CN1440149A - 数字调制方式的cdma一次变频发射系统 - Google Patents
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Abstract
一种采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，包括天线、射频放大和上变频单元、中频调制单元和基带信号处理单元：所述的中频调制单元将数字基带信号数字上变频和数字正交调制后，进行D/A变换后，利用镜像输出模拟中频信号，射频放大和上变频单元将中频调制单元输出的模拟中频信号，上变频到射频信号，并进行射频放大，输出到天线单元。本方案采用数字调制方式，利用镜像方法，只需一次变频即可实现，不但具有数字调制方式的性能优良，无须调试等优点，而且由于采用一次变频方式，缩小了体积，降低了成本。
Description
技术领域
本发明属于无线移动通信无线接入技术领域，是一种在码分多址(CDMA)蜂窝无线通信系统中，采用一次变频方式的CDMA数字中频发射系统。
背景技术
附图1显示出无线发射系统的基本原理框图，主要包括发射天线、射频放大和上变频单元、中频调制单元和基带信号处理单元，中频调制单元将基带信号处理单元送来的基带信号进行调制后，输出模拟信号，射频放大和上变频单元将模拟信号上变频到射频信号并放大后，送到发射天线单元，向外辐射出去。早期的无线发射机全部采用模拟方法实现，存在有价格昂贵、调试复杂等问题，随着工艺和技术的发展，无线发射机逐渐从模拟发射机发展到数字发射机。
最初的数字发射机只是在基带信号处理单元部分采用数字技术处理，称为模拟中频数字发射机。随着技术的进一步发展，中频调制部分也采用数字信号技术处理，称作数字中频发射机。
附图2所示，是一种典型的采用两次变频方式的模拟调制CDMA发射系统。该CDMA发射系统，包括顺序连接的基带编码器21、基带成型滤波器器22、D/A变换器23、模拟调制器24、低通滤波器25、放大器26、一次变频器27、中频滤波器28、二次变频器29、功放210和天线211。D/A变换器23将基带信号处理单元送来的基带信号变换为模拟信号(一般为4.95MHz的模拟信号)后，送到模拟调制器24进行模拟正交调制输出模拟调制信号，经低通滤波器25低通滤波和放大器26放大后，送到一次变频器27进行一次上变频后输出中频信号(中频信号一般为114.99MHz)，中频信号经中频滤波器28滤波后，送到二次变频器29进行上变频，输出射频信号。在这个方案中，由于模拟调制存在载频泄露和I、Q正交性的问题，因此整个系统存在性能指标一般，价格昂贵和调试复杂等问题。
附图3所示，是一种典型的采用两次变频方式的数字调制CDMA发射系统。该发射系统与图2所示的模拟系统基本相同，都是两次变频系统，主要差别在于：数字调制器33和D/A变换器34。数字调制器33将基带成型滤波器32输出的数字基带信号进行数字正交调制后，再经过D/A变换器34输出模拟信号。采用数字调制方式避免了模拟调制方式存在的载频泄露和I、Q正交性问题，但是由于器件的局限性，数字调制方式只能采用两次变频方式，存在体积庞大，成本高昂等问题。
附图4所示，是一种典型的采用一次变频方式的模拟调制CDMA发射系统。这种CDMA发射系统是在二次变频方式的模拟调制CDMA发射系统上进行了改进，将模拟正交调制和一次上变频集成在一起，形成新的带有上变频功能的正交调制器47，从而将两次变频系统改进为一次变频系统，减小了体积，降低了成本，但是由于采用模拟调制方式，载频泄露和I、Q正交性问题依然得不到解决。
发明内容
本发明就是要克服上述已有技术的缺点，提供一种采用一次变频方式的CDMA数字中频发射系统的设计方案，这种方案一方面解决了两次变频方式的体积大和成本高的问题，另一方面从根本上解决了模拟调制方式的器件离散性大、载频泄露和I、Q正交性等问题。
本发明的技术方案如下：
本发明的技术方案是这样实现的：一种采用一次变频方式的CDMA数字中频发射系统，包括天线、射频放大和上变频单元、中频调制单元和基带信号处理单元：所述的中频调制单元将接收数字基带信号，输出模拟的中频信号，包括顺序连接的基带成型滤波器、相位均衡滤波器、半带插值滤波器、FIR(有限冲击响应)插值滤波器、CIC(梳状积分)插值滤波器、数字正交调制器、直接数字频率合成器、时钟和控制单元、时钟倍频单元和D/A变换器，其特征在于：基带信号经成型滤波和相位均衡滤波(可选)后，进行数字上变频处理，数字上变频主要由半带插值滤波器、FIR(有限冲击响应)插值滤波器和CIC(梳状积分)插值滤波器来完成，经数字上变频处理后的基带信号，再送到数字正交调制器中进行数字正交调制，最后将数字调制信号送到D/A变换器中进行数模变换，利用镜像(参见图6)，输出中频模拟信号。所述的射频放大和上变频单元，将中频调制单元输出的中频信号，上变频到射频信号，放大后，输出到天线，包括顺序连接的中频滤波器、变频器和功率放大器。
所述的相位均衡滤波器根据协议规定，作为可选件，取决于移动台是否具有相位均衡滤波器。
所述的半带插值滤波器、FIR(有限冲击响应)插值滤波器和CIC(梳状积分)插值滤波器与传统的半带滤波器、FIR滤波器和CIC滤波器并没有差别。
所述的直接数字频率合成器即是DDS(Direct Digital Synthesis)。
所述的D/A变换器至少为12BIT的D/A变换器，除此以外，D/A变换器的采样时钟最好在200MHz以上。
一般采用数字调制方式的CDMA数字中频发射系统，都是两次变频系统，虽然性能优良，但是体积较大，成本较高。本方案虽然也是采用数字调制方式，但是利用镜像方法，只需一次变频即可实现，不但具有数字调制方式的性能优良，无须调试等优点，而且由于采用一次变频方式，缩小了体积，降低了成本。
附图说明
图1为无线发射系统的原理框图
图2为典型的采用两次变频方式的模拟调制CDMA发射系统框图
图3为典型的采用两次变频方式的数字中频CDMA发射系统框图
图4为典型的采用一次变频方式的模拟调制CDMA发射系统框图
图5为本发明采用一次变频方式的CDMA数字中频发射系统框图
图6为本发明的利用DAC镜像的中频输出图
具体实现方式
参见图5，图中示出采用一次变频方式的模拟调制CDMA发射系统，由天线单元、射频放大和上变频单元、中频调制单元和基带信号处理单元组成。中频调制单元将数字基带信号数字上变频和数字正交调制后，进行D/A变换后，输出模拟中频信号，射频放大和上变频单元将中频调制单元输出的模拟中频信号，上变频到射频信号，并进行射频放大，输出到天线单元。
中频调制单元包括有I、Q复用解复用器52、基带成型滤波器53、相位均衡滤波器54、半带插值滤波器55、FIR(有限冲击响应)插值滤波器56、CIC(梳状积分)插值滤波器57、数字正交调制器58、直接数字频率合成器59、时钟和控制单元510、时钟倍频单元511和D/A变换器512。
所述的I、Q复用解复用器52主要完成基带信号处理单元51与中频调制单元之间的数据格式的转变，如果基带信号处理单元51与中频调制单元之间数据格式相同，I、Q复用解复用器52可以省略。
所述的基带成型滤波器53和相位均衡滤波器54，也可在基带信号处理单元51中实现，在CDMA系统中，如果基带成型滤波器53在基带信号处理单元51中实现，则基带信号处理单元51输出的前向基带信号为2*CHIP(2*1.2288MHz)速率，如果基带成型滤波器53不在基带信号处理单元51中实现，则基带信号处理单元51输出的前向基带信号为1*CHIP(2*1.2288MHz)速率。至于相位均衡滤波器54，则可由用户进行选择。
所述的半带插值滤波器55、FIR(有限冲击响应)插值滤波器56、CIC(梳状积分)插值滤波器57共同完成数字上变频功能，数字上变频功能也可由其他方式的插值滤波器来实现，插值滤波器将基带信号插值到N*CHIP(N*1.2288MHz)速率。
所述的数字正交调制器58、直接数字频率合成器59共同组成中频调制器，完成数字调制功能。
所述的时钟和控制单元510为I、Q复用解复用器52、基带成型滤波器53、相位均衡滤波器54、半带插值滤波器55、FIR(有限冲击响应)插值滤波器56、CIC(梳状积分)插值滤波器57、数字正交调制器58和直接数字频率合成器59提供时钟和控制信号。
所述的时钟倍频单元511将时钟参考信号倍频到N*CHIP(N*1.2288MHz)，提供给时钟和控制单元510作为时钟信号。
所述的D/A变换器利用镜像方法，输出CDMA中频信号。设D/A变换器的基带输出频率为f基带，时钟倍频单元511输出的时钟为f时钟，则D/A变换器输出的中频信号为f时钟+f基带或f时钟-f基带。
射频放大和上变频单元包括中频滤波器513、变频器514和功率放大器515。
所述的中频滤波器513一般采用声表滤波器来实现。
所述的功率放大器515主要作用是将射频小信号进行放大，输出射频大功率信号，一般采用HPA(高功率放大器)或LPA(线性功率放大器)来实现。
本发明的信号流程如下(参见图5)
基带信号处理单元51输出基带信号到I、Q复用解复用器52进行数据格式变换后，输送到基带成型滤波器53进行基带成型滤波，输送到相位均衡滤波器54进行相位均衡滤波后，送到半带插值滤波器55、FIR(有限冲击响应)插值滤波器56和CIC(梳状积分)插值滤波器57进行插值滤波，完成数字上变频功能后，送到数字正交调制器58和直接数字频率合成器59进行数字正交调制，其中时钟和控制单元510和时钟倍频单元511为上述功能实现提供时钟和控制信号，经正交调制后基带信号送到D/A变换器512进行数模变换后输出模拟中频信号，中频滤波器513对模拟中频信号进行中频滤波后，送到变频器514进行上变频，将中频信号变频到射频信号后输出，功率放大器515将射频信号放大后，送到天线516向外辐射。
Claims (10)
1、一种采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，包括天线、射频放大和上变频单元、中频调制单元和基带信号处理单元：所述的中频调制单元将数字基带信号数字上变频和数字正交调制后，进行D/A变换后，输出模拟中频信号，射频放大和上变频单元将中频调制单元输出的模拟中频信号，上变频到射频信号，并进行射频放大，输出到天线单元，其特征在于：经数字上变频处理后的基带信号，送到数字正交调制器中进行数字正交调制，数字调制信号送到D/A变换器中进行数模变换后利用镜像输出中频模拟信号。
2、如权利要求1所述的采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，其特征在于：所述的中频调制单元包括顺序连接的基带成型滤波器、半带插值滤波器、FIR(有限冲击响应)插值滤波器、CIC(梳状积分)插值滤波器、数字正交调制器、直接数字频率合成器、时钟和控制单元、时钟倍频单元和D/A变换器。
3、如权利要求2所述的采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，其特征在于：还包括I、Q复用解复用器，完成基带信号处理单元51与中频调制单元之间的数据格式的转变。
4、如权利要求2所述的采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，其特征在于：所述的D/A变换器至少为12BIT的D/A变换器。
5、如权利要求3所述的采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，其特征在于：所述的D/A变换器的采样时钟在200MHz以上。
6、如权利要求1所述的采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，其特征在于：所述的数字上变频主要由半带插值滤波器、FIR(有限冲击响应)插值滤波器和CIC(梳状积分)插值滤波器来完成。
7、如权利要求2或6所述的采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，其特征在于：所述的时钟和控制单元为基带成型滤波器、相位均衡滤波器、半带插值滤波器、FIR(有限冲击响应)插值滤波器和CIC(梳状积分)插值滤波器、数字正交调制器和直接数字频率合成器提供时钟和控制信号。
8、如权利要求2所述的采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，其特征在于：所述的时钟倍频单元将时钟参考信号倍频到N*CHIP(N*1.2288MHz)，提供给时钟和控制单元作为时钟信号。
9、如权利要求1所述的采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，其特征在于：所述的射频放大和上变频单元，包括顺序连接的中频滤波器、变频器和功率放大器。
10、如权利要求6所述的采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，其特征在于：所述的中频滤波器采用中频声表滤波器。
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|---|---|---|---|---|
| CN100446428C (zh) * | 2003-11-19 | 2008-12-24 | 华为技术有限公司 | 一种接收机及与所述接收机配套用的发射机 |
| CN102664590A (zh) * | 2012-04-11 | 2012-09-12 | 成都林海电子有限责任公司 | 一种卫星移动通信信关站调制器数字上变频信号处理方法 |
| CN104506471A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-04-08 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 多制式数字基带发生调制装置 |
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |