专利名称：一种支持多入多出的射频接收装置和方法
技术领域：
本发明涉及移动通讯的射频接收技术领域，尤其是指一种支持多入多出的 射频接收装置和方法。
背景技术：
随着移动通讯技术的不断发展，LTE (Long Term Evolution)作为移动无 线技术的演进路径之一，正在被越来越多的运营商所关注。如英国沃达丰、 日本NTT D0C0M0、美国AT&T和Verizon、中国移动等世界最主要电信运营 商已经决定采用LTE技术，因此LTE技术对于未来移动通信的发展越来越重 要。而多入多出(Multiple-Input Multiple-Out-put， MIMO)传输作为LTE的无线 网络演进的标准之一，引起了大家广泛的关注和研究。
MIMO传输是通过给用户发送并行序列来增加数据率，现有传统的MIMO 系统在发射端和接收端均使用多幅天线，能在不增加带宽的情况下，成倍地提 高通信系统的容量和频谱利用率，信道容量随着天线数量的增大而线性增大， 因而在不增加带宽和天线发送功率的情况下，可以成倍地提高频谱利用率。此 外，该MIMO技术不仅可以提高信道容量，同时也提高了信道的可靠性并减 少了误码率。
如图1所示，现有技术的MIMO接收机结构通常采用两组或多组相互独
立的天线l进行接收，采用两路或多路接收通道进行射频接收和处理，如图1
每^l妄收通道具有一独立接收芯片100,每一接收芯片100包括一低噪声放大
器2和一混频器3，且每一接收通道各具有一滤波器4和一A/D转换器5，经
过各接收通道的信号经射频接收和处理后输入至基带6 (Baseband)进行下一
步地处理。然而对于上述结构的MIMO接收机而言，具有如下的局限性和缺 点
1.由于MIMO接收机采用N个独立的接收芯片作为N路接收的通道，因此使接收机体积较大；
2. 由于芯片的成本和它的核的个数密切相关，N个独立的芯片使接收机 的制造成本增加，同时多路接收通道中多个AD转换器的采用必然也会增加接 收机的成本；
3. 此外由于各个射频通道的传输差异性会导致MIMO信号的不同失真， 这样会导致信号恶化。
因此，上述的局限性和缺点势必会影响和制约MIMO技术的发展。
发明内容
本发明技术方案的目的在于提供一种支持多入多出的射频接收装置和方 法，所述装置和方法通过结构改进，能够有效减小装置尺寸，节省制造成本，
同时避免由于不同射频通道的传输差异性导致的信号失真的问题。
为实现上述发明目的，本发明一方面提供一种支持多入多出的射频接收装
置，所述射频接收装置包括射频接收芯片，所述射频接收芯片包括至少两个 信号处理模块，所述信号处理模块用于接收一路对应的接收信号并进行下变 频，获得变频后信号；数字基带芯片，所述数字基带芯片包括A/D转换模块、 基带和至少两个滤波处理模块；所述滤波处理模块用于接收一路对应的所述 变频后信号并进行滤波处理，获得滤波后信号；所述A/D转换^^莫块用于对 由各路所述滤波后信号合并成一路所获得的合并信号进行A/D转换；所述基 带用于在数字域将经过所述A/D转换模块进行A/D转换后的信号进行分离， 获得分离信号。
优选地，上述的射频接收装置，每个所述信号处理模块包括一低噪声放大 器和一混频器，所述低噪声放大器用于放大所述接收信号，所述混频器用于对 所述接收信号进行下变频，获得所述变频后信号，各所述变频后信号位于不同 频带，且各不同频带依次相邻。
优选地，上述的射频接收装置，每个所述信号处理模块都对应连接一个接 收天线，所述接收天线用于为对应的所述信号处理模块接收所述接收信号。
优选地，上述的射频接收装置，所述滤波处理模块包括一滤波器，所述 A/D转换模块包括一 A/D转换器，每一所述滤波器的输入端对应连接一所述
5信号处理模块的输出端，且每一所述滤波器的输出端均连接至所述A/D转换 器的输入端。
优选地，上述所述的射频接收装置，所述基带还用于将所述分离信号进 行解码、数字处理和解调，并将基带码解译为音频信号。
本发明另一方面还提供一种支持多入多出的射频接收方法，所述射频接收 方法包括设置于一射频接收芯片的至少两个信号处理模块分别对应接收一路 接收信号，将所述接收信号进行下变频，获得变频后信号；通过设置于一数 字基带芯片的至少两个滤波处理模块分别接收一路对应的所述变频后信号并
进行滤波处理，获得滤波后信号；各路所述滤波后信号合并为一路，获得合并 信号，通过所述数字基带芯片上设置的A/D转换模块对所述合并信号进行A/D 转换；通过所述数字基带芯片上设置的一基带在数字域将经过所述A/D转换 模块进行A/D转换后的信号进行分离，获得分离信号。
优选地，上述的射频接收方法，所述至少两个信号处理模块分别通过一接 收天线对应接收一路所述接收信号。
优选地，上述的射频接收方法，获得所述分离信号的步骤之后，还包括 通过所述基带将所述分离信号进行解码、数字处理和解调，并将基带码解^^为 音频信号。
上述技术方案中的至少一个具有以下有益效果所述射频接收装置和方 法，通过将传统支持MIMO传输的独立的多个接收芯片用 一个接收芯片来实 现，以及采用将下变频后的各路信号合并为一路信号，通过一个A/D转换器 对该路信号进行A/D转换及进行下 一 步数字处理的方式，最终达到降低MIMO 射频装置的制造成本，以及缩小装置体积的目的；同时由于下变频后的各路信 号合并为一路信号进行A/D转换处理，也避免了由于不同射频通道的传输差 异性导致的信号失真的问题。
图1为现有技术MIMO接收机装置的结构示意图2为本发明第一实施例所述射频接收装置的结构示意图3为所述射频接收装置所接收射频信号的频谱图；图4为两路射频信号经下变频后的频i普图5为本发明第二实施例所述射频接收装置的结构示意图6为本发明具体实施例所述射频接收方法的流程图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实 施例对本发明进行详细描述。
图2为本发明第一实施例所述MIMO射频接收装置的结构示意图，参阅 图2，本发明第一实施例所述MIMO射频接收装置包括一射频接收芯片10和
一数字基带芯片20，其中
该射频接收芯片10，包括至少两个信号处理模块，本实施例以两个信号 处理模块ll、 12为例进行说明，该信号处理模块ll、 12分别对应接收并处理 一路接收信号，将所述接收信号进行变频处理，获得变频后信号；
该数字基带芯片20,包括至少两个滤波处理模块和一A/D转换模块23， 每一滤波处理模块的输入端分别对应连接至一信号处理模块的输出端，本实施 例以包括两个滤波处理模块21、 22为例进行说明，其中滤波处理模块21与信 号处理模块11连接，滤波处理模块22与信号处理模块12连接，滤波处理模 块21、 22用于接收一路对应的变频后信号并进行滤波处理，获得滤波后信号； 之后经滤波处理模块21、 12滤波处理获得的各路滤波后信号合并为一路信号， 该合并后的信号通过A/D转换模块23进行A/D转换。
此外，该数字基带芯片20还包括一基带24，其中A/D转换模块23的输 出端与基带24的输入端连接，在该基带24将经过A/D转换的数字信号作进 一步的数字处理，在数字域将经过A/D转换的信号进行分离，并将分离后的 信号进行解码、数字处理和解调，将基带码解译为音频信号。
本发明第一实施例中，所述MIMO射频接收装置还包括天线30、 31,每 一信号处理模块11、 12分别连接至一接收天线30或31，通过接收天线获取 接收信号。
本发明第一实施例所述MIMO射频接收装置中，通过射频接收芯片10上 设置的各信号处理模块11、 12分别接收同频或不同频的两路信号，各信号处
7理模块ll、 12可通过混频器接收本振频率，分别对所接收的信号进行变频处 理，通过不同的混频器分别将两路信号下变频到不同的频段；之后经各信号处 理模块ll、 12变频处理的各路信号，分别输入至数字基带芯片20中，通过该 数字基带芯片20的不同滤波处理模块对信号分别滤波，然后将两路信号合并 为一路信号进行A/D转换，利用两路信号合并后频域不重叠的特性，将两路 信号在数字域进行下一步处理。
如图3所示为天线所接收射频信号的频谱图，图4所示为两路信号经下变 频后的频谱图。参阅图3和图4，经过上述的射频接收装置，天线30、 31所 接收两路射频信号经过信号处理;漠块11、 12下变频后变成频域上频谱相邻的 两路信号，该频i普相邻两路信号，合并后通过A/D转换模块23后，在数字域 进行下一步处理。
如图5为本发明第二实施例所述MIMO射频接收装置的结构示意图。具 体地，在该第二实施例中，所述MIMO射频接收装置包括射频接收芯片40和 一数字基带芯片50。
其中，在该射频接收芯片40中包括两信号处理模块，其中第一信号处理 模块包括低噪声放大器410 (LNA, LowNoiseAmplifier)和混频器411，第二 信号处理模块包括低噪声放大器420和混频器421，低噪声放大器410、 420 用于放大接收信号的噪声，混频器411、 421用于对接收信号进行下变频。此 外各信号处理模块的低噪声放大器分别与一天线连接，通过天线60或61来接 收信号。
通过上述结构，射频接收芯片40的各信号处理模块分别通过低噪声放大 器和混频器实现所接收信号的变频处理，其中混频器通过接收本振频率fl或 f2,利用本振频率对所述接收信号进行下变频。
数字基带芯片50，包括两个滤波器51、 52、 一 A/D转换器53和一基带 54,其中滤波器51的输入端与混频器411的输出端连接，滤波器52的输入端 与混频器421的输出端连接，且滤波器51、 52的输出端均连接至A/D转换器 53的输入端，A/D转换器53的输出端又与基带54连接。这样，经过射频接 收芯片40的信号处理模块进行变频后的信号分别输入滤波器51、 52中，通过 滤波器51、 52将变频后的各路接收信号分别进行滤波处理，之后经滤波器51、
852滤波处理的各路信号合并为一路信号，该合并后的信号通过A/D转换器53 进行A/D转换，在数字域进行下一步处理。
本发明领域的技术人员可以理解，MIMO射频接收才几所接收信号并不限于 仅有两路，基于此，本发明具体实施例所述MIMO射频接收装置中，射频接 收芯片10或40中所设置信号处理模块并不限于仅有两路，相应数字基带芯片 20或50中所设置滤波处理模块的数量也不限于两个通路，具体可根据实际接 收信号设定。
综合以上，本发明具体实施例所述的MIMO射频接收装置，将传统支持 MIMO应用所需要分立的多个射频接收芯片由一个接收芯片来实现，将传统支 持MIMO应用所需要的多个A/D转换器改为只需要一个A/D转换器来实现， 对于接收相同频率的信号，在同一接收芯片上采用多路混频器进行下变频，同 时釆用多个不同的本振频率分别供给多个相应的混频器，使得下变频后的多路 信号落在不同的频带内，且各不同频带依次相邻，之后多路信号合并成一路信 号进行ADC及下一步数字处理。
因此本发明具体实施例所述的MIMO射频接收装置，在支持MIMO的基 础上，不但能够有效减小接收机尺寸，减少ADC的个数，节省射频接收机成 本，而且可以规避由于不同射频接收机的传输差异性导致的信号失真。
本发明具体实施例另一方面还提供一种支持多入多出的射频接收方法，该 射频接收方法从步骤S601开始，还包括步骤
S602，通过各天线接收信号；
S603,设置于一射频接收芯片的至少两个信号处理模块分别对应接收一路 接收信号，将所述接收信号进行变频，获得变频后信号，其中各信号处理模块 分别与一天线连接；此外，该信号处理模块在将所述接收信号进行变频的步骤 之前，还包括接收本振频率，利用所述本振频率对所述接收信号进行下变频；
S604，通过设置于一数字基带芯片的至少两个滤波处理模块分别接收一路 对应的所述变频后信号并进行滤波处理，获得滤波后信号；
S605,各路所述滤波后信号合并为一路获得合并信号，通过所述数字基带 芯片上设置的A/D转换模块对所述合并信号进行A/D转换；
S606，通过一基带在数字域将经过A/D转换的信号进行分离，并将分离后的信号进行解码、数字处理和解调，将基带码解译为音频信号； S607,结束。
具体地，各信号处理模块通过一低噪声放大器和一混频器实现；此外，滤 波处理模块包括一滤波器，A/D转换模块包括一 A/D转换器，每一滤波器的 输入端分别对应与一混频器的输出端连接，且每一滤波器的输出端均分别连接 至A/D转换器。
这样，通过一射频接收芯片上设置的不同信号处理模块分别接收同频或不 同频信号，采用不同的接收本振，分别对所接收的信号进行处理，通过不同的 混频器分别将两路信号下变频到不同的频段；之后通过数字基带芯片的不同滤 波处理模块对信号分别滤波，然后将两路信号合并为一路信号进行A/D转换, 利用两路信号合并后频域不重叠的特性，将两路信号在数字域进行下一步处 理。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种支持多入多出的射频接收装置，其特征在于，所述射频接收装置包括射频接收芯片，所述射频接收芯片包括至少两个信号处理模块，所述信号处理模块用于接收一路对应的接收信号并进行下变频，获得变频后信号；数字基带芯片，所述数字基带芯片包括A/D转换模块、基带和至少两个滤波处理模块；所述滤波处理模块用于接收一路对应的所述变频后信号并进行滤波处理，获得滤波后信号；所述A/D转换模块用于对由各路所述滤波后信号合并成一路所获得的合并信号进行A/D转换；所述基带用于在数字域将经过所述A/D转换模块进行A/D转换后的信号进行分离，获得分离信号。
2. 如权利要求1所述的射频接收装置，其特征在于，每个所述信号处理 模块包括一低噪声放大器和一混频器，所述低噪声放大器用于放大所述接收信 号，所述混频器用于对所述接收信号进行下变频，获得所述变频后信号，各所 述变频后信号位于不同频带，且各不同频带依次相邻。
3. 如权利要求1所述的射频接收装置，其特征在于，每个所述信号处理 模块都对应连接一个接收天线，所述接收天线用于为对应的所述信号处理冲莫块 接收所述接收信号。
4. 如权利要求1所述的射频接收装置，其特征在于，所述滤波处理才莫块 包括一滤波器，所述A/D转换模块包括一 A/D转换器，每一所述滤波器的输 入端对应连接一所述信号处理模块的输出端，且每一所述滤波器的输出端均连 接至所述A/D转换器的输入端。
5. 如权利要求1所述的射频接收装置，其特征在于，所述基带还用于 将所述分离信号进行解码、数字处理和解调，并将基带码解译为音频信号。
6. —种支持多入多出的射频接收方法，其特征在于，所述射频接收方法 包括设置于一射频接收芯片的至少两个信号处理模块分别对应接收一路接收 信号，将所述接收信号进行下变频，获得变频后信号；通过设置于一数字基带芯片的至少两个滤波处理模块分别接收一路对应的所述变频后信号并进^f亍滤波处理，获得滤波后信号；各路所述滤波后信号合并为一路，获得合并信号，通过所述数字基带芯片 上设置的A/D转换模块对所述合并信号进行A/D转换；通过所述数字基带芯片上设置的一基带在数字域将经过所述A/D转换模 块进行A/D转换后的信号进行分离，获得分离信号。
7. 如权利要求6所述的射频接收方法，其特征在于，所述至少两个信号 处理模块分别通过一接收天线对应接收一路所述接收信号。
8. 如权利要求6所述的射频接收方法，其特征在于，获得所述分离信号 的步骤之后，还包括通过所述基带将所述分离信号进行解码、数字处理和解调，并将基带码解 译为音频信号。
全文摘要
本发明公开了一种支持多入多出的射频接收装置，包括射频接收芯片，所述射频接收芯片包括至少两个信号处理模块，所述信号处理模块用于接收一路对应的接收信号并进行下变频，获得变频后信号；数字基带芯片，所述数字基带芯片包括A/D转换模块、基带和至少两个滤波处理模块；所述滤波处理模块用于接收一路对应的所述变频后信号并进行滤波处理，获得滤波后信号；所述A/D转换模块用于对由各路所述滤波后信号合并成一路所获得的合并信号进行A/D转换；所述基带用于在数字域将经过所述A/D转换模块进行A/D转换后的信号进行分离，获得分离信号。此外，本发明还公开了一种射频接收方法，该装置和方法通过结构改进，能够有效减小装置尺寸，节省制造成本。
文档编号H04B1/16GK101510788SQ20091008104
公开日2009年8月19日 申请日期2009年3月31日 优先权日2009年3月31日
发明者张世芳, 李济水 申请人:北京天碁科技有限公司