一种支持多模的并行多通道快速扫频方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设通信技术领域，特别设及一种支持多模的并行多通道快速扫频方法及系 统。
【背景技术】
[0002] 随着移动通信和无线电技术的发展，多种通信系统模式已经被广泛的应用，现在 移动通信终端都支持多模通信系统。同时，无线电管理委员会需要一种设备和系统，可W实 现对无线通信进行快速扫频。随着利用手机进行违法犯罪、获取非法信息的活动也日益猎 嫩，对于某些特殊的部口或场合，比如国家安全、刑事侦查、军队特殊行动、高级设密商务会 议、考场监控等等，需要一种技术和手段实现对移动通信的管控侦听、定位跟踪。因此需要 设计一种快速的处理方法，实现对多模信道的快速扫频。
[0003] 在对移动通信用户进行实时的管控过程中，实时性和兼容性是管控系统性能非常 重要的两个参数。影响实时性非常重要的模块就是频点的检测，目前的频点检测方法都是 基于单通道串行扫频处理，扫频时间长，效率低，兼容性差。特别是在管控设备移动监控时， 需要对新的区域内信号频点实时的监控，因此系统需要不断的做扫频处理，要实现快速有 效的监控需要一种快速的扫频机制。目前的通信情况都是多种通信模式共存，因此需要管 控系统可W兼容多种通信模式，但是一般的管控设备都是针对单一的通信模式，并且价格 昂贵。在对管控区域内实施管控时，需要多台设备对多种通信系统进行监控。
[0004] W上扫频存在的问题可W归纳为：
[0005] 1)实时性差，单通路串行处理机制效率低，扫频时间长。
[0006] 2)系统兼容性差，硬件平台和软件系统不能兼容多种通信模式。
[0007] 3)实现多通路处理需要多个巧片，消耗硬件资源多，价格高。
[000引 4)频点检测算法可靠性差，导致频点误判。
【发明内容】
[0009] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提出来一种支持多模的并行多通道快速扫 频方法及系统。宽带射频和多模中频的系统架构可W支持多种通信模式软切换，并行多通 道的扫频方法可W快速、准确的检测频点。
[0010] 本发明所采用的技术方案如下：
[0011] 一种支持多模的并行多通道快速扫频系统，系统包括宽带射频模块、多模中频模 块、基带扫频算法模块和软件配置模块；
[0012] 所述宽带射频模块，对接收的射频信号进行模拟放大、滤波、混频和A/D变换等处 理；
[0013] 所述多模中频模块，对数字中频信号进行下变频处理，在下变频之前对信号进行 数字混频，目的在于对数字中频信号零中频处理和频点选择；
[0014] 所述基带扫频算法模块，包括频点检测模块和功率计算模块，完成频点检测和功 率计算，确定主基站频点和临小区基站频点。频点检测模块是包括粗同步和精同步，目的是 为了确定有用的信号频点。功率计算模块是计算信号的功率，目的是为了给检测到的频点 排序，功率最大的是主基站频点，其它的是临小区基站频点。
[0015] 所述软件配置模块，通过上位机对射频和中频的在线配置，实现多模射频和中频 兼容多种通信模式。
[0016] 一种支持多模的并行多通道快速扫频方法，主要包括W下步骤：
[0017] a、通过电脑软件配置模块向射频和中频模块在线配置，设置射频的混频频率、放 大器和采样率等参数，实现射频宽带化；设置中频的数字混频频率、抽取和滤波系数实现多 模中频；
[001引b、宽带射频模块通过天线接收空中射频后，对信号进行宽频处理，包括两级模拟 混频、模拟放大和抗混叠滤波等，参数由步骤a软件配置模块配置；射频信号经过混频滤波 后变成中频信号，对中频信号进行模数变换，把模拟信号变为数字信号；
[0019] C、将步骤b处理后的数据复制成N路，分别传给相应N条通道的多模中频模块处 理，频率控制器控制N路数字控制振荡器（NCO)的混频频率，实现扫频频率的遍历，控制每 条通道协同工作；每条通道通过并行处理机制对信号做下变频处理，下变频包括多级抽取 和抗混叠滤波，中频信号经过数字混频和下变频处理成为基带信号。
[0020] 本发明的特点在于并行多通道，多通道的处理机制加快了数据处理速度，N是并行 通道的个数，N的取值根据实际情况确定，N的取值范围一般是2-8,具体的取值需要根据时 间要求和FPGA的资源大小来确定，特别是FPGA的资源有限。
[0021] t将步骤C中N条通道下变频处理完成后的基带数据分别传给相应的N个频点检 测模块，各通道的频点检测模块并行地对相应的频点作信号同步处理。经过同步处理即可 W确定有用信号的频点；
[0022] f、经过步骤d处理后，确定了扫频区域内的有效的频点号，通过功率计算模块计 算有效频点信号的功率值，通过功率排序从而快速准确的确定主基站和临小区基站的工作 频点。
[0023] 步骤b中，要根据接收信号的频率和带宽，结合带宽采样定理和基带信号的速率 确定采样率和中频频点，最后确定混频频率；
[0024] 采样率f；必须满足宽带采样定律，并且采样率是基带速率的整数倍。宽带采样 定律；Ml < 乂 < ^，片和fa分别是信号频谱的上下边带，n是一个不超过的最大 /? +1 巧 Jh - Jl 整数；
[00巧]中频频率f。与采样率f S的关系：/〇 乂，m为正整数；
[0026] 射频混频频率；f = fn±fr，fr表示接收空中信号的中屯、频点，f CI表示中频频率，加 号表示高混频，减号表示低混频；
[0027] 模拟混频频率、功放和采样率通过软件在线配置。
[002引步骤C中，所述NCO数字混频器实现中频信号的零中频处理（数字正交变换）和 频点的选择。数字正交混频频点计算方法；片。。=f crfs+Bi/化(n-1)地2，Bi是所有频点的频 谱带宽，B2为两个相邻频点的频率间隔，n为频点号；下变频分多级抽取和滤波处理，抗混叠 滤波器的选取为；CIC滤波器、皿F滤波器和FIR滤波器，其中，高速率下滤波采用CIC滤波 器；2倍抽取滤波采用皿F滤波器；其它情况使用滤波采用FIR滤波器。
[0029] 步骤d中，频点检测模块对不同的通信模式根据其信号的特征对信号进行基带同 步处理，对于GSM通信系统，同步处理包括粗同步和精同步，经过同步确定是否含有FCCH和 SCH信道，从而判断该频点是否有效。
[0030] 粗同步即捜寻FCCH，步骤如下；
[0031] ①FB是FCCH信道的频率校正突发脉冲序列，相位变化比较稳定，而其他位置的数 据无该特性，可W根据该一特点，采用滑动窗口的方法判断相位变化相对稳定的区域。设置 窗长为化=142*OSR，142是频率校正突发脉冲序列的长度，OSR是采样倍率，捜索数据长 度设置为len ;
[0032] ②在窗口内取相位差的最大值与最小值，并且求解最大值与最小值之差，相位差 公式如下：
[0033]
【主权项】
1. 一种支持多模的并行多通道快速扫频系统，其特征在于，系统包括宽带射频模块、多 模中频模块、基带扫频算法模块和软件配置模块； 所述宽带射频模块，对接收的射频信号进行模拟放大、滤波、混频和A/D变换等处理； 所述多模中频模块，对数字中频信号进行下变频处理，在下变频之前对信号进行数字 混频，目的在于对数字中频信号零中频处理和