專利名稱：多載波發(fā)射系統(tǒng)中的下行和上行數(shù)字中頻自檢方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及中頻自檢方法，特別涉及多載波發(fā)射系統(tǒng)中的下行和上行數(shù)字中頻自檢方法。
背景技術(shù)：
在多載波發(fā)射通信系統(tǒng)中，往往采用數(shù)字中頻。具體地，在下行方向的數(shù)字中頻架構(gòu)如圖I所示，在該中頻架構(gòu)中，將基帶信號通過內(nèi)插調(diào)制等轉(zhuǎn)化為數(shù)字中頻信號通過DAC輸出；在上行方向的數(shù)字中頻架構(gòu)如圖2所示，在該中頻架構(gòu)中，將ADC的輸出數(shù)據(jù)進行下變頻、抽取等操作，恢復出基帶數(shù)據(jù)。上述數(shù)字中頻處理一般采用FPGA實現(xiàn)。FPGA是一種高密度集成電路，通過實際使用發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)PGA有一定概率會出現(xiàn)硬件故障，比如局部RAM失效、bit鉗位等，這樣可能會導致數(shù)字中頻輸出異常，有可能是下行空口頻譜惡化、功放燒壞，上行會影響用戶接入等，有必要采用有效手段檢測FPGA鏈路。 在單載波下行數(shù)字中頻處理中，為了使數(shù)字中頻自檢覆蓋整個下行鏈路，一般在基帶口處插入已知序列，在DAC輸入口抓取數(shù)據(jù)，通過將抓取的數(shù)據(jù)與已知序列的比較來判斷鏈路是否異常。而在多載波系統(tǒng)中，各載波NCO初始相位無法預測，且頻點也是可變的，因此無法確定合路后信號時域上每個數(shù)據(jù)點的實際值，從而無法以已知序列構(gòu)造參考多載波信號來判斷實際信號是否正常；如果將抓取到的合路后的信號離線的做下變頻抽取處理，與已知的AXC數(shù)據(jù)進行比較，是能較好判斷出鏈路情況，但是，由于是多載波信號，必須對每個載波都需要一個下變頻抽取處理，計算量巨大，耗時長。在單載波上行數(shù)字中頻處理中，為了使數(shù)字中頻自檢覆蓋整個下行鏈路，一般在ADC接口處插入已知序列，在基帶接口處抓取數(shù)據(jù)，通過判斷基帶口數(shù)據(jù)與已知的參考序列的比較來判斷鏈路是否異常。而在多載波系統(tǒng)中依然存在問題，多載波系統(tǒng)中頻點可變，導致NCO的頻點也是可變的，若要在基帶接口處得到固定的期待信號，那么發(fā)射系統(tǒng)的CPU必須為每次頻點變化而重新構(gòu)造已知序列，存在計算量巨大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了多載波發(fā)射系統(tǒng)中的上行和下行數(shù)字中頻自檢方法，能夠降低數(shù)字中頻自檢時的計算量，節(jié)省處理時間。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種多載波發(fā)射系統(tǒng)中的下行數(shù)字中頻自檢方法，包括預先計算訓練序列輸入一單載波0中頻系統(tǒng)后的輸出序列，并將該序列進行傅里葉變換，在變換后的序列中抽取并保存所述單載波對應的頻譜分量；在待檢測的多載波下行數(shù)字中頻系統(tǒng)中，在每個AXC發(fā)送相同的所述訓練序列，并在DAC入口處抓取數(shù)據(jù)，將抓取的數(shù)據(jù)進行傅里葉變換，在變換后的序列中抽取所述待檢測的下行數(shù)字中頻系統(tǒng)的各載波對應的頻譜分量；
將所述各載波對應的頻譜分量分別與保存的所述單載波對應的頻譜分量進行信道估計，得到各個載波的信道估計結(jié)果h_esti(n)=逆傅里葉變換(待檢測的多載波下行數(shù)字中頻系統(tǒng)的任一載波n對應的頻譜分量/保存的所述單載波對應的頻譜分量)，并根據(jù)每個載波的信道估計結(jié)果確定相應載波通道是否正常。較佳地，所述訓練序列為m序列加上循環(huán)前綴和循環(huán)后綴之后的序列。一種多載波發(fā)射系統(tǒng)中的上行數(shù)字中頻自檢方法，該方法包括在待檢測的多載波上行數(shù)字中頻系統(tǒng)的中頻處理帶寬范圍內(nèi)，構(gòu)造一個多單音的和序列，所述和序列中包括的各單音的頻點間隔相同，且所述頻點間隔與所述待檢測的多載波上行數(shù)字中頻系統(tǒng)的載波間隔相同；將構(gòu)造的和序列插入所述待檢測的多載波上行數(shù)字中頻系統(tǒng)的DDC處理之后、復制處理之前，經(jīng)過所述待檢測的多載波上行數(shù)字中頻系統(tǒng)處理后，在基帶接口處，抓取各個載波上的數(shù)據(jù)，并對各載波上的數(shù)據(jù)進行傅里葉變換； 根據(jù)所述待檢測的多載波上行數(shù)字中頻系統(tǒng)中的各NCO頻點設(shè)置，預測所述各NCO頻點的載波范圍內(nèi)是否存在所述和序列中包括的頻點，將預測結(jié)果與各載波上經(jīng)過傅里葉變換后的抓取數(shù)據(jù)進行比較，確定所述待檢測的多載波上行數(shù)字中頻系統(tǒng)的各個載波通道是否正常。由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明中，在進行多載波系統(tǒng)的數(shù)字中頻自檢時，將經(jīng)過中頻處理的時域序列變換到頻域，在頻域進行數(shù)據(jù)比較，從而判斷數(shù)字中頻系統(tǒng)是否正常。這樣，能夠降低數(shù)字中頻自檢時的計算量，節(jié)省處理時間。具體地，對下行數(shù)字中頻處理進行自檢時，預先計算訓練序列輸入一單載波0中頻系統(tǒng)后的輸出序列，并將該序列進行傅里葉變換，在變換后的序列中抽取并保存所述單載波對應的頻譜分量；在待檢測的多載波下行數(shù)字中頻系統(tǒng)中，在每個AXC發(fā)送相同的所述訓練序列，并在DAC入口處抓取數(shù)據(jù)，將抓取的數(shù)據(jù)進行傅里葉變換，在變換后的序列中抽取所述待檢測的下行數(shù)字中頻系統(tǒng)的各載波對應的頻譜分量；將所述各載波對應的頻譜分量分別與保存的所述單載波對應的頻譜分量進行信道估計，得到各個載波的信道估計結(jié)果1!_6^1(11)=逆傅里葉變換(待檢測的多載波下行數(shù)字中頻系統(tǒng)的任一載波n對應的頻譜分量/保存的所述單載波對應的頻譜分量)，并根據(jù)每個載波的信道估計結(jié)果確定相應載波通道是否正常。在對上行數(shù)字中頻處理進行自檢時，在待檢測的多載波上行數(shù)字中頻系統(tǒng)的中頻處理寬度范圍內(nèi)，構(gòu)造一個多單音的和序列，所述和序列中包括的各單音的頻點間隔相同，且所述頻點間隔與所述待檢測的多載波上行數(shù)字中頻系統(tǒng)的載波間隔相同；將構(gòu)造的和序列插入所述待檢測的多載波上行數(shù)字中頻系統(tǒng)的DDC處理之后、復制處理之前，經(jīng)過所述待檢測的多載波上行數(shù)字中頻系統(tǒng)處理后，在基帶接口處，抓取各個載波上的數(shù)據(jù)，并對各載波上的數(shù)據(jù)進行傅里葉變換；判斷在所述待檢測的多載波上行數(shù)字中頻系統(tǒng)中配置的各NCO頻點的帶寬范圍內(nèi)，是否存在所述和序列中包括的頻點序列，并將各載波上經(jīng)過傅里葉變換后的數(shù)據(jù)與判斷結(jié)果進行比較，確定所述待檢測的多載波上行數(shù)字中頻系統(tǒng)是否正
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圖I為下行數(shù)字中頻架構(gòu)示意圖；圖2為上行數(shù)字中頻架構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例一中下行數(shù)字中頻自檢方法的具體流程圖；圖4為本發(fā)明實施例二中上行數(shù)字中頻自檢方法的具體流程圖；圖5為本發(fā)明上行數(shù)字中頻自檢中和序列頻點與實際NCO頻點配置關(guān)系示意圖；圖6為仿真一中單載波0中頻系統(tǒng)輸出序列的頻域示意圖；圖7a為仿真一中0. 8MHz載波抓取數(shù)據(jù)的頻域序列示意圖；圖7b為仿真一中-0. 8MHz載波抓取數(shù)據(jù)的頻域序列示意圖；
圖8為仿真一中0. 8MHz載波的信道估計結(jié)果示意圖；圖9為仿真一中CFR消峰后0. 8MHz載波的信道估計結(jié)果示意圖；圖10為仿真二中構(gòu)造的和序列頻域示意圖；圖Ila為仿真二中0. 2MHz載波對應的基帶口抓取數(shù)據(jù)的頻域示意圖；圖Ilb為仿真二中2. 4MHz載波對應的基帶口抓取數(shù)據(jù)的頻域示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)手段和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。本發(fā)明的基本思想是將經(jīng)過數(shù)字中頻處理的時域信號變換到頻域，在頻域進行數(shù)據(jù)比較，從而判斷數(shù)字中頻系統(tǒng)是否正常。具體地，通過兩個具體實施例，分別介紹本發(fā)明下行和上行數(shù)字中頻自檢方法。實施例一圖3為本發(fā)明實施例一中下行數(shù)字中頻自檢方法的具體流程圖。如圖3所示，該方法包括步驟301，構(gòu)造一個單載波0中頻系統(tǒng)。該單載波0中頻系統(tǒng)即圖I所示的系統(tǒng)中，僅保留一路輸入，并將NCO頻點設(shè)置為O0步驟302，將訓練序列輸入構(gòu)造的單載波0中頻系統(tǒng)，并離線計算該訓練序列在單載波0中頻系統(tǒng)中DAC入口處的輸出序列。其中，訓練序列可以采用現(xiàn)有系統(tǒng)中用于數(shù)字中頻自檢的序列。優(yōu)選地，本實施例中，將m序列加入循環(huán)前綴和循環(huán)后綴后的序列作為訓練序列，這樣，能夠獲得更好的效果。步驟303，將計算得到的序列進行傅里葉變換，在變換后的序列中抽取并保存單載波對應的頻譜分量。由于前述單載波0中頻系統(tǒng)中載波為0，因此，本步驟抽取訓練序列的頻域序列對應的有效頻譜分量。步驟304，在待檢測的多載波下行數(shù)字中頻系統(tǒng)中，在每個AXC發(fā)送相同的訓練序列。本步驟發(fā)送的訓練序列與步驟302中所述的訓練序列相同。步驟305，在DAC入口處抓取數(shù)據(jù)，將抓取的數(shù)據(jù)進行傅里葉變換，在變換后的序列中抽取該待檢測的下行數(shù)字中頻系統(tǒng)的各載波對應的頻譜分量。根據(jù)當前下行數(shù)字中頻系統(tǒng)的NCO頻點設(shè)置，在傅里葉變換后的序列中抽取相應頻點對應的頻譜分量。步驟306，將步驟305得到的各載波對應的頻譜分量分別與保存的單載波對應的頻譜分量進行信道估計，根據(jù)每個載波的信道估計結(jié)果確定相應載波通道是否正常。本步驟中，進行信道估計的具體操作為h_esti(n)=逆傅里葉變換(待檢測的多載波下行數(shù)字中頻系統(tǒng)的任一載波η對應的頻譜分量/保存的所述單載波對應的頻譜分量)，即 h_esti (n) = IFFT (FFT_AXCn. /FFT_ref)，其中 FFT_AXCn 為 DAC 入口抓取的數(shù)據(jù)進行傅里葉變換后第η路載波對應的頻譜分量。對應每個載波能夠得到一個信道估計結(jié)果，利用該信道估計結(jié)果判斷相應載波通道是否正常。具體根據(jù)信道估計結(jié)果判斷載波通道是否正常，可以采用現(xiàn)有方式實現(xiàn)，例如根據(jù)信道估計結(jié)果估算出EVM、頻譜功率等，均可以確定相應載波通道的當前狀況。
至此，本實施例中下行數(shù)字中頻自檢方法流程結(jié)束。實施例二 在上行方向的中頻自檢中，考慮上行鏈路一般沒有CFR、DPD和鏡像抑制、本振抑制等預處理，所以信號失真小，因此本發(fā)明構(gòu)造一個固定頻點間隔的多單音序列，通過判斷基帶口接收信號的頻點和幅度來判斷鏈路是否正常。圖4為本發(fā)明實施例二中上行數(shù)字中頻自檢方法的具體流程圖。如圖4所示，該方法包括步驟401，在中頻處理帶寬范圍內(nèi)，構(gòu)造一個固定頻點間隔的多單音和序列。其中，中頻處理帶寬是指待檢測的多載波上行數(shù)字中頻系統(tǒng)的中頻處理帶寬。構(gòu)造的和序列中各單音間的頻點間隔相同，且該頻點間隔為待檢測系統(tǒng)內(nèi)的載波間隔。例如，在TD-SCDMA系統(tǒng)中，每載波間隔I. 6MHz,中頻處理帶寬為15MHz，因此，在對TD-SCDMA系統(tǒng)進行上行數(shù)字中頻自檢時，需要在15MHz的帶寬范圍內(nèi)構(gòu)造多單音和序列，其中，構(gòu)造的和序列共包括9個復數(shù)單音，頻點分別為-6. 4MHz,-4. 8MHz，. . .，6. 4MHz，均間隔I. 6MHz，單音持續(xù)時間可以根據(jù)需要進行設(shè)置，例如可以為32chip。步驟402，將構(gòu)造的和序列插入待檢測系統(tǒng)的DDC處理之后、復制處理之前。步驟403，在基帶接口處，抓取各個載波上承載的數(shù)據(jù)，并對各載波上的數(shù)據(jù)進行傅里葉變換。步驟404，根據(jù)待檢測系統(tǒng)中各NCO頻點設(shè)置，預測各NCO頻點的載波范圍內(nèi)是否存在單音頻點，將預測結(jié)果與各載波上經(jīng)過傅里葉變換后的抓取數(shù)據(jù)相比較，確定各個載波通道是否正常。本步驟中，根據(jù)待檢測系統(tǒng)中各NCO頻點設(shè)置，逐一預測每個NCO頻點的載波帶寬范圍內(nèi)是否存在步驟401中構(gòu)造的和序列中包括的單音頻點。例如，在TD-SCDMA系統(tǒng)中，載波帶寬為I. 28MHz,因此，在每個NCO頻點的+/-0. 64MHz范圍內(nèi)，判斷是否存在前述和序列中包括的單音頻點。將預測結(jié)果與步驟403中變換后的各載波數(shù)據(jù)進行比較，確定在預測存在單音頻點的相應載波帶寬范圍內(nèi)，是否真正抓取到了相應的單音頻點，以及相應單音頻點幅度是否正確，底噪水平是否異常。示意圖如圖5所示，其中，第一行黑色豎線表示和序列包括的頻點，第二行黑色豎線表示實際配置的NCO頻點，圓圈代表以實際NCO頻點為中心+/-0. 64MHz內(nèi)的頻譜范圍，從上面可以看出，只要知道實際NCO頻點配置與和序列的頻點，就可知道基帶口個載波單音情況。至此，本實施例中的上行數(shù)字中頻自檢方法流程結(jié)束。由上述兩個實施例的流程可見，本發(fā)明中，通過將時域信號轉(zhuǎn)換到頻域，利用頻域相關(guān)進行中頻自檢，從而大大簡化了多載波系統(tǒng)中頻自檢的方式，降低了計算量，節(jié)省了處理時間。接下來，給出本發(fā)明中頻自檢方式的仿真結(jié)果示意。仿真一在TD-SCDMA系統(tǒng)下行方向的中頻自檢中，下行通道實現(xiàn)了基帶到中頻144倍內(nèi)插，多載波信號在24速率處和路，第一級內(nèi)插采用TDSCDMA的標準RRC濾波器，仿真采用兩個載波作為驗證，設(shè)置載波頻點為-O. 8MHz和O. 8MHz。首先，構(gòu)造m序列如下
權(quán)利要求
1.一種多載波發(fā)射系統(tǒng)中的下行數(shù)字中頻自檢方法，其特征在于，該方法包括 預先計算訓練序列輸入一單載波O中頻系統(tǒng)后的輸出序列，并將該序列進行傅里葉變換，在變換后的序列中抽取并保存所述單載波對應的頻譜分量； 在待檢測的多載波下行數(shù)字中頻系統(tǒng)中，在每個AXC發(fā)送相同的所述訓練序列，并在DAC入口處抓取數(shù)據(jù)，將抓取的數(shù)據(jù)進行傅里葉變換，在變換后的序列中抽取所述待檢測的下行數(shù)字中頻系統(tǒng)的各載波對應的頻譜分量； 將所述各載波對應的頻譜分量分別與保存的所述單載波對應的頻譜分量進行信道估計，得到各個載波的信道估計結(jié)果h_esti(n)=逆傅里葉變換(待檢測的多載波下行數(shù)字中頻系統(tǒng)的任一載波η對應的頻譜分量/保存的所述單載波對應的頻譜分量)，并根據(jù)每個載波的信道估計結(jié)果確定相應載波通道是否正常。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述訓練序列為m序列加上循環(huán)前綴和循環(huán)后綴之后的序列。
3.一種多載波發(fā)射系統(tǒng)中的上行數(shù)字中頻自檢方法，其特征在于，該方法包括 在待檢測的多載波上行數(shù)字中頻系統(tǒng)的中頻處理帶寬范圍內(nèi)，構(gòu)造一個多單音的和序列，所述和序列中包括的各單音的頻點間隔相同，且所述頻點間隔與所述待檢測的多載波上行數(shù)字中頻系統(tǒng)的載波間隔相同； 將構(gòu)造的和序列插入所述待檢測的多載波上行數(shù)字中頻系統(tǒng)的DDC處理之后、復制處理之前，經(jīng)過所述待檢測的多載波上行數(shù)字中頻系統(tǒng)處理后，在基帶接口處，抓取各個載波上的數(shù)據(jù)，并對各載波上的數(shù)據(jù)進行傅里葉變換； 根據(jù)所述待檢測的多載波上行數(shù)字中頻系統(tǒng)中的各NCO頻點設(shè)置，預測所述各NCO頻點的載波范圍內(nèi)是否存在所述和序列中包括的頻點，將預測結(jié)果與各載波上經(jīng)過傅里葉變換后的抓取數(shù)據(jù)進行比較，確定所述待檢測的多載波上行數(shù)字中頻系統(tǒng)的各個載波通道是否正常。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種多載波發(fā)射系統(tǒng)中的下行和上行數(shù)字中頻自檢方法。其中下行自檢方法包括預先計算訓練序列輸入一單載波0中頻系統(tǒng)后的輸出序列，并將該序列進行傅里葉變換，在變換后的序列中抽取并保存所述單載波對應的頻譜分量；在每個AXC發(fā)送相同的訓練序列，在DAC入口處抓取數(shù)據(jù)進行傅里葉變換，在變換后的序列中抽取各載波對應的頻譜分量；將所述各載波對應的頻譜分量分別與保存的單載波對應的頻譜分量進行信道估計，并根據(jù)每個載波的信道估計結(jié)果確定相應載波通道是否正常。應用本發(fā)明，能夠簡化中頻自檢過程，降低計算量，節(jié)省處理時間。
文檔編號H04B17/00GK102833012SQ201110163498
公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者胡偉宣, 張倩, 任麗達, 韓彥菊, 熊兵 申請人:鼎橋通信技術(shù)有限公司