零差蜂窝基站 发明背景发明的技术领域
本发明涉及蜂窝无线基站，而且更具体地涉及利用接收蜂窝区信号零差变换到复基带信号的蜂窝无线基站。有关技术描述
目前现有的蜂窝无线基站需要大量昂贵的硬件接收蜂窝通信技术所利用的控制信道和业务信道。控制信道传输控制蜂窝无线基站和移动单元之间通过的蜂窝话音信号的信号。业务信道传输基站和移动单元之间的话音传输数据。用于蜂窝无线基站的与常规接收机关联的大量设备开销增加了与蜂窝技术用户有关的开销。具有相当少的硬件需求和设备开销的基站对蜂窝业务提供者和为蜂窝业务付费的消费者来说都具有很大好处。
发明的内容
本发明揭示了一种提供零差蜂窝基站的方法和设备，该基站使用与单信道接收机结合的零差接收机接收蜂窝区信号的控制信道和每个业务信道。该基站包括一个接收蜂窝区信号的天线，以及有关的滤波器和放大器，处理所接收的蜂窝区信号。通过一对缓冲器连接到天线地是常规的接收控制信道的单信道接收机，以及一个接收业务信道的零差接收机。
零差接收机由正交下变频器组成，将蜂窝区信号与本振信号混频，使蜂窝信号变变频到I、Q输出信号。本振信号频率对应于蜂窝区信号的控制信道频率。这使得I、Q输出信号中的所有直流偏移只处于控制信道内。一个高通滤波器将任何直流偏移成分和控制信道从正交下变频器的I、Q输出信号中去掉。残余信号使用模数转换器数字化。接着，数字信号被数字信号处理器(DSP)处理，而且用数字滤波将每个业务信道从数字化的信号中提取出来。
单信道接收机被配置为只检测蜂窝区信号的控制信道，因为这个信道从零差接收机所处理的信号中滤出来。一旦检测到，控制信道以及分离的业务信道就由蜂窝基站按需处理。
附图的简要描述
本发明方法和设备更完整的理解可以在结合所附的图参考如下消息描述时得到，其中：
图1是说明零差蜂窝基站在接收的蜂窝区信号信道上进行的处理的框图；
图2是零差蜂窝基站的框图；以及
图3说明扇区化的天线配置。
附图的详细描述
现在参考附图，更具体的是图1，其中说明了零差蜂窝基站在蜂窝区信号信道上进行的处理。首先，在步骤10，通过基站接收蜂窝区信号并由一对接收机来处理。一个接收机进行蜂窝区信号的零差变换，在步骤12将信号变换成复基带信号。蜂窝基带信号的零差变换将在针对图2时进行更全面的讨论。
复基带信号在步骤14由数模转换器数字化，在步骤16由数字信号处理器处理。数字信号处理器实行对变换的基带信号的信道分离，以便在接收的蜂窝区信号中提取每个业务信道。第二个接收机是单信道接收机，在步骤18被调谐以便检测蜂窝区信号中的控制信道。
现在参考图2，其中表示了蜂窝基站的框图，该基站实现针对图1所讨论的处理。蜂窝基站有一个天线20，从多个移动单元(未表示)接收蜂窝区信号。被接收的信号通过带通滤波器22，排除蜂窝区移动单元信号以外的任何信号。被滤波的信号通过放大器24放大，然后通过一对缓冲器26到达零差接收机27和单信道接收机29。缓冲器26限制了零差下变频振荡器泄漏干扰单信道接收机29接收的可能性。在优选实施例中，缓冲器包括高隔离缓冲放大器及/或铁氧体隔离器，连接到零差接收机27和单信道接收机29的输入。
正交下变频器28(I、Q混频器)将接收的蜂窝区信号与本振30产生的本地信号混频，将信号下变频到复基带I、Q信号。下变频器28和本振30包括零差接收机27。零差接收机27存在熟知的问题，即下变频器28的I、Q输出信号中有直流偏移，正如这里结合作为参考的，授予申请人的美国专利No.5,241,702中所描述的。I、Q输出信号中的直流偏移比接收的蜂窝信号成分的幅度更大。因此，出现了丢失或屏蔽所需蜂窝信号部分的可能性。
通过将本振30设置到与蜂窝区中指定给服务小区的控制信道频率相同的频率，可以克服根据本发明直流偏移的问题。由于控制信道是固定频道，因此这是可能的。通过设置本振频率等于控制信道频率，控制信道映射到复I、Q基带中的零频或直流，因此，控制信道是仅受来自正交下变频的不需要的直流偏移干扰的频道。
由于所有的业务信道都处于与DC(直流)间隔至少一个业务信道带宽的位置，因此业务信道不受直流偏移的干扰。通过将来自正交下变频器28的信号通过高通滤波器32滤波、以便从信号中去掉不需要的直流偏移和控制信道能量，可以进一步保护业务信道。信号的高通滤波也防止暂时没有功率控制的移动单元在控制信道上随机接入并使零差接收机27的负荷加重。
使用模数转换器34对零差接收机27滤波的I、Q输出数字化。然后通过数字信号处理器36处理数字化的信号。数字信号处理器36进行数字信号的信道分离，使用在数字信号处理器36中编码的数字滤波函数从数字信号中提取每个话音信道。
控制信道在调谐到控制信道频率的独立的常规单信道接收机29上接收。然后由蜂窝基站控制器(未表示)处理控制信道和业务信道，以便控制基站和移动单元之间的蜂窝通信。
在GSM系统中，控制信道占据固定频率上的一个TDMA时隙。业务信号占据TDMA帧周期的其它时隙，而且可以是跳频的。GSM系统中的控制信道接收机输出与数字分离的业务信道输出一起由信号分类器38(以虚框表示)处理，分类器对每个业务信道的跳频时隙重组以便重构解跳的信号用于处理。这是已知的“基带频率解跳”。当使用AMPS或IS54(D-AMPS)系统时，不提供跳频，而且不需要信号分分类器38。
在本发明的另一个实施例中，包含一个扇区化的系统，在3个服务小区内具有120度扇区天线(图3)，一个扇区的本振的零差中心频率被选为另一个扇区的呼叫信道，使得不同扇区天线之间的隔离提供零差和常规接收机之间附加的隔离。
或者，特定扇区的本振频率可以故意选为等于指定给另一个扇区或相邻基站的控制信道或业务信道频率，因为那个频率在那个特定扇区中不会使用。
尽管本发明方法和设备的实施例已经在所附的图中说明并在前面的详细描述中描述，但是应该理解发明不仅限于所揭示的实施例，而是能够在不背离如下权利要求所提出并定义的发明精神前提下进行很多重组、修改和替换。