本實(shí)用新型涉及移動通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基于軟件無線電技術(shù)的多載波數(shù)字信號源。

背景技術(shù)：

隨著移動通信的發(fā)展，移動通信用戶數(shù)也急劇增加，運(yùn)營商不得不對移動通信系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容處理，移動通信系統(tǒng)逐步由單載波發(fā)展到多載波系統(tǒng)，系統(tǒng)從單模演變到多模，包括2G、3G、4G、WiFi，以及演進(jìn)到5G，以滿足用戶的通信需求。

隨著多載波系統(tǒng)的需求的增多，迫切需要開發(fā)出支持多載波功能的通信系統(tǒng)，這樣，在通信系統(tǒng)開發(fā)中，需要多載波信號源進(jìn)行相關(guān)的測試和驗(yàn)證。而現(xiàn)有的多載波信號源存在的一個重大缺陷就是當(dāng)輸出多載波信號的時候，出現(xiàn)很大的交調(diào)信號，導(dǎo)致無法在測試中應(yīng)用信號源產(chǎn)生的多載波信號。因此，實(shí)際測試一般是需要將多個信號源進(jìn)行合路處理，減少交調(diào)信號，輸出滿足實(shí)際要求的多載波信號，這樣的處理方式，雖然可以滿足實(shí)際測試，但比較浪費(fèi)資源。

通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，也使得當(dāng)今越來越多的通信產(chǎn)品采用數(shù)字技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，可以采用數(shù)字信號處理技術(shù)來產(chǎn)生多載波信號。如公開號為CN1972179A的中國發(fā)明專利申請“一種多載波信號的產(chǎn)生方法”，該專利申請的方法是基于數(shù)字處理技術(shù)，多載波信號是采用若干單載波合并而成，將各單載波數(shù)字中頻信號進(jìn)行合并以產(chǎn)生多載波合路輸出信號。

這種簡單將單載波信號并聯(lián)起來合成多載波信號的處理方式，往往會使得系統(tǒng)體積急劇擴(kuò)大，功耗也顯著增加，隨著客戶追求產(chǎn)品的低功耗、小型化、微型化，因此，不能經(jīng)過上述簡單的合路處理以形成多載波信號。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出了一種基于軟件無線電技術(shù)的多載波數(shù)字信號源?；谲浖o線電技術(shù)，能有效降低多載波信號輸出所產(chǎn)生的交調(diào)，提高系統(tǒng)性能，易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小型化、微型化。

本實(shí)用新型的一種基于軟件無線電技術(shù)的多載波數(shù)字信號源，包括PC機(jī)及其分別連接的2G/3G/4G基帶信號發(fā)生器與數(shù)字選擇器、2G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器、3G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器、4G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器、數(shù)字合路器、時鐘電路模塊、微芯片控制電路模塊；所述2G/3G/4G基帶信號發(fā)生器還與數(shù)字選擇器、2G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器、3G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器、4G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器、數(shù)字合路器、D/A轉(zhuǎn)換器依次連接；所述時鐘電路模塊還與2G/3G/4G基帶信號發(fā)生器及數(shù)字選擇器、2G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器、3G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器、4G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器、數(shù)字合路器、D/A轉(zhuǎn)換器同時連接；所述微芯片控制電路模塊還與2G/3G/4G基帶信號發(fā)生器及數(shù)字選擇器、2G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器、3G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器、4G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器、數(shù)字合路器、D/A轉(zhuǎn)換器同時連接；所述D/A轉(zhuǎn)換器設(shè)有多載波數(shù)字信號源的輸出端。

為更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，所述多載波數(shù)字信號源設(shè)置有數(shù)字選擇器和數(shù)字合路器，通過數(shù)字選擇器的選擇開關(guān)，可以獨(dú)立選擇2G、3G、4G等制式，也可以同時選擇多種制式；通過數(shù)字合路器，可以將選擇的多種制式的信號合路輸出以能同時輸出多種制式的信號。因此，本實(shí)用新型的一種基于軟件無線電技術(shù)的多載波數(shù)字信號源，可以輸出單一通信體制，如2G，的多載波數(shù)字信號，也可以同時輸出多種通信體制的多載波數(shù)字信號。所述多種通信體制包括但不限于2G和3G，以及2G、3G和4G。

所述2G/3G/4G基帶信號發(fā)生器包括依次連接的多制式協(xié)議解析器、信號發(fā)生器和脈沖成型濾波器；所述脈沖成型濾波器設(shè)有2G/3G/4G基帶信號發(fā)生器輸出端。

所述2G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器包括數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn)換處理模塊、第一級可變系數(shù)內(nèi)插濾波器組、多通道數(shù)字振蕩器、第一級復(fù)數(shù)調(diào)制和信號累加處理器、第二級可變系數(shù)內(nèi)插濾波器組、第二級復(fù)數(shù)調(diào)制處理器和單通道數(shù)字振蕩器；所述數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn)換處理模塊輸入端與所述數(shù)字選擇器的輸出端連接；所述數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn)換處理模塊的輸出端依次通過第一級可變系數(shù)內(nèi)插濾波器組、第一級復(fù)數(shù)調(diào)制和信號累加處理器、第二級可變系數(shù)內(nèi)插濾波器組、第二級復(fù)數(shù)調(diào)制處理器輸入端連接；所述多通道數(shù)字振蕩器的輸出端與第一級復(fù)數(shù)調(diào)制和信號累加處理器的輸入端連接；所述單通道數(shù)字振蕩器的輸出端與第二級復(fù)數(shù)調(diào)制處理器的輸入端連接。

其中，所述3G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器、4G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器的原理和2G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器一樣，僅僅是濾波器系數(shù)不一樣。

本實(shí)用新型披露的多載波數(shù)字信號源可以擴(kuò)展到5G的應(yīng)用場景，只需將2G/3G/4G基帶信號發(fā)生器升級到2G/3G/4G/5G基帶信號發(fā)生器，并新增一個5G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器，同時，D/A轉(zhuǎn)換器支持5G信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換即可實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本實(shí)用新型的多載波數(shù)字信號源，可以適用于所有的移動通信體制，可以產(chǎn)生任意載波數(shù)的數(shù)字信號，具有很好的適用性和兼容性；

2、本實(shí)用新型結(jié)合目前器件的限制性，提出了相應(yīng)的改進(jìn)方法，使得系統(tǒng)具有很好的可行性，易于實(shí)現(xiàn)小型化、低功耗的多載波數(shù)字信號源。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一個實(shí)施例的多載波數(shù)字信號源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型一個實(shí)施例的基帶I、Q信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型一個實(shí)施例的一種可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型一個實(shí)施例的多載波數(shù)字信號源擴(kuò)展到5G的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例

如圖1所示的本實(shí)用新型的一種基于軟件無線電技術(shù)的多載波數(shù)字信號源，包括PC機(jī)101及其分別連接的2G/3G/4G基帶信號發(fā)生器107與數(shù)字選擇器106、2G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器111、3G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器112、4G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器113、數(shù)字合路器104、時鐘電路模塊102、微芯片控制電路模塊103，且所述2G/3G/4G基帶信號發(fā)生器107還與數(shù)字選擇器106、2G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器111、3G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器112、4G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器113、數(shù)字合路器104、D/A轉(zhuǎn)換器105依次連接；所述時鐘電路模塊102還與2G/3G/4G基帶信號發(fā)生器107及數(shù)字選擇器106、2G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器111、3G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器112、4G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器113、數(shù)字合路器104、D/A轉(zhuǎn)換器105同時連接；所述微芯片控制電路模塊103還與2G/3G/4G基帶信號發(fā)生器107及數(shù)字選擇器106、2G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器111、3G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器112、4G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器113、數(shù)字合路器104、D/A轉(zhuǎn)換器105同時連接；所述D/A轉(zhuǎn)換器105設(shè)有多載波數(shù)字信號輸出端。

其中D/A轉(zhuǎn)換器是多載波數(shù)字信號源中關(guān)鍵模塊之一，實(shí)現(xiàn)對數(shù)字中頻信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，輸出模擬中頻信號。D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換精度以及交調(diào)指標(biāo)，對多制式全頻段射頻信號發(fā)生器的性能有很大的影響。所以，需要根據(jù)發(fā)生器的應(yīng)用需求，合理的選擇相應(yīng)的D/A轉(zhuǎn)換器。

時鐘電路模塊為整個多載波數(shù)字信號源中的各個子系統(tǒng)和模塊提供參考時鐘信號，并負(fù)責(zé)信號發(fā)生器的時鐘管理和分發(fā)，實(shí)現(xiàn)時鐘的分頻、倍頻等處理。

微芯片控制(MCU)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)整個信號發(fā)生器工作模式的控制和工作狀態(tài)監(jiān)測?？梢酝ㄟ^系統(tǒng)總線同接收機(jī)系統(tǒng)的各個子模塊進(jìn)行監(jiān)控和告警處理。若某一子系統(tǒng)或是子模塊出現(xiàn)工作異常，進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位處理，和進(jìn)行告警上報處理。MCU子系統(tǒng)還整個系統(tǒng)的程序下載和更新，如FPGA、DSP程序的下載。

PC機(jī)可以控制整個信號發(fā)生器的任一子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)中一些參數(shù)的配置和修改，如可以配置整個系統(tǒng)的參考時鐘、修改2G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器的濾波器系數(shù)、輸出頻點(diǎn)、輸出功率等、3G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器的濾波器系數(shù)、輸出頻點(diǎn)、輸出功率等、4G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器的濾波器系數(shù)、輸出頻點(diǎn)、輸出功率等。

如圖2可見，2G/3G/4G基帶信號發(fā)生器207功能是產(chǎn)生符合標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議要求的2G、3G、4G的零中頻I、Q信號。如2G中的GSM體制的基帶I、Q信號發(fā)生器需要產(chǎn)生符合GSM協(xié)議的TDMA幀信號，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和GMSK調(diào)制處理，形成數(shù)字基帶I、Q信號。本實(shí)用新型一個實(shí)施例中的2G/3G/4G基帶信號發(fā)生器207包括三個子系統(tǒng)：多制式協(xié)議解析器217、信號發(fā)生器227和脈沖成型濾波器237。多制式協(xié)議解析器217的輸出端與信號發(fā)生器227、脈沖成型濾波器237依次連接。多制式協(xié)議解析器217主要根據(jù)不同通信體制的所公布的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議規(guī)范，生成符合協(xié)議要求的控制信號，包括2G、3G和4G。由于多制式全頻段射頻信號發(fā)生器需要兼容多種通信制式，因此，協(xié)議解析器217能夠解析不同制式的信號。信號發(fā)生器227接收來自多制式協(xié)議解析器217的控制信號，形成符合標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議規(guī)范的基帶I、Q信號。脈沖成型濾波器237根據(jù)發(fā)射機(jī)要求，對基帶I、Q信號進(jìn)行脈沖成型和濾波處理，輸出脈沖成型濾波后的基帶I、Q信號。由于脈沖成型濾波器也可以在數(shù)字上變頻系統(tǒng)中進(jìn)行處理，所以，根據(jù)系統(tǒng)要求和設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，基帶I、Q信號發(fā)生器中可以不包含脈沖成型濾波器237，而將脈沖成型濾波器237嵌入到數(shù)字上變頻器中。

如圖3可見，本實(shí)用新型提出的一種可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器311，包括數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn)換處理模塊3111、第一級可變系數(shù)內(nèi)插濾波器組3112、多通道數(shù)字振蕩器3113、第一級復(fù)數(shù)調(diào)制和信號累加處理器3114、第二級可變系數(shù)內(nèi)插濾波器組3115、第二級復(fù)數(shù)調(diào)制處理器3116和單通道數(shù)字振蕩器3117；

所述數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn)換處理模塊3111輸入端與數(shù)字選擇器的輸出端連接；所述數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn)換處理模塊3111的輸出端依次通過第一級可變系數(shù)內(nèi)插濾波器組3112、第一級復(fù)數(shù)調(diào)制和信號累加處理器3114、第二級可變系數(shù)內(nèi)插濾波器組3115、第二級復(fù)數(shù)調(diào)制處理器輸入端連接3116；所述多通道數(shù)字振蕩器3113的輸出端與第一級復(fù)數(shù)調(diào)制和信號累加處理器3114的輸入端連接；所述單通道數(shù)字振蕩器3117的輸出端與第二級復(fù)數(shù)調(diào)制處理器3116的輸入端連接。

在圖3提出的數(shù)字上變頻器中對多通道數(shù)據(jù)輸出信號，即數(shù)據(jù)通道1、數(shù)據(jù)通道2、…數(shù)據(jù)通道N并行輸出的I、Q數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn)換處理，將輸出的并行數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為串行的I、Q數(shù)據(jù)流，這樣，就可以使用同一個內(nèi)插濾波器組完成對N通道I、Q數(shù)據(jù)的內(nèi)插和濾波處理。因此，這樣的處理方式，提高了第一級可變系數(shù)內(nèi)插濾波器組的使用率，從而節(jié)約了資源利用。

如圖4所示，本實(shí)用新型的多載波數(shù)字信號源可以擴(kuò)展到5G的應(yīng)用場景。

該多載波數(shù)字信號源包括PC機(jī)401及其分別連接的2G/3G/4G基帶信號發(fā)生器407與數(shù)字選擇器406、2G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器411、3G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器412、4G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器413、數(shù)字合路器404、時鐘電路模塊402、微芯片控制電路模塊403；

從結(jié)構(gòu)上來說，本實(shí)施例只需將實(shí)施例1的2G/3G/4G基帶信號發(fā)生器107升級到2G/3G/4G/5G基帶信號發(fā)生器407，并新增一個5G可變?yōu)V波器系數(shù)的數(shù)字上變頻器114，同時，D/A轉(zhuǎn)換器405支持5G信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換即可實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)施例還包括全頻段射頻電路模塊408。

如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，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)施方式并不受上述實(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)。