專利名稱：時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元設(shè)備及多通道接收鏈路復(fù)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)，特別是涉及一種時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元設(shè)備及多通道接收鏈路復(fù)用方法。
背景技術(shù)：
時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元設(shè)備(TD RRU)在移動(dòng)通信領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，現(xiàn)有技術(shù)中的多通道TD RRU接收機(jī)包括幾個(gè)完全相互獨(dú)立的接收通道，每個(gè)通道存在完全獨(dú)立的模擬接收鏈路，經(jīng)由各自的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換并進(jìn)行數(shù)字中頻處理。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的多通道TD RRU接收鏈路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示(以8通道 TD RRU為例)，該接收機(jī)包括八個(gè)通道，其中天線0-天線7所對應(yīng)的接收通道為通道0-通道7，每個(gè)通道都包括完全獨(dú)立的射頻鏈路模塊、模擬中頻鏈路模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器，各通道信號(hào)在系統(tǒng)中是被分別接收和處理的。每個(gè)通道收到天線接收的模擬射頻信號(hào)后，首先對其進(jìn)行濾波、放大和進(jìn)一步濾波，其次把模擬射頻信號(hào)送入一個(gè)混頻器與本振信號(hào)0進(jìn)行下變頻至模擬中頻信號(hào)，然后再進(jìn)行中頻濾波，濾波后的模擬中頻信號(hào)再經(jīng)過中頻可變增益放大器進(jìn)行增益校準(zhǔn)和調(diào)節(jié)，之后把中頻可變增益放大器輸出的信號(hào)輸入至模數(shù)轉(zhuǎn)換器完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，通過不同的模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字中頻信號(hào)，被輸出給現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)進(jìn)行數(shù)字中頻處理。該方案僅使用一個(gè)頻率的本振，各路模擬信號(hào)中頻頻率如圖2 所示。圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的多通道TD RRU接收的中頻頻率的示意圖。由于該技術(shù)中，各路接收通道的射頻鏈路模塊、模擬中頻鏈路模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換器都是相互獨(dú)立的，導(dǎo)致設(shè)備體積、功耗較大，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度，降低了系統(tǒng)可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元設(shè)備，該時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元設(shè)備體積小重量輕，設(shè)備功耗低，可靠性和可生產(chǎn)性高。本發(fā)明還提供了一種多通道接收鏈路復(fù)用方法，該方法能夠節(jié)約資源，提高可靠性，減小功耗。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明公開了一種時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元設(shè)備，該設(shè)備包括N個(gè)射頻鏈路模塊、 N個(gè)第一模擬中頻鏈路模塊、M個(gè)第二模擬中頻鏈路模塊、M個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器；其中，M、N均為自然數(shù)，且N大于M;所述N個(gè)射頻鏈路模塊，與多路接收通道一一對應(yīng)；每個(gè)射頻鏈路模塊，用于將其對應(yīng)通道的天線接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行多級(jí)濾波和放大；所述N個(gè)第一模擬中頻鏈路模塊，與所述N個(gè)射頻鏈路模塊一一對應(yīng)；所述N個(gè)第一模擬中頻鏈路模塊被分成M組，每組內(nèi)的各個(gè)第一模擬中頻鏈路模塊選用不同的本振信號(hào)；每個(gè)第一模擬中頻鏈路模塊，用于將其對應(yīng)的射頻鏈路模塊輸出的射頻信號(hào)與其選用的本振信號(hào)進(jìn)行混頻變換為模擬中頻信號(hào)后再進(jìn)一步濾波；
所述M個(gè)第二模擬中頻鏈路模塊與所述M組第一模擬中頻鏈路模塊一一對應(yīng)；每個(gè)第二模擬中頻鏈路模塊用于將其對應(yīng)組的各第一模擬中頻鏈路模塊輸出的不同中頻頻段的模擬中頻信號(hào)進(jìn)行合路；所述M個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述M個(gè)第二模擬中頻鏈路模塊一一對應(yīng)；每個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于對所對應(yīng)的第二模擬中頻鏈路模塊輸出的合路模擬中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)變換。本發(fā)明還公開了一種多通道接收鏈路復(fù)用方法，該方法包括將N個(gè)天線接收到的射頻信號(hào)分別進(jìn)行多級(jí)濾波和放大后，得到N個(gè)模擬射頻信號(hào)；將所述N個(gè)模擬射頻信號(hào)分為M組，每組內(nèi)的模擬射頻信號(hào)選用不同的本振信號(hào)；將所述N個(gè)模擬射頻信號(hào)分別與其對應(yīng)的本振信號(hào)進(jìn)行混頻濾波，得到N個(gè)模擬中頻信號(hào)；將同一組的多個(gè)模擬中頻信號(hào)進(jìn)行合路，再進(jìn)行增益調(diào)節(jié)和校準(zhǔn)后，得到M個(gè)合路模擬中頻信號(hào)；將每個(gè)合路模擬中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)變換，模數(shù)變換出的M個(gè)合路數(shù)字中頻信號(hào)在現(xiàn)場可編程門陣列FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)信號(hào)分離、數(shù)字中頻頻譜搬移和濾波。由上述可見，本發(fā)明這種時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元設(shè)備及多通道接收鏈路復(fù)用方法減少了接收通道中模擬中頻放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)量，減少了設(shè)備體積和重量，降低了設(shè)備功耗，提高了設(shè)備可靠性和可生產(chǎn)性。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的多通道TD RRU接收鏈路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的多通道TD RRU接收鏈路中頻頻率的示意圖；圖3是為本發(fā)明實(shí)施例提供的時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元設(shè)備的多通道接收鏈路復(fù)用結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是為本發(fā)明實(shí)施例提供的多通道TD RRU接收合路前的中頻頻率的示意圖；圖5是為本發(fā)明實(shí)施例提供的多通道TD RRU接收合路后的中頻頻率的示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例中的一種多通道接收鏈路復(fù)用方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元設(shè)備的多通道接收鏈路復(fù)用結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例是采用8通道，兩個(gè)本振信號(hào)，兩兩合路為例(即N = 8，M = 4)， 提供了本發(fā)明的一種較佳的實(shí)現(xiàn)方案，在本發(fā)明的實(shí)施例中N和M還可以根據(jù)具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用其他的數(shù)值。本發(fā)明的實(shí)施例參見圖3，其中天線0-天線7所對應(yīng)的接收通道為通道0-通道7。該實(shí)施例中，時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元設(shè)備包括8個(gè)射頻鏈路模塊、8個(gè)第一模擬中頻鏈路模塊、4個(gè)第二模擬中頻鏈路模塊、4個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器、1個(gè)現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)。
8個(gè)射頻鏈路模塊，與8路接收通道一一對應(yīng)，每個(gè)射頻鏈路模塊用于將其對應(yīng)通道的天線接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行多級(jí)濾波和放大；8個(gè)第一模擬中頻鏈路模塊與上述8個(gè)射頻鏈路模塊一一 對應(yīng)；這8個(gè)第一模擬中頻鏈路模塊被分為4組，每組內(nèi)的兩個(gè)第一模擬中頻鏈路模塊選用不同的本振信號(hào)，每個(gè)第一模擬中頻鏈路模塊用于將其對應(yīng)的射頻鏈路模塊輸出的射頻信號(hào)與其選用的本振信號(hào)進(jìn)行混頻變換為模擬中頻信號(hào)后進(jìn)一步濾波。4個(gè)第二模擬中頻鏈路模塊與上述4組第一模擬中頻鏈路模塊一一對應(yīng)；每個(gè)第二模擬中頻鏈路模塊用于將其對應(yīng)組的2個(gè)第一模擬中頻鏈路模塊輸出的不同中頻頻段的模擬中頻信號(hào)進(jìn)行合路。4個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與上述4個(gè)第二模擬中頻鏈路模塊一一對應(yīng)；每個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將所對應(yīng)的第二模擬中頻鏈路模塊輸出的合路模擬中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)變換，輸出合路中頻數(shù)字信號(hào)。1個(gè)現(xiàn)場可編程門陣列FPGA內(nèi)用于對各合路中頻數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)信號(hào)分離，數(shù)字中頻頻譜搬移和濾波。圖3中，通道0-通道7使用相互獨(dú)立的8個(gè)射頻鏈路模塊，每個(gè)射頻鏈路模塊包括射頻帶通腔體濾波器、環(huán)形器、低噪聲放大器和射頻帶通介質(zhì)濾波器，每個(gè)射頻鏈路模塊對其對應(yīng)天線接收到的模擬射頻信號(hào)進(jìn)行多級(jí)濾波，然后將其輸入到對應(yīng)的第一模擬中頻鏈路模塊。如圖3所示，每個(gè)第一模擬中頻鏈路模塊包括混頻器、中頻帶通濾波器。圖3所示的8個(gè)第一模擬中頻鏈路模塊用于對來自射頻鏈路模塊輸出的模擬射頻信號(hào)進(jìn)行混頻， 該設(shè)計(jì)采用了 2路不同頻率的本振，本振0和本振1，這兩路本振信號(hào)之間的頻率間隔大于天線信號(hào)本身的帶寬，以保證合路后的信號(hào)能無失真分離；該設(shè)計(jì)中通道0、通道2、通道4、 通道6將本振0作為混頻器的本振輸入；通道1、通道3、通道5、通道7將本振1作為混頻器的本振輸入。由此可得，通道0、通道2、通道4、通道6的中頻信號(hào)頻段為；通道1、 通道3、通道5、通道7的中頻信號(hào)頻段為fu-f1H，各中頻信號(hào)頻率分布如圖4所示。圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的多通道TD RRU接收合路前的中頻頻率的示意圖。本發(fā)明中，f^Cfu 且和f^均在模數(shù)轉(zhuǎn)換器的同一奈奎斯特區(qū)。如圖3所示，每個(gè)第二模擬中頻鏈路模塊包括合路器、可調(diào)增益放大器；圖3所示的4個(gè)第二模擬中頻鏈路模塊分別用于將通道0和通道1、通道2和通道3、通道4和通道5、通道6和通道7的每兩個(gè)第一模擬中頻鏈路模塊輸出的兩路模擬中頻信號(hào)進(jìn)行合路， 得到4路合路后的模擬中頻信號(hào)，頻率分布如圖5所示。圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的多通道TD RRU接收合路后的中頻頻率的示意圖。合路后的4路模擬中頻信號(hào)，分別輸入到4個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到4路合路數(shù)字中頻信號(hào)被輸出到可編程門陣列FPGA實(shí)現(xiàn)信號(hào)分離、數(shù)字中頻頻譜搬移和濾波， 該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了 2路信號(hào)復(fù)用1路中頻增益調(diào)節(jié)電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，減小了 FPGA器件的接口電路功耗。圖6是本發(fā)明實(shí)施例中的一種多通道接收鏈路復(fù)用方法的流程圖。如圖6所示， 該方法包括601，將N個(gè)天線接收到的射頻信號(hào)分別進(jìn)行多級(jí)濾波和放大后，得到N個(gè)模擬射頻信號(hào)。602，將所述N個(gè)模擬 射頻信號(hào)分為M組，每組內(nèi)的模擬射頻信號(hào)選用不同的本振 信號(hào)。本步驟中，每組內(nèi)的模擬射頻信號(hào)選用的不同本振信號(hào)之間的頻率間隔大于信號(hào)本身的帶寬。 603，將所述N個(gè)模擬射頻信號(hào)分別與其對應(yīng)的本振信號(hào)進(jìn)行混頻濾波，得到N個(gè)模擬中頻信號(hào)。本步驟中，每一組中的模擬中頻信號(hào)，均位于對應(yīng)的模數(shù)變換所采用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的同一奈奎斯特區(qū)中。604，將同一組的多個(gè)模擬中頻信號(hào)進(jìn)行合路，再進(jìn)行增益調(diào)節(jié)和校準(zhǔn)后，得到M 個(gè)合路模擬中頻信號(hào)；605，將每個(gè)合路模擬中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)變換，模數(shù)變換出的M個(gè)合路數(shù)字中頻信號(hào)在現(xiàn)場可編程門陣列FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)信號(hào)分離、數(shù)字中頻頻譜搬移和濾波。通過上述介紹可知，本實(shí)施例的時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元設(shè)備及多通道接收鏈路復(fù)用方法，解決了多通道TD RRU接收時(shí)部分鏈路的復(fù)用問題，把接收通道中模擬中頻可調(diào)增益放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的的數(shù)量減少了一半，減少了設(shè)備的體積和重量，降低了設(shè)備功耗， 提高了設(shè)備可靠性和可生產(chǎn)性。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元TD RRU設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括N個(gè)射頻鏈路模塊、N個(gè)第一模擬中頻鏈路模塊、M個(gè)第二模擬中頻鏈路模塊、M個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器；其中，M、N均為自然數(shù)，且N大于M;所述N個(gè)射頻鏈路模塊，與多路接收通道一一對應(yīng)；每個(gè)射頻鏈路模塊，用于將其對應(yīng)通道的天線接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行多級(jí)濾波和放大；所述N個(gè)第一模擬中頻鏈路模塊，與所述N個(gè)射頻鏈路模塊一一對應(yīng)；所述N個(gè)第一模擬中頻鏈路模塊被分成M組，每組內(nèi)的各個(gè)第一模擬中頻鏈路模塊選用不同的本振信號(hào)； 每個(gè)第一模擬中頻鏈路模塊，用于將其對應(yīng)的射頻鏈路模塊輸出的射頻信號(hào)與其選用的本振信號(hào)進(jìn)行混頻變換為模擬中頻信號(hào)后再進(jìn)一步濾波；所述M個(gè)第二模擬中頻鏈路模塊與所述M組第一模擬中頻鏈路模塊一一對應(yīng)；每個(gè)第二模擬中頻鏈路模塊用于將其對應(yīng)組的各第一模擬中頻鏈路模塊輸出的不同中頻頻段的模擬中頻信號(hào)進(jìn)行合路；所述M個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述M個(gè)第二模擬中頻鏈路模塊一一對應(yīng)；每個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于對所對應(yīng)的第二模擬中頻鏈路模塊輸出的合路模擬中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)變換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元TDRRU設(shè)備，其特征在于，所述每組內(nèi)的各第一模擬中頻鏈路模塊選用的不同本振信號(hào)之間的頻率間隔大于天線接收信號(hào)本身的帶寬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元TDRRU設(shè)備，其特征在于，每組內(nèi)的各第一模擬中頻鏈路模塊輸出的模擬中頻信號(hào)，均位于對應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的同一奈奎斯特區(qū)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元TDRRU設(shè)備，其特征在于，每個(gè)射頻鏈路模塊包括射頻帶通腔體濾波器、環(huán)形器、低噪聲放大器和射頻帶通介質(zhì)濾波器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元TDRRU設(shè)備，其特征在于，每個(gè)第一模擬中頻鏈路模塊包括混頻器、中頻帶通濾波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元TDRRU設(shè)備，其特征在于，所述每個(gè)第二模擬中頻鏈路模塊包括合路器，進(jìn)一步還包括可調(diào)增益放大器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元TDRRU設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備進(jìn)一步還包括現(xiàn)場可編程門陣列FPGA，用于將M個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的M個(gè)中頻數(shù)字信號(hào)分別實(shí)現(xiàn)信號(hào)的分離、數(shù)字中頻頻譜搬移和濾波。
8.—種多通道接收鏈路復(fù)用方法，其特征在于，該方法包括將N個(gè)天線接收到的射頻信號(hào)分別進(jìn)行多級(jí)濾波和放大后，得到N個(gè)模擬射頻信號(hào)；將所述N個(gè)模擬射頻信號(hào)分為M組，每組內(nèi)的模擬射頻信號(hào)選用不同的本振信號(hào)；將所述N個(gè)模擬射頻信號(hào)分別與其對應(yīng)的本振信號(hào)進(jìn)行混頻濾波，得到N個(gè)模擬中頻信號(hào)；將同一組的多個(gè)模擬中頻信號(hào)進(jìn)行合路，再進(jìn)行增益調(diào)節(jié)和校準(zhǔn)后，得到M個(gè)合路模擬中頻信號(hào)；將每個(gè)合路模擬中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)變換，模數(shù)變換出的M個(gè)合路數(shù)字中頻信號(hào)在現(xiàn)場可編程門陣列FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)信號(hào)分離、數(shù)字中頻頻譜搬移和濾波。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述每組內(nèi)的模擬射頻信號(hào)選用不同的本振信號(hào)包括每組內(nèi)的模擬射頻信號(hào)選用的不同本振信號(hào)之間的頻率間隔大于天線接收信號(hào)本身的帶寬。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，將所述N個(gè)模擬射頻信號(hào)分別與其對應(yīng)的本振信號(hào)進(jìn)行混頻濾波，得到N個(gè)模擬中頻信號(hào)包括每一組中的模擬中頻信號(hào)，均位于對應(yīng)的模數(shù)變換所采用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的同一奈奎斯特區(qū)中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元設(shè)備及多通道接收鏈路復(fù)用方法。所述時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元設(shè)備包括射頻鏈路模塊、第一模擬中頻鏈路模塊、第二模擬中頻鏈路模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、現(xiàn)場可編程門陣列FPGA，在各第一模擬中頻鏈路模塊選用了不同的本振信號(hào)，將各通道射頻鏈路模塊輸出的模擬射頻信號(hào)混頻變換為不同頻段的模擬中頻信號(hào)，這些不同頻段的模擬中頻信號(hào)在第二模擬中頻鏈路模塊中進(jìn)行分組合路，之后合路的模擬中頻信號(hào)被送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器，再到FPGA進(jìn)行信號(hào)分離，數(shù)字中頻處理。本發(fā)明的技術(shù)方案能夠減少合路信號(hào)后續(xù)的器件數(shù)量，降低設(shè)備體積、重量、功耗，提高可靠性和可生產(chǎn)性。
文檔編號(hào)H04B1/16GK102347779SQ20111020672
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者柴旭榮, 王忠勇, 王迎昆, 苗英 申請人:新郵通信設(shè)備有限公司