專(zhuān)利名稱(chēng)：一種時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)，特別是涉及一種時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元(TDD_RRU)。
背景技術(shù)：
目前的TDD_RRU能夠?qū)Χ囝l段的信號(hào)進(jìn)行接收。對(duì)于多頻段接收的情況，TDD_RRU 對(duì)于每個(gè)頻段的信號(hào)分別進(jìn)行接收和處理。也就是說(shuō)，對(duì)于每一個(gè)頻段的信號(hào)，TDD_RRU中 都存在一個(gè)完全獨(dú)立的接收鏈路，分別由不同的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。圖1為現(xiàn)有TDD_RRU的結(jié)構(gòu)示意圖。該對(duì)多頻段信號(hào)進(jìn)行接收，如圖1所示，以接 收信號(hào)包括時(shí)分雙工(TDD)的三個(gè)頻段為例，即A頻段、B頻段和C頻段。在TDD_RRU中， A頻段、B頻段和C頻段各使用一路獨(dú)立的射頻接收(RX)鏈路。因此，如圖1所示，TDD_RRU 中包括:A頻段鏈路11、B頻段鏈路12和C頻段鏈路13，其中每一條鏈路中均包含一個(gè)環(huán) 形器、一個(gè)放大器、一個(gè)射頻濾波器、一個(gè)混頻器、一個(gè)本振發(fā)生器、一個(gè)中頻濾波器、一個(gè) 可調(diào)增益放大器和一個(gè)ADC，圖中ADC均以A/D器件表示。并且，A頻段鏈路11、B頻段鏈 路12和C頻段鏈路13采用的本振發(fā)生器生成的本振信號(hào)頻率不同，將這三個(gè)本振發(fā)生器 記為本振發(fā)生器A、本振發(fā)生器B和本振發(fā)生器C。三個(gè)本振發(fā)生器各自根據(jù)所在鏈路對(duì) 應(yīng)的信號(hào)頻段，生成不同頻率的本振信號(hào)，這三個(gè)頻率使得A頻段、B頻段和C頻段的射頻 信號(hào)分別與本振發(fā)生器A、本振發(fā)生器B和本振發(fā)生器C生成的本振信號(hào)混頻后，得到的三 個(gè)中頻信號(hào)在經(jīng)過(guò)ADC采樣后均位于ADC器件的第一奈奎斯特(Nyquist)區(qū)的中心位置。 A頻段鏈路11、B頻段鏈路12和C頻段鏈路13中各自的環(huán)形器分別接收發(fā)射鏈路A、發(fā)射 鏈路B和發(fā)射鏈路C的發(fā)射信號(hào)，經(jīng)過(guò)多頻段射頻帶通濾波器傳送給天線。圖2為現(xiàn)有TDD_RRU多頻段接收的頻率變換示意圖。如圖2所示，A頻段射頻信號(hào) 與本振發(fā)生器A生成的本振信號(hào)混頻后，得到的中頻信號(hào)A位于ADC的第二奈奎斯特區(qū)的 中心位置，ADC在模數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程中對(duì)中頻信號(hào)A進(jìn)行采樣，經(jīng)過(guò)采樣過(guò)程，將中頻信號(hào)A對(duì) 折到ADC的第一奈奎斯特區(qū)的中心位置；同樣，對(duì)于B頻段和C頻段的射頻信號(hào)，混頻后的 中頻信號(hào)B和中頻信號(hào)C也位于ADC的第二奈奎斯特區(qū)的中心位置，經(jīng)過(guò)采樣過(guò)程，中頻信 號(hào)B和中頻信號(hào)C被對(duì)折到ADC的第一奈奎斯特區(qū)的中心位置。由此可見(jiàn)，在現(xiàn)有的多頻段TDD_RRU中，不同頻段的信號(hào)是被分別接收和處理的， 針對(duì)不同頻率的信號(hào)，其射頻及中頻鏈路是相互獨(dú)立的，這就導(dǎo)致TDD_RRU的設(shè)備體積大、 功耗大、成本高，并且由于TDD_RRU產(chǎn)品的復(fù)雜度高，因此可靠性低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種TDD_RRU，使用該TDD_RRU能夠減小設(shè)備的體積，降低功耗并且 降低成本。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明公開(kāi)了一種時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元TDD_RRU，包括天線、本振發(fā)生器、混 頻器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA ；
所述天線，用于接收多頻段射頻信號(hào)并傳送給混頻器；所述本振發(fā)生器，用于生成統(tǒng)一本振頻率信號(hào)并傳送給混頻器，所述統(tǒng)一本振頻 率是按照ADC的混疊原理，根據(jù)多頻段射頻信號(hào)的頻段以及ADC的采樣率得到的，能夠使得 多頻段射頻信號(hào)與該統(tǒng)一本振頻率信號(hào)混頻得到的多個(gè)中頻信號(hào)在經(jīng)過(guò)ADC采樣后位于 ADC的第一奈奎斯特區(qū)并且互不重疊；所述混頻器，用于接收來(lái)自天線的多頻段射頻信號(hào)和來(lái)自本振發(fā)生器的統(tǒng)一本振 頻率信號(hào)，根據(jù)統(tǒng)一本振頻率信號(hào)對(duì)多頻段射頻信號(hào)進(jìn)行混頻，得到多個(gè)中頻信號(hào)并傳送 給 ADC ；所述ADC，用于接收來(lái)自混頻器的多個(gè)中頻信號(hào)，根據(jù)混疊原理對(duì)多個(gè)中頻信號(hào)進(jìn) 行采樣，得到多個(gè)接收信號(hào)并傳送給FPGA ；所述FPGA，用于接收來(lái)自ADC的多個(gè)接收信號(hào)，對(duì)每個(gè)接收信號(hào)中的頻譜順序進(jìn) 行調(diào)整。所述本振發(fā)生器生成的統(tǒng)一本振頻率是按照ADC的混疊原理根據(jù)多頻段射頻信 號(hào)的頻段以及ADC的采樣率按照下式計(jì)算得到的(LO-fl)-fs = fs-(L0-f2)其中，LO表示統(tǒng)一本振頻率，f 1與f2分別表示多頻段射頻信號(hào)中的經(jīng)過(guò)ADC采樣 變換到第一奈奎斯特區(qū)后相鄰的兩個(gè)頻段的相鄰邊界在混頻之前的頻率，fs表示ADC的采樣率。所述多頻段射頻信號(hào)包括第一頻段、第二頻段和第三頻段；所述第一射頻頻 段為最低頻率為1880MHz，最高頻率為1910MHz ；所述第二射頻頻段為最低頻率為 2010MHz，最高頻率為2025MHz ；所述第三射頻頻段為最低頻率為2320MHz，最高頻率為 2345MHz ；所述ADC的采樣率為184. 32MSPS ；則所述本振發(fā)生器生成的本振信號(hào)頻率為2129. 32MHz。所述ADC根據(jù)混疊原理對(duì)多個(gè)中頻信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)，對(duì)于第二奈奎斯特區(qū)中的中 頻信號(hào)，以采樣率的一半處的直線為對(duì)稱(chēng)線，將該信號(hào)對(duì)折到第一奈奎斯特區(qū)；對(duì)于第三奈 奎斯特區(qū)中的中頻信號(hào)，將該信號(hào)平移到第一奈虧斯特區(qū)，在第一奈虧斯特區(qū)中得到多個(gè) 接收信號(hào)。所述FPGA通過(guò)將對(duì)應(yīng)的中頻信號(hào)處于第二奈奎斯特區(qū)的接收信號(hào)進(jìn)行頻譜反轉(zhuǎn) 將每個(gè)接收信號(hào)中的頻譜調(diào)整為正確順序。該TDD_RRU進(jìn)一步包括放大器，連接天線與混頻器，用于對(duì)多頻段射頻信號(hào)進(jìn)行增益放大。該TDD_RRU進(jìn)一步包括可調(diào)增益放大器，連接混頻器與ADC，用于對(duì)多個(gè)中頻信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)整。該TDD_RRU進(jìn)一步包括第一多頻段射頻濾波器，連接天線與放大器，用于對(duì)多頻段射頻信號(hào)進(jìn)行濾波；第二多頻段射頻濾波器，連接放大器與混頻器，用于對(duì)多頻段射頻信號(hào)進(jìn)行濾 波；中頻濾波器，連接混頻器與可調(diào)增益放大器，用于對(duì)多個(gè)中頻信號(hào)進(jìn)行濾波。
所述第一多頻段射頻濾波器為多頻段射頻帶通濾波器；所述第二多頻段射頻濾波器多頻段射頻帶通濾波器；所述中頻濾波器為中頻帶通濾波器。該TDD_RRU進(jìn)一步包括環(huán)形器，連接第一多頻段射頻濾波器與放大器，用于將接 收的多頻段射頻信號(hào)傳送給放大器，并且將來(lái)自多條發(fā)射鏈路的射頻發(fā)射信號(hào)分別發(fā)送給 第一多頻段射頻濾波器；所述第一多頻段射頻濾波器，進(jìn)一步用于對(duì)來(lái)自環(huán)形器的多條發(fā)射鏈路的射頻發(fā) 射信號(hào)進(jìn)行濾波后傳送給天線；所述天線，進(jìn)一步用于將來(lái)自第一多頻段射頻濾波器的多條發(fā)射鏈路的射頻發(fā)射 信號(hào)發(fā)射到TDD_RRU外部。由以上發(fā)明內(nèi)容可見(jiàn)，本發(fā)明公開(kāi)的TDD_RRU中只包括一路接收鏈路，該接收鏈 路包括天線、本振發(fā)生器、混頻器、ADC和FPGA。其中，天線接收多頻段射頻信號(hào)，按照ADC 的混疊特性根據(jù)多頻段射頻信號(hào)的頻段以及ADC的采樣率設(shè)計(jì)統(tǒng)一本振頻率，利用ADC自 身的混疊特性，使得多頻段射頻信號(hào)與統(tǒng)一本振頻率信號(hào)混頻得到的中頻信號(hào)在經(jīng)過(guò)ADC 采樣后得到的多個(gè)接收信號(hào)均位于ADC的第一奈奎斯特區(qū)并且互不重疊，然后FPGA再將每 個(gè)接收信號(hào)中的頻譜順序進(jìn)行調(diào)整，從而完成了采用同一條接收鏈路對(duì)多頻段的射頻信號(hào) 進(jìn)行接收和處理，因?yàn)椴恍枰瘳F(xiàn)有的TDD_RRU那樣針對(duì)每一個(gè)頻段都單獨(dú)設(shè)計(jì)一條接收 鏈路，因此減小了 TDD_RRU的設(shè)備體積，降低了功耗并且降低了成本，通過(guò)降低TDD_RRU的 設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，提高了其可靠性。


圖1為現(xiàn)有TDD_RRU的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有TDD_RRU多頻段接收的頻率變換示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例的TDD_RRU的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例的TDD_RRU多頻段接收的頻率變換示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的基本思想是在TDD_RRU中只采用一條鏈路對(duì)多頻段的射頻信號(hào)進(jìn)行接 收和處理，按照ADC的混疊原理，根據(jù)各個(gè)射頻信號(hào)的頻段以及ADC的采樣率計(jì)算統(tǒng)一本振 頻率，使得接收到的多頻段信號(hào)與該統(tǒng)一本振頻率混頻得到的多個(gè)中頻信號(hào)在經(jīng)過(guò)ADC采 樣后位于ADC的第一奈奎斯特區(qū)并且互不重疊。以下舉出一個(gè)具體實(shí)例對(duì)采用上述基本思想設(shè)計(jì)的TDD_RRU進(jìn)行介紹。圖3為 本發(fā)明實(shí)施例的TDD_RRU的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例的TDD_RRU至少包 括天線301、混頻器306、本振發(fā)生器307、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 310和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列 (FPGA)311，還可以包括第一多頻段射頻濾波器302、環(huán)形器303、放大器304、第二多頻段 射頻濾波器305、中頻濾波器308和可調(diào)增益放大器309。在一個(gè)本發(fā)明實(shí)施例的TDD_RRU 中，上述各種元件均只包含一個(gè)。
天線301接收多頻段射頻信號(hào)，將多頻段射頻信號(hào)傳送給第一多頻段射頻濾波器
302。上述多頻段射頻信號(hào)為時(shí)分雙工信號(hào)，天線301在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)只接收一個(gè)頻段的信號(hào)。第一多頻段射頻濾波器302對(duì)多頻段射頻信號(hào)進(jìn)行濾波，以降低信號(hào)中的噪聲， 因此，一個(gè)較佳的實(shí)施方式是，第一多頻段射頻濾波器302采用多頻段射頻帶通濾波器。第 一多頻段射頻濾波器302對(duì)多頻段射頻信號(hào)進(jìn)行濾波后將多頻段射頻信號(hào)傳送給環(huán)形器
303。環(huán)形器303將接收的多頻段射頻信號(hào)傳送給放大器304，并且將來(lái)自多條發(fā)射鏈 路的射頻發(fā)射信號(hào)分別經(jīng)第一多頻段射頻濾波器302發(fā)送給天線301。進(jìn)一步地，第一多 頻段射頻濾波器302對(duì)多條發(fā)射鏈路的射頻發(fā)射信號(hào)進(jìn)行濾波后傳送給天線301 ；天線301 將多條發(fā)射鏈路的射頻發(fā)射信號(hào)發(fā)射到TDD_RRU外部。所述多條發(fā)射鏈路可以包括發(fā)射 鏈路A、發(fā)射鏈路B和發(fā)射鏈路C。放大器304對(duì)多頻段射頻信號(hào)進(jìn)行增益放大后傳送給第二多頻段射頻濾波器
305。一種較佳的實(shí)施方式是，放大器304采用低噪聲放大器。第二多頻段射頻濾波器305再次對(duì)多頻段射頻信號(hào)進(jìn)行濾波，以降低信號(hào)中的噪 聲，并將濾波后的多頻段射頻信號(hào)傳送給混頻器306。相比于現(xiàn)有的TDD_RRU，現(xiàn)有的TDD_ RRU中每一條鏈路中混頻前的射頻濾波器均為針對(duì)該鏈路接收頻段的射頻濾波器，而在本 發(fā)明實(shí)施例的TDD_RRU中，由于采用同一條鏈路接收多頻段的射頻信號(hào)，因此相應(yīng)位置的 射頻濾波器需要采用多頻段射頻濾波器，即圖3中所示的第二多頻段射頻濾波器305。與第 一多頻段射頻濾波器302相同，第二多頻段射頻濾波器305也采用多頻段射頻帶通濾波器。在TDD_RRU中不包含第一多頻段射頻濾波器302、環(huán)形器303、放大器304和第二 多頻段射頻濾波器305的情況下，天線301直接將接收的多頻段射頻信號(hào)傳送給混頻器
306。本振發(fā)生器307生成統(tǒng)一本振頻率信號(hào)并傳送給混頻器306?；祛l器306接收來(lái)自第二多頻段射頻濾波器305的多頻段射頻信號(hào)和來(lái)自本振發(fā) 生器307的統(tǒng)一本振頻率信號(hào)，根據(jù)統(tǒng)一本振頻率信號(hào)對(duì)多頻段射頻信號(hào)進(jìn)行混頻，得到 多個(gè)中頻信號(hào)并傳送給中頻濾波器308。中頻濾波器308對(duì)多個(gè)中頻信號(hào)進(jìn)行濾波，以降低信號(hào)中的噪聲，并將濾波后的 多個(gè)中頻信號(hào)傳送給可調(diào)增益放大器309。一種較佳的實(shí)施方式是，該中頻濾波器308采用 中頻帶通濾波器?？烧{(diào)增益放大器309對(duì)來(lái)自中頻濾波器308的多個(gè)中頻信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)整后傳送 給ADC 310。在TDD_RRU中不包含中頻濾波器308和可調(diào)增益放大器309的情況下，混頻器306 直接將多個(gè)中頻信號(hào)傳送給ADC 310。ADC310接收來(lái)自混頻器306的多個(gè)中頻信號(hào)，根據(jù)混疊原理對(duì)多個(gè)中頻信號(hào)進(jìn)行 采樣，得到多個(gè)接收信號(hào)并傳送給FPGA 311。目前的常規(guī)技術(shù)制造的ADC這一器件本身具有混疊特性，其采樣過(guò)程符合混疊原 理。ADC混疊特性的具體表現(xiàn)為高于采樣率一半的頻率成分將被重建成低于采樣頻率一 半的信號(hào)，因此，以采樣率一半為一個(gè)奈奎斯特區(qū)，ADC在采樣過(guò)程中，對(duì)于位于第二奈奎斯特區(qū)的信號(hào)，以采樣率的一半處的直線為對(duì)稱(chēng)線進(jìn)行對(duì)折，將其對(duì)折到第一奈奎斯特區(qū)中； 對(duì)于位于第三奈奎斯特區(qū)的信號(hào)，將其平移到第一奈奎斯特區(qū)中的相應(yīng)位置。在本發(fā)明實(shí)施例的TDD_RRU就利用ADC器件的上述混疊特性。通過(guò)選擇特定的統(tǒng) 一本振頻率的數(shù)值，使得多頻段射頻信號(hào)與該統(tǒng)一本振頻率信號(hào)混頻得到的多個(gè)中頻信號(hào) 在經(jīng)過(guò)ADC采樣后位于ADC的第一奈奎斯特區(qū)并且互不重疊，從而實(shí)現(xiàn)采用同一條鏈路完 成多頻段射頻信號(hào)的接收和處理過(guò)程。圖4為本發(fā)明實(shí)施例的TDD_RRU多頻段接收的頻率變換示意圖。參見(jiàn)圖4，圖中 fs表示ADC的采樣率，第一頻段即A頻段的射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)混頻后得到的中頻信號(hào)位于第二 奈奎斯特區(qū)，在ADC采樣時(shí)，根據(jù)ADC自身的混疊特性，對(duì)于位于第二奈奎斯特區(qū)的信號(hào)，以 采樣率的一半處的直線為對(duì)稱(chēng)線進(jìn)行對(duì)折，將第一頻段的中頻信號(hào)對(duì)折到第一奈奎斯特區(qū) 中。第二頻段即B頻段以及第三頻段即C頻段的射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)混頻后得到的中頻信號(hào)均位 于第三奈奎斯特區(qū)，根據(jù)ADC自身的混疊特性，對(duì)于位于第三奈奎斯特區(qū)的信號(hào)，將其平移 到第一奈奎斯特區(qū)中的相應(yīng)位置。為保證進(jìn)入第一奈奎斯特區(qū)的三個(gè)頻段的信號(hào)互不重 疊，就需要各頻段的信號(hào)在混頻后落入第二及第三奈奎斯特區(qū)中的合適位置，這就需要在 混頻過(guò)程選定合適的統(tǒng)一本振頻率。因此，本發(fā)明實(shí)施例的TDD_RRU中，本振發(fā)生器307生成的統(tǒng)一本振頻率是按照 ADC的混疊原理，根據(jù)多頻段射頻信號(hào)的頻段以及ADC的采樣率計(jì)算得到的，能夠使得多頻 段射頻信號(hào)與該統(tǒng)一本振頻率信號(hào)混頻得到的多個(gè)中頻信號(hào)在經(jīng)過(guò)ADC采樣后位于ADC的 第一奈奎斯特區(qū)并且互不重疊。根據(jù)多頻段射頻信號(hào)的頻段以及ADC的采樣率計(jì)算統(tǒng)一本振頻率時(shí)，要保證各個(gè) 頻段變換到第一奈奎斯特區(qū)后互不交疊，也就是要使得變換到第一奈奎斯特區(qū)后的各頻段 信號(hào)的相鄰邊界之間具有空隙或者邊界頻率恰好相同。具體過(guò)程如下。以fs表示ADC的采樣率，以fl與f2分別表示多頻段射頻信號(hào)中的經(jīng)過(guò)ADC采樣 變換到第一奈奎斯特區(qū)后相鄰的兩個(gè)頻段的相鄰邊界在混頻之前的頻率，以LO表示統(tǒng)一 本振頻率，則LO可以根據(jù)下式計(jì)算得到(LO-fl)-fs = fs-(L0-f2)以現(xiàn)有TDD標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的三個(gè)頻段為例對(duì)統(tǒng)一本振頻率的計(jì)算予以說(shuō)明。在現(xiàn)有的TDD標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了 TDD_RRU多頻段接收對(duì)應(yīng)的三個(gè)頻段，分別為第一頻段最低頻率為1880MHz，最高頻率為1910MHz ；第二頻段最低頻率為2010MHz，最高頻率為2025MHz ；第三頻段最低頻率為2320MHz，最高頻率為2345MHz。對(duì)于ADC的采樣率，以最常用的184. 32MSPS為例。則LO的計(jì)算可以采用第一頻段與第二頻段的數(shù)值進(jìn)行，或者采用第一頻段與第 三頻段的數(shù)值進(jìn)行。采用第一頻段與第二頻段數(shù)值計(jì)算LO的具體方法為在此情況下，經(jīng)過(guò)ADC采樣變換到第一奈奎斯特區(qū)后相鄰的兩個(gè)頻段為第一頻段 與第二頻段，它們?cè)诘谝荒慰固貐^(qū)中具有相鄰的兩條邊界，這兩條邊界在混頻之前為第 一頻段的最低頻率和第二頻段的最低頻率。以Π1表示多頻段射頻信號(hào)的第一頻段的最低 頻率，f21表示多頻段射頻信號(hào)的第二頻段的最低頻率，則此情況下計(jì)算式表示為 其中，方程左側(cè)代表第一頻段的最低頻率1880MHz變換到第一奈奎斯特區(qū)的頻 率；方程右側(cè)代表第二頻段的最低頻率2010MHz變換到第一奈奎斯特區(qū)的頻率，這兩項(xiàng)相 等，則代表第一頻段和第二頻段信號(hào)在第一奈奎斯特區(qū)的頻率沒(méi)有重疊，從而達(dá)到共用一 個(gè)接收通道的目的。采用第一頻段與第三頻段數(shù)值計(jì)算LO的具體方法如下。在此情況下，經(jīng)過(guò)ADC采樣變換到第一奈奎斯特區(qū)后相鄰的兩個(gè)頻段為第一頻段 與第三頻段，它們?cè)诘谝荒慰固貐^(qū)中具有相鄰的兩條邊界，這兩條邊界在混頻之前為第 一頻段的最高頻率和第三頻段的最高頻率。以Hh表示多頻段射頻信號(hào)的第一頻段的最高 頻率，f3h表示多頻段射頻信號(hào)的第三頻段的最高頻率，，則此情況下計(jì)算式表示為(LO-flh)-fs = fs-(L0-f3h)具體的計(jì)算過(guò)程與采用第一頻段與第二頻段數(shù)值計(jì)算LO時(shí)的原理相同，在此不 再贅述。在采用現(xiàn)有的TDD標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的三個(gè)頻段進(jìn)行多頻段接收的實(shí)例中，表1為多頻 段信號(hào)頻率表，各個(gè)頻段的射頻信號(hào)、中頻信號(hào)以及變換到第一奈奎斯特區(qū)中的信號(hào)的頻 率如表1所示。表1多頻段信號(hào)頻率表
RF頻段LO頻率IF頻段混疊頻段第一頻段188019102129.32249.32219.326535第二頻段201020252129.32119.32104.326580第三頻段232023452129.32190.68215.686.3631.36 表1中RF頻段表示射頻頻段，IF頻段表示中頻頻段，混疊頻段表示信號(hào)變換到第 一奈奎斯特區(qū)中所處的頻段。根據(jù)表1可以看出，三個(gè)頻段的信號(hào)變換到第一奈奎斯特區(qū) 中之后互不交疊，因此能夠成功完成信號(hào)接收處理。FPGA 311接收來(lái)自ADC 310的多個(gè)接收信號(hào)，將每個(gè)接收信號(hào)中的頻譜調(diào)整為正 確順序。由于ADC 310在采樣過(guò)程中，對(duì)于第二奈奎斯特區(qū)中的信號(hào)進(jìn)行了對(duì)折處理，因 此對(duì)折處理后的信號(hào)頻譜與對(duì)折前的信號(hào)頻譜順序相反，F(xiàn)PGA 311收到的接收信號(hào)為對(duì)折 處理后的信號(hào)，需要將該接收信號(hào)中的頻譜調(diào)整為正確順序，具體的做法是，F(xiàn)PGA 311在進(jìn) 行直接數(shù)字控制(DDC)時(shí)，將對(duì)應(yīng)的中頻信號(hào)處于第二奈奎斯特區(qū)的接收信號(hào)進(jìn)行頻譜反 轉(zhuǎn)。頻譜反轉(zhuǎn)后的接收信號(hào)與中頻信號(hào)的頻譜順序相同，因此成功完成了多頻段射頻信號(hào) 采用同一條接收鏈路進(jìn)行接收處理。由以上具體實(shí)施方式
可見(jiàn)，由于按照ADC的混疊特性根據(jù)多頻段射頻信號(hào)的頻段 以及ADC的采樣率設(shè)計(jì)統(tǒng)一本振頻率，利用ADC自身的混疊特性，使得多頻段射頻信號(hào)與 統(tǒng)一本振頻率信號(hào)混頻得到的中頻信號(hào)在經(jīng)過(guò)ADC采樣后得到的多個(gè)接收信號(hào)均位于ADC 的第一奈奎斯特區(qū)并且互不重疊，然后FPGA再將每個(gè)接收信號(hào)中的頻譜順序進(jìn)行調(diào)整，從
9而完成對(duì)多頻段的射頻信號(hào)的接收，因而本發(fā)明的TDD_RRU中只需要包括一條接收鏈路即 可成功完成對(duì)多頻段的射頻信號(hào)的接收，減少了接收通道的數(shù)量，并將本振的數(shù)量由多個(gè) 減少為一個(gè)，而不需要像現(xiàn)有的TDD_RRU那樣針對(duì)每一個(gè)頻段都單獨(dú)設(shè)計(jì)一條接收鏈路， 因此減小了 TDD_RRU的設(shè)備體積，降低了功耗和成本，并且由于減少了 TDD_RRU中的器件數(shù) 量，使得TDD_RRU的設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度降低，因此提高了其可靠性。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種時(shí)分雙工射頻拉遠(yuǎn)單元TDD_RRU，其特征在于，包括天線、本振發(fā)生器、混頻器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA；所述天線，用于接收多頻段射頻信號(hào)并傳送給混頻器；所述本振發(fā)生器，用于生成統(tǒng)一本振頻率信號(hào)并傳送給混頻器，所述統(tǒng)一本振頻率是按照ADC的混疊原理，根據(jù)多頻段射頻信號(hào)的頻段以及ADC的采樣率得到的，能夠使得多頻段射頻信號(hào)與該統(tǒng)一本振頻率信號(hào)混頻得到的多個(gè)中頻信號(hào)在經(jīng)過(guò)ADC采樣后位于ADC的第一奈奎斯特區(qū)并且互不重疊；所述混頻器，用于接收來(lái)自天線的多頻段射頻信號(hào)和來(lái)自本振發(fā)生器的統(tǒng)一本振頻率信號(hào)，根據(jù)統(tǒng)一本振頻率信號(hào)對(duì)多頻段射頻信號(hào)進(jìn)行混頻，得到多個(gè)中頻信號(hào)并傳送給ADC；所述ADC，用于接收來(lái)自混頻器的多個(gè)中頻信號(hào)，根據(jù)混疊原理對(duì)多個(gè)中頻信號(hào)進(jìn)行采樣，得到多個(gè)接收信號(hào)并傳送給FPGA；所述FPGA，用于接收來(lái)自ADC的多個(gè)接收信號(hào)，對(duì)每個(gè)接收信號(hào)中的頻譜順序進(jìn)行調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TDD_RRU，其特征在于，所述本振發(fā)生器生成的統(tǒng)一本振頻率是按照ADC的混疊原理根據(jù)多頻段射頻信號(hào)的 頻段以及ADC的采樣率按照下式計(jì)算得到的 (LO-fl)-fs = fs-(L0-f2)其中，LO表示統(tǒng)一本振頻率，fl與f2分別表示多頻段射頻信號(hào)中的經(jīng)過(guò)ADC采樣變 換到第一奈奎斯特區(qū)后相鄰的兩個(gè)頻段的相鄰邊界在混頻之前的頻率，fs表示ADC的采樣率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的TDD_RRU，其特征在于，所述多頻段射頻信號(hào)包括第一頻段、第二頻段和第三頻段；所述第一射頻頻段為最 低頻率為1880MHz，最高頻率為1910MHz ；所述第二射頻頻段為最低頻率為2010MHz，最高 頻率為2025MHz ；所述第三射頻頻段為最低頻率為2320MHz，最高頻率為2345MHz ； 所述ADC的采樣率為184. 32MSPS ； 則所述本振發(fā)生器生成的本振信號(hào)頻率為2129. 32MHz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TDD_RRU，其特征在于，所述ADC根據(jù)混疊原理對(duì)多個(gè)中頻信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)，對(duì)于第二奈奎斯特區(qū)中的中頻信 號(hào)，以采樣率的一半處的直線為對(duì)稱(chēng)線，將該信號(hào)對(duì)折到第一奈奎斯特區(qū)；對(duì)于第三奈奎斯 特區(qū)中的中頻信號(hào)，將該信號(hào)平移到第一奈虧斯特區(qū)，在第一奈虧斯特區(qū)中得到多個(gè)接收 信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TDD_RRU，其特征在于，所述FPGA通過(guò)將對(duì)應(yīng)的中頻信號(hào)處于第二奈奎斯特區(qū)的接收信號(hào)進(jìn)行頻譜反轉(zhuǎn)將每 個(gè)接收信號(hào)中的頻譜調(diào)整為正確順序。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TDD_RRU，其特征在于，該TDD_RRU進(jìn)一步包括 放大器，連接天線與混頻器，用于對(duì)多頻段射頻信號(hào)進(jìn)行增益放大。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的TDD_RRU，其特征在于，該TDD_RRU進(jìn)一步包括 可調(diào)增益放大器，連接混頻器與ADC，用于對(duì)多個(gè)中頻信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)整。2
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的TDD_RRU，其特征在于，該TDD_RRU進(jìn)一步包括 第一多頻段射頻濾波器，連接天線與放大器，用于對(duì)多頻段射頻信號(hào)進(jìn)行濾波； 第二多頻段射頻濾波器，連接放大器與混頻器，用于對(duì)多頻段射頻信號(hào)進(jìn)行濾波； 中頻濾波器，連接混頻器與可調(diào)增益放大器，用于對(duì)多個(gè)中頻信號(hào)進(jìn)行濾波。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的TDD_RRU，其特征在于， 所述第一多頻段射頻濾波器為多頻段射頻帶通濾波器； 所述第二多頻段射頻濾波器多頻段射頻帶通濾波器； 所述中頻濾波器為中頻帶通濾波器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的TDD_RRU，其特征在于，該TDD_RRU進(jìn)一步包括環(huán)形器，連接第一多頻段射頻濾波器與放大器，用于將接收的 多頻段射頻信號(hào)傳送給放大器，并且將來(lái)自多條發(fā)射鏈路的射頻發(fā)射信號(hào)分別發(fā)送給第一 多頻段射頻濾波器；所述第一多頻段射頻濾波器，進(jìn)一步用于對(duì)來(lái)自環(huán)形器的多條發(fā)射鏈路的射頻發(fā)射信 號(hào)進(jìn)行濾波后傳送給天線；所述天線，進(jìn)一步用于將來(lái)自第一多頻段射頻濾波器的多條發(fā)射鏈路的射頻發(fā)射信號(hào) 發(fā)射到TDD_RRU外部。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種TDD_RRU，其中只包括一路接收鏈路，該接收鏈路包括天線、本振發(fā)生器、混頻器、ADC和FPGA，天線接收多頻段射頻信號(hào)，本振發(fā)生器生成的統(tǒng)一本振頻率是按照ADC的混疊原理，根據(jù)多頻段射頻信號(hào)的頻段以及ADC的采樣率得到的，多頻段射頻信號(hào)與統(tǒng)一本振頻率信號(hào)混頻得到的多個(gè)中頻信號(hào)在經(jīng)過(guò)ADC采樣后得到多個(gè)接收信號(hào)，多個(gè)接收信號(hào)均位于ADC的第一奈奎斯特區(qū)并且互不重疊，F(xiàn)PGA對(duì)每個(gè)接收信號(hào)中的頻譜進(jìn)行順序調(diào)整。采用本發(fā)明的TDD_RRU，能夠減小設(shè)備的體積，降低功耗并且降低成本。
文檔編號(hào)H04W88/08GK101888688SQ20101014738
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者柴旭榮, 王忠勇, 苗英 申請(qǐng)人:新郵通信設(shè)備有限公司