CN1835487A

CN1835487A - 一种适用于移动通信系统的动态调整基带接收信号的方法

Info

Publication number: CN1835487A
Application number: CN 200510055355
Authority: CN
Inventors: 熊岗
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2006-09-20

Abstract

一种适用于移动通信系统的动态调整基带接收信号的方法，其主要包括如下步骤：基带处理器对接收到的数字I，Q信号进行扩展处理；在预定序列的适当的窗口位置内计算一个时隙内接收I，Q信号的能量和，并通过查表的方式获取接收信号的电平值；通过接收信号的电平值来动态调整I，Q信号，将其调整到一个合理的范围(16比特)，供基带处理器进行后续的解调均衡处理。与传统的方法相比，这种方法更为灵活，既能满足移动通信系统的性能要求，又能降低基带处理器的复杂度，保证了基带系统的性能。

Description

一种适用于移动通信系统的动态调整基带接收信号的方法

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种适用于移动通信系统的动态调整基带接收信号的方法。

背景技术

在移动通信中，无线信道的信道特性是非常恶劣的，主要表现为多径衰落和多普勒衰落。多径衰落会使信号产生码间干扰，接收端必须采用均衡技术来消除信道的影响。均衡技术通过在接收机内的均衡器对信道中幅度和延迟进行补偿，来达到消除码间干扰的目的。解调器必须在收到的受干扰的信号中最大可能地估计出原调制数据，为使解调器完成此项工作，在每个突发脉冲序列中都含有一个接收机能识别的预定序列，即训练序列或者导频字符，以便接收机能估计由传播引起的信号失真。

一般来说，在移动通信系统中，接收机将射频信号进行模拟下变频，输出中频信号。然后对此中频信号进行模拟/数字(Analog/Digital(A/D))变换，再由数字下变频模块(Digital Down Conversion)将数字化的中频信号下变频，输出基带数字I，Q信号到基带处理器进行处理。图1是移动通信系统的基站接收机基本示意图。如图1所示，天线部分接收的是经过无线口传来的射频信号，经过射频部分和中频部分的下变频处理之后，将24比特的I，Q信号输入到基带处理器进行处理。为了保证基带处理器的稳定性以及满足整个移动通信系统的动态接收范围，数字I，Q信号的长度应该大于16比特，一般来说，24比特完全可以满足要求。但是对于基带处理器来讲，24比特的处理显然过于繁琐，很多专用芯片并不支持。而如果将其扩展到32比特进行处理，目前的基带处理器显然又无法承受。

在专利号为6,836,229，申请号为716654的美国专利“自动增益控制方法”(“Automatic Gain Control Method”)中，采用的方法是在模拟信号中与一个预先设定的增益相乘，获得放大的输出信号。然后在输出的信号中采样，估计出采样点上的能量，然后计算目标能量值与未处理能量值的百分比，最后根据这个来更新增益的配置。首先此专利是在模拟部分完成自动增益控制，可能会增加硬件开销。另外，其需要一个反馈系统动态调整，系统响应的时间也是需要考虑的因素。

第94190289.7号中国专利提出了一种在移动通信中对发射机发射功率与接收机衰减的动态控制方法。接收机端增加了用于衰减所接收的通信信号的衰减器，以及用于测量所衰减的信号的信号强度的测量装置。为了使系统性能最优化，需要使用衰减器控制装置调节接收机衰减，使衰减后的信号保持在接收机动态范围以内。一般来说，这种动态调整信号的方法需要增加额外的硬件装置，即此专利中所述的衰减器和测量装置。同样，增加这些附加的装置也就意味着需要另外增加开销。

以上专利的缺点就是需要硬件装置的支持来动态调整接收信号。对于没有这些装置的系统，则需要另外一种更为灵活的方法来实现动态调整接收信号。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的是采用软件的方式来动态调整接收信号的大小，针对移动通信系统提出一种自适应动态调整基带I，Q接收信号的方法，即基于接收信号电平值(Receive Strength Signal Indicator)(以下简称RSSI)来动态调整接收信号的大小，将信号调整到一个合理的范围。

本发明同时还提出了一种在合适的窗口范围内计算接收信号的能量和以及查表的方式获取RSSI的值的方法。

本发明提出的一种适用于移动通信系统的动态调整基带接收信号的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤S1：基带处理器对接收到的数字I，Q信号进行扩展处理；

步骤S2：在预定序列的预定窗口位置内计算一个时隙内接收I，Q信号的能量和，并通过查表的方式获取RSSI值；

步骤S3：通过RSSI值来动态调整I，Q信号，将其调整到一个合理的范围，供基带处理器进行后续的解调均衡处理，从而简化基带处理器的复杂度和运算处理量。

其中，上述步骤S2中的预定序列包括导频符号和训练序列两者中之一种。

上述步骤S2中窗口的确定原则，针对增强型数据速率GSM演进技术(Enhance Data Rate for GSM Evolution)(以下简称EDGE)系统需满足以下要求：

1)保证高斯最小频移键控(Gaussian minimum shift keying)(以下简称GMSK)调制的常规突发脉冲(Normal Burst)(以下简称NB)和接入突发脉冲(Access Burst)(以下简称AB)的有效信号都落在上述窗口内；

2)保证八进制相移键控(8 phase shift keying)(以下简称8PSK)调制的训练序列在上述窗口内。

上述步骤S2中的预定窗口的起始位置、终止位置与窗口大小，在EDGE系统中分别为第70比特、第85比特与16个比特。

上述步骤S2针对不同的调制方式和发送脉冲方式只需采用同一张表进行查询，且在此表中RSSI值与能量和的值是一一对应的。

其中，上述基带处理器最初接收到的数字I，Q信号的长度为24比特，且步骤S3中的合理范围是数字I，Q信号的长度为16比特。

上述步骤S3中的动态调整的方法是：根据信号强度的大小，舍弃从最高有效位开始的a1比特，以及舍弃从低高有效位开始的a2比特，这里，0≤a1≤8，0≤a2≤8，且a1+a2＝8。

上述步骤S3中的动态调整的原则为：

1)当信号强度较大的时候，舍弃低位的有效位；

2)当信号强度较小的时候，舍弃高位的有效位。

相对于增加硬件装置，本发明的方法更为灵活，既能满足移动通信系统的性能要求，又能降低基带处理器的复杂度，而且能够更加快速的反映出接收信号的电平值。另外，本发明的在合适的窗口范围内计算接收信号的能量和以及查表的方式获取RSSI的值的方法，针对不同的调制方式和发送脉冲方式只需一张表进行查询，节省了存储空间。

下面结合附图，对本发明所述方法的具体实施作进一步的详细描述。对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本发明方法的描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

附图说明

图1是移动通信系统的基站接收机基本示意图。

图2是本发明一较佳实施例中EDGE系统的常规突发脉冲和接入突发脉冲的数据格式示意图。

图3是本发明接收I，Q信号的数据格式以及动态调整后的数据格式示意图。

图4是本发明动态调整I，Q信号的实现流程图。

具体实施方式

图1是移动通信系统的基站接收机基本示意图。天线部分接收的是经过无线口传来的射频信号，经过射频部分和中频部分的下变频处理之后，将24比特的I，Q信号输入到基带处理器进行处理。

图2是本发明一较佳实施例中EDGE系统的常规突发脉冲NB和接入突发脉冲AB的数据格式示意图。对于NB来说，其信息分成两组各为58位，其中57位为数据，另一位为偷帧标志，表示此数据是用户数据还是信令。在这两段数据之间插入了26位的训练序列，用来估计信道参数和时间提前量。3位“0”的尾比特加于信息段的两侧。在NB数据的最后有8.25位的时隙，不发任何信号，作为相邻时隙的保护段。而对于AB来说，其包含41位的训练序列，36位信息和开始结束的8和3位尾比特。AB的保护段为68.25比特，可以确保终端的最大接入距离为35公里。

在EDGE系统中，NB脉冲可以有两种调制方式，一种是GMSK调制，另外一种是8PSK调制。AB脉冲只有一种GMSK调制方式。GMSK调制是一种恒包络的调制方式，在有效信号的范围之内，其能量变化非常小。而对于8PSK调制方式来说，信号能量的波动比较大，信号的最大能量与最小能量之差可以达到20dB。但是在训练序列部分，能量变化非常小，基本上可以认为是恒定的。为了保证RSSI值测量的正确性和一致性，需要寻找一个合适的窗口来计算I，Q信号的能量和，并通过查表的方法来获取RSSI值。确定这个合适的窗口需要考虑两个因素：第一个是要保证AB脉冲的有效信号都应该落在该窗口内；第二个要保证8PSK的训练序列也在此窗口内。本发明中提出的窗口的起始位置为第b1比特，终止位置为第b2比特，窗口大小为N个比特。例如在EDGE系统中，可以选择，

b1＝70，b2＝85，N＝16

这样可以保证计算8PSK信号的能量的稳定性，以及在终端位于最大接入距离时AB脉冲信号能量的正确性，同时可以只用一张表来准确获取RSSI的测量值，节省了存储空间。

图3是本发明接收I，Q信号的数据格式以及动态调整后的数据格式示意图。从图中可以看出，基带处理器接收到的I，Q信号是24位。需要将其动态的调整到合适的16位(如图中阴影部分)，即舍弃从最高有效位开始的a1比特，以及舍弃从最低有效位开始的a2比特，并保留中间的16比特，使输入到解调均衡模块的I，Q信号保证为16比特。进行动态调整的原则是当信号强度比较大的时候，可以舍弃后面的有效位。当信号强度比较小的时候，可以舍弃前面几位。例如，当信号强度比较大的时候，可以直接截取24比特的前面16位作为后续基带解调均衡模块的输入，即：

a1＝0，a2＝8

如果信号强度比较小的时候，例如当判断RSSI的值在-90dBm到-70dBm之间的时候，就需要动态的截取16比特I，Q数据，例如可以设置为：

a1＝5，a2＝3

图4是本发明动态调整I，Q信号的实现流程图。首先基带处理器将接收到的数字I，Q信号进行符号扩展，以便于进行能量和的计算。然后在合适的窗口内计算I，Q信号的能量和，通过查表的方式来获取RSSI的值，此表中RSSI值与能量和的值为一一对应的。查表的时候只需要找到能量和所对应的RSSI值。其中对于不同的调制方式和发送脉冲方式，可以采用同一张表进行查询，大大节省了存储空间。最后，根据所获取的RSSI值来判断如何动态调整I，Q信号的大小，即合理的调整I，Q信号为16比特，最终将其输入到解调均衡模块中。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但这只是为了便于理解而举的一个形象化的实例，不应被视为是对本发明范围的限制。同样，任何所属技术领域的普通专业人员均可根据本发明的技术方案及其较佳实施例的描述，做出各种可能的等同改变或替换，但所有这些改变或替换都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种适用于移动通信系统的动态调整基带接收信号的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤S 1：基带处理器对接收到的数字I，Q信号进行扩展处理；

步骤S2：在预定序列的预定窗口位置内计算一个时隙内接收I，Q信号的能量和，并通过查表的方式获取接收信号的电平值(RSSI)；

步骤S3：通过接收信号的电平值(RSSI)来动态调整I，Q信号，将其调整到一个合理的范围，供基带处理器进行后续的解调均衡处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述步骤S2中的预定序列包括导频符号和训练序列两者中之一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述步骤S2中预定窗口的确定原则，针对增强型数据速率GSM演进技术(EDGE)系统需满足以下要求：

1)保证高斯最小频移键控(GMSK)调制的常规突发脉冲(NB)和接入突发脉冲(AB)的有效信号都落在上述窗口内；

2)保证八进制相移键控(8PSK)调制的训练序列在上述窗口内。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于上述步骤S2中的预定窗口的起始位置、终止位置与窗口大小，在增强型数据速率GSM演进技术(EDGE)系统中分别为第70比特、第85比特与16个比特。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述步骤S2针对不同的调制方式和发送脉冲方式采用同一张表进行查询。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述步骤S2所述的表中，接收信号的电平值(RSSI)与能量和的值是一一对应的。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述基带处理器最初接收到的数字I，Q信号的长度为24比特。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于上述步骤S3中的合理范围是数字I，Q信号的长度为16比特。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于上述步骤S3中的动态调整的方法是：根据信号强度的大小，舍弃从最高有效位开始的a1比特，以及舍弃从最低有效位开始的a2比特，这里，0≤a1≤8，0≤a2≤8，且a1+a2＝8。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于上述步骤S3中的动态调整的原则为：

1)当信号强度较大的时候，舍弃低位的有效位；

2)当信号强度较小的时候，舍弃高位的有效位。