专利名称：一种基站设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种基站设备。
背景技术：
现有的移动通信系统按照双工方式的不同，可以分为FDD(FrequenCy Division Duplexing，频分双工)系统和TDD (Time Division Duplexing，时分双工)系统，其中，FDD 系统的接收通道和发射通道采用不同的频率，TDD系统的接收通道和发射通道采用相同的频率。由于双工方式的不同，FDD系统和TDD系统的收发信机设计存在较大的差异。典型的TDD系统基站的上下行频谱相同，如果发射机和接收机采用相同的中频频率，或者都为零中频结构，则发射机和接收机可使用相同的射频本振对收发信号进行上下变频，如图1 所示。如果TDD系统基站采用不同的中频频率时，还可以采用单本振切换的构架，如图2 所示，其中，DUC为数字上变频器，DDC为数字下变频器。典型的FDD系统基站的上下行频谱不同，且相互间隔，发射机和接收机不能使用相同本振发出的频率信号，一般采用两个不同频率的射频本振，如图3所示。TDD系统和FDD系统会出现邻频的情况，例如，FDD系统band 7的频段为2500 2570M(上行)和沈20 下行)，该FDD系统的上下行频段中间的TDD系统band38 的频段为2570 ^20M，上述两个系统的频段正好紧邻频。为了实现TDD系统和FDD系统的共存共址要求，在TDD系统和FDD系统的频段间需要预留一定的保护带，从而使得各自的前端滤波器(或双工器)能够利用保护带提供足够的带外抑制，上述情况下的频谱示意图如图4所示。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题典型的TDD系统收发信机和典型的FDD系统收发信机都无法同时支持TDD和FDD 两种双工方式，使得基站收发信机无法在不同双工方式的系统中灵活应用。并且，当TDD系统与FDD系统混合部署时，两系统间的保护带不能传送任何信息，浪费了频谱资源，如果保护带全部预留在TTD频段，将会缩减TDD基站前端滤波器的带宽，降低了 TDD系统的频谱利用率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基站设备，可以实现支持非对称TDD系统的本振方案的应用，并同时可以支持传统的TDD和FDD基站系统，为此，本发明采用如下技术方案一种基站设备，包括发射机和接收机，所述发射机中包括数字上行变频器、数模变换器、谐波滤波器和混频器，所述接收机包括数字下行变频器、模数变换器、抗混叠滤波器和混频器，所述发射机的混频器和所述接收机的混频器共用一个本振，所述数字下行变频器为固定中频，所述数字上行变频器为可变中频。
与现有技术相比，本发明实施例所提出的技术方案具有以下优点通过应用本发明实施例所提出的技术方案，不但可以实现对非对称TDD系统的支持，并且仅采用一路普通性能的本振电路即完成了对不同频点的上下行信号的变频，降低了非对称TDD基站的成本和复杂度，不仅如此，本发明实施例中所提出的本振方案对于传统对称型TDD系统(接收中频与发射中频相同时)和传统FDD系统(接收中频与发射中频相隔固定的上下行频差)均可适用。
图1为现有技术中的典型的TDD系统基站的结构示意图；图2为现有技术中的应用单本振切换方案的TDD系统基站的结构示意图；图3为现有技术中的典型的FDD系统基站的结构示意图；图4为现有技术中的TDD系统和FDD系统邻频时的频谱示意图；图5至图14分别为本发明实施例提供的各种上下行频段配置的示意图；图15为本发明实施例的基站设备结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。现有的TDD系统中，上行频段和下行频段是完全相同的。当TDD系统与FDD系统混合部署时，通常在TDD频段与FDD频段之间预留保护带，以避免不同系统之间的上下行干扰，其中，FDD上行频段与TDD频段之间的保护带为低端保护带，FDD下行频段与TDD频段之间的保护带为高端保护带。为提高通信系统的频谱利用率，本发明实施例提出一种上行频段与下行频段不对称的移动通信系统。所谓上行频段与下行频段对称，是指上行频段和下行频段的带宽相同， 且中心点重合。除了上行频段与下行频段对称以外的其他情况均为不对称，即，上行频段与下行频段的带宽不等，和/或上行频段的中心点与下行频段的中心点不重合。本发明实施例中的上行频段与下行频段不对称的移动通信系统包括offset TDD 系统，该offset TDD系统的上下行频段起止范围不完全相同，上下行频段有重叠。图5示出了本发明实施例提出的一种典型的offset TDD系统的上下行频段配置， 其中，TDD下行频段(图中的TDD DL)利用原高端保护带与FDD下行频段(图中的FDD DL) 相邻，由于两者之间不存在交叉时隙干扰，因而可以共存；TDD上行频段(图中的TDD UL) 利用原低端保护带与FDD上行频段(图中的FDD UL)相邻，由于两者之间也不存在交叉时隙干扰，因而可以共存。由于上述频段配置方式只需要在单侧预留保护带，提高了频谱利用率。offset TDD还包括其他几种类似的频谱分配方式，图6至图13分别示出了其他几种类似的频谱分配方式，其中如图6所示，上下行频段的带宽仍然相同，但是上行频段的中间频率与下行频段的中间频率不再对齐，而是具有偏移量a，上行频段的中心点与下行频段的中心点不重合。如图7所示，上下行频段带宽不等，表现为DL的高频部分(右侧)相对于UL具有偏移量c，UL的低频部分相对于DL具有偏移量b，b不等于c，且上行频段的中心点与下行频段的中心点不重合。如图8所示，上下行频段带宽不等，下行频段扩展(也可看作上行频段收缩)，且上行频段的中心点与下行频段的中心点重合。如图9所示，上下行频段带宽不等，上行频段扩展(也可看作下行频段收缩)，且上行频段的中心点与下行频段的中心点不重合。如图10所示，上下行频段带宽不等，下行频段扩展，下行频段所占用的频率中有1 个间断点。如图11所示，上下行频段带宽相等，上行频段扩展，上行频段所占用的频率中有1 个间断点。如图12所示，上下行频段带宽不等，下行频段所占用的频率中有2个间断点。如图13所示，上下行频段带宽不等，上下行频段所占用的频率中各有1个间断点， 且间断点完全重合。当然，在本发明其他的实施方式中，上下行频段所占用的频率中的间断点也可以不完全重合。本发明实施例中的上行频段与下行频段不对称的移动通信系统中，上下行频段所占用的频率还可以没有重叠部分，即上行频段和下行频段不重合，如图14所示。该上下行频段配置方式可应用于TDD系统，也可以应用于FDD系统。当应用于TDD系统时，采用典型的TDD系统的时隙配置方式，上下行传输需满足时间同步，且上下行频段的宽度不要求相等；当应用于FDD系统时，上下行频段宽度必须相等。针对本发明实施例中的移动通信系统的上行频段与下行频段不对称的情况，无论是如图1所示的典型的TDD系统收发信机结构，还是如图3所示的典型的FDD系统收发信机结构，都无法同时支持TDD和FDD两种双工方式，而且，如图2所示的应用单本振切换方案的TDD系统基站结构对本振性能要求过高，加大了设计应用难度，提高了设备成本。为此，本发明实施例提供了一种满足非对称TDD系统不同的上下行频点并尽量减少基站成本和复杂度的单本振实现非对称TDD系统的技术方案。如图15所示，本发明实施例提供的基站设备可包括发射机1和接收机2。发射机 1中包括数字上行变频器(DUC) 11、谐波滤波器12和混频器13 ；接收机2包括数字下行变频器(DDC) 21、抗混叠滤波器22和混频器23 ；发射机1的混频器13和接收机2的混频器 23共用一个本振3，发射机1和接收机2均采用数字中频方案，其中，接收机2采用固定中频频率，发射机1采用可变中频频率。其中，发射机1的可变中频频率与接收机2的固定中频频率之差等于系统当前所配置的下行频率和上行频率之差。结合具体的应用场景，对上述技术方案说明如下假设在某一 TDD频段内，系统带宽为BWs (如50M)，信道最小带宽为BWc (如5M)。 某运营商设置非对称TDD系统的上行中心频点为fu，下行中心频点为fd = fu+Af，其中 abs ( Δ f) <BWs，且Δ f可正、可负、可变，但对于以给定系统和频段，Af的符号确定。在具体的实现过程中，可以通过以下设定实现发射机1采用可变中频频率的设定，DAC输出中频信号和谐波滤波器满足以下条件(1)设置发射机1中的数字上行变频器的数字控制振荡器(Numerical Controlled Oscillator，NC0)，使发射机1中向谐波滤波器12输出的中频信号的中心频点与接收机2的固定中频频率之差等于系统当前所配置的下行频率和上行频率之差，即使得 DAC(数模变换器)输出中频信号的中心频点ftm = frm+ Δ f。(2)设置发射机1的谐波滤波器12的通带带宽大于或等于系统带宽，且设置发射机1所发射的中频信号都位于通带的范围内。具体而言，需要设定谐波滤波器12通带带宽> Bffs,且确保Δ f取规定范围内的任意值时发射中频信号都在通带以内，同时对DAC输出谐波有足够的抑制；为了满足此条， DAC输出中频频率和采样频率需注意选取。另一方面，接收机2采用固定中频频率，具体通过以下方式实现为了保证接收机2的抗干扰性能，接收机2中的抗混叠滤波器22采用固定中心频点的中频滤波器，设其中心频点为frm。需要说明的是，本振3所输出的本振频率为系统当前所配置的下行频率与接收机 2所采用的固定中频频率之差，即本振频率为flo = fu-frm。进一步的，系统当前所配置的下行频率与上行频率之差的数值大小小于系统带宽的大小。通过上述设定可以看出，发射机1所发射的中频信号和本振信号混频后，其射频发射频率为fd = ftm+flo = frm+ Δ f+fu-frm = fu+ Δ f,与运营商设置值相同，因此，上述的技术方案实现了单本振支持非对称TDD系统的功能。在实际应用中，上述的基站设备应用于上行频段与下行频段不对称的通信系统， 并且还可支持典型的TDD系统和FDD系统，即可灵活支持不同的双工系统。相对于传统的技术方案而言，本发明实施例对基站的改造复杂度较小，改造难度较低。当然，实施本发明的实施例的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。根据上述的处理过程，进一步结合具体的应用场景，对本发明实施例所提出的技术方案进行进一步说明如下假设在band38 (2570 内，系统带宽为50M，信道带宽为10M，非对称TDD 系统的上行中心频点为2575M，下行中心频点为^15M，相差40M。为了保证较好的接收性能，假设接收机数字中频频率选择150M，则本振频率(采用低本振)flo = fu-frm = 2575-150 = 2425M0通过调整DUC中的NCO使发射机数字中频频率 ftm = frm+Δ f = 150+40 = 190M，则发射射频信号中心频点 fd = ftm+flo = 190+2425 =^15M，与期望值相同。需要进一步指出的是，如果DAC采样速率大于400M或更大，则发射中频信号位于第一奈奎斯特区，发射谐波滤波器可为低通滤波器，通带截止频率为195M ；也可为带通滤波器，通带范围为145 195M，但目前来看如此高速的DAC实现较难。如果DAC采样速率为 135 140M，则发射中频信号位于第三奈奎斯特区，发射谐波滤波器为带通滤波器，通带范围为145 195M。
本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。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本发明的保护范围。
权利要求
1.一种基站设备，包括发射机和接收机，所述发射机中包括数字上行变频器、数模变换器、谐波滤波器和混频器，所述接收机包括数字下行变频器、模数变换器、抗混叠滤波器和混频器，其特征在于，所述发射机的混频器和所述接收机的混频器共用一个本振，所述数字下行变频器为固定中频，所述数字上行变频器为可变中频。
2.如权利要求1所述的基站设备，其特征在于，所述抗混叠滤波器为固定中心频点的中频滤波器。
3.如权利要求2所述的基站设备，其特征在于，所述本振的振荡频率为f Io = fu-frm其中，flo为所述本振的振荡频率，fu为系统上行中心频点，frm为所述抗混叠滤波器的中心频点。
4.如权利要求2所述的基站设备，其特征在于，所述数字上行变频器经数模变换器变换后的中频信号的中心频点为ftm = frm+ Δ f其中，ftm为所述数字上行变频器经数模变换器变换后的中频信号的中心频点，frm为所述抗混叠滤波器的中心频点，Δf为系统的下行频率和上行频率之差。
5.如权利要求4所述的基站设备，其特征在于，所述谐波滤波器的通带带宽不小于系统带宽；所述数模变换器输出的中频频率和采样频率的设置保证系统的下行频率和上行频率之差取规定范围内的任意值时，所述数模变换器输出的发射中频信号都在所述谐波滤波器的通带内，且对所述数模变换器的抑制符合规定要求。
6.如权利要求1至5任一项所述的基站设备，其特征在于，所述基站设备应用于上行频段与下行频段不对称的通信系统。
7.如权利要求6所述的基站设备，其特征在于，所述上行频段与下行频段不对称的通信系统的上行频段与下行频段的带宽不等，和/或上行频段的中心点与下行频段的中心点不重合。
8.如权利要求6所述的基站设备，其特征在于，所述上行频段与下行频段不对称的通信系统的上行频段和/或下行频段具有至少一个间断点。
9.如权利要求6所述的基站设备，其特征在于，上行频段与下行频段不对称的通信系统的上行频段和下行频段各具有一个间断点，且间断点重合。
10.如权利要求6所述的基站设备，其特征在于，所述上行频段与下行频段不对称的通信系统的上行频段和下行频段不重合。
全文摘要
本发明实施例公开了一种基站设备，包括发射机和接收机，所述发射机中包括数字上行变频器、数模变换器、谐波滤波器和混频器，所述接收机包括数字下行变频器、模数变换器、抗混叠滤波器和混频器，所述发射机的混频器和所述接收机的混频器共用一个本振，所述数字下行变频器为固定中频，所述数字上行变频器为可变中频通过应用本发明实施例所提出的技术方案，不但可以实现对非对称TDD系统的支持，并且仅采用一路普通性能的本振电路即完成了对不同频点的上下行信号的变频，降低了非对称TDD基站的成本和复杂度，而且本技术方案中所提出的本振方案对于传统对称型TDD系统和传统FDD系统均可适用。
文档编号H04W16/14GK102457858SQ20101051961
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者张大伟, 徐瑨, 曹汐, 王东, 王大鹏, 程广辉 申请人:中国移动通信集团公司