专利名称：时分双工射频拉远单元设备及多通道接收链路复用方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术，特别是涉及一种时分双工射频拉远单元设备及多通道接收链路复用方法。
背景技术：
时分双工射频拉远单元设备(TD RRU)在移动通信领域应用十分广泛，现有技术中的多通道TD RRU接收机包括几个完全相互独立的接收通道，每个通道存在完全独立的模拟接收链路，经由各自的模数转换器(ADC)进行模数转换并进行数字中频处理。图1是现有技术中的多通道TD RRU接收链路结构示意图。如图1所示(以8通道 TD RRU为例)，该接收机包括八个通道，其中天线0-天线7所对应的接收通道为通道0-通道7，每个通道都包括完全独立的射频链路模块、模拟中频链路模块、模数转换器，各通道信号在系统中是被分别接收和处理的。每个通道收到天线接收的模拟射频信号后，首先对其进行滤波、放大和进一步滤波，其次把模拟射频信号送入一个混频器与本振信号0进行下变频至模拟中频信号，然后再进行中频滤波，滤波后的模拟中频信号再经过中频可变增益放大器进行增益校准和调节，之后把中频可变增益放大器输出的信号输入至模数转换器完成模数转换，通过不同的模数转换器输出的数字中频信号，被输出给现场可编程门阵列 (FPGA)进行数字中频处理。该方案仅使用一个频率的本振，各路模拟信号中频频率如图2 所示。图2是现有技术中的多通道TD RRU接收的中频频率的示意图。由于该技术中，各路接收通道的射频链路模块、模拟中频链路模块和模数转换器都是相互独立的，导致设备体积、功耗较大，增加了系统的复杂度，降低了系统可靠性。
发明内容
本发明提供了一种时分双工射频拉远单元设备，该时分双工射频拉远单元设备体积小重量轻，设备功耗低，可靠性和可生产性高。本发明还提供了一种多通道接收链路复用方法，该方法能够节约资源，提高可靠性，减小功耗。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的本发明公开了一种时分双工射频拉远单元设备，该设备包括N个射频链路模块、 N个第一模拟中频链路模块、M个第二模拟中频链路模块、M个模数转换器；其中，M、N均为自然数，且N大于M;所述N个射频链路模块，与多路接收通道一一对应；每个射频链路模块，用于将其对应通道的天线接收到的射频信号进行多级滤波和放大；所述N个第一模拟中频链路模块，与所述N个射频链路模块一一对应；所述N个第一模拟中频链路模块被分成M组，每组内的各个第一模拟中频链路模块选用不同的本振信号；每个第一模拟中频链路模块，用于将其对应的射频链路模块输出的射频信号与其选用的本振信号进行混频变换为模拟中频信号后再进一步滤波；
所述M个第二模拟中频链路模块与所述M组第一模拟中频链路模块一一对应；每个第二模拟中频链路模块用于将其对应组的各第一模拟中频链路模块输出的不同中频频段的模拟中频信号进行合路；所述M个模数转换器，与所述M个第二模拟中频链路模块一一对应；每个模数转换器用于对所对应的第二模拟中频链路模块输出的合路模拟中频信号进行模数变换。本发明还公开了一种多通道接收链路复用方法，该方法包括将N个天线接收到的射频信号分别进行多级滤波和放大后，得到N个模拟射频信号；将所述N个模拟射频信号分为M组，每组内的模拟射频信号选用不同的本振信号；将所述N个模拟射频信号分别与其对应的本振信号进行混频滤波，得到N个模拟中频信号；将同一组的多个模拟中频信号进行合路，再进行增益调节和校准后，得到M个合路模拟中频信号；将每个合路模拟中频信号进行模数变换，模数变换出的M个合路数字中频信号在现场可编程门阵列FPGA内实现信号分离、数字中频频谱搬移和滤波。由上述可见，本发明这种时分双工射频拉远单元设备及多通道接收链路复用方法减少了接收通道中模拟中频放大器和模数转换器的数量，减少了设备体积和重量，降低了设备功耗，提高了设备可靠性和可生产性。
图1是现有技术中的多通道TD RRU接收链路结构示意图；图2是现有技术中的多通道TD RRU接收链路中频频率的示意图；图3是为本发明实施例提供的时分双工射频拉远单元设备的多通道接收链路复用结构示意图；图4是为本发明实施例提供的多通道TD RRU接收合路前的中频频率的示意图；图5是为本发明实施例提供的多通道TD RRU接收合路后的中频频率的示意图；图6是本发明实施例中的一种多通道接收链路复用方法的流程图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。图3为本发明实施例提供的时分双工射频拉远单元设备的多通道接收链路复用结构示意图。本实施例是采用8通道，两个本振信号，两两合路为例(即N = 8，M = 4)， 提供了本发明的一种较佳的实现方案，在本发明的实施例中N和M还可以根据具体的系统设计采用其他的数值。本发明的实施例参见图3，其中天线0-天线7所对应的接收通道为通道0-通道7。该实施例中，时分双工射频拉远单元设备包括8个射频链路模块、8个第一模拟中频链路模块、4个第二模拟中频链路模块、4个模数转换器、1个现场可编程门阵列 (FPGA)。
8个射频链路模块，与8路接收通道一一对应，每个射频链路模块用于将其对应通道的天线接收到的射频信号进行多级滤波和放大；8个第一模拟中频链路模块与上述8个射频链路模块一一 对应；这8个第一模拟中频链路模块被分为4组，每组内的两个第一模拟中频链路模块选用不同的本振信号，每个第一模拟中频链路模块用于将其对应的射频链路模块输出的射频信号与其选用的本振信号进行混频变换为模拟中频信号后进一步滤波。4个第二模拟中频链路模块与上述4组第一模拟中频链路模块一一对应；每个第二模拟中频链路模块用于将其对应组的2个第一模拟中频链路模块输出的不同中频频段的模拟中频信号进行合路。4个模数转换器，与上述4个第二模拟中频链路模块一一对应；每个模数转换器用于将所对应的第二模拟中频链路模块输出的合路模拟中频信号进行模数变换，输出合路中频数字信号。1个现场可编程门阵列FPGA内用于对各合路中频数字信号实现信号分离，数字中频频谱搬移和滤波。图3中，通道0-通道7使用相互独立的8个射频链路模块，每个射频链路模块包括射频带通腔体滤波器、环形器、低噪声放大器和射频带通介质滤波器，每个射频链路模块对其对应天线接收到的模拟射频信号进行多级滤波，然后将其输入到对应的第一模拟中频链路模块。如图3所示，每个第一模拟中频链路模块包括混频器、中频带通滤波器。图3所示的8个第一模拟中频链路模块用于对来自射频链路模块输出的模拟射频信号进行混频， 该设计采用了 2路不同频率的本振，本振0和本振1，这两路本振信号之间的频率间隔大于天线信号本身的带宽，以保证合路后的信号能无失真分离；该设计中通道0、通道2、通道4、 通道6将本振0作为混频器的本振输入；通道1、通道3、通道5、通道7将本振1作为混频器的本振输入。由此可得，通道0、通道2、通道4、通道6的中频信号频段为；通道1、 通道3、通道5、通道7的中频信号频段为fu-f1H，各中频信号频率分布如图4所示。图4是本发明实施例提供的多通道TD RRU接收合路前的中频频率的示意图。本发明中，f^Cfu 且和f^均在模数转换器的同一奈奎斯特区。如图3所示，每个第二模拟中频链路模块包括合路器、可调增益放大器；图3所示的4个第二模拟中频链路模块分别用于将通道0和通道1、通道2和通道3、通道4和通道5、通道6和通道7的每两个第一模拟中频链路模块输出的两路模拟中频信号进行合路， 得到4路合路后的模拟中频信号，频率分布如图5所示。图5是本发明实施例提供的多通道TD RRU接收合路后的中频频率的示意图。合路后的4路模拟中频信号，分别输入到4个模数转换器进行模数转换，得到4路合路数字中频信号被输出到可编程门阵列FPGA实现信号分离、数字中频频谱搬移和滤波， 该设计实现了 2路信号复用1路中频增益调节电路和模数转换电路，减小了 FPGA器件的接口电路功耗。图6是本发明实施例中的一种多通道接收链路复用方法的流程图。如图6所示， 该方法包括601，将N个天线接收到的射频信号分别进行多级滤波和放大后，得到N个模拟射频信号。602，将所述N个模拟 射频信号分为M组，每组内的模拟射频信号选用不同的本振 信号。本步骤中，每组内的模拟射频信号选用的不同本振信号之间的频率间隔大于信号本身的带宽。 603，将所述N个模拟射频信号分别与其对应的本振信号进行混频滤波，得到N个模拟中频信号。本步骤中，每一组中的模拟中频信号，均位于对应的模数变换所采用的模数转换器的同一奈奎斯特区中。604，将同一组的多个模拟中频信号进行合路，再进行增益调节和校准后，得到M 个合路模拟中频信号；605，将每个合路模拟中频信号进行模数变换，模数变换出的M个合路数字中频信号在现场可编程门阵列FPGA内实现信号分离、数字中频频谱搬移和滤波。通过上述介绍可知，本实施例的时分双工射频拉远单元设备及多通道接收链路复用方法，解决了多通道TD RRU接收时部分链路的复用问题，把接收通道中模拟中频可调增益放大器和模数转换器的的数量减少了一半，减少了设备的体积和重量，降低了设备功耗， 提高了设备可靠性和可生产性。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
1.一种时分双工射频拉远单元TD RRU设备，其特征在于，该设备包括N个射频链路模块、N个第一模拟中频链路模块、M个第二模拟中频链路模块、M个模数转换器；其中，M、N均为自然数，且N大于M;所述N个射频链路模块，与多路接收通道一一对应；每个射频链路模块，用于将其对应通道的天线接收到的射频信号进行多级滤波和放大；所述N个第一模拟中频链路模块，与所述N个射频链路模块一一对应；所述N个第一模拟中频链路模块被分成M组，每组内的各个第一模拟中频链路模块选用不同的本振信号； 每个第一模拟中频链路模块，用于将其对应的射频链路模块输出的射频信号与其选用的本振信号进行混频变换为模拟中频信号后再进一步滤波；所述M个第二模拟中频链路模块与所述M组第一模拟中频链路模块一一对应；每个第二模拟中频链路模块用于将其对应组的各第一模拟中频链路模块输出的不同中频频段的模拟中频信号进行合路；所述M个模数转换器，与所述M个第二模拟中频链路模块一一对应；每个模数转换器用于对所对应的第二模拟中频链路模块输出的合路模拟中频信号进行模数变换。
2.根据权利要求1所述的时分双工射频拉远单元TDRRU设备，其特征在于，所述每组内的各第一模拟中频链路模块选用的不同本振信号之间的频率间隔大于天线接收信号本身的带宽。
3.根据权利要求1所述的时分双工射频拉远单元TDRRU设备，其特征在于，每组内的各第一模拟中频链路模块输出的模拟中频信号，均位于对应的模数转换器的同一奈奎斯特区中。
4.根据权利要求1所述的时分双工射频拉远单元TDRRU设备，其特征在于，每个射频链路模块包括射频带通腔体滤波器、环形器、低噪声放大器和射频带通介质滤波器。
5.根据权利要求1所述的时分双工射频拉远单元TDRRU设备，其特征在于，每个第一模拟中频链路模块包括混频器、中频带通滤波器。
6.根据权利要求1所述的时分双工射频拉远单元TDRRU设备，其特征在于，所述每个第二模拟中频链路模块包括合路器，进一步还包括可调增益放大器。
7.根据权利要求1所述的时分双工射频拉远单元TDRRU设备，其特征在于，该设备进一步还包括现场可编程门阵列FPGA，用于将M个模数转换器输出的M个中频数字信号分别实现信号的分离、数字中频频谱搬移和滤波。
8.—种多通道接收链路复用方法，其特征在于，该方法包括将N个天线接收到的射频信号分别进行多级滤波和放大后，得到N个模拟射频信号；将所述N个模拟射频信号分为M组，每组内的模拟射频信号选用不同的本振信号；将所述N个模拟射频信号分别与其对应的本振信号进行混频滤波，得到N个模拟中频信号；将同一组的多个模拟中频信号进行合路，再进行增益调节和校准后，得到M个合路模拟中频信号；将每个合路模拟中频信号进行模数变换，模数变换出的M个合路数字中频信号在现场可编程门阵列FPGA内实现信号分离、数字中频频谱搬移和滤波。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述每组内的模拟射频信号选用不同的本振信号包括每组内的模拟射频信号选用的不同本振信号之间的频率间隔大于天线接收信号本身的带宽。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述N个模拟射频信号分别与其对应的本振信号进行混频滤波，得到N个模拟中频信号包括每一组中的模拟中频信号，均位于对应的模数变换所采用的模数转换器的同一奈奎斯特区中。
全文摘要
本发明公开了一种时分双工射频拉远单元设备及多通道接收链路复用方法。所述时分双工射频拉远单元设备包括射频链路模块、第一模拟中频链路模块、第二模拟中频链路模块、模数转换器、现场可编程门阵列FPGA，在各第一模拟中频链路模块选用了不同的本振信号，将各通道射频链路模块输出的模拟射频信号混频变换为不同频段的模拟中频信号，这些不同频段的模拟中频信号在第二模拟中频链路模块中进行分组合路，之后合路的模拟中频信号被送入模数转换器，再到FPGA进行信号分离，数字中频处理。本发明的技术方案能够减少合路信号后续的器件数量，降低设备体积、重量、功耗，提高可靠性和可生产性。
文档编号H04B1/16GK102347779SQ20111020672
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月22日 优先权日2011年7月22日
发明者柴旭荣, 王忠勇, 王迎昆, 苗英 申请人:新邮通信设备有限公司