CN101184297A - 双模收发信机及双模信号处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及通信领域，公开了一种双模收发信机，包括GSM中频处理单元、WCDMA中频处理单元，其中下行GSM载波信号经所述的GSM中频处理单元的中通道处理后再通过所述的WCDMA中频处理单元，并在WCDMA中频处理单元中与WCDMA载波信号合路。本发明实施例提供的双模收发信机可以直接在WCDMA中频处理单元进行载波信号合路，代替原有双模收发信机中专用芯片的合路功能，避免另外开发双模专用芯片和模块。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种双模收发信机及双模信号处理方法。
背景技术
GSM(全球移动通信系统)无线通信网经过二十多年的发展，目前已有数量庞大的设备在网上运行，并且网络规模仍以较快速度持续增长。同时近几年WCDMA(宽带码分多址通信系统)在全球迅速发展，两代蜂窝通信制式不可避免地将在今后较长时间内并存。因此，为了降低设备成本和运维成本，各大设备制造商和电信运营商都纷纷开始关注GSM和WCDMA双模基站的设计与应用。
一般的GSM+WCDMA双模收发信机设计中，两种无线制式的射频信号共用同一个射频宽带收发通道，但分别有各自的基带和数字中频信号处理单元。如图1所示，该双模收发信机包括中频处理单元10、GSM基带单元15、WCDMA基带单元16、射频单元13和天线14，其中中频处理单元10包括GSM中频处理单元11和WCDMA中频处理单元12，以及用于将处理后的WCDMA载波信号和GSM载波信号合路的FPGA 17，WCDMA中频处理单元12与GSM中频处理单元11并联。FPGA 17将上述的下行载波信号进行合路后，再将合路后的载波信号发送到射频单元13；上行方向是：来自共用的射频单元13的载波信号经过分路后同时输出到GSM中频处理单元11和WCDMA中频处理单元12的接收通道，所述的载波信号分别经过所述的中频处理单元处理后再分别发送到各自的基带单元15、16。
目前业界已有很多单独支持单模WCDMA或单模GSM基站的发送和接收数字中频处理芯片，可以分别支持图1所示的WCDMA或GSM中频信号处理。设备制造商们也已基于这些芯片开发出很多WCDMA收发信机。
现有技术方案采用并联方式，针对WCDMA载波和GSM载波各采用一片数字中频处理芯片。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术方案中至少存在如下问题：
由于在双模收发信机中下行CFR(Crest Factor Reduction，降峰均比算法，也称削波算法)和DPD(Digital Pre-Distortion，数字预失真算法)必须在信号合路之后处理，现有技术采用FPGA(Field Programble Gate Array，现场可编程门阵列)或其它芯片实现信号的合路及CFR、DPD等功能，而WCDMA中频处理芯片中原有的CFR和DPD没有使用，由于这部分算法复杂度高，消耗大量FPGA逻辑资源。因此上述方案实现双模要么使用很大容量的FPGA，要么需重新开发双模专用ASIC(Application Specific IntegratedCircuit，专用集成电路)，成本较高，开发周期较长。
发明内容
本发明实施例提供了一种双模收发信机，能够避免开发双模专用芯片或模块。
本发明实施例所提供的双模收发信机是通过以下技术方案实现的：
一种双模收发信机，包括GSM中频处理单元、WCDMA中频处理单元，其中：
GSM中频处理单元，包括GSM下行信号处理模块；
WCDMA中频处理单元，包括WCDMA下行信号处理模块；
GSM下行信号处理模块，用于处理下行GSM载波信号，并向所述WCDMA下行信号处理模块发送处理后的所述下行GSM载波信号；
WCDMA下行信号处理模块，用于接收经GSM下行信号处理模块处理后的下行GSM载波信号，并将所述处理后的下行GSM载波信号与WCDMA载波信号合路。
本发明实施例还提供一种双模信号处理方法，包括以下步骤：
GSM中频处理单元处理下行GSM载波信号，并向WCDMA中频处理单元发送处理后的所述下行GSM载波信号；
WCDMA中频处理单元接收经GSM中频处理单元处理后的下行GSM载波信号，并将所述处理后的下行GSM载波信号与WCDMA载波信号合路。
本发明实施例通过级联WCDMA中频处理单元与GSM中频处理单元，可以直接在WCDMA中频处理单元实现WCDMA载波信号与GSM载波的合路功能以及合路后的信号处理功能，而不需要另外设置FPGA或专用芯片实现上述功能，也不需要另外开发双模专用芯片或模块，从而缩短了双模收发机的开发周期。
附图说明
图1为现有技术双模收发信机的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的双模收发信机的结构示意图；
图3为本发明实施例二提供的双模收发信机的结构示意图；
图4为本发明实施例三提供的双模收发信机的结构示意图；
图5A、图5B为本发明实施例二提供的双模收发信机的信号频谱示意图；
图6为本发明实施例提供的双模信号处理方法流程图。
具体实施方式
本发明实施例提供的双模收发信机以及双模信号处理方法是基于现有的单模芯片或模块，将现有芯片或模块中的GSM中频处理单元与现有芯片或模块中的WCDMA中频处理单元级联，直接在WCDMA中频处理单元进行载波信号合路及合路后的信号处理，代替原有双模收发信机中专用芯片或模块的合路及信号处理功能，避免另外开发双模专用芯片或模块。下面结合附图详细介绍本发明实施例提供各种具体实施方式。
本发明提供的实施例一，参照图2，该双模收发信机包括GSM基带单元25、WCDMA基带单元26，中频处理单元20、射频单元23和天线24，中频处理单元20包括GSM中频处理单元21和WCDMA中频处理单元22。GSM中频处理单元21包括GSM上行信号处理模块202和GSM下行信号处理模块201，WCDMA中频处理单元22包括WCDMA下行信号处理模块203和WCDMA上行信号处理模块204。其中：GSM下行信号处理模块201，用于处理下行GSM载波信号，并向所述WCDMA下行信号处理模块发送处理后的所述下行GSM载波信号；WCDMA下行信号处理模块203，用于接收经GSM下行信号处理模块处理后的下行GSM载波信号，并将所述处理后的下行GSM载波信号与WCDMA载波信号合路。
本发明提供的实施例二，参见图3，该双模收发信机包括GSM基带单元35、WCDMA基带单元36，中频处理单元30、射频单元33和天线34，中频处理单元30包括GSM中频处理单元31和WCDMA中频处理单元32。WCDMA中频处理单元32级联在GSM中频处理单元31和射频单元33之间。WCDMA中频处理单元32，包括WCDMA下行信号处理模块303，WCDMA上行信号处理模块304，GSM中频处理单元31，包括GSM下行信号处理模块301，GSM上行信号处理模块302。
GSM下行信号处理模块301可以包括：合路单元，以及由调制单元(调制单元可以采用GMSK(Gauss Minimum Shift Keying，高斯最小相移键控调制)，或8PSK(8 phases shifted Keying，8相位相移键控调制))、爬坡单元(RAMP，也称burst成型)、插值滤波单元、数字上变频单元(DUC)组成的GSM下行信号中频处理通道。该模块用于将下行GSM载波信号依次进行调制、爬坡、插值滤波、数字上变频及合路处理。
GSM上行信号处理模块302可以包括：分路单元，以及由数字下变频(DDC)、抽取单元、有限冲激响应滤波器(FIR)单元组成的GSM上行信号中频处理通道。GSM上行信号处理模块302用于将接收上行GSM载波信号，并依次进行分路、数字下变频、抽取及有限冲击响应滤波处理。
WCDMA下行信号处理模块303可以包括：合路单元，以及由根升余弦滤波单元(RRC)、插值滤波单元、数字上变频单元(DUC)组成的WCDMA下行信号中频处理通道；当然还可以包括：降峰均比单元(CFR)、数字预失真单元(DPD)等用于处理合路后的信号。WCDMA下行信号处理模块303用于将其接收的下行GSM载波信号和下行WCDMA载波信号依次进行根升余弦滤波、插值滤波、数字上变频处理后，并将其处理后所述的下行GSM载波信号与处理后下行WCDMA载波信号进行合路，并可对合路后的信号做进一步的处理。
WCDMA上行信号处理模块304可以包括：分路单元，以及由数字下变频单元(DDC)、抽取单元、根升余弦滤波单元(RRC)、组成的WCDMA上行信号中频处理通道(当然该中频处理通道还可包括：数字自动增益控制单元(DAGC))；通过对内部不同中频处理通道中DDC等单元的参数设置，WCDMA上行信号处理模块304可从上行载波信号中分离出上行GSM载波信号和上行WCDMA载波信号，并将所述的上行GSM载波信号和上行WCDMA载波信号分别进行数字下变频、抽取、根升余弦滤波、数字自动增益控制处理。
采用实施例二的级联方式，WCDMA和GSM上下行载波信号在双模收发信机中的信号走向如下：
下行GSM载波信号走向：GSM基带单元35到GSM中频处理单元31的下行GSM信号中频处理模块301的调制单元、爬坡单元、插值滤波单元、数字上变频单元及合路单元，再到WCDMA中频处理单元32的WCDMA下行信号处理模块303的根升余弦滤波单元、插值滤波单元、数字上变频单元，再与WCDMA载波信号在WCDMA下行信号处理模块303中的合路单元进行合路处理后，再进行降峰均比、数字预失真处理，再到数模转换器(DAC)最后到射频单元33。
下行WCDMA载波信号走向：WCDMA基带单元36到WCDMA中频处理单元32的WCDMA下行信号处理模块303的根升余弦滤波单元、插值滤波单元、数字上变频单元，再与下行GSM载波信号在WCDMA下行信号处理模块303中的合路单元进行合路处理后，再进行降峰均比、数字预失真处理，再到最后到射频单元33。
上行GSM载波信号走向：射频单元33到数模转换器(DAC)再到WCDMA中频处理单元32的WCDMA上行信号处理模块304的分路单元以及由数字下变频(DDC)、抽取、根升余弦滤波(RRC)等信号处理单元(这里，传输上行GSM载波信号的WCDMA上行信号中频处理通道，如果设置有DAGC单元，可通过软件设置将该单元设置为不使能(disable))再到GSM中频处理单元31的GSM上行信号处理模块304的分路单元、数字下变频(DDC)、抽取、有限冲激响应滤波器(FIR)等信号处理单元再到GSM基带单元35。
上行WCDMA载波信号走向：射频单元33到模数转换器(ADC)到WCDMA中频处理单元32的WCDMA上行信号处理模块304的分路单元以及由数字下变频(DDC)、抽取、根升余弦滤波(RRC)、数字自动增益控制(DAGC)等信号处理单元再到WCDMA基带单元36。
实施例二中的GSM载波信号经过WCDMA中频处理单元32，需要采取一定措施避免WCDMA中频处理单元32对GSM载波信号产生不良影响。
对于上行GSM载波信号而言，其经过了WCDMA中频处理单元32，WCDMA中频处理单元32的中的根升余弦滤波单元RRC的滚降系数α＝0.22，3dB带宽为3.84MHz，而GSM载波信号的有效带宽200KHz，远小于WCDMA中频处理单元32中的RRC单元的带宽，这样只要将GSM载波信号安排在WCDMA中频处理单元32中的RRC滤波单元的通带范围内并与过渡带边缘保持足够的保护带，就不会受到WCDMA的RRC单元的不良影响。如图5所示，图5A为两个WCDMA载波信号频谱示意图，图5B为一个WCDMA载波信号和3个GSM载波信号频谱示意图。假定WCDMA的RRC滤波器通带的中间3.6MHz部分基本不受过渡带影响，将GSM载波信号安排在偏离RRC滤波器中心频率±1.8MHz范围内，GSM载波信号基本上就不受RRC滤波器影响。WCDMA中频处理单元32的对于GSM载波信号仅起到采样率变换(插值滤波或抽取)的作用，而不影响其频谱。
对于下行GSM载波信号而言，其也经过了WCDMA中频处理单元32，如果其内WCDMA上行信号中频处理通道中包含有DAGC单元，则可以通过设置，对该通道中的各信号处理单元进行有选择的屏蔽，而使GSM载波不受影响。由于WCDMA载波信号平均功率变化较缓，在设计中，可选择在WCDMA上行信号中频处理通道接收末级采用DAGC算法压缩量化位宽，以降低DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)基带解调算法的运算量。而GSM载波信号功率变化非常快，一般不能通过DAGC进行位宽压缩。为了适应这两种信号，连接GSM基带单元35的那一路WCDMA上行信号中频处理通道中，如果有DAGC模块，则可将DAGC单元由软件设置为不使能，以免影响GSM载波信号。这样设置，不仅可以保证GSM载波信号不受影响，未屏蔽的RRC、抽取、DDC等单元还可起到降低信号速率的作用，降低了对后级GSM中频处理单元性能(如采样速率)的要求，也就降低了芯片采购成本；如果选择FPGA自行开发，也可降低设计难度及FPGA容量。当然也可以选择同时屏蔽RRC，抽取，DDC等信号处理单元。
图3所示，实施例二中的GSM下行信号处理模块301包括3个GSM下行信号中频处理通道，GSM上行信号处理模块302包括3个GSM上行信号中频处理通道，每个通道用于处理一路载波。WCDMA上行信号处理模块304包括2个WCDMA下行信号中频处理通道，WCDMA下行信号处理模块303包括2个WCDMA下行信号中频处理通道，其中一组上下行信号中频处理通道用于处理WCDMA载波信号； 另一组用于处理GSM载波信号，其中一个WCDMA中频上(下)行信号处理通道处理可以处理多路GSM载波信号。
作为本发明实施例三，参照图4，该双模收发信机包括GSM基带单元45、WCDMA基带单元46，中频处理单元40、射频单元43和天线44，其中中频处理单元40包括GSM中频处理单元41和WCDMA中频处理单元32，WCDMA中频处理单元42级联在GSM中频处理单元41和射频单元43之间，分路单元47单独设置，用于将来射频单元的上行信号分别分路到WCDMA中频处理单元42与GSM中频处理单元41。该双模收发信机的WCDMA中频处理单元42的WCDMA下行信号处理模块403有3个WCDMA下行信号中频处理通道，其中2个用于处理WCDMA载波信号；1个中频通道用于处理GSM载波信号，并且这个WCDMA中频通道处理了3个GSM载波信号。WCDMA中频处理单元42的WCDMA上行信号处理模块404有3个WCDMA上行信号中频处理通道，都用于处理WCDMA载波信号。WCDMA和GSM上下行载波信号在通道中的信号走向为：
下行GSM载波信号走向：GSM基带单元45到GSM中频处理单元41的下行GSM信号中频处理模块401的调制单元、爬坡单元、插值滤波单元、数字上变频单元及合路单元，再到WCDMA中频处理单元42的WCDMA下行信号处理模块403的根升余弦滤波单元、插值滤波单元、数字上变频单元，再与WCDMA载波信号在WCDMA下行信号处理模块403中的合路单元进行合路处理后，再进行降峰均比、数字预失真处理，再到数模转换器(DAC)最后到射频单元43。
下行WCDMA载波信号走向：WCDMA基带单元46到WCDMA中频处理单元42的WCDMA下行信号处理模块403的根升余弦滤波单元、插值滤波单元、数字上变频单元，再与下行GSM载波信号在WCDMA下行信号处理模块403中的合路单元进行合路处理后，再进行降峰均比、数字预失真处理，再到最后到射频单元43。
上行GSM载波信号与上行WCDMA载波信号走向：射频单元43的上行载波信号到数模转换器(DAC)再到分路单元47，被分别分路至WCDMA上行信号处理模块404和GSM上行信号处理模块402；上行GSM载波信号在GSM上行信号处理模块402中被分离出，经过分路单元、数字下变频(DDC)、抽取、有限冲激响应滤波器(FIR)等信号处理单元再到GSM基带单元45；上行WCDMA载波信号在WCDMA上行信号处理模块404中被分离出，通过分路单元以及由数字下变频(DDC)、抽取、根升余弦滤波(RRC)、数字自动增益控制(DAGC)信号处理单元再到WCDMA基带单元46。
由于下行GSM载波信号经过WCDMA中频处理单元42，需要采取一定措施避免WCDMA中频处理单元42的中频通道对下行GSM载波信号产生不良影响，处理该不良影响的方式与实施例二处理方式相同。将GSM载波信号安排在WCDMA中频处理单元42中的RRC单元的通带内并与过渡带边缘保持足够的保护带，就不会受到WCDMA的RRC单元的不良影响。
采用实施例三的方案可以充分利用现有的WCDMA和GSM的中频处理芯片，缩短双模收发信机的开发周期。
本发明实施例还提供一种双模信号处理方法方法，参见图7，包括以下步骤：
601、GSM中频处理单元处理下行GSM载波信号，并向WCDMA中频处理单元发送处理后的所述下行GSM载波信号。
602、WCDMA中频处理单元接收经GSM中频处理单元处理后的下行GSM载波信号，并将所述处理后的下行GSM载波信号与WCDMA载波信号合路。
还可包括以下步骤：
603、WCDMA中频处理单元分离出上行GSM载波信号，并向所述GSM中频处理单元发送所述上行GSM载波信号。
604、GSM中频处理单元处理所述WCDMA中频处理单元发送的上行GSM载波信号。
其中：
步骤601中所述GSM中频处理单元处理下行GSM载波信号，具体可以包括：GSM中频处理单元将下行GSM载波信号依次进行调制、爬坡、插值滤波、数字上变频及合路处理。
步骤602中所述WCDMA中频处理单元接收经GSM中频处理单元处理后的下行GSM载波信号，并将所述处理后的下行GSM载波信号与WCDMA载波信号合路。具体可以包括：将其接收的下行GSM载波信号和下行WCDMA载波信号分别依次进行根升余弦滤波、插值滤波、数字上变频处理后，并将其处理后的所述下行GSM载波信号与处理后下行WCDMA载波信号进行合路。
步骤603中WCDMA中频处理单元分离出上行GSM载波信号，并向所述GSM中频处理单元发送所述上行GSM载波信号，具体可以包括：WCDMA中频处理单元接收并将上行GSM载波信号和上行WCDMA载波信号进行分路、数字下变频、抽取、根升余弦滤波处理，另外；也可以用单独设置的分路单元将上行信号分别分路至WCDMA中频处理单元及GSM中频处理单元。
步骤604中GSM中频处理单元处理所述WCDMA中频处理单元发送的上行GSM载波信号，具体可以包括：GSM中频处理单元接收上行GSM载波信号并依次进行分路、数字下变频、抽取及有限冲击响应滤波处理。
该实施例中下行GSM载波信号被设置在所述根升余弦滤波单元通带范围内。防止GSM载波信号受到WCDMA中频处理单元的RRC滤波器影响。
以上对本发明实施例所提供的一种双模收发信机及双模信号处理方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书实施例的内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种双模收发信机，其特征在于，包括GSM中频处理单元、WCDMA中频处理单元，其中：
GSM中频处理单元，包括GSM下行信号处理模块；
WCDMA中频处理单元，包括WCDMA下行信号处理模块；
GSM下行信号处理模块，用于处理下行GSM载波信号，并向所述WCDMA下行信号处理模块发送处理后的所述下行GSM载波信号；
WCDMA下行信号处理模块，用于接收经GSM下行信号处理模块处理后的下行GSM载波信号，并将所述处理后的下行GSM载波信号与WCDMA载波信号合路。
2.如权利要求1所述的双模收发信机，其特征在于：
所述GSM中频处理单元，还包括GSM上行信号处理模块；
所述WCDMA中频处理单元，还包括WCDMA上行信号处理模块；
所述WCDMA上行信号处理模块，用于分离出上行GSM载波信号，并向所述GSM上行信号处理模块发送所述上行GSM载波信号；
所述GSM上行信号处理模块，用于处理所述WCDMA上行信号处理模块发送的上行GSM载波信号。
3.如权利要求2所述的双模收发信机，其特征在于，
所述GSM下行信号处理模块包括：合路单元，以及由调制单元、爬坡单元、插值滤波单元、数字上变频单元组成的GSM下行信号中频处理通道；
所述WCDMA下行信号处理模块包括：合路单元、降峰均比单元与数字预失真单元，以及由根升余弦滤波单元、插值滤波单元、数字上变频单元组成的WCDMA下行信号中频处理通道；
所述GSM上行信号处理模块包括：分路单元，以及由数字下变频单元、抽取单元及有限冲击响应滤波器单元组成的GSM上行信号中频处理通道；
所述WCDMA上行信号处理模块包括：分路单元，以及由数字下变频单元、抽取单元、根升余弦滤波单元组成的WCDMA上行信号中频处理通道。
4.如权利要求3所述的双模收发信机，其特征在于：
所述WCDMA上行信号处理模块包括至少两路上行WCDMA信号中频处理通道，其中至少一路通道被设置用于分离上行GSM载波信号。
5.如权利要求3至4任意一项所述的双模收发信机，其特征在于：
所述下行GSM载波信号被设置在所述根升余弦滤波单元通带范围内。
6.一种在双模信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
GSM中频处理单元处理下行GSM载波信号，并向WCDMA中频处理单元发送处理后的所述下行GSM载波信号；
WCDMA中频处理单元接收经GSM中频处理单元处理后的下行GSM载波信号，并将所述处理后的下行GSM载波信号与WCDMA载波信号合路。
7.如权利要求6所述的双模信号处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：
WCDMA中频处理单元分离出上行GSM载波信号，并向所述GSM中频处理单元发送所述上行GSM载波信号；
GSM中频处理单元处理所述WCDMA中频处理单元发送的上行GSM载波信号。
8.如权利要求7所述的双模信号处理方法，其特征在于，
所述GSM中频处理单元处理下行GSM载波信号，具体包括：GSM中频处理单元将下行GSM载波信号依次进行调制、爬坡、插值滤波、数字上变频及合路处理；
所述WCDMA中频处理单元接收经GSM中频处理单元处理后的下行GSM载波信号，并将所述处理后的下行GSM载波信号与WCDMA载波信号合路，具体包括：将其接收的下行GSM载波信号和下行WCDMA载波信号分别依次进行根升余弦滤波、插值滤波、数字上变频处理后，并将其处理后的所述下行GSM载波信号与处理后的下行WCDMA载波信号进行合路。
9.如权利要求8所述的双模信号处理方法，其特征在于，
WCDMA中频处理单元分离出上行GSM载波信号，并向所述GSM中频处理单元发送所述上行GSM载波信号，具体包括：WCDMA中频处理单元接收并将上行GSM载波信号和上行WCDMA载波信号进行分路、数字下变频、抽取、根升余弦滤波处理；
GSM中频处理单元处理所述WCDMA中频处理单元发送的上行GSM载波信号，具体包括：GSM中频处理单元接收上行GSM载波信号并依次进行分路、数字下变频、抽取及有限冲击响应滤波处理。
10.如权利要求9所述的双模信号处理方法，其特征在于，所述下行GSM载波信号被设置在所述根升余弦滤波单元通带范围内。
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