一种GSM多载波发信机的制作方法
本发明实施例涉及通信领域，尤其涉及一种gsm多载波发信机。
背景技术：
随着数据速率的提高，当信号带宽大于信道的相干带宽时，传统的gsm单载波系统中的isi(intersymbolinterference，符号间干扰)变得异常严重，影响了信号传输的质量，而多载波系统可以通过将高速的串行数据流变成几个低速的数据流，同时调制几个载波，通过信道时延扩展可减小isi，因此，gsm多载波系统成为了专业人士的研究热点。
现有技术中，有通过超外差方式实现gsm多载波系统的，也有采用零中频方案实现的，但超外差和零中频方案实现多载波均存在一定的问题，如超外差式需使用较多器件，结构复杂，占用面积大，成本高昂；零中频方案无法解决载波互为镜像的问题。
综上所述，现有技术中的gsm多载波实现方案存在结构复杂、成本高、载波互为镜像的问题，因此，需要提出一种有效的gsm多载波实现方案，既能保证信号传输过程的抗干扰能力又能达到降低系统结构复杂度及多载波之间不会形成互为镜像的目的。
技术实现要素：
本发明实施例提供了一种gsm多载波发信机，用以解决现有技术中的gsm多载波实现方案存在结构复杂、成本高、载波互为镜像的问题。
本发明实施例提供一种gsm多载波发信机，包括：
多路近零中频信号转换模块，用于将基带信号的i、q正交模拟信号的频率搬移动至近零中频，形成多路近零中频信号，其中，所述近零中频的频率为10-20mhz；
多路射频信号转换模块，用于接收并利用所述多路近零中频信号，形成多路发射射频信号；
收发器，用于接收并发送所述多路发射射频信号。
可选地，所述多路近零中频信号转换模块包括：
乘法器，用于将所述i、q正交模拟信号进行搬频及编码处理，形成多路信号；
数字上变频模块，与所述乘法器连接，用于将所述多路信号中的每一路信号上变频至所述近零中频，形成多路近零中频信号。
可选地，所述多路近零中频信号转换模块还包括：
fir滤波器，与所述乘法器及所述数字上变频模块连接，用于调整所述多路信号的幅频特性及线性相频特性。
可选地，所述多路射频信号转换模块具体用于将所述多路近零中频信号与预设本振信号进行混频处理，形成多路发射射频信号。
可选地，所述多路射频信号转换模块还用于滤除经混频处理后的多路射频信号中每路射频信号的干扰信号。
可选地，所述收发器包括：
功率放大器，与所述多路射频信号转换模块连接，用于增加所述多路发射射频信号中每路发射射频信号的发射功率，获取多路放大后的射频信号；
滤波器，与所述功率放大器连接，用于滤除所述多路放大后的射频信号中位于预设频率外的信号，获取待发送射频信号；
天线单元，与所述滤波器连接，用于发送所述待发送射频信号。
可选地，所述收发器还用于接收由其他电子设备发送来的待接收射频信号；所述多路射频信号转换模块还用于将所述待接收射频信号混频至所述近零中频，获取处理后的中频信号；所述多路近零中频信号转换模块还用于将所述处理后的中频信号的频率搬移至基带频率，获取接收基带信号。
可选地，所述多路射频信号转换模块由收发集成芯片实现。
可选地，所述乘法器、所述fir滤波器及所述数字上变频模块由fpga实现。
可选地，所述滤波器为双工器。
本发明实施例中提供了一种gsm多载波发信机，通过多路近零中频信号转换模块，用于将基带信号的i、q正交模拟信号的频率搬移动至近零中频，形成多路近零中频信号，其中，所述近零中频的频率为10-20mhz；多路射频信号转换模块，用于接收并利用所述多路近零中频信号，形成多路发射射频信号；收发器，用于接收并发送所述多路发射射频信号的技术手段，这样，将中频设置在10-20mhz的近零中频，当基带信号通过近零中频的搬移后再形成射频信号后，射频信号的载波便全部分布在本振信号的某一侧，这样，载波的镜像频率便会全部落在工作带宽之外，而不会落在其他的载波上，从而解决了零中频实现方案中的载波互为镜像的问题；同时，上述方案中仅用较少的模块便实现了gsm多载波系统，减小了元器件的种类与数量，结构复杂度明显降低，容易实现，成本低廉，也降低了整个系统的功耗，缩小了设备的体积。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍。
图1为现有技术中gsm多载波传统零中频方案载波分布示意图；
图2为本发明实施例提供的一种gsm多载波发信机的结构框图；
图3为本发明实施例提供的gsm多载波发信机的载波分布示意图；
图4为本发明实施例提供的一种gsm多载波发信机的结构实现示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种gsm多载波发信机，用以解决现有技术中的gsm多载波实现方案存在结构复杂、成本高、载波互为镜像的问题。
在无线通信系统中，信号的接收和发送性能是考验通信系统性能的主要指标。随着社会的进步，移动通信迅猛发展，移动通信设备对系统集成度的要求越来越高，超外差式收发机需要多个本振、中频滤波器和其他外围零部件构成，集成度低，占用面积大，无法适应移动通信设备对集成度的需求；而传统的零中频收发信机在实现gsm多载波时，其多载波分布示意图如图1所示，那么多载波在工作区间就不可以任意分布，且某一载波的镜像频落在其他载波上，导致载波间互为镜像，影响信号的传输质量。
为了解决上述技术问题，本发明实施例中的技术方案总体思路如下：
本发明实施例中提供了一种gsm多载波发信机，通过多路近零中频信号转换模块，用于将基带信号的i、q正交模拟信号的频率搬移动至近零中频，形成多路近零中频信号，其中，所述近零中频的频率为10-20mhz；多路射频信号转换模块，用于接收并利用所述多路近零中频信号，形成多路发射射频信号；收发器，用于接收并发送所述多路发射射频信号的技术手段，这样，将中频设置在10-20mhz的近零中频，当基带信号通过近零中频的搬移后再形成射频信号后，射频信号的载波便全部分布在本振信号的某一侧，这样，载波的镜像频率便会全部落在工作带宽之外，而不会落在其他的载波上，从而解决了零中频实现方案中的载波互为镜像的问题；同时，上述方案中仅用较少的模块便实现了gsm多载波系统，减小了元器件的种类与数量，结构复杂度明显降低，容易实现，成本低廉，也降低了整个系统的功耗，缩小了设备的体积。
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参考图2所示，为本发明实施例提供的一种gsm多载波发信机的结构框图，从图2中可以看出，该gsm多载波发信机包括：多路近零中频信号转换模块10、多路射频信号转换模块20以及收发器30。其中，多路近零中频信号转换模块10，用于将基带信号的i、q正交模拟信号的频率搬移动至近零中频，形成多路近零中频信号，其中，所述近零中频的频率为10-20mhz；多路射频信号转换模块20，用于接收并利用所述多路近零中频信号，形成多路发射射频信号；收发器30，用于接收并发送所述多路发射射频信号。
在具体实施过程中，多路近零中频信号转换模块10具体可以是asic(applicationspecificintegratedcircuit，特定应用集成电路)，可以是一个或多个用于控制程序执行的集成电路，可以是使用fpga(fieldprogrammablegatearray，现场可编程门阵列)开发的硬件电路。多路射频信号转换模块20具体可以是调制器或者混频器等，也可以是集成有调制器功能的芯片。收发器30具体可以是天线模块，如定向天线，全向天线等，也可以是其他射频信号接收器。
上述gsm多载波发信机可以应用于射频发射机、智能手机、平板电脑等通讯设备中，当然，也可以是其他需要信号接收和发送的设备，在此不作限制。
在本发明实施例中，多路近零中频信号转换模块10包括：
乘法器101，用于将所述i、q正交模拟信号进行搬频及编码处理，形成多路信号；
数字上变频模块102，与乘法器101连接，用于将所述多路信号中的每一路信号上变频至所述近零中频，形成多路近零中频信号。
在具体实施过程中，乘法器101可以是单独的集成电路，也可以选用具有乘法器功能的fpga，或者集成乘法器的产品，如bg314、f1595、f1596等；同样地，数字上变频模块102也可以是单独的集成电路，也可以是集成有数字上变频功能的产品，在此不再赘述。
假设基带的i/q数据s(t)＝a*e-jwt，经过乘法器e-jkθ以及数字上变频可以得到多路载波数据，即近零中频信号：
其中，a为基带的i/q数据的幅度，wt为基带的i/q数据的相位，kθ为乘法器的相位偏移量，k为乘法器个数，即gsm多载波的载波数。
在本发明实施例中，多路近零中频信号转换模块10还包括：
fir滤波器103，与所述乘法器及所述数字上变频模块连接，用于调整所述多路信号的幅频特性及线性相频特性。
在具体实施过程中，fir滤波器103具体可以使用单片通用数字滤波器集成电路构成，也可以使用dsp芯片实现，也可以使用可编程逻辑器件实现，如，fpga、cpld，本领域技术人员可以根据实际使用需求进行选择。
当基带的i/q数据s(t)经过乘法器的处理后，为了使后续近零中频信号的幅频特性及相频特性满足要求，可以将得到的信号通过fir滤波器调整其幅频特征及相频特性。当然，本领域技术人员也可以根据实际需求设置其他滤波器，在此不作限制。
在本发明实施例中，多路射频信号转换模块20具体用于将所述多路近零中频信号与预设本振信号进行混频处理，形成多路发射射频信号。
在通过多路近零中频信号转换模块10获取多路近零中频信号后，将多路近零中频信号传输至多路射频信号转换模块20中进行调制。
具体来讲，假设本地振荡信号为
其中，alo为本地振荡信号的幅度，wlot为本地振荡信号的相位。
在具体实施过程中，本地振荡信号的频率需根据本发明中gsm发信机的近零中频的频段来进行选定。多路射频信号转换模块20具体可以由独立的调制器或者混频器构成，也可以是集成有调制器功能的集成电路实现。
在本发明实施例中，为了消除射频信号中的干扰信号，多路射频信号转换模块20还用于滤除经混频处理后的多路射频信号中每路射频信号的干扰信号。
在具体实施过程中，当近零中频信号在经过混频处理过程中，可能会产生无用的干扰信号，如工作频段外的信号或者传输过程中造成的干扰信号，此时，则可以在多路射频信号转换模块20中集成数字滤波器的功能，对干扰信号进行抑制。
当多路射频信号转换模块20形成发射射频信号后，则由收发器30将发射射频信号发射出去，收发器30包括：
功率放大器301，与所述多路射频信号转换模块20连接，用于增加所述多路发射射频信号中每路发射射频信号的发射功率，获取多路放大后的射频信号；
滤波器302，与所述功率放大器301连接，用于滤除所述多路放大后的射频信号中位于预设频率外的信号，获取待发送射频信号；
天线单元303，与所述滤波器302连接，用于发送所述待发送射频信号。
在具体实施过程中，功率放大器301具体可以是窄带高频功率放大器或者宽带高频功率放大器等，器件选用时可根据高频功率放大器的主要技术指标：输出功率、效率、功率增益、带宽和谐波抑制度等进行选择；天线单元303具体可以是由许多电线组成的一维天线，如单极或者双极天线，也可以是具有片状或者阵列状的二维天线。
请参考图3中所示，由图3中可知，使用本发明实施例所提供的gsm发信机对基带信号进行处理后的gsm多载波关于本振信号的镜像信号均会落入到预设的工作频段之外，这样外围的射频滤波器也可以对其进行滤波抑制，不论多载波在工作频段内如何分布，任意载波的镜像信号都不会与其它载波的有用信号叠加，这就很好的保证了信号的传输质量。其多载波的分布示意图如附图1所示，其中fim1，fim2，fim3，fim4为对应载波信号frf1，frf2，frf3，frf4的镜像频率。
相应地，本发明实施例中的收发器30还用于接收由其他电子设备发送来的待接收射频信号；多路射频信号转换模块20还用于将所述待接收射频信号搬频至所述近零中频，获取处理后的射频信号；多路近零中频信号转换模块10还用于将所述处理后的射频信号的频率搬移至基带频率，获取接收基带信号。
在本发明实施例中，为了减少gsm发信机的体积同时使其也具有接收射频信号的功能，所述多路射频信号转换模块20具体由收发集成芯片实现。所述乘法器101、所述fir滤波器103及所述数字上变频模块102由fpga实现，其中，fpga中还具有数字下变频功能的处理模块。所述滤波器302为双工器，请参考图4，为本发明实施例中gsm多载波发信机的结构实现图。为了保证接收射频信号的性能，所述功率放大器301具体可以设置成两个单独的功率放大器，如功率放大器a和功率放大器b，分别与双工器连接，形成两条独立通道，其中，功率放大器a用于所述发信机的发射信号过程，功率放大器b用于所述发信机的接收信号过程，此时，功率放大器b为低噪声功率放大器。
这样，在上述gsm发信机的发射链路中，基带的i/q数据，经过fpga的乘法器后，利用fpga的数字上变频(duc)搬频编码形成多路数据，再内插上变频到近零中频，然后经过收发集成芯片中数字滤波器之后，经收发集成芯片的调制器将多路近零中频信号与固定本振混频后，形成多路射频信号，最后由功率放大器放大，经双工器后由天线单元发射出去。
在上述gsm发信机的接收链路中，天线单元接收到射频信号，经双工器滤波和低噪声功率放大器放大，进入收发集成芯片下变频至近零中频，经过一定带宽的低通滤波器，滤除载波的镜像频率，然后fpga搬频至基带，交由后面的数字基带处理。
在具体实施过程中，收发集成芯片具体可以是极低耗无线收发集成芯片cc1000，也可以是高集成的60ghz无线收发芯片组，也可以是特定应用集成电路；fpga具体可以采用并行主模式或者主从模式或者串行模式等；双工器的选用应根据gsm发信机的发射和接收频率定制双工器，如，400兆收发频率差10mhz双工器的工作带宽在±250khz可保证隔离度90db左右，单频点工作隔离度可达120db，当使用频率超过双工器额定带宽时，收发隔离度将急剧下降发射驻波增大，接收电路因受发射部分影响灵敏度下降不能正常工作；低噪声功率放大器的噪声系统可以低于3分贝，为了兼顾低噪声和高增益的要求，可以采用共发射极-共基极级联的低噪声放大电路实现。
在本发明实施例中，将基带i/q信号经过乘法器及数字上变频(duc)，转变成多路近零中频信号，这样极大的减少设备中器件的使用量，减小设备的体积，便于pcb的布局布线，降低设备的成本，同时也能保证gsm信号在传输过程抵抗符号间干扰的能力，减小直流及镜像频率对信号的影响，在降低设备成本的基础上还确保设备的性能，不影响用户的使用。由于本方案中选取的是10-20mhz的近零中频来实现gsm多载波，因此不论多载波在工作区间任意分布，其载波镜像信号均会落在工作频段之外，这样后端的滤波器能对其镜像信号进行抑制。且任意载波的镜像信号不会与其他的有用载波信号重叠，进一步确保了信号的传输质量。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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