CN102355276A - 一种收发信机装置和射频远端模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种收发信机装置和射频远端模块，涉及通信技术，本发明实施例通过数字连接器在中频处理器以及转换模块之间实现分板，由于数字连接器是对数字信号进行传递，而数字信号在传送过程中几乎没有损耗，从而实现消除分板造成的损耗。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术，尤其涉及一种收发信机装置和射频远端模块。
背景技术
目前在基站射频远端模块(RRU，Radio Remote Unit)架构设计中，收发信机经常使用到分板技术。
典型的RRU收发信机架构如图1所示，包括模拟收发信机部分101，和数字中频及数字系统管理部分102，其中：
模拟收发信机部分101，包括功放、低噪放、调制解调器、滤波器、模数转换(ADC)、数模转换(DAC)等常规处理器件，同时可以采用射频、中频增益可调节放大器进行增益补偿；
分板可以设置在射频和中频之间，采用可靠、性能有保障的连接器来实现分板两端的连接，例如，在图1中，在虚线处设置分板是一种典型射频分板结构。
数字中频及数字系统管理部分102，包含了数字变频、多载波产生、远端监测管理等各项处理，用以将中频信号与基带信号进行转换，以及系统管理。
采用射频连接器对于射频小信号或中频信号进行分离和连接，是比较常见的分板方式，但是，本发明的发明人发现，通过射频连接器来进行分板处理，分板的成本较高、同时射频连接器造成的损耗也较大。
发明内容
本发明实施例提供一种收发信机装置和射频远端模块，以消除分板造成的损耗。
一种收发信机装置，包括：
模拟收发信机，用于在接收到上行信号后，对接收到的信号进行解调处理和模数转换，在接收到下行信号后，对接收到的下行信号进行数模转换，以及进行调制处理并发送所述转换后的下行信号；
数字中频处理单元，用于对从所述模拟收发信机接收到的数字中频上行信号进行处理，并将处理后的数字中频上行信号转换为基带信号，将需要发送的基带信号转换为数字中频下行信号，对所述数字中频下行信号进行处理并发送给所述模拟收发信机；
数字连接器，用于实现所述模拟收发信机和所述数字中频处理单元的分板连接。
一种收发信机装置，包括：用于将下行数字信号转换为下行模拟信号的数模转换器，以及用于将上行模拟信号转换为上行数字信号的模数转换器，其中，所述模数转换器和所述数模转换器包括用于进行增益补偿的补偿模块。
本发明实施例还提供一种射频远端模块，包括本发明实施例提供的收发信机装置。
本发明实施例提供一种收发信机装置和射频远端模块，通过数字连接器在中频处理器以及转换模块之间实现分板，由于数字连接器是对数字信号进行传递，而数字信号在传送过程中几乎没有损耗，从而实现消除分板造成的损耗。
附图说明
图1为现有技术中的收发信机装置结构示意图；
图2a为本发明实施例提供的收发信机装置结构示意图；
图2b为本发明实施例提供的收发信机装置中模拟收发信机的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的收发信机装置中下行模拟信号处理单元的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的收发信机装置中上行模拟信号处理单元的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的收发信机装置中一种较佳的下行模拟信号处理单元的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的收发信机装置中一种较佳的上行模拟信号处理单元的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的收发信机装置中数模转换器中补偿模块结构示意图；
图8a为本发明实施例提供的收发信机装置中模数转换器的增益补偿噪声曲线图；
图8b为本发明实施例提供的收发信机装置中模数转换器的增益补偿动态调谐增益曲线图；
图9为本发明实施例提供的另一种收发信机装置结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种收发信机装置和射频远端模块，通过数字连接器在中频处理器以及转换模块之间实现分板，由于数字连接器是对数字信号进行传递，而数字信号在传送过程中几乎没有损耗，从而实现消除分板造成的损耗。
如图2a所示，本发明实施例提供的收发信机装置包括：
模拟收发信机201，用于在接收到上行信号后，对接收到的信号进行解调处理和模数转换，在接收到下行信号后，对接收到的下行信号进行数模转换，以及进行调制处理并发送转换后的下行信号；
数字中频处理单元202，用于对从模拟收发信机201接收到的数字中频上行信号进行处理，并将处理后的数字中频上行信号转换为基带信号，将需要发送的基带信号转换为数字中频下行信号，对数字中频下行信号进行处理并发送给模拟收发信机201；
数字连接器203，用于实现模拟收发信机201和数字中频处理单元202的分板连接。
由于在模拟收发信机201和数字中频处理单元202之间实现分板，而不在模拟收发信机201内部实现分板，避免了使用中射频连接器进行分板数据的传输。使用数字连接器203来实现模拟收发信机201和数字中频处理单元202之间的数字信号传输，降低了信号的损耗，同时数字连接器203的成本也低于中射频连接器，降低了分板连接的实现成本。
在多天线系统中，可以使得多个模拟收发信机201通过一个数字连接器203连接数字中频处理单元202，不再需要使用多个连接器实现多天线系统中的分板，进一步节省了分板的成本。
具体的，如图2b所示，模拟收发信机201具体包括：
发射接收单元2011，包括天线和连接天线的双工器，用于接收上行信号和发送下行信号；
连接在发射接收单元和数字中频处理单元之间的上行模拟信号处理单元2012，用于对发射接收单元接收到的上行信号进行解调处理和模数转换，并发送给数字中频处理单元；
连接在发射接收单元和数字中频处理单元之间的下行模拟信号处理单元2013，用于对从数字中频处理单元接收到的下行信号进行数模转换和调制处理，并通过发射接收单元发送。
其中，如图3所示，下行模拟信号处理单元2012具体包括：
下行射频处理单元301，包括连接发射接收单元201的功率放大器3011，和连接功率放大器的下行射频信号滤波器3012；
下行中频处理单元302，连接下行射频处理单元301，包括连接下行射频信号滤波器3012的下行增益可调节放大器3021，连接下行增益可调节放大器3021的调制设备3022，以及连接调制设备3022的数模转换器3023，数模转换器3023通过数字连接器203连接数字中频处理单元202。
如图4所示，上行模拟信号处理单元2013具体包括：
上行射频处理单元401，包括连接发射接收单元201的第一上行射频信号滤波器4011，连接第一上行射频信号滤波器4011的低噪放大器4012，连接低噪放大器4012的放大器4013，以及连接放大器4013的第二上行射频信号滤波器4014；
上行中频处理单元402，连接上行射频处理单元401，包括连接第二上行射频信号滤波器4014的解调设备4021，连接解调设备4021的上行增益可调节放大器4022，连接上行增益可调节放大器4022的中频信号滤波器4023，以及连接中频信号滤波器4023的模数转换器4024，模数转换器4024通过数字连接器203连接数字中频处理单元202。
由于在RRU架构设计中，收发信机经常采用功率、增益调整器件，对收发链路存在的离散性和温度特性进行补偿，如图3中的下行增益可调节放大器3013，和图4中的上行增益可调节放大器4022，但是通过该方式进行功率、增益调整，具有器件多、成本高、控制复杂等问题。
因此，本发明实施例进一步从收发信机装置的整体结构上进行简化，在数模转换器3015和模数转换器4024中设置用于进行增益补偿的补偿模块，从而不再需要通过功率、增益调整器件，对收发链路存在的离散性和温度特性进行补偿，从而实现简化收发链路的补偿设计，进而缩小设计规模和收发信机装置的尺寸。
此时，如图5所示，下行模拟信号处理单元2012具体包括：
下行射频处理单元501，包括连接发射接收单元201的功率放大器5011，和连接功率放大器的下行射频信号滤波器5012；
下行中频处理单元502，连接下行射频处理单元501，包括连接下行射频信号滤波器5012的下行放大器5021，连接下行放大器的调制设备5022，以及连接调制设备的数模转换器5023，数模转换器5023通过数字连接器203连接数字中频处理单元202，且数模转换器包括用于进行增益补偿的补偿模块。
如图6所示，上行模拟信号处理单元2013具体包括：
上行射频处理单元601，包括连接发射接收单元201的第一上行射频信号滤波器6011，连接第一上行射频信号滤波器6011的低噪放大器6012，连接低噪放大器6012的放大器6013，以及连接放大器6013的第二上行射频信号滤波器6014；
上行中频处理单元602，连接上行射频处理单元601，包括连接第二上行射频信号滤波器6014的解调设备6021，连接解调设备6021的上行放大器6022，连接上行放大器6022的中频信号滤波器6023，以及连接中频信号滤波器6023的模数转换器6024，模数转换器6024通过数字连接器203连接数字中频处理单元202，且模数转换器包括用于进行增益补偿的补偿模块。
而在数模转换器和模数转换器中设置合适的补偿模块，可以进一步提高补偿精准度、降低成本。
例如，可以在模数转换器中设置如图7中所示的补偿模块，可以达到数字增益补偿+5～-5dB，电流补偿28mA～14mA，这样，在保证常规增益补偿的条件下，两项补偿颗粒度小于0.1dB，提高了补偿精度。
在数模转换器中设置补偿模块时，则可以设置具有噪声、动态调谐增益的补偿模块，从而实现对信号的增益补偿，在实现+3～-3dB的补偿时，即可在保证常规增益补偿的条件下，删减掉链路中原模拟衰减器，以及其对应的增益。
如图8a和图8b所示，图8a为中频信号(Fin)设置在不同频率时，噪声的变化情况，图8a为中频信号(Fin)设置在不同频率时，动态调谐的增益情况，由图8a和图8b可见，将中频信号设置在相对较高的频率，还可以获取噪声、动态最大化折中结果，使得指标恶化最小，例如可以将中频信号设置在300MHz以上。
在本发明实施例中，数字连接器203可以使用具有高速串行接口的FPGA，例如支持JESD204B接口的FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)，还可以具体为数模转换器和模数转换器所带的串行接口，即通过数模转换器和模数转换器所带的串行接口连接模拟收发信机201和数字中频处理单元202。
本发明实施例还提供一种收发信机装置，如图9所示，该收发信机装置中，包括用于将下行数字信号转换为下行模拟信号的数模转换器901，以及用于将上行模拟信号转换为上行数字信号的模数转换器902，其中，该模数转换器902和数模转换器901包括用于进行增益补偿的补偿模块。
在该实施例中，设置在模数转换器中的用于进行增益补偿的补偿模块可以使用如图7中所示的补偿模块。
在使用具有增益补偿作用的数模转换器901和模数转换器902后，即可删除收发信机装置中，其它进行增益补偿的模块，例如，若收发信机装置中使用增益可调节放大器进行增益补偿，则可以将增益可调节放大器替换为放大级数合适的放大器。从而减小模块体积。同时，在数模转换器中实现下行的增益补偿，删减其它补偿器件，降低了成本，提高了补偿精度，在模数转换器中实现上行的增益补偿，删减其它补偿器件，也降低了成本，同时推后了噪声贡献，提高了噪声性能。
本发明实施例还提供一种射频远端模块，包括本发明实施例提供的收发信机装置。
本发明实施例提供一种收发信机装置和射频远端模块，通过数字连接器在中频处理器以及转换模块之间实现分板，由于数字连接器是对数字信号进行传递，而数字信号在传送过程中几乎没有损耗，从而实现消除分板造成的损耗。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (11)
1.一种收发信机装置，其特征在于，包括：
模拟收发信机，用于在接收到上行信号后，对接收到的信号进行解调处理和模数转换，在接收到下行信号后，对接收到的下行信号进行数模转换，以及进行调制处理并发送所述转换后的下行信号；
数字中频处理单元，用于对从所述模拟收发信机接收到的数字中频上行信号进行处理，并将处理后的数字中频上行信号转换为基带信号，将需要发送的基带信号转换为数字中频下行信号，对所述数字中频下行信号进行处理并发送给所述模拟收发信机；
数字连接器，用于实现所述模拟收发信机和所述数字中频处理单元的分板连接。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模拟收发信机具体包括：
发射接收单元，包括天线和连接所述天线的双工器，用于接收上行信号和发送下行信号；
连接在所述发射接收单元和所述数字中频处理单元之间的上行模拟信号处理单元，用于对所述发射接收单元接收到的上行信号进行解调处理和模数转换，并发送给所述数字中频处理单元；
连接在所述发射接收单元和所述数字中频处理单元之间的下行模拟信号处理单元，用于对从所述数字中频处理单元接收到的下行信号进行数模转换和调制处理，并通过所述发射接收单元发送。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述上行模拟信号处理单元具体包括：
上行射频处理单元，包括连接所述发射接收单元的第一上行射频信号滤波器，连接所述第一上行射频信号滤波器的低噪放大器，连接所述低噪放大器的放大器，以及连接所述放大器的第二上行射频信号滤波器；
上行中频处理单元，连接所述上行射频处理单元，包括连接所述第二上行射频信号滤波器的解调设备，连接所述解调设备的上行增益可调节放大器，连接所述上行增益可调节放大器的中频信号滤波器，以及连接所述中频信号滤波器的模数转换器，所述模数转换器通过所述数字连接器连接所述数字中频处理单元。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述下行模拟信号处理单元具体包括：
下行射频处理单元，包括连接所述发射接收单元的功率放大器，和连接所述功率放大器的下行射频信号滤波器；
下行中频处理单元，连接所述下行射频处理单元，包括连接所述下行射频信号滤波器的下行增益可调节放大器，连接所述下行增益可调节放大器的调制设备，以及连接所述调制设备的数模转换器，所述数模转换器通过所述数字连接器连接所述数字中频处理单元。
5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述上行模拟信号处理单元具体包括：
上行射频处理单元，包括连接所述发射接收单元的第一上行射频信号滤波器，连接所述第一上行射频信号滤波器的低噪放大器，连接所述低噪放大器的放大器，以及连接所述放大器的第二上行射频信号滤波器；
上行中频处理单元，连接所述上行射频处理单元，包括连接所述第二上行射频信号滤波器的解调设备，连接所述解调设备的上行放大器，连接所述上行放大器的中频信号滤波器，以及连接所述中频信号滤波器的模数转换器，所述模数转换器通过所述数字连接器连接所述数字中频处理单元，且所述模数转换器包括用于进行增益补偿的补偿模块。
6.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述下行模拟信号处理单元具体包括：
下行射频处理单元，包括连接所述发射接收单元的功率放大器，和连接所述功率放大器的下行射频信号滤波器；
下行中频处理单元，连接所述下行射频处理单元，包括连接所述下行射频信号滤波器的下行放大器，连接所述下行放大器的调制设备，以及连接所述调制设备的数模转换器，所述数模转换器通过所述数字连接器连接所述数字中频处理单元，且所述数模转换器包括用于进行增益补偿的补偿模块。
7.如权利要求1-6任一所述的装置，其特征在于，所述数字连接器具体为具有串行接口的现场可编程门阵列FPGA。
8.如权利要求3或5所述的装置，其特征在于，所述数字连接器具体为所述数模转换器的串行接口。
9.如权利要求4或6所述的装置，其特征在于，所述数字连接器具体为所述模数转换器的串行接口。
10.一种收发信机装置，包括：用于将下行数字信号转换为下行模拟信号的数模转换器，以及用于将上行模拟信号转换为上行数字信号的模数转换器，其特征在于，
所述模数转换器和所述数模转换器包括用于进行增益补偿的补偿模块。
11.一种射频远端模块，其特征在于，包括如权利要求1-10任一所述的收发信机装置。
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