(xiàn)效果參見(jiàn)圖8。圖9示出低通濾波器的MATLAB 仿真圖。
根據(jù)內(nèi)插的特性，即，在每個(gè)碼元之間添固定比特?cái)?shù)的0，對(duì)這樣 的信號(hào)序列進(jìn)行低通濾波可以簡(jiǎn)化為用多相濾波器濾波，例如采用96 階多相濾波器實(shí)現(xiàn)。
圖10為本發(fā)明的TD-SCDMA多載波實(shí)現(xiàn)方法的對(duì)上行信號(hào)進(jìn)行 處理的 一 個(gè)實(shí)施例的流程圖。
如圖10所示，在步驟1002，對(duì)上行信號(hào)進(jìn)行低通濾波，以防止頻 謙混疊。
在步驟1004，對(duì)上行信號(hào)進(jìn)行FFT轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)。
在步驟1006，將頻域信號(hào)搬移頻譜至基帶，進(jìn)行RRC濾波。
在步驟1008，將濾波后的信號(hào)序列進(jìn)行IFFT調(diào)制，從而得到有益 于DSP處理的上4亍信號(hào)。
圖11為本發(fā)明的TD-SCDMA多載波實(shí)現(xiàn)方法的對(duì)3載波上行信 號(hào)進(jìn)^f亍處理的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
如圖11所示，在步驟1102,接收來(lái)自RF的3載波信號(hào)，將3載 波信號(hào)通過(guò)低通濾波器。低通濾波器的帶寬為1.6Mhz + 0.64MHz x (1 + 0.22) = 2.38MHz (半帶寬)。
在步驟1104,通過(guò)4096點(diǎn)FFT將3載波時(shí)域信號(hào)調(diào)制為頻域信 號(hào)，處理過(guò)程從時(shí)域轉(zhuǎn)到頻域。
在步驟1106，把在四倍速數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則從相應(yīng)的位置取出。 該處理規(guī)則可以和上變頻的處理規(guī)則正好相反。
在步驟1108，進(jìn)行濾波系數(shù)為《 = 0.22的RRC濾波，根據(jù)時(shí)域需要
的延時(shí)查對(duì)應(yīng)的連續(xù)相位序列，RRC濾波后的數(shù)據(jù)相與。
在步驟1110，把數(shù)據(jù)倒序后，把數(shù)據(jù)放到4倍速數(shù)據(jù)區(qū)，對(duì)整個(gè)4倍 速數(shù)據(jù)做4096點(diǎn)的FFT計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)4096點(diǎn)的IFFT變換。之后的 上行處理^a^以4 ^il信號(hào)為J^出進(jìn)行。
需要指出的是，雖然在上面的實(shí)施例中描述了 3載波的實(shí)現(xiàn)，但 是，本發(fā)明的TD-SCDMA多載波實(shí)現(xiàn)方法無(wú)論是對(duì)上行信號(hào)還是下行 信號(hào)進(jìn)行處理，都不限于3載波，而是可以應(yīng)用于其他的多載波的實(shí) 現(xiàn)，例如，2載波、6載波、9載波等。經(jīng)過(guò)FPGA內(nèi)插和濾波后的信 號(hào)，不限于上述實(shí)施例中的12倍速，而是可以根據(jù)系統(tǒng)的需要進(jìn)行設(shè) 計(jì)，如8倍速、16倍速等。即使12倍速數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)也存在多種方法， 例如首先生成3倍速數(shù)據(jù)，然后通過(guò)4倍內(nèi)插生成12倍速數(shù)據(jù)，或者 首先生成6倍速數(shù)據(jù)，然后通過(guò)2倍內(nèi)插生成12倍速數(shù)據(jù)等。而 FPGA在其他的實(shí)施例中也可以用其他的ASIC替代。進(jìn)行FFT或者 IFFT的點(diǎn)數(shù)可以根據(jù)系統(tǒng)的需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，并不限于上述實(shí)施例中提 到的1024和4096。頻語(yǔ)搬移的范圍以及濾波器的系數(shù)的選取都可以根 據(jù)需要進(jìn)行選擇。本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述實(shí)施例的教導(dǎo)，可以在不 同的應(yīng)用需求中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
本發(fā)明的TD-SCDMA多載波的實(shí)現(xiàn)方法，通過(guò)將信號(hào)調(diào)制到頻域 并進(jìn)行頻譜搬移，在DSP上實(shí)現(xiàn)多載波，這樣通常需要多個(gè)獨(dú)立射頻 的系統(tǒng)通過(guò)本發(fā)明的方法用 一個(gè)射頻就可以實(shí)現(xiàn)。減小了硬件設(shè)備的投 入，控制了成本。而多載波在DSP上通過(guò)FFT變換在頻域上操作，能夠減小 在時(shí)a操怍而增加的復(fù)雜度。jth^卜，實(shí)現(xiàn)時(shí)域上的延時(shí)是通過(guò)直接對(duì)頻域信號(hào)做 操作，用連續(xù)變化的相位序列與頻域上的信號(hào)相乘，等效在時(shí)域的時(shí)延。而在頻域 上辦的靈活性更強(qiáng)，精確狄高，處理的^1^快。進(jìn)一步，在實(shí)現(xiàn)IFFT變換 時(shí)，通過(guò)先倒序后進(jìn)行FFT實(shí)現(xiàn)，這樣的好處是只需要一個(gè)FFT變換模塊，便可 同時(shí)實(shí)現(xiàn)FFT和IFFT，減少了器件的復(fù)雜度。
本發(fā)明的TD-SCDMA多載波的實(shí)現(xiàn)方法，在DSP上實(shí)現(xiàn)多栽波組合，從而 用一個(gè)射頻就能完成多載波功能。多載波的濾波分別在DSP和FPGA上實(shí)現(xiàn)， DSP負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)RRC濾波，F(xiàn)PGA負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)j^i濾波。傳輸時(shí)# DSP中通iW
數(shù)字信號(hào)，頻J^Ui連續(xù)相位的控制實(shí)現(xiàn)，使得算^lt度高，復(fù)雜度低。
本發(fā)明的描述是為了示例和描述起見(jiàn)而給出的，而并不是無(wú)遺漏的 或者將本發(fā)明限于所公開(kāi)的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說(shuō)明本發(fā)明的原理 和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適 于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括將下行單倍速時(shí)域信號(hào)通過(guò)快速傅立葉變換調(diào)制為頻域信號(hào)；對(duì)所述頻域信號(hào)進(jìn)行頻譜搬移和根升余弦濾波；對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行逆快速傅立葉變換，產(chǎn)生下行N載波時(shí)域信號(hào)；對(duì)所述下行N載波時(shí)域信號(hào)進(jìn)行內(nèi)插產(chǎn)生K倍速信號(hào)，對(duì)所述K倍速信號(hào)進(jìn)行低通濾波；其中，N、K為大于等于2的整數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn)方 法，其特征在于，對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行逆快速傅立葉變換的步驟包括將濾波后的信號(hào)倒序，然后進(jìn)行快速傅立葉變換調(diào)制，從而實(shí)現(xiàn)逆 快速^f專立葉變換。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn)方 法，其特征在于，對(duì)所述頻域信號(hào)進(jìn)行根升余弦濾波的步驟包括對(duì)所述經(jīng)過(guò)頻諳搬移后的頻域信號(hào)進(jìn)行頻譜補(bǔ)位操作，然后進(jìn)行根 升余弦濾波。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn)方 法，其特征在于，采用多相濾波器實(shí)現(xiàn)所述N載波時(shí)域信號(hào)的內(nèi)插和低 通濾波。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng) 的多載波實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述N為3，所述方法包括，在DSP 上執(zhí)行操作將下行單倍速時(shí)域信號(hào)通過(guò)1024點(diǎn)快速傅立葉變換調(diào)制為頻域信號(hào)；通過(guò)頻語(yǔ)搬移將所述頻域信號(hào)的3個(gè)中心頻率調(diào)制于-1.76MHz 1.76MHz之間； 經(jīng)過(guò)濾波系數(shù)為a = 0.22的根升余弦濾波器進(jìn)行濾波，根據(jù)時(shí)域需要的延時(shí)查對(duì)應(yīng)的連續(xù)相位序列，^MM艮升余弦濾波后的信號(hào)相與；將3個(gè)載波的調(diào)制后的信號(hào)按照預(yù)定規(guī)則存放在4倍速數(shù)據(jù)區(qū)，通 過(guò)數(shù)據(jù)倒序，進(jìn)行快速傅立葉變換實(shí)現(xiàn)4096點(diǎn)逆快速傅立葉變換計(jì) 算，產(chǎn)生下行3載波4倍速時(shí)域信號(hào)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn)方 法，其特征在于，對(duì)所述N載波時(shí)域信號(hào)進(jìn)行內(nèi)插產(chǎn)生K倍速信號(hào)的 步驟包括在現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列上對(duì)所述下行3載波4倍速時(shí)域信號(hào)進(jìn)行3倍 內(nèi)插，產(chǎn)生12倍速信號(hào)；在現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列上對(duì)所述12倍速信號(hào)進(jìn)行低通濾波。
7. —種時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于， 包括將上行時(shí)域信號(hào)進(jìn)行低通濾波； 通過(guò)快速傅立葉變換將上行時(shí)域信號(hào)調(diào)制為頻域信號(hào)； 將所述頻域信號(hào)通過(guò)頻鐠搬移至基帶，進(jìn)行根升余弦濾波； 對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行逆快速傅立葉變換，產(chǎn)生上行N載波時(shí)域信號(hào)；其中，N為大于等于2的整數(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn)方 法，其特征在于，對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行逆快速傅立葉變換的步驟包括將濾波后的信號(hào)倒序，然后進(jìn)行快速傅立葉變換調(diào)制，從而實(shí)現(xiàn)逆 快速傅立葉變換。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí) 現(xiàn)方法，其特征在于，所述N為3，所述方法包括，在數(shù)字信號(hào)處理器 上執(zhí)行操作將3載波上行時(shí)域信號(hào)通過(guò)4096點(diǎn)快速傅立葉變換調(diào)制為頻域信號(hào)；在四倍速頻域信號(hào)按照預(yù)定規(guī)則從相應(yīng)的位置取出； 進(jìn)行濾波系數(shù)為"=o.22的根升余弦濾波，根據(jù)時(shí)域需要的延時(shí)查對(duì) 應(yīng)的連續(xù)相位序列，跟從根升余弦濾波后的數(shù)據(jù)相與；把數(shù)據(jù)倒序后，對(duì)4倍速頻域信號(hào)進(jìn)行4096點(diǎn)的快速傅立葉變換 計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)逆快速傅立葉變換。
10. —種時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于， 包括數(shù)字信號(hào)處理器，用于將下行單倍速時(shí)域信號(hào)通過(guò)快速傅立葉變換 調(diào)制為頻域信號(hào)，對(duì)所述頻域信號(hào)進(jìn)行頻i脊搬移和根升佘弦濾波，對(duì)濾 波后的信號(hào)進(jìn)行逆快速傅立葉變換，產(chǎn)生下行N載波時(shí)域信號(hào)；現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，用于接收來(lái)自所述數(shù)字信號(hào)處理器的下行N載 波時(shí)域信號(hào)，所述下行N載波時(shí)域信號(hào)進(jìn)行內(nèi)插產(chǎn)生K倍速信號(hào)，對(duì) 所述K倍速信號(hào)進(jìn)行低通濾波；其中，N、 K為大于等于2的整數(shù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn) 裝置，其特征在于，所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列采用多相濾波器實(shí)現(xiàn)所述N 載波時(shí)域信號(hào)的內(nèi)插和低通濾波。
12. —種時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于， 包括現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，用于接收上行時(shí)域信號(hào)，將上行時(shí)域信號(hào)進(jìn)行 低通濾波后發(fā)送給數(shù)字信號(hào)處理器；所述數(shù)字信號(hào)處理器，用于接收來(lái)自所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列的上行 時(shí)域信號(hào)，通過(guò)快速傅立葉變換將所述上行時(shí)域信號(hào)調(diào)制為頻域信號(hào)； 將所述頻域信號(hào)通過(guò)頻語(yǔ)搬移至基帶，進(jìn)行根升余弦濾波；對(duì)濾波后的 信號(hào)進(jìn)行逆快速傅立葉變換，產(chǎn)生上行N載波時(shí)域信號(hào)；其中，N為大于等于2的整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)的多載波實(shí)現(xiàn)方法和裝置，該方法包括將下行單倍速時(shí)域信號(hào)通過(guò)快速傅立葉變換調(diào)制為頻域信號(hào)；對(duì)頻域信號(hào)進(jìn)行頻譜搬移和根升余弦濾波；對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行逆快速傅立葉變換，產(chǎn)生下行N載波時(shí)域信號(hào)；對(duì)下行N載波時(shí)域信號(hào)進(jìn)行內(nèi)插產(chǎn)生K倍速信號(hào)，對(duì)K倍速信號(hào)進(jìn)行低通濾波。本發(fā)明的TD-SCDMA多載波的實(shí)現(xiàn)方法，在DSP上實(shí)現(xiàn)多載波組合，從而用一個(gè)射頻就能完成多載波功能。多載波的濾波分別在DSP和FPGA上實(shí)現(xiàn)，DSP負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)RRC濾波，F(xiàn)PGA負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)低通濾波。傳輸時(shí)延在DSP中通過(guò)對(duì)數(shù)字信號(hào)，頻域上連續(xù)相位的控制實(shí)現(xiàn)，使得算法精度高，復(fù)雜度低。
文檔編號(hào)H04J13/02GK101370000SQ20081022435
公開(kāi)日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者唐曉晟, 軍 姜, 昕 廖, 平 張, 治 張, 李亦農(nóng), 鋼 鄧, 杰 陳 申請(qǐng)人:北京星河亮點(diǎn)通信軟件有限責(zé)任公司;北京郵電大學(xué)