一种并联多通道射频远端单元装置及其本振信号产生方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种并联多通道射频远端单元装置及其本振信号产生方法。
【背景技术】
[0002]无线通信系统的RRU (射频远端单元)电路一般包括数字电路部分和频综器，通常先由数字电路部分为频综器提供一个参考信号，频综器本质上就是一个锁相环，再由频综器将VCO (压控振荡器)的频率和参考信号的频率锁定，得到一个频率准确度和参考信号的频率准确度一样的信号，将这个信号经过放大后作为RRU电路的本振信号使用。其中，数字电路部分为频综器提供参考信号的过程一般为=(I)FPGA收发器从光纤上恢复出一个参考时钟。(2)恢复时钟作为参考信号提供给第一级锁相环，经过第一级锁相环去抖动后产生一个低抖动时钟。(3)低抖动时钟作为第二级锁相环的参考信号，通过第二级锁相环和分配器进行频率分配，产生数字电路部分需要的所有频率，其中包括给频综器作为参考信号的频率。
[0003]对于使用多天线的通信系统，通常是将RRU电路分成两个并联的多通道RRU装置(例如将8通道的RRU电路分为两个4通道RRU装置)，然后将这两个多通道RRU装置进行并联，这就需要给两个多通道RRU装置提供相同频率、相同相位(或者固定相位)的本振信号。如果两个多通道RRU装置分别使用各自从光纤上恢复的时钟通过各自的第一级锁相环和第二级锁相环后为各自的频综器提供参考信号，则由于从光纤上恢复出来的时钟的抖动很大，即使经过第一级锁相环的去抖操作，近端的相位噪声依然很大，最后由两个多通道RRU装置各自的频综器输出的本振信号会有一定程度的相位抖动，这个抖动最好也会在10°左右。对于由两个多通道RRU装置并联组成的RRU电路来说，这个抖动是致命的，会严重影响多天线的信号合成。因此现有技术的一般做法是:设定其中一个多通道RRU装置为主装置，另外一个为从装置，仅使用主装置上的频综器为两个多通道RRU装置提供本振信号，即通过功分器将主装置的射频本振信号分给从装置使用。两个多通道RRU装置之间通过同轴线缆连接，同轴线缆中传输的是射频本振信号。
[0004]上述使用同轴线缆在主从多通道RRU装置之间传输本振信号的方法存在很多不足。首先，由于传输的本振是射频信号，在连接器的选择、PCB板材的使用、布线的方式上都需要相应的按照射频方式来设计，技术难度高、成本也较高。其次，两个多通道RRU装置无法做到完全相同，必须是一个多通道RRU装置输出本振，另外一个多通道RRU装置输入本振，所以这两个多通道RRU装置需要当成两种产品来对待，在生产和产品维护上会增加管控难度。再次，这两个多通道RRU装置因为外形相似，但功能不同，在现场安装时容易产生错误，导致现场维护成本增加。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种新的并联多通道RRU装置，包括FPGA收发器、第一级锁相环、第二级锁相环、分配器和频综器，FPGA收发器用于提供第一级锁相环所需的参考信号，第一级锁相环用于提供第二级锁相环所需的参考信号，第二级锁相环和分配器用于提供频综器所需的参考信号，其特征在于:第二级锁相环还具有一个用于与其它并联多通道RRU装置的第二级锁相环传递参考信号的双向端口。
[0006]优选的，上述双向端口为双向时钟缓冲器。
[0007]本发明的并联多通道射频远端单元装置可以是任意通道数目，例如可以是4通道的RRU装置，也可以是6通道的RRU装置。
[0008]本发明还提出了一种用于上述并联多通道RRU装置的本振信号产生方法，该方法不需要通过互联射频信号就能够达到使并联的两个多通道RRU装置的本振信号同频、同相(或者固定相位)的目的。该方法包括以下步骤:
[0009]a,设定一个并联多通道射频远端单元为主装置，另一个并联多通道射频远端单元为从装置，主装置的双向端口配置为输出模式，从装置的双向端口配置为输入模式，主从两个装置的双向端口之间通过线缆连接；
[0010]b，主装置的第二级锁相环采用自身的第一级锁相环提供的参考信号并将该参考信号从双向端口输出给从装置，从装置的第二级锁相环直接采用双向端口输入的参考信号;
[0011]C，主从装置分别通过各自的第二级锁相环和分配器产生提供给各自的频综器的参考信号；
[0012]d，主从装置的频综器输出各自的本振信号。
[0013]优选的，步骤a中，可以通过软件控制双向端口的工作模式，当软件判断自身为主装置时则将双向端口切换为输出模式，为从装置时则切换为输入模式。
[0014]与现有技术相比，本发明的优点在于:1，廉价:不需要通过互联射频信号来达到共本振，仅通过低速时钟信号的互联就可以使两个多通道RRU装置的本振同频、同相(或者固定相位)；2，方便:对现有电路灵活应用，现有的硬件板卡以及接口完全不需要做改动；3，智能:在正常工作后，只要通过软件自动识别就可以区分主从，大大简化了产品管理和设备安装。
【附图说明】
[0015]图1是本发明实施例的4通道RRU装置的硬件结构框图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作详细的说明。
[0017]本实施例以两个4通道RRU装置并联组成RRU电路的情形为例，具体说明4通道RRU装置是如何生成本振信号的。本实施例的两个4通道RRU装置分别记为RRU A和RRUB，两个装置在硬件结构上完全相同，如图1所示。每个装置包括数字电路部分和频综器，其中数字电路部分包括FPGA收发器、第一级锁相环、第二级锁相环和分配器，第二级锁相环包括一个用于与其它装置的第二级锁相环传递参考信号的双向端口。
[0018]本实施例中4通道RRU装置的第二级锁相环的双向端口采用的是一个双向时钟缓冲器，RRU A和RRU B的双向时钟缓冲器之间通过线缆连接。初始化的时候，通过软件控制两个时钟缓冲器均为输入模式，当软件判断出自己是主装置时就将时钟缓冲器切换为输出模式，另外一个4通道RRU仍然保持输入模式。这样就可以做到两个4通道RRU装置在硬件上完全一样，仅通过软件来智能的控制参考信号的输入输出即可。
[0019]本实施例的两个4通道RRU装置产生本振信号的步骤如下:
[0020](I)RRU A上电启动后，通过解析光纤帧判断自己的主从身份，当A判断出自己是主装置时，通过软件配置自己从数字电路部分的第一级锁相环输出一个参考时钟。
[0021](2) RRU B上电启动后，通过解析光纤帧判断自己的主从身份，当B判断出自己是从装置时，通过软件配置自己的第一级锁相环不输出时钟，同时控制第二级锁相环从双向端口输入参考时钟。
[0022](4) RRU A和RRU B的数字电路部分的第二级锁相环同时输出一个时钟给频综器作为参考信号。
[0023](5) RRU A和RRU B的频综器依据参考信号输出本振信号。
[0024]在采用了上述实施例方法的基础上进行仿真实验，通过软件让两个4通道RRU装置同时从8个天线发送数据，并将数据通过合路器连接到频谱仪上采集数据，对采集到的数据进行分析，结果为两个RRU装置的本振信号的相对相位抖动小于I度。该仿真结果进一步验证了如下结论:两个4通道RRU装置在组成8通道RRU电路时只需要互联两个RRU装置的数字部分的第二级锁相环使用的参考信号，就可以保证两个频综器产生的本振信号为同频、同相(或者固定相位)。
[0025]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种并联多通道射频远端单元装置，包括FPGA收发器、第一级锁相环、第二级锁相环、分配器和频综器，FPGA收发器用于提供第一级锁相环所需的参考信号，第一级锁相环用于提供第二级锁相环所需的参考信号，第二级锁相环和分配器用于提供频综器所需的参考信号，其特征在于:第二级锁相环还具有一个用于与其它并联多通道射频远端单元装置的第二级锁相环传递参考信号的双向端口。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:所述双向端口为双向时钟缓冲器。
3.根据权利要求1或2所述装置，其特征在于:所述并联多通道射频远端单元装置的通道个数为4。
4.一种权利要求1所述装置的本振信号产生方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: a,设定一个并联多通道射频远端单元为主装置，另一个并联多通道射频远端单元为从装置，主装置的双向端口配置为输出模式，从装置的双向端口配置为输入模式，主从两个装置的双向端口之间通过线缆连接； b，主装置的第二级锁相环采用自身的第一级锁相环提供的参考信号并将该参考信号从双向端口输出给从装置，从装置的第二级锁相环直接采用双向端口输入的参考信号； C，主从装置分别通过各自的第二级锁相环和分配器产生提供给各自的频综器的参考信号; d，主从装置的频综器输出各自的本振信号。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于步骤a，通过软件控制双向端口的工作模式:当软件判断自身为主装置时则将双向端口切换为输出模式，为从装置时则切换为输入模式。
【专利摘要】本发明提出一种并联多通道射频远端单元装置，包括FPGA收发器、第一级锁相环、第二级锁相环、分配器和频综器，FPGA收发器用于提供第一级锁相环所需的参考信号，第一级锁相环用于提供第二级锁相环所需的参考信号，第二级锁相环和分配器用于提供频综器所需的参考信号，其特征在于：第二级锁相环还具有一个用于与其它并联多通道RRU装置的第二级锁相环传递参考信号的双向端口。本发明还提出了一种上述并联多通道射频远端单元装置的本振信号产生方法。
【IPC分类】H03L7-18
【公开号】CN104639162
【申请号】CN201310559655
【发明人】李鹏, 张宝功
【申请人】北京信威通信技术股份有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月12日