多频段收发信机及多频段射频信号发送和接收方法与流程

本发明涉及移动通讯领域，特别是涉及一种多频段收发信机及多频段射频信号发送和接收方法。

背景技术：

随着无线通讯技术的发展，更宽的频谱需求是影响技术演进的最重要因素，无线基站产品向宽带化和多频段方向发展。在现有技术中，如图1所示，是通过多个单频段的收发信机简单的组合，然后将多个单频段收发信机用多工器合成来实现宽带多频段收发信机。这种实现方法增加了收发信机设计的复杂度，体积大、成本高，不满足小型化基站的发展需求。

技术实现要素：

鉴于现有技术中收发信机设计复杂，体积大、成本高，不能满足小型化基站发展需求的问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的多频段收发信机及多频段射频信号发送和接收方法。

本发明提供一种多频段收发信机，包括：

收发天线，用于接收移动台发送的上行多频段射频信号，并将基站发送的下行多频段射频信号进行发射；

收发双工器模块，用于滤除带外干扰信号或杂散信号，将收发天线接收到的上行多频段射频信号进行滤波后发送到接收机，并将发射机输出的下行多频段射频信号滤波后发送到收发天线进行发射；

接收机，用于将上行多频段射频信号进行低噪声功率放大后，将多频段射频信号分为多路单频段射频信号进行处理；

发射机，用于将多路单频段信号合并为一路多频段射频信号并进行功率放大，将放大后的下行多频段射频信号发送到收发双工器模块。

本发明还提供了一种多频段射频信号发送方法，包括：

发射机将多路单频段信号合并为一路多频段射频信号并进行功率放大，将放大后的下行多频段射频信号发送到收发双工器模块；

收发双工器模块将发射机输出的下行多频段射频信号滤除带外干扰信号或杂散信号后，发送到收发天线进行发射。

本发明还提供了一种多频段射频信号接收方法，包括：

收发天线接收移动台发送的上行多频段射频信号，并将上行多频段射频信号发送到收发双工器模块；

收发双工器模块对收发天线接收到的上行多频段射频信号滤除带外干扰信号或杂散信号后发送到接收机；

接收机将上行多频段射频信号进行低噪声功率放大后，将多频段射频信号分为多路单频段射频信号进行处理。

本发明有益效果如下：

借助于本发明实施例的多频段收发信机，解决了现有技术中收发信机设计复杂，体积大、成本高，不能满足小型化基站发展需求的问题，能够实现多频段同时接收和发射，简化射频链路构架，降低收发信机设计的复杂度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的 部件。在附图中：

图1是现有技术中多频段收发信机的结构示意图；

图2是本发明实施例的多频段收发信机的结构示意图；

图3是本发明实施例的多频段收发信机的详细结构示意图；

图4是本发明实施例的2T2R的集成模块的结构示意图；

图5是本发明实施例的采用多个2T2R集成模块实现多频段收发信机的结构示意图；

图6是本发明实施例的多频段射频信号发送方法的流程图；

图7是本发明实施例的多频段射频信号发送方法的详细处理的流程图；

图8是本发明实施例的多频段射频信号接收方法的流程图；

图9是本发明实施例的多频段射频信号接收方法的详细处理的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了解决现有技术中收发信机设计复杂，体积大、成本高，不能满足小型化基站发展需求的问题，本发明提供了一种宽带多频段射频信号收发信机，收信机可直接接收宽带多频段射频信号，经过低噪声模块放大后再使用频率选择滤波器将多频段信号分开处理；发信机可将多路单频段信号通过合路器模块合并为一路宽带多频段信号，然后经宽带功放和天线发出，本发明实施例的技术方案降低了收发信机设计的复杂度，简化了射频链路构架，体积小、成本低。，以下结合附图以及实施例，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，并不限定本发明。

装置实施例

根据本发明的实施例，提供了一种多频段收发信机，图2是本发明实施例的多频段收发信机的结构示意图，如图2所示，根据本发明实施例的多频段收发信机包括：收发天线20、收发双工器模块22、接收机24、以及发射机26，以下对本发明实施例的各个模块进行详细的说明。

收发天线20，用于接收移动台发送的上行多频段射频信号，并将基站发送的下行多频段射频信号进行发射；

收发双工器模块22，用于滤除带外干扰信号或杂散信号，将收发天线20接收到的上行多频段射频信号进行滤波后发送到接收机24，并将发射机26输出的下行多频段射频信号滤波后发送到收发天线20进行发射；

接收机24，用于将上行多频段射频信号进行低噪声功率放大后，将多频段射频信号分为多路单频段射频信号进行处理；接收机24具体包括：

低噪声放大模块，用于对接收的上行多频段射频信号进行低噪声功率放大，并发送到频率选择滤波器模块；

频率选择滤波器模块，设置有一个入口和多个出口，用于将通过入口接收的上行多频段射频信号分开成多路单频段射频信号，并通过多个出口发送到第一射频可调增益放大器模块；频率选择滤波器模块具体用于：将通过入口接收的上行多频段射频信号分开成多路单频段射频信号的抑制要求包括：每个单频段能够把其他单频段的带外阻塞抑制到带内阻塞的水平。

第一射频可调增益放大器模块，用于对分别对接收到的每路单频段射频信号进行增益调整，并发送到射频滤波器模块；第一射频可调增益放大器模块具体用于：大阻塞信号输入时进行增益衰减，灵敏度小信号输入时进行增益放大。

射频滤波器模块，用于在单频段射频信号自身传输通路对收发天线20接收的多频段射频信号中除自身频段以外的频段进行噪声抑制，将滤波后的各单频段射频信号分别发送到对应的变频模块；

第一本振模块，用于为第一变频模块提供本振信号；

第一变频模块，用于将输入的单频段射频信号变频到单频段中频信号，输 出到中频可调增益放大器模块；

中频可调增益放大器模块，用于将变频后的单频段中频信号进行增益放大或者衰减，输出到第一中频滤波器模块；

第一中频滤波器模块，用于将变频引入的组合频率杂散信号滤除，输出到第一数字处理模块；

第一数字处理模块，用于对单频段中频信号进行采样，将中频模拟信号转为基带数字信号，并进行数字信号处理。

综上所述，接收机处理多频段射频信号主要进行如下操作：收发天线接收多频段信号(上述多频段射频信号)到收发双工器模块，收发双工器模块将收发天线接收到的多频段信号进行滤波后送到接收机；接收机中的低噪声放大器将多频段信号进行低噪声放大；之后进入频率选择滤波器，该滤波器有一个入口和多个出口，进行频率选择将多个接收频段分开；多频段信号经频率选择滤波器分开成单频段信号后，分别输出至射频可调增益放大器，用于将射频信号进行放大或衰减；每个传输通路均可通过各自的可调增益放大器实现独立控制。经过射频可调增益放大器后的单频段信号进入射频滤波器，要求射频滤波器对其他频段必须满足一定的抑制；滤波后各单频段信号分别进入对应的变频模块；变频模块将接收到的单频段射频信号变频到中频频率，输出至中频可调增益放大器用于将中频信号进行放大或衰减；连接中频滤波器模块用于滤除变频产生的频率组合杂散；数字处理模块对中频信号进行采样，将中频模拟信号转为基带数字信号，之后进行数字信号处理。

发射机26，用于将多路单频段信号合并为一路多频段射频信号并进行功率放大，将放大后的下行多频段射频信号发送到收发双工器模块22。发射机26具体包括：

第二数字处理模块，用于对基带发射信号进行处理，将发射的基带信号进行采样后变频为中频信号；

第二中频滤波器模块，用于滤除中频频段以外的杂散信号，并将滤波后的 中频信号发送到第二变频模块；

第二本振模块：用于为第二变频模块提供本振信号；

第二变频模块：用于将输入的中频信号变频到射频信号，并发送到第二射频可调增益放大器模块；

第二射频可调增益放大器模块，用于将发射的单频段射频信号进行放大或衰减，输出到合路器模块；

合路器模块，用于将第二射频可调增益放大器输出的单频段射频信号合路，输出一路多频段射频信号到宽带功放模块；

宽带功放模块，用于将发射的多频段信号进行功率放大，使输出信号达到系统需要的功率。

发射机发射多频段射频信号时主要包括如下的处理：

发射机的数字处理模块对基带发射信号进行处理，将发射的基带信号进行采样后变频为中频信号。中频滤波器模块用于滤除频段外的杂散信号；变频模块将接收到的单频段中频信号变频到射频频率，输出至射频可调增益放大器用于将射频信号进行放大或衰减；每个射频可变增益放大器输出端连接至合路器输入端；发射链路的合路器模块有多个入口和一个出口，可将可变增益放大器输出的单频段信号合路，然后输出一个多频段射频信号；合路器输出端连接至宽带功放输入端，用于将多频段信号进行放大；功放输出端连接至收发双工器模块；收发双工器模块将发射机输出的多频段信号滤波后给收发天线，收发天线将基站下行的多频段信号发射出去。

下面结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述：图3是本发明实施例的多频段收发信机的详细结构示意图，如图3所示，根据本发明实施例的多频段收发信机包括：

收发天线，接收移动台发来的上行多频段射频信号以及将基站下行的多频段射频信号发射出去。

收发双工器模块，用来滤除带外的干扰或者杂散，将天线接收到的多频段 射频信号进行滤波后送到接收机，并将发射机输出的多频段射频信号信号滤波后给天线发射出去。

接收机：

低噪放放大模块：对接收的宽带多频段信号进行低噪声功率放大；

频率选择滤波器模块：该滤波器有一个入口和多个出口，用于将接收的多频段信号分开成单频段，频率选择滤波器的抑制要求是每个单频段Band能够把其他单频段Band的带外阻塞抑制到带内阻塞的水平，每个单频段信号再分别进入对应的射频可调增益放大器；

射频可调增益放大器模块：对接收的单频段信号进行增益调整，大阻塞信号输入时进行增益衰减，灵敏度小信号输入时进行增益放大；每个单频段的传输通路增益都是独立可调的；

射频滤波器模块：用于在单频段自身传输通路，对天线接收的多频段中除自身频段以外的频段进行噪声抑制；

本振模块：本振模块用于给变频模块提供本振信号；

变频模块：用于将输入的射频信号变频到中频信号；

中频可调增益放大器模块：用于将变频后的中频信号进行适当的增益放大或者衰减；

中频滤波器模块：用于将变频引入的组合频率杂散滤除；

数字处理模块：对中频信号进行采样，将中频模拟信号转为基带数字信号，之后进行数字信号处理。

发射机：

数字处理模块：对基带发射信号处理，将发射的基带信号进行采样后变频为中频信号。

中频滤波器模块：滤除中频频段以外的杂散信号；

本振模块：用于给变频模块提供本振信号；

变频模块：用于将输入的中频信号变频到射频信号；

射频可调增益放大器模块：用于将发射的单频段射频信号进行放大或衰减，每个单频段的传输通路增益都是独立可调的；

合路器模块：用于将射频可调增益放大器输出的单频段射频信号合路，然后输出一个宽带多频段射频信号；

宽带功放模块：用于将发射的宽带多频段信号进行功率放大，使输出信号达到系统需要的功率。

图4是本发明实施例的2T2R的集成模块的结构示意图，如图4所示，

2T2R(多发多收)接收链路包括：

衰减模块：用于将接收的射频信号进行适当的衰减；

本振模块：本振模块用于给变频模块提供本振信号；

变频模块：用于将输入的射频信号变频到中频信号；

中频放大器模块：用于将中频信号进行增益放大；

中频滤波器模块：滤除中频频段以外的杂散信号；

ADC模块：用于对中频信号进行采样，将中频模拟信号转为基带数字信号；

2T2R(多发多收)发射链路包括：

DAC模块：将发射的基带信号进行采样后变频为中频信号；

中频滤波器模块：滤除中频频段以外的杂散信号；

中频放大器模块：用于将中频信号进行增益放大；

本振模块：用于给变频模块提供本振信号；

变频模块：用于将输入的中频信号变频到射频信号；

射频放大器模块：用于将发射的射频信号进行增益放大；

图5是本发明实施例的采用多个2T2R集成模块实现多频段收发信机的结构示意图，如图5所示，具体包括：

收发天线：用于接收上行多频段射频信号，以及发射下行多频段射频信号；

收发双工器：用来滤除接收频段带外的干扰或者杂散，以及发射频段带外 的干扰或者杂散；

接收机包括：

低噪声放大器：用于将天线接收到的多频段射频信号进行低噪声放大；

频率选择滤波器：用于将天线口接收的多频段信号分开成单频段信号；

射频可调增益放大器：用于调整链路的增益，实现对小信号放大和对大信号衰减的功能；

射频滤波器：用于对自身频段以外的其他频段进行噪声抑制；

2T2R集成模块：将输入的单频段射频信号转换成基带信号，包含增益调整和信号滤波。

发射机：

2T2R集成模块：将基带信号转换成射频信号输出，包含信号放大和滤波；

射频可调增益放大器：用于将射频信号放大，还包括增益调整的功能；

合路器：用于将多个单频段射频信号合路成一个宽带多频段射频信号；

宽带功放：将宽带多频段射频信号进行大功率放大。

综上所述，本发明实施例提出的多频段收发信机可以实现多频段接收和发射；能够直接接收多频段信号，多频段经过低噪声放大器后，再连接频率选择滤波器将多频段分开成单频段进行处理；简化了接收链路架构；还可以将多路单频段信号，通过合路器模块合并为一路宽带多频段信号，然后经宽带功放和天线发出；简化了发射链路构架；本发明实施例提出的多频段射频信号收发信机具有成本低、体积小、低功耗等优势，降低了方案设计和实现的复杂度；有利于无线基站产品的小型化。

方法实施例一

根据本发明的实施例，提供了一种多频段射频信号发送方法，图6是本发明实施例的多频段射频信号发送方法的流程图，如图6所示，根据本发明实施例的多频段射频信号发送方法包括如下处理：

步骤601，发射机将多路单频段信号合并为一路多频段射频信号并进行功 率放大，将放大后的下行多频段射频信号发送到收发双工器模块；

步骤602，收发双工器模块将发射机输出的下行多频段射频信号滤除带外干扰信号或杂散信号后，发送到收发天线进行发射。

步骤601中，发射机将多路单频段信号合并为一路多频段射频信号并进行功率放大具体包括如下处理：

第二数字处理模块对基带发射信号进行处理，将发射的基带信号进行采样后变频为中频信号；

第二中频滤波器模块滤除中频频段以外的杂散信号，并将滤波后的中频信号发送到第二变频模块；

第二变频模块根据第二本振模块提供的本振信号将输入的中频信号变频到射频信号，并发送到第二射频可调增益放大器模块；

第二射频可调增益放大器模块将发射的单频段射频信号进行放大或衰减，输出到合路器模块；

合路器模块将第二射频可调增益放大器输出的单频段射频信号合路，输出一路多频段射频信号到宽带功放模块；

宽带功放模块将发射的多频段信号进行功率放大，使输出信号达到系统需要的功率。

图7是本发明实施例的多频段射频信号发送方法的详细处理的流程图，如图7所示，具体包括如下处理：

步骤701，将发射的基带信号进行采样后转换成中频信号输出；

步骤702，发射的中频信号处理，一般是滤波，滤除中频频段以外的杂散信号；

步骤703，通过变频模块将输入的中频信号变频到射频信号；

步骤704，将变频后的单频段射频信号进行信号处理，进行功率放大或者衰减，增益调整的情况要根据单频段信号功率大小来确定；

步骤705，假设共有N个单频段信号传输通路，输出的单频段射频信号分 别为Band1、Band2…Bandn；将Band1、Band2…Bandn通过合路器进行合路，输出一路宽带多频段射频信号Band1+Band2+…Bandn；

步骤706，将宽带多频段射频信号进行功率放大处理，输出合适功率的信号；

步骤707，双工器将发射机输出的多频段射频信号滤波；

步骤708，天线将基站下行的多频段射频信号发射出去。

综上，借助于本发明实施例的技术方案，发信机可将多路单频段信号，通过合路器模块合并为一路宽带多频段信号，然后经宽带功放和天线发出；

方法实施例二

根据本发明的实施例，提供了一种多频段射频信号接收方法，图8是本发明实施例的多频段射频信号接收方法的流程图，如图8所示，根据本发明实施例的多频段射频信号接收方法包括如下处理：

步骤801，收发天线接收移动台发送的上行多频段射频信号，并将上行多频段射频信号发送到收发双工器模块；

步骤802，收发双工器模块对收发天线接收到的上行多频段射频信号滤除带外干扰信号或杂散信号后发送到接收机；

步骤803，接收机将上行多频段射频信号进行低噪声功率放大后，将多频段射频信号分为多路单频段射频信号进行处理。

在步骤803中，接收机将上行多频段射频信号进行低噪声功率放大后，将多频段射频信号分为多路单频段射频信号进行处理具体包括：

1、低噪声放大模块对接收的上行多频段射频信号进行低噪声功率放大，并发送到频率选择滤波器模块；

2、频率选择滤波器模块将通过入口接收的上行多频段射频信号分开成多路单频段射频信号，并通过多个出口发送到第一射频可调增益放大器模块；其中，将通过入口接收的上行多频段射频信号分开成多路单频段射频信号的抑制要求包括：每个单频段能够把其他单频段的带外阻塞抑制到带内阻塞的水平；

3、第一射频可调增益放大器模块对分别对接收到的每路单频段射频信号进行增益调整，并发送到射频滤波器模块；第一射频可调增益放大器模块将大阻塞信号输入时进行增益衰减，灵敏度小信号输入时进行增益放大。

4、射频滤波器模块在单频段射频信号自身传输通路对收发天线接收的多频段射频信号中除自身频段以外的频段进行噪声抑制，将滤波后的各单频段射频信号分别发送到对应的变频模块；

5、第一变频模块根据第一本振模块提供的本振信号，将输入的单频段射频信号变频到单频段中频信号，输出到中频可调增益放大器模块；

6、中频可调增益放大器模块将变频后的单频段中频信号进行增益放大或者衰减，输出到第一中频滤波器模块；

7、第一中频滤波器模块将变频引入的组合频率杂散信号滤除，输出到第一数字处理模块；

8、第一数字处理模块对单频段中频信号进行采样，将中频模拟信号转为基带数字信号，并进行数字信号处理。

图9是本发明实施例的多频段射频信号接收方法的详细处理的流程图，如图9所示，具体包括如下处理：

步骤901，天线接收上行多频段射频信号；

步骤902，双工器将天线接收到的多频段射频信号进行滤波后送到接收机。

步骤903，将多频段射频信号进行低噪声放大；

步骤904，低噪声放大后的多频段射频信号进入频率选择滤波器，该滤波器是单入多出的结构，将一个天线口接收的多频段信号分开；假使天线接收的多频段信号包含了N个单频段信号；则频率选择滤波器将一个多频段信号分开成了N个单频段信号；

步骤905，将单频段射频信号进行信号处理，进行功率放大或者衰减，增益调整的情况要根据单频段信号功率大小来确定；将单频段射频信号进行滤波，对自身频段以外的其他频段进行噪声抑制；

步骤906，通过变频模块将输入的单频段射频信号变频到中频信号；

步骤907，将变频后的中频信号进行信号处理，将中频信号进行功率放大或者衰减；增益调整的情况根据中频信号功率大小来确定；滤波模块将变频产生频率组合杂散滤除；

步骤908，对滤波后的中频信号进行采样，将中频模拟信号转为基带数字信号，之后进行数字信号处理。

本发明实施例的技术方案可直接接收宽带多频段信号，多频段信号经过低噪声放大器模块放大后，再连接频率选择滤波器将多频段分开成单频段进行处理。

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。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式 的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的客户端中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个客户端中。可以把实施例中的模块组合成一个模块，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者客户端的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的加载有排序网址的客户端中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的 限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。