一种基于软件无线电的Tetra与GSM共用基站平台的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于软件无线电的Tetra与GSM共用基站平台，包括数字处理平台和射频处理平台，数字处理平台包括MCU、DSP、FPGA、时钟模块，其中时钟模块连接FPGA，FPGA内部包含PLL、CIC滤波器、数字接收滤波器，FPGA将时钟信号由PLL处理后提供给与之连接的MCU、DSP；射频处理平台包括发射模块、接收模块、PLL模块、合路模块、数模模数转换模块；数字处理平台和射频处理平台通过数模模数转换模块连接，实现信息传递。本发明在同一硬件平台上实现了Tetra和GSM两种模态，极大缩短了设计周期，降低了设计成本；根据场景需要，通过加载不同的应用程序提供专网和公网通信服务，适用于移动应急通信。
【专利说明】—种基于软件无线电的Tetra与GSM共用基站平台
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于软件无线电的Tetra与GSM共用基站平台，属于通信【技术领域】中无线传输与接入领域。
【背景技术】
[0002]短短的十余年内，移动通讯发展出2G/3G/4G三代制式及10余种标准体制。同时，多种制式的网络将长期共存。长期以来，各设备商都采用一种制式对应一种基站的设计模式，导致装备种类多、型号杂，组织保障程序繁琐，装备技术保障难度大。特别是在移动环境下的应急通信领域(可装载到小型车辆、飞机等交通工具上进行应用，也可通过人工携带方式将系统开设到车辆无法到达的地区，如:山坡、建筑物、高塔等)，或军用、警用、油田、煤矿、城市应急等领域，该领域内对专网和公网的应用需求，要求系统体积小、重量轻，可固定架设，满足在普通及应急通信的场合下专网和公网使用的需求，在同一硬件平台上实现了Tetra和GSM两种通信体制，极大地缩短了设计周期，降低了设计成本，减少了后期维护的复杂度。
[0003]但，由于Tetra和GSM通信体制不同，其系统基准时钟、符号速率等均存在很大的差异性，且Tetra和GSM所占用信道带宽不一样，必将导致信道带宽窄的系统接收性能指标下降，因此，现有技术中未见Tetra与GSM共用基站平台的报道。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决上述问题，目的是提供一种基于软件无线电的Tetra与GSM共用基站平台。
[0005]为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是:一种基于软件无线电的Tetra与GSM共用基站平台，包括数字处理平台和射频处理平台，所述数字处理平台包括MCU、DSP、FPGA,时钟模块，其中时钟模块连接FPGA，为FPGA提供时钟信号，FPGA内部包含PLL、CIC滤波器、数字接收滤波器，FPGA将时钟信号由PLL处理后提供给与之连接的MCU、DSP, CIC插值滤波器完成不同模态下的速率匹配，传递给与之连接的数字接收滤波器进一步优化；所述射频处理平台包括发射模块、接收模块、PLL模块、合路模块、数模模数转换模块；所述数字处理平台和射频处理平台通过数模模数转换模块连接，实现信息传递。
[0006]进一步的，所述时钟模块采用高精度时钟模块，晶振频率选用13MHz。
[0007]进一步的，所述数字处理平台的数字接收滤波器中采用了数字椭圆滤波器，椭圆滤波器的参数为通带25kHz、阻带30kHz，滤波器的阶数为120。
[0008]进一步的，所述数字处理平台的CIC滤波器采用多级CIC滤波器进行速率匹配，当工作在Tetra模态时，通过数模模数转换模块传送的信号经过9倍3阶CIC插值滤波器后，再经1/650倍2阶CIC抽取滤波器处理；GSM模态时，通过数模模数转换模块传送的信号经1/4倍4阶CIC抽取滤波器处理。
[0009]本发明的有益效果在于:在同一硬件平台上实现了 Tetra和GSM两种模态，极大的缩短了设计周期，降低了设计成本，减轻后期系统维护的复杂度；根据场景需要，通过加载不同的应用程序提供专网和公网通信服务，非常适用于移动应急通信环境的需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]下面结合附图和实施例对本发明进行说明。
[0011]图1是本发明的硬件平台系统架构图；
[0012]图2是本发明Tetra与GSM模态系统时钟产生示意图；
[0013]图3是本发明接收处理示意图；
[0014]图4是本发明两种模态CIC滤波器的设计示意图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示的一种基于软件无线电的Tetra与GSM共用基站平台，包括数字处理平台和射频处理平台，所述数字处理平台包括MCU、DSP、FPGA、时钟模块，其中时钟模块连接FPGA，为FPGA提供时钟信号，FPGA内部包含PLL、CIC滤波器、数字接收滤波器，FPGA将时钟信号由PLL处理后提供给与之连接的MCU、DSP，CIC滤波器完成不同模态下的速率匹配，传递给与之连接的数字接收滤波器进一步优化；所述射频处理平台包括发射模块、接收模块、PLL模块、合路模块、数模模数转换模块；所述数字处理平台和射频处理平台通过数模模数转换模块连接，实现信息传递。
[0016]进一步的，所述时钟模块采用高精度时钟模块，晶振频率选用13MHz。如图2所示，Tetra与GSM系统均采用TDMA帧结构，但存在较大差异，如何产生各模态所需的帧、时隙等系统时钟消息是支持两种模态的关键，本系统硬件平台采用高精度时钟模块，其频率为13MHz，通过在FPGA中对时钟信号进行倍频、分频处理得到时隙中断，并送往DSP作为系统基准时钟。
[0017]当平台工作在Tetra模态时，FPGA对输入13MHz的时钟首先进行9倍频得到117MHz时钟，然后再对该时钟进行3250分配得到Tetra的符号速率36kHz，最后510分频得到时隙信号，并以中断方式送往DSP，DSP通过计数处理可得到系统的超帧号、复帧号、帧号、时隙号等时间信息。
[0018]GSM模态的处理较为简单，FPGA对输入13MHz的时钟进行12分频和625分频即可得到时隙信号，并以中断方式送往DSP。
[0019]如图3所示，平台上的滤波器使用了包括:射频滤波器、中频滤波器和数字滤波器，在射频滤波器方面，中频滤波器带宽的选择取决于所选用通信模式所占用的信道带宽，由于Tetra占用信道带宽为25kHz，而GSM占用信道带宽为200kHz，所以射频处理平台上中频滤波器的带宽选择200kHz，然而，Tetra模态无法抑制25kHz-200kHz之间引入的噪声，进而导致Tetra系统无法满足阻塞性能指标要求。为了抑制Tetra模态下引入的25kHz-200kHz之间的噪声，在所述数字处理平台的数字接收滤波器中采用了数字椭圆滤波器，椭圆滤波器的参数为通带25kHz、阻带30kHz，滤波器的阶数为120，最后在满足系统接收灵敏度、动态范围指标的条件下，很好地解决了系统阻塞性能指标要求。
[0020]如图4所示，接收端侧，经射频处理平台处理后，通过数模模数转换模块送往数字处理平台，FPGA下变频处理后得到基带数据。由于Tetra采用pi/4-DQPSK,而Tetra系统需将13MHz的数据转换成符号速率整数倍，本发明采用10倍的符号采样率即180kHz，后进行解调处理，但是13MHz与180kHz并非整数倍关系，因此，所述数字处理平台的CIC滤波器采用多级CIC滤波器进行速率匹配，当工作在Tetra模态时，通过数模模数转换模块传送的信号经过9倍3阶CIC插值滤波器后，再经1/650倍2阶CIC抽取滤波器处理；GSM模态时，通过数模模数转换模块传送的信号经1/4倍4阶CIC抽取滤波器处理。
[0021]至此，通过系统时钟的生成，椭圆滤波器、CIC滤波器的添加，去除了 Tetra和GSM底层由系统硬件平台带来的差异性，为Tetra和GSM基站共用平台提供了基础。
[0022]通过测试及实践应用，该技术具有以下优点:
[0023]I)基于软件无线电技术在同一硬件平台上实现了 Tetra和GSM两种模态，极大的缩短了设计周期，降低了设计成本，减轻后期系统维护的复杂度。
[0024]2)可以根据场景需要，通过加载不同的应用程序提供专网和公网通信服务，非常适用于移动应急通信环境下的需求。
[0025]该技术发明可应用于移动环境下的应急通信领域(可装载到小型车辆、飞机等交通工具上进行应用，也可通过人工携带方式将系统开设到车辆无法到达的地区，如:山坡、建筑物、高塔等)，亦可应用于军用、警用、油田、煤矿、城市应急等领域，应用于专用固定通信、移动通信系统中，满足该领域内对专网和公网的应用需求。
【权利要求】
1.一种基于软件无线电的Tetra与GSM共用基站平台，其特征在于:包括数字处理平台和射频处理平台，所述数字处理平台包括MCU、DSP、FPGA、时钟模块，其中时钟模块连接FPGA,为FPGA提供时钟信号，FPGA内部包含PLL、CIC滤波器、数字接收滤波器，FPGA将时钟信号由PLL处理后提供给与之连接的MCU、DSP，CIC插值滤波器完成不同模态下的速率匹配，传递给与之连接的数字接收滤波器进一步优化；所述射频处理平台包括发射模块、接收模块、PLL模块、合路模块、数模模数转换模块；所述数字处理平台和射频处理平台通过数模模数转换模块连接，实现信息传递。
2.根据权利要求1所述的基于软件无线电的Tetra与GSM共用基站平台，其特征在于:所述时钟模块采用高精度时钟模块，晶振频率选用13MHz。
3.根据权利要求1所述的基于软件无线电的Tetra与GSM共用基站平台，其特征在于:所述数字处理平台的数字接收滤波器中采用了数字椭圆滤波器，椭圆滤波器的参数为通带25kHz、阻带30kHz，滤波器的阶数为120。
4.根据权利要求1所述的基于软件无线电的Tetra与GSM共用基站平台，其特征在于:所述数字处理平台的CIC滤波器采用多级CIC滤波器进行速率匹配，当工作在Tetra模态时，通过数模模数转换模块传送的信号经过9倍3阶CIC插值滤波器后，再经1/650倍2阶CIC抽取滤波器处理；GSM模态时，通过数模模数转换模块传送的信号经1/4倍4阶CIC抽取滤波器处理。
【文档编号】H04W88/10GK104080203SQ201310100428
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年3月26日 优先权日:2013年3月26日
【发明者】吴丹, 张琰, 孔令丽, 屈力倩, 张栋 申请人:阳光凯讯(北京)科技有限公司