專利名稱：一種gsm基站信道號(hào)的自動(dòng)搜索模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及移動(dòng)通信領(lǐng)域，具體涉及一種能夠自動(dòng)搜索GSM基站信道 號(hào)的模塊。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)通信事業(yè)的飛速發(fā)展及用戶數(shù)量的逐漸增加，移動(dòng)用戶對(duì)移動(dòng)通 信網(wǎng)絡(luò)的要求也越來(lái)越高，為了實(shí)現(xiàn)任何時(shí)間和任何地點(diǎn)的通信目標(biāo)，移動(dòng)通 信系統(tǒng)中常常需要引入直放站設(shè)備進(jìn)行延伸覆蓋。直放站的種類按照選頻方式 可以分為載波選頻直放站和寬帶選頻直放站。寬帶選頻直放站成本低，不需要 知道信源基站的信道號(hào)就可以進(jìn)行覆蓋，但是寬帶選頻直放站對(duì)基站的干擾較 大；載波選頻直放站的成本較高，對(duì)基站干擾小，但是需要將其信道號(hào)設(shè)置成 與基站工作信道號(hào)一致才能使覆蓋區(qū)域用戶正常通話。
為了滿足網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的需要，運(yùn)營(yíng)商會(huì)對(duì)基站的工作信道號(hào)進(jìn)行調(diào)整，如果 載波選頻直放站不能及時(shí)對(duì)信道號(hào)進(jìn)行調(diào)整就會(huì)造成其覆蓋區(qū)域無(wú)法通話，因 此載波選頻直放站中需要采用一種GSM基站信道號(hào)自動(dòng)搜索裝置，使載波選頻 直放站的工作信道號(hào)與基站保持一致。
在現(xiàn)有技術(shù)中，可以采用GSM專用接收芯片對(duì)信源基站的信號(hào)進(jìn)行分析， 解析出信源基站所使用的信道號(hào)。由于GSM專用接收芯片應(yīng)用時(shí)復(fù)雜度和成本 較高，因此在現(xiàn)有的產(chǎn)品中很少使用這種方案。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有GSM專用接收芯片的不足和弊端，提供一 種GSM基站信道號(hào)的自動(dòng)搜索模塊，該GSM基站信道號(hào)的自動(dòng)搜索模塊信源干 凈、設(shè)計(jì)合理、成本較低、簡(jiǎn)單易行、可靠性高，能更好的滿足市場(chǎng)的需求。
本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 一種GSM基站信道號(hào)的自動(dòng)搜 索模塊，包括射頻耦合器、射頻帶通濾波器、正交混頻器、I信號(hào)濾波采樣電路、 Q信號(hào)濾波采樣電路、基帶處理芯片、微控制器、有源晶振和時(shí)鐘緩沖器；所述 射頻耦合器依次與射頻帶通濾波器、正交混頻器、I信號(hào)濾波采樣電路、基帶處理芯片、微控制器、時(shí)鐘緩沖器、有源晶振相連，同時(shí)，所述正交混頻器還通 過(guò)Q信號(hào)濾波采樣電路與基帶處理芯片相連，所述時(shí)鐘緩沖器還分別與I信號(hào) 濾波采樣電路、Q信號(hào)濾波采樣電路、基帶處理芯片相連。
為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，所述I信號(hào)濾波采樣電路、Q信號(hào)濾波采樣電路 均由低通濾波器與高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連組成，所述I信號(hào)濾波采樣電路的低通
濾波器、Q信號(hào)濾波采樣電路的低通濾波器分別與正交混頻器相連，所述l信號(hào) 濾波采樣電路的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器、Q信號(hào)濾波采樣電路的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別與 基帶處理芯片相連。
所述時(shí)鐘緩沖器還分別與I信號(hào)濾波采樣電路、Q信號(hào)濾波采樣電路、基帶 處理芯片相連，具體是指所述時(shí)鐘緩沖器還分別與I信號(hào)濾波采樣電路的高速
模數(shù)轉(zhuǎn)換器、Q信號(hào)濾波采樣電路的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器、基帶處理芯片相連；
所述I信號(hào)濾波采樣電路與Q信號(hào)濾波采樣電路是采用輸出信號(hào)為數(shù)字信 號(hào)、采樣速率為51.2MSPS的濾波采樣電路，采樣后的信號(hào)接至基帶處理芯片進(jìn) 行數(shù)字信號(hào)處理。
所述正交混頻器是采用把射頻信號(hào)混頻為零中頻的寬帶I/Q信號(hào)，帶寬為 24MHz的正交混頻器。所述正交混頻器將該射頻信號(hào)混頻為零中頻的寬帶1/Q信 號(hào)，帶寬為24顧z，(共有121個(gè)GSM信道，信道號(hào)為1，2，…，121)， I信號(hào)經(jīng)過(guò) I信號(hào)濾波采樣電路的低通濾波器濾除帶外信號(hào)，Q信號(hào)經(jīng)過(guò)Q信號(hào)濾波采樣電 路的低通濾波器濾除帶外信號(hào)，這樣能防止采樣時(shí)帶外信號(hào)混疊到帶內(nèi)影響采 樣結(jié)果。
所述基帶處理芯片每接收1024組采樣值后就不再接收高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出 的數(shù)據(jù)，并對(duì)1024組采樣值進(jìn)行快速傅立葉變換，頻率分辨率為50KHz，因此 每個(gè)GSM載波帶寬內(nèi)保證有4個(gè)釆樣值，可以用于檢測(cè)載波內(nèi)的功率。
所述基帶處理芯片通過(guò)對(duì)快速傅立葉變換后第w點(diǎn)及第w-1點(diǎn)、第W +1點(diǎn) 的幅值求平均值的方法求出信道w的功率，并且將該結(jié)果與預(yù)定門(mén)限進(jìn)行比較， 若平均值大于門(mén)限值，則認(rèn)為該信道號(hào)為基站使用的信道號(hào)，否則該信道號(hào)沒(méi) 有被基站使用，基帶處理芯片對(duì)24MHz帶寬內(nèi)所有GSM信道的功率進(jìn)行檢測(cè)和 判別后將判決結(jié)果發(fā)送給微控制器，然后啟動(dòng)下一輪的數(shù)據(jù)接收和數(shù)字信號(hào)處 理操作。
所述微控制器對(duì)10次的判決結(jié)果進(jìn)行記錄，并根據(jù)10次的紀(jì)錄結(jié)果對(duì)每 個(gè)信道重新進(jìn)行判決，每個(gè)信道被判決為基站使用信道的次數(shù)大于等于6時(shí)才 判決為基站使用的信道，否則認(rèn)為該信道號(hào)沒(méi)有被基站設(shè)備占用，微控制器芯片將此判決作為最終的判決結(jié)果，并將基站使用的所有信道號(hào)存儲(chǔ)起來(lái)。下一 次循環(huán)的最終判決結(jié)果將覆蓋原有的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型的工作原理是將基站下行輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，然后送 到基帶處理芯片，基帶處理芯片每接收1024組采樣值后就不再接收高速模數(shù)轉(zhuǎn)
換器輸出的數(shù)據(jù)，并對(duì)1024組采樣值進(jìn)行快速傅立葉變換，頻率分辨率為50KHz， 由此保證每個(gè)GSM載波帶寬內(nèi)保證有4個(gè)采樣值，可以用于檢測(cè)載波內(nèi)的功率。 基帶處理芯片通過(guò)對(duì)快速傅立葉變換后第W點(diǎn)及第iV-1點(diǎn)、第+1點(diǎn)的幅 值求平均值的方法求出信道w的功率，并且將該結(jié)果與預(yù)定門(mén)限進(jìn)行比較，若平 均值大于門(mén)限值，則認(rèn)為該信道號(hào)為基站使用的信道號(hào)，否則該信道號(hào)沒(méi)有被 基站使用，基帶處理芯片對(duì)24MHz帶寬內(nèi)所有GSM信道的功率進(jìn)行檢測(cè)和判別 后將判決結(jié)果發(fā)送給微控制器，然后啟動(dòng)下一輪的數(shù)據(jù)接收和數(shù)字信號(hào)處理操
當(dāng)基帶處理芯片向微控制器傳送的判決結(jié)果達(dá)到10次時(shí)，微控制器根據(jù)10 次的紀(jì)錄結(jié)果對(duì)每個(gè)信道重新進(jìn)行判決，每個(gè)信道被判決為基站使用信道的次 數(shù)大于等于6時(shí)才判決為基站使用的信道，否則認(rèn)為該信道號(hào)沒(méi)有被基站設(shè)備 占用。微控制器芯片將此判決作為最終的判決結(jié)果，并將基站使用的所有信道 號(hào)存儲(chǔ)起來(lái)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果
(1) 信源干凈、設(shè)計(jì)合理；與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型直接耦合基站 下行輸出信號(hào)，不需要進(jìn)行GSM協(xié)議解析，只需要使用通用的處理器件進(jìn)行頻 譜分析就可以得到有用的信道號(hào)。
(2) 成本較低；采用正交混頻器將GSM寬帶射頻信號(hào)變成零中頻的寬帶I/Q 信號(hào)后進(jìn)行數(shù)字化，可以有效地降低采樣速率，使用低成本的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器 即可以實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的數(shù)字化。
(3) 簡(jiǎn)單易行；使用數(shù)字信號(hào)處理方法，對(duì)數(shù)字化后的信號(hào)進(jìn)行快速傅立 葉變換的分析，將信號(hào)轉(zhuǎn)換到頻域進(jìn)行處理，檢測(cè)各信道號(hào)的功率并與門(mén)限值 進(jìn)行比較，當(dāng)載波的功率大于門(mén)限值時(shí)認(rèn)為該信道號(hào)是基站使用的信道號(hào)；否 則認(rèn)為該信道號(hào)沒(méi)有被基站使用。
(4)可靠性高；控制芯片對(duì)10次快速傅立葉變換分析判決的結(jié)果進(jìn)行處理， 并作為最終的判決結(jié)果。在10次判決結(jié)果中，每個(gè)信道被判決為基站使用信道 的次數(shù)大于等于6時(shí)才判決為基站使用的信道，否則認(rèn)為該信道號(hào)沒(méi)有被基站 設(shè)備占用。這種取平均的方法可以保證判決結(jié)果的可靠性。

圖1為本實(shí)用新型的一種GSM基站信道號(hào)的自動(dòng)搜索模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型的數(shù)字信號(hào)處理及控制流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)-一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新 型的實(shí)施方式不限于此。
圖1示出了本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)，由圖1可見(jiàn)，本實(shí)用新型一種GSM基 站信道號(hào)的自動(dòng)搜索模塊包括射頻耦合器101、射頻帶通濾波器102、正交混頻 器103、 I信號(hào)濾波采樣電路、Q信號(hào)濾波采樣電路、基帶處理芯片108、微控 制器109、有源晶振111和時(shí)鐘緩沖器110組成，所述工信號(hào)濾波采樣電路由低 通濾波器104與高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器106相連組成，Q信號(hào)濾波采樣電路由低通濾波 器105與高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器107相連組成；所述射頻耦合器101依次與射頻帶通 濾波器102、正交混頻器103、 I信號(hào)濾波采樣電路、基帶處理芯片108、微控 制器109、時(shí)鐘緩沖器IIO、有源晶振lll相連，同時(shí)，所述正交混頻器103還 通過(guò)Q信號(hào)濾波采樣電路與基帶處理芯片108相連，所述時(shí)鐘緩沖器110還分 別與I信號(hào)濾波采樣電路的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器106、 Q信號(hào)濾波采樣電路的高速模 數(shù)轉(zhuǎn)換器107、基帶處理芯片108相連；所述I信號(hào)濾波采樣電路的低通濾波器 104、 Q信號(hào)濾波采樣電路的低通濾波器105分別與正交混頻器103相連，所述 I信號(hào)濾波采樣電路的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器106、 Q信號(hào)濾波采樣電路的高速模數(shù)轉(zhuǎn) 換器107分別與基帶處理芯片108相連。
圖2所示為數(shù)字信號(hào)處理及控制流程圖，有源晶振111的輸出經(jīng)過(guò)時(shí)鐘緩 沖器110后分別輸出給高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器106和107、基帶處理芯片108和微控制 器109，作為這幾個(gè)芯片的工作時(shí)鐘。射耦合器101耦合基站的信號(hào)，經(jīng)過(guò)射頻 帶通濾波器102將下行頻段外的信號(hào)濾除。正交混頻器103將該射頻信號(hào)混頻 為零中頻的寬帶I/Q信號(hào)，帶寬為24MHZ (共有121個(gè)GSM信道，信道號(hào)為 1， 2，…，121)， I信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波器104濾除帶外信號(hào)和經(jīng)高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯 片106轉(zhuǎn)成數(shù)字I信號(hào)，Q信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波器105濾除帶外信號(hào)和經(jīng)高速模數(shù) 轉(zhuǎn)換器芯片107轉(zhuǎn)成數(shù)字Q信號(hào)，數(shù)字I/Q信號(hào)采樣速率為51. 2MSPS。把采樣 后的信號(hào)送到基帶處理芯片108進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。
基帶處理芯片108每接收1024組采樣值后就不再接收高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器106
6和107輸出的數(shù)據(jù)，并對(duì)1024組采樣值進(jìn)行快速傅立葉變換，頻率分辨率為 50KHz，因此每個(gè)GSM載波帶寬內(nèi)保證有4個(gè)采樣值，可以用于檢測(cè)載波內(nèi)的功 率。如上所述，24MHz帶寬內(nèi)121個(gè)GSM信道號(hào)的中心頻點(diǎn)在1024個(gè)快速傅立 葉變換后中的位置為tV = 4*" + 269，其中W =1， 2，…，1024; "，1, 2，…，121。
基帶處理芯片在檢測(cè)信道w的功率時(shí)，只需要將快速傅立葉變換后第W點(diǎn)及 第W-1點(diǎn)、第7V + 1點(diǎn)的幅值求平均即可，并且將該結(jié)果與預(yù)定門(mén)限進(jìn)行比較， 若平均值大于門(mén)限值，則認(rèn)為該信道號(hào)為基站使用的信道號(hào)，否則該信道號(hào)沒(méi) 有被基站使用。基帶處理芯片108對(duì)24MHz帶寬內(nèi)所有GSM信道的功率進(jìn)行檢 測(cè)并判別后將判決結(jié)果發(fā)送給微控制器109，然后啟動(dòng)下一輪的數(shù)據(jù)接收和數(shù)字 信號(hào)處理操作。
為了保證判決的口T靠性，微控制器109對(duì)10次的判決結(jié)果進(jìn)行記錄，并根 據(jù)10次的紀(jì)錄結(jié)果對(duì)每個(gè)信道重新進(jìn)行判決，每個(gè)信道被判決為基站使用信道 的次數(shù)大于等于6時(shí)才判決為基站使用的信道，否則認(rèn)為該信道號(hào)沒(méi)有被基站 設(shè)備占用。微控制器109芯片將此判決作為最終的判決結(jié)果，并將基站使用的 所有信道號(hào)存儲(chǔ)起來(lái)。下一次循環(huán)的最終判決結(jié)果將覆蓋原有的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不 受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作 的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用 新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種GSM基站信道號(hào)的自動(dòng)搜索模塊，其特征在于包括射頻耦合器、射頻帶通濾波器、正交混頻器、I信號(hào)濾波采樣電路、Q信號(hào)濾波采樣電路、基帶處理芯片、微控制器、有源晶振和時(shí)鐘緩沖器；所述射頻耦合器依次與射頻帶通濾波器、正交混頻器、I信號(hào)濾波采樣電路、基帶處理芯片、微控制器、時(shí)鐘緩沖器、有源晶振相連，同時(shí)，所述正交混頻器還通過(guò)Q信號(hào)濾波采樣電路與基帶處理芯片相連，所述時(shí)鐘緩沖器還分別與I信號(hào)濾波采樣電路、Q信號(hào)濾波采樣電路、基帶處理芯片相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種GSM基站信道號(hào)的自動(dòng)搜索模塊，其特征在 于所述I信號(hào)濾波采樣電路、Q信號(hào)濾波采樣電路均由低通濾波器與高速模數(shù) 轉(zhuǎn)換器相連組成，所述I信號(hào)濾波采樣電路的低通濾波器、Q信號(hào)濾波采樣電路 的低通濾波器分別與正交混頻器相連，所述I信號(hào)濾波采樣電路的高速模數(shù)轉(zhuǎn) 換器、Q信號(hào)濾波采樣電路的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別與基帶處理芯片相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種GSM基站信道號(hào)的自動(dòng)搜索模塊，其特征在 于所述時(shí)鐘緩沖器還分別與I信號(hào)濾波采樣電路、Q信號(hào)濾波采樣電路、基帶 處理芯片相連，具體是指所述時(shí)鐘緩沖器還分別與I信號(hào)濾波.采樣電路的高速 模數(shù)轉(zhuǎn)換器、Q信號(hào)濾波采樣電路的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器、基帶處理芯片相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種GSM基站信道號(hào)的自動(dòng)搜索模塊，其特征在 于所述正交混頻器是采用把射頻信號(hào)混頻為零中頻的寬帶I/Q信號(hào)，帶寬為 24MHz的正交混頻器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種GSM基站信道號(hào)的自動(dòng)搜索模塊，其特征在 于所述I信號(hào)濾波采樣電路與Q信號(hào)濾波采樣電路是采用輸出信號(hào)為數(shù)字信 號(hào)、采樣速率為51. 2MSPS的濾波采樣電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種GSM基站信道號(hào)的自動(dòng)搜索模塊，包括射頻耦合器、射頻帶通濾波器、正交混頻器、I信號(hào)濾波采樣電路、Q信號(hào)濾波采樣電路、基帶處理芯片、微控制器、有源晶振和時(shí)鐘緩沖器組成；所述射頻耦合器依次與射頻帶通濾波器、正交混頻器、I信號(hào)濾波采樣電路、基帶處理芯片、微控制器、時(shí)鐘緩沖器、有源晶振相連，同時(shí)，所述正交混頻器還通過(guò)Q信號(hào)濾波采樣電路與基帶處理芯片相連，所述時(shí)鐘緩沖器還分別與I信號(hào)濾波采樣電路的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器、Q信號(hào)濾波采樣電路的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器、基帶處理芯片相連。該GSM基站信道號(hào)的自動(dòng)搜索模塊信源干凈、設(shè)計(jì)合理、成本較低、簡(jiǎn)單易行、可靠性高，能更好的滿足市場(chǎng)的需求。
文檔編號(hào)H04W88/08GK201393307SQ200920052109
公開(kāi)日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日
發(fā)明者于吉濤, 張遠(yuǎn)見(jiàn) 申請(qǐng)人:京信通信系統(tǒng)(中國(guó))有限公司