CN1373622A - 集成多种调制功能的基带处理器及其实现多种调制的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种集成多种调制功能的基带处理器及其实现方法,其特点是:包括数字调制部分、高速数/模转换器部分以及低通滤波器部分。可以通过外部输入的模式选择控制信号控制处理器处于三种工作方式之一:GMSK调制方式、8PSK调制方式、GMSK/8PSK调制可切换方式。本发明能够降低无线数字发射机中成本、功耗,同时提供对EDGE的支持,增加通信系统的兼容性和升级能力,信号质量高。
Description
本发明涉及一种用于支持EDGE(增强数据速率的全球移动通信系统)的基站发射机的、集成了高斯最小移频键控(以下简称GMSK)/8相移相键控(以下简称8PSK)两种调制功能的基带处理器。
以GSM为代表的第二代移动通信系统已经非常成熟，主要以话音为主流业务。但随着互联网(Internet)的高速崛起，通过无线空中接口的数据通信的需求飞速发展，第二代移动通信系统正在向第三代移动通信系统演进。这对移动通信系统的兼容性和升级能力提出了需求。EDGE(Enhanced Datarate for GSMEvolution)是基于GSM发展起来的无线接入体制，是向第三代演进的过渡阶段。它仍然采用与GSM完全相同的频谱和200kHz的频率划分，能够非常容易地与GSM体制共存于同一个网内，并实现兼容。EDGE主要是通过改变调制方式，在200KHz的频谱内实现高达384Kbps的数据业务。EDGE采用两种调制模式：8PSK和GMSK；规定了两类移动终端：A类，上行链路采用GMSK调制，下行链路采用8PSK调制；B类，上、下行链路都用8PSK调制。8PSK调制是EDGE协议中提出的新的调制方式。
在第二代的移动通信系统中，GSM系统占有很大的市场份额，EDGE体制的主要目的是增强在现有的GSM传输系统上传输数据业务的能力，因此，集成GMSK/8PSK两种调制功能的基带处理器的应用前景十分广阔。
本发明的目的是为了克服现有基带处理器器只有一种调制功能的缺点，而提出的一种在基带处理器中集成GMSK调制和8PSK调制功能，能实现GMSK调制与8PSK调制平滑切换，支持EDGE的基带调制处理应用，同时处理器内部集成了高速数/模转换器和低通滤波器，可直接输出已调制的模拟I、Q分量的集成多种调制功能的基带处理器及其实现多种调制的方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种集成多种调制功能的基带处理器，其特点是：包括数字调制部分、高速数/模转换器部分以及低通滤波器部分；所述的数字调制部分接收待调制数据输入信号和模式选择控制信号，输出相互正交的已调数字I、Q分量(其中：I为同相分量、Q为正交分量，以下简称I、Q分量)到高速数/模转换器；高速数/模转换器模块完成对数字调制输出的D/A转换，将模拟已调输出信号送到低通滤波器；低通滤波器完成低通滤波后最终输出相互正交的已调模拟I、Q分量。
上述集成多种调制功能的基带处理器，其中：所述的数字调制部分包括控制信号生成模块、GMSK调制模块、8PSK调制模块、时钟产生模块和输出选择模块；所述的控制信号生成模块接收模式选择控制信号；经控制信号生成模块生成两路控制信号，一路到时钟产生模块，另一路到输出选择模块；时钟产生模块分别输出三路信号，一路时钟到输出选择模块，一路GMSK时钟使能到GMSK调制模块，另一路8PSK时钟使能到8PSK调制模块；同时GMSK调制模块和8PSK调制模块接收待调制数据，分别在输入的GMSK时钟使能、8PSK时钟使能信号控制下，对待调制数据进行调制处理，并分别输出GMSK调制I、Q分量和8PSK调制I、Q分量到输出选择模块，然后由输出选择模块进行选择，输出已调制的数字I、Q分量到高速数/模转换器。
上述集成多种调制功能的基带处理器，其中：所述的GMSK调制模块包括GMSK查表地址生成模块、GMSK调制查表操作模块和输出数据处理模块；待调制数据输入到GMSK查表地址生成模块，生成查表地址，输出到GMSK调制查表操作模块，完成查表处理，查表结果输出到输出数据处理模块，输出数据处理模块对查表结果进行处理，输出GMSK调制I、Q分量。
上述集成多种调制功能的基带处理器，其中：所述的8PSK调制模块包括8PSK查表地址生成模块、8PSK调制查表操作模块、输出数据处理模块和累加求和输出模块；待调制数据输入信号输入到8PSK查表地址生成模块，由8PSK查表地址生成模块生成查表地址，输出到8PSK调制查表操作模块，查表结果输出到输出数据处理模块，最后经累加求和后输出8PSK调制I、Q分量。
一种采用上述基带处理器实现多种调制方式集成的方法，其特点是，可以通过外部输入的模式选择控制信号控制处理器处于三种工作方式之一：GMSK调制方式、8PSK调制方式、GMSK/8PSK调制可切换方式；当处理器工作于GMSK调制方式时，8PSK调制部分的电路不工作；当处理器工作于8PSK调制方式时，GMSK调制部分的电路不工作；当处理器工作于GMSK/8PSK调制可切换的方式时，GMSK调制、8PSK调制部分的电路均处于工作状态；
包括以下步骤：
a、基站处理器接收从外部输入的待调制数据输入信号以及用于控制处理器对输入数据的调制方式的模式选择控制信号；
b、在模式选择控制信号的控制下，基站处理器固定选择高GMSK调制方式，或固定选择8PSK调制方式，或在两种调制方式之间进行平滑切换；
c、待调制数据输入的数字信号在处理器内部首先根据选择好的调制方式完成数字调制，生成数字已调信号；
d、数字已调信号通过数模转换后生成模拟已调信号；
e、然后通过低通滤波器，滤除调制频带以外的干扰信号；
d、最后输出信号为符合GMSK调制或8PSK调制相关协议的已调模拟信号。
上述基带处理器实现多种调制方法，其中，对处理器工作状态的控制，在数字调制部分实现，其实现方法是：
a、当处理器工作于GMSK调制方式时，使8PSK时钟使能信号保持为低电平，控制8PSK调制部分电路不工作，同时，固定选择GMSK调制I、Q分量输出；
b、当处理器工作于8PSK调制方式时，使GMSK时钟使能信号保持为低电平，控制GMSK调制部分电路不工作，同时，固定选择8PSK调制I、Q分量输出；
c、当处理器工作于GMSK/8PSK)调制可切换的方式时，GMSK时钟使能、8PSK时钟使能信号均正常输出，GMSK调制部分电路、8PSK调制部分电路均处于工作状态，同时，在输出选择控制信号的控制下，在GMSK调制结果(I、Q分量)和8PSK调制结果(I、Q分量)之间进行切换输出。
上述基带处理器实现多种调制方法，其中，所述实现平滑切换是通过对输出选择控制信号、GMSK调制输出、8PSK调制输出分别进行适当的时序的调整、使其满足GMSK/8PSK调制切换方式时实现。
上述基带处理器实现多种调制方法，其中，当数字调制部分处于GMSK调制方式时，使8PSK调制模块不工作；当数字调制部分处于8PSK调制方式时，GMSK调制模块不工作。
上述基带处理器实现多种调制方法，其中，所述的GMSK调制采用8倍压缩的查表法实现。
上述基带处理器实现多种调制方法，其中，所述的8PSK调制采用8倍压缩的查表求和法实现。
由于本发明采用了以上的技术措施，能够降低无线数字发射机中成本、功耗，同时提供对EDGE的支持，增加通信系统的兼容性和升级能力。同时数字基带处理器中集成了多种调制方式，使用灵活，信号质量高，具有广泛的应用前景。
本发明的具体特征、性能由以下的实施例及其附图进一步给出。
图1是本发明的系统结构框图。
图2是本发明数字调制部分的结构框图。
图3是本发明GMSK调制模块功能框图。
图4是本发明8PSK调制模块功能框图。
图5是本发明的一种应用实施例——支持EDGE的基站发射系统功能框图。
GMSK调制和8PSK调制是GSM第二阶段协议中规定的调制方式。8PSK调制使信道的传输能力提高了3倍，可以较好地支持数据业务的传输。
请参阅附图。图1是本发明的系统结构框图，包括数字调制部分1、高速数/模转换器模块(高速DAC)2和低通滤波器3。其中，数字调制部分1集成了GMSK调制和8PSK调制功能，接收待调制数据输入信号和模式选择控制信号，输出相互正交的已调数字I、Q分量到高速数/模转换器2，并支持两种调制方式的平滑切换；高速数/模转换器模块2完成对数字调制输出的D/A转换，将模拟已调输出信号送到低通滤波器3；低通滤波器3完成低通滤波后最终输出相互正交的已调模拟I、Q分量。
图2是本发明数字调制部分(集成GMSK调制与8PSK调制功能的数字调制部分的结构框图)，所述的数字调制部分包括控制信号生成模块11、GMSK调制模块12、8PSK调制模块13、时钟产生模块14和输出选择模块15；所述的控制信号生成模块11接收模式选择控制信号；经控制信号生成模块生成两路控制信号，一路到时钟产生模块14，另一路到输出选择模块15；时钟产生模块分别输出三路信号，一路时钟到输出选择模块15，一路GMSK时钟使能到GMSK调制模块12，另一路8PSK时钟使能到8PSK调制模块13；同时GMSK调制模块12和8PSK调制模块13接收待调制数据，分别在输入的GMSK时钟使能、8PSK时钟使能信号控制下，对待调制数据进行调制处理，并分别输出GMSK调制I、Q分量和8PSK调制I、Q分量到输出选择模块15，然后由输出选择模块15进行选择，输出已调制的数字I、Q分量到高速数/模转换器2。
控制信号生成模块主要功能是根据外部输入的模式选择控制信号，生成相应的控制信号控制时钟生成模块和输出选择模块的工作。通过对时钟生成模块的控制，达到节约功耗的目的：在GMSK调制方式下，使8PSK调制部分电路不工作；在8PSK调制方式下，使GMSK调制部分不工作；在GMSK/8PSK切换模式下，使两部分电路同时工作。通过对输出选择模块的控制，完成输出选择及切换工作：当工作于GMSK调制方式时，控制输出选择电路输出GMSK调制结果；当工作于8PSK调制方式时，控制输出选择电路输出8PSK调制结果；当工作于GMSK/8PSK调制按时隙切换的工作方式时，需要对输出选择控制信号、GMSK调制输出、8PSK调制输出进行相应的延时处理，以控制输出选择电路进行正确的切换。
时钟生成模块在模块工作于GMSK调制方式下，使8PSK时钟使能信号保持为低电平，控制8PSK调制模块不工作；当模块工作于8PSK调制方式时，使GMSK时钟使能信号保持为低电平，控制GMSK模块不工作。采用这种处理方式，可以达到降低功耗的效果。
调制处理部分包括GMSK调制模块和8PSK调制模块，完成调制功能。
图3是GMSK调制模块功能框图，所述的GMSK调制模块12包括GMSK查表地址生成模块121、GMSK调制查表操作模块122和输出数据处理模块123；待调制数据输入到GMSK查表地址生成模块121，生成查表地址，输出到GMSK调制查表操作模块122，完成查表处理，查表结果输出到输出数据处理模块123，输出数据处理模块对查表结果进行处理，输出GMSK调制I、Q分量。
图4是8PSK调制模块功能框图。所述的8PSK调制模块13包括8PSK查表地址生成模块131、8PSK调制查表操作模块132、输出数据处理模块133和累加求和输出模块134；待调制数据输入信号输入到8PSK查表地址生成模块131，由8PSK查表地址生成模块生成查表地址，输出到8PSK调制查表操作模块132，查表结果输出到输出数据处理模块133，最后经累加求和后输出8PSK调制I、Q分量。
本发明采用上述基带处理器实现多种调制方式集成的方法，可以通过外部输入的模式选择控制信号控制处理器处于三种工作方式之一：GMSK调制方式、8PSK调制方式、GMSK/8PSK调制可切换方式。当处理器工作于GMSK调制方式时，8PSK调制部分的电路不工作；当处理器工作于8PSK调制方式时，GMSK调制部分的电路不工作；当处理器工作于GMSK/8PSK调制可切换的方式时，GMSK调制、8PSK调制部分的电路均处于工作状态；
包括以下步骤：
a、基站处理器接收从外部输入的待调制数据输入信号以及用于控制处理器对输入数据的调制方式的模式选择控制信号；
b、在模式选择控制信号的控制下，基站处理器固定选择GMSK调制方式，或固定选择8PSK调制方式，或在两种调制方式之间进行平滑切换；
c、同时，待调制数据输入的数字信号在处理器内部首先根据选择好的调制方式完成数字调制，生成数字已调信号；
d、数字已调信号通过数模转换后生成模拟已调信号；
e、然后通过低通滤波器，滤除调制频带以外的干扰信号；
d、最后输出信号为符合GMSK调制或8PSK调制相关协议的已调模拟信号。
本发明对处理器工作状态的控制，在数字调制部分实现，其实现方法是：
a、当处理器工作于GMSK调制方式时，使8PSK时钟使能信号保持为低电平，控制8PSK调制部分电路不工作，同时，固定选择GMSK调制I、Q分量输出；
b、当处理器工作于8PSK调制方式时，使GMSK时钟使能信号保持为低电平，控制GMSK调制部分电路不工作，同时，固定选择8PSK调制I、Q分量输出；
c、当处理器工作于GMSK/8PSK调制可切换的方式时，GMSK时钟使能、8PSK时钟使能信号均正常输出，GMSK调制部分电路、8PSK调制部分电路均处于工作状态，同时，在输出选择控制信号的控制下，在GMSK调制结果(I、Q分量)和8PSK调制结果(I、Q分量)之间进行切换输出。
由于相邻GMSK调制结果之间有一定的相关性，同时，相邻的8PSK调制结果之间也有一定的相关性，因此，对切换点需要进行严格的控制，才能保证切换输出信号的完整性，在处理器中，通过对输出选择控制信号、GMSK调制输出、8PSK调制输出进行适当的时序调整，保证了切换点的正确性，从而保证了切换输出信号的完整性。能保证切换输出信号正确、完整的切换称为平滑切换，因此，处理器能实现调制方式之间的平滑切换。
本发明GMSK调制采用8倍压缩的查表法实现，8PSK调制采用8倍压缩的查表求和法实现。
输出选择模块对GMSK调制及8PSK调制输出进行一定的时序调整，并根据输出选择控制信号的作用，完成对GMSK调制、8PSK调制结果的输出选择，并可实现不同调制方式的平滑切换。
图5表示了本发明的一个实施例——支持EDGE的基站发射系统框图。其中：单元51是编码模块，完成信源编码、信道编码等处理，输出二进制待调制数字信号进入单元52。单元52是本发明所关注的集成GMSK调制和8PSK调制的基带处理器，基带处理器的工作受模式选择控制信号的控制，输出GMSK调制结果或8PSK调制结果，调制结果的输出可以按时隙切换；单元53是中频/射频模块，完成混频及射频调制的功能。
具体的实施步骤是系统根据信道情况决定采用何种调制方式，由外部控制信号对调制部分的工作进行控制，以完成数字调制功能。
Claims (10)
1、一种集成了多种调制功能的基站处理器，其特征在于：包括集成了高斯最小移频键控调制和8相移相键控调制两种功能，该处理器包括数字调制部分、高速数/模转换器部分以及低通滤波器部分；所述的数字调制部分接收待调制数据输入信号和模式选择控制信号，输出相互正交的已调数字同相分量和正交分量到高速数/模转换器；高速数/模转换器模块完成对数字调制输出的数/模转换，将模拟已调输出信号送到低通滤波器；低通滤波器完成低通滤波后最终输出相互正交的已调模拟同相分量和正交分量。
2、根据权利要求1所述的集成了多种调制功能的基带处理器，其特征在于：所述的数字调制部分包括控制信号生成模块、高斯最小移频键控调制模块、8相移相键控调制模块、时钟产生模块和输出选择模块；所述的控制信号生成模块接收模式选择控制信号；经控制信号生成模块生成两路控制信号，一路到时钟产生模块，另一路到输出选择模块；时钟产生模块分别输出三路信号，一路时钟到输出选择模块，一路高斯最小移频键控时钟使能到高斯最小移频键控调制模块，另一路8相移相键控时钟使能到8相移相键控调制模块；同时高斯最小移频键控调制模块和8相移相键控调制模块接收待调制数据，分别在输入的高斯最小移频键控时钟使能、8相移相键控时钟使能信号控制下，对待调制数据进行调制处理，并分别输出高斯最小移频键控调制同相分量、正交分量和8相移相键控调制同相分量、正交分量到输出选择模块，然后由输出选择模块进行选择，输出已调制的数字同相分量、正交分量到高速数/模转换器。
3、根据权利要求2所述的集成了多种调制功能的基站处理器，其特征在于：所述的高斯最小移频键控调制模块包括高斯最小移频键控查表地址生成模块、高斯最小移频键控调制查表操作模块和输出数据处理模块；待调制数据输入到查表地址生成模块，生成查表地址，输出到高斯最小移频键控调制查表操作模块，完成查表处理，查表结果输出到输出数据处理模块，输出数据处理模块对查表结果进行处理，输出高斯最小移频键控调制同相分量、正交分量。
4、根据权利要求2所述的集成了多种调制功能的基站处理器，其特征在于：所述的8相移相键控调制模块包括8相移相键控查表地址生成模块、8相移相键控调制查表操作模块、输出数据处理模块和累加求和输出模块；待调制数据输入信号输入到8相移相键控查表地址生成模块，由8相移相键控查表地址生成模块生成查表地址，输出到8相移相键控调制查表操作模块，查表结果输出到输出数据处理模块，最后经累加求和后输出8PSK调制同相分量、正交分量。
5、一种采用权利要求1所述的基带处理器实现多种调制方式集成的方法，其特征在于，通过外部输入的模式选择控制信号控制处理器处于三种工作方式之一：高斯最小移频键控调制方式、8相移相键控调制方式、高斯最小移频键控/8相移相键控调制可切换方式；当处理器工作于高斯最小移频键控调制方式时，8相移相键控调制部分的电路不工作；当处理器工作于8相移相键控调制方式时，高斯最小移频键控调制部分的电路不工作；当处理器工作于高斯最小移频键控/8相移相键控调制可切换的方式时，高斯最小移频键控调制、8相移相键控调制部分的电路均处于工作状态；
包括以下步骤：
a、基站处理器接收从外部输入的待调制数据输入信号以及用于控制处理器对输入数据的调制方式的模式选择控制信号；
b、在模式选择控制信号的控制下，基站处理器固定选择高斯最小移频键控调制方式，或固定选择8相移相键控调制方式，或在两种调制方式之间进行平滑切换；
c、待调制数据输入的数字信号在处理器内部首先根据选择好的调制方式完成数字调制，生成数字已调信号；
d、数字已调信号通过数模转换后生成模拟已调信号；
e、然后通过低通滤波器，滤除调制频带以外的干扰信号；
d、最后输出信号为符合高斯最小移频键控调制或8相移相键控调制相关协议的已调模拟信号。
6、根据权利要求5所述的基带处理器实现多种调制方法，其特征在于，对处理器工作状态的控制，在数字调制部分实现，其实现方法是：
a、当处理器工作于高斯最小移频键控调制方式时，使8相移相键控时钟使能信号保持为低电平，控制8相移相键控调制部分电路不工作，同时，固定选择高斯最小移频键控调制同相分量、正交分量输出；
b、当处理器工作于8相移相键控调制方式时，使高斯最小移频键控时钟使能信号保持为低电平，控制高斯最小移频键控调制部分电路不工作，同时，固定选择8相移相键控调制同相分量、正交分量输出；
c、当处理器工作于高斯最小移频键控GMSK/8PSK调制可切换的方式时，高斯最小移频键控时钟使能、8相移相键控时钟使能信号均正常输出，高斯最小移频键控调制部分电路、8相移相键控调制部分电路均处于工作状态，同时，在输出选择控制信号的控制下，在高斯最小移频键控调制结果和8相移相键控调制结果之间进行切换输出。
7、根据权利要求6所述的基带处理器实现多种调制方法，其特征在于，所述实现平滑切换是通过对输出选择控制信号、高斯最小移频键控调制输出、8相移相键控调制输出分别进行适当的时序的调整、使其满足高斯最小移频键控/8相移相键控调制切换方式时实现。
8、根据权利要求5所述的基带处理器实现多种调制方法，其特征在于，当数字调制部分处于高斯最小移频键控调制方式时，使8相移相键控调制模块不工作；当数字调制部分处于8相移相键控调制方式时，高斯最小移频键控调制模块不工作。
9、根据权利要求5所述的基带处理器实现多种调制方法，其特征在于，所述的高斯最小移频键控调制采用8倍压缩的查表法实现。
10、根据权利要求5所述的基带处理器实现多种调制方法，其特征在于，所述的8相移相键控调制采用8倍压缩的查表求和法实现。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20040811 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |