CN201393307Y

CN201393307Y - 一种gsm基站信道号的自动搜索模块

Info

Publication number: CN201393307Y
Application number: CN200920052109U
Authority: CN
Inventors: 于吉涛; 张远见
Original assignee: Comba Telecom Systems China Ltd
Current assignee: Comba Network Systems Co Ltd
Priority date: 2009-03-05
Filing date: 2009-03-05
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2019-03-05

Abstract

本实用新型公开了一种GSM基站信道号的自动搜索模块，包括射频耦合器、射频带通滤波器、正交混频器、I信号滤波采样电路、Q信号滤波采样电路、基带处理芯片、微控制器、有源晶振和时钟缓冲器组成；所述射频耦合器依次与射频带通滤波器、正交混频器、I信号滤波采样电路、基带处理芯片、微控制器、时钟缓冲器、有源晶振相连，同时，所述正交混频器还通过Q信号滤波采样电路与基带处理芯片相连，所述时钟缓冲器还分别与I信号滤波采样电路的高速模数转换器、Q信号滤波采样电路的高速模数转换器、基带处理芯片相连。该GSM基站信道号的自动搜索模块信源干净、设计合理、成本较低、简单易行、可靠性高，能更好的满足市场的需求。

Description

一种GSM基站信道号的自动搜索模块

技术领域

本实用新型涉及移动通信领域，具体涉及一种能够自动搜索GSM基站信道号的模块。

背景技术

随着移动通信事业的飞速发展及用户数量的逐渐增加，移动用户对移动通信网络的要求也越来越高，为了实现任何时间和任何地点的通信目标，移动通信系统中常常需要引入直放站设备进行延伸覆盖。直放站的种类按照选频方式可以分为载波选频直放站和宽带选频直放站。宽带选频直放站成本低，不需要知道信源基站的信道号就可以进行覆盖，但是宽带选频直放站对基站的干扰较大；载波选频直放站的成本较高，对基站干扰小，但是需要将其信道号设置成与基站工作信道号一致才能使覆盖区域用户正常通话。

为了满足网络优化的需要，运营商会对基站的工作信道号进行调整，如果载波选频直放站不能及时对信道号进行调整就会造成其覆盖区域无法通话，因此载波选频直放站中需要采用一种GSM基站信道号自动搜索装置，使载波选频直放站的工作信道号与基站保持一致。

在现有技术中，可以采用GSM专用接收芯片对信源基站的信号进行分析，解析出信源基站所使用的信道号。由于GSM专用接收芯片应用时复杂度和成本较高，因此在现有的产品中很少使用这种方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有GSM专用接收芯片的不足和弊端，提供一种GSM基站信道号的自动搜索模块，该GSM基站信道号的自动搜索模块信源干净、设计合理、成本较低、简单易行、可靠性高，能更好的满足市场的需求。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种GSM基站信道号的自动搜索模块，包括射频耦合器、射频带通滤波器、正交混频器、I信号滤波采样电路、Q信号滤波采样电路、基带处理芯片、微控制器、有源晶振和时钟缓冲器；所述射频耦合器依次与射频带通滤波器、正交混频器、I信号滤波采样电路、基带处理芯片、微控制器、时钟缓冲器、有源晶振相连，同时，所述正交混频器还通过Q信号滤波采样电路与基带处理芯片相连，所述时钟缓冲器还分别与I信号滤波采样电路、Q信号滤波采样电路、基带处理芯片相连。

为更好的实现本实用新型，所述I信号滤波采样电路、Q信号滤波采样电路均由低通滤波器与高速模数转换器相连组成，所述I信号滤波采样电路的低通滤波器、Q信号滤波采样电路的低通滤波器分别与正交混频器相连，所述I信号滤波采样电路的高速模数转换器、Q信号滤波采样电路的高速模数转换器分别与基带处理芯片相连。

所述时钟缓冲器还分别与I信号滤波采样电路、Q信号滤波采样电路、基带处理芯片相连，具体是指所述时钟缓冲器还分别与I信号滤波采样电路的高速模数转换器、Q信号滤波采样电路的高速模数转换器、基带处理芯片相连；

所述I信号滤波采样电路与Q信号滤波采样电路是采用输出信号为数字信号、采样速率为51.2MSPS的滤波采样电路，采样后的信号接至基带处理芯片进行数字信号处理。

所述正交混频器是采用把射频信号混频为零中频的宽带I/Q信号，带宽为24MHz的正交混频器。所述正交混频器将该射频信号混频为零中频的宽带I/Q信号，带宽为24MHz，(共有121个GSM信道，信道号为1，2，…，121)，I信号经过I信号滤波采样电路的低通滤波器滤除带外信号，Q信号经过Q信号滤波采样电路的低通滤波器滤除带外信号，这样能防止采样时带外信号混叠到带内影响采样结果。

所述基带处理芯片每接收1024组采样值后就不再接收高速模数转换器输出的数据，并对1024组采样值进行快速傅立叶变换，频率分辨率为50KHz，因此每个GSM载波带宽内保证有4个采样值，可以用于检测载波内的功率。

所述基带处理芯片通过对快速傅立叶变换后第N点及第N-1点、第N+1点的幅值求平均值的方法求出信道n的功率，并且将该结果与预定门限进行比较，若平均值大于门限值，则认为该信道号为基站使用的信道号，否则该信道号没有被基站使用，基带处理芯片对24MHz带宽内所有GSM信道的功率进行检测和判别后将判决结果发送给微控制器，然后启动下一轮的数据接收和数字信号处理操作。

所述微控制器对10次的判决结果进行记录，并根据10次的纪录结果对每个信道重新进行判决，每个信道被判决为基站使用信道的次数大于等于6时才判决为基站使用的信道，否则认为该信道号没有被基站设备占用，微控制器芯片将此判决作为最终的判决结果，并将基站使用的所有信道号存储起来。下一次循环的最终判决结果将覆盖原有的存储数据。

本实用新型的I作原理是：将基站下行输出信号进行数字化处理，然后送到基带处理芯片，基带处理芯片每接收1024组采样值后就不再接收高速模数转换器输出的数据，并对1024组采样值进行快速傅立叶变换，频率分辨率为50KHz，由此保证每个GSM载波带宽内保证有4个采样值，可以用于检测载波内的功率。

基带处理芯片通过对快速傅立叶变换后第N点及第N-1点、第N+1点的幅值求平均值的方法求出信道n的功率，并且将该结果与预定门限进行比较，若平均值大于门限值，则认为该信道号为基站使用的信道号，否则该信道号没有被基站使用，基带处理芯片对24MHz带宽内所有GSM信道的功率进行检测和判别后将判决结果发送给微控制器，然后启动下一轮的数据接收和数字信号处理操作。

当基带处理芯片向微控制器传送的判决结果达到10次时，微控制器根据10次的纪录结果对每个信道重新进行判决，每个信道被判决为基站使用信道的次数大于等于6时才判决为基站使用的信道，否则认为该信道号没有被基站设备占用。微控制器芯片将此判决作为最终的判决结果，并将基站使用的所有信道号存储起来。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

(1)信源干净、设计合理；与现有技术相比较，本实用新型直接耦合基站下行输出信号，不需要进行GSM协议解析，只需要使用通用的处理器件进行频谱分析就可以得到有用的信道号。

(2)成本较低；采用正交混频器将GSM宽带射频信号变成零中频的宽带I/Q信号后进行数字化，可以有效地降低采样速率，使用低成本的高速模数转换器即可以实现模拟信号的数字化。

(3)简单易行；使用数字信号处理方法，对数字化后的信号进行快速傅立叶变换的分析，将信号转换到频域进行处理，检测各信道号的功率并与门限值进行比较，当载波的功率大于门限值时认为该信道号是基站使用的信道号；否则认为该信道号没有被基站使用。

(4)可靠性高；控制芯片对10次快速傅立叶变换分析判决的结果进行处理，并作为最终的判决结果。在10次判决结果中，每个信道被判决为基站使用信道的次数大于等于6时才判决为基站使用的信道，否则认为该信道号没有被基站设备占用。这种取平均的方法可以保证判决结果的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的一种GSM基站信道号的自动搜索模块的结构示意图；

图2为本实用新型的数字信号处理及控制流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

图1示出了本实用新型的具体结构，由图1可见，本实用新型一种GSM基站信道号的自动搜索模块包括射频耦合器101、射频带通滤波器102、正交混频器103、I信号滤波采样电路、Q信号滤波采样电路、基带处理芯片108、微控制器109、有源晶振111和时钟缓冲器110组成，所述I信号滤波采样电路由低通滤波器104与高速模数转换器106相连组成，Q信号滤波采样电路由低通滤波器105与高速模数转换器107相连组成；所述射频耦合器101依次与射频带通滤波器102、正交混频器103、I信号滤波采样电路、基带处理芯片108、微控制器109、时钟缓冲器110、有源晶振111相连，同时，所述正交混频器103还通过Q信号滤波采样电路与基带处理芯片108相连，所述时钟缓冲器110还分别与I信号滤波采样电路的高速模数转换器106、Q信号滤波采样电路的高速模数转换器107、基带处理芯片108相连；所述I信号滤波采样电路的低通滤波器104、Q信号滤波采样电路的低通滤波器105分别与正交混频器103相连，所述I信号滤波采样电路的高速模数转换器106、Q信号滤波采样电路的高速模数转换器107分别与基带处理芯片108相连。

图2所示为数字信号处理及控制流程图，有源晶振111的输出经过时钟缓冲器110后分别输出给高速模数转换器106和107、基带处理芯片108和微控制器109，作为这几个芯片的工作时钟。射耦合器101耦合基站的信号，经过射频带通滤波器102将下行频段外的信号滤除。正交混频器103将该射频信号混频为零中频的宽带I/Q信号，带宽为24MHz(共有121个GSM信道，信道号为1，2，…，121)，I信号经过低通滤波器104滤除带外信号和经高速模数转换器芯片106转成数字I信号，Q信号经过低通滤波器105滤除带外信号和经高速模数转换器芯片107转成数字Q信号，数字I/Q信号采样速率为51.2MSPS。把采样后的信号送到基带处理芯片108进行数字信号处理。

基带处理芯片108每接收1024组采样值后就不再接收高速模数转换器106和107输出的数据，并对1024组采样值进行快速傅立叶变换，频率分辨率为50KHz，因此每个GSM载波带宽内保证有4个采样值，可以用于检测载波内的功率。如上所述，24MHz带宽内121个GSM信道号的中心频点在1024个快速傅立叶变换后中的位置为：N＝4*n+269，其中N＝1，2，…，1024；n＝1，2，…，121。

基带处理芯片在检测信道n的功率时，只需要将快速傅立叶变换后第N点及第N-1点、第N+1点的幅值求平均即可，并且将该结果与预定门限进行比较，若平均值大于门限值，则认为该信道号为基站使用的信道号，否则该信道号没有被基站使用。基带处理芯片108对24MHz带宽内所有GSM信道的功率进行检测并判别后将判决结果发送给微控制器109，然后启动下一轮的数据接收和数字信号处理操作。

为了保证判决的可靠性，微控制器109对10次的判决结果进行记录，并根据10次的纪录结果对每个信道重新进行判决，每个信道被判决为基站使用信道的次数大于等于6时才判决为基站使用的信道，否则认为该信道号没有被基站设备占用。微控制器109芯片将此判决作为最终的判决结果，并将基站使用的所有信道号存储起来。下一次循环的最终判决结果将覆盖原有的存储数据。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1、一种GSM基站信道号的自动搜索模块，其特征在于：包括射频耦合器、射频带通滤波器、正交混频器、I信号滤波采样电路、Q信号滤波采样电路、基带处理芯片、微控制器、有源晶振和时钟缓冲器；所述射频耦合器依次与射频带通滤波器、正交混频器、I信号滤波采样电路、基带处理芯片、微控制器、时钟缓冲器、有源晶振相连，同时，所述正交混频器还通过Q信号滤波采样电路与基带处理芯片相连，所述时钟缓冲器还分别与I信号滤波采样电路、Q信号滤波采样电路、基带处理芯片相连。

2、根据权利要求1所述的一种GSM基站信道号的自动搜索模块，其特征在于：所述I信号滤波采样电路、Q信号滤波采样电路均由低通滤波器与高速模数转换器相连组成，所述I信号滤波采样电路的低通滤波器、Q信号滤波采样电路的低通滤波器分别与正交混频器相连，所述I信号滤波采样电路的高速模数转换器、Q信号滤波采样电路的高速模数转换器分别与基带处理芯片相连。

3、根据权利要求1所述的一种GSM基站信道号的自动搜索模块，其特征在于：所述时钟缓冲器还分别与I信号滤波采样电路、Q信号滤波采样电路、基带处理芯片相连，具体是指所述时钟缓冲器还分别与I信号滤波采样电路的高速模数转换器、Q信号滤波采样电路的高速模数转换器、基带处理芯片相连。

4、根据权利要求1所述的一种GSM基站信道号的自动搜索模块，其特征在于：所述正交混频器是采用把射频信号混频为零中频的宽带I/Q信号，带宽为24MHz的正交混频器。

5、根据权利要求1所述的一种GSM基站信道号的自动搜索模块，其特征在于：所述I信号滤波采样电路与Q信号滤波采样电路是采用输出信号为数字信号、采样速率为51.2MSPS的滤波采样电路。