專(zhuān)利名稱(chēng)：多頻道射頻信號(hào)適配系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種多頻道射頻信號(hào)適配系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在無(wú)線(xiàn)覆蓋系統(tǒng)中，為了增加覆蓋范圍，改善覆蓋效果，有時(shí)候需要對(duì)發(fā)射點(diǎn)的射頻信號(hào)進(jìn)行延遲，以配合系統(tǒng)整體需求。這常常出現(xiàn)在單頻網(wǎng)組網(wǎng)方式中。所謂單頻網(wǎng)，就是在一定的地理區(qū)域內(nèi)(市、省，或者甚至是一個(gè)國(guó)家)，使用多個(gè)發(fā)射點(diǎn)，通過(guò)一個(gè)頻段在同一時(shí)刻發(fā)射同樣的無(wú)線(xiàn)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)該地理區(qū)域的可靠覆蓋。由于到達(dá)不同發(fā)射點(diǎn)的信號(hào)經(jīng)過(guò)的是不同的分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，為了保證各發(fā)射點(diǎn)在同一時(shí)刻發(fā)射相同的節(jié)目，因此需要對(duì)不同發(fā)射點(diǎn)的寬帶射頻信號(hào)進(jìn)行時(shí)間延遲，以達(dá)到同步的目的。另外寬帶發(fā)射機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、占地面積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因此同一個(gè)發(fā)射點(diǎn)還常常使用多個(gè)頻道實(shí)現(xiàn)寬帶發(fā)射，從而建立多頻道的區(qū)域性單頻網(wǎng)系統(tǒng)。這在中小城市尤其是經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)中受到廣泛的歡迎。傳統(tǒng)技術(shù)中通過(guò)兩種方式完成射頻信號(hào)延遲的目的。一種是通過(guò)物理上人為增加分發(fā)鏈路的長(zhǎng)度，如增加光纖長(zhǎng)度，以實(shí)現(xiàn)在不同發(fā)射點(diǎn)的時(shí)間一致，這樣的方法原始、花費(fèi)大，而且調(diào)節(jié)精度不高。另一種則是在寬帶信號(hào)產(chǎn)生前，用外部標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘(如GPS接收設(shè)備)為基準(zhǔn)，對(duì)不同的頻道通過(guò)特定的設(shè)備(如激勵(lì)器、單頻網(wǎng)適配器等)，分別進(jìn)行延時(shí)調(diào)整。這種方法大幅度增加了系統(tǒng)工程造價(jià)和設(shè)備數(shù)量，降低了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，從而增加了運(yùn)行成本。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00910114612，數(shù)字電視單頻網(wǎng)適配器及其寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提出了一種在網(wǎng)絡(luò)的不同節(jié)點(diǎn)進(jìn)行寬帶射頻上時(shí)延調(diào)整的方法。 該技術(shù)將射頻信號(hào)通過(guò)一次或多次變頻到低中頻(IF)，通過(guò)高速模數(shù)轉(zhuǎn)換后送到數(shù)字信號(hào)處理器完成延時(shí)，再高速數(shù)模轉(zhuǎn)換后變頻到射頻信號(hào)輸出。然而該技術(shù)存在以下問(wèn)題1， 采用一次或者多次變頻的方式，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相位噪聲差，將惡化信號(hào)質(zhì)量；2，用通帶范圍為 0-160MHZ的低通濾波器去濾除頻點(diǎn)中心可變、帶寬為40MHz的寬帶信號(hào)，濾波后信號(hào)質(zhì)量無(wú)法得到很好的保證，尤其是射頻寬帶信號(hào)頻率不連續(xù)的情況下，工作的頻道的信號(hào)質(zhì)量將受到鄰頻道噪聲的嚴(yán)重干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種多頻道射頻信號(hào)適配系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相位噪聲指標(biāo)好；射頻延時(shí)設(shè)置精度可精確至0. 025微秒，射頻延時(shí)設(shè)定范圍可到秒級(jí)，多個(gè)頻道工作獨(dú)立，并可以設(shè)置任一頻道獨(dú)立開(kāi)閉。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括自動(dòng)增益控制模塊、直接變頻模塊、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊、時(shí)鐘控制模塊和數(shù)字信號(hào)處理器，其中自動(dòng)增益控制模塊接收射頻信號(hào)并進(jìn)行輸入信號(hào)增益穩(wěn)定控制后輸出恒定增益的射頻信號(hào)至直接變頻模塊進(jìn)行下變頻，直接變頻模塊輸出基帶模擬信號(hào)至數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出基帶數(shù)字信號(hào)至數(shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)各頻道進(jìn)行獨(dú)立時(shí)延和信號(hào)優(yōu)化處理后輸出優(yōu)化數(shù)字信號(hào)至數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊輸出優(yōu)化模擬信號(hào)至直接變頻模塊進(jìn)行上變頻和功放處理，并輸出優(yōu)化后的射頻信號(hào)，時(shí)鐘控制模塊分別與直接變頻模塊和數(shù)字信號(hào)處理器相連并出工作時(shí)鐘和參考時(shí)鐘。所述的直接變頻模塊包括直接上變頻單元、功放單元和直接下變頻單元，其中 直接下變頻單元的輸入端和輸出端分別與自動(dòng)增益控制模塊和數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊相連，直接上變頻單元的輸入端和輸出端分別與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊和功放單元相連，功放單元輸出優(yōu)化后的射頻信號(hào)，直接上變頻單元和直接下變頻單元的控制端均與時(shí)鐘控制模塊相連。所述的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端和輸出端分別與直接變頻模塊和數(shù)字信號(hào)處理器相連，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端和輸出端分別與數(shù)字信號(hào)處理器和直接變頻模塊相連。所述的時(shí)鐘控制模塊包括本地時(shí)鐘發(fā)生器、本振生成單元和控制單元，其中本地時(shí)鐘發(fā)生器的輸出端分別與本振生成單元、數(shù)字信號(hào)處理器和控制單元相連并輸出工作時(shí)鐘，本振生成單元接收控制單元和本地時(shí)鐘發(fā)生器輸出的控制指令和本地時(shí)鐘信號(hào)并輸出參考時(shí)鐘至直接變頻模塊，控制單元與數(shù)字信號(hào)處理器相連并輸出含有片選、時(shí)延和幅度因子的優(yōu)化指令。所述的數(shù)字信號(hào)處理器由分路器、N條并行且獨(dú)立控制的信號(hào)處理支路以及合路器組成，其中分路器接收數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊輸出的基帶數(shù)字信號(hào)并輸出N路幅度、內(nèi)容完全一致的基帶信號(hào)至N個(gè)信號(hào)處理支路，合路器將N個(gè)信號(hào)處理支路處理后的數(shù)字信號(hào)合成一路優(yōu)化數(shù)字信號(hào)并輸出至數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊，N的個(gè)數(shù)為大于1的自然常數(shù)。所述的信號(hào)處理支路由依次串聯(lián)的頻譜上搬移器、頻道開(kāi)關(guān)、延遲單元、功率調(diào)整單元、信號(hào)優(yōu)化單元、頻譜下搬移器以及與延遲單元相連的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元組成，其中頻道開(kāi)關(guān)、延遲單元、功率調(diào)整單元和信號(hào)優(yōu)化單元分別與控制單元相連并接收含有片選、時(shí)延和幅度因子的優(yōu)化指令，頻譜上搬移器接收分路器輸出的基帶信號(hào)并將該基帶信號(hào)的中心頻率搬移到零頻處(基帶)，頻譜下搬移器將信號(hào)優(yōu)化單元輸出的單頻道的頻譜的中心頻率，從零頻搬移回原頻率點(diǎn)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)直接變頻實(shí)現(xiàn)頻率變化，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相位噪聲指標(biāo)好； 由于采用捷變頻，直接變頻到基帶后以復(fù)信號(hào)格式進(jìn)入數(shù)字信號(hào)處理器，降低了對(duì)模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器采樣頻率的要求，從而節(jié)省成本，降低功耗，減少散熱；射頻延時(shí)設(shè)置精度高(可精確至0. 025微秒)，射頻延時(shí)設(shè)定范圍大(最多可到秒級(jí))，無(wú)論精度和時(shí)間長(zhǎng)度只受限于數(shù)字信號(hào)處理器的精度和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的長(zhǎng)度，設(shè)置簡(jiǎn)單，擴(kuò)展方便；可實(shí)現(xiàn)對(duì)多頻道射頻信號(hào)各頻道的獨(dú)立功率、延時(shí)設(shè)置和信號(hào)優(yōu)化等設(shè)置，大大降低了對(duì)寬帶發(fā)射設(shè)備的一致性要求，具有極大的實(shí)用性與可操作性；各頻道工作獨(dú)立，即可同時(shí)支持全頻道工作，也可設(shè)置任何一個(gè)或多個(gè)頻道(無(wú)需相鄰)工作。支持任一頻道獨(dú)立開(kāi)閉功能(自動(dòng)或者手動(dòng))。當(dāng)輸入射頻信號(hào)頻率不連續(xù)的情況下，各頻道獨(dú)立開(kāi)閉有助于避免閑置頻道對(duì)工作頻道造成不必要的鄰頻干擾和噪聲干擾。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為數(shù)字信號(hào)處理器結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為實(shí)施例中數(shù)字信號(hào)處理器接收的多頻道信號(hào)頻譜示意圖。圖4為實(shí)施例中經(jīng)第一次頻譜搬移后各頻道指路信號(hào)頻譜示意圖。圖5為實(shí)施例中數(shù)字信號(hào)處理器內(nèi)第一頻道支路處理流程圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例如圖1所示，本實(shí)施例包括自動(dòng)增益控制模塊、直接變頻模塊、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊、時(shí)鐘控制模塊和數(shù)字信號(hào)處理器，其中自動(dòng)增益控制模塊接收射頻信號(hào)并進(jìn)行輸入信號(hào)增益穩(wěn)定控制后輸出恒定增益的射頻信號(hào)至直接變頻模塊進(jìn)行下變頻，直接變頻模塊輸出基帶模擬信號(hào)至數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出基帶數(shù)字信號(hào)至數(shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)各頻道進(jìn)行獨(dú)立時(shí)延和信號(hào)優(yōu)化處理后輸出優(yōu)化數(shù)字信號(hào)至數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊輸出優(yōu)化模擬信號(hào)至直接變頻模塊進(jìn)行上變頻和功放處理，并輸出優(yōu)化后的射頻信號(hào)，時(shí)鐘控制模塊分別與直接變頻模塊和數(shù)字信號(hào)處理器相連并出工作時(shí)鐘和參考時(shí)鐘。所述的自動(dòng)增益控制模塊采用數(shù)字自動(dòng)增益控制器或模擬自動(dòng)增益控制電路實(shí)現(xiàn)，用于在輸入的射頻信號(hào)電平變化時(shí)，穩(wěn)定送到后級(jí)處理模塊的信號(hào)電平。所述的直接變頻模塊包括直接上變頻單元、功放單元和直接下變頻單元，其中 直接下變頻單元的輸入端和輸出端分別與自動(dòng)增益控制模塊和數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊相連，直接下變頻單元的輸入端和輸出端分別與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊和功放單元相連，功放單元輸出優(yōu)化后的射頻信號(hào)，直接上變頻單元和直接下變頻單元的控制端均與時(shí)鐘控制模塊相連。所述的直接上變頻單元和直接下變頻單元均采用直接變頻器，如捷變頻器實(shí)現(xiàn)， 其本振信號(hào)來(lái)自時(shí)鐘控制模塊中的本振生成單元。所述的功放單元用于將完成數(shù)字信號(hào)處理以及變頻后的信號(hào)進(jìn)行功率放大并最終輸出所需的射頻信號(hào)。功放單元可通過(guò)控制模塊經(jīng)過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)輸出功率進(jìn)行控制，也可通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器自行完成輸出自動(dòng)增益控制，以保證在氣壓、溫度等環(huán)境參數(shù)變化時(shí)功率預(yù)設(shè)的輸出功率保持恒定。所述的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端和輸出端分別與直接變頻模塊和數(shù)字信號(hào)處理器相連，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端和輸出端分別與數(shù)字信號(hào)處理器和直接變頻模塊相連。所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器分別為同時(shí)支持I、Q兩路的雙DAC和雙ADC器件，例如(但不僅限于)當(dāng)其采樣時(shí)鐘為40MHz即可處理高達(dá)4頻道、帶寬為32MHz的射頻信號(hào)。所述的時(shí)鐘控制模塊包括本地時(shí)鐘發(fā)生器、本振生成單元和控制單元，其中本地時(shí)鐘發(fā)生器的輸出端分別與本振生成單元、數(shù)字信號(hào)處理器和控制單元相連并輸出工作時(shí)鐘，本振生成單元接收控制單元和本地時(shí)鐘發(fā)生器輸出的控制指令和本地時(shí)鐘信號(hào)并輸出參考時(shí)鐘至直接變頻模塊，控制單元與數(shù)字信號(hào)處理器相連并輸出含有片選、時(shí)延和幅度因子的優(yōu)化指令所述的控制單元采用串行通信接口、網(wǎng)絡(luò)接口或者按鍵控制接口實(shí)現(xiàn)包含時(shí)延、 功率和控制開(kāi)關(guān)的控制指令的設(shè)置。所述的本地時(shí)鐘發(fā)生器通過(guò)0CX0、TCXO、VCXO等各種類(lèi)型的晶體振蕩器實(shí)現(xiàn)，用來(lái)提供工作時(shí)鐘，以及本振生成模塊提供參考時(shí)鐘。所述的本振生成單元通過(guò)含有射頻鎖相環(huán)的模擬器件實(shí)現(xiàn)，用于接收本地時(shí)鐘作參考時(shí)鐘，同時(shí)接收控制模塊的控制信號(hào)，通過(guò)鎖相環(huán)生成所需要的射頻本振信號(hào)，送到直接變頻模塊用以實(shí)現(xiàn)直接變頻。如圖2所示，所述的數(shù)字信號(hào)處理器由分路器、N條并行且獨(dú)立控制的信號(hào)處理支路以及合路器組成，其中分路器接收數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊輸出的基帶數(shù)字信號(hào)并輸出N路幅度、內(nèi)容完全一致的基帶信號(hào)至N個(gè)信號(hào)處理支路，合路器將N個(gè)信號(hào)處理支路處理后的數(shù)字信號(hào)合成一路優(yōu)化數(shù)字信號(hào)并輸出至數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊，N的個(gè)數(shù)為大于1的自然常數(shù)。所述的分路器和合路器分別通過(guò)寄存器和加法器得以實(shí)現(xiàn)。所述的信號(hào)處理支路由依次串聯(lián)的頻譜上搬移器、頻道開(kāi)關(guān)、延遲單元、功率調(diào)整單元、信號(hào)優(yōu)化單元、頻譜下搬移器以及與延遲單元相連的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元組成，其中頻道開(kāi)關(guān)、延遲單元、功率調(diào)整單元和信號(hào)優(yōu)化單元分別與控制單元相連并接收含有片選、時(shí)延和幅度因子的優(yōu)化指令，頻譜上搬移器接收分路器輸出的基帶信號(hào)并將該基帶信號(hào)的中心頻率搬移到零頻處(基帶)，頻譜下搬移器將信號(hào)優(yōu)化單元輸出的單頻道的頻譜的中心頻率，從零頻搬移回原頻率點(diǎn)。所述的頻譜上搬移器內(nèi)置低通濾波器以實(shí)現(xiàn)濾除鄰頻和噪聲的功能，該低通濾波器的帶寬大于等于頻道帶寬且為數(shù)字濾波器。所述的頻道開(kāi)關(guān)，指的是一控制信號(hào)，當(dāng)該控制信號(hào)為0N(打開(kāi))時(shí)，該支路的單頻道的頻譜直接通路到下級(jí)處理模塊，當(dāng)該控制信號(hào)為OFF (關(guān)閉)時(shí)，該支路的頻譜輸出將被屏蔽，不輸出任何信號(hào)。該控制信號(hào)的生成可以是由時(shí)鐘控制模塊中的控制模塊，手動(dòng)設(shè)置給出，也可以是通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理自動(dòng)辨別如果當(dāng)前支路不存在射頻信號(hào)輸入時(shí)，自動(dòng)屏蔽該支路輸出。設(shè)置頻道開(kāi)關(guān)的目的是在于使本發(fā)明裝置得到靈活應(yīng)用可全頻道工作，亦可選擇任一個(gè)或多個(gè)頻道(無(wú)需相鄰)工作。當(dāng)該頻道未被使用時(shí)，屏蔽該頻道輸出，從而避免對(duì)工作的頻道造成鄰頻干擾和噪聲干擾。所述的延遲單元將輸入的基帶數(shù)字信號(hào)進(jìn)行時(shí)延處理并延遲時(shí)間At，延遲等待輸出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中，且延遲時(shí)間At來(lái)自時(shí)鐘控制模塊輸出的優(yōu)化指令。所述的功率調(diào)整單元由乘法器和幅度因子生成模塊組成。其作用在于將輸入的基帶數(shù)字信號(hào)乘以一個(gè)幅度因子，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各支路的功率調(diào)整，有助于在實(shí)際中在各頻道功率不一致時(shí)對(duì)信號(hào)幅度進(jìn)行微調(diào)從而保證各頻道信號(hào)幅度基本一致。所述的幅度因子生成模塊可接收來(lái)自時(shí)鐘控制模塊的優(yōu)化指令，也可以通過(guò)絕對(duì)值求和或者求平方和，計(jì)算出當(dāng)前頻率支路的信號(hào)幅度及功率，從而通過(guò)各通道比較及歸一化操作，生成當(dāng)前通道的幅度因子。所述的信號(hào)優(yōu)化單元將輸入的基帶數(shù)字信號(hào)進(jìn)行頻譜重整形處理，具體為線(xiàn)性度改善處理以及帶內(nèi)平坦度改善等處理。本裝置工作過(guò)程如下，以四頻道為例示意。1.四頻道射頻信號(hào)輸入本裝置，經(jīng)過(guò)自動(dòng)增益控制模塊，保證射頻輸入信號(hào)電平恒定，后送到直接下變頻單元變頻到基帶，并經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器后以基帶多頻道數(shù)字信號(hào)形式送到數(shù)字信號(hào)處理器，信號(hào)頻譜如圖3所示；2.數(shù)字信號(hào)處理模塊接收基帶多頻道數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)分路器，分成四路信號(hào)內(nèi)容、 幅度、延遲等完全一致的基帶數(shù)字信號(hào)。因各支路的內(nèi)容完全一致，現(xiàn)以第一頻道支路為例描述后續(xù)操作如下a)分路器送來(lái)的基帶多頻道數(shù)字信號(hào)，先經(jīng)過(guò)第一頻道的頻譜上搬移器，完成將第一頻道的頻率中心搬到零頻(基帶)，如圖4(a)所示。其余各路信號(hào)頻譜變化見(jiàn)圖4(b)、 (c)和(d)(僅以四頻道為例說(shuō)明)；b)搬移后的頻譜，經(jīng)過(guò)第一頻道的開(kāi)關(guān)，決定是否關(guān)閉該頻道。如不關(guān)閉，則信號(hào)直通到第一頻道的延遲單元；c)第一頻道延遲單元接收來(lái)自控制模塊的延遲信息At，并通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元緩存數(shù)據(jù)信號(hào)以實(shí)現(xiàn)該特定時(shí)間(△〖)延遲。該模塊同時(shí)接收旁路控制信號(hào)，如需旁路則信號(hào)直接通過(guò)，不作任何延遲；d)延遲單元的輸出送到功率調(diào)整單元，根據(jù)時(shí)鐘控制模塊的優(yōu)化指令，或者通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器中計(jì)算出的各頻道的幅度或功率差異，產(chǎn)生幅度因子，完成微調(diào)。該模塊同時(shí)接收旁路控制信號(hào)，如需旁路則信號(hào)不作任何功率調(diào)整，延遲與功率調(diào)整單元處理時(shí)延 (記為T(mén)p)相等的固定時(shí)間(Tp)后直通輸出；e)功率調(diào)整單元輸出送到信號(hào)優(yōu)化單元，同樣根據(jù)控制模塊的控制信號(hào)，或者通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器中計(jì)算出的當(dāng)前頻道的信號(hào)特征，從而完成有助于改善信號(hào)質(zhì)量的數(shù)字信號(hào)處理操作，如線(xiàn)性度改善以及帶內(nèi)平坦度改善等操作。該模塊也同時(shí)接收旁路控制信號(hào)，如需旁路則信號(hào)不作任何信號(hào)優(yōu)化。信號(hào)延遲與正常信號(hào)優(yōu)化單元處理時(shí)延(記為T(mén)c) 相等的固定時(shí)間(Tc)后直通輸出；f)信號(hào)優(yōu)化后，通過(guò)第一頻道的頻譜下搬移器，將第一頻道的頻譜的中心頻率由零頻(基帶)搬移到原先的頻率(如左一頻道)；g)信號(hào)完成上述操作后的送到合路器，與其余各路信號(hào)重新合成多頻道基帶數(shù)字信號(hào)后輸出至數(shù)模轉(zhuǎn)換器。3.處理后四頻道射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器后送到直接上變頻單元變頻到所需要的射頻頻率上，經(jīng)過(guò)功放單元后輸出數(shù)字信號(hào)處理(以單頻道為例)流程圖如圖5所示。傳統(tǒng)方法上通過(guò)光纖延時(shí)，首先延時(shí)范圍小，如需延時(shí)秒級(jí)將需要300，000，000
米光纖，這將是不可能實(shí)現(xiàn)的；其次光纖線(xiàn)路實(shí)現(xiàn)延時(shí)靈活度差，無(wú)法在光纖鏈路發(fā)生變化的情況下，隨意、反復(fù)、多次設(shè)置延遲量；再有光纖物理占有空間大，經(jīng)濟(jì)成本高，應(yīng)用諸多不便。對(duì)比本發(fā)明，首先采用直接變頻(捷變頻)技術(shù)完成頻率變化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相位噪聲性能好。其次，通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器中的延遲模塊，用數(shù)字的方式完成射頻延時(shí)，延時(shí)精度高(可精確至0.025微秒)，延時(shí)范圍廣(可達(dá)到秒級(jí))。再有，在完成射頻延時(shí)的同時(shí)， 還可以進(jìn)一步通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器的優(yōu)化模塊，實(shí)現(xiàn)如線(xiàn)性度改善以及帶內(nèi)平坦度改善等操作，進(jìn)一步提高了射頻信號(hào)質(zhì)量。在已有平臺(tái)上測(cè)試本發(fā)明裝置，其射頻性能可達(dá)到多通道帶外雜散小于主信號(hào)55分貝，帶內(nèi)未使用通道鄰頻干擾小于40分貝，帶內(nèi)平坦度小于士0.5分貝，調(diào)制誤差率(MER)性能優(yōu)異，能很好的滿(mǎn)足廣播的實(shí)際需求。
權(quán)利要求
1.一種多頻道射頻信號(hào)適配系統(tǒng)，其特征在于，包括自動(dòng)增益控制模塊、直接變頻模塊、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊、時(shí)鐘控制模塊和數(shù)字信號(hào)處理器，其中自動(dòng)增益控制模塊接收射頻信號(hào)并進(jìn)行輸入信號(hào)增益穩(wěn)定控制后輸出恒定增益的射頻信號(hào)至直接變頻模塊進(jìn)行下變頻，直接變頻模塊輸出基帶模擬信號(hào)至數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出基帶數(shù)字信號(hào)至數(shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)各頻道進(jìn)行獨(dú)立時(shí)延和信號(hào)優(yōu)化處理后輸出優(yōu)化數(shù)字信號(hào)至數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊輸出優(yōu)化模擬信號(hào)至直接變頻模塊進(jìn)行上變頻和功放處理，并輸出優(yōu)化后的射頻信號(hào)，時(shí)鐘控制模塊分別與直接變頻模塊和數(shù)字信號(hào)處理器相連并出工作時(shí)鐘和參考時(shí)鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻道射頻信號(hào)適配系統(tǒng)，其特征是，所述的數(shù)字信號(hào)處理器由分路器、N條并行且獨(dú)立控制的信號(hào)處理支路以及合路器組成，其中分路器接收數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊輸出的基帶數(shù)字信號(hào)并輸出N路幅度、內(nèi)容完全一致的基帶信號(hào)至N個(gè)信號(hào)處理支路，合路器將N個(gè)信號(hào)處理支路處理后的數(shù)字信號(hào)合成一路優(yōu)化數(shù)字信號(hào)并輸出至數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊，N的個(gè)數(shù)為大于1的自然常數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多頻道射頻信號(hào)適配系統(tǒng)，其特征是，所述的信號(hào)處理支路由依次串聯(lián)的頻譜上搬移器、頻道開(kāi)關(guān)、延遲單元、功率調(diào)整單元、信號(hào)優(yōu)化單元、頻譜下搬移器以及與延遲單元相連的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元組成，其中頻道開(kāi)關(guān)、延遲單元、功率調(diào)整單元和信號(hào)優(yōu)化單元分別與控制單元相連并接收含有片選、時(shí)延和幅度因子的優(yōu)化指令，頻譜上搬移器接收分路器輸出的基帶信號(hào)并將該基帶信號(hào)的中心頻率搬移到零頻處，頻譜下搬移器將信號(hào)優(yōu)化單元輸出的單頻道的頻譜的中心頻率，從零頻搬移回原頻率點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多頻道射頻信號(hào)適配系統(tǒng)，其特征是，所述的頻譜上搬移器內(nèi)置低通濾波器以實(shí)現(xiàn)濾除鄰頻和噪聲的功能，該低通濾波器的帶寬大于等于頻道帶寬且為數(shù)字濾波器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多頻道射頻信號(hào)適配系統(tǒng)，其特征是，所述的延遲單元將輸入的基帶數(shù)字信號(hào)進(jìn)行時(shí)延處理并延遲時(shí)間△ t，延遲等待輸出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中，且延遲時(shí)間At來(lái)自時(shí)鐘控制模塊輸出的優(yōu)化指令或手動(dòng)設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻道射頻信號(hào)適配系統(tǒng)，其特征是，所述的直接變頻模塊包括直接上變頻單元、功放單元和直接下變頻單元，其中直接下變頻單元的輸入端和輸出端分別與自動(dòng)增益控制模塊和數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊相連，直接上變頻單元的輸入端和輸出端分別與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊和功放單元相連，功放單元輸出優(yōu)化后的射頻信號(hào)，直接上變頻單元和直接下變頻單元的控制端均與時(shí)鐘控制模塊相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻道射頻信號(hào)適配系統(tǒng)，其特征是，所述的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端和輸出端分別與直接變頻模塊和數(shù)字信號(hào)處理器相連，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端和輸出端分別與數(shù)字信號(hào)處理器和直接變頻模塊相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻道射頻信號(hào)適配系統(tǒng)，其特征是，所述的時(shí)鐘控制模塊包括本地時(shí)鐘發(fā)生器、本振生成單元和控制單元，其中本地時(shí)鐘發(fā)生器的輸出端分別與本振生成單元、數(shù)字信號(hào)處理器和控制單元相連并輸出工作時(shí)鐘，本振生成單元接收控制單元和本地時(shí)鐘發(fā)生器輸出的控制指令和本地時(shí)鐘信號(hào)并輸出參考時(shí)鐘至直接變頻模塊， 控制單元與數(shù)字信號(hào)處理器相連并輸出含有片選、時(shí)延和幅度因子的優(yōu)化指令。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多頻道射頻信號(hào)適配系統(tǒng)，其特征是，所述的控制單元采用串行通信接口、網(wǎng)絡(luò)接口或者按鍵控制接口實(shí)現(xiàn)包含時(shí)延、功率和控制開(kāi)關(guān)的控制指令的設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多頻道射頻信號(hào)適配系統(tǒng)，其特征是，所述的本振生成單元通過(guò)含有射頻鎖相環(huán)的模擬器件實(shí)現(xiàn)，用于接收本地時(shí)鐘作參考時(shí)鐘，同時(shí)接收控制模塊的控制信號(hào)，通過(guò)鎖相環(huán)生成所需要的射頻本振信號(hào)，送到直接變頻模塊用以實(shí)現(xiàn)直接變頻。
全文摘要
一種數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域的多頻道射頻信號(hào)適配系統(tǒng)，包括自動(dòng)增益控制模塊、直接變頻模塊、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊、時(shí)鐘控制模塊和數(shù)字信號(hào)處理器。所述的數(shù)字信號(hào)處理器由分路器、N條并行且獨(dú)立控制的信號(hào)處理支路以及合路器組成。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相位噪聲指標(biāo)好；射頻延時(shí)設(shè)置精度可精確至0.025微秒，射頻延時(shí)設(shè)定范圍可到秒級(jí)，多個(gè)頻道工作獨(dú)立，并可以設(shè)置任一頻道獨(dú)立開(kāi)閉。
文檔編號(hào)H04B1/40GK102315858SQ20111011394
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者張永亮, 戴凱燦, 李紅軍, 王先勇, 范瑩瑩 申請(qǐng)人:蘇州全波通信技術(shù)有限公司