專利名稱：新型gsm載波壓擴(kuò)數(shù)字系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及GSM數(shù)字中頻移頻直放站中實(shí)現(xiàn)中頻數(shù)字濾波和載波搬移(即 工作頻帶壓擴(kuò))領(lǐng)域，具體涉及GSM載波壓擴(kuò)數(shù)字系統(tǒng)。
技術(shù)背景 在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋中，對一些特殊地理環(huán)境的覆蓋問題用傳統(tǒng)的解決方案存 在著一些難度，在城市以內(nèi)地區(qū)，存在著樓宇密集覆蓋區(qū)域，光纖難以到位，不易采用 基站或者直放站實(shí)現(xiàn)信號覆蓋；在城市以外地區(qū)，存在許多諸如山地、草地、丘陵、湖 泊、海島等區(qū)域，由于受地形、地貌、環(huán)境等的影響，覆蓋信號容易被阻擾，出現(xiàn)覆蓋 信號不足的問題?；靖采w方案雖然能達(dá)到很好的覆蓋效果，但是受限建設(shè)成本高、運(yùn)維成本高 以及施工難度大等問題；同頻直放站由于技術(shù)限制，也不能對丘陵、高山、森林等地實(shí) 現(xiàn)很好的信號覆蓋；而傳統(tǒng)的移頻直放站其中繼頻率高，損耗更大，占用的帶外頻帶 寬，容易受到干擾，也不能很好的實(shí)現(xiàn)對丘陵、高山、森林等地的信號覆蓋。

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)與不足，提供新型GSM載波壓擴(kuò)數(shù) 字系統(tǒng)，能把占用帶寬較大的GSM(24M帶寬)系統(tǒng)通信信號壓縮到窄帶(如帶寬3M) 進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，設(shè)備安裝條件簡捷，建設(shè)速度快、成本低；且與GSM系統(tǒng)組網(wǎng)靈活， 適用于地形復(fù)雜的區(qū)域，也適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)的無線覆蓋，尤其是“村村通”工程。本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)新型GSM載波壓擴(kuò)數(shù)字系統(tǒng)，包括 通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)相互連接的近端板和遠(yuǎn)端板，所述近端板包括依次連接的近端ADC子 系統(tǒng)、近端下變頻模塊、近端上變頻模塊和近端DAC子系統(tǒng)；所述遠(yuǎn)端板包括依次連接 的遠(yuǎn)端ADC子系統(tǒng)、遠(yuǎn)端下變頻模塊、遠(yuǎn)端上變頻模塊和遠(yuǎn)端DAC子系統(tǒng)。所述近端ADC子系統(tǒng)包括依次連接的A/D接口模塊和DDR(Double Data Rate 雙倍數(shù)據(jù)速率)模塊；所述近端下變頻模塊包括依次連接的直接抽取模塊、正交調(diào)制模 塊I、抽取濾波器組以及基帶成型濾波器；所述近端上變頻模塊包括依次連接的內(nèi)插濾波 器組I、正交調(diào)制模塊II、信號累加處理模塊以及內(nèi)插濾波器組II;近端DAC子系統(tǒng)包括 D/A接口模塊；所述DDR模塊與所述直接抽取模塊連接，所述基帶成型濾波器與所述內(nèi) 插濾波器組I連接，所述內(nèi)插濾波器組II與所述D/A接口模塊連接。所述遠(yuǎn)端ADC子系統(tǒng)包括依次連接的A/D接口模塊和DDR模塊；所述遠(yuǎn)端下 變頻模塊包括依次連接的直接抽取模塊、正交調(diào)制模塊I、抽取濾波器組及基帶成型濾波 器；所述遠(yuǎn)端上變頻模塊包括依次連接的內(nèi)插濾波器組I、正交調(diào)制模塊II、信號累加處 理模塊以及內(nèi)插濾波器組II;遠(yuǎn)端DAC子系統(tǒng)包括D/A接口模塊；所述DDR模塊與所 述直接抽取模塊連接，所述基帶成型濾波器與所述內(nèi)插濾波器組I連接，所述內(nèi)插濾波器 組II與所述D/A接口模塊連接。[0008]本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果1、FPGA實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控的接口，通過寄存器可以對NCO (Numerically Controlled Oscillator數(shù)字頻率控制)值進(jìn)行任意配置，因而信道間隔可以任意調(diào)整，移頻頻率配置 更靈活，能將24MHz帶寬內(nèi)傳輸?shù)谋容^分散的信道搬移到相對比較小的帶寬內(nèi)進(jìn)行傳 輸，使得傳輸?shù)男诺捞柛用芗璧膫鬏攷捀?；同時(shí)在接收端再將對應(yīng)的信道 號還原為原24MHz帶寬的相對位置。整個(gè)過程使得所需的傳輸帶寬變低，數(shù)據(jù)傳輸負(fù)荷 也大大下降。由于輸入輸出信號不同頻，降低了數(shù)字無線對首發(fā)天線隔離度的要求。2、有效降低了數(shù)字上、下變頻系統(tǒng)的成本、體積和功耗，同時(shí)復(fù)用上下行 DDS (Directdigitalsynthesizers直接數(shù)字合成器)模塊，節(jié)省了 FPGA資源，提高了系統(tǒng)的 靈活性和可擴(kuò)展性。

圖1是本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)框架圖；圖2是近端板的下行鏈路結(jié)構(gòu)圖；圖3是遠(yuǎn)端板的下行鏈路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(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1所示，本實(shí)用新型GSM載波壓擴(kuò)數(shù)字系統(tǒng)包括通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)相互 連接的近端板和遠(yuǎn)端板，近端板包括依次連接的近端ADC (模數(shù)轉(zhuǎn)換)子系統(tǒng)、近端下 變頻模塊、近端上變頻模塊和近端DAC (數(shù)模轉(zhuǎn)換)子系統(tǒng)；遠(yuǎn)端板包括依次連接的遠(yuǎn) 端ADC子系統(tǒng)、遠(yuǎn)端下變頻模塊、遠(yuǎn)端上變頻模塊和遠(yuǎn)端DAC子系統(tǒng)。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn) GSM下多載波移動(dòng)信號的遠(yuǎn)距離傳輸，大動(dòng)態(tài)范圍的信號覆蓋。圖2為近端板的下行鏈路結(jié)構(gòu)圖，其中依次連接的A/D接口模塊和DDR模塊 構(gòu)成近端ADC子系統(tǒng)I;依次連接的直接抽取模塊、正交調(diào)制模塊I、抽取濾波器組以及 基帶成型濾波器構(gòu)成近端下變頻模塊I;依次連接的內(nèi)插濾波器組I、正交調(diào)制處理模塊 II、信號累加處理模塊及內(nèi)插濾波器組II構(gòu)成近端上變頻模塊I，D/A接口模塊構(gòu)成近端 DAC子系統(tǒng)I。所述DDR模塊與所述直接抽取模塊連接，所述基帶成型濾波器與所述內(nèi) 插濾波器組I連接，所述內(nèi)插濾波器組II與所述D/A接口模塊連接。近端板的上行鏈路 結(jié)構(gòu)與近端板的下行鏈路結(jié)構(gòu)相同，也包括依次連接的近端ADC子系統(tǒng)II、近端下變頻 模塊II、近端上變頻模塊II和近端DAC子系統(tǒng)II，上行鏈路結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)子模塊的內(nèi) 部結(jié)構(gòu)也對應(yīng)地分別與下行鏈路結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)子模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，在此不贅述。近端板的下行鏈路傳輸原理為下行鏈路傳輸帶寬為3MHz，對于輸入數(shù)據(jù)采 用A/D接口模塊進(jìn)行采樣，然后通過近端ADC子系統(tǒng)I完成A/D接口的數(shù)據(jù)處理，對 于輸出的數(shù)據(jù)采用近端DAC子系統(tǒng)I進(jìn)行D/A接口的數(shù)據(jù)處理，然后通過D/A接口模 塊進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換發(fā)送給微波處理模塊，具體為近端ADC子系統(tǒng)I完成A/D接口的數(shù)據(jù) 處理之后可以進(jìn)行直接抽取處理，然后將I、Q數(shù)據(jù)根據(jù)所需載波頻點(diǎn)經(jīng)過正交調(diào)制模塊分別搬移到零頻上；接著對調(diào)制后的每個(gè)載波數(shù)據(jù)，經(jīng)過抽取濾波器組進(jìn)行數(shù)據(jù)速率轉(zhuǎn) 換，轉(zhuǎn)換后的每路載波數(shù)據(jù)經(jīng)過基帶成型濾波器，對每個(gè)載波進(jìn)行成型濾波處理，濾除 帶外雜散，以確保通信質(zhì)量更佳，同時(shí)減少雜散給基站帶來的干擾；基帶成型濾波處理 之后輸出的每路載波數(shù)據(jù)，最后要分別搬頻到3M帶寬內(nèi)的對應(yīng)頻點(diǎn)，再輸出到D/A接 口模塊。為了將每路零頻載波數(shù)據(jù)調(diào)制到對應(yīng)3M帶寬內(nèi)的對應(yīng)頻點(diǎn)，要經(jīng)過數(shù)字上變 頻處理。先經(jīng)過內(nèi)插濾波器組I提高載波數(shù)據(jù)速率，然后通過正交調(diào)制模塊II將變速的 載波數(shù)據(jù)搬移到對應(yīng)頻點(diǎn)；將頻譜搬移后的I、Q數(shù)據(jù)分別進(jìn)行合路，再經(jīng)過內(nèi)插濾波器 組II進(jìn)行I、Q數(shù)據(jù)速率轉(zhuǎn)換后輸出到D/A接口模塊。如圖3所示，本實(shí)用新型遠(yuǎn)端板的下行鏈路結(jié)構(gòu)與上述近端板的下行鏈路結(jié)構(gòu) 相同，即依次連接的A/D接口模塊和DDR模塊構(gòu)成遠(yuǎn)端ADC子系統(tǒng)I，依次連接的 直接抽取模塊、正交調(diào)制處理模塊I、抽取濾波器組以及基帶成型濾波構(gòu)成遠(yuǎn)端下變頻模 塊I，依次連接的內(nèi)插濾波器組I、正交調(diào)制處理模塊II、信號累加處理模塊和內(nèi)插濾波 器組II組構(gòu)成遠(yuǎn)端上變頻模塊I，D/A接口模塊構(gòu)成遠(yuǎn)端DAC子系統(tǒng)I ；傳輸原理也相 同，在此不贅述。遠(yuǎn)端板的上行鏈路結(jié)構(gòu)與遠(yuǎn)端板的下行鏈路結(jié)構(gòu)相同，也包括依次連 接的遠(yuǎn)端ADC子系統(tǒng)II、遠(yuǎn)端下變頻模塊II、遠(yuǎn)端上變頻模塊II和遠(yuǎn)端DAC子系統(tǒng)II， 上行鏈路結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)子模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也對應(yīng)地分別與下行鏈路結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)子 模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同。由于上下行鏈路結(jié)構(gòu)一樣，傳輸方向相反，所以進(jìn)行調(diào)制時(shí)可以 實(shí)現(xiàn)DDS的復(fù)用。相同帶寬配置的DDS可以進(jìn)行復(fù)用，只要調(diào)制相反即可。如近端的 24MHz的DDS配置，對于下行使用的是數(shù)字下變頻，而對于上行使用的是數(shù)字上變頻， 那么只要將調(diào)制搬移的方向逆反即可。從而實(shí)現(xiàn)資源的復(fù)用。在本實(shí)用新型中，上行鏈路為下行鏈路的逆過程，不管是上行鏈路還是下行鏈 路，其整個(gè)鏈路的輸入信號都為24MHz帶寬的正常信號；而該系統(tǒng)的傳輸?shù)男盘柖紴?3MHz帶寬內(nèi)的信號。下行鏈路源輸入在近端，所以輸入信號為24MHz帶寬內(nèi)的信號， 其數(shù)字下變頻為24MHz的配置；而近端的輸出為3MHz帶寬信號，所以其數(shù)字上變頻為 3MHz配置。下行3MHz信號傳輸?shù)竭h(yuǎn)端后，要進(jìn)行與近端相應(yīng)的逆操作，所以其數(shù)字 下變頻為3MHz配置，數(shù)字上變頻為24MHz配置。本實(shí)用新型近端板、遠(yuǎn)端板的下變頻模塊均為數(shù)字下變頻(DDC)模塊，近端 板、遠(yuǎn)端板的上變頻模塊均為數(shù)字上變頻(DUC)模塊。數(shù)字下變頻(DDC)算法過程 為數(shù)字寬帶信號先經(jīng)過混頻解調(diào)模塊得到載波信號，然后進(jìn)入抽取濾波器降低采樣 率，以便在基帶成型濾波器內(nèi)實(shí)現(xiàn)選頻，選頻之后再進(jìn)入內(nèi)插濾波器組提高采樣率，再 進(jìn)行混頻調(diào)制、合路處理得到寬帶信號。數(shù)字上變頻(DUC)算法過程，為上述數(shù)字下變 頻(DDC)算法過程的逆過程。上述實(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)施方式并不受上 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.新型GSM載波壓擴(kuò)數(shù)字系統(tǒng)，包括通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)相互連接的近端板和遠(yuǎn)端 板，其特征在于所述近端板包括依次連接的近端ADC子系統(tǒng)、近端下變頻模塊、近端 上變頻模塊和近端DAC子系統(tǒng)；所述遠(yuǎn)端板包括依次連接的遠(yuǎn)端ADC子系統(tǒng)、遠(yuǎn)端下 變頻模塊、遠(yuǎn)端上變頻模塊和遠(yuǎn)端DAC子系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型GSM載波壓擴(kuò)數(shù)字系統(tǒng)，其特征在于所述近端ADC 子系統(tǒng)包括依次連接的A/D接口模塊和DDR模塊；所述近端下變頻模塊包括依次連接的 直接抽取模塊、正交調(diào)制模塊I、抽取濾波器組以及基帶成型濾波器；所述近端上變頻模 塊包括依次連接的內(nèi)插濾波器組I、正交調(diào)制模塊II、信號累加處理模塊以及內(nèi)插濾波器 組II;近端DAC子系統(tǒng)包括D/A接口模塊；所述DDR模塊與所述直接抽取模塊連接， 所述基帶成型濾波器與所述內(nèi)插濾波器組I連接，所述內(nèi)插濾波器組II與所述D/A接口 模塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型GSM載波壓擴(kuò)數(shù)字系統(tǒng)，其特征在于所述遠(yuǎn)端ADC 子系統(tǒng)包括依次連接的A/D接口模塊和DDR模塊；所述遠(yuǎn)端下變頻模塊包括依次連接的 直接抽取模塊、正交調(diào)制模塊I、抽取濾波器組及基帶成型濾波器；所述遠(yuǎn)端上變頻模塊 包括依次連接的內(nèi)插濾波器組I、正交調(diào)制模塊II、信號累加處理模塊以及內(nèi)插濾波器組 II;遠(yuǎn)端DAC子系統(tǒng)包括D/A接口模塊；所述DDR模塊與直接抽取模塊連接，所述基 帶成型濾波器與所述內(nèi)插濾波器組I連接，所述內(nèi)插濾波器組II與所述D/A接口模塊連 接。
專利摘要本實(shí)用新型的新型GSM載波壓擴(kuò)數(shù)字系統(tǒng)，包括通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)相互連接的近端板和遠(yuǎn)端板，所述近端板包括依次連接的近端ADC子系統(tǒng)、近端下變頻模塊、近端上變頻模塊和近端DAC子系統(tǒng)；所述遠(yuǎn)端板包括依次連接的遠(yuǎn)端ADC子系統(tǒng)、遠(yuǎn)端下變頻模塊、遠(yuǎn)端上變頻模塊和遠(yuǎn)端DAC子系統(tǒng)。設(shè)備安裝條件簡捷，建設(shè)速度快、成本低；且與GSM系統(tǒng)組網(wǎng)靈活，適用于地形復(fù)雜的區(qū)域，也適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)的無線覆蓋，尤其是“村村通”工程。
文檔編號H04L27/10GK201797532SQ201020537159
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者盧柱芳 申請人:京信通信系統(tǒng)(中國)有限公司