專利名稱：基于cdma2000連續(xù)載波的基站鎖定系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通訊領域，尤其是一種基于CDMA2000連續(xù)載波的基站鎖定系統(tǒng)及方法。
背景技術：
術語解釋
ADC (Analog-to-Digital Converter):模數(shù)轉換器；
CDMA (Wideband Code Division Multiple Access):碼分多址,是一種第三代無線通訊技術；DAC (Digital-to-Analog Converter):數(shù)模轉換器；
FPGA (Field Programmable Gate Array):現(xiàn)場可編程門陣列；
ICS(Interference Cancellation System):干擾抵消系統(tǒng);
CCS(CPICH Cancellation System):導頻抵消系統(tǒng);
PN 序列(Pseudo-noise Sequence):偽噪聲序列。日常應用時，在數(shù)字無線直放站中，由于接收信號不能進行篩選而同時被放大，從而影響通話和上網(wǎng)質量。普遍存在由基站選址而導致的導頻污染問題。現(xiàn)有方案主要是調(diào)整接收天線的方向和角度來避免多個功率接近的基站被同時放大，但是這樣效果有限而且會增加工程難度且降低產(chǎn)品應用的廣泛性。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述的技術問題，本發(fā)明的目的是提供一種有效增加無線產(chǎn)品覆蓋質量且降低施工難度的基于CDMA2000連續(xù)載波的基站鎖定系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的是提供一種處理流程簡單、處理效果理想的基于⑶MA2000連續(xù)載波的基站鎖定方法。為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是
基于CDMA2000連續(xù)載波的基站鎖定系統(tǒng)，包括模數(shù)轉換器，所述模數(shù)轉換器的輸出端依次連接有第一數(shù)字下變頻模塊、干擾抵消模塊、自動電平控制模塊，所述自動電平控制模塊的輸出端連接有四組結構相同的并聯(lián)支路，每一支路中依次連接有復數(shù)數(shù)字下變頻模塊、可調(diào)濾波器和復數(shù)數(shù)字上變頻模塊，所述各支路的并聯(lián)輸出端連接至第一導頻抵消模塊的輸入端，第一導頻抵消模塊的輸出端依次連接有第二導頻抵消模塊、第一數(shù)字上變頻模塊和數(shù)模轉換器，所述四組并聯(lián)支路中任選一條支路，被選支路中可調(diào)濾波器的另一輸出端還依次連接有CDMA2000導頻匹配濾波器和CDMA2000 Ix解調(diào)器，所述CDMA2000導頻匹配濾波器的另一輸出端與所述被選支路中復數(shù)數(shù)字上變頻模塊的另一輸入端連接，所述CDMA2000 Ix解調(diào)器輸出端分別與第一導頻抵消模塊、第二導頻抵消模塊的另一輸入端連接。
進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述第一導頻抵消模塊包括導頻發(fā)生器，導頻發(fā)生器的輸出端分別連接有第一信道估計模塊和第二信道估計模塊，所述第一信道估計模塊的輸出端與第一導頻抵消模塊的輸入端疊加相接輸出為第一接口，第一接口與第二信道估計模塊的輸出端疊加相接作為第一導頻抵消模塊的輸出端。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述導頻發(fā)生器中依次包含有導頻PN序列偏置號產(chǎn)生模塊和兩結構相同且并聯(lián)的導頻序列生成模塊,所述兩導頻序列生成模塊的輸出端分別與第一信道估計模塊、第二信道估計模塊的輸入端連接。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述第二導頻抵消模塊的結構與第一導頻抵消模塊的結構相同。進一步作為優(yōu)選的實施方式，在上述所有實施方式基礎上，所述被選支路中可調(diào)濾波器的輸出端還連接有頻偏校正模塊，所述頻偏校正模塊的輸出端與第一數(shù)字下變頻模 塊的另一輸入端連接?；贑DMA2000連續(xù)載波的基站鎖定方法，包括以下步驟
A、輸入信號經(jīng)過模數(shù)轉換器進行模數(shù)轉換；
B、經(jīng)過第一數(shù)字下變頻模塊下變頻到零頻，并濾波抽??；
C、經(jīng)過干擾抵消系統(tǒng)進行干擾抵消，防止自激；
D、經(jīng)過自動電平模塊進行電平控制，以保護功放；
E、進行復數(shù)下變頻，并選頻濾波和復數(shù)上變頻；
F、發(fā)送給基站鎖定模塊進行處理；
G、使信號上變頻至中頻信號；
H、經(jīng)過數(shù)模轉換變成模擬中頻信號；
I、經(jīng)過模擬混頻后發(fā)給功放放大輸出。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述步驟B中包括頻偏估計處理。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述步驟F中包括有根據(jù)接收的信號通過匹配濾波器實現(xiàn)小區(qū)搜索、根據(jù)CDMA2000 Ix解調(diào)器的輸出信號計算得出當前小區(qū)導頻PN序列的偏置值。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述步驟F中包括有生成相應的導頻序列，選取需要抑制的小區(qū)導頻序列與接收信號一起進行信道估計和對需要抑制的小區(qū)作導頻抑制處理。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明基于CDMA2000連續(xù)載波的基站鎖定系統(tǒng)可以把與目標基站信號接近的導頻功率降低，排除手機鎖定到非目標基站的可能性，同時也可能選擇自己想要的基站進行服務，以平衡基站的壓力。本發(fā)明的另一個有益效果是本發(fā)明基于CDMA2000連續(xù)載波的基站鎖定方法有效解決了多個功率接近的基站被同時放大的技術問題，減少施工難度，實用性好，具有良好的應用前景。


圖I是基于CDMA2000基站鎖定系統(tǒng)的結構框 圖2是圖I中第一導頻抵消模塊和第二導頻抵消模塊的結構圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步說明
參照圖1，基于CDMA2000連續(xù)載波的基站鎖定系統(tǒng)，包括模數(shù)轉換器，所述模數(shù)轉換器的輸出端依次連接有第一數(shù)字下變頻模塊、干擾抵消模塊、自動電平控制模塊，所述自動電平控制模塊的輸出端連接有四組結構相同的并聯(lián)支路，每一支路中依次連接有復數(shù)數(shù)字下變頻模塊、可調(diào)濾波器和復數(shù)數(shù)字上變頻模塊，所述各支路的并聯(lián)輸出端連接至第一導頻抵消模塊的輸入端，第一導頻抵消模塊的輸出端依次連接有第二導頻抵消模塊、第一數(shù)字上變頻模塊和數(shù)模轉換器，所述四組并聯(lián)支路中任選一條支路，被選支路中可調(diào)濾波器的另一輸出端還依次連接有CDMA2000導頻匹配濾波器和CDMA2000 Ix解調(diào)器，所述CDMA2000導頻匹配濾波器的另一輸出端與所述被選支路中復數(shù)數(shù)字上變頻模塊的另一輸入端連接，所述CDMA2000 Ix解調(diào)器輸出端分別與第一導頻抵消模塊、第二導頻抵消模塊的另一輸入端連接。 參考圖2，進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述第一導頻抵消模塊包括導頻發(fā)生器，導頻發(fā)生器的輸出端分別連接有第一信道估計模塊和第二信道估計模塊，所述第一信道估計模塊的輸出端與第一導頻抵消模塊的輸入端疊加相接輸出為第一接口，第一接口與第二信道估計模塊的輸出端疊加相接作為第一導頻抵消模塊的輸出端。參考圖2，進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述導頻發(fā)生器中依次包含有導頻PN序列偏置號產(chǎn)生模塊和兩結構相同且并聯(lián)的導頻序列生成模塊，所述兩導頻序列生成模塊的輸出端分別與第一信道估計模塊、第二信道估計模塊的輸入端連接。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述第二導頻抵消模塊的結構與第一導頻抵消模塊的結構相同。參考圖1，進一步作為優(yōu)選的實施方式，在上述所有實施方式基礎上，所述被選支路中可調(diào)濾波器的輸出端還連接有頻偏校正模塊，所述頻偏校正模塊的輸出端與第一數(shù)字下變頻模塊的另一輸入端連接?；贑DMA2000連續(xù)載波的基站鎖定方法，包括以下步驟
A、輸入信號經(jīng)過模數(shù)轉換器進行模數(shù)轉換；
B、經(jīng)過第一數(shù)字下變頻模塊下變頻到零頻，并濾波抽?。?br> C、經(jīng)過干擾抵消系統(tǒng)進行干擾抵消，防止自激；
D、經(jīng)過自動電平模塊進行電平控制，以保護功放；
E、進行復數(shù)下變頻，并選頻濾波和復數(shù)上變頻；
F、發(fā)送給基站鎖定模塊進行處理；
G、使信號上變頻至中頻信號；
H、經(jīng)過數(shù)模轉換變成模擬中頻信號；
I、經(jīng)過模擬混頻后發(fā)給功放放大輸出。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述步驟B中包括頻偏估計處理。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述步驟F中包括有根據(jù)接收的信號通過匹配濾波器實現(xiàn)小區(qū)搜索、根據(jù)CDMA2000 Ix解調(diào)器的輸出信號計算得出當前小區(qū)導頻PN序列的偏置值。
進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述步驟F中包括有生成相應的導頻序列，選取需要抑制的小區(qū)導頻序列與接收信號一起進行信道估計和對需要抑制的小區(qū)作導頻抑制處理。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明基于CDMA2000連續(xù)載波的基站鎖定系統(tǒng)可以把與目標基站信號接近的導頻功率降低，排除手機鎖定到非目標基站的可能性，同時也可能選擇自己想要的基站進行服務，以平衡基站的壓力。由圖I可知，天線接收到的信號，首先經(jīng)過射頻處理下變頻到中頻模擬信號，再經(jīng)過一個模數(shù)轉換器(ADC)，把模擬中頻信號轉換成數(shù)字中頻信號并送入FPGA，F(xiàn)PGA通過編程實現(xiàn)不同的功能，對信號進行處理，包括數(shù)字上下變頻，數(shù)字濾波，導頻抵消算法等功能，然后數(shù)模轉換器(DAC)把經(jīng)過FPGA處理的數(shù)字信號轉換成模擬中頻信號， 再經(jīng)過射頻處理，最后經(jīng)過功放發(fā)送出去。其中，F(xiàn)PGA內(nèi)部的處理模塊是整個系統(tǒng)的核心，包括頻偏校正，可調(diào)濾波器，匹配濾波器、導頻抵消，信道估計等。本方案的難點一是選頻濾波，CDMA載波通帶為I. 2288M，而過濾帶為I. 23M，且會出現(xiàn)連續(xù)載波的情況(例如北京是六載波)，所以直接做七通道的選頻濾波是不可能的。因此本方案設計了四通道的可調(diào)濾波器進行濾波，即不連續(xù)時最多同時出現(xiàn)四個載波，而連續(xù)時則切換其他濾波器，多余的通道就關閉，當七載波同時開時，就只有一個通道進行工作，這樣就可以把過濾帶做寬，從而實現(xiàn)選頻濾波，這也為導頻抵消(CCS)作好了準備。本方案的難點二是導頻抵消，由于本方案采用了先選帶后選頻的技術，所以七個載波當成一個帶來處理，那么相對于每個載波來說，是處于低中頻(中間載波除外)，也即導頻抵消是在中頻技術上實現(xiàn)。從接收天線接收到的信號，包括了多個不同基站的信號。在系統(tǒng)內(nèi)部有一個導頻發(fā)生器，可以產(chǎn)生與輸入信號相對應的導頻信號。我們首先根據(jù)接收的信號做小區(qū)搜索，找到當?shù)氐乃行^(qū)(假設為3個)。CDMA2000小區(qū)是依據(jù)其導頻PN序列的偏置值來區(qū)分的。小區(qū)搜索主要通過匹配濾波器實現(xiàn)，根據(jù)Ix導頻信道的結構設計匹配濾波器，獲取導頻相關峰，根據(jù)CDMA2000 Ix解調(diào)輸出計算得出當前小區(qū)導頻PN序列的偏置值。由于模塊跟基站存在著一定的頻偏，所以本方案設計了頻偏校正模塊以實現(xiàn)正確的解調(diào)。根據(jù)搜索出的小區(qū)，我們再生成相應的導頻序列，選取2個需要抑制的小區(qū)導頻序列和接收信號一起進行信道估計。我們將得出的本地導頻發(fā)生器信號進行信道的估計，求出信道的沖擊響應出，再經(jīng)過估計到的信道沖擊響應模擬出從輸入信號中要被抑制的導頻信號；然后接收信號同相減，得出差值，它的作用是不斷的調(diào)整信道沖擊響應的抽頭系數(shù)，令更加接近真實的信道。同時，也是經(jīng)過導頻抑制的信號，再由天線發(fā)射出去。算法原理
本軟件系統(tǒng)是利用直放站的發(fā)射信號與回聲信號之間的相關性，來分離目標基站信號和非目標基站信號。具體利用到LMS (Least Mean Square)算法。其算法核心可以歸結為如下幾條更新方程
把根據(jù)LMS算法的復數(shù)運算方程轉化成實數(shù)的形式，轉化后方程如下
抽頭輸入向量' I : 'M + 、期望信號
權利要求
1.基于CDMA2000連續(xù)載波的基站鎖定系統(tǒng)，其特征在于包括模數(shù)轉換器，所述模數(shù)轉換器的輸出端依次連接有第一數(shù)字下變頻模塊、干擾抵消模塊、自動電平控制模塊，所述自動電平控制模塊的輸出端連接有四組結構相同的并聯(lián)支路，每一支路中依次連接有復數(shù)數(shù)字下變頻模塊、可調(diào)濾波器和復數(shù)數(shù)字上變頻模塊，所述各支路的并聯(lián)輸出端連接至第一導頻抵消模塊的輸入端，第一導頻抵消模塊的輸出端依次連接有第二導頻抵消模塊、第一數(shù)字上變頻模塊和數(shù)模轉換器，所述四組并聯(lián)支路中任選一條支路，被選支路中可調(diào)濾波器的另一輸出端還依次連接有CDMA2000導頻匹配濾波器和CDMA2000 Ix解調(diào)器，所述CDMA2000導頻匹配濾波器的另一輸出端與所述被選支路中復數(shù)數(shù)字上變頻模塊的另一輸入端連接，所述CDMA2000 Ix解調(diào)器輸出端分別與第一導頻抵消模塊、第二導頻抵消模塊的另一輸入端連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的基于CDMA2000連續(xù)載波的基站鎖定系統(tǒng)，其特征在于所述第一導頻抵消模塊包括有導頻發(fā)生器，導頻發(fā)生器的輸入端與CDMA2000 Ix解調(diào)器輸出端連接，導頻發(fā)生器的輸出端分別連接有第一信道估計模塊和第二信道估計模塊，所述第一信道估計模塊的輸出端與第一導頻抵消模塊的輸入端疊加相接輸出為第一接口，第一接口與第二信道估計模塊的輸出端疊加相接作為第一導頻抵消模塊的輸出端。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于CDMA2000連續(xù)載波的基站鎖定系統(tǒng)，其特征在于所述導頻發(fā)生器中依次包含有導頻PN序列偏置號產(chǎn)生模塊和兩結構相同且并聯(lián)的導頻序列生成模塊，所述兩導頻序列生成模塊的輸出端分別與第一信道估計模塊、第二信道估計模塊的輸入端連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的基于CDMA2000連續(xù)載波的基站鎖定系統(tǒng)，其特征在于所述第二導頻抵消模塊的結構與第一導頻抵消模塊的結構相同。
5.根據(jù)權利要求I至4中任一項所述的基于CDMA2000連續(xù)載波的基站鎖定系統(tǒng)，其特征在于所述被選支路中可調(diào)濾波器的輸出端還連接有頻偏校正模塊，所述頻偏校正模塊的輸出端與第一數(shù)字下變頻模塊的另一輸入端連接。
6.基于CDMA2000連續(xù)載波的基站鎖定方法，其特征在于包括以下步驟 A、輸入信號經(jīng)過模數(shù)轉換器進行模數(shù)轉換； B、經(jīng)過第一數(shù)字下變頻模塊下變頻到零頻，并濾波抽??； C、經(jīng)過干擾抵消系統(tǒng)進行干擾抵消，防止自激； D、經(jīng)過自動電平模塊進行電平控制，以保護功放； E、進行復數(shù)下變頻，并選頻濾波和復數(shù)上變頻； F、發(fā)送給基站鎖定模塊進行處理； G、使信號上變頻至中頻信號； H、經(jīng)過數(shù)模轉換變成模擬中頻信號； I、經(jīng)過模擬混頻后發(fā)給功放放大輸出。
7.根據(jù)權利要求6所述的基于CDMA2000連續(xù)載波的基站鎖定方法，其特征在于所述步驟B中包括頻偏估計處理。
8.根據(jù)權利要求6所述的基于CDMA2000連續(xù)載波的基站鎖定方法，其特征在于所述步驟F中包括有根據(jù)接收的信號通過匹配濾波器實現(xiàn)小區(qū)搜索、根據(jù)CDMA2000 Ix解調(diào)器的輸出信號計算得出當前小區(qū)導頻PN序列的偏置值。
9.根據(jù)權利要求6所述的基于CDMA2000連續(xù)載波的基站鎖定方法，其特征在于所述步驟F中包括有生成相應的導頻序列、選取需要抑制的小區(qū)導頻序列與接收信號一起進行信道估計和對需要抑制的小區(qū)作導頻抑制處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了基于CDMA2000基站鎖定系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括模數(shù)轉換器、第一數(shù)字上、下變頻模塊、干擾抵消模塊、自動電平控制模塊、選頻濾波模塊、復數(shù)數(shù)字上、下變頻模塊、基站鎖定模塊和數(shù)模轉換器。方法包括以下步驟輸入信號經(jīng)模數(shù)轉換器轉化；經(jīng)第一數(shù)字下變頻模塊下變頻到零頻，并濾波抽??；經(jīng)干擾抵消系統(tǒng)進行干擾抵消；經(jīng)自動電平模塊進行電平控制；進行復數(shù)下變頻，并選頻濾波和復數(shù)上變頻；發(fā)給基站鎖定模塊處理；使信號上變頻至中頻；經(jīng)數(shù)模轉換變成模擬中頻信號；經(jīng)模擬混頻后發(fā)給功放放大輸出。本發(fā)明系統(tǒng)及方法可降低接近目標基站的導頻功率，排除手機鎖定到非目標基站的可能性，可廣泛用于通信領域。
文檔編號H04L25/03GK102833766SQ20121027361
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月2日 優(yōu)先權日2012年8月2日
發(fā)明者郝祿國, 楊建坡, 余斯擎, 余嘉池, 楊舜君, 何仕杰, 曾文彬 申請人:奧維通信股份有限公司