專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)cdma系統(tǒng)中相位均衡的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及CDMA(Code Division Multiple Access，碼分多址)系統(tǒng)，特別是涉及CDMA系統(tǒng)中的相位均衡的方法。
背景技術(shù)：
CDMA是一種以擴(kuò)頻通訊為基礎(chǔ)的調(diào)制和接入連接技術(shù)，在CDMA通訊系統(tǒng)中，IS-95標(biāo)準(zhǔn)對(duì)前向信道的相位特性有明確的要求。主要目的是為了彌補(bǔ)(均衡)移動(dòng)臺(tái)中頻濾波器的相位畸變，簡(jiǎn)化移動(dòng)臺(tái)的接收濾波器的復(fù)雜程度。相位均衡濾波器就是為了保證前向信道的相位特性滿足IS-95的要求而設(shè)計(jì)的。信號(hào)在傳輸中，除了幅度會(huì)發(fā)生畸變外，相移也會(huì)發(fā)生畸變，在模擬信號(hào)傳輸中，因?yàn)槿硕鷮?duì)相移變化的感覺(jué)不靈敏，一般可不考慮相移畸變的問(wèn)題。但在數(shù)字信號(hào)傳輸中，相移畸變顯得比幅度畸變更為重要。為此，在傳輸系統(tǒng)中除了對(duì)幅度畸變進(jìn)行校正外，還需對(duì)相位畸變進(jìn)行矯正。因此在CDMA系統(tǒng)中對(duì)相位進(jìn)行均衡是必須的。
IS95中對(duì)CDMA基站發(fā)射機(jī)的相位特性有一定的要求，從CDMA的基帶到射頻輸出這一部分的整體傳輸函數(shù)應(yīng)為H(ω)=ω2+jαωω0+ω02ω2-jαωω0+ω02]]>其中α＝1.36，ω0＝2π×3.15×105目的是為了簡(jiǎn)化手機(jī)接收的設(shè)計(jì)。該非線性相位濾波器目的是為了對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)畸變。因此在I、Q兩路分別求和之后加入該均衡濾波器。以IS-95給出的相位均衡濾波器的傳輸函數(shù)為參考標(biāo)準(zhǔn)，可得到Z域的傳輸函數(shù)H(Z)=0.5-1.625Z-1+1.875Z-21.875-1.625Z-1+0.5Z-2=0.267-0.867Z-1+Z-21-0.867Z-1+0.267Z-2]]>y(n)＝0.267x(n)-0.867x(n-1)+x(n-2)-0.267y(n-2)+0.867y(n-1)由上式可以看出相位均衡濾波器是一個(gè)無(wú)限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)IIR濾波器。無(wú)限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)IIR濾波器在硬件邏輯中的實(shí)現(xiàn)一般由反饋延遲模塊、查找表模塊和加法器模塊來(lái)完成，所有的模塊需由代碼完成，并且開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)，硬件邏輯資源占用較多，不適于在FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)中實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種硬件邏輯資源占用較少、適用FPGA實(shí)現(xiàn)CDMA系統(tǒng)中相位均衡的方法。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)CDMA系統(tǒng)中相位均衡的方法包括(1)將模擬相位濾波函數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字相位濾波傳輸函數(shù)，并優(yōu)化系數(shù)；(2)把無(wú)限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)IIR形式的濾波器的傳輸函數(shù)轉(zhuǎn)化為有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR形式的傳輸函數(shù)，并優(yōu)化濾波器階數(shù)；(3)根據(jù)優(yōu)化的有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR形式的傳輸函數(shù)轉(zhuǎn)化成可以在可編程邏輯中實(shí)現(xiàn)的定點(diǎn)形式；(4)利用有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR濾波器內(nèi)核，輸入濾波器的參數(shù)，形成可調(diào)用的有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR濾波器模塊；(5)把有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR濾波器模塊嵌入到基帶數(shù)據(jù)處理的邏輯中，完成相位均衡濾波。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)CDMA系統(tǒng)中相位均衡的方法將無(wú)限長(zhǎng)單位脈沖響IIR濾波器傳輸函數(shù)轉(zhuǎn)化成有限長(zhǎng)單位脈沖響FIR濾波器傳輸函數(shù)，并在現(xiàn)有的邏輯開(kāi)發(fā)工具基礎(chǔ)上，充分利用FIR濾波器內(nèi)核，在邏輯中實(shí)現(xiàn)CDMA系統(tǒng)中前向鏈路的相位均衡要求，且開(kāi)發(fā)周期短，硬件邏輯資源占用較少，實(shí)現(xiàn)容易。


圖1是CDMA系統(tǒng)中前向鏈路的相位均衡示意圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)CDMA系統(tǒng)相位均衡的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)CDMA系統(tǒng)中的相位均衡濾波的實(shí)現(xiàn)方法詳細(xì)說(shuō)明。
在CDMA基站收發(fā)信機(jī)中，從調(diào)制解調(diào)芯片出來(lái)的三扇區(qū)前向鏈路的基帶數(shù)據(jù)I、Q路分別求和后經(jīng)過(guò)相位均衡濾波器，送到射頻控制模塊，繼而經(jīng)調(diào)制發(fā)射出去，均衡濾波器必須符合前向鏈路相位特性的要求。本發(fā)明根據(jù)IS-95標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于前向鏈路相位特性的要求，在硬件中基于可編程邏輯開(kāi)發(fā)工具中的有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR濾波器內(nèi)核實(shí)現(xiàn)了前向鏈路中三扇區(qū)的相位均衡，保證前向鏈路的相位要求，以符合特定設(shè)計(jì)需求。
如圖1所示，CDMA系統(tǒng)中的前向鏈路的相位均衡示意圖，從調(diào)制解調(diào)芯片出來(lái)的同一個(gè)扇區(qū)的所有前向鏈路的信道累加后進(jìn)入均衡濾波器實(shí)現(xiàn)相位均衡，然后送入I/Q調(diào)制，在本實(shí)施例中是三扇區(qū)的均衡濾波，用6通道的FIR濾波器統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)三扇區(qū)的均衡濾波。
圖2是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)CDMA系統(tǒng)中相位均衡的方法流程圖。本方法利用了可編程邏輯開(kāi)發(fā)工具中的有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR濾波器內(nèi)核，首先轉(zhuǎn)換濾波器的傳輸函數(shù)。有如下步驟實(shí)現(xiàn)1)根據(jù)IS-95給出的相位均衡傳輸函數(shù)可得相位均衡濾波器的拉普拉斯變換的傳輸方程為H(s)=ks2+1.9792033as+3.9172459s2-1.9792033as+3.9172459]]>在此選用的采樣頻率選為2×1.2288MHz，與CDMA系統(tǒng)的真實(shí)采樣頻率相同，數(shù)字化后的相位均衡濾波器的z變換傳遞函數(shù)為H(z,α)=k(1.1814283+0.425944α)-1.6371434z-1+(1.1814283-0.425944α)z-2(1.1814283-0.425944α)-1.6371434z-1+(1.1814283+0.425944α)z-2]]>調(diào)整α參數(shù)，降低數(shù)字相位均衡濾波器與模擬相位均衡濾波器之間的相頻特性偏差δ2，通過(guò)仿真，當(dāng)α＝1.5824時(shí)，δ2最小為0.0038，達(dá)到模擬相位濾波器的水平。根據(jù)該參數(shù)可得相位均衡濾波器的Z變換為(以下的處理，為了分析方便可將濾波器的增益k′等效為1)H(z)=k′3.656494140625-3.226318359375z-1+z-20.2734375-0.88232421875z-1+z-2]]>2)把無(wú)限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)IIR形式的函數(shù)轉(zhuǎn)化為有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR形式的傳輸函數(shù)。利用長(zhǎng)除法將無(wú)限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)IIR傳輸函數(shù)轉(zhuǎn)換為有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR傳輸函數(shù)，并且比較有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR濾波器與無(wú)限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)IIR濾波器的相頻特性的方差，來(lái)確定有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR濾波器的階數(shù)。通過(guò)仿真，12和16階的有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR濾波器都能夠得到較好的逼近結(jié)果，考慮到硬件邏輯上的實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施例采用12階有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR濾波器進(jìn)行逼近。仿真表明12階有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR濾波器的帶內(nèi)波動(dòng)＜0.02dB，這么小的波動(dòng)幾乎不會(huì)影響解調(diào)性能。相頻響應(yīng)的逼近均方差為0.0051，滿足要求的＜0.01。得到的12階的FIR濾波器表達(dá)式H(z)＝0.2609-0.6457z1+0.3679z-2+0.4898z-3+0.3319z-4+0.1622z-5+0.0551z-6+0.0058z-7-0.0093z-8-0.0096z-9-0.0066z-10-0.0027z-113)根據(jù)優(yōu)化的有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)形式的傳輸函數(shù)轉(zhuǎn)化成可以在可編程邏輯中實(shí)現(xiàn)的定點(diǎn)形式。在本實(shí)施例中使用了XILINX公司的FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)該相位均衡濾波器，將12階有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR濾波器的系數(shù)轉(zhuǎn)換成整型。得到如下表達(dá)式
H(z)＝2609-6457z1+3679z-2+4898z-3+3319z-4+1622z-5+551z-6+58z-7-93z-8-96z-9-66z-10-27z-114)在XILINX公司提供的開(kāi)發(fā)工具ISE5中有的有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR濾波器內(nèi)核，需要提供有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR濾波系數(shù)。由于前向鏈路有3扇區(qū)6通道的數(shù)據(jù)需要均衡濾波，在本實(shí)施例中根據(jù)上述步驟得到的有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR濾波器，采用的是單速率并行8通道的FIR濾波器內(nèi)核。根據(jù)ISE5.2中FIR濾波器的生成工具的要求輸入FIR濾波參數(shù)，即可得到所要求的濾波器模塊。
5)將得到的有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR濾波器模塊嵌入到前向鏈路數(shù)據(jù)處理的主邏輯中，即可實(shí)現(xiàn)相位均衡。實(shí)測(cè)結(jié)果表明用有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR實(shí)現(xiàn)的相位均衡濾波可以滿足性能要求，由波形質(zhì)量值來(lái)判斷，濾波前為0.94，濾波后為0.98，滿足相位均衡的要求。
本發(fā)明在現(xiàn)有的邏輯開(kāi)發(fā)工具基礎(chǔ)上，充分利用其提供的FIR濾波器內(nèi)核，在邏輯中實(shí)現(xiàn)了CDMA系統(tǒng)中前向鏈路的相位均衡這一要求，開(kāi)發(fā)周期短，硬件實(shí)現(xiàn)容易，并能達(dá)到理想的效果。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)CDMA系統(tǒng)中相位均衡的方法，其特征在于，所述方法包括(1)將模擬相位濾波函數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字相位濾波傳輸函數(shù)，并優(yōu)化系數(shù)；(2)將無(wú)限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)形式的濾波器的傳輸函數(shù)轉(zhuǎn)化為有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)形式的傳輸函數(shù)，并優(yōu)化濾波器階數(shù)；(3)根據(jù)優(yōu)化的有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)形式的傳輸函數(shù)轉(zhuǎn)化成可以在可編程邏輯中實(shí)現(xiàn)的定點(diǎn)形式；(4)利用有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)濾波器內(nèi)核，輸入濾波器的參數(shù)，形成可調(diào)用的有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)濾波器模塊；(5)把有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)濾波器模塊嵌入到基帶數(shù)據(jù)處理的邏輯中，完成相位均衡濾波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)CDMA系統(tǒng)中相位均衡的方法，其特征在于所述步驟(4)中，利用可編程邏輯開(kāi)發(fā)工具中的有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)濾波器內(nèi)核，輸入濾波器的參數(shù)，形成可調(diào)用的有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)濾波器模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)CDMA系統(tǒng)中前向鏈路的相位均衡的方法，該方法包括(1)將模擬相位濾波函數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字相位濾波傳輸函數(shù)，并優(yōu)化系數(shù)；(2)將無(wú)限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)形式的濾波器的傳輸函數(shù)轉(zhuǎn)化為有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)形式的傳輸函數(shù)，并優(yōu)化濾波器階數(shù)；(3)根據(jù)優(yōu)化的有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)形式的傳輸函數(shù)轉(zhuǎn)化成可以在可編程邏輯中實(shí)現(xiàn)的定點(diǎn)形式；(4)利用有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)濾波器內(nèi)核，輸入濾波器的參數(shù)，形成可調(diào)用的有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)FIR濾波器模塊；(5)把有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)濾波器模塊嵌入到基帶數(shù)據(jù)處理的邏輯中，即完成相位均衡濾波。本發(fā)明在現(xiàn)有的邏輯開(kāi)發(fā)工具基礎(chǔ)上，充分利用FIR濾波器內(nèi)核，在邏輯中實(shí)現(xiàn)CDMA系統(tǒng)中前向鏈路的相位均衡要求，開(kāi)發(fā)周期短，硬件邏輯資源占用較少，實(shí)現(xiàn)容易。
文檔編號(hào)H04B7/005GK1529441SQ0313499
公開(kāi)日2004年9月15日 申請(qǐng)日期2003年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者李建, 何葳, 辛勤, 建 李 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司