专利名称：射频拉远单元及射频拉远方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术，尤其涉及射频拉远单元(RRU，Remote Radio Unit)及射频拉远方法。
背景技术：
目前，在 TD-SCDMA 系统和时分长期演进(TD-LTE，Time Division-Long Term Evolution)系统等中，常用RRU与基带处理单元(BBU，Base Band Unit)组成分布式基站架构。图1为现有的RRU结构示意图。RRU可根据需要放置在任意地方，以一个基站为中心， 通过布设多个RRU，形成一个基带池和多个射频拉远单元构成的单个基站的子蜂窝网，能有效解决覆盖和容量问题。
参见图1，现有的RRU中至少包括上行混频器1105、下行正交调制器1111、功分器1115、开关器1116、本振发生器1117和本振发生器1118 ； 上行混频器1105，用于接收上行模拟射频信号，根据功分器1115提供的本振频率对上行模拟射频信号进行下变频，得到上行中频模拟信号并发送给上行中频带通滤波器； 下行正交调制器1111，用于接收下行模拟中频信号，根据功分器1115提供的本振频率对下行模拟中频信号进行上变频，得到下行模拟射频信号并发送给下行可调增益放大器； 开关器1116，用于根据RRU当前应用的频段，将功分器1115连接到相应的本振发生器； 功分器1115，用于将来自本振发生器的本振频率提供给上行混频器1105和下行正交调制器1111。
该RRU适用于两个频段，每个频段有自己的本振频率，本振频率用于上行混频器 1105对接收的上行模拟射频信号进行下变频，以及用于下行正交调制器1111对接收的下行模拟中频信号进行上变频。RRU适用的频段例如为如下频段中的两个频段F频段 1880MHz-1920MHz、A 频段2010MHz_2025MHz、E 频段:2300MHz-2400MHz 等。
假设，将RRU适用的两个频段表示为频段A和频段B，频段A对应本振发生器1116 提供的本振频率，频段B对应本振发生器1117提供的本振频率；若RRU当前应用的是频段 A，则将开关置于与本振发生器1116连接，若RRU当前应用的是频段段B，则将开关置于与本振发生器1117连接。本振发生器能够提供的本振频率有一定的范围，实际运用时，从该范围中随机选择一个频率经开关1116和功分器1115提供给上行混频器1105和下行正交调制器1111。
上行混频器1105和下行正交调制器1111进行频率变换的方式有两种，一种是低本振变换方式，一种是高本振变换方式，这两种方式通过下面的公式表示 低本振方式L0+IF= RF ； 高本振方式LO-IF= RF。
其中，RF表示射频信号频率，IF表示中频信号频率，LO表示本振频率；这两种方
4式的频谱示意图见图2(a)和2(b)。假设RRU采用低本振方式进行频率变换，则上行混频器1105接收上行模拟射频信号，采用低本振方式对上行模拟射频信号进行下变频，得到上行中频模拟信号，该上行中频模拟信号的频率为用上行模拟射频信号的频率减去功分器 1115提供的本振频率得到的频率；下行正交调制器接收下行模拟中频信号，采用低本振方式对下行模拟中频信号进行上变频，得到下行模拟射频信号，该下行模拟射频信号的频率为用下行模拟中频信号的频率加上功分器1115提供的本振频率得到的频率。
图1所示的RRU还包括多频段射频带通滤波器1101、环形器1102、上行低噪声放大器(LNA，Low Noise Amplifier) 1103、上行射频带通滤波器1104、上行中频带通滤波器 1106、上行可调增益放大器 1107、模数转换器(ADC, Analog to Digital Converter) 1108、 数模转换器(DAC，Digital to AnalogConverter) 1109、下行中频带通滤波器1110、下行可调增益放大器1112、下行射频带通滤波器1113和下行PA1114。
其中，多频段射频带通滤波器1101接收来自天线的上行模拟射频信号，进行滤波后传送给环行器1102，并且，接收来自环行器1102的下行模拟射频信号并传送给天线。
环行器1102接收来自多频段射频带通滤波器1101的上行模拟射频信号并传送给上行LNA 1103，并且，接收来自下行PA 1114的放大的下行模拟射频信号并传送给多频段射频带通滤波器1101。
上行LNA 1103接收来自环行器1102的上行模拟射频信号，进行放大后传送给上行射频带通滤波器1104。
上行射频带通滤波器1104接收来自上行LNA 1103的放大的上行模拟射频信号， 进行滤波后传送给上行混频器1105。
上行混频器1105，用于接收上行模拟射频信号，根据功分器1115提供的本振频率对上行模拟射频信号进行下变频，得到上行中频模拟信号并发送给上行中频带通滤波器 1106。
上行中频带通滤波器1106接收来自上行混频器1105的上行中频模拟信号，进行滤波后传送给上行可调增益放大器1107。
上行可调增益放大器1107接收来自上行中频带通滤波器1106的滤波后的上行中频模拟信号，进行增益调节后发送给ADC 1108。
ADC 1108接收来自上行可调增益放大器1107的上行模拟中频信号，进行模数转换后得到上行数字中频信号并发送给基带处理单元。
DAC1109接收来自基带处理单元的下行数字中频信号，进行数模转换后得到下行模拟中频信号并发送给下行中频带通滤波器1110。
下行中频带通滤波器1110接收来自DAC 1109的下行模拟中频信号，进行滤波后传送给下行正交调制器1111。
下行正交调制器1111，用于接收下行模拟中频信号，根据功分器1115提供的本振频率对下行模拟中频信号进行上变频，得到下行模拟射频信号并发送给下行可调增益放大器 1112。
下行可调增益放大器1112接收来自下行正交调制器1111的下行模拟射频信号， 进行增益调节后发送给下行射频带通滤波器1113。
下行射频带通滤波器1113接收来自下行可调增益放大器1112的增益调节后的下行模拟射频信号，进行滤波后传送给下行PA1114。
下行PAl 114接收来自下行射频带通滤波器1113的滤波后的下行模拟射频信号， 进行放大后传送给环行器1102。
现有方案在RRU中设置两个本振发生器，并结合开关器和功分器，为RRU适用的两个频段分别提供本振频率，其实现成本高。
发明内容
本发明提供了一种RRU，该RRU能够实现本振发生器的复用，降低RRU的成本。
本发明提供了一种射频拉远方法，该方法能够实现本振发生器的复用，降低RRU 的成本。
一种RRU，该RRU包括上行混频器、下行正交调制器，以及分别与所述上行混频器和所述下行正交调制器连接的一个本振发生器； 所述上行混频器，用于接收上行模拟射频信号，根据本振发生器提供的本振频率对上行模拟射频信号进行下变频，得到上行中频模拟信号并发送给上行中频带通滤波器； 所述下行正交调制器，用于接收下行模拟中频信号，根据本振发生器提供的本振频率对下行模拟中频信号进行上变频，得到下行模拟射频信号并发送给下行可调增益放大器； 所述本振发生器，用于为上行混频器和下行正交调制器提供两个频段的本振频率；所述本振发生器的确定为对低频段采用高本振方式、对高频段采用低本振方式，分别计算出两个频段的本振频率范围，判断两个频段的本振范围是否相同或近似，如果是，则选择包含所述两个频段的本振频率范围的本振发生器作为所述射频拉远单元的本振发生器。
一种射频拉远方法，该方法对低频段采用高本振方式、对高频段采用低本振方式， 分别计算出射频拉远单元适用的两个频段的本振频率范围，判断两个频段的本振范围是否相同或近似，如果是，则选择包含所述两个频段的本振频率范围的本振发生器作为所述射频拉远单元的本振发生器；该方法包括 上行混频器接收上行模拟射频信号，根据本振发生器提供的本振频率信号对上行模拟射频信号进行下变频，得到上行中频模拟信号并发送给上行中频带通滤波器； 下行正交调制器接收下行模拟中频信号，根据本振发生器提供的本振频率对下行模拟中频信号进行上变频，得到下行模拟射频信号并发送给下行可调增益放大器。
从上述方案可以看出，本发明用一个本振发生器替换了现有技术RRU中的功分器、开关器和两个本振发生器，实现了本振发生器的复用，降低了 RRU的成本。
图1为现有RRU的结构示意图； 图2a为RRU中高本振变换的频谱示意图； 图2b为RRU中低本振变换的频谱示意图； 图3为本发明RRU的结构示意图。
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明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。
本发明用一个本振发生器替换了现有技术RRU中的功分器、开关器和两个本振发生器，实现了本振发生器的复用，从而，降低RRU的成本。参见图3，为本发明RRU的结构示意图，该RRU至少包括上行混频器2105、下行正交调制器2111和以及分别与上行混频器 2105和下行正交调制器2111连接的一个本振发生器2115 ； 上行混频器2105，用于接收上行模拟射频信号，根据本振发生器2115提供的本振频率对上行模拟射频信号进行下变频，得到上行中频模拟信号并发送给上行中频带通滤波器； 下行正交调制器2111，用于接收下行模拟中频信号，根据本振发生器2115提供的本振频率对下行模拟中频信号进行上变频，得到下行模拟射频信号并发送给下行可调增益放大器； 本振发生器2115，用于为上行混频器2105和下行正交调制器2111提供两个频段的本振频率；本振发生器2115的确定为对低频段采用高本振方式、对高频段采用低本振方式，分别计算出两个频段的本振频率范围，判断两个频段的本振范围是否相同或近似，如果是，则选择包含所述两个频段的本振频率范围的本振发生器作为所述射频拉远单元的本振发生器2115。
本发明用一个本振发生器为两个频段提供本振频率，在选择本振发生器2115时 为了使低频段的本振频率范围和高频段的本振频率范围尽量靠近，对低频段采用高本振方式、对高频段采用低本振方式，分别计算出两个频段的本振频率范围；然后判断两个频段的本振范围是否相同或近似，如果是，则选择包含所述两个频段的本振频率范围的本振发生器作为所述射频拉远单元的本振发生器2115。
判断两个频段的本振范围是否相同或近似，可具体为用两个频段的本振范围中的最高本振频率减去最低本振频率，得到相减值，如果相减值小于设定值，则两个频段的本振范围相同或近似，否则，两个频段的本振范围不相同或近似。
低本振方式和高本振方式可采用下述公式表示 低本振方式L0+IF= RF ； 高本振方式LO-IF= RF。
其中，RF表示射频信号频率，IF表示中频信号频率，LO表示本振频率；这两种方式的频谱示意图见图2(a)和2(b)。
用于判断两个频段的本振范围是否相同或近似的设定值，可根据实际情况设置， 一般地，本振发生器能够提供的本振范围中的最高频率与最低频率之差小于200MHZ，因此， 可将该设定值取为200MHZ。
例如，对于TD-SCDMA 的 A 频段:2010MHz-2025MHz 和 E 频段:2300MHz-2400MHz, 这两个频段对应的中频信号频率IF相同，为138. 24MHz ；对A频段采用高本振方式， 计算得到其本振频率范围2148. 24MHZ-2163. 24MHz，对E频段采用低本振方式，计算得到其本振频率范围2161. 76MHZ-2261. 76MHz ；这两个频段对本振频率的需求范围为 2148. 24MHZ-2261. 76MHz，最高频率与最低频率之差仅为113. 52MHz，小于200MHz，现有的本振发生器能够满足此需求。
图3所示的RRU还包括多频段射频带通滤波器2101、环形器2102、上行LNA2103、 上行射频带通滤波器2104、上行中频带通滤波器2106、上行可调增益放大器2107、 ADC2108、DAC2109、下行中频带通滤波器2210、下行可调增益放大器2112、下行射频带通滤波器2113和下行PA2114。
其中，多频段射频带通滤波器2101接收来自天线的上行模拟射频信号，进行滤波后传送给环行器2102，并且，接收来自环行器2102的下行模拟射频信号并传送给天线。
环形器2102接收来自多频段射频带通滤波器2101的上行模拟射频信号并传送给上行LNA 2103，并且，接收来自下行PA 2114的放大的下行模拟射频信号并传送给多频段射频带通滤波器2101。
上行LNA 2103接收来自环行器2102的上行模拟射频信号，进行放大后传送给上行射频带通滤波器2104。
上行射频带通滤波器2104接收来自上行LNA 2103的放大的上行模拟射频信号， 进行滤波后传送给上行混频器2105。
上行混频器2105，用于接收上行模拟射频信号，根据本振发生器2115提供的本振频率对上行模拟射频信号进行下变频，得到上行中频模拟信号并发送给上行中频带通滤波器 2106。
上行中频带通滤波器2106接收来自上行混频器2105的上行中频模拟信号，进行滤波后传送给上行可调增益放大器2107。
上行可调增益放大器2107接收来自上行中频带通滤波器2106的滤波后的上行中频模拟信号，进行增益调节后发送给ADC 2108。
ADC 2108接收来自上行可调增益放大器2107的上行模拟中频信号，进行模数转换后得到上行数字中频信号并发送给基带处理单元。
DAC2109接收来自基带处理单元的下行数字中频信号，进行数模转换后得到下行模拟中频信号并发送给下行中频带通滤波器2110。
下行中频带通滤波器2110接收来自DAC2109的下行模拟中频信号，进行滤波后传送给下行正交调制器2111。
下行正交调制器2111，用于接收下行模拟中频信号，根据本振发生器2115提供的本振频率对下行模拟中频信号进行上变频，得到下行模拟射频信号并发送给下行可调增益放大器2112。
下行可调增益放大器2112接收来自下行正交调制器2111的下行模拟射频信号， 进行增益调节后发送给下行射频带通滤波器2113。
下行射频带通滤波器2113接收来自下行可调增益放大器2112的增益调节后的下行模拟射频信号，进行滤波后传送给下行PA2114。
下行PA2114接收来自下行射频带通滤波器2113的滤波后的下行模拟射频信号， 进行放大后传送给环行器2102。
本发明还提供了采用图3的射频拉远单元进行射频拉远的方法，该方法对低频段采用高本振方式、对高频段采用低本振方式，分别计算出射频拉远单元适用的两个频段的本振频率范围，判断两个频段的本振范围是否相同或近似，如果是，则选择包含所述两个频段的本振频率范围的本振发生器作为所述射频拉远单元的本振发生器；该方法包括 上行混频器接收上行模拟射频信号，根据本振发生器提供的本振频率信号对上行模拟射频信号进行下变频，得到上行中频模拟信号并发送给上行中频带通滤波器； 下行正交调制器接收下行模拟中频信号，根据本振发生器提供的本振频率对下行模拟中频信号进行上变频，得到下行模拟射频信号并发送给下行可调增益放大器。
所述低本振方式用下述公式表示L0+IF = RF ；所述高本振方式用下述公式表示 LO-IF = RF ； 其中，RF表示射频信号频率，IF表示中频信号频率，LO表示本振频率。
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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
权利要求
1.一种射频拉远单元，其特征在于，所述射频拉远单元包括上行混频器、下行正交调制器，以及分别与所述上行混频器和所述下行正交调制器连接的一个本振发生器；所述上行混频器，用于接收上行模拟射频信号，根据本振发生器提供的本振频率对上行模拟射频信号进行下变频，得到上行中频模拟信号并发送给上行中频带通滤波器；所述下行正交调制器，用于接收下行模拟中频信号，根据本振发生器提供的本振频率对下行模拟中频信号进行上变频，得到下行模拟射频信号并发送给下行可调增益放大器；所述本振发生器，用于为上行混频器和下行正交调制器提供两个频段的本振频率；所述本振发生器的确定为对低频段采用高本振方式、对高频段采用低本振方式，分别计算出两个频段的本振频率范围，判断两个频段的本振范围是否相同或近似，如果是，则选择包含所述两个频段的本振频率范围的本振发生器作为所述射频拉远单元的本振发生器。
2.如权利要求1所述的射频拉远单元，其特征在于，所述射频拉远单元还包括多频段射频带通滤波器、环行器、上行低噪声放大器LNA、上行射频带通滤波器、上行中频带通滤波器、上行可调增益放大器和ADC ；多频段射频带通滤波器，用于接收来自天线的上行模拟射频信号，进行滤波后传送给环行器；环行器，用于接收来自多频段射频带通滤波器的上行模拟射频信号并传送给上行LNA ；上行LNA，用于接收来自环行器的上行模拟射频信号，进行放大后传送给上行射频带通滤波器；上行射频带通滤波器，用于接收来自上行LNA的放大的上行模拟射频信号，进行滤波后传送给上行混频器；上行中频带通滤波器，用于接收来自上行混频器的上行中频模拟信号，进行滤波后传送给上行可调增益放大器；上行可调增益放大器，用于接收来自上行中频带通滤波器的滤波后的上行中频模拟信号，进行增益调节后发送给模数转换器ADC ；ADC，用于接收来自上行可调增益放大器的上行模拟中频信号，进行模数转换后得到上行数字中频信号并发送给基带处理单元。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，该系统还包括数模转换器DAC、下行中频带通滤波器、下行可调增益放大器、下行射频带通滤波器和下行功率放大器PA ；数模转换器DAC，用于接收来自基带处理单元的下行数字中频信号，进行数模转换后得到下行模拟中频信号并发送给下行中频带通滤波器；下行中频带通滤波器，用于接收来自DAC的下行模拟中频信号，进行滤波后传送给下行正交调制器；下行可调增益放大器，用于接收来自下行正交调制器的下行模拟射频信号，进行增益调节后发送给下行射频带通滤波器；下行射频带通滤波器，用于接收来自下行可调增益放大器的增益调节后的下行模拟射频信号，进行滤波后传送给下行PA ；下行PA，用于接收来自下行射频带通滤波器的滤波后的下行模拟射频信号，进行放大后传送给环行器；环行器，还用于接收来自下行PA的放大的下行模拟射频信号并传送给多频段射频带通滤波器；多频段射频带通滤波器，还用于接收来自环行器的下行模拟射频信号并传送给天线。
4.一种运用权利要求1所述的射频拉远单元进行射频拉远的方法，其特征在于，对低频段采用高本振方式、对高频段采用低本振方式，分别计算出射频拉远单元适用的两个频段的本振频率范围，判断两个频段的本振范围是否相同或近似，如果是，则选择包含所述两个频段的本振频率范围的本振发生器作为所述射频拉远单元的本振发生器；该方法包括上行混频器接收上行模拟射频信号，根据本振发生器提供的本振频率信号对上行模拟射频信号进行下变频，得到上行中频模拟信号并发送给上行中频带通滤波器；下行正交调制器接收下行模拟中频信号，根据本振发生器提供的本振频率对下行模拟中频信号进行上变频，得到下行模拟射频信号并发送给下行可调增益放大器。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述低本振方式用下述公式表示L0+IF= RF ；所述高本振方式用下述公式表示L0-IF = RF ；其中，RF表示射频信号频率，IF表示中频信号频率，LO表示本振频率。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述判断两个频段的本振范围是否相同或近似包括用两个频段的本振范围中的最高本振频率减去最低本振频率，得到相减值，如果相减值小于设定值，则两个频段的本振范围相同或近似，否则，两个频段的本振范围不相同或近似。
全文摘要
本发明提供了射频拉远单元RRU及射频拉远方法，其中，该RRU包括上行混频器、下行正交调制器，以及分别与所述上行混频器和所述下行正交调制器连接的一个本振发生器；所述上行混频器，用于接收上行模拟射频信号，根据本振发生器提供的本振频率对上行模拟射频信号进行下变频，得到上行中频模拟信号并发送给上行中频带通滤波器；所述下行正交调制器，用于接收下行模拟中频信号，根据本振发生器提供的本振频率对下行模拟中频信号进行上变频，得到下行模拟射频信号并发送给下行可调增益放大器；所述本振发生器，用于为上行混频器和下行正交调制器提供两个频段的本振频率。本发明方案实现了本振发生器的复用，降低了RRU的成本。
文档编号H04W88/08GK102186264SQ20111009076
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月12日 优先权日2011年4月12日
发明者王忠勇, 汤国东, 苗英 申请人:新邮通信设备有限公司