CN103747538B - 自适应载波分离方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自适应载波分离方法及装置，先获取载波信息，计算载波间距；然后根据载波间距选择滤波器；利用滤波器对每个载波进行数字下变频处理，滤出单个载波；再对滤出的单个载波进行数字上变频处理；最后输出数字上变频处理后的载波。使用本发明的技术后，根据载波间距灵活选取数字处理流程中的相关滤波器，有效降低处理过程的延时，扩大基站的覆盖范围。

Description

自适应载波分离方法及装置
技术领域
本发明涉及移动通信和信号处理技术领域，特别是涉及一种自适应载波分离方法及装置。
背景技术
载波的分离技术在多载波通信系统中有广泛的应用，适用于基站辅助放大设备。对于GSM多载波系统，由于载波间距一般较大，而在分离时多采用数字滤波器，为了防止分离过程中导致临近载波无法滤除干净，滤波器的设计需要做到最小的载波间距，滤波器阶数大，增加了分离链路的延时，降低了基站的覆盖范围。
发明内容
基于上述情况，本发明提出了一种自适应载波分离方法，降低整个处理链路的时延，有效扩大基站的覆盖范围。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种自适应载波分离方法，包括以下步骤：
获取载波信息，计算载波间距；
根据所述载波间距选择滤波器；
利用所述滤波器对每个载波进行数字下变频处理，滤出单个载波；
对滤出的所述单个载波进行数字上变频处理；
输出所述数字上变频处理后的载波。
针对现有技术问题，本发明还提出了一种自适应载波分离装置，改善现有分离链路的延时问题，适合实际应用。
具体实现方式为：一种自适应载波分离装置，包括：
信息获取模块，用于获取载波信息，计算载波间距；
具有与所述载波间距相对应参数的至少一个滤波器；
数字下变频处理模块，利用所述滤波器对每个载波进行数字下变频处理，滤出单个载波；
数字上变频处理模块，用于对滤出的所述单个载波进行数字上变频处理；
载波输出模块，用于输出所述数字上变频处理后的载波。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明自适应载波分离方法及装置，先获取载波信息，计算载波间距；然后根据载波间距选择滤波器；利用滤波器对每个载波进行数字下变频处理，滤出单个载波；再对滤出的单个载波进行数字上变频处理；最后输出数字上变频处理后的载波。使用本发明的技术后，根据载波间距灵活选取数字处理流程中的相关滤波器，有效降低处理过程的延时，扩大基站的覆盖范围。
附图说明
图1为一个实施例中自适应载波分离方法的流程示意图；
图2为一个实施例中载波跟踪技术获取载波信息的流程示意图；
图3为一个实施例中自适应载波分离装置的结构示意图；
图4为一个实施例中数字下变频处理模块的结构示意图；
图5为一个实施例中数字下变频处理模块中整形滤波单元的结构示意图；
图6为一个实施例中数字上变频处理模块的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
一个实施例中自适应载波分离方法，如图1所示，包括：
S101：获取载波信息，计算载波间距；
S102：根据所述载波间距选择滤波器；
S103：利用所述滤波器对每个载波进行数字下变频处理，滤出单个载波；
S104：对滤出的所述单个载波进行数字上变频处理；
S105：输出所述数字上变频处理后的载波。
从以上描述可知，本方法降低整个处理链路的时延，有效扩大基站的覆盖范围。
作为一个实施例，所述载波信息通过载波跟踪技术获取；
所述载波跟踪技术获取载波信息如图2所示，包括：
S101*：对获取的中频信号进行中频带通采样，得到数字中频实信号；
S102*：对所述数字中频实信号进行零中频处理，同时进行三个相邻频点处理，得到三组零中频的基带同相分量和正交分量；
S103*：对所述三组零中频的基带同相分量和正交分量进行载波跟踪处理，确定载波信息。
作为一个实施例，所述利用滤波器对每个载波进行数字下变频处理，滤出单个载波的方法为：
将每个载波搬移到零频；
利用所述滤波器对搬移后的载波进行数字下变频处理，滤出单个载波。
作为一个实施例，所述数字下变频处理包括：利用采样率变换把输入数据变换成采样率低的数据，这样做可以降低可编程器件的资源消耗，便于在数字芯片上实现。
作为一个实施例，所述对滤出的单个载波进行数字上变频处理的方法为：
对所述滤出的单个载波进行采样率变换，恢复到数字下变频处理前的采样率；
进行频谱搬移，将载波搬移到原频点处。
一个实施例中自适应载波分离装置，如图3所示，包括：
信息获取模块，用于获取载波信息，计算载波间距；
具有与所述载波间距相对应参数的至少一个滤波器；
数字下变频处理模块，利用所述滤波器对每个载波进行数字下变频处理，滤出单个载波；
数字上变频处理模块，用于对滤出的所述单个载波进行数字上变频处理；
载波输出模块，用于输出所述数字上变频处理后的载波。
如图3所示，本装置各模块连接关系的一个优选的实施例为：信息获取模块、数字下变频处理模块、数字上变频处理模块和载波输出模块依次顺序连接。
首先利用信息获取模块获取载波信息，计算载波间距；然后获得具有与载波间距相对应参数的至少一个滤波器；再由数字下变频处理模块，利用所述滤波器对每个载波进行数字下变频处理，滤出单个载波；数字上变频处理模块对滤出的单个载波进行数字上变频处理；最后载波输出模块输出数字上变频处理后的载波，整个过程灵活选取数字处理流程中的相关滤波器、，有效的降低处理过程的延时，扩大基站的覆盖范围。
作为一个实施例，所述载波信息通过载波跟踪技术获取；
所述载波跟踪技术获取载波信息包括以下步骤：
对获取的中频信号进行中频带通采样，得到数字中频实信号；
对所述数字中频实信号进行零中频处理，同时进行三个相邻频点处理，得到三组零中频的基带同相分量和正交分量；
对所述三组零中频的基带同相分量和正交分量进行载波跟踪处理，确定载波信息。
作为一个实施例，所述利用滤波器对每个载波进行数字下变频处理，滤出单个载波的方法为：
将每个载波搬移到零频；
利用所述滤波器对搬移后的载波进行数字下变频处理，滤出单个载波。
作为一个实施例，所述数字下变频处理包括：利用采样率变换把输入数据变换成采样率低的数据，这样做可以降低可编程器件的资源消耗，便于在数字芯片上实现。
作为一个实施例，所述对滤出的单个载波进行数字上变频处理的方法为：
对所述滤出的单个载波进行采样率变换，恢复到数字下变频处理前的采样率；
进行频谱搬移，将载波搬移到原频点处。
为了更好地理解本方法，以下详细阐述几个本装置的应用实例：
一个实施例中数字下变频处理模块，如图4所示，包括：NCO处理单元、抽取滤波单元和整形滤波单元。输入数据IB和QB经过采样率变换变成了采样率低的数据I0和Q0，这样做可以降低可编程逻辑器件的资源消耗，便于在数字芯片上实现。其中的抽取滤波单元可以采用HB抽取方式、CIC抽取方式、FIR抽取方式以及其它混合使用的方式；整形滤波单元用于对单个载波的成型处理，滤除附近载波以及补偿带内增益的损失，其可以采用FIR滤波器、IIR滤波器等来实现，以上过程涉及到的参数是可设的，可以根据实际需要对过程中参量进行调整以达到对载波EVM恶化最小。由于每路同时只能进行一个载波处理，对于一个多载波系统，需要根据载波数量设置足够多并行实现通路，在逻辑器件中，可以通过复制灵活快速的实现。
一个实施例中数字下变频处理模块中整形滤波单元，如图5所示，由多路整形滤波器组成，在实际通信系统中，数字链路的延时关系到用户的通话质量，在载波分离过程中，采用通带很窄的滤波器在数字芯片上会导致资源的增加以及延时的增加，因此，需要尽量降低滤波器的阶数，这里采用两种方式同时进行，一是降低数据IB和QB的采样率；二是根据实际检测载波间距来设置滤波的通带宽度，当载波间隔较大时，所采用的FIR或者IIR滤波器可以具有尽可能大的通阻过渡带，当载波间隔小时，需要采用小的过渡带的滤波器，这样可以最大可能降低系统的延时。
一个实施例中数字上变频处理模块，如图6所示，完成载波数据速率的恢复以及载波频点的恢复，数字上变频处理模块由内插滤波处理单元、增益调整单元以及NCO处理单元；内插滤波处理单元完成信号采样率的恢复，可以采用CIC内插滤波器、FIR内插滤波器以及半带内插滤波器等处理方式，该部分也是参数可设，可以根据需求灵活设置参数；在步骤S103和S104中，由于涉及多次的抽取内插处理，可能会造成输出信号的幅度与输入的不一致，因此需要增加信号的增益调整单元，通过可编程逻辑器件中的乘法器，完成输出信号的增益补偿，保证输入输出信号的幅度一致。NCO处理单元需要与数字下变频中保持一致，包括信号的幅度、信号的频点等信息，具体实现时，频谱下搬移（搬移到零频）和频谱上搬移（零频搬移回原频点）可以采用一个NCO处理单元，既降低了资源也减小了频偏。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种自适应载波分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取载波信息，计算载波间距；
根据所述载波间距选择滤波器；
利用所述滤波器对每个载波进行数字下变频处理，滤出单个载波；
对滤出的所述单个载波进行数字上变频处理；
输出所述数字上变频处理后的载波；
所述载波信息通过载波跟踪技术获取；
所述载波跟踪技术获取载波信息包括以下步骤：
对获取的中频信号进行中频带通采样，得到数字中频实信号；
对所述数字中频实信号进行零中频处理，同时进行三个相邻频点处理，得到三组零中频的基带同相分量和正交分量；
对所述三组零中频的基带同相分量和正交分量进行载波跟踪处理，确定载波信息。
2.根据权利要求1所述的自适应载波分离方法，其特征在于，所述利用滤波器对每个载波进行数字下变频处理，滤出单个载波的方法为：
将每个载波搬移到零频；
利用所述滤波器对搬移后的载波进行数字下变频处理，滤出单个载波。
3.根据权利要求2所述的自适应载波分离方法，其特征在于，所述数字下变频处理包括：利用采样率变换把输入数据变换成采样率低的数据。
4.根据权利要求3所述的自适应载波分离方法，其特征在于，所述对滤出的单个载波进行数字上变频处理的方法为：
对所述滤出的单个载波进行采样率变换，恢复到数字下变频处理前的采样率；
进行频谱搬移，将载波搬移到原频点处。
5.一种自适应载波分离装置，其特征在于，包括：
信息获取模块，用于获取载波信息，计算载波间距；
具有与所述载波间距相对应参数的至少一个滤波器；
数字下变频处理模块，利用所述滤波器对每个载波进行数字下变频处理，滤出单个载波；
数字上变频处理模块，用于对滤出的所述单个载波进行数字上变频处理；
载波输出模块，用于输出所述数字上变频处理后的载波；
所述载波信息通过载波跟踪技术获取；
所述载波跟踪技术获取载波信息包括以下步骤：
对获取的中频信号进行中频带通采样，得到数字中频实信号；
对所述数字中频实信号进行零中频处理，同时进行三个相邻频点处理，得到三组零中频的基带同相分量和正交分量；
对所述三组零中频的基带同相分量和正交分量进行载波跟踪处理，确定载波信息。
6.根据权利要求5所述的自适应载波分离装置，其特征在于，所述利用滤波器对每个载波进行数字下变频处理，滤出单个载波的方法为：
将每个载波搬移到零频；
利用所述滤波器对搬移后的载波进行数字下变频处理，滤出单个载波。
7.根据权利要求6所述的自适应载波分离装置，其特征在于，所述数字下变频处理包括：利用采样率变换把输入数据变换成采样率低的数据。
8.根据权利要求7所述的自适应载波分离装置，其特征在于，所述对滤出的单个载波进行数字上变频处理的方法为：
对所述滤出的单个载波进行采样率变换，恢复到数字下变频处理前的采样率；
进行频谱搬移，将载波搬移到原频点处。
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