多载波接收机、多载波发射机及多载波收发系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本揭露是有关于一种多载波接收机、多载波发射机及多载波收发系统。
【背景技术】
[0002] 目前无线宽带通信技术逐渐采用多载波结合模式（carrieraggregation)来提高 有限频率资源的频谱效率，并提升数据传输能力。在此多载波结合模式技术中，需要传输的 数据会被分配至各个具有较小频宽的子载波。由于目前频谱分配方式已限制连续性大频带 的可取得性，因此在多载波结合模式中的各子载波可能为连续性（contiguous)、非连续性， 或甚至跨频段（inter-band)的分配。
[0003] 在多载波结合模式的应用中，射频收发系统需要同时传输多个信号。最常见的实 施方式为配置多个射频收发机，并针对各射频收发机所需的频宽作适当的设计。图1是一 种现有的多载波接收机1〇〇的功能方块图。为解说的便利性，在图1中仅概略绘示多载波 接收机1〇〇具有两个主要模拟信号处理路径，以将两个频段的信号处理后，交由数字信号 处理器150作进一步处理。多载波接收机100中的第一模拟信号处理路径从一天线接收射 频信号，依次利用放大器110、混频器120与本地端振荡器130对第一频段（band1)的一个 或多个子载波信号进行信号增益与降频的处理。子载波信号降频后，再利用模拟信号处理 单元140中的滤波器142过滤预定频宽以外的噪声，利用解调器144解调子载波信号，并将 解调后的子载波信号通过模拟数字转换器（ADC) 146转换为数字信号，由数字信号处理器 150进一步处理。相类似地，在多载波接收机100的第二模拟信号处理路径中，依次利用对 称于第一模拟信号处理路径的组成元件，例如：放大器160、混频器170、本地端振荡器180、 以及模拟信号处理单元190中的滤波器192、解调器194与模拟数字转换器196对第二频段 (band2)的一个或多个子载波信号进行类似上述第一模拟信号处理路径中的信号处理，最 后交由数字信号处理器150进一步处理。
[0004]多载波接收机100中的第一与第二模拟信号处理路径都预留（例如：模拟数字转 换器、滤波器）最大频宽的硬件电路设计。在此值得一提的是，所述的模拟数字转换器的频 宽需要并非仅是各子载波频宽的加总，而同时需要考虑各子载波频率之间的相差的所有频 率，使得射频信号可线性地转换至数字信号，以维持转换后各子载波的信号质量。若是同时 考虑各子载波频率相距较大，或在跨频段状况下，各子载波所经历的通道衰落会不相同，则 会进一步限制模拟数字转换器须具备较高的动态范围。但是在实际操作中，所接收的多个 子载波却未必会平均地分配到上述此两种模拟信号处理路径，因而容易造成硬件电路与功 率消耗的浪费。
[0005] 其它处理多载波信号的现有技术，大多将射频信号先转换为数字信号后，再进行 数字滤波处理，以实现同时处理多个非连续性子载波的多载波收发器。然而，这些现有多载 波信号处理方式，仍需要高复杂度与高硬件电路成本的模拟数字转换器（ADC)，同时频宽需 求也很高。因此，在同时处理多个非连续性子载波信号的多载波收发器中，如何降低整体系 统的复杂度与硬件电路成本是一个重要的课题。
【发明内容】
[0006] 本揭露提供一种可同时处理多个非连续性子载波信号的多载波接收机、多载波发 射机及多载波收发系统。利用两阶段式信号处理单元处理射频信号与其内的子载波信号， 并在两阶段式信号处理单元之间，通过路由器动态性分配不同子载波信号到独立且平行的 信号处理路径，可以降低信号处理路径的频宽要求、复杂度与对应的硬件成本。
[0007] 本揭露的一示范实施例提出一种多载波接收机，其包括第一信号处理单元、路由 器与第二信号处理单元。第一信号处理单元具有Μ个第一信号处理路径，对至少一射频信 号进行一第一信号处理，并输出至少一子载波信号，而Μ大于0。路由器具有Μ个输入端与 Ν个输出端，而Μ个输入端分别耦接至第一信号处理单元的Μ个第一信号处理路径。路由器 的Μ个输入端接收至少一子载波信号，并选择将上述至少一子载波信号输出到Ν个输出端， 其中路由器的每一个输出端所接收的信号包含每一个输入端的子载波信号而Ν大于0。第 二信号处理单元具有Ν个第二信号处理路径分别耦接至路由器的Ν个输出端，对至少一子 载波信号进行一第二信号处理，并输出至少一数字信号。
[0008] 本揭露的一示范实施例提出一种多载波发射机，其包括：第一信号处理单元、路由 器与第二信号处理单元。第一信号处理单元具有Κ个第一信号处理路径，对至少一数字信 号进行一第一信号处理，并输出至少一子载波信号，而Κ大于0。路由器具有Κ个输入端与 L个输出端，而Κ个输入端分别耦接至第一信号处理单元的Κ个第一信号处理路径，接收至 少一子载波信号，并选择将至少一子载波信号输出到L个输出端，其中该路由器的每一个 输出端所接收的信号包含每一个输入端的子载波信号，而L大于0。第二信号处理单元具 有L个第二信号处理路径分别耦接至路由器的L个输出端，对至少一子载波信号进行一第 二信号处理，并输出至少一射频信号。
[0009] 本揭露的一不范实施例提出一种多载波收发系统，其包括多载波接收机与多载波 发射机。多载波接收机包括第一信号处理单元具有Μ个第一信号处理路径，对至少一第一 射频信号进行一第一信号处理，并输出至少一第一子载波信号，而Μ大于0。第一路由器具 有Μ个输入端与Ν个输出端，而Μ个输入端分别耦接至第一信号处理单元的Μ个第一信号处 理路径，接收至少一第一子载波信号，并选择将至少一第一子载波信号输出到Ν个输出端， 其中第一路由器的每一个输出端所接收的信号包含每一个输入端的子载波信号，而Ν大于 0。第二信号处理单元具有Ν个第二信号处理路径分别耦接至第一路由器的Ν个输出端，对 至少一第一子载波信号进行一第二信号处理，并输出至少一第一数字信号。多载波发射机 发射至少一第二子载波信号。
[0010] 本揭露的一示范实施例提出一种多载波接收机，其包括第一信号处理单元、路由 式交换器与第二信号处理单元。第一信号处理单元具有Μ个第一信号处理路径，对至少一 射频信号进行一第一信号处理，并输出至少一子载波信号，而Μ大于0。路由式交换器具有 Μ个输入端与Ν个输出端，而Μ个输入端分别耦接至第一信号处理单元的Μ个第一信号处 理路径。路由式交换器的Μ个输入端接收至少一子载波信号，并根据控制信号选择将每一 输入端连接到至少一输出端或不连接至任何输出端，而Ν大于0。第二信号处理单元具有Ν 个第二信号处理路径分别耦接至路由式交换器的Ν个输出端，对至少一子载波信号进行一 第二信号处理，并输出至少一数字信号。
[0011] 本揭露的一示范实施例提出一种多载波发射机，其包括：第一信号处理单元、路由 式交换器与第二信号处理单元。第一信号处理单元具有K个第一信号处理路径，对至少一 数字信号进行一第一信号处理，并输出至少一子载波信号，而K大于0。路由式交换器具有 κ个输入端与L个输出端，而K个输入端分别耦接至第一信号处理单元的K个第一信号处理 路径，接收至少一子载波信号，并根据控制信号选择将每一输入端连接到至少一输出端或 不连接至任何输出端，而L大于0。第二信号处理单元具有L个第二信号处理路径分别耦接 至路由式交换器的L个输出端，对至少一子载波信号进行一第二信号处理，并输出至少一 射频信号。
[0012] 本揭露的一不范实施例提出一种多载波收发系统，其包括多载波接收机与多载波 发射机。多载波接收机包括第一信号处理单元具有Μ个第一信号处理路径，对至少一第一 射频信号进行一第一信号处理，并输出至少一第一子载波信号，而Μ大于0。第一路由式交 换器具有Μ个输入端与Ν个输出端，而Μ个输入端分别耦接至第一信号处理单元的Μ个第 一信号处理路径，接收至少一第一子载波信号，并根据一第一控制信号选择将第一路由式 交换器的每一输入端连接到至少一输出端或不连接至任何输出端，而Ν大于0。第二信号处 理单元具有Ν个第二信号处理路径分别耦接至第一路由式交换器的Ν个输出端，对至少一 第一子载波信号进行一第二信号处理，并输出至少一第一数字信号。多载波发射机发射至 少一第二子载波信号。
[0013] 为让本揭露之上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图 作详细说明如下。
【附图说明】
[0014] 图1是一种现有的多载波接收机的功能方块图。
[0015] 图2是根据本揭露的第一示范实施例所绘示一种多载波接收机的系统架构图。
[0016] 图3Α是根据本揭露的第二示范实施例所绘示一种多载波接收机的系统架构图。
[0017] 图3Β是根据本揭露的第三示范实施例所绘示一种多载波接收机的系统架构图。
[0018] 图3C是根据本揭露的第四示范实施例所绘示一种多载波接收机的系统架构图。
[0019] 图4是根据本揭露的第五示范实施例所绘示一种多载波发射机的系统架构图。
[0020] 图5Α是根据本揭露的第六示范实施例所绘示一种多载波发射机的系统架构图。
[0021] 图5Β是根据本揭露的第七示范实施例所绘示一种多载波发射机的系统架构图。
[0022] 图5C是根据本揭露的第八示范实施例所绘示一种多载波发射机的系统架构图。
[0023] 图6是本揭露与现有技术的系统总频宽需求的对照示意图。
[0024] 图7是本揭露的系统复杂度与频段数目的关系示意图。
[0025] 图8Α是根据本揭露的第九示范实施例所绘示一种多载波收发系统的系统架构 图。
[0026] 图8Β是根据本揭露的第十示范实施例所绘示一种多载波收发系统的系统架构 图。
[0027] 图8C是根据本揭露的第十一示范实施例所绘示一种多载波收发系统的系统架构 图。
[0028] 图9是根据本揭露的第十二示范实施例所绘示一种多载波接收机的系统架构图。
[0029] 图10是根据本揭露的第十三示范实施例所绘示一种多载波接收机的系统架构 图。
[0030] 图11是根据本揭露的第十四示范实施例所绘示一种多载波发射机的系统架构 图。
[0031] 图12是根据本揭露的第十五示范实施例所绘示一种多载波发射机的系统架构 图。
[0032] 【主要元件符号说明】
[0033]
【具体实施方式】
[0035]图2是根据本揭露的第一示范实施例所绘示一种多载波接收机200的系统架构 图。请参照图2,多载波接收机200包括天线10、天线11、第一信号处理单元12、路由器13、 第二信号处理单元14与数字信号处理单元15。
[0036] 请继续参照图2,在多载波接收机200从天线10与天线11接收两个频段（bands) 中的一个或多个射频信号，所述的射频信号包括一个或多个子载波信号。举例说明，多载 波接收机200接收发射端的射频信号，而发射端将一个或多个子载波或分量载波（carrier component)利用多载波结合模式集合为一个射频信号。所述的射频信号中可包括一第一频 段（例如：1. 8GHz)的一个或多个子载波信号，或包括一第二频段（例如：2. 1GHz)的一个或 多个子载波信号。另外，发射端动态性调整多载波结合模式集合一个或多个子载波信号的 方式，且各子载波之间可以为不连续性的。
[0037] 举例说明，在一时间间隔内，射频信号可以仅包括第一频段的一个子载波信号，但 同时包括第二频段的两个子载波信号；在另一时间间隔内，射频信号可以仅包括第一频段 的三个子载波信号（且此三个子载波信号可为不连续的），但同时包括第二频段的〇个子载 波信号。在本示范实施例