基于AD6620的中频数字化处理方法

电｜与匝甩　文章编号：１００２—８６９２（２００６）０６－００３４－０３　基于ＡＤ６６２０的中频数字化处理方法　・实用技术・　杨铁军，朱春华　（河南工业大学信息科学与工程学院，河南郑州４５００５２）　【摘　要】结合ＣＤＭＡ定位系统的应用，实现了一种基于ＡＤ６６２０的数字中频处理方法，获取ＣＤＭＡ反向接入信道信号处理中所　需的ＣＨＩＰｘ４速率信号，分析表明，该方法对于实现ＣＤＭＡ定位系统具有一定的理论和工程意义。　【关键词】ＣＤＭＡ定位系统；数字中频；ＡＤ６６２０芯片　【中图分类号】ＴＮ９２９．５３３　【文献标识码】Ｂ　Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄｉｇｉｔ　ＩＦ　ＰｒｏｃｅｓｓＵｌｇ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＤ６６２０　ＹＡＮＧ　Ｔｉｅ－ｊｕｎ，ＺＨＵ　Ｃｈｕｎ－ｈｕａ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｎａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２ｈｅｎａｚｈｏｕ　４５００５２，Ｃｈｉ￣）　【Ａｂｓｔｒａｃｔ】１１１ｅ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｉｔｏｎ　ｏｆ　Ｄｉｇｉｔａｌ　ＩＦ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｓｃｈｅｍｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＤ６６２０　ｉｓ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｉｎ　ｗｈｉｃｈ　ＣＨＩＰ＊４　ｒａｔｅ　ｓｉｇｎａｌ　ｒｅｑｕｉｒｅｄ　ｉｎ　ＣＤＭＡ　ｒｅｖｅｌ＇ｓｅ　ａｃｃｅｓｓ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｓｉｇｎａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｉｓ　ａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｉｔ　ｉｓ　ｓｈｏｗｎ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｗｏｒｋ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｓ　ｖａｌｕａｂｌｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ印ｐｆｉｅａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　ＣＤＭＡ　Ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ】ＣＤＭＡ　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ；ｄｉｉｇｔａｌ　ＩＦ；ＡＤ６６２０　１　引言【１＾ａｊ　随着数字信号处理技术的快速发展，数字化处理越　每一个ＬＢＳ同主机借助于通信链路进行通信。　ＣＤＭＡ定位系统中的主机为中心控制单元，主要完成以　来越向射频靠近。传统的ＣＤＭＡ接收机中，本振、混频和　低通滤波均采用模拟技术实现，数字化处理在Ｉ，Ｑ基带　信号生成之后进行，这种方式的优点在于对ＡＤＣ的性能　下功能：配置和监测ＬＢＳ设备；人机接口；确定定位的移　动台；利用ＬＢＳ上报的ＴＯＡ信息进行移动台的定位。　ＬＢＳ通常同基站并存，其结构如图２所示。　要求低，但模拟器件的一致性和稳定性不好导致ＶＱ通　道的幅度一致性和相位正交性不佳，误码率升高。在数字　化ＣＤＭＡ接收机中，在中频进行采样，混频和滤波均采　用数字信号处理技术，并有专用的集成ＤＤＣ器件，简化　和降低了系统实现的复杂度和故障因素，同时还可取得　理想的处理性能。本文结合ＣＤＭＡ无线定位系统的具体　应用，实现了一种基于ＡＤ６６２０的ＣＤＭＡ数字中频接收　方案，获得ＣＤＭＡ反向接人信道信号处理中所需的　ＣＨＩＰ）（４速率信号，为进一步的反向接人信道的到达时间　（ＴＯＡ）估计提供数据流。本文的研究对于ＣＤＭＡ系统的　工程实现具有一定的理论和工程意义。　图２　ＬＢＳ系统结构　２　基于ＣＤＭＡ的无线定位系统概述　ＣＤＭＡ无线定位系统主要包括ＬＢＳ（定位基站）和主　机两部分，系统结构如图ｌ所示。　图中机箱提供模块所需的电源和通信接口，模块间　的通信借助于Ａｒｃｎｅｔ总线，多个机箱可以共享同一Ａｒｃ—　ｎｅｔ总线。ＧＰｓ模块从ＧＰｓ天线接收ＧＰｓ卫星信号用于　获得精确的定时信息，为ＬＢＳ提供高精度的１０　ＭＨｚ频　率源和１　ＰＰｓ定时参考。射频模块为ＬＳＢ的核心模块，主　要对射频接收信号完成反向接人信道的ＴＯＡ估计，主要　功能包括：检测反向接人信道传输信号；对反向接人信道　图１　ＣＤＭＡ定位系统系统结构　河南省高等学校青年骨干教师基金资助　传输信号进行解码（包括解扩、解调、去交织、解Ｗａｌｓｈ、　●巍投●　面Ｉ潮期）　维普资讯 http://www.cqvip.com

维特比译码等）；测量反向接入信道传输信号的ＴＯＡ；测　量接收的反向接入信道信号强度；测量导频信号的　ＴＯＡ。射频模块包括射频卡和ＤＳＰ处理卡：射频卡把接　收到的８ｏ０　ＭＨｚ和１　９００　ＭＨｚ射频信号转换为复数基带　信号；ＤＳＰ处理卡主要完成ＣＤＭＡ的信号处理，包括微　控制器、ＤＳＰ处理器和存储器单元。通信控制模块完成模　块同主机之间的通信接口。　ＣＤＭＡ定位系统的定位过程如下：ＬＢＳ检测到反向　１１０．５９２　ＭＨｚ的中频信号。射频链路上的信号增益可以　通过链路上的器件进行调节，如表１所示。　表１　射频链路信号增益调节　接入信道信号传输（主搜索）；主检测的结果（包括ＩＳ一９５　反向接入信道消息类型、移动台识别号和ＣＨＡＲｉ）发送　到主机，主机决定确定该移动台是否需要定位；相关主机　测试数据表明ＡＤＣ输入端的功率保持在一１０－５　ｄＢ　时［５１，可获得较理想射频接收性能，ＡＤＣ输入端的信号电　平可通过ＤＳＰ处理器测量ＤＤＣ输出的信号强度得到。　ＡＤＣ把模拟输入信号变换为数字样本，其采样频率为　ＣＨＩＰ×４８（５８．９８２　４　ＭＨｚ）。ＡＤＣ的输入信号为１．２５　ＭＨｚ　带宽的１１０．５９２　ＭＨｚ中频信号。ＤＤＣ　ＡＤ６６２０为６７　ＭＳＰＳ的数字接收信号处理器，用于获取ＤＳＰ卡处理所　向ＬＢＳ发送二次搜索请求；ＬＢＳ向主机发送二次搜索响　应，二次搜索包括测量的ＴＯＡ和测量的信号强度；主机　中的定位测量单元利用ＬＢＳ发送的ＴＯＡ信息进行移动　台的定位，定位方法可采用ＴＤＯＡ，ＡＯＡ和ＲＴＤ。　恚　３　射频链路设计［４１　基于ＣＤＭＡ的无线定位系统主要测量反向接入信　需的ＣＨＩＰｘ４速率信号。　４数字中频处理　数字中频处理单元包括ＡＤＣ和ＤＤＣ，通过ＡＤＣ和　ＤＤＣ处理得到后端数字信号处理所需ＣＨＩＰ×４（４．９１５　２　ＭＨｚ）速率信号。图４给出了数字中频处理流程［６ｔ。　道信号的ＴＯＡ，从而确定移动终端的位置，其中射频链　路主要用于完成接收ＲＦ信号的模拟处理和数字下变　频。图３给出了反向主信道射频模块的系统结构（反向分　集信道和前向信道的系统结构同主信道的结构类似）。　ＰＣＳ输入Ｉ　Ｃｅｌｈｌａｄｇ入Ｉ　厂　前端ＢＰＦ　ｌ　厂　ｌ前端ＢＰＦ　’ｌ　ｆｗｏ＝ＣＨＩＰｘ４８　‘—＿Ｎｃ０　Ｉ　盯　振　ｉ　．．－－．－．—．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ａ　ｏ　Ｊ　Ｉ．．．．．．．一Ｊ　Ｉ－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－Ｊ　Ｉ—．－－．－．＿Ｊ　Ｉ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．＿Ｊ　Ｉ．．．．．．．＿Ｊ　ｌ１　ＣＩＣ２滤波器Ｈ　ｌ　２　Ｈ　ＣＩＣ５滤波器Ｈ　ｌ　６　ＨＦＩＲ滤波器Ｈ　ｌ　１卜＋　ｆｗｏ＝ＣＨＩＰｘ２４　ｌ　ＣＨＩＰｘ４　。　图４数字中频处理流程　射频下变频器的中频输出频率位于１１０．５９２　ＭＨｚ　（ＣＨＩＰ×９０），由于ＶＣＯ频率综合器分辨率的限制，中频　Ｌ厂　］　一　　－－－］二二二　频率通常比实际低２　ｋＨｚ，约为ｌｌ０．５９０　ＭＨｚ。ＡＤＣ的采　样率为ＣＨＩＰｘ４８（５８．９８２　４　ＭＨｚ），经过ＡＤＣ后，ＣＤＭＡ信　号变换到ＣＨＩＰｘ４２（５１．６０９　６　ＭＨｚ）处，考虑２　ｋＨｚ的频率　－＿＿＿●＿＿＿＿－＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿●＿＿＿＿＿＿。。。。。。一ｌ声表面波滤波器Ａ　———ｒ一　＋厂—　ｌ　面一　］ＡＤＣ　ｋ１　＝二二　二＿＿－。－。●＿●－●－。＿－。。。＿。。。●。－。。－●＿●＿●＿一　放大器Ｂ２　声表面波滤波器Ｂ　偏移，ＣＤＭＡ信号实际位于５１．６０７　６　ＭＨｚ处，频谱反转的　镜像信号位于ＣＨＩＰｘ６（７．３７４　８　ＭＨｚ）。图５给出了ＡＤＣ　的输出频谱图。　ＣＨＩＰ×４８　ＣＨＩＰ×４８　ＣＨＩＰ×４８　５８．９８２　４　ＭＨｚ　二二二［二放大器Ｃ　　ＤＤＣ　Ｈ　ｎＦ０　］＿一ｌ５８．９８２４ＭＨｚ　５８．９８２４ＭＨｚ　０　５８．９８２　４　ＭＨｚ　图３反向主信道射频模块的系统结构　—ＣＨＩＰ×４２　ＣＨＩＰｘ６　７．３７２　８ＭＨｚ　ＣＨⅡ＇）（５４　６６．３５５　２ＭＨｚ　ＣｍＰ×１０２　１２５．３３７６ＭＨｚ　射频链路接收ＰＣＳ和Ｃｅｌｌｕｌａｒ射频信号，经过放大　和带通滤波形成近似１．２５　ＭＨｚ带宽，然后下变频为　５１．６０９６ＭＨｚ　图５　ＡＤＣ的输出频谱图　维普资讯 http://www.cqvip.com

电｜ｓ匝电　ＮＣＯ的频率设定为ＣＨＩＰ￣４２（５１．６０９　６　ＭＨｚ），考虑　、　、　到２　ｋＨｚ的频率偏移，实际的ＮＣＯ频率设定为５１．６０７　６　ＭＨｚ。ＮＣＯ控制字设置为　，　ｆ，　＼　ＮＣＯ　．ＦＲＥＯ　２　＝　一　　Ｉ＼－，—ｐ／　ｌ＝３　７　６７　９５０　７４８　４４４…ＮＣＯ控制字取整后，实际的ＮＣＯ频率为　５１．６０７　５９９　９９３　８９６４８　ＭＨｚ，频率误差可以基本忽略，解　；　｝　｜　｝　＼　厂　、　Ｉ　｜　ｌ　＼　／　｜　＼　／　＼　ｆ　’　｜　｜　调器的输出频谱如图６所示。　．ｃｍ　０　ＣＨＩＰ×４８　—５８．９８２４ＭＨｚ　　．５８．９８２４　ＭＨｚ　………　。…　……………………翻……　．　………ｍＭ。　０　ＣＨＩ棚……　Ｐｘ４８　一５８９８２４ＭＨ　．　ｚｉ　ｉ　５８．９８２４ＭＨｚ　ｉ　ｊ　．ｃｍＰｘ３６　ＣｍＰ×１２　（Ｆｓ）　—‘４．２３６　８　ＭＨｚ　１２．７　４５６　ＭＨｚ　图６解调器的输出频谱图　为得到ＣＨＩＰｘ４的信号速率，抽取因子设为１２，为了　∞Ｐ，馨鞲　利用ＣＩＣ５滤波器抑制带外干扰，Ｏ　ｍ加∞加卯∞加∞　∞　一　一　一　一　一　一　一　一　一　设计中增大ＣＩＣ５的抽　取因子，实现中ＣＩＣ２，ＣＩＣ５，ＦＩＲ滤波器的抽取因子分别　为２，６，１。　ＤＤＣ滤波器ＣＩＣ２的幅频特性如图７所示。其中通　带边沿（ＣＨＩＰｘ０．５）的衰减为０．０１　ｄＢ，ＣＨＩＰｘｌ２的镜像频　率衰减为６　ｄＢ，经过抽取因子为２的抽取后，位于　ＣＨＩＰ×６的镜像频率变换到ＣＨＩＰｘ１２处。　＼／，一　＼　／／　∞　＼　／　／　馨　＼　，　鞲　｝　／　、　ｌ　●　Ｉ　｜　Ｍ＝２　频率，ＭＨｚ　图７　ＤＤＣ滤波器ＣＩＣ２的幅频特性　ＤＤＣ滤波器ＣＩＣ５的幅频特性如图８所示。其中通　带边缘（ＣＨＩＰｘ０．５）的衰减为１．０９　ｄＢ，ＣＨＩＰｘｌ２的镜像频　率衰减为１２６　ｄＢ，因此，通过ＣＩＣ５滤波器后，信号的镜　像成分基本可以忽略掉。　信号经过前级抽取后，信号速率已得到满足，通过　ＦＩＲ滤波器进行整形，就获得了所需的ＣＨＩＰ×４速率信号。　５　结束语　中频数字化处理是软件无线电中的一项核心技术。　本文结合ＣＤＭＡ无线定位系统的具体应用，实现了一种　基于ＡＤ６６２０的数字中频处理方案，得到了ＣＤＭＡ反向　●曩投■，　｜２　０　２　４　６　８　ｌＵ　ｌＺ　Ｍ＝６　频率，ＭＨｚ　图８　ＤＤＣ滤波器ＣＩＣ５的幅频特性　接入信道信号处理所需的ＣＨＩＰ￣４速率信号，本文的研　究对于ＣＤＭＡ系统的工程实现具有一定的理论和工程　意义。　参考文献　【１】俄广西，龚耀寰．基于ＨＳＰ５００１６的数字下变频处理【Ｊ】．系统工程与　电子技术，２００３，２５（３）：３８３－３８５．　【２】宗孔德．多抽样速率信号处理【Ｍ】．北京：清华大学出版社，１９９６．　【３】杨小牛，楼才义，徐建良．软件无线电原理与应用【Ｍ】．北京：电子工　业出版社，２００１．　【４】，ｎＡ厄ＩＡ－９５　Ｒｅｖｉｓｉｏｎ　Ｂ（“ＩＳ－９５”ｏｒ“ＩＳ－９５Ｂ”），Ｍｏｂｉｌｅ　Ｓｔａｔｉｏｎ－Ｂａｓｅ　Ｓｔａｔｉｏｎ　Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ　Ｓｔａｎｄａｆｄ　ｆｏｒ　Ｄｕａｌ—Ｍｏｄｅ　Ｗｉｄｅｂａｎｄ　Ｓｐｒｅａｄ　Ｓｐｅｅ—　ｔｒｕｍ　Ｃｅｌｌｕｌａｒ　Ｓｙｓｔｅｍ［Ｓ］．１９９９．　【５】ＡＫＯＳ　Ｄ　Ｍ．Ｄｉｒｅｃｔ　Ｂａｎ＠ａｓｓ　Ｓａｍｐｌｉｎｇ　ｏｆ　Ｍｕｌｉｔｐｌｅ　Ｄｉｓｔｉｎｃｔ　ＲＦ　Ｓｉｇｎａｌｓ【Ｊ】．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，１９９９，４７（７）：９８３－９８８．　【６】ＡＮＡＬＯＧ　Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｉｎｓ，．６７　ＭＳＰＳ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｒｅｃｅｉｖｅ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓ０ｒ　Ｄａｔａ　Ｓｈｅｅｔ（ｐａｒｔ　ｎｕｍｂｅｒ　ＡＤ６６２０）．【ＥＢ／ＯＬ】．（２００１－０６－３０）［２００６－０１－１３】　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｎａｌｏｇ．ｅｏｒｎ／ｐｒｏｄｕｅｔＳｅｌｅｃｔｉｏｒｄｐｄｆ／ＡＤ６６２０＿　ｐｄｆ－　◇　作者简介：　杨铁军（１９＂／５－）．酬教授．博士。主研无线通信、卫星导航。　责任编辑：刘伯义　收稿日期：２ＯＯ６－－Ｏ４－Ｏ７　阿尔卡特、惠普、微软携手共推ＩＰＴＶ　阿尔卡特公司和微软公司近日宣布与惠普公司建立全球合作　关系，共同致力于提供运营商级三重播放网络电视服务器解决方　案。这项合作关系加上目前惠普公司与阿尔卡特公司之间达成的　ＯＥＭ协议，使得惠普公司成为阿尔卡特公司与微软公司ＩＰ１ｖ生　态系统中的一个关键成员。结果，惠普公司、阿尔卡特公司和微软　公司将合作向采用三重播放服务的运营商推出这些高级系统。　惠普公司对其服务器解决方案进行了优化，包括在阿尔卡特　公司的整体三重播放服务网络体系中对微软公司网络电视提供高　级支持服务等。惠普公司将推荐适当的惠普ＰｒｏＬｉａｎｔ和惠普　ＢｌａｄｅＳｙｓｔｅｍ，ｆ￣务器来优化微软公司ＩＰ１弋，版应用程序软件的性能。　除了提供优化的服务器解决方案之外，三家公司还将联合在　全球市场进行各种宣传、销售和营销推广活动。阿尔卡特公司将在　其端对端三重播放服务中提供具体的与惠普ＰｒｏＬｉａｎｔ和惠普　ＯｐｅｎＶｉｅｗ　ＩＴ元素管理软件配套的服务器解决方案。