CN101247134B - 用于电调滤波单元的调谐装置和调谐方法 - Google Patents
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Abstract
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***调谐时间，降低了***复杂度。不仅可应用于电调滤波***与GSM载频可通讯的场合，更适合于电调滤波***与GSM载频无法通信的场合。
Description
技术领域
本发明涉及GSM***，更具体地，涉及一种用于电调滤波单元的调谐装置和调谐方法。
背景技术
传统的电调滤波***的调谐装置有两类。
图1是传统的适合于电调滤波***的调谐装置1。
如图1所示，每路电调滤波单元用了两个功率耦合器，分别耦合输入滤波单元功率和输出滤波单元功率，并对这两个耦合功率进行射频检波，用两者的差值是否满足预设值来驱动调谐马达，直接达到调谐目的。
图1中的装置无需频率检测，但是存在复杂的功率耦合单元和开关阵列，***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，同时检波功率不是很精确，也会影响调谐的准确度。隔离器成本很高，带来整个装置的高成本。
图2是传统的适合于电调滤波***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***后的输出功率。本装置可以节省N-1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***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，才能做出正确的调谐。
要获知频点的方法有两种：一是直接通讯告知频点；二是装置自身进行频率搜索。
通常，电调滤波***可以与各载频模块单元通过背板来进行双向通讯，上层控制软件可以事先告知电调滤波***的各滤波器单元其输入功率的频点。一旦频点已知，就可以下发给图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行功率检测和后续处理。进而，整个图2***就可以为滤波器成功调谐。
在电调滤波***与GSM基站***无法进行通讯的场合下，PLL单元的频点无法直接获取的，就需要首先要完成电调滤波***的输入信号的频点检测工作。当然图2装置也可以应用于载波的频点检测，但是本装置的频点检测速度比较慢，尤其体现在GSM***DCS/PCS频段，进而影响了***调谐时间。
使用诸如科斯塔环路、逆调制环路的其他载波提取方法对载波提取来的快，能够满足***设计要求，但是增加了***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行控制，以使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，以完成对电调滤波单元的调谐。
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：根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。
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振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***调谐时间，降低了***复杂度。不仅可应用于电调滤波***与GSM载频可通讯的场合，更适合于电调滤波***与GSM载频无法通信的场合。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，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。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，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1是传统的电调滤波***的调谐装置；
图2是传统的电调滤波***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***的快速调谐装置示意图；
图5是根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是根据本发明实施例的电调滤波***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和模数转换单元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值确定锁定频点。
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行控制，以使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，以完成对电调滤波单元的调谐。
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***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、多路合一开关403、开关3404、混频器405、滤波组合单元406、模数转换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3404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，滤波组合单元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完成了对信号的模数处理，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(包括了开关的选择、PLL单元置数、调谐马达控制等)。
图5是根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，该实施例的方法包括以下步骤：
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，根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行多次窄带滤波；以及
步骤S510，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；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，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：根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：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确定锁定频点；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；以及根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，以完成调谐。
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是根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***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测。假设电调滤波***应用范围为GSM***发射频段935MHz-960MHz，GSM***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级联来进行A/D采样后在基带处理单元409进行功率计算，保留中间结果。按照宽带滤波器的带宽步进PLL的频点，多次检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级联再做频率精确锁定。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低成本的目的。
图7是根据本发明实施例的电调滤波***的调谐流程图。
如图7所示，在频率检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***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***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路(如科斯塔环路，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检测电路合二为一。这样的装置和方法达到了简化检测电路结构和降低***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***调谐时间，降低了***复杂度。不仅可应用于电调滤波***与GSM载频可通讯的场合，更适合于电调滤波***与GSM载频无法通信的场合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，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。
Claims (9)
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；
锁相环单元，连接至基带处理单元的输出端和所述混频器的输入端，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，用于在第一频率范围内以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，以及在第二频率范围内以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，基于所述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。
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行多次宽带滤波；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1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行控制，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，以完成对所述电调滤波单元的调谐。
4.一种用于前述任一权利要求所述的调谐装置的调谐方法，其特征在于，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行多次宽带滤波；
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述混频器的输出信号进行多次窄带滤波；以及
步骤五，根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。
5.根据权利要求4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。
6.根据权利要求5所述的调谐方法，其特征在于，确定所述第二频率范围的步骤还包括以下步骤：
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。
7.根据权利要求6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。
8.根据权利要求7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；
所述锁相环单元根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振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。
9.根据权利要求4至8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。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170919 Address after: 466200 No. 4, industrial road, Xiangcheng, Henan, Zhoukou Patentee after: Di Shiting Address before: 518057 Nanshan District science and Technology Industrial Park, Guangdong high tech Industrial Park, ZTE building Patentee before: ZTE Corporation |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Di Shiting Inventor before: Wu Yangchun Inventor before: Zhao Zheng |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 541006 the Guangxi Zhuang Autonomous Region Qifeng Yanshan District of Guilin City Park Patentee after: Di Shiting Address before: 466200 No. 4, industrial road, Xiangcheng, Henan, Zhoukou Patentee before: Di Shiting |
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| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120523 Termination date: 20180306 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |