CN102231920A - 基于Xilinx的WCDMA基站锁定系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于Xilinx的WCDMA基站锁定系统及方法，系统包括用于天线信号输入的低噪声放大器，所述低噪声放大器的输出端依次连接有第一混频器、第一滤波器、模数转换器、可编程逻辑门阵列模块、数模转换器、第二混频器和第二滤波器，所述可编程逻辑门阵列模块连接有ARM处理器，还包括时钟电路、锁相环和直流电源电路，所述时钟电路的输出端分别连接到模数转换器、可编程逻辑门阵列、数模转换器和锁相环。本发明WCDMA基站锁定系统对于系统功能的增加与变更，只需要通过软件升级就可以实现，方便技术进步和标准升级。本发明作为一种基于Xilinx的WCDMA基站锁定系统及方法广泛应用于通信领域中。
Description
技术领域
本发明涉及一种锁定系统及方法，特别是一种基于Xilinx的WCDMA基站锁定系统及方法。
背景技术
术语解释：
AS(Active Serial)：主动串行；
ADC(Analog-to-Digital Converter)：模数转换器；
WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access):宽带码分多址，是一种第三代无线通讯技术；
CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）：互补金属氧化物半导体；
DAC(Digital-to-Analog Converter)：数模转换器；
EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory): 可擦除可编程的只读内存；
FIR(Finite impulse response):有限长冲击响应；
FLASH(Flash Memory): 闪存；
FPGA(Field Programmable Gate Array)：现场可编程门阵列；
ICS(Interference Cancellation System)：干扰抵消系统；
IO(Input Output)：输入输出；
IQ（IN phase Orthogonal）：同相正交；
JTAG(Joint Test Action Group)：联合测试行为组织；
LNA(Low-Noise Amplifier)：低噪声放大器；
LVDS（Low-Voltage Differential Signaling）：低压差分信号；
LVPECL（low-voltage positive-referenced emitter coupled logic）：低电压伪发射极耦合逻辑；
NCO(Number Controlled Oscillator)：数控振荡器；
PLL(Phase )：锁相环；
PA(Power Amplifier)：功率放大器；
SPI(Serial Peripheral Interface): 串行外围设备接口；
VCO(Voltage Controlled Oscillator)：压控制振荡器。
在数字无线直放站中，由于不能对接收信号进行筛选而同时放大所有接收信号，会导致可能出现导频污染。本发明公开一种基于自适应算法的基站锁定功能的实现方式，用于解决由数字无线直放站带来的导频污染问题。
现有技术方案：调整接收天线的方向和角度来避免多个功率接近的基站被同时放大。
现有技术缺点：这样的处理方案不但对导频污染现象的改善效果有限，而且会增加工程难度和降低产品应用的广泛性。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种结构简单且升级方便的基于Xilinx的WCDMA基站锁定系统。
本发明的另一个目的是提供一种集成度高、处理效果理想的基于Xilinx的WCDMA基站锁定方法。
针对缺点说明本发明的目的：为了在直放站技术上能够实现从以硬件为核心的平台走向以软件为核心的平台，升级的时候不需改变硬件平台，只需更换软件版本即可实现不同的通信功能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
基于Xilinx的WCDMA基站锁定系统，包括用于天线信号输入的低噪声放大器，所述低噪声放大器的输出端依次连接有第一混频器、第一滤波器、模数转换器、可编程逻辑门阵列模块、数模转换器、第二混频器和第二滤波器，所述可编程逻辑门阵列模块连接有ARM处理器，还包括时钟电路、锁相环和直流电源电路，所述时钟电路的输出端分别连接到模数转换器、可编程逻辑门阵列、数模转换器和锁相环，所述锁相环的输出端分别与第一混频器的输入端、第二混频器的输入端连接。
进一步作为优选的实施方式，所述直流电源电路包括9V稳压电路和5V稳压电路。
进一步作为优选的实施方式，所述可编程逻辑门阵列模块外部连接有串行FLASH芯片电路。
进一步作为优选的实施方式，所述可编程逻辑门阵列模块外部连接有SDRAM芯片。
基于Xilinx的WCDMA基站锁定方法，包括以下步骤：
A、缓冲来自ADC的输入数据；
B、数字下变频（DDC）处理；
C、多速率信号处理；
D、回波抵消处理（ICS）；
E、是否进行多径消除处理？是则执行步骤F，否则执行步骤G；
F、多径消除处理，执行步骤G；
G、多速率信号处理，同时执行步骤I和步骤H；
H、频偏估计，执行步骤B；
I、小区搜索，搜寻多个小区信号，通过导频信道再生和导频功率判决，确定基站锁定选择；
J、信道估计处理；
K、导频抵消处理；
L、多速率信号处理；
M、数字上变频（DUC）处理；
N、经过FIFO缓冲，送到DAC输出。
进一步作为优选的实施方式，所述步骤C多速率信号处理为抽取和滤波处理。
进一步作为优选的实施方式，所述步骤G多速率信号处理为6倍抽取与滤波处理。
进一步作为优选的实施方式，所述步骤L多速率信号处理为n倍插值与滤波处理。
本发明的有益效果是：本发明WCDMA基站锁定系统可以把与目标基站信号接近的导频功率降低，排除手机锁定到非目标基站的可能性。
本发明的另一个有效效果是：本发明WCDMA基站锁定方法的主要优势在于以可编程能力强的FPGA器件代替专用的数字电路，使系统硬件结构与功能相对独立，这样就可以基于一个相对通用的硬件平台，通过软件方法实现不同的通信功能，并可对工作频率、系统频宽、调制方式、信源编码等进行编程控制，系统灵活性大大增强。对于系统功能的增加与变更，只需要通过软件升级就可以实现，方便技术进步和标准升级。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的硬件方框图；
图2是本发明的基于FPGA的基站锁定流程图。
具体实施方式
参照图1，基于Xilinx的WCDMA基站锁定系统，包括用于天线信号输入的低噪声放大器1，所述低噪声放大器1的输出端依次连接有第一混频器2、第一滤波器3、模数转换器4、可编程逻辑门阵列模块5、数模转换器6、第二混频器7和第二滤波器8，所述可编程逻辑门阵列模块5连接有ARM处理器9，还包括时钟电路10、锁相环11和直流电源电路12，所述时钟电路10的输出端分别连接到模数转换器4、可编程逻辑门阵列5、数模转换器6和锁相环11，所述锁相环11的输出端分别与第一混频器2的输入端、第二混频器7的输入端连接。
进一步作为优选的实施方式，所述直流电源电路12包括9V稳压电路和5V稳压电路。
进一步作为优选的实施方式，所述可编程逻辑门阵列模块5外部连接有串行FLASH芯片电路。
进一步作为优选的实施方式，所述可编程逻辑门阵列模块5外部连接有SDRAM芯片。
参照图2，基于Xilinx的WCDMA基站锁定方法，包括以下步骤：
A、缓冲来自ADC的输入数据；
B、数字下变频（DDC）处理；
C、多速率信号处理；
D、回波抵消处理（ICS）；
E、是否进行多径消除处理？是则执行步骤F，否则执行步骤G；
F、多径消除处理，执行步骤G；
G、多速率信号处理，同时执行步骤I和步骤H；
H、频偏估计，执行步骤B；
I、小区搜索，搜寻多个小区信号，通过导频信道再生和导频功率判决，确定基站锁定选择；
J、信道估计处理；
K、导频抵消处理；
L、多速率信号处理；
M、数字上变频（DUC）处理；
N、经过FIFO缓冲，送到DAC输出。
进一步作为优选的实施方式，所述步骤C多速率信号处理为抽取和滤波处理。
进一步作为优选的实施方式，所述步骤G多速率信号处理为6倍抽取与滤波处理。
进一步作为优选的实施方式，所述步骤L多速率信号处理为n倍插值与滤波处理。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.基于Xilinx的WCDMA基站锁定系统，其特征在于：包括用于天线信号输入的低噪声放大器（1），所述低噪声放大器（1）的输出端依次连接有第一混频器（2）、第一滤波器（3）、模数转换器（4）、可编程逻辑门阵列模块（5）、数模转换器（6）、第二混频器（7）和第二滤波器（8），所述可编程逻辑门阵列模块（5）连接有ARM处理器（9），还包括时钟电路（10）、锁相环（11）和直流电源电路（12），所述时钟电路（10）的输出端分别连接到模数转换器（4）、可编程逻辑门阵列（5）、数模转换器（6）和锁相环（11），所述锁相环（11）的输出端分别与第一混频器（2）的输入端、第二混频器（7）的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的基于Xilinx的WCDMA基站锁定系统，其特征在于：所述直流电源电路（12）包括9V稳压电路和5V稳压电路。
3.根据权利要求1所述的基于Xilinx的WCDMA基站锁定系统，其特征在于：所述可编程逻辑门阵列模块（5）外部连接有串行FLASH芯片电路。
4.根据权利要求1所述的基于Xilinx的WCDMA基站锁定系统，其特征在于：所述可编程逻辑门阵列模块（5）外部连接有SDRAM芯片。
5.基于Xilinx的WCDMA基站锁定方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、缓冲来自ADC的输入数据；
B、数字下变频（DDC）处理；
C、多速率信号处理；
D、回波抵消处理（ICS）；
E、是否进行多径消除处理？是则执行步骤F，否则执行步骤G；
F、多径消除处理，执行步骤G；
G、多速率信号处理，同时执行步骤I和步骤H；
H、频偏估计，执行步骤B；
I、小区搜索，搜寻多个小区信号，通过导频信道再生和导频功率判决，确定基站锁定选择；
J、信道估计处理；
K、导频抵消处理；
L、多速率信号处理；
M、数字上变频（DUC）处理；
N、经过FIFO缓冲，送到DAC输出。
6.根据权利要求5所述的基于Xilinx的WCDMA基站锁定方法，其特征在于：所述步骤C多速率信号处理为抽取和滤波处理。
7.根据权利要求5所述的基于Xilinx的WCDMA基站锁定方法，其特征在于：所述步骤G多速率信号处理为6倍抽取与滤波处理。
8.根据权利要求5所述的基于Xilinx的WCDMA基站锁定方法，其特征在于：所述步骤L多速率信号处理为n倍插值与滤波处理。
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