專利名稱：實現(xiàn)多載波接收信號強度指示的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多載波接收信號強度指示RSSI(Received Signal Strength Indicator接收信號強度指示)實現(xiàn)的裝置，更具體地說，是一種比較新穎、簡單且容易實現(xiàn)的裝置。
背景技術(shù)：
在移動通訊技術(shù)高速發(fā)展的今天，人們對移動通訊系統(tǒng)的需求也日益增大，在有限的資源下，多載波接收機是移動通訊系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，而多載波接收信號強度指示(RSSI)重要組成部分，其相對精度對系統(tǒng)的容量有較大關(guān)系。
目前RSSI實現(xiàn)的方式主要有兩種方式中頻及基帶。如圖1所示，RSSI在中頻IF單元實現(xiàn)的具體過程為首先將接收的射頻信號濾波、放大、混頻，其次將混頻之后的IF信號進行耦合放大，然后通過檢波器再送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，最后送到DSP(Digital SignalProcessing)進行處理。該方法和裝置的缺點就是電路復(fù)雜、集成度不高及精度不是很理想，另外，檢波器的動態(tài)范圍也是有限的。
如圖2所示，RSSI在中頻基帶單元實現(xiàn)的具體過程為將接收的射頻信號濾波、放大、混頻得到低IF信號，中頻放大和濾波后，通過ADC變換，最后由DSP進行處理，得到的數(shù)字I/Q信號進行平方運算。這種方法和裝置的缺點就是運算復(fù)雜，硬件資源消耗比較大，致使硬件成本過高。
對于多載波接收機來說，用圖1、圖2的方法和裝置來進行RSSI檢測就非常復(fù)雜，RSSI檢測的都是多載波信號總能量，并不能指示每載波信號的能量，因為必須用多個RF單元才能區(qū)分出每載波信號，這樣代價太高，再說模擬電路單元過多也會使得檢測的精度降低，所以需要尋求新的方法和裝置來滿足新的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種實現(xiàn)簡單、檢測精度高的多載波接收信號強度指示的裝置?？梢钥朔F(xiàn)有RSSI檢測的復(fù)雜度、實現(xiàn)每載波信號能量檢測、提高檢測精度、減小射頻鏈路、提高穩(wěn)定性、適合大規(guī)模生產(chǎn)等，以保證多載頻接收機的最大接入用戶數(shù)量增加，降低成本，體改效益，滿足競爭激烈的市場需求。
為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明就采用軟件無線電技術(shù)來實現(xiàn)多載波接收信號強度指示RSSI的檢測，因為在接收信號處理部分RSP(Receive Signal Processing)來實現(xiàn)多載波RSSI檢測，這樣可以指示每載波信號的強度，所以RSSI必須在信道濾波之后、AGC之前來實現(xiàn)。
本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示，包括第一射頻濾波器、低噪聲放大器、第二射頻濾波器、下變頻器、中頻放大器、可變增益控制器、抗混疊濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和接收信號處理器；射頻信號經(jīng)第一射頻濾波器濾除帶外雜散、低噪聲放大器放大后，由第二射頻濾波器濾除混頻器鏡相噪聲干擾，到達下變頻器進行下變頻處理轉(zhuǎn)換成中頻信號，經(jīng)中頻放大器、可變增益控制器之后，經(jīng)過抗混疊濾波器送到所述模數(shù)變換器中進行模數(shù)變換成數(shù)字信號，最后，接收信號處理器對這些數(shù)字信號進行數(shù)字解調(diào)、抽取、濾波得出各載波接收信號強度指示。
采用本發(fā)明的裝置，可通過VGC和AGC的增益來得出RSSI的值，這樣避免很多復(fù)雜運算，節(jié)約資源，且可以指示每載波的信號，因此具有良好的兼容性，對于不同體制的多載波RSSI檢測，只需要把裝置的部分器件參數(shù)修改即可，有效地降低了成本。


圖1是采用檢波方式在IF處實現(xiàn)RSSI檢測結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是在基帶處實現(xiàn)RSSI檢測結(jié)構(gòu)框圖。
圖3是本發(fā)明所述采用軟件無線電的多載波接收信號強度指示結(jié)構(gòu)框圖。
圖4是作為本發(fā)明實施2載波接收信號強度指示的實際測試結(jié)果表。
圖5是作為本發(fā)明實施2多載波接收信號強度指示的實際檢測關(guān)系圖。
圖6是作為本發(fā)明裝置的2載波接收信號強度指示絕對精度關(guān)系圖。
圖7是作為本發(fā)明裝置的2載波接收信號強度指示相對精度關(guān)系圖。
具體實施例方式
在多載波接收機系統(tǒng)中，RSSI指示的是多載波總能量，如果要指示每載波的能量，需要多個RF鏈路。模擬部分器件的離散性、檢波管動態(tài)范圍小等因素會造成RSSI檢測的精度下降，這樣給設(shè)計和調(diào)試帶來很多不便，不利于批量生產(chǎn)。
鑒于目前的器件水平，可以采用軟件無線電的形式來實現(xiàn)多載波接收機，且RSSI指示的是每載波的信號能量，給系統(tǒng)設(shè)計和性能提高都有好處。圖3是本發(fā)明所述采用軟件無線電的多載波接收信號強度指示結(jié)構(gòu)框圖。
下面用現(xiàn)有器件具體構(gòu)造寬帶多載頻接收信號強度指示的方法和裝置。以Node B 2載波接收信號強度指示實現(xiàn)為例來說明本發(fā)明的方法和裝置的可行性。其中，圖3中的第一射頻濾波器為雙工器，主要是濾除帶外雜散；低噪聲放大器LNA采用SGA-4586；第二射頻濾波器采用LE18A；下變頻器采用SME1400B-17；中頻放大器采用SGA-6486；可變增益控制器采用AA113-310；抗混迭濾波器采用IF聲表濾波器LE88F；模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC采用AD80101；接收信號處理器采用ISL5416。
對于采用數(shù)字中頻結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)2載波接收機系統(tǒng)為例來說，確定IF聲表濾波器的頻率與采樣頻率很關(guān)鍵，根據(jù)尼奎斯特采樣準則，可以得知IF頻率與采樣頻率的關(guān)系為fIF=(2n+1)4fS.]]>通過組合干擾分析計算，得到中頻頻率fIF選擇為172.8MHz，采樣速率fS為61.44MHz。由于ADC之前2載波信號共同存在，為了不使ADC飽和，影響檢測精度，需要合理選擇無雜散動態(tài)范圍SFDR。
為了檢測每載波的RSSI值，需要在數(shù)字NCO、信道濾波之后，AGC之前來檢測RSSI。根據(jù)AGC函數(shù)與輸入功率的對應(yīng)關(guān)系，得知RSSI檢測值是AGC增益、數(shù)控衰減器VGC的增益及參考功率之和，參見等式(1)。
PRSSI＝k×(GAGC-GREF)+PREF+GVGC(1)其中，GAGC為AGC的增益，GVGC為可變控制器的增益，PREF、k、GREF為常數(shù)。
從上面等式(1)可知RSSI檢測的絕對精度是AGC增益、可變控制器VGC的函數(shù)。根據(jù)3GPP標準，RSSI檢測的范圍為-103dBm～-73dBm。在本發(fā)明的裝置里面，可變增益控制器為數(shù)控衰減器，其目的主要是針對鄰道、阻塞這些大信號時出現(xiàn)衰減，其它情況下時直通，衰減控制值為0dB。因此，在3GPP標準范圍內(nèi)，RSSI檢測值只是的AGC增益函數(shù)。
PRSSI＝k×(GAGC-GREF)+PREF(2)圖4為本發(fā)明實施2載波接收信號強度指示的實際測試結(jié)果表。圖5是本發(fā)明實施2多載波接收信號強度指示的實際檢測關(guān)系圖。RSSI檢測精度包括絕對精度和相對精度，相對精度為±4dB，絕對精度為±0.5dB。為了體現(xiàn)本發(fā)明的RSSI檢測的方法和裝置的優(yōu)點，那么就需要從絕對精度和相對精度來分析。
首先來分析RSSI絕對精度，圖6是本發(fā)明裝置的2載波接收信號強度指示絕對精度關(guān)系圖。從等式(2)可知，RSSI絕對精度只與AGC增益有關(guān)，但是接收機工作的帶寬范圍是60MHz，工作的環(huán)境溫度為-5℃～55℃。在60MHz帶寬內(nèi)許多模擬器件的頻響是不一致，對于相同輸入功率來說，檢測的值就存在差異，為了克服這缺點，提高上報精度，本發(fā)明裝置可采用頻率掃描校準，以200kHz為步長，在60MHz范圍內(nèi)記下檢測與參考值之差，然后存在FLSH里面。與頻響的原理類似，在溫度變化范圍內(nèi)，通道模擬器件的增益變化較大，致使RSSI檢測存在很大誤差，為了減小溫度變化對其精度的影響，也需要對溫度進行掃描，步長可選0.5℃或1℃，把溫度與檢測差值的對應(yīng)數(shù)據(jù)存在FLASH里面，每次上報的值就需要把這個頻響和溫度變化對應(yīng)的差值補償進去，這樣可以提高絕對精度。
其次來分析RSSI相對精度，相對精度是指輸入信號變化與檢測值變化之差，圖7是，本發(fā)明裝置的2載波接收信號強度指示相對精度關(guān)系圖。假設(shè)某時刻輸入信號功率變化為ΔP，根據(jù)等式(2)得知RSSI檢測值之差為k×ΔGAGC，則RSSI相對精度為ΔP-k×ΔGAGC。由于ΔP、k為常數(shù)，所以，RSSI相對精度僅與ΔGAGC有關(guān)，也就是說，RSSI相對精度僅與AGC算法有關(guān)系。要使相對精度得到提高，也就意味著AGC線性需要提高。為了滿足線性都的要求，采用優(yōu)越的CORDIC算法來實現(xiàn)I/Q幅度運算，避免I2/Q2運算。這樣有利于運算效率的提高，節(jié)約芯片硬件資源，且CORDIC算法運算采用8個時鐘周期，這樣AGC增益算出來的精度可以0.00013dB，完全滿足精度要求。
最后，這種檢測裝置也可以用來檢測多載波接收機ACS(Adjacent Channel Selection)，因為RSSI指示每載波的功率值，通過參數(shù)變化可以映射出ACS性能，為以后批量生產(chǎn)節(jié)約儀器和提高效率。
權(quán)利要求
1.實現(xiàn)多載波接收信號強度指示的裝置，其特征在于，該裝置包括第一射頻濾波器、低噪聲放大器、第二射頻濾波器、下變頻器、中頻放大器、可變增益控制器、抗混疊濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和接收信號處理器射頻信號經(jīng)第一射頻濾波器濾除帶外雜散、低噪聲放大器放大后，由第二射頻濾波器濾除混頻器鏡相噪聲干擾，到達下變頻器進行下變頻處理轉(zhuǎn)換成中頻信號，經(jīng)中頻放大器、可變增益控制器之后，經(jīng)過抗混疊濾波器送到所述模數(shù)變換器中進行模數(shù)變換成數(shù)字信號，最后，接收信號處理器對這些數(shù)字信號進行數(shù)字解調(diào)、抽取、濾波得出各載波接收信號強度指示。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述可變增益控制器采用數(shù)控衰減器，針對鄰道、阻塞這些大信號時出現(xiàn)衰減，其它情況下時直通，衰減控制值為0dB。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，第一射頻濾波器采用雙工器，低噪聲放大器采用SGA-4586，第二射頻濾波器采用LE18A，下變頻器采用SME1400B-17，中頻放大器采用SGA-6486；可變增益控制器采用AA113-310，抗混迭濾波器采用IF聲表濾波器LE88F，模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用AD80101，接收信號處理器采用ISL5416。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述IF聲表濾波器的中頻頻率fIF為172.8MHz，采樣速率fS為61.44MHz。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，為提高絕對精度可對頻率和溫度掃描校準，并對應(yīng)數(shù)據(jù)存在FLASH里面，每次上報的值就需要把頻響和溫度變化對應(yīng)的差值予以補償。
6.如權(quán)利要求1或5所述的裝置，其特征在于，為提高相對精度采用CORDIC算法來實現(xiàn)I/Q幅度運算，且采用8個時鐘周期。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)多載波接收信號強度指示的裝置，包括第一射頻濾波器、低噪聲放大器、第二射頻濾波器、下變頻器、中頻放大器、可變增益控制器、抗混疊濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和接收信號處理器。采用本發(fā)明的裝置，可通過VGC和AGC的增益來得出RSSI的值，這樣避免很多復(fù)雜運算，節(jié)約資源，且可以指示每載波的信號，因此具有良好的兼容性，對于不同體制的多載波RSSI檢測，只需要把裝置的部分器件參數(shù)修改即可，有效地降低了成本。
文檔編號H04B17/00GK1777073SQ20041009101
公開日2006年5月24日 申請日期2004年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月15日
發(fā)明者陳長根, 施漢軍, 鄧杰, 唐文浩, 許峰 申請人:中興通訊股份有限公司