專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基站的基帶接收機(jī)的信號(hào)處理方法及基帶接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)中基站的基帶 接收機(jī)及其信號(hào)處理方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字通信的基帶接收機(jī)，其目的是完成所接收的基帶信號(hào)的處理，從中獲取解調(diào) 后的數(shù)據(jù)信號(hào)。無(wú)論射頻前端采用何種方案，通常來(lái)說(shuō)，基帶部分的信號(hào)處理包括四個(gè)基本 步驟成形濾波、位同步、解調(diào)、幀同步。典型的基于TDMA技術(shù)和相移鍵控調(diào)制技術(shù)的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)是TETRA數(shù)字無(wú) 線(xiàn)集群系統(tǒng)。TETRA系統(tǒng)采用pi/4DQPSK的調(diào)制方式，采用TDMA/FDMA的多址方式?，F(xiàn)有技 術(shù)下，TETRA基站的基帶信號(hào)處理方式如圖1所示為多倍過(guò)采樣的信號(hào)經(jīng)過(guò)平方根升余弦 濾波器101后；由位同步裝置102來(lái)提取成單倍的同步信號(hào)；再經(jīng)過(guò)pi/4DQPSK解調(diào)器103 來(lái)還原成數(shù)據(jù)碼序列；最后由幀同步模塊104來(lái)恢復(fù)數(shù)據(jù)的幀結(jié)構(gòu)?；疚煌降闹饕δ苁菑倪^(guò)采樣的信號(hào)中選擇碼間干擾最小的一路用作數(shù)據(jù) 解調(diào)。幀同步的主要功能，是從前端解調(diào)得到的碼序列中，識(shí)別出上行鏈路的訓(xùn)練序列，并 根據(jù)此訓(xùn)練序列來(lái)確定對(duì)應(yīng)幀的數(shù)據(jù)格式。現(xiàn)有技術(shù)下，在TDMA系統(tǒng)中，幀同步相對(duì)比較容易，一般采用根據(jù)接收解調(diào)碼序 列和訓(xùn)練序列之間的漢明距離來(lái)進(jìn)行判決的方法。而位同步往往采用平方法。在信噪比較高和衰落不明顯的條件下，平方法有很好的性能。然而，在無(wú)線(xiàn)集群通 信的環(huán)境中，有時(shí)會(huì)有信噪比不高或者衰落較深的情況發(fā)生。在信噪比不高和深衰落的條 件下，平方法的性能下降將導(dǎo)致定時(shí)錯(cuò)誤的概率增加，進(jìn)而直接導(dǎo)致虛假同步和同步丟失 的概率大大增加。平方法性能下降的主要原因是平方法需要較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行累積才能達(dá)到 較好性能，但是深衰落的環(huán)境使得長(zhǎng)時(shí)間累積達(dá)不到預(yù)想的效果，甚至?xí)?lái)錯(cuò)誤，從而造 成基站接收性能的降低。采用漢明距離計(jì)算的幀同步方法，也存在缺陷。由于信號(hào)的解調(diào)過(guò)程存在信息的 損傷，會(huì)丟失信號(hào)的部分信息，因此不是最佳的同步判決方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于TDMA技術(shù)和相移鍵控調(diào)制技術(shù)的數(shù) 字移動(dòng)通信系統(tǒng)中基站的基帶接收機(jī)的信號(hào)處理方法，能夠克服平方法位同步和漢明距離 計(jì)算法幀同步的不足，保證基帶接收機(jī)穩(wěn)定和精確地接收信號(hào)。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù) 方案它包括以下步驟1-1)、對(duì)多倍過(guò)采樣的信號(hào)流進(jìn)行濾波；1-2)、將濾波后的多倍過(guò)采樣信號(hào)流轉(zhuǎn)換為多路并行的單倍采樣信號(hào)流；1-3)、對(duì)每一路單倍采樣信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)，得到各路解調(diào)碼序列；1-4)、將各路解調(diào)碼序列按照順序進(jìn)行存儲(chǔ)；
所述信號(hào)處理方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行代價(jià)函數(shù)計(jì)算和同步判決，包括以下步驟1-5-1)、對(duì)于多路并行的單倍采樣信號(hào)流，計(jì)算每一路單倍采樣信號(hào)流中每個(gè)未 解調(diào)符號(hào)的相位值；1-5-2)、計(jì)算每一路單倍采樣信號(hào)流中每?jī)蓚€(gè)相鄰的未解調(diào)符號(hào)的相位差值，并 將相位差值存儲(chǔ)到相應(yīng)路的相位差存儲(chǔ)器中；1-5-3)、將每一路相位差存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行代價(jià)函數(shù)計(jì)算；1-5-4)、對(duì)多路并行的所有所述代價(jià)函數(shù)計(jì)算值進(jìn)行同步判決，獲得幀同步標(biāo)志 和位同步標(biāo)志。所述信號(hào)處理方法根據(jù)同步判決的輸出，在所存儲(chǔ)的各路解調(diào)碼序列中選擇一 路，并恢復(fù)幀結(jié)構(gòu)。所述未解調(diào)符號(hào)，是指發(fā)射機(jī)端的調(diào)制符號(hào)，調(diào)制到載頻進(jìn)行傳播后，經(jīng)接收機(jī)射 頻前端處理，尚未由解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)前符號(hào)。本發(fā)明提供了一種以采用每一路單倍采樣信號(hào)流的解調(diào)前數(shù)據(jù)向量與訓(xùn)練序列 向量之間的距離作為代價(jià)函數(shù)，判決代價(jià)函數(shù)最小的一路為位同步的標(biāo)志，對(duì)應(yīng)的解調(diào)前 符號(hào)為幀同步的標(biāo)志，并根據(jù)判決來(lái)完成解調(diào)碼序列的最終選擇和幀結(jié)構(gòu)恢復(fù)的基帶信號(hào) 處理的實(shí)現(xiàn)方法。由于分別在多路單倍采樣信號(hào)流上直接進(jìn)行代價(jià)函數(shù)計(jì)算和同步判決， 避免了由于位同步錯(cuò)誤造成的數(shù)據(jù)丟失，降低了幀同步的同步丟失概率，同時(shí)避免了解調(diào) 后受損信號(hào)進(jìn)行漢明距離計(jì)算而產(chǎn)生的虛假同步，從而顯著地提高了基帶接收機(jī)的性能。本發(fā)明所提供的信號(hào)處理方法還可同時(shí)采用以下進(jìn)一步的技術(shù)方案采用了以下方法進(jìn)行代價(jià)函數(shù)計(jì)算2-1)、將每一路相位差存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)與訓(xùn)練序列相鄰符號(hào)的相位差值數(shù)據(jù)逐個(gè) 進(jìn)行差分計(jì)算；2-2)、將差分計(jì)算值進(jìn)行平方；2-3)、將連續(xù)的差分及平方計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行累加，累加的次數(shù)為訓(xùn)練序列符號(hào)的 個(gè)數(shù)，累加的結(jié)果作為代價(jià)函數(shù)的計(jì)算值。所述同步判決是按以下方法完成的3-1)、對(duì)于多路并行的每一路單倍采樣信號(hào)流的代價(jià)函數(shù)計(jì)算值，與設(shè)定的幀同 步判決閾值進(jìn)行比較；3-2)、當(dāng)檢測(cè)到代價(jià)函數(shù)計(jì)算值小于幀同步判決閾值時(shí)，選取此時(shí)的未解調(diào)符號(hào) 為幀同步標(biāo)志；3-3)、在多路并行的代價(jià)函數(shù)計(jì)算值小于幀同步判決閾值的所有單倍采樣信號(hào)流 中，選取代價(jià)函數(shù)計(jì)算值最小的一路，作為位同步標(biāo)志。所述的代價(jià)函數(shù)計(jì)算和同步判決，可以在幀同步窗口信號(hào)的控制下進(jìn)行。幀同步窗口信號(hào)由幀同步窗口定時(shí)器提供。幀同步窗口定時(shí)器在一個(gè)時(shí)隙時(shí)鐘信 號(hào)的控制下，用計(jì)數(shù)定時(shí)的方法來(lái)獲得幀同步時(shí)間窗口的起始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻，并將此幀 同步時(shí)間窗口用信號(hào)的方式輸出。所述的代價(jià)函數(shù)計(jì)算和同步判決，如果在幀同步時(shí)間窗口內(nèi)未能來(lái)得及完成，則 不進(jìn)行同步判決，回到空閑狀態(tài)，等待下一個(gè)幀同步窗口信號(hào)。本發(fā)明另一個(gè)所要解決的技術(shù)方案是提供一種利用上述方法的基帶接收機(jī)。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案基帶接收機(jī)包括成形濾波器、解調(diào)器，所述基帶接收機(jī)還包 括1)、過(guò)采樣串并轉(zhuǎn)換裝置，所述過(guò)采樣串并轉(zhuǎn)換裝置將經(jīng)過(guò)所述成形濾波器之后 的串行多倍過(guò)采樣信號(hào)流，轉(zhuǎn)換成并行的多路單倍采樣信號(hào)流，并將這些單倍采樣信號(hào)流， 按照順序?qū)?yīng)地送交給后續(xù)的各路所述解調(diào)器，及各路未解調(diào)符號(hào)相位計(jì)算器；所述基帶接收機(jī)設(shè)有多路的所述解調(diào)器以分別處理所述多路單倍采樣信號(hào)流；2)、解調(diào)碼序列存儲(chǔ)器，所述解調(diào)碼序列存儲(chǔ)器用來(lái)按照順序存儲(chǔ)所有各路所述 解調(diào)器輸出的多路解調(diào)碼序列，交由多路選擇器去選擇最終的一路輸出；3)、多路的未解調(diào)符號(hào)相位計(jì)算器，所述多路未解調(diào)符號(hào)相位計(jì)算器，用來(lái)計(jì)算多 路并行的每一路單倍采樣信號(hào)流中每個(gè)未解調(diào)符號(hào)的相位值；4)、多路的相鄰符號(hào)相位差分裝置，所述多路相鄰符號(hào)相位差分裝置，用來(lái)計(jì)算多 路并行的每一路單倍采樣信號(hào)流中每?jī)蓚€(gè)相鄰未解調(diào)符號(hào)的相位差值；5)、多路的相位差存儲(chǔ)器，所述多路相位差存儲(chǔ)器，用來(lái)存儲(chǔ)所述多路相鄰符號(hào)相 位差分裝置所計(jì)算的相鄰未解調(diào)符號(hào)的相位差值；6)、多路的代價(jià)函數(shù)計(jì)算裝置，所述多路代價(jià)函數(shù)計(jì)算裝置，用來(lái)計(jì)算所述多路相 位差存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的每一路相位差數(shù)據(jù)的代價(jià)函數(shù)；7)、同步判決裝置，所述同步判決裝置基于所述各路代價(jià)函數(shù)計(jì)算裝置的計(jì)算值 來(lái)進(jìn)行幀同步和位同步的判決，輸出幀同步和位同步標(biāo)志；8)、多路選擇器，所述多路選擇器根據(jù)所述同步判決裝置輸出的位同步標(biāo)志，來(lái)選 擇所述解調(diào)碼序列存儲(chǔ)器中的多路解調(diào)碼序列之中的一路，并根據(jù)幀同步標(biāo)志來(lái)恢復(fù)幀結(jié) 構(gòu)，作為整個(gè)基帶接收機(jī)的數(shù)據(jù)輸出。所述的基帶接收機(jī)，還可以包括幀同步窗口定時(shí)器，所述幀同步窗口定時(shí)器用來(lái)根據(jù)TDMA突發(fā)結(jié)構(gòu)，估算出上行 TDMA突發(fā)到達(dá)的時(shí)間窗口，并據(jù)此提供幀同步窗口信號(hào)給所述各路代價(jià)函數(shù)計(jì)算裝置、同 步判決裝置；以及提供復(fù)位信號(hào)給所述解調(diào)碼序列存儲(chǔ)器。所述的幀同步時(shí)間窗口，其起始時(shí)刻，指的是發(fā)射距離離基站最近的移動(dòng)臺(tái)，在信 號(hào)處理時(shí)延最小的情況下，所發(fā)送的突發(fā)序列中包含的正常訓(xùn)練序列完整到達(dá)基站的時(shí) 刻；其結(jié)束時(shí)刻，指的是發(fā)射距離離基站最遠(yuǎn)的移動(dòng)臺(tái)，所發(fā)送的突發(fā)序列中包含的訓(xùn)練序 列完整到達(dá)基站，并經(jīng)歷最大時(shí)延的信號(hào)處理的時(shí)刻。由于采用本發(fā)明的上述技術(shù)方案，本發(fā)明能夠利用上述方法進(jìn)行信號(hào)處理。按照 本發(fā)明的闡述，經(jīng)過(guò)成形濾波器濾波之后的多倍過(guò)采樣信號(hào)流，不是經(jīng)過(guò)位同步來(lái)選定為 單獨(dú)的一個(gè)單倍采樣信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)和幀同步；而是由過(guò)采樣串并轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成多路的 單倍采樣信號(hào)流，每一路的單倍采樣信號(hào)流都經(jīng)歷一個(gè)解調(diào)的過(guò)程。每一路的單倍采樣信 號(hào)流的解調(diào)前數(shù)據(jù)向量與訓(xùn)練序列向量之間的距離作為代價(jià)函數(shù)，其代價(jià)函數(shù)計(jì)算值，交 由所述同步判決裝置來(lái)判決獲取最終的位同步標(biāo)志和幀同步標(biāo)志，再由所述多路選擇器根 據(jù)這個(gè)最終的位同步標(biāo)志來(lái)選擇所述解調(diào)碼序列存儲(chǔ)器內(nèi)所有按照順序的各路解調(diào)碼序 列中的一路，并根據(jù)幀同步標(biāo)志來(lái)恢復(fù)其幀結(jié)構(gòu)，作為整個(gè)基帶接收機(jī)的輸出數(shù)據(jù)。由此， 本發(fā)明利用解調(diào)之前的數(shù)據(jù)的相位信息進(jìn)行代價(jià)函數(shù)計(jì)算，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行同步的判 決，避免了由于位同步錯(cuò)誤造成的數(shù)據(jù)丟失，也降低了幀同步的同步丟失概率，使得判決位同步和幀同步的方法更易于實(shí)現(xiàn)，性能更好。此外，通過(guò)幀同步窗口定時(shí)器的采用，可以進(jìn) 一步降低幀同步的虛假同步概率。采用本發(fā)明，可以提高同步的精度，特別是克服了低信噪 比和深衰落條件下位同步的不穩(wěn)定性，從而保障接收機(jī)穩(wěn)定和精確地接收信號(hào)。在本發(fā)明中，由于幀同步窗口定時(shí)器的采用，不僅降低了幀同步的虛假同步概率， 同時(shí)代價(jià)函數(shù)的計(jì)算被限制在幀同步時(shí)間窗口內(nèi)進(jìn)行，這也很大程度上減少了代價(jià)函數(shù)計(jì) 算、判決的運(yùn)算量。本發(fā)明所述基帶接收機(jī)，包括構(gòu)成基帶接收機(jī)的成形濾波器、解調(diào)器、過(guò)采樣串并 轉(zhuǎn)換裝置、解調(diào)碼序列存儲(chǔ)器、未解調(diào)符號(hào)相位計(jì)算器、相鄰符號(hào)相位差分裝置、相位差 存儲(chǔ)器、代價(jià)函數(shù)計(jì)算裝置、幀同步窗口定時(shí)器、同步判決裝置和多路選擇器，都可以使用 FPGA、DSP等不同數(shù)字信號(hào)處理器件實(shí)現(xiàn)，并可以與采用不同實(shí)現(xiàn)方法的射頻前端電路配合 使用。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)下基帶接收機(jī)的原理框圖。圖2為本發(fā)明所述基帶接收機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖。圖3為本發(fā)明基帶信號(hào)處理方法的流程圖。圖4為計(jì)算代價(jià)函數(shù)并通過(guò)代價(jià)函數(shù)判決獲得同步輸出的流程圖。圖5為代價(jià)函數(shù)的具體計(jì)算步驟流程圖。圖6為對(duì)代價(jià)函數(shù)進(jìn)行同步判決的流程圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D2。以應(yīng)用于TETRA集群基站的基帶接收機(jī)為例，本發(fā)明所提供的基帶接收 機(jī)其組成包括平方根升余弦濾波器201、過(guò)采樣串并轉(zhuǎn)換裝置202、差分解調(diào)器203、解調(diào)碼 序列存儲(chǔ)器204、符號(hào)相位計(jì)算器205、相鄰符號(hào)相位差分裝置206、相位差存儲(chǔ)器207、代價(jià) 函數(shù)計(jì)算裝置208、幀同步窗口定時(shí)器209、同步判決裝置210以及多路選擇器211。所述平方根升余弦濾波器201負(fù)責(zé)將輸入的多倍過(guò)采樣信號(hào)流進(jìn)行成形濾波，其 后連接過(guò)采樣串并轉(zhuǎn)換裝置202。所述過(guò)采樣串并轉(zhuǎn)換裝置將串行的多倍過(guò)采樣信號(hào)流轉(zhuǎn) 換成多路并行的單倍采樣信號(hào)流，其后連接多路的差分解調(diào)器203和多路的符號(hào)相位計(jì)算 器205。每個(gè)差分解調(diào)器設(shè)有連接解調(diào)碼序列存儲(chǔ)器204的接口。各個(gè)符號(hào)相位計(jì)算器與對(duì) 應(yīng)的相鄰符號(hào)相位差分裝置206相連接。各個(gè)相鄰符號(hào)相位差分裝置與對(duì)應(yīng)的相位差存儲(chǔ) 器207相連接。各個(gè)相位差存儲(chǔ)器與對(duì)應(yīng)的代價(jià)函數(shù)計(jì)算裝置208相連接。所述幀同步窗 口定時(shí)器209在時(shí)隙時(shí)鐘觸發(fā)下工作，并設(shè)有與各路代價(jià)函數(shù)計(jì)算裝置、同步判決裝置210 的接口，以提供幀同步窗口信號(hào)；以及設(shè)有與解調(diào)碼序列存儲(chǔ)器的接口，以提供復(fù)位信號(hào)。 所述同步判決裝置設(shè)有分別連接幀同步窗口定時(shí)器、各路代價(jià)函數(shù)計(jì)算裝置、以及多路選 擇器211的接口。所述多路選擇器連接解調(diào)碼序列存儲(chǔ)器以及同步判決裝置，負(fù)責(zé)選擇并 輸出最終恢復(fù)幀結(jié)構(gòu)的解調(diào)碼序列。如圖3所示，基帶信號(hào)處理流程如下上述基帶接收機(jī)接收到多倍過(guò)采樣信號(hào)流301。本實(shí)施例中為16倍過(guò)采樣信號(hào)流。
所接收信號(hào)流首先經(jīng)過(guò)成形濾波302。本實(shí)施例中的成形濾波器為平方根升余弦 滾降成形濾波器。然后由過(guò)采樣串并轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換303。在本實(shí)施例中，串行的16倍過(guò)采 樣信號(hào)流被轉(zhuǎn)換成并行的16路單倍采樣信號(hào)流，按順序標(biāo)記為第1路到第16路。這些多路信號(hào)流分別被送進(jìn)后續(xù)的多個(gè)解調(diào)器進(jìn)行多路并行解調(diào)304。本實(shí)施例 中，這些解調(diào)器為pi/4DQPSK差分解調(diào)器。解調(diào)輸出的第1路到第16路解調(diào)碼序列，都存儲(chǔ)到解調(diào)碼序列存儲(chǔ)器305。由于 本發(fā)明所述的基帶接收機(jī)的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的是解調(diào)碼序列，相比于存儲(chǔ)解調(diào)之前的信號(hào)流， 所需要的存儲(chǔ)空間更小。計(jì)算代價(jià)函數(shù)，并通過(guò)代價(jià)函數(shù)判決獲得同步輸出306，得到幀同步標(biāo)志和位同步
標(biāo)志ο多路選擇器在接收到來(lái)自同步判決裝置的輸出后，根據(jù)位同步標(biāo)志從存儲(chǔ)在解調(diào) 碼序列存儲(chǔ)器中的16路解調(diào)碼序列中選擇一路，并根據(jù)幀同步標(biāo)志恢復(fù)幀結(jié)構(gòu)307。如圖4所示，計(jì)算代價(jià)函數(shù)并通過(guò)代價(jià)函數(shù)判決獲得同步輸出的方法包括以下步 驟步驟一，多路符號(hào)相位計(jì)算器對(duì)應(yīng)地接收到多路并行的單倍采樣信號(hào)流401后， 計(jì)算出每一路單倍采樣信號(hào)流中每個(gè)未解調(diào)符號(hào)的相位值402。本實(shí)施例中，單倍采樣信號(hào) 流為16路，因此符號(hào)相位計(jì)算器相應(yīng)也有16路。本實(shí)施例中，所選用的符號(hào)相位計(jì)算器為 坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算機(jī)，即CORDIC計(jì)算機(jī)；步驟二，各路符號(hào)相位計(jì)算器輸出的相位值在相鄰符號(hào)相位差分裝置中得到相鄰 未解調(diào)符號(hào)的相位差值403;步驟三，各路相位差存儲(chǔ)器存儲(chǔ)由相鄰符號(hào)相位差分裝置輸出的相位差404。步驟四，在幀同步窗口定時(shí)器提供的幀同步窗口信號(hào)控制下，各路代價(jià)函數(shù)計(jì)算 裝置讀取相位差存儲(chǔ)器中的相鄰符號(hào)相位差數(shù)值，與訓(xùn)練序列相鄰符號(hào)相位差進(jìn)行代價(jià)函 數(shù)的計(jì)算405。步驟五，在幀同步窗口定時(shí)器提供的幀同步窗口信號(hào)控制下，同步判決裝置對(duì)全 部16路代價(jià)函數(shù)計(jì)算裝置輸出的代價(jià)函數(shù)計(jì)算值進(jìn)行判決，獲得幀同步標(biāo)志和位同步標(biāo) 志 406。如圖5所示，代價(jià)函數(shù)的具體計(jì)算步驟如下幀同步窗口信號(hào)到達(dá)之前，代價(jià)函數(shù)計(jì)算裝置處于空閑狀態(tài)501 ；當(dāng)幀同步窗口 信號(hào)到達(dá)502后，代價(jià)函數(shù)計(jì)算裝置進(jìn)入工作狀態(tài)。在有新的相鄰符號(hào)相位差送入相位差存儲(chǔ)器中時(shí)503，代價(jià)函數(shù)計(jì)算裝置首先將 內(nèi)部的累加器清零504，然后讀取相位差存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的相鄰未解調(diào)符號(hào)相位差值，與訓(xùn)練 序列的相鄰符號(hào)相位差值之間進(jìn)行差分運(yùn)算505。對(duì)差分運(yùn)算的結(jié)果再進(jìn)行平方運(yùn)算，再將 此差分平方運(yùn)算值在累加器中累加506。再次讀取相位差存儲(chǔ)器中的下一個(gè)相鄰未解調(diào)符號(hào)相位差值，與訓(xùn)練序列的下一 個(gè)相鄰符號(hào)相位差值之間進(jìn)行差分運(yùn)算505。對(duì)差分運(yùn)算的結(jié)果平方后繼續(xù)累加入累加器 506。重復(fù)這個(gè)505、506過(guò)程直到整個(gè)訓(xùn)練序列的所有相鄰符號(hào)相位差值都被用盡507。當(dāng)訓(xùn)練序列的所有相鄰符號(hào)相位差值都被用盡507，代價(jià)函數(shù)計(jì)算裝置將累加器中的累加值作為代價(jià)函數(shù)的計(jì)算值輸出508。如果此時(shí)幀同步時(shí)間窗口結(jié)束509，則代價(jià)函數(shù)計(jì)算裝置回到空閑狀態(tài)501 ；如果 幀同步時(shí)間窗口還未結(jié)束，代價(jià)函數(shù)計(jì)算裝置重新檢查是否有新的相鄰符號(hào)相位差送入相 位差存儲(chǔ)器503，開(kāi)始計(jì)算下一個(gè)代價(jià)函數(shù)值。如圖6所示，同步判決裝置的工作流程為幀同步窗口信號(hào)到達(dá)之前，同步判決裝置處于空閑狀態(tài)601 ；當(dāng)幀同步窗口信號(hào) 到達(dá)602后，同步判決裝置進(jìn)入工作狀態(tài)。在輸入全部16路代價(jià)函數(shù)計(jì)算值603后，檢查是否有代價(jià)函數(shù)值小于設(shè)定的幀同 步門(mén)限值604。若沒(méi)有代價(jià)函數(shù)值符合條件，則判決裝置返回等待下一組16路新的代價(jià)函 數(shù)計(jì)算值；若有小于幀同步門(mén)限值的代價(jià)函數(shù)，則判決獲取幀同步，選取此時(shí)的未解調(diào)符號(hào) 為幀同步標(biāo)志605。幀同步獲取后，在所有小于幀同步門(mén)限值的代價(jià)函數(shù)值中，選取代價(jià)函數(shù)值最小 的一路作為位同步標(biāo)志606。向多路選擇器提供同步判決輸出607后，同步判決裝置回到空閑狀態(tài)601。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所述從具體實(shí)施例的角度對(duì)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)一步地披 露，其目的在于讓大家更容易了解本發(fā)明的內(nèi)容，但不代表本發(fā)明的實(shí)施方式和權(quán)利保護(hù) 局限于此。本發(fā)明保護(hù)范圍闡明于所附權(quán)利要求書(shū)中，凡是在本發(fā)明的宗旨之內(nèi)的顯而易 見(jiàn)的修改，亦應(yīng)歸于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
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權(quán)利要求
一種基于TDMA技術(shù)和相移鍵控調(diào)制技術(shù)的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)中基站的基帶接收機(jī)的信號(hào)處理方法，其特征在于它包括以下步驟1 1)、對(duì)多倍過(guò)采樣的信號(hào)流進(jìn)行濾波；1 2)、將濾波后的多倍過(guò)采樣信號(hào)流轉(zhuǎn)換為多路并行的單倍采樣信號(hào)流；1 3)、對(duì)每一路單倍采樣信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)，得到各路解調(diào)碼序列；1 4)、將各路解調(diào)碼序列按照順序進(jìn)行存儲(chǔ)；所述信號(hào)處理方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行代價(jià)函數(shù)計(jì)算和同步判決，包括以下步驟1 5 1)、對(duì)于多路并行的單倍采樣信號(hào)流，計(jì)算每一路單倍采樣信號(hào)流中每個(gè)未解調(diào)符號(hào)的相位值；1 5 2)、計(jì)算每一路單倍采樣信號(hào)流中每?jī)蓚€(gè)相鄰的未解調(diào)符號(hào)的相位差值，并將相位差值存儲(chǔ)到相應(yīng)路的相位差存儲(chǔ)器中；1 5 3)、將每一路相位差存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行代價(jià)函數(shù)計(jì)算；1 5 4)、對(duì)多路并行的所有所述代價(jià)函數(shù)計(jì)算值進(jìn)行同步判決，獲得幀同步標(biāo)志和位同步標(biāo)志。所述信號(hào)處理方法根據(jù)同步判決的輸出，在所存儲(chǔ)的各路解調(diào)碼序列中選擇一路，并恢復(fù)幀結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于TDMA技術(shù)和相移鍵控調(diào)制技術(shù)的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)中基 站的基帶接收機(jī)的信號(hào)處理方法，其特征在于它采用以下方法進(jìn)行代價(jià)函數(shù)計(jì)算2-1)、將每一路相位差存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)與訓(xùn)練序列相鄰符號(hào)的相位差值數(shù)據(jù)逐個(gè)進(jìn)行 差分計(jì)算；2-2)、將差分計(jì)算值進(jìn)行平方；2-3)、將連續(xù)的差分及平方計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行累加，累加的次數(shù)為訓(xùn)練序列符號(hào)的個(gè)數(shù)， 累加的結(jié)果作為代價(jià)函數(shù)的計(jì)算值。
3.如權(quán)利要求1所述的基于TDMA技術(shù)和相移鍵控調(diào)制技術(shù)的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)中基 站的基帶接收機(jī)的信號(hào)處理方法，其特征在于所述同步判決，是按以下方法完成判決3-1)、對(duì)于多路并行的每一路單倍采樣信號(hào)流的代價(jià)函數(shù)計(jì)算值，與設(shè)定的幀同步判 決閾值進(jìn)行比較；3-2)、當(dāng)檢測(cè)到代價(jià)函數(shù)計(jì)算值小于幀同步判決閾值時(shí)，判決幀同步已獲取，取此時(shí)的 未解調(diào)符號(hào)為幀同步標(biāo)志；3-3)、在所有代價(jià)函數(shù)計(jì)算值小于幀同步判決閾值的單倍采樣信號(hào)流中，選取代價(jià)函 數(shù)計(jì)算值最小的一路，作為位同步標(biāo)志。
4.如權(quán)利要求1、2、和3所述的基于TDMA技術(shù)和相移鍵控調(diào)制技術(shù)的數(shù)字移動(dòng)通信系 統(tǒng)中基站的基帶接收機(jī)的信號(hào)處理方法，其特征在于，所述的代價(jià)函數(shù)計(jì)算和同步判決，在 幀同步窗口信號(hào)的控制下進(jìn)行。
5.如權(quán)利要求4所述的基于TDMA技術(shù)和相移鍵控調(diào)制技術(shù)的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)中基 站的基帶接收機(jī)的信號(hào)處理方法，其特征在于幀同步窗口信號(hào)由幀同步窗口定時(shí)器提供； 幀同步窗口定時(shí)器在一個(gè)時(shí)隙時(shí)鐘信號(hào)的控制下，用計(jì)數(shù)定時(shí)的方法來(lái)獲得幀同步時(shí)間窗 口的起始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻，并將此幀同步時(shí)間窗口用信號(hào)的方式輸出。
6.如權(quán)利要求4所述的基于TDMA技術(shù)和相移鍵控調(diào)制技術(shù)的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)中基站的基帶接收機(jī)的信號(hào)處理方法，其特征在于，所述的代價(jià)函數(shù)計(jì)算和同步判決，如果在幀 同步時(shí)間窗口內(nèi)未能來(lái)得及完成，則不進(jìn)行同步判決，回到空閑狀態(tài)，等待下一個(gè)幀同步窗口信號(hào)。
7.利用權(quán)利要求1所述方法的基帶接收機(jī)，包括成形濾波器、解調(diào)器，其特征在于所述 基帶接收機(jī)還包括1)、過(guò)采樣串并轉(zhuǎn)換裝置，所述過(guò)采樣串并轉(zhuǎn)換裝置將經(jīng)過(guò)所述成形濾波器之后的串 行多倍過(guò)采樣信號(hào)流，轉(zhuǎn)換成并行的多路單倍采樣信號(hào)流，并將這些單倍采樣信號(hào)流，按照 順序?qū)?yīng)地送交給后續(xù)的各路所述解調(diào)器，及各路未解調(diào)符號(hào)相位計(jì)算器；所述基帶接收機(jī)設(shè)有多路的所述解調(diào)器以分別處理所述多路單倍采樣信號(hào)流；2)、解調(diào)碼序列存儲(chǔ)器，所述解調(diào)碼序列存儲(chǔ)器用來(lái)按照順序存儲(chǔ)所有各路所述解調(diào) 器輸出的多路解調(diào)碼序列，交由多路選擇器去選擇最終的一路輸出；3)、多路的未解調(diào)符號(hào)相位計(jì)算器，所述多路未解調(diào)符號(hào)相位計(jì)算器，用來(lái)計(jì)算多路并 行的每一路單倍采樣信號(hào)流中每個(gè)未解調(diào)符號(hào)的相位值；4)、多路的相鄰符號(hào)相位差分裝置，所述多路相鄰符號(hào)相位差分裝置，用來(lái)計(jì)算多路并 行的每一路單倍采樣信號(hào)流中每?jī)蓚€(gè)相鄰未解調(diào)符號(hào)的相位差值；5)、多路的相位差存儲(chǔ)器，所述多路相位差存儲(chǔ)器，用來(lái)存儲(chǔ)所述多路相鄰符號(hào)相位差 分裝置所計(jì)算的相鄰未解調(diào)符號(hào)的相位差值；6)、多路的代價(jià)函數(shù)計(jì)算裝置，所述多路代價(jià)函數(shù)計(jì)算裝置，用來(lái)計(jì)算所述多路相位差 存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的每一路相位差數(shù)據(jù)的代價(jià)函數(shù)；7)、同步判決裝置，所述同步判決裝置基于所述各路代價(jià)函數(shù)計(jì)算裝置的計(jì)算值來(lái)進(jìn) 行幀同步和位同步的判決，輸出幀同步和位同步標(biāo)志；8)、多路選擇器，所述多路選擇器根據(jù)所述同步判決裝置輸出的位同步標(biāo)志，來(lái)選擇所 述解調(diào)碼序列存儲(chǔ)器中的多路解調(diào)碼序列之中的一路，并根據(jù)幀同步標(biāo)志來(lái)恢復(fù)幀結(jié)構(gòu)， 作為整個(gè)基帶接收機(jī)的數(shù)據(jù)輸出。
8.如權(quán)利要求7所述的基帶接收機(jī)，其特征在于所述基帶接收機(jī)還包括幀同步窗口 定時(shí)器，所述幀同步窗口定時(shí)器用來(lái)根據(jù)TDMA突發(fā)結(jié)構(gòu)，估算出上行TDMA突發(fā)到達(dá)的時(shí)間 窗口，并據(jù)此提供幀同步窗口信號(hào)給所述各路代價(jià)函數(shù)計(jì)算裝置、同步判決裝置；以及提供 復(fù)位信號(hào)給所述解調(diào)碼序列存儲(chǔ)器。
全文摘要
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于TDMA技術(shù)和相移鍵控調(diào)制技術(shù)的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)中基站的基帶接收機(jī)的信號(hào)處理方法，能夠克服平方法位同步和漢明距離計(jì)算法幀同步的不足，保證基帶接收機(jī)穩(wěn)定和精確地接收信號(hào)。它包括濾波、轉(zhuǎn)換采樣信號(hào)流、對(duì)采樣信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)得到解調(diào)碼序列、將解調(diào)碼序列按順存儲(chǔ)等步驟；所述信號(hào)處理方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行代價(jià)函數(shù)計(jì)算和同步判決。本發(fā)明利用解調(diào)之前的數(shù)據(jù)的相位信息進(jìn)行代價(jià)函數(shù)計(jì)算，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行同步的判決，避免了由于位同步錯(cuò)誤造成的數(shù)據(jù)丟失，也降低了幀同步的同步丟失概率，使得判決位同步和幀同步的方法更易于實(shí)現(xiàn)，性能更好。
文檔編號(hào)H04L27/22GK101931594SQ20101014677
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者全大英, 廖科峰, 王強(qiáng) 申請(qǐng)人:東方通信股份有限公司