专利名称：数字调制方式的cdma一次变频发射系统的制作方法
技术领域：
本发明属于无线移动通信无线接入技术领域，是一种在码分多址(CDMA)蜂窝无线通信系统中，采用一次变频方式的CDMA数字中频发射系统。
背景技术：
附图1显示出无线发射系统的基本原理框图，主要包括发射天线、射频放大和上变频单元、中频调制单元和基带信号处理单元，中频调制单元将基带信号处理单元送来的基带信号进行调制后，输出模拟信号，射频放大和上变频单元将模拟信号上变频到射频信号并放大后，送到发射天线单元，向外辐射出去。早期的无线发射机全部采用模拟方法实现，存在有价格昂贵、调试复杂等问题，随着工艺和技术的发展，无线发射机逐渐从模拟发射机发展到数字发射机。
最初的数字发射机只是在基带信号处理单元部分采用数字技术处理，称为模拟中频数字发射机。随着技术的进一步发展，中频调制部分也采用数字信号技术处理，称作数字中频发射机。
附图2所示，是一种典型的采用两次变频方式的模拟调制CDMA发射系统。该CDMA发射系统，包括顺序连接的基带编码器21、基带成型滤波器器22、D/A变换器23、模拟调制器24、低通滤波器25、放大器26、一次变频器27、中频滤波器28、二次变频器29、功放210和天线211。D/A变换器23将基带信号处理单元送来的基带信号变换为模拟信号(一般为4.95MHz的模拟信号)后，送到模拟调制器24进行模拟正交调制输出模拟调制信号，经低通滤波器25低通滤波和放大器26放大后，送到一次变频器27进行一次上变频后输出中频信号(中频信号一般为114.99MHz)，中频信号经中频滤波器28滤波后，送到二次变频器29进行上变频，输出射频信号。在这个方案中，由于模拟调制存在载频泄露和I、Q正交性的问题，因此整个系统存在性能指标一般，价格昂贵和调试复杂等问题。
附图3所示，是一种典型的采用两次变频方式的数字调制CDMA发射系统。该发射系统与图2所示的模拟系统基本相同，都是两次变频系统，主要差别在于数字调制器33和D/A变换器34。数字调制器33将基带成型滤波器32输出的数字基带信号进行数字正交调制后，再经过D/A变换器34输出模拟信号。采用数字调制方式避免了模拟调制方式存在的载频泄露和I、Q正交性问题，但是由于器件的局限性，数字调制方式只能采用两次变频方式，存在体积庞大，成本高昂等问题。
附图4所示，是一种典型的采用一次变频方式的模拟调制CDMA发射系统。这种CDMA发射系统是在二次变频方式的模拟调制CDMA发射系统上进行了改进，将模拟正交调制和一次上变频集成在一起，形成新的带有上变频功能的正交调制器47，从而将两次变频系统改进为一次变频系统，减小了体积，降低了成本，但是由于采用模拟调制方式，载频泄露和I、Q正交性问题依然得不到解决。
发明内容
本发明就是要克服上述已有技术的缺点，提供一种采用一次变频方式的CDMA数字中频发射系统的设计方案，这种方案一方面解决了两次变频方式的体积大和成本高的问题，另一方面从根本上解决了模拟调制方式的器件离散性大、载频泄露和I、Q正交性等问题。
本发明的技术方案如下本发明的技术方案是这样实现的一种采用一次变频方式的CDMA数字中频发射系统，包括天线、射频放大和上变频单元、中频调制单元和基带信号处理单元所述的中频调制单元将接收数字基带信号，输出模拟的中频信号，包括顺序连接的基带成型滤波器、相位均衡滤波器、半带插值滤波器、FIR(有限冲击响应)插值滤波器、CIC(梳状积分)插值滤波器、数字正交调制器、直接数字频率合成器、时钟和控制单元、时钟倍频单元和D/A变换器，其特征在于基带信号经成型滤波和相位均衡滤波(可选)后，进行数字上变频处理，数字上变频主要由半带插值滤波器、FIR(有限冲击响应)插值滤波器和CIC(梳状积分)插值滤波器来完成，经数字上变频处理后的基带信号，再送到数字正交调制器中进行数字正交调制，最后将数字调制信号送到D/A变换器中进行数模变换，利用镜像(参见图6)，输出中频模拟信号。所述的射频放大和上变频单元，将中频调制单元输出的中频信号，上变频到射频信号，放大后，输出到天线，包括顺序连接的中频滤波器、变频器和功率放大器。
所述的相位均衡滤波器根据协议规定，作为可选件，取决于移动台是否具有相位均衡滤波器。
所述的半带插值滤波器、FIR(有限冲击响应)插值滤波器和CIC(梳状积分)插值滤波器与传统的半带滤波器、FIR滤波器和CIC滤波器并没有差别。
所述的直接数字频率合成器即是DDS(Direct Digital Synthesis)。
所述的D/A变换器至少为12BIT的D/A变换器，除此以外，D/A变换器的采样时钟最好在200MHz以上。
一般采用数字调制方式的CDMA数字中频发射系统，都是两次变频系统，虽然性能优良，但是体积较大，成本较高。本方案虽然也是采用数字调制方式，但是利用镜像方法，只需一次变频即可实现，不但具有数字调制方式的性能优良，无须调试等优点，而且由于采用一次变频方式，缩小了体积，降低了成本。
图1为无线发射系统的原理框2为典型的采用两次变频方式的模拟调制CDMA发射系统框3为典型的采用两次变频方式的数字中频CDMA发射系统框4为典型的采用一次变频方式的模拟调制CDMA发射系统框5为本发明采用一次变频方式的CDMA数字中频发射系统框6为本发明的利用DAC镜像的中频输出图具体实现方式参见图5，图中示出采用一次变频方式的模拟调制CDMA发射系统，由天线单元、射频放大和上变频单元、中频调制单元和基带信号处理单元组成。中频调制单元将数字基带信号数字上变频和数字正交调制后，进行D/A变换后，输出模拟中频信号，射频放大和上变频单元将中频调制单元输出的模拟中频信号，上变频到射频信号，并进行射频放大，输出到天线单元。
中频调制单元包括有I、Q复用解复用器52、基带成型滤波器53、相位均衡滤波器54、半带插值滤波器55、FIR(有限冲击响应)插值滤波器56、CIC(梳状积分)插值滤波器57、数字正交调制器58、直接数字频率合成器59、时钟和控制单元510、时钟倍频单元511和D/A变换器512。
所述的I、Q复用解复用器52主要完成基带信号处理单元51与中频调制单元之间的数据格式的转变，如果基带信号处理单元51与中频调制单元之间数据格式相同，I、Q复用解复用器52可以省略。
所述的基带成型滤波器53和相位均衡滤波器54，也可在基带信号处理单元51中实现，在CDMA系统中，如果基带成型滤波器53在基带信号处理单元51中实现，则基带信号处理单元51输出的前向基带信号为2*CHIP(2*1.2288MHz)速率，如果基带成型滤波器53不在基带信号处理单元51中实现，则基带信号处理单元51输出的前向基带信号为1*CHIP(2*1.2288MHz)速率。至于相位均衡滤波器54，则可由用户进行选择。
所述的半带插值滤波器55、FIR(有限冲击响应)插值滤波器56、CIC(梳状积分)插值滤波器57共同完成数字上变频功能，数字上变频功能也可由其他方式的插值滤波器来实现，插值滤波器将基带信号插值到N*CHIP(N*1.2288MHz)速率。
所述的数字正交调制器58、直接数字频率合成器59共同组成中频调制器，完成数字调制功能。
所述的时钟和控制单元510为I、Q复用解复用器52、基带成型滤波器53、相位均衡滤波器54、半带插值滤波器55、FIR(有限冲击响应)插值滤波器56、CIC(梳状积分)插值滤波器57、数字正交调制器58和直接数字频率合成器59提供时钟和控制信号。
所述的时钟倍频单元511将时钟参考信号倍频到N*CHIP(N*1.2288MHz)，提供给时钟和控制单元510作为时钟信号。
所述的D/A变换器利用镜像方法，输出CDMA中频信号。设D/A变换器的基带输出频率为f基带，时钟倍频单元511输出的时钟为f时钟，则D/A变换器输出的中频信号为f时钟+f基带或f时钟-f基带。
射频放大和上变频单元包括中频滤波器513、变频器514和功率放大器515。
所述的中频滤波器513一般采用声表滤波器来实现。
所述的功率放大器515主要作用是将射频小信号进行放大，输出射频大功率信号，一般采用HPA(高功率放大器)或LPA(线性功率放大器)来实现。
本发明的信号流程如下(参见图5)基带信号处理单元51输出基带信号到I、Q复用解复用器52进行数据格式变换后，输送到基带成型滤波器53进行基带成型滤波，输送到相位均衡滤波器54进行相位均衡滤波后，送到半带插值滤波器55、FIR(有限冲击响应)插值滤波器56和CIC(梳状积分)插值滤波器57进行插值滤波，完成数字上变频功能后，送到数字正交调制器58和直接数字频率合成器59进行数字正交调制，其中时钟和控制单元510和时钟倍频单元511为上述功能实现提供时钟和控制信号，经正交调制后基带信号送到D/A变换器512进行数模变换后输出模拟中频信号，中频滤波器513对模拟中频信号进行中频滤波后，送到变频器514进行上变频，将中频信号变频到射频信号后输出，功率放大器515将射频信号放大后，送到天线516向外辐射。
权利要求
1.一种采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，包括天线、射频放大和上变频单元、中频调制单元和基带信号处理单元所述的中频调制单元将数字基带信号数字上变频和数字正交调制后，进行D/A变换后，输出模拟中频信号，射频放大和上变频单元将中频调制单元输出的模拟中频信号，上变频到射频信号，并进行射频放大，输出到天线单元，其特征在于经数字上变频处理后的基带信号，送到数字正交调制器中进行数字正交调制，数字调制信号送到D/A变换器中进行数模变换后利用镜像输出中频模拟信号。
2.如权利要求1所述的采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，其特征在于所述的中频调制单元包括顺序连接的基带成型滤波器、半带插值滤波器、FIR(有限冲击响应)插值滤波器、CIC(梳状积分)插值滤波器、数字正交调制器、直接数字频率合成器、时钟和控制单元、时钟倍频单元和D/A变换器。
3.如权利要求2所述的采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，其特征在于还包括I、Q复用解复用器，完成基带信号处理单元51与中频调制单元之间的数据格式的转变。
4.如权利要求2所述的采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，其特征在于所述的D/A变换器至少为12BIT的D/A变换器。
5.如权利要求3所述的采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，其特征在于所述的D/A变换器的采样时钟在200MHz以上。
6.如权利要求1所述的采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，其特征在于所述的数字上变频主要由半带插值滤波器、FIR(有限冲击响应)插值滤波器和CIC(梳状积分)插值滤波器来完成。
7.如权利要求2或6所述的采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，其特征在于所述的时钟和控制单元为基带成型滤波器、相位均衡滤波器、半带插值滤波器、FIR(有限冲击响应)插值滤波器和CIC(梳状积分)插值滤波器、数字正交调制器和直接数字频率合成器提供时钟和控制信号。
8.如权利要求2所述的采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，其特征在于所述的时钟倍频单元将时钟参考信号倍频到N*CHIP(N*1.2288MHz)，提供给时钟和控制单元作为时钟信号。
9.如权利要求1所述的采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，其特征在于所述的射频放大和上变频单元，包括顺序连接的中频滤波器、变频器和功率放大器。
10.如权利要求6所述的采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，其特征在于所述的中频滤波器采用中频声表滤波器。
全文摘要
一种采用数字调制方式的CDMA一次变频发射系统，包括天线、射频放大和上变频单元、中频调制单元和基带信号处理单元所述的中频调制单元将数字基带信号数字上变频和数字正交调制后，进行D/A变换后，利用镜像输出模拟中频信号，射频放大和上变频单元将中频调制单元输出的模拟中频信号，上变频到射频信号，并进行射频放大，输出到天线单元。本方案采用数字调制方式，利用镜像方法，只需一次变频即可实现，不但具有数字调制方式的性能优良，无须调试等优点，而且由于采用一次变频方式，缩小了体积，降低了成本。
文档编号H04W52/04GK1440149SQ03104918
公开日2003年9月3日 申请日期2003年2月28日 优先权日2003年2月28日
发明者朱应剑 申请人:东方通信科技发展有限公司