专利名称：用于电调滤波单元的调谐装置和调谐方法
技术领域：
本发明涉及GSM系统，更具体地，涉及一种用于电调滤波单 元的调i皆装置和调i皆方法。
背景技术：
传统的电调滤波系统的调谐装置有两类。图1是传统的适合于电调滤波系统的调谐装置1。如图1所示，每^各电调滤波单元用了两个功率耦合器，分别耦合專lr入滤波单元功率和输出滤波单元功率，并对这两个井禺合功率进 行射频;险波，用两者的差值是否满足预设值来驱动调谐马达，直接 达到调_睹目的。图i中的装置无需频率才企测，^f旦是存在复杂的功率耦合单元和 开关阵列，系统复杂度高，而且输出耦合功率的位置不是很适合， 需要添加若干隔离器来隔离其他通路的功率串扰的问题，同时检波功率不是4艮精确，也会影响调谐的准确度。隔离器成本4艮高，带来 整个装置的高成本。图2是传统的适合于电调滤波系统的调谐装置2。如图2所示，该装置改进了图1中的装置的缺陷，通过下变频 单元和匹配滤波器的方式来识别各输入功率经过电调系统后的输出 功率。本装置可以节省N-l个输出功率耦合单元，并且输出耦合位 置合理，提高了检波的精确度，同时输出隔离单元可以取消，本装 置降低了系统负责度和成本。但是，图2中的装置必须要获知检波 功率的频点，才能估夂出正确的调"i皆。要获知频点的方法有两种 一是直4妄通讯告知频点；二是装置 自身进行频率搜索。通常，电调滤波系统可以与各载频才莫块单元通过背一反来进行双 向通讯，上层控制软件可以事先告知电调滤波系统的各滤波器单元 其丰命入功率的频点。 一旦频点已知，就可以下发^会图2中的锁相环 (PLL)单元，这样耦合的功率经过混频器下变频后落到窄带滤波 器中，滤除不相匹配的带外功率进^f亍功率4企测和后续处理。进而， 整个图2系统就可以为滤波器成功调谐。在电调滤波系统与GSM基站系统无法进行通讯的场合下，PLL 单元的频点无法直4姿获耳又的，就需要首先要完成电调滤波系统的^T 入孑言号的频点4企测工作。当然图2装置也可以应用于载波的频点抬r 测，但是本装置的频点检测速度比较慢，尤其体现在GSM系统 DCS/PCS频段，进而影响了系统调谐时间。4吏用诸如科斯》荅环^各、逆调制环^各的其^也载波l是耳又方法对载波 提取来的快，能够满足系统设计要求，但是增加了系统的复杂度， 不能达到电路的共享设计，增加了装置的成本。发明内容为了解决现有技术中的问题，本发明提出了一种用于电调滤波 单元的调谐装置，包括混频器和模数转换单元，该调谐装置还包括滤波组合单元，位于混频器的输出端和模数转换单元的输入端 之间，用于对混频器的输出信号进行多次宽带滤波和多次窄带滤波， 并将滤波后的输出信号发送至模数转换单元。滤波组合单元包括宽带滤波器，用于在第一频率范围内以第 一带宽为步进单位对来自混频器的输出信号进行多次宽带滤波；以 及窄带滤波器，与宽带滤波器并联，用于在第二频率范围内以第二 带宽为步进单位对来自混频器的输出信号进行多次窄带滤波。调谐装置还包括锁相环单元，连4妄至基带处理单元的输出端 和混频器的输入端，用于基于由基带处理单元配置的频点来产生本 振信号，并将本振信号发送至混频器；以及基带处理单元，连接至 模数转换单元的输出端，用于在第 一频率范围内以第一带宽为步进 单位为锁相环单元设置多个宽带滤波频点，基于^t数转换单元的输 出来计算出对应于多个宽带滤波频点的功率值并根据其中的最大功 率值来确定第二频率范围，以及在第二频率范围内以第二带宽为步 进单位为锁相环单元设置多个窄带滤波频点，基于模数转换单元的 输出来计算出对应于多个窄带滤波频点的功率值，并根据其中的最 大功率值来锁定频点。基带处理单元还用于对调谐马达进4于控制，以4吏电调滤波单元 的输入信号的最大功率值与其输出信号的功率值之差小于预定值， 以完成只于电调滤波单元的调i皆。根据本发明的另一个方面，提供了一种调谐方法，包括以下步 骤步骤一，确定第一频率范围、第一带宽和第二带宽；步骤二， 在第一频率范围内，以第一带宽为步进单位对来自混频器的输出信 号进行多次宽带滤波；步骤三，根据多次宽带滤波的结果来确定第 二频率范围；步骤四，在第二频率范围内，以第二带宽为步进单位 对来自混频器的输出信号进行多次窄带滤波；以及步骤五，根据多次窄带滤波的结果来锁定电调滤波单元输入信号的频点，并在锁定 频点后根据由基带处理单元产生的控制信号来对电调滤波单元进行 调谐。在每次进行宽带滤波的步骤之前，还包括以下步骤在第一频 率范围，以第一带宽为步进单位为锁相环单元设置一个宽带滤波频 点来产生相应的本振信号；以及混频器将本振信号和电调滤波单元 的输出信号混频为中频信号。确定第二频率范围的步骤还包括以下步骤才艮据宽带滤波后的 中频信号来计算对应于多个宽带滤波频点的多个功率值，并根据多 个功率值中的最大功率值确定第二频率范围。在每次进行窄带滤波的步骤之前，还包括以下步艰《在第二频 率范围内，以第二带宽为步进单位为锁相环单元设置一个窄带滤波 频点来产生相应的本振信号；以及混频器将本4展信号和电调滤波单 元的输出信号混频为中频信号。步骤五包括以下步骤根据窄带滤波后的中频信号来计算对应 于多个窄带滤波频点的多个功率值，并根据多个功率值中的最大功 率值来锁定频点；锁相环单元根据锁定频点产生本振信号，以及混 频器将产生的本4展信号和经过开关切换后的经过电调滤波单元的输 出耦合信号再次混频为中频信号；以及计算中频信号的功率，以中 频信号功率值锁定频点时的最大功率值的差值小于预定值为判决条 件，来控制调谐马达完成调谐。在上述方法中，第 一 频率范围是多个电调滤波单元的输入信号 的最大频率范围；第一带宽是宽带滤波器的带宽；以及第二带宽是 窄带滤波器的带宽。因此，采用本发明的装置和方法，在不增加装置成本的情况下， 缩短了系统调谐时间，降低了系统复杂度。不仅可应用于电调滤波系统与GSM载频可通ifl的场合，更适合于电调滤波系统与GSM载 频无法通信的场合。本发明的其它特4i和优点将在随后的i兌明书中阐述，并且，部 分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发 明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附 图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图用来才是供对本发明的进一步理解，并且构成"i兌明书的一部 分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的 限制。在附图中图l是传统的电调滤波系统的调谐装置；图2是传统的电调滤波系统的调谐装置；图3是根据本发明的用于电调滤波单元的调谐装置的框图；图4是根据本发明实施例的用于电调滤波系统的快速调谐装置 示意图；图5是才艮据本发明的用于电调滤波单元的调谐方法的流程图； 图6是根据本发明实施例的输入功率的频点锁定流程图；以及 图7是4艮据本发明实施例的电调滤波系统的调谐流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此 处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本 发明。图3是根据本发明的装置300的框图。如图3所示，包括混频器302和才莫凄史转换单元304，同时， 该装置还包括滤波组合单元306，位于混频器的输出端和模数转 换单元的输入端之间，用于对混频器的输出信号进行多次宽带滤波 和多次窄带滤波，并将滤波后的输出信号发送至模数转换单元。根据本发明的调谐装置，滤波组合单元包括宽带滤波器，用 于在第一频率范围内以第一带宽为步进单位对来自混频器的输出信 号进行多次宽带滤波；以及窄带滤波器，与宽带滤波器并联，用于 在第二频率范围内以第二带宽为步进单位对来自混频器的输出信号进行多次窄带滤波。此外，装置还包括锁相环单元，连接至基带处理单元的输出 端和混频器的输入端，用于基于由基带处理单元配置的频点来产生 本振信号，并将本振信号发送至混频器；以及基带处理单元，连接 至模数转换单元的输出端，用于在第一频率范围内以第一带宽为步进单位为锁相环单元设置多个宽带滤波频点，基于模数转换单元的 输出来计算出对应于多个宽带滤波频点的功率值并根据其中的最大 功率值确定第二频率范围，以及在第二频率范围内以第二带宽为步 进单位为锁相环单元设置多个窄带滤波频点，基于模数转换单元的输出来计算出对应于多个窄带滤波频点的功率值，并根据其中的最 大功率4直确定锁定频点。其中，混频器用于将来自锁相环单元的本振信号和来自电调滤 波单元的输出信号混频为中频信号。基带处理单元还用于对调谐马达进4亍控制，以^吏电调滤波单元 的输入信号的最大功率值与其输出信号的功率值之差'J、于预定值， 以完成对电调滤波单元的调i皆。根据本发明的调谐装置，第 一 频率范围是输入信号的最大频率范围；第一带宽是宽带滤波器的带宽；以及第二带宽是窄带滤波器 的带宽。图4是根据本发明装置用于电调滤波系统的快速调谐装置图。如图4所示，该实施例包括N路输入功率耦合器401、输出功 率耦合器402、多^各合一开关403、开关—3 404、混频器405、滤波 组合单元406、才莫数转换A/D 408、 PLL单元407和基带处理单元 409。其中滤波组合单元406包括两个开关406-1和406_4、宽带滤 波器406-2、窄带滤波器406-3。N路输入功率耦合器401完成输入多路功率耦合，输出功率耦 合器402完成输出多载波单路功率耦合，多路合一开关403完成N 路输入功率耦合器401中多路耦合功率的选择，开关—3 404进而完 成多路合一开关403中选择的 一路功率与输出功率耦合器402耦合 功率的选择。'混频器405完成下变频，滤波纟且合单元406单元完成 信号匹配，PLL单元407完成了频点配置并产生本振信号，模数转 换A/D单元408完成了对信号的才莫数处理，基带处理单元409完成 了功率计算、功率最大值存储和各种控制信号的处理(包括了开关 的选一奪、PLL单元置数、调谐马达控制等)。图5是4艮据本发明的用于电调单元的调谐方法的流程图。如图5所示，该实施例的方法包4舌以下步-骤步骤S502，确定第一频率范围、第一带宽和第二带宽；步骤S504,在第一频率范围内，以第一带宽为步进单位对来自 混频器的输出信号进行多次宽带滤波；步骤S506，才艮据多次宽带滤波的结果来确定第二频率范围；步骤S508,在第二频率范围内，以第二带宽为步进单位对来自 混频器的输出信号进4亍多次窄带滤波；以及步骤S510， 4艮据多次窄带滤波的结果来锁定电调滤波单元输入 信号的频点；以及在频点锁定后通过所述基带处理单元产生控制信 号来驱动调谐马达对电调滤波单元进4于调谐。在每次进行宽带滤波的步骤之前，还包括以下步骤在第一频 率范围，以第一带宽为步进单位为锁相环单元设置一个宽带滤波频 点，并产生对应于宽带滤波频点的本振信号；以及混频器将本振信 号和电调滤波单元的输出信号混频为中频信号。确定第二频率范围的步骤还包括以下步骤才艮据宽带滤波后的 中频信号来计算对应于多个宽带滤波频点的多个功率值，并根据多 个功率值中的最大功率值确定第二频率范围。在每次进行窄带滤波的步-骤之前，还包4舌以下步骤在第二频 率范围内，以第二带宽为步进单位为锁相环单元设置一个窄带滤波 频点，并产生对应于窄带滤波频点的本振信号；以及混频器将本振 信号和电调滤波单元的输出信号混频为中频信号。在窄带滤波的步骤之后，还包括以下步骤才艮据窄带滤波后的 中频信号来计算对应于多个窄带滤波频点的多个功率值，并根据多 个功率值中的最大功率值确定锁定频点；锁相环单元4艮据锁定频点 产生本振信号，以及混频器将本振信号和电调滤波单元的输出信号 混频为中频信号；以及^^艮据中频信号计算功率大小并以此功率值与 此前锁定频点时的最大功率值的差值小于预定值为判决条件来控制 调谐马达，以完成调i皆。根据本发明的调谐方法，第 一频率范围是多个电调滤波单元的 输入信号的最大频率范围；第一带宽是宽带滤波器的带宽；以及第 二带宽是窄带滤波器的带宽。图6是才艮据本发明实施例的输入功率的频点锁定流程图。如图6所示，频点检测过程如下通过寻求电调滤波系统的多个功率输入端口耦合的前向耦合功 率1、耦合功率2...耦合功率n的各分量的最大值来达到频率检观']。 <叚i殳电调滤波系统应用范围为 GSM 系统发射频,殳 935MHz-960MHz， GSM系统频点间隔为200KHz，图4中的窄带 滤波器406-3选为200KHz。假设宽带滤波器的频带范围为2.2MHz, 开始检测时滤波组合单元406的开关406-1 、开关406-4处于与406-2 级耳关来进4亍A/D采样后在基带处理单元409进4亍功率计算，保留中 间结果。4安照宽带滤波器的带宽步进PLL的频点，多次冲企测后得到 处理功率的最大值，进而得到大致载波的频率范围；然后开关406-1 、 开关406-4处于与窄带滤波器406-3级联再^L频率精确锁定。所需 检波次数共为23次。如果用传统的窄带滤波器来进行频率检测则需 要检波124次。通过这样的方式检测频点极大地提高了检测效率， 也节省了基带处理单元409中的存储空间，达到快速锁定频点和降 4氐成本的目的。图7是4艮据本发明实施例的电调滤波系统的调谐流程图。如图7所示，在频率^r测完成后滤波组合单元406处于窄带滤 波器状态、PLL单元407置入正确的频点后通过比较同一载波经过 电调滤波系统前后的功率耦合值的差值来优化调谐过程。以上实施例解决了电调滤波系统无法获知GSM基站载频频点 配置场合下的输入载波频点的快速检测，使用了不同于以往的载波 提取电^各(如科斯塔环^各，逆调制环路等)，用宽带滤波器和窄带滤 波器组合来提高频点检测的速度，并且载波的频点检测电路和功率 冲企测电路合二为一。这样的装置和方法达到了简化4全测电^各结构和 降低系统成本的目的。综上所述，采用本发明的方法和装置，在不增加装置成本的情 况下，缩短了系统调谐时间，降〗氐了系统复杂度。不Y又可应用于电 调滤波系统与GSM载频可通ifl的场合，更适合于电调滤波系统与 GSM载频无法通1言的场合。以上〗又为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对 于本领域的:l支术人员来i兌，本发明可以有各种更改和变化。凡在本 发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均 应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于电调滤波单元的调谐装置，包括混频器和模数转换单元，其特征在于，所述调谐装置还包括滤波组合单元，位于所述混频器的输出端和所述模数转换单元的输入端之间，用于对所述混频器的输出信号进行多次宽带滤波和多次窄带滤波，并将滤波后的所述输出信号发送至所述模数转换单元。
2. 根据权利要求1所述的调谐装置，其特征在于，所述滤波组合 单元包括宽带滤波器，用于在第一频率范围内以第一带宽为步进单 位对来自所述混频器的所述输出信号进4亍多次宽带滤波；以及窄带滤波器，与所述宽带滤波器并联，用于在第二频率范 围内以第二带宽为步进单位对来自所述混频器的所述输出信 号进行多次窄带滤波。
3. 根据权利要求2所述的调谐装置，其特征在于，所述调谐装置 还包括锁相环单元，连4妄至基带处理单元的^T出端和所述混频器 的丰lr入端，用于基于由所述基带处理单元配置的频点来产生本 振信号，并将所述本振信号发送至所述混频器；以及所述基带处理单元，连接至所述模数转换单元的输出端， 用于在所述第一频率范围内以所述第一带宽为步进单位为所 述锁相环单元设置多个宽带滤波频点，基于所述模数转换单元 的输出来计算出对应于所述多个宽带滤波频点的功率值并根 据其中的最大功率值来确定所述第二频率范围，以及在所述第二频率范围内以所述第二带宽为步进单位为所述锁相环单元 设置多个窄带滤波频点，基于所迷模数转换单元的输出来计算 出对应于所述多个窄带滤波频点的功率值，并根据其中的最大 功率值来锁定频点。
4. 根据权利要求3所述的调谐装置，其特征在于，所述基带处理 单元还用于对调谐马达进4于控制，以使所述电调滤波单元的输 入信号的最大功率值与其输出信号的功率值之差小于预定值， 以完成7于所述电调滤波单元的调-谐。
5. —种用于前述任一权利要求所述的调谐装置的调谐方法，其特 4正在于，包纟舌以下步艰朵步骤一，确定第一频率范围、第一带宽和第二带宽；步骤二，在所述第一频率范围内，以所述第一带宽为步进 单位对来自混频器的输出信号进4亍多次宽带滤波；步骤三，根据所述多次宽带滤波的结果来确定第二频率范围；步骤四，在所述第二频率范围内，以所述第二带宽为步进 单位对来自所迷混频器的输出信号进行多次窄带滤波；以及步骤五j艮据所述多次窄带滤波的结果来锁定所述电调滤 波单元输入信号的频点，并在锁定所述频点后根据由所述基带 处理单元产生的控制信号来对所述电调滤波单元进行调谐。
6. 才艮据权利要求5所述的调谐方法，其特征在于，在每次进行所 述宽带滤波的步骤之前，还包括以下步骤在所述第一频率范围，以所述第一带宽为步进单位为锁相 环单元设置一个宽带滤波频点来产生相应的本振信号；以及所述混频器将所述本振信号和电调滤波单元的输出信号 混频为中频信号。
7. 根据权利要求6所述的调谐方法，其特征在于，确定所述第二 频率范围的步4t还包i舌以下步骤根据所述宽带滤波后的所述中频信号来计算对应于多个 所述宽带滤波频点的多个功率值，并根据所述多个功率值中的 最大功率值确定所述第二频率范围。
8. 根据权利要求7所述的调谐方法，其特征在于，在每次进行所 述窄带滤波的步骤之前，还包括以下步骤在所述第二频率范围内，以所述第二带宽为步进单位为所 述锁相环单元设置 一 个窄带滤波频点来产生相应的本振信号； 以及所述混频器将所述本振信号和电调滤波单元的输出信号 混频为中频信号。
9. 根据权利要求8所述的调谐方法，其特征在于，所述步骤五包 :括以下步-骤根据所述窄带滤波后的所述中频信号来计算对应于所述 多个窄带滤波频点的多个功率值，并根据所述多个功率值中的 最大功率值来锁定频点；所述锁相环单元才艮据所述锁定频点产生本振信号，以及所 述混频器将产生的本4展信号和经过开关切换后的经过电调滤 波单元的输出耦合信号再次混频为中频信号；以及计算所述中频信号的功率，以所述中频信号功率值锁定所 述频点时的最大功率值的差值小于预定值为判决条件，来控制 调谐马达完成调谐。
10. 根据权利要求5至9中任一项所述的调谐方法，其特征在于，所述第 一 频率范围是多个所述电调滤波单元的输入信号 的最大频率范围；所述第一带宽是所述宽带滤波器的带宽；以及所述第二带宽是所述窄带滤波器的带宽。
全文摘要
本发明提供了一种用于电调滤波单元的调谐装置和调谐方法，其中，该装置包括混频器、模数转换单元和滤波组合单元，该滤波组合单元位于混频器的输出端和模数转换单元的输入端之间，用于对混频器的输出信号进行多次宽带滤波和多次窄带滤波，并将滤波后的输出信号发送至模数转换单元。采用本发明的装置和方法，在不增加装置成本的情况下，缩短了系统调谐时间，降低了系统复杂度。不仅可应用于电调滤波系统与GSM载频可通讯的场合，更适合于电调滤波系统与GSM载频无法通信的场合。
文档编号H04B1/40GK101247134SQ200810006539
公开日2008年8月20日 申请日期2008年3月6日 优先权日2008年3月6日
发明者吴阳春, 铮 赵 申请人:中兴通讯股份有限公司