CN102883409A - 一种射频信号扫频方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种射频信号扫频方法及装置。包括数字信号处理器DSP，现场可编程逻辑器件FPGA，模拟数字转化器ADC和射频信号接收模块；此扫频方法通过控制信令配置射频信号接收模块，选择不同的链路完成不同通信制式不同频段的射频信号的扫频工作，此装置采用软件无线电技术，拓展了硬件平台的适用范围；使用模块化和总线连接模式通过软件进行配置，大大提供了系统的灵活性，易于升级，易于维护。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域，特别是涉及一种射频信号扫频方法及装置。
背景技术
随着移动通信的快速发展，2011年TD-LTE在中国的6个试点城市的布网成功，中国移动将会同时运营三代网络：全球移动通讯系统GSM(GlobalSystem for Mobile communication),时分同步码分多址接入TD-SCDMA（TimeDivision-Synchronous Code Division Multiple Access）和时分多址长期演进TD-LTE(Time Division Long Term Evolution)。同时，中国电信也将同时运营窄带码分多址IS95CDMAIS95(Code Division Multiple Access IS95)、窄带码分多址2000CDMA2000(Code Division Multiple Access2000)和码分多址长期演进FDD-LTE(Frequency Division Duplexing Long Term Evolution)三代网络，而中国联通则将会同时运营全球移动通讯系统GSM(Global System for Mobilecommunication)、宽带码分多址WCDMA(Wideband Code Division MultipleAccess)和码分多址长期演进FDD-LTE(Frequency Division Duplexing LongTerm Evolution)三代网络。网络的各个阶段：网络设计阶段、网络建设阶段、网络运行维护阶段，都需要扫频仪为网络性能测试和网络优化测试提供可靠的分析数据。
现有的射频信号扫频方法及装置仅可以固定地对某一种通信制式下某一个频段的射频信号进行扫频处理。但是，由于移动通信的快速发展，运营商通常同时采用多种不同通信制式的网络，例如，对于中国移动运营商而言，如果支持三种不同的通信制式，且假设每种通信制式下都对应有四个频段的射频信号，如果采用现有的扫频仪，则需要3*4=12个扫频仪对三种通讯制式下的12个频段的扫频信号进行扫频处理。可见，这必将耗费大量的成本，并浪费相当大的资源。
因此，目前迫切需要解决的问题是：提供一种射频信号扫频方法及装置，以支持对多种通信制式多个频段的射频信号进行扫频处理。
发明内容
为了解决上述问题，本发明目的在于提供一种射频信号扫频方法及装置，以支持对多种通信制式多个频段的射频信号进行扫频处理，降低成本、节约资源。
一种射频信号的扫频方法，包括：
数字信号处理器DSP接收终端发送的配置信息，将所述配置信息发送给现场可编程逻辑器件FPGA，其中，所述配置信息至少包括待扫频信号的频率范围；
所述FPGA将所述配置信息进行逻辑转换，得到控制信号，将所述控制信号发送给射频信号接收模块；
所述射频信号接收模块根据接收到的控制信号对射频信号接收模块包含的多路选择开关进行切换控制和对多路选择开关选择的用于过滤不同通信制式中的不同频段的滤波器所在的扫频链路中的增益补偿系数进行配置，按照配置结果接收待扫频信号，将接收到的扫频信号下变频到中频后发送给模拟数字转换器ADC；
所述ADC对接收的扫频信号进行模数转换，将转换后的扫频信号发送给所述FPGA；
所述FPGA将转换后的扫频信号进行下变频和滤波处理，将处理后的扫频信号发送给所述DSP；
所述DSP对接收的扫频信号进行基带处理，将基带处理结果反馈给所述终端。
优选的，所述DSP将基带处理结果反馈给所述终端包括：
DSP将基带处理结果通过千兆以太网传送给终端。
优选的，所述FPGA将所述控制信号发送给射频信号接收模块包括：
所述FPGA通过总线将所述控制信号传送给射频信号接收模块。
优选的，所述配置信息还包括数据格式，则所述DSP将基带处理结果反
馈给所述终端包括：
所述DSP将基带处理结果按照所述配置信息中的数据格式反馈给终端。
优选的，所述通信制式包括：全球移动通讯系统GSM、窄带码分多址IS95CDMAIS95、宽带码分多址WCDMA、时分同步码分多址接入TD-SCDMA、窄带码分多址2000CDMA2000、码分多址长期演进FDD-LTE和时分多址长期演进TD-LTE中的任意两个或者任意多个组合。
一种扫频装置，包括：
数字信号处理器DSP，用于接收终端发送的配置信息，将所述配置信息发送给现场可编程逻辑器件FPGA，对接收的扫频信号进行基带处理，并将处理结果反馈给终端，所述配置信息至少包括待扫频信号的频率范围；
现场可编程逻辑器件FPGA，用于将所述配置信息进行逻辑转换，得到控制信号，将所述控制信号发送给射频接收模块，对ADC转换后的扫频信号进行下变频和滤波处理，将处理后的扫频信号发送给所述DSP；
射频信号接收模块，用于根据接收到的控制信号对射频信号接收模块包含的多路选择开关进行切换控制和对多路选择开关选择的用于过滤不同通信制式中的不同频段的滤波器所在的扫频链路中的增益补偿系数进行配置，按照配置结果接收待扫频信号，将接收到的扫频信号发送给模拟数字转换器ADC；
模拟数字转换器ADC，用于对从射频接收模块接收的扫频信号进行模数转换，将转换后的扫频信号发送给所述FPGA。
优选的，所述DSP包括：
第一传送模块，用于将基带处理结果通过千兆以太网传送给终端。
优选的，所述FPGA包括：
第二传送模块，用于通过总线将所述控制信号传送给射频信号接收模块。
优选的，所述配置信息还包括数据格式，
则所述DSP，用于将基带处理结果按照所述配置信息中的数据格式反馈给终端。
优选的，其特征在于，所述通信制式包括：GSM、CDMAIS95、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、LTE和TD-LTE中的任意两个或者任意多个组合。
由上述实施例可以看出，本发明公开的射频信号的扫频方法可以通过控制信息实现对不同通信制式不同频段的射频信号的接收处理，射频信号扫频装置应用了软件无线电技术拓展了硬件平台的适用范围，使用模块化，易于升级，易于维护。
另外，本发明总线连接模式，通过软件进行配置，大大提供了系统的灵活性，方便工程应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一揭示的一种射频信号扫频方法的方法流程图；
图2为本发明实施例二揭示的另一种射频信号接收方法的方法流程图；
图3为本发明实施例三揭示的另一种射频信号接收模块的结构示意图；
图4为本发明实施例四揭示的一种射频信号扫频装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
需要说明的是，本发明中的“多种”通信制式是指两个以上的通信制式，“多个”频段也是指两个以上的频段。
实施例一
请参阅图1，其为本发明实施例一揭示的一种射频信号扫频方法的方法流程图，包括以下步骤：
步骤101：数字信号处理器DSP接收终端发送的配置信息，将所述配置信息发送给现场可编程逻辑器件FPGA，其中，所述配置信息至少包括待扫频信号的频率范围；
步骤102：FPGA将所述配置信息进行逻辑转换，得到控制信号，将所述控制信号发送给射频信号接收模块；
步骤103：射频信号接收模块根据接收到的控制信号对射频信号接收模块进行配置，具体是对射频信号接收模块中包含的多路选择开关进行切换控制和对多路选择开关选择的用于过滤不同通信制式中的不同频段的滤波器所在的扫频链路中的增益补偿系数进行配置，按照配置结果接收待扫频信号，将接收到的扫频信号下变频到中频后发送给模拟数字转换器ADC；
上述“对多路选择开关选择的用于过滤不同通信制式中的不同频段的滤波器所在的扫频链路中的增益补偿系数进行配置”具体为，在射频信号接收模块中预先配置有对于多种通信制式中的多个频段所在扫频链路中的多个增益补偿系数，当射频信号接收模块接收到控制信号后，在控制信号的控制下，将当前的增益补偿系数选择为任意一种制式下的任意一个频段所在的扫频链路的增益补偿系数。
其中，射频信号接收模块预先配置增益补偿系数具体过程为：信号发生器产生各种通信制式各个频段的标准射频信号，然后经过射频接收模块的接收处理，并传送给控制平台，控制平台根据接收到的经过处理后的射频信号和原始的标准射频信号进行对比，得出增益差值和对应的增益补偿系数，并将此增益补偿系数存储。
步骤104：ADC对接收的扫频信号进行模数转换，将转换后的扫频信号发送给所述FPGA；
步骤105：FPGA将转换后的扫频信号进行下变频和滤波处理，将处理后的扫频信号发送给DSP；
步骤106：DSP对接收的扫频信号进行基带处理，将基带处理结果反馈给所述终端。
由上述实施例可以看出，终端通过发送不同的配置信息给DSP，DSP传送给FPGA进过逻辑变化后得到控制信号，传送给射频信号接收模块，射频信号接收模块根据不同的控制信号，完成自身的配置，不同的配置用以选择不同通信制式不同频段的滤波器，并对其所对应的扫频链路中的增益补偿系数进行配置，按照配置对不同射频信号进行接收处理，最终将接收到的射频信号传送个ADC，进过模拟数字变化，将转换后的扫频信号发送给FPGA；FPGA将转换后的扫频信号进行下变频和滤波处理，将处理后的扫频信号发送给DSP；DSP对接收的扫频信号进行基带处理，将基带处理结果反馈给所述终端，最终可以完成对不同通信制式不同频段的射频信号的扫频。
实施例二
为了便于描述，下面以终端向数字信号处理器DSP发送配置信息，配置信息为TD-SCDMA制式下的1880MHZ-1900MHZ频段和WCDMA制式下的1920MHz-1980MHz频段为例，详细说明根据配置信息对TD-SCDMA制式下的1880MHZ-1900MHZ频段和WCDMA制式下的1920MHz-1980MHz频段的射频信号在两个不同的时刻分别进行扫频，实现在不同的时刻支持对两种制式下的两个频段进行扫频。当然，本领域技术人员还可以按照同样的方法，实现在不同的时刻对任意多种制式下多个频段进行扫频。
请参阅图2，其为本发明实施例二揭示的另一种射频信号扫频方法的方法流程图，包括：
步骤201：数据信号处理器DSP接收配置信息，并将所述配置信息发送给现场可编程逻辑器件FPGA，配置信息为TD-SCDMA制式下的1880MHZ-1900MHZ频段和WCDMA制式下的1920MHz-1980MHz频段；
步骤202：FPGA将所述配置信息进行逻辑转换，得到控制信号，将所述控制信号发送给射频信号接收模块；
步骤203：射频信号接收模块根据接收到的控制信号进行配置。
具体而言，比如对射频信号接收模块中包含的多路选择开关进行切换控制，使多路选择开关切换到滤波器一和对多路选择开关选择的配置信息为TD-SCDMA制式下的1880MHZ-1900MHZ频段所在的扫频链路一中的增益补偿系数进行配置，按照配置结果接收配置信息为TD-SCDMA制式下的1880MHZ-1900MHZ频段射频信号，将接收到的扫频信号发送给模拟数字转换器ADC。上述“使多路选择开关切换到滤波器一和对多路选择开关选择的配置信息为TD-SCDMA制式下的1880MHZ-1900MHZ频段所在的扫频链路一中的增益补偿系数进行配置”具体为，在射频信号接收模块中预先配置有对于上述两种通信制式中的两个频段所在扫频链路中的两个增益补偿系数（A和B），当射频信号接收模块接收到控制信号后，在控制信号的控制下，将当前的增益补偿系数选择为TD-SCDMA制式下的1880MHZ-1900MHZ频段所在的扫频链路一的增益补偿系数A。
其中，射频信号接收模块预先配置增益补偿系数具体过程为：信号发生器产生TD-SCDMA制式下的1880MHZ-1900MHZ频段的标准射频信号，然后经过射频接收模块的处理，并传送给控制平台，控制平台根据接收到的经过处理后的射频信号和原始的TD-SCDMA制式下的1880MHZ-1900MHZ频段的标准射频信号进行对比，得出增益差值和对应的增益补偿系数A，并将此系数存储。同样，信号发生器产生WCDMA制式下的1920MHz-1980MHz频段的标准射频信号，然后经过射频接收模块的处理，并传送给控制平台，控制平台根据接收到的经过处理后的射频信号和原始的WCDMA制式下的1920MHz-1980MHz频段标准射频信号进行对比，得出增益差值和对应的增益补偿系数B，并将此系数存储。
然后再根据配置信息为WCDMA制式下的1920MHz-1980MHz频段对射频信号接收模块中包含的多路选择开关进行切换控制，重新使多路选择开关切换到滤波器二和对多路选择开关选择的配置信息为WCDMA制式下的1920MHz-1980MHz频段对应的扫频链路二中的增益补偿系数进行配置，按照配置结果接收配置信息为WCDMA制式下的1920MHz-1980MHz频段射频信号，将接收到的扫频信号下变频到中频后发送给模拟数字转换器ADC；
步骤204：ADC对接收的扫频信号分别进行模数转换，将转换后的扫频信号发送给所述FPGA；
步骤205：FPGA将转换后的扫频信号进行下变频和滤波处理，将处理后的扫频信号发送给所述DSP；
步骤206：DSP对接收的信号依次进行基带处理；
步骤207：DSP将基带处理结果通过千兆以太网依次反馈给所述终端。
由上述实施例可以看出，此扫频方法中DSP根据终端发送的具体的配置信息，将其发送给FPGA，FPGA经过逻辑变化为控制信号，并发送射频信号接收模块，射频接收模块根据接收到的控制信号，对其多路选择开关进行切换选择对应的滤波器，并配置其对应的链路增益补偿系数，根据配置结果，完成对射频信号的接收，再经过ADC模拟数字变换处理并传送给FPGA，FPGA经过下变频和滤波处理并将其传送给DSP，最终DSP经过基带处理并
将最终处理结果反馈给终端，完成扫频处理，本实施例可实现不同时刻对不同制式不同频段的射频信号进行扫频处理。
实施例三
为了便于描述，下面以终端向数字信号处理器DSP发送配置信息，配置信息为TD-SCDMA制式下的1880MHZ-1900MHZ频段和WCDMA制式下的1920MHz-1980MHz频段为例，详细说明根据配置信息对TD-SCDMA制式下的1880MHZ-1900MHZ频段和WCDMA制式下的1920MHz-1980MHz频段的信号在同一时刻分别进行扫频，实现在同一时刻支持对两种制式下的两个频段进行扫频。当然，本领域技术人员还可以按照同样的方法，实现在同一时刻对任意多种制式下多个频段进行扫频。
请参阅图3，其为本发明实施例三揭示的另一种射频信号扫频方法的方法流程图，包括：
步骤301：数据信号处理器DSP接收配置信息，配置信息为TD-SCDMA制式下的1880MHZ-1900MHZ频段和WCDMA制式下的1920MHz-1980MHz频段，并将所述配置信息发送给现场可编程逻辑器件FPGA；
步骤302：FPGA将所述配置信息进行逻辑转换，得到两个控制信号，将两个控制信号分别发送给所对应的两个射频信号接收模块；
当然，如果是对其它任意多种通信制式多个频段进行扫频，FPGA还可以将配置信息逻辑转换得到多个控制信号。
步骤303：两个射频信号接收模块，根据接收到的两个控制信号，分别完成自身配置。
具体而言，一个射频信号接收模块根据接收到的控制信号对射频信号接收模块包含的多路选择开关进行切换控制，使多路选择开关切换到滤波器一和对多路选择开关选择的配置信息为TD-SCDMA制式下的1880MHZ-1900MHZ频段对应的扫频链路中的增益补偿系数进行配置，按照配置结果接收配置信息为TD-SCDMA制式下的1880MHZ-1900MHZ频段射频信号，将接收到的扫频信号发送给模拟数字转换器ADC。与此同时，另一个射频信号接收模块根据接收到的控制信号对射频信号接收模块包含的多路选择开关进行切换控制，使多路选择开关切换到滤波器二和对多路选择开关
选择的配置信息为WCDMA制式下的1920MHz-1980MHz频段对应的扫频链路中的增益补偿系数进行配置，按照配置结果接收配置信息为WCDMA制式下的1920MHz-1980MHz频段射频信号，将接收到的扫频信号下变频到中频后发送给模拟数字转换器ADC；
步骤304：ADC对接收的扫频信号进行模数转换，将转换后的扫频信号发送给所述FPGA；
步骤305：FPGA将转换后的扫频信号进行下变频和滤波处理，将处理后的扫频信号发送给所述DSP；
步骤306：DSP对接收的信号同时进行基带处理；
步骤307：DSP将基带处理结果采用不同的数据包通过千兆以太网同时反馈给所述终端。
由上述实施例三可以看出，此扫频方法中可根据终端的现实需求，对多种制式多个频段的射频信号进行扫频处理，可根据射频接收模块的配置，完成同时处理不同制式不同频段的射频信号的扫频处理。
上述实施一至三中的射频信号扫频方法，均可根据配置信息，实现对同种通信制式下不同频段的射频信号的扫频，另外，上述实施例一至三中，所述配置信息均可包含数据格式信息，则所述DSP将最终处理结果反馈给终端，均可按照所述配置信息中的数据格式反馈给终端。
实施例四
一种射频信号扫频装置，请参阅图4，其为本发明实施例四揭示的一种射频信号扫频装置的结构示意图。包括：DSP401、FPGA402、射频信号接收模块403和ADC404，其中，
DSP 401，用于接收终端发送的配置信息，配置信息包含扫频的频率范围和数据格式，将所述配置信息发送给FPGA402，对接收的扫频信号进行基带处理，并将处理结果反馈给终端，所述配置信息至少包括待扫频信号的频率范围；
优选的，DSP401包括：第一传送模块，用于将基带处理结果通过千兆以太网传送给终端。
进一步优选的，当配置信息还包括数据格式时，DSP401，用于将基带处
理结果按照所述配置信息中的数据格式反馈给终端。
FPGA402，将所述配置信息进行逻辑转换，得到控制信号，将所述控制信号发送给射频接收模块403，对ADC404转换后的扫频信号进行下变频和滤波处理，将处理后的扫频信号发送给DSP401；
优选的，FPGA402包括：第二传送模块，用于通过总线将所述控制信号传送给射频信号接收模块。
射频信号接收模块403，用于根据接收到的控制信号对射频信号接收模块包含的多路选择开关进行切换控制和对多路选择开关选择的不同制式对应的扫频链路中的增益补偿系数进行配置，按照配置结果接收待扫频的频率范围的射频信号，将接收到的扫频信号发送给ADC404；
模拟数字转换器ADC 404，用于对从射频信号接收模块403接收的扫频信号进行模数转换，将转换后的扫频信号发送给FPGA402。
在上述实施例四中，此装置可根据现实需求，添加射频信号接收模块，相应的数字信号处理器DSP将接收的配置信息传送给现场可编程逻辑器件FPGA，经过FPGA的逻辑转换处理得到控制信息，射频信号接收模块就可以根据此控制信息完成自身的配置，配置完成后，完成射频信号接收处理，并传送给模拟数字转换器ADC，ADC模拟数字转换后的信号发送给FPGA，FPGA完成下变频和滤波处理后，并传送给DSP，DSP完成基带处理将最终结果通过千兆以太网传送给终端。
由上述实施例可以看出，本实施例公开的一种射频信号扫频装置，包括四个模块，各个模块有相应的指示功能，能够明确锁定问题所在，并且，可以根据实际需求，增加相应射频信号接收模块，电脑终端做软件的选择配置，实现对不同的通信信号接收处理。因此，此装置可配置性高，可快速定位问题，易于维护。
需要说明的是，本发明中的通信制式包括：GSM、CDMAIS95、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、LTE和TD-LTE中的任意两个或者任意多个组合。
以上对本发明所提供的一种射频信号扫频方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域
的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种射频信号扫频方法，其特征在于，包括：
数字信号处理器DSP接收终端发送的配置信息，将所述配置信息发送给现场可编程逻辑器件FPGA，其中，所述配置信息至少包括待扫频信号的频率范围；
所述FPGA将所述配置信息进行逻辑转换，得到控制信号，将所述控制信号发送给射频信号接收模块；
所述射频信号接收模块根据接收到的控制信号对射频信号接收模块包含的多路选择开关进行切换控制和对多路选择开关选择的用于过滤不同通信制式中的不同频段的滤波器所在的扫频链路中的增益补偿系数进行配置，按照配置结果接收待扫频信号，将接收到的扫频信号下变频到中频后发送给模拟数字转换器ADC；
所述ADC对接收的扫频信号进行模数转换，将转换后的扫频信号发送给所述FPGA；
所述FPGA将转换后的扫频信号进行下变频和滤波处理，将处理后的扫频信号发送给所述DSP；
所述DSP对接收的扫频信号进行基带处理，将基带处理结果反馈给所述终端。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DSP将基带处理结果反馈给所述终端包括：
DSP将基带处理结果通过千兆以太网传送给终端。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述FPGA将所述控制信号发送给射频信号接收模块包括：
所述FPGA通过总线将所述控制信号传送给射频信号接收模块的各个被控器件。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配置信息还包括数据格式，
则所述DSP将基带处理结果反馈给所述终端包括：
所述DSP将基带处理结果按照所述配置信息中的数据格式反馈给终端。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述通信制式包括：全球移动通讯系统GSM、窄带码分多址IS95CDMAIS95、宽带码分多址WCDMA、时分同步码分多址接入TD-SCDMA、窄带码分多址2000CDMA2000、长期演进LTE和时分多址长期演进TD-LTE中的任意两个或者任意多个组合。
6.一种扫频装置，其特征在于，包括：
数字信号处理器DSP，用于接收终端发送的配置信息，将所述配置信息发送给现场可编程逻辑器件FPGA，对接收的扫频信号进行基带处理，并将处理结果反馈给终端，所述配置信息至少包括待扫频信号的频率范围；
现场可编程逻辑器件FPGA，用于将所述配置信息进行逻辑转换，得到控制信号，将所述控制信号发送给射频接收模块，对ADC转换后的扫频信号进行下变频和滤波处理，将处理后的扫频信号发送给所述DSP；
射频信号接收模块，用于根据接收到的控制信号对射频信号接收模块包含的多路选择开关进行切换控制和对多路选择开关选择的用于过滤不同通信制式中的不同频段的滤波器所在的扫频链路中的增益补偿系数进行配置，按照配置结果接收待扫频信号，将接收到的扫频信号发送给模拟数字转换器ADC；
模拟数字转换器ADC，用于对从射频接收模块接收的扫频信号进行模数转换，将转换后的扫频信号发送给所述FPGA。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述DSP包括：
第一传送模块，用于将基带处理结果通过千兆以太网传送给终端。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述FPGA包括：
第二传送模块，用于通过总线将所述控制信号传送给射频信号接收模块。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述配置信息还包括数据格式，
则所述DSP，用于将基带处理结果按照所述配置信息中的数据格式反馈给终端。
10.根据权利要求6-9中任意一项所述的装置，其特征在于，所述通信制式包括：GSM、CDMAIS95、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、LTE、TD-LTE和LTE-advance中的任意两个或者任意多个组合。
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