一种移频机近远端载波同步装置的制作方法

文档序号:7874273阅读:186来源:国知局
专利名称:一种移频机近远端载波同步装置的制作方法
技术领域
本实用新型涉及移频机,具体涉及移频机的近远端载波同步。
背景技术
为了克服同频直放站的自激和不能全向覆盖的问题,移频直放站被广泛应用,其基本原理是将某一频段的网络信号在近端通过变频器上变频到其他频段,放大处理后经天线发射出去,在远端再利用同频段的天线接收,处理后通过变频器下变频回原频段,再用全向或定向天线对目标区进行覆盖。上行信号的处理则与之相反。上述过程经常使用移频机来实现,其中实现远端功能的是远端机,实现近端功能的是近端机。如图Ia的近端机和图Ib的远端机示意图所示,近端机中,射频信号RFO与第一晶振产生的振荡频率经过第一本振混合后送到电路的数字部分进行变频滤波后的信号经过第二本振混合成信号RF1,传输至远端机,其中数字部分包括第一 AD模数转换单元、第一DDC数字下变频单元、第一 DUC数字上变频单元、第一 DA数模转换单元。远端机中,接收到的射频信号RF1’与第二晶振产生的振荡频率经过第三本振混合后送到电路的数字部分进行变频滤波后的信号经过第四本振混合成信号RF0’,其中数字部分包括第二 AD模数转换单元、第二 DDC数字下变频单元、第二 DUC数字上变频单元、第二 DA数模转换单元。上述过程中,在理想情况下,远端机接收到的RF1’的频率与近端机发送出来的RFl的频率,以及远端机发送出来的RF0’的频率与近端机接收到的RFO的频率是相同的,实际中RF1’的频率与RFl的频率是相同的,但RF0’的频率与RFO的频率是不同的,这是由于振荡器的精确度以及近远端晶振不同等因素,导致本振频偏,使得数字部分无法达到零中频,严重影响了解调器的性能。因此远端机和近端机的载波同步是非常必要的。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是,提供一种移频机近远端载波同步装置,解决背景技术中所述的无法达到零中频的问题。为了解决上述技术问题,本实用新型一种移频机近远端载波同步装置,包括近端机和远端机;所述近端机至少包括第一本振、第二本振、第一晶振、第一时钟芯片、第一 AD模数转换单元、第一 DDC数字下变频单元、第一 DUC数字上变频单元、第一 DA数模转换单元和载波信号插入单元;所述远端机至少包括第三本振、第四本振、第二晶振、第二时钟芯片、第二 AD模数转换单元、第二 DDC数字下变频单元、第二 DUC数字上变频单元、第二 DA数模转换单元和频偏测量与补偿单兀;所述载波信号插入单元的输出端电连接于第一 DUC数字上变频单元的输入端;所述第一晶振和第一时钟芯片为第一本振、第二本振、第一 AD模数转换单兀、第一 DDC数字下、变频单元、第一 DUC数字上变频单元和第一 DA数模转换单元提供时钟频率,待发射的射频信号频率和时钟频率经过近端机的第一本振传输至第一 AD模数转换单元后分别经由第一DDC数字下变频单元和第一 DUC数字上变频单元至第一 DA数模转换单元后经由第二本振后输出至远端机;所述频偏测量与补偿单元的输出端电连接于第二 DDC数字下变频单元的输入端和第二 DUC数字上变频单元的输入端;所述第二晶振和第二时钟芯片为第三本振、第四本振、第二 AD模数转换单元、第二 DDC数字下变频单元、第二 DUC数字上变频单元和第二 DA数模转换单元提供时钟频率,远端机接收到的射频信号频率和时钟频率经过远端机的第三本振传输至第二 AD模数转换单元后分别经由第二 DDC数字下变频单元和第二 DUC数字上变频单元至第二 DA数模转换单元后经由第四本振后输出至近端机。进一步的,所述第一本振、第二本振、第三本振和第四本振是低本振。 进一步的,所述载波信号插入单元至少包括在近端机的DUC数字上变频之前插入一载波信号的装置,该载波信号是I=c、Q=0的正弦波数字信号,其中0 < c < 0. 5。其中,载波信号插入单元由于插入一个I=c、Q=0 (0^ 0.5)的单音载波,所以单音载波需要占用一频点,该频点必须不影响其他载波的传输,故可将该频点插入有用信号的右边进行传输。频偏测量与补偿单元需要说明的是单音信号第二 DDC数字下变频单元抽取的倍数,理论上抽取的倍数越多,算法的准确性越好,然而能够测量的频偏范围越小。本实用新型采用上述结构,具有以下优点I.本实用新型在近端机的DUC数字上变频之前插入一载波信号,在远端机通过计算频偏和频偏补偿将所述载波信号移频为与近端机接收的射频信号的频率RFO相同的频点,从而解决了背景技术中所述的无法达到零中频的问题,实现了近远端的载波同步,提高了解调器的性能;2.本实用新型在近端机的DUC数字上变频之前插入的载波信号是I=c、Q=O(0^ 0.5)的正弦波数字信号,简单易实现。

图Ia是背景技术中的现有技术的移频机的近端机。图Ib是背景技术中的现有技术的移频机的远端机。图2a是本实用新型的移频机近远端载波同步装置中的近端机示意图。图2b是本实用新型的移频机近远端载波同步装置中的远端机示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式
对本实用新型进一步说明。首先简单介绍一下本实用新型用到的I、Q信号最早通讯是模拟通讯,假设载波为cos(a),信号为cos (b),那么通过相成频谱搬移,就得到了 cos(a)*cos(b)= 1/2[cos(a+b)-cos(a_b)]这样在a载波下产生了两个信号,a+b和a_b,而对于传输来说,其实只需要一个信号即可,也就是说两者选择一个即可,另外一个没用,需要滤掉。但实际上滤波器是不理想的,很难完全滤掉另外一个,所以因为另外一个频带的存在,浪费了很多频带资源。进入数字时代后,在某一个时刻传输的只有一个信号频率,比如0,假设为900MHz,I假设为901MHz,一直这两个频率在变化而已,并且不可能同时出现。这个不同于模拟通讯信号,比如电视机,信号的频带就是6. 5MHz。还有一个严重的问题,就是信号频带资源越来越宝贵,不能再像模拟一样这么简单的载波与信号相乘,导致双边带信号。大家最希望得到的,就是输入a信号和b信号,得到单一的a+b或者a — b即可。基于此目的,我们就把这个公式展开cos (a —b) = cos (a) cos (b) + sin (a) sin (b)这个公式清楚的表明,只要把载波a和信号b相乘,之后他们各自都移相90度相乘,之后相加,就能得到a-b的信号了。这个在数字通讯,当前的半导体工艺完全可以做到
I.数字通讯,单一时间只有一个频点,所以可以移相90度。2.相加器、相乘器技术很容易 实现。由于I就是cos (b), Q就是sin (b),对这两个信号进行组合cos (b), sin(b)cos (b), —sin(b)-cos(b), sin(b)-cos(b), -sin(b)这个就是IQ信号的四相调制了。下面具体来阐述本实用新型的方案,本实用新型的思路是在近端机中插入一载波信号,该载波信号是I=c、Q=O (0^ c ^0.5)的正弦波数字信号,即单音信号,由于单音信号在移频为绝对的零中频信号时I与Q为常数,故在DUC数字上变频之前插入一个I=c、Q=0(0^ c ^0.5)的载波信号,通过DUC数字上变频为所要传输的中频信号,位于需要传输载波的最右方。在远端机将插入的单音信号移频为零中频,由于存在频偏,所以可以通过计算移频后单音信号的频率值,该频率值即为近端机本振二与远端机本振一所产生的频偏,再通过补偿频偏,使近端机接收的射频信号的频率RFO和远端机发送的射频信号的频率RF0’相同。具体的,如图2a和图2b所示,本实用新型一种移频机近远端载波同步装置,包括近端机和远端机,近端机至少包括第一本振101、第二本振102、第一晶振103、第一时钟芯片104、第一 AD模数转换单元105、第一 DDC数字下变频单元106、第一 DUC数字上变频单元107、第一 DA数模转换单兀108和载波信号插入单兀109,所述第一晶振103和第一时钟芯片104为第一本振101、第二本振102、第一 AD模数转换单元105、第一 DDC数字下变频单元106、第一 DUC数字上变频单元107、第一 DA数模转换单元108和载波信号插入单元109提供精确的时钟频率,所述第一本振101、第一 AD模数转换单元105、第一 DDC数字下变频单元106、第一 DUC数字上变频单元107、第一 DA数模转换单元108和第二本振102串联连接,所述载波信号插入单元109的输出端电连接于第一 DUC数字上变频单元107的输入端,待发射的射频信号频率RFO和由第一晶振103和第一时钟芯片104产生的时钟频率经过近端机的第一本振101传输至第一 AD模数转换单元105后再传输至第一 DDC数字下变频单元106,输出的信号与载波信号插入单元109的载波信号一起传输至第一 DUC数字上变频单元107,输出的信号经由第一 DA数模转换单元108后再经由第二本振后输出射频信号频率RFl至远端机;所述载波信号插入单元109至少包括在近端机的DUC数字上变频之前插入一载波信号的装置,该载波信号是I=c、Q=0的正弦波数字信号,其中0 < c < 0. 5 ;远端机至少包括第三本振201、第四本振202、第二晶振203、第二时钟芯片204、第二 AD模数转换单元205、第二 DDC数字下变频单元206、第二 DUC数字上变频单元207、第二DA数模转换单元208和频偏测量与补偿单元209,所述第二晶振203和第二时钟芯片204为第三本振201、第四本振202、第二 AD模数转换单元205、第二 DDC数字下变频单元206、第二 DUC数字上变频单元207、第二 DA数模转换单元208和频偏测量与补偿单元209提供时钟频率,所述第三本振201、第二 AD模数转换单元205、第二 DDC数字下变频单元206、第二 DUC数字上变频单元207、第二 DA数模转换单元208和第四本振202串联连接,远端机接收到的射频信号频率RF1’和由第二晶振203和第二时钟芯片204产生的时钟频率经 过远端机的第三本振201传输至第二 AD模数转换单元205后传输至第二 DDC数字下变频单元206,输出的信号和频偏测量与补偿单元209的补偿信号一起传输至第二 DUC数字上变频单元207,输出的信号和频偏测量与补偿单元209的补偿信号一起传输至第二 DA数模转换单元208后经由第四本振202后输出射频信号频率RF0’至近端机;其中,频偏测量与补偿单元209对第二 DDC数字下变频单元206和第二 DUC数字上变频单元207进行控制,具体是对第二 DDC数字下变频单元206和第二 DUC数字上变频单元207的DDS直接数字式频率合成器进行控制,所述频偏测量与补偿单元209用于计算近端机与远端机的频偏值
K和频偏补偿值i 以将所述载波信号移频为近端机接收的射频信号的频率RFO几乎相同
的频点。进一步的,所述第一本振、第二本振、第三本振和第四本振是低本振。上述结构中,载波信号插入单元109 :由于插入一个I=c、Q=0 (OS c <0.5)的单音载波,所以单音载波需要占用一频点,该频点必须不影响其他载波的传输,故可将该频点插入有用信号的右边进行传输。频偏测量与补偿单元209 :需要说明的是单音信号第二 DDC数字下变频单元206抽取的倍数,理论上抽取的倍数越多,算法的准确性越好,然而能够测量的频偏范围越小。实验结果表明,本实用新型可以计算出频偏的频率及补偿频偏使得近端机的输入的射频频点与远端机输出的射频频点几乎一致。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型,但所属领域的技术人员应该明白,在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内,在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化,均为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种移频机近远端载波同步装置,其特征在于包括近端机和远端机; 所述近端机至少包括第一本振、第二本振、第一晶振、第一时钟芯片、第一 AD模数转换单元、第一 DDC数字下变频单元、第一 DUC数字上变频单元、第一 DA数模转换单元和载波信号插入单元; 所述远端机至少包括第三本振、第四本振、第二晶振、第二时钟芯片、第二 AD模数转换单元、第二 DDC数字下变频单元、第二 DUC数字上变频单元、第二 DA数模转换单元和频偏测量与补偿单元; 所述载波信号插入单元的输出端电连接于第一 DUC数字上变频单元的输入端;所述第一晶振和第一时钟芯片为第一本振、第二本振、第一 AD模数转换单兀、第一 DDC数字下变频单元、第一 DUC数字上变频单元和第一 DA数模转换单元提供时钟频率,待发射的射频信号频率和时钟频率经过近端机的第一本振传输至第一 AD模数转换单元后分别经由第一 DDC 数字下变频单元和第一 DUC数字上变频单元至第一 DA数模转换单元后经由第二本振后输出至远端机; 所述频偏测量与补偿单元的输出端电连接于第二 DDC数字下变频单元的输入端和第二 DUC数字上变频单元的输入端;所述第二晶振和第二时钟芯片为第三本振、第四本振、第二 AD模数转换单元、第二 DDC数字下变频单元、第二 DUC数字上变频单元和第二 DA数模转换单元提供时钟频率,远端机接收到的射频信号频率和时钟频率经过远端机的第三本振传输至第二 AD模数转换单元后分别经由第二 DDC数字下变频单元和第二 DUC数字上变频单元至第二 DA数模转换单元后经由第四本振后输出至近端机。
2.根据权利要求I所述的移频机近远端载波同步装置,其特征在于所述第一本振、第二本振、第三本振和第四本振是低本振。
3.根据权利要求I所述的移频机近远端载波同步装置,其特征在于所述载波信号插入单元至少包括在近端机的DUC数字上变频之前插入一载波信号的装置,该载波信号是I=c、Q=0的正弦波数字信号,其中O≤c≤0. 5。
专利摘要本实用新型涉及一种移频机近远端载波同步装置,包括近端机和远端机,近端机至少包括第一本振、第二本振、第一晶振、第一时钟芯片、第一AD模数转换单元、第一DDC数字下变频单元、第一DUC数字上变频单元、第一DA数模转换单元和载波信号插入单元,远端机至少包括第三本振、第四本振、第二晶振、第二时钟芯片、第二AD模数转换单元、第二DDC数字下变频单元、第二DUC数字上变频单元、第二DA数模转换单元和频偏测量与补偿单元。本实用新型应用于移频机近远端的载波同步。
文档编号H04L25/02GK202488730SQ20122012822
公开日2012年10月10日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者卓开泳, 叶天宝, 康忠林, 高心炜 申请人:福建京奥通信技术有限公司
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