專利名稱：多載波低中頻信號發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及移動通信領(lǐng)域，尤其涉及一種多載波低中頻信號發(fā)生器。
背景技術(shù)：
隨著移動通信的發(fā)展，移動通信用戶數(shù)也急劇增加，運營商不得不對移動 通信系統(tǒng)進行擴容處理，移動通信系統(tǒng)逐步由單載波發(fā)展到多載波系統(tǒng)，以滿 足用戶的通信需求。
隨著多載波系統(tǒng)的需求的增多，迫切需要開發(fā)出支持多載波功能的通信系 統(tǒng)，這樣，在通信系統(tǒng)開發(fā)中，需要多載波信號源進行相關(guān)的測試和驗證。而 現(xiàn)有的多載波信號源存在的一個重大缺陷就是當輸出多載波信號的時候，出現(xiàn) 很大的交調(diào)信號，導致無法在測試中應用信號源產(chǎn)生的多載波信號。因此，實 際測試一般是需要將多個信號源進行合路處理，減少交調(diào)信號，輸出滿足實際 要求的多載波信號，這樣的處理方式，雖然可以滿足實際測試，但比較浪費資 源。
通信技術(shù)的不斷進步，也使得當今越來越多的通信產(chǎn)品采用數(shù)字技術(shù)來實
現(xiàn)，可以采用數(shù)字信號處理技術(shù)來產(chǎn)生多載波信號。如公幵號為CN1972179A的 中國實用新型專利申請"一種多載波信號的產(chǎn)生方法"，該專利申請的方法是基 于數(shù)字處理技術(shù)，多載波信號是采用若干單載波合并而成，將各單載波數(shù)字中 頻信號進行合并以產(chǎn)生多載波合路輸出信號。
這種簡單將單載波信號并聯(lián)起來合成多載波信號的處理方式，往往會使得 系統(tǒng)體積急劇擴大，功耗也顯著增加，隨著客戶追求產(chǎn)品的低功耗、小型化、 微型化，因此，不能經(jīng)過上述簡單的合路處理以形成多載波信號。
同時，上述公開號為CN1972179A的中國實用新型專利申請"一種多載波信 號的產(chǎn)生方法"中，數(shù)字上變頻器只采用一級混頻處理，使得輸出信號的頻率 范圍有一定的限制，限制了信號源的應用場合。每個通道單獨處理，需要較多 的硬件資源，尤其是一些內(nèi)插濾波器處理模塊，可以在累加和處理之后進行， 這樣，多通道可以復用資源，從而節(jié)約器件的資源。累加和在最后一級進行， 由于數(shù)字上變頻處理之后，最后的數(shù)據(jù)速率很高，這樣，累加處理需要加法樹來支持，需要較多的資源。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提出了一種多載波低中頻信 號發(fā)生器，本實用新型基于數(shù)字中頻技術(shù)，能有效降低多載波信號輸出所產(chǎn)生 的交調(diào)，提高系統(tǒng)性能，降低系統(tǒng)成本和功耗，易于實現(xiàn)系統(tǒng)的小型化、微型 化。
本實用新型針對低中頻信號，輸出的中頻信號的頻率范圍為50MHz 300MHz。
本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)本多載波低中頻信號發(fā)生器， 包括PC機及其分別連接的基帶I、 Q信號發(fā)生器與多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)、 D/A轉(zhuǎn)換器、時鐘子系統(tǒng)、微芯片控制子系統(tǒng)，且所述基帶I、 Q信號發(fā)生器還 與多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)、D/A轉(zhuǎn)換器依次連接；所述時鐘子系統(tǒng)還與基帶I、 Q信號發(fā)生及多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)、D/A轉(zhuǎn)換器、時鐘子系統(tǒng)、微芯片控制 子系統(tǒng)同時連接；所述微芯片控制子系統(tǒng)還與基帶I、 Q信號發(fā)生器及多載波數(shù) 字上變頻子系統(tǒng)、D/A轉(zhuǎn)換器、時鐘子系統(tǒng)同時連接；所述D/A轉(zhuǎn)換器設(shè)有多載 波低中頻信號輸出端。
為更好地實現(xiàn)本實用新型，所述基帶I、 Q信號發(fā)生器包括依次連接的協(xié)議 解析器、信號發(fā)生器和脈沖成型濾波器；所述脈沖成型濾波器設(shè)有基帶I、 Q信 號輸出端。
所述多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)包括多個第一級內(nèi)插濾波器組、多通道NCO 產(chǎn)生模塊、第一級復數(shù)調(diào)制和信號累加處理模塊、第二級內(nèi)插濾波器組、第二 級復數(shù)調(diào)制處理模塊、第三級正交調(diào)制處理模塊、增益調(diào)節(jié)模塊、本振抑制模 塊、單通道NCO產(chǎn)生模塊I、單通道NCO產(chǎn)生模塊II，所述多個第一級內(nèi)插濾波 器組的輸入端與所述基帶I、Q信號發(fā)生器的多個通道數(shù)據(jù)輸出端一一對應連接， 所述多個第一級內(nèi)插濾波器組輸出端分別依次通過第一級復數(shù)調(diào)制和信號累加 處理模塊、第二級內(nèi)插濾波器組、第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊、第三級正交調(diào)制 處理模塊、增益調(diào)節(jié)模塊與本振抑制模塊的輸入端連接，所述多通道NC0產(chǎn)生 模塊輸出端與第一級復數(shù)調(diào)制和累加處理模塊輸入端連接；所述單通道NC0產(chǎn) 生模塊I的輸出端與第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊的輸入端連接，所述單通道NC0 產(chǎn)生模塊II的輸出端與第三級正交調(diào)制處理模塊的輸入端連接。所述多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)還可以以下的方式實現(xiàn)所述多載波數(shù)字上 變頻子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn)換處理模塊、第一級內(nèi)插濾波器組、多通道NCO產(chǎn) 生模塊、第一級復數(shù)調(diào)制和信號累加處理模塊、第二級內(nèi)插濾波器組、第二級 復數(shù)調(diào)制處理模塊、第三級正交調(diào)制處理模塊、增益調(diào)節(jié)模塊、本振抑制模塊、
單通道NC0產(chǎn)生模塊I、單通道NC0產(chǎn)生模塊n ，所述數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn)換處理模塊輸
入端與所述基帶I、 Q信號發(fā)生器的多個通道數(shù)據(jù)輸出端連接；所述數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn) 換處理模塊的輸出端依次通過第一級內(nèi)插濾波器組、第一級復數(shù)調(diào)制和信號累 加處理模塊、第二級內(nèi)插濾波器組、第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊、第三級正交調(diào) 制處理模塊、增益調(diào)節(jié)模塊與本振抑制模塊輸入端連接；所述單通道NC0產(chǎn)生 模塊I的輸出端與第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊的輸入端連接，單通道NC0產(chǎn)生模 塊II的輸出端與第三級正交調(diào)制處理模塊的輸入端連接。
所述第一級復數(shù)調(diào)制和信號累加處理模塊包括多個調(diào)制累加模塊，所述調(diào) 制累加模塊包括NC0信號延時處理模塊，內(nèi)插濾波器后I、 Q信號延時處理模塊， 乘法器，混頻后I、 Q信號延時處理模塊，累加器和累加后I、 Q信號延時處理 模塊；所述多通道NCQ產(chǎn)生模塊與多個調(diào)制累加模塊的NC0信號延時處理模塊， 乘法器，混頻后I、 Q信號延時處理模塊，累加器與累加后I、 Q信號延時處理 模塊依次連接；所述第一級內(nèi)插濾波器組與多個調(diào)制累加模塊的I、 Q信號延時 處理模塊，乘法器，混頻后I、 Q信號延時處理模塊，加法器與累加后I、 Q信 號延時處理模塊依次連接；所述前一調(diào)制累加模塊中的累加后I、 Q信號延時處
理模塊與后一調(diào)制累加模塊中的累加器連接。
所述第一級內(nèi)插濾波器組或第二級內(nèi)插濾波器組由一個、兩個或三個內(nèi)插 濾波器組成；所述內(nèi)插濾波器是FIR、 IIR、 CIC或半帶內(nèi)插濾波器；
所述第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊包括4'個乘法器和2個加法器，所述4個乘 法器分別與第二級內(nèi)插濾波器組的I、 Q信號輸出端和單通道.NCO產(chǎn)生模塊I連 接，其中2個乘法器輸出端并連在一加法器上，另外2個乘法器輸出端并連在 另一加法器上；
所述第三級正交調(diào)制處理模塊包括2個乘法器和1個減法器，所述減法器、 單通道NC0產(chǎn)生模塊II并連在所述兩個乘法器之間；所述第三級正交調(diào)制處理 模塊的一乘法器的輸入端與第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊的一加法器輸出端連接， 所述第三級正交調(diào)制處理模塊的另一乘法器的輸入端與第二級復數(shù)調(diào)制處理模 塊的另一加法器輸出端連接。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點和有益效果
1、 本實用新型中的多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)采用了復數(shù)調(diào)制和正交調(diào)制的 相結(jié)合的處理方式，保證I、 Q信號幅度的一致性和相位的正交性，從而很好的
抑制負頻鏡像信號，提高了多載波信號發(fā)生器的性能；
2、 本實用新型中的多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)提供了三級混頻處理，可以輸 出任意頻率組合的載波，擴大了系統(tǒng)的使用范圍；
3、 本實用新型中的多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)有利于采用諸如FPGA、 CPLD、 EPLD、 DSP等可編程邏輯器件實現(xiàn)，通道數(shù)可以隨應用需求增減，大大增加了系 統(tǒng)的靈活性和可擴展性；'
4、 本實用新型結(jié)合目前器件的限制性，提出了相應的改進方法，使得系統(tǒng) 具有很好的可行性，易于實現(xiàn)小型化、低功耗的多載波低中頻信號發(fā)生器；


圖1是本實用新型的多載波低中頻信號的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實用新型的基帶I、 Q信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實用新型提出的一種多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本實用新型提出的另一種多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)所采用的第一級復數(shù)調(diào)制和信號累加處理
模塊的結(jié)構(gòu)示意圖6為多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)所采用的第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊和第三
級正交調(diào)制處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型 的實施方式不限于此。 -實施例
如圖1所示的多載波低中頻信號發(fā)生器，其包括PC機及其分別連接的基帶 I、 Q信號發(fā)生器與多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)、D/A轉(zhuǎn)換器、時鐘子系統(tǒng)、微芯 片控制子系統(tǒng)，且所述基帶I、 Q信號發(fā)生器還與多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)、D/A 轉(zhuǎn)換器依次連接；所述時鐘子系統(tǒng)還與基帶I、 Q信號發(fā)生及多載波數(shù)字上變頻 子系統(tǒng)、D/A轉(zhuǎn)換器、時鐘子系統(tǒng)、微芯片控制子系統(tǒng)同時連接；所述微芯片控制子系統(tǒng)還與基帶I、 Q信號發(fā)生器及多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)、D/A轉(zhuǎn)換器、 時鐘子系統(tǒng)同時連接；所述D/A轉(zhuǎn)換器設(shè)有多載波低中頻信號輸出端。
其中D/A轉(zhuǎn)換器是多載波發(fā)射機中關(guān)鍵模塊之一，實現(xiàn)對數(shù)字中頻信號的 數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，輸出模擬中頻信號。D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換精度以及交調(diào)指標，對多載 波的低中頻信號發(fā)生器的性能有很大的影響。所以，需要根據(jù)發(fā)生器的應用需 求，合理的選擇相應的D/A轉(zhuǎn)換器。
時鐘子系統(tǒng)為整個多載波的低中頻信號發(fā)生器中的各個子系統(tǒng)和模塊提供 參考時鐘信號，并負責信號發(fā)生器的時鐘管理和分發(fā)，實現(xiàn)時鐘的分頻、倍頻 等處理。
微芯片控制(MCU)子系統(tǒng)負責整個信號發(fā)生器工作模式的控制和工作狀態(tài) 監(jiān)測。可以通過系統(tǒng)總線同接收機系統(tǒng)的各個子模塊進行監(jiān)控和告警處理。若 某一子系統(tǒng)或是子模塊出現(xiàn)工作異常，進行系統(tǒng)復位處理，和進行告警上報處 理。MCU子系統(tǒng)還整個系統(tǒng)的程序下載和更新，如FPGA、 DSP程序的下載。
PC機可以控制整個信號發(fā)生器的任一子系統(tǒng)，實現(xiàn)對系統(tǒng)中一些參數(shù)的配 置和修改，如可以配置整個系統(tǒng)的參考時鐘、修改多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)的 輸出頻點、輸出功率。
如圖2可見，基帶I、 Q信號發(fā)生器功能是產(chǎn)生符合標準通信協(xié)議要求的零 中頻I、 Q信號。如GSM體制的基帶I、 Q信號發(fā)生器需要產(chǎn)生符合GSM協(xié)議的 TDMA幀信號，并對數(shù)據(jù)進行編碼和GMSK調(diào)制處理，形成數(shù)字基帶I、 Q信號。 基帶I、 Q信號發(fā)生器包括三個子系統(tǒng)協(xié)議解析器、信號發(fā)生器和脈沖成型濾 波器。協(xié)議解析器的輸出端與信號發(fā)生器、脈沖成型濾波器依次連接。協(xié)議解 析器主要根據(jù)不同通信體制的所公布的標準協(xié)議規(guī)范，生成符合協(xié)議要求的控 制信號。信號發(fā)生器接收來自協(xié)議解析器的控制信號，形成符合標準協(xié)議規(guī)范 的基帶I、 Q信號。脈沖成型濾波器根據(jù)發(fā)射機要求，對基帶I、 Q信號進行脈 沖成型和濾波處理，輸出脈沖成型濾波后的基帶I、 Q信號。由于脈沖成型濾波 器也可以在數(shù)字上變頻系統(tǒng)中進行處理，所以，根據(jù)系統(tǒng)要求和設(shè)計的實際情 況，基帶I、 Q信號發(fā)生器中可以不包含脈沖成型濾波器，而將脈沖成型濾波器 嵌入到數(shù)字上變頻子系統(tǒng)中。
如圖3可見，本實用新型提出的多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)，包括多個第一 級內(nèi)插濾波器組、多通道NCO產(chǎn)生模塊、第一級復數(shù)調(diào)制和信號累加處理模塊、 第二級內(nèi)插濾波器組、第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊、第三級正交調(diào)制處理模塊、增益調(diào)節(jié)模塊、本振抑制模塊，所述多個第一級內(nèi)插濾波器組輸出端依次通過 第一級復數(shù)調(diào)制和信號累加處理模塊、第二級內(nèi)插濾波器組、第二級復數(shù)調(diào)制 處理模塊、第三級正交調(diào)制處理模塊、增益調(diào)節(jié)模塊與本振抑制模塊輸入端連 接，所述多個第一級內(nèi)插濾波器組分別與多個通道數(shù)據(jù)輸出信號一一對應連接，
所述多通道NCO產(chǎn)生模塊輸出端與第一級復數(shù)調(diào)制和累加處理模塊輸入端連接。 如圖4可見，本實用新型提出的另一種多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)，包括數(shù) 據(jù)并串轉(zhuǎn)換處理模塊、第一級內(nèi)插濾波器組、多通道NC0產(chǎn)生模塊、第一級復 數(shù)調(diào)制和信號累加處理模塊、第二級內(nèi)插濾波器組、第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊、 第三級正交調(diào)制處理模塊、增益調(diào)節(jié)模塊、本振抑制模塊，所述數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn)換 處理模塊依次通過第一級內(nèi)插濾波器組、第一級復數(shù)調(diào)制和信號累加處理模塊、 第二級內(nèi)插濾波器組、第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊、第三級正交調(diào)制處理模塊、 增益調(diào)節(jié)模塊與本振抑制模塊輸入端連接，所述數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn)換處理模塊與多個 通道數(shù)據(jù)輸出信號連接。在圖4提出的數(shù)字上變頻子系統(tǒng)中對多通道數(shù)據(jù)輸出 信號，即數(shù)據(jù)通道l、數(shù)據(jù)通道2、…數(shù)據(jù)通道N并行輸出的I、 Q數(shù)據(jù)進行了 數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn)換處理，將輸出的并行數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為串行的I、 Q數(shù)據(jù)流，這樣，就 可以使用同一個內(nèi)插濾波器組完成對N通道I、Q數(shù)據(jù)的內(nèi)插和濾波處理。因此， 這樣的處理方式，提高了第一級內(nèi)插濾波器組的使用率，從而節(jié)約了資源利用。 如圖3或圖4所示，本實用新型提出的2種多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)，還 包括2個單通道NC0產(chǎn)生模塊，其中，單通道NCO產(chǎn)生模塊I的輸出端與第二 級復數(shù)調(diào)制處理模塊的輸入端連接，單通道NC0產(chǎn)生模塊II的輸出端與第三級 正交調(diào)制處理模塊的輸入端連接；所述第一級內(nèi)插濾波器組或第二級內(nèi)插濾波 器組由一個、兩個或三個內(nèi)插濾波器組成；所述內(nèi)插濾波器是FIR、 IIR、 CIC 或半帶內(nèi)插濾波器；
如圖5所示，所述第一級復數(shù)調(diào)制和信號累加處理模塊包括多個調(diào)制累加 模塊，所述調(diào)制累加模塊包括NCO信號延時處理模塊，內(nèi)插濾波器后I、 Q信號 延時處理模塊，乘法器，混頻后I、 Q信號延時處理模塊，累加器和累加后I、 Q 信號延時處理模塊；所述多通道NC0產(chǎn)生模塊與多個調(diào)制累加模塊的NCO信號 延時處理模塊，乘法器，混頻后I、 Q信號延時處理模塊，累加器與累加后I、 Q 信號延時處理模塊依次連接；所述第一級內(nèi)插濾波器組與多個調(diào)制累加模塊的 I、 Q信號延時處理模塊，乘法器，混頻后I、 Q信號延時處理模塊，加法器與累 加后I、 Q信號延時處理模塊依次連接；所述前一調(diào)制累加模塊中的累加后I、 Q信號延時處理模塊與后一調(diào)制累加模塊中的累加器連接。采用了鏈式級聯(lián)的乘 累加處理方式，克服了傳統(tǒng)的加法樹結(jié)構(gòu)的進位鏈過長的缺點，保證了系統(tǒng)的 設(shè)計瓶頸不會出現(xiàn)在累加處理上。而且，該處理方式也充分利用了每個器件的 資源，如乘法器、加法器等，大大提高了系統(tǒng)的資源利用率。
如圖6所示，第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊包括4個乘法器和2個加法器，所 述4乘法器分別與第二級內(nèi)插濾波器組的I、 Q信號輸出端和單通道NCO產(chǎn)生模 塊I連接，其中2個乘法器輸出端并連在一加法器上，另外2個乘法器輸出端 并連在另一加法器上；所述第三級正交調(diào)制處理模塊包括2個乘法器和1個減 法器，所述2乘法器之間并連有減法器、單通道NCO產(chǎn)生模塊II。所述第三級 正交調(diào)制處理模塊的一乘法器的輸入端與第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊的一加法器 輸出端連接，所述第三級正交調(diào)制處理模塊的另一乘法器的輸入端與第二級復 數(shù)調(diào)制處理模塊的另一加法器輸出端連接。
結(jié)合圖l、圖3、圖5所示，基于數(shù)字中頻技術(shù)的本多載波低中頻信號發(fā)生 器的多載波低中頻信號發(fā)生方法，包括以下步驟
(1) 基帶I、 Q信號發(fā)生器輸出零中頻I、 Q信號到多載波數(shù)字上變頻子系 統(tǒng)，多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)對基帶I、 Q信號發(fā)生器產(chǎn)生的基帶信號進行內(nèi)插、 濾波、混頻和調(diào)制處理，將基帶信號搬移到不同的頻率點上，輸出不同頻點的 多載波數(shù)字中頻信號到D/A轉(zhuǎn)換器
(2) D/A轉(zhuǎn)換器對數(shù)字中頻信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，輸出模擬中頻信號到 射頻子系統(tǒng)，射頻子系統(tǒng)對模擬信號進行處理輸出帶寬適中的寬帶模擬中頻信 號；
所述步驟(1)中多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)對基帶I、 Q信號發(fā)生器產(chǎn)生的 基帶信號進行內(nèi)插、濾波、混頻和調(diào)制處理，將基帶信號搬移到不同的頻率點 上，輸出不同頻點的多載波數(shù)字中頻信號到D/A轉(zhuǎn)換器，包括以下步驟
(A) 基帶I、 Q信號發(fā)生器的多個通道數(shù)據(jù)輸出端輸出I、 Q數(shù)據(jù)到第一級 內(nèi)插濾波器組進行數(shù)據(jù)內(nèi)插和濾波處理；
(B) 內(nèi)插濾波后的數(shù)據(jù)和多通道NC0產(chǎn)生模塊生成的本振信號一并送入到 第一級復數(shù)調(diào)制和信號累加處理模塊進行第一級混頻、調(diào)制處理及累加運算， 其過程是多通道NC0產(chǎn)生模塊輸出的cos和sin信號本振信號經(jīng)過NC0信號 延時處理模塊進行N (其中N是根據(jù)具體需要進行設(shè)置，例如N=l 16)個 clk周期延遲處理，第一級內(nèi)插濾波后的I、 Q數(shù)據(jù)經(jīng)過I、 Q信號延時處理模塊進行M (其中M是根據(jù)具體需要進行設(shè)置，例如M=l 16)個clk周期延遲處 理，經(jīng)過延遲處理后的本振信號和I、 Q數(shù)據(jù)信號分別輸入到乘法器進行混頻處 理，混頻處理后再經(jīng)過混頻后I、 Q信號延時處理模塊進行P (其中P是根據(jù)具 體需要進行設(shè)置，例如P二l 16)個elk周期延遲處理后送入到加法器，同 時，后一級的加法器的另一個端口接受來自前一級的累加和結(jié)果，最后一級輸
出經(jīng)過調(diào)制后的信號累加，累加后輸出經(jīng)過調(diào)制后的信號；從圖6可以看出，
采用了鏈式級聯(lián)的乘累加處理方式，克服了傳統(tǒng)的加法樹結(jié)構(gòu)的進位鏈過長的 缺點，保證了系統(tǒng)的設(shè)計瓶頸不會出現(xiàn)在累加處理上。而且，該處理方式，也 充分利用了每個器件的資源，如乘法器、加法器等，大大提高了系統(tǒng)的資源利 用率。
(C) 累加后的I、 Q數(shù)據(jù)輸入到第二級內(nèi)插濾波器組進行第二級的內(nèi)插和 濾波處理，內(nèi)插濾波后的I、 Q數(shù)據(jù)再輸入到第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊以及第三 級正交調(diào)制處理模塊進行第二級復數(shù)調(diào)制處理以及第三級正交調(diào)制處理；所述 第二級復數(shù)調(diào)制處理是I、 Q數(shù)據(jù)先后經(jīng)過4次乘法和2次累加處理；I、 Q數(shù)據(jù) 的復數(shù)調(diào)制是通過第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊的乘法器和累加器進行4次乘法和 兩次累加處理，復數(shù)調(diào)制后的信號再通過第三級正交調(diào)制處理模塊進行正交調(diào) 制，最后輸出調(diào)制后的信號，采用兩級調(diào)制，可以很好的抑制負頻鏡像。此外， 由于經(jīng)過調(diào)制后的信號一般要送入到D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器進行數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，而D/A 一般具有正交調(diào)制處理，所以，可以將本實用新型中的正交調(diào)制處理進行旁路 處理，直接利用D/A中的正交調(diào)制處理也可以實現(xiàn)類似的功能。
(D) 經(jīng)過調(diào)制后的信號經(jīng)過增益調(diào)節(jié)模塊，輸出符合系統(tǒng)增益要求的I、 Q 信號，最后，I、 Q信號再經(jīng)過本振抑制處理模塊進行直流本振泄漏以及載波泄 漏的抑制，輸出最終的調(diào)制信號。
結(jié)合圖l、圖4、圖5、圖6所示，基于數(shù)字中頻技術(shù)的本多載波低中頻信 號發(fā)生器的另一種多載波低中頻信號發(fā)生方法，包括以下步驟
(1) 基帶I、 Q信號發(fā)生器輸出零中頻I、 Q信號到多載波數(shù)字上變頻子系 統(tǒng)，多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)對基帶I、 Q信號發(fā)生器產(chǎn)生的基帶信號進行內(nèi)插、 濾波、混頻和調(diào)制處理，將基帶信號搬移到不同的頻率點上，輸出不同頻點的 多載波數(shù)字中頻信號到D/A轉(zhuǎn)換器
(2) D/A轉(zhuǎn)換器對數(shù)字中頻信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，輸出模擬低中頻信號； 所述步驟(1)中多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)對基帶I、 Q信號發(fā)生器產(chǎn)生的基帶信號進行內(nèi)插、濾波、混頻和調(diào)制處理，將基帶信號搬移到不同的頻率點 上，輸出不同頻點的多載波數(shù)字中頻信號到D/A轉(zhuǎn)換器，包括以下步驟
(a) 基帶I、 Q信號發(fā)生器的多個通道數(shù)據(jù)輸出端并行輸出I、 Q數(shù)據(jù)到數(shù) 據(jù)并串轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn)換模塊將并行輸入的I、 Q數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)流， 串行數(shù)據(jù)經(jīng)過第一級內(nèi)插濾波器組進行數(shù)據(jù)內(nèi)插和濾波處理；
(b) 內(nèi)插濾波后的數(shù)據(jù)和多通道NC0產(chǎn)生模塊生成的本振信號一并送入到 第一級復數(shù)調(diào)制和信號累加處理模塊進行第一級混頻、調(diào)制處理及累加運算， 其過程是多通道NC0產(chǎn)生模塊輸出的cos和sin信號本振信號經(jīng)過NC0信號 延時處理模塊進行N (其中N是根據(jù)具體需要進行設(shè)置，例如N=l 16)個 clk周期延遲處理，第一級內(nèi)插濾波后的I、 Q數(shù)據(jù)經(jīng)過I、 Q信號延時處理模塊 進行M (其中M是根據(jù)具體需要進行設(shè)置，例如M=l 16)個clk周期延遲處 理，經(jīng)過延遲處理后的本振信號和I、 Q數(shù)據(jù)信號分別輸入到乘法器進行混頻處 理，混頻處理后再經(jīng)過混頻后I、 Q信號延時處理模塊進行P (其中P是根據(jù)具 體需要進行設(shè)置，例如P = l 16)個elk周期延遲處理后送入到加法器，同 時，后一級的加法器的另一個端口接受來自前一級的累加和結(jié)果，最后一級輸
出經(jīng)過調(diào)制后的信號累加，累加后輸出經(jīng)過調(diào)制后的信號；
(c) 累加后的I、 Q數(shù)據(jù)輸入到第二級內(nèi)插濾波器組進行第二級的內(nèi)插和 濾波處理，內(nèi)插濾波后的I、 Q數(shù)據(jù)再輸入到第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊以及第三 級正交調(diào)制處理模塊進行第二級復數(shù)調(diào)制處理以及第三級正交調(diào)制處理'；所述 第二級復數(shù)調(diào)制處理是I、 Q數(shù)據(jù)先后經(jīng)過4次乘法和2次累加處理；I、 Q數(shù)據(jù) 的復數(shù)調(diào)制是通過第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊的乘法器和累加器進行4次乘法和 兩次累加處理，復數(shù)調(diào)制后的信號再通過第三級正交調(diào)制處理模塊進行正交調(diào) 制，最后輸出調(diào)制后的信號，采用兩級調(diào)制，可以很好的抑制負頻鏡像。此外， 由于經(jīng)過調(diào)制后的信號一般要送入到D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器進行數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，而D/A 一般具有正交調(diào)制處理，所以，可以將本實用新型中的正交調(diào)制處理進行旁路 處理，直接利用D/A中的正交調(diào)制處理也可以實現(xiàn)類似的功能。
(d) 經(jīng)過調(diào)制后的信號經(jīng)過增益調(diào)節(jié)模塊，輸出符合系統(tǒng)增益要求的I、 Q 信號，最后，I、 Q信號再經(jīng)過本振抑制處理模塊進行直流本振泄漏以及載波泄 漏的抑制，輸出最終的調(diào)制信號。
在多載波上變頻子系統(tǒng)中，為了提高并行輸入數(shù)據(jù)的傳輸速率，需要采用 數(shù)據(jù)內(nèi)插處理，但內(nèi)插會引入鏡像成分，需要進行濾波。對應高倍數(shù)的內(nèi)插處理，為了降低濾波器設(shè)計的難度，節(jié)約器件資源， 一般要采用多級內(nèi)插濾波器 級聯(lián)實現(xiàn)。系統(tǒng)中的第一級內(nèi)插濾波器組和第二級內(nèi)插濾波器組一般都是由一 個或兩個內(nèi)插濾波器組成，特殊情況下，會采用三個內(nèi)插濾波器來構(gòu)成內(nèi)插濾
波器組。其中，內(nèi)插濾波器可以為FIR、 IIR以及CIC、半帶內(nèi)插濾波器等。如 系統(tǒng)第一級內(nèi)插_需要實現(xiàn)16倍數(shù)據(jù)內(nèi)插處理，可以采用CIC內(nèi)插4倍和FIR內(nèi) 插4倍來實現(xiàn)，可以采用直接利用FIR實現(xiàn)內(nèi)插16倍處理，也可以采用半帶濾 波器內(nèi)插2倍、CIC內(nèi)插2倍以及FIR內(nèi)插4倍來實現(xiàn)。
在傳統(tǒng)的多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)中，累加和在最后一級進行，由于數(shù)字 上變頻處理之后，最后輸出的數(shù)據(jù)速率很高，這樣，累加處理需要加法樹來支 持，需要較多的資源，而如果在低速情況下進行累加處理，可以采用時分復用 的處理方式來節(jié)約資源。本實用新型將多通道信號累加處理模塊放置在第一級 內(nèi)插和復數(shù)調(diào)制處理模塊之后，這樣，由于經(jīng)過第一級內(nèi)插濾波，數(shù)據(jù)速率不 是很高，這樣，就可以采用時分復用資源的方式來實現(xiàn)累加運算，而無需傳統(tǒng) 的加法樹架構(gòu)來實現(xiàn)求和處理，可以大大節(jié)約資源。累加之后的數(shù)據(jù)和包含了 每一個通道的數(shù)據(jù)，后續(xù)的內(nèi)插和調(diào)制處理，相當于對一個通道的信號進行處 理，經(jīng)過累加求和模塊，己經(jīng)將多通道的數(shù)字上變頻處理轉(zhuǎn)換為單通道的上變 頻處理，簡化了后續(xù)內(nèi)插濾波和調(diào)制處理。
多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)，為了進一步優(yōu)化設(shè)計，提高資源的復用率，將 第一級復數(shù)調(diào)制處理模塊以及多通道信號累加處理模塊結(jié)合起來，利用一種比 較特殊的結(jié)構(gòu)形式來實現(xiàn)，以達到在進行復數(shù)調(diào)制的同時，對調(diào)制信號進行累 加處理，最后即可輸出經(jīng)過調(diào)制后的信號累加和結(jié)果。
在多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)中，對調(diào)制后的輸出的信號進行增益調(diào)節(jié)和控 制，以滿足系統(tǒng)設(shè)計中對信號輸入、輸出增益的控制要求。增益調(diào)節(jié)模塊開放 了一些用戶接口，以使得用戶能夠根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求，任意的修改系統(tǒng)增益。
多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)的本振抑制模塊抑制實現(xiàn)抵消上變頻處理，由于 設(shè)計處理等所引入的直流信號以及載波泄漏信號，提高系統(tǒng)性能。在數(shù)字上變 頻處理中，不可避免會引入直流信號，可以采用"對稱舍入"處理方法來抑制 直流泄漏，也可以采用直流濾波的方法實現(xiàn)對直流的抑制，還可以采用其他的 方法來進行直流的抑制，如求取信號的均值，對信號進行補償處理。而且，在 多載波上變頻子系統(tǒng)中，每個頻點對應的載波泄漏也會對系統(tǒng)性能帶來較大的 影響，所以，需要對載波泄漏信號進行抑制處理，以減小載波泄漏對其他通道的干擾。
本實用新型所提出的多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)可以利用CPLD、 FPGA、 EPLD、 DSP等可編程邏輯器件來實現(xiàn)，也可使用專用ASIC芯片來實現(xiàn)。
本實用新型可以應用于GSM、 CDMA、 WCDMA、 TD-SCDMA、 CDMA2000等通信體 制系統(tǒng)中。
如上所述，便可較好地實現(xiàn)本實用新型，上述實施例為本實用新型較佳的 實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未 背離本實用新型的精祌實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、多載波低中頻信號發(fā)生器，其特征在于包括PC機及其分別連接的基帶I、Q信號發(fā)生器與多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)、D/A轉(zhuǎn)換器、時鐘子系統(tǒng)、微芯片控制子系統(tǒng)，且所述基帶I、Q信號發(fā)生器還與多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)、D/A轉(zhuǎn)換器依次連接；所述時鐘子系統(tǒng)還與基帶I、Q信號發(fā)生及多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)、D/A轉(zhuǎn)換器、時鐘子系統(tǒng)、微芯片控制子系統(tǒng)同時連接；所述微芯片控制子系統(tǒng)還與基帶I、Q信號發(fā)生器及多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)、D/A轉(zhuǎn)換器、時鐘子系統(tǒng)同時連接；所述D/A轉(zhuǎn)換器設(shè)有多載波低中頻信號輸出端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述多載波低中頻信號發(fā)生器，其特征在于所述基帶 I、 Q信號發(fā)生器包括依次連接的協(xié)議解析器、信號發(fā)生器和脈沖成型濾波器； 所述脈沖成型濾波器設(shè)有基帶I、 Q信號輸出端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述多載波低中頻信號發(fā)生器，其特征在于所述多載 波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)包括多個第一級內(nèi)插濾波器組、多通道NC0產(chǎn)生模塊、第 一級復數(shù)調(diào)制和信號累加處理模塊、第二級內(nèi)插濾波器組、第二級復數(shù)調(diào)制處 理模塊、第三級正交調(diào)制處理模塊、增益調(diào)節(jié)模塊、本振抑制模塊、單通道NC0 產(chǎn)生模塊I、單通道NCO產(chǎn)生模塊II，所述多個第一級內(nèi)插濾波器組的輸入端與 所述基帶I、 Q信號發(fā)生器的多個通道數(shù)據(jù)輸出端一一對應連接，所述多個第一 級內(nèi)插濾波器組輸出端分別依次通過第一級復數(shù)調(diào)制和信號累加處理模塊、第 二級內(nèi)插濾波器組、第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊、第三級正交調(diào)制處理模塊、增 益調(diào)節(jié)模塊與本振抑制模塊的輸入端連接，所述多通道NC0產(chǎn)生模塊輸出端與 第一級復數(shù)調(diào)制和累加處理模塊輸入端連接；所述單通道NC0產(chǎn)生模塊I的輸 出端與第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊的輸入端連接，所述單通道NC0產(chǎn)生模塊II的輸出端與第三級正交調(diào)制處理模塊的輸入端連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述多載波低中頻信號發(fā)生器，其特征在于所述多載 波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn)換處理模塊、第一級內(nèi)插濾波器組、多通 道NC0產(chǎn)生模塊、第一級復數(shù)調(diào)制和信號累加處理模塊、第二級內(nèi)插濾波器組、 第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊、第三級正交調(diào)制處理模塊、增益調(diào)節(jié)模塊、本振抑 制模塊、單通道NCO產(chǎn)生模塊I、單通道NCO產(chǎn)生模塊II，所述數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn)換處 理模塊輸入端與所述基帶I、 Q信號發(fā)生器的多個通道數(shù)據(jù)輸出端連接；所述數(shù) 據(jù)并串轉(zhuǎn)換處理模塊的輸出端依次通過第一級內(nèi)插濾波器組、第一級復數(shù)調(diào)制和信號累加處理模塊、第二級內(nèi)插濾波器組、第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊、第三級正交調(diào)制處理模塊、增益調(diào)節(jié)模塊與本振抑制模塊輸入端連接；所述單通道 NC0產(chǎn)生模塊I的輸出端與第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊的輸入端連接，單通道NC0 產(chǎn)生模塊II的輸出端與第三級正交調(diào)制處理模塊的輸入端連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述多載波低中頻信號發(fā)生器，其特征在于所述 第一級復數(shù)調(diào)制和信號累加處理模塊包括多個調(diào)制累加模塊，所述調(diào)制累加模 塊包括NCO信號延時處理模塊，內(nèi)插濾波器后I、 Q信號延時處理模塊，乘法器， 混頻后I、 Q信號延時處理模塊，累加器和累加后I、 Q信號延時處理模塊；所 述多通道NC0產(chǎn)生模塊與多個調(diào)制累加模塊的NC0信號延時處理模塊，乘法器， 混頻后I、 Q信號延時處理模塊，累加器與累加后I、 Q信號延時處理模塊依次 連接；所述第一級內(nèi)插濾波器組與多個調(diào)制累加模塊的I、 Q信號延時處理模塊, 乘法器，混頻后I、 Q信號延時處理模塊，加法器與累加后I、 Q信號延時處理 模塊依次連接；所述前一調(diào)制累加模塊中的累加后I、 Q信號延時處理模塊與后 一調(diào)制累加模塊中的累加器連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述多載波低中頻信號發(fā)生器，其特征在于所述第一 級內(nèi)插濾波器組或第二級內(nèi)插濾波器組由一個、兩個或三個內(nèi)插濾波器組成； 所述內(nèi)插濾波器是FIR、 IIR、 CIC或半帶內(nèi)插濾波器；所述第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊包括4個乘法器和2個加法器，所述4個乘 法器分別與第二級內(nèi)插濾波器組的I、 Q信號輸出端和單通道NCO產(chǎn)生模塊I連 接，其中2個乘法器輸出端并連在一加法器上，另外2個乘法器輸出端并連在 另一加法器上； .所述第三級正交調(diào)制處理模塊包括2個乘法器和1個減法器，所述減法器、 單通道NC0產(chǎn)生模塊II并連在所述兩個乘法器之間；所述第三級正交調(diào)制處理 模塊的一乘法器的輸入端與第二級復數(shù)調(diào)制處理模塊的一加法器輸出端連接， 所述第三級正交調(diào)制處理模塊的另一乘法器的輸入端與第二級復數(shù)調(diào)制處理模 塊的另一加法器輸出端連接。
專利摘要本實用新型公開一種多載波低中頻信號發(fā)生器，包括PC機及其分別連接的基帶I、Q信號發(fā)生器與多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)、D/A轉(zhuǎn)換器、時鐘子系統(tǒng)、微芯片控制子系統(tǒng)，且所述基帶I、Q信號發(fā)生器還與多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)、D/A轉(zhuǎn)換器依次連接；時鐘子系統(tǒng)還與基帶I、Q信號發(fā)生及多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)、D/A轉(zhuǎn)換器、時鐘子系統(tǒng)、微芯片控制子系統(tǒng)同時連接；微芯片控制子系統(tǒng)還與基帶I、Q信號發(fā)生器及多載波數(shù)字上變頻子系統(tǒng)、D/A轉(zhuǎn)換器、時鐘子系統(tǒng)同時連接；D/A轉(zhuǎn)換器設(shè)有多載波低中頻信號輸出端。本多載波信號發(fā)生器的性能及可行性好，系統(tǒng)靈活性和可擴展性強，易于實現(xiàn)小型化、低功耗的多載波低中頻信號發(fā)生器。
文檔編號H04J11/00GK201226530SQ20082004981
公開日2009年4月22日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者張遠見, 胡應添 申請人:京信通信系統(tǒng)(中國)有限公司