CN102752250A - 上下行链路的中频处理方法、装置及rru - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种上下行链路的中频处理方法、装置及RRU，其中上行链路的中频处理方法包括：RRU将接收到的多个天线通道中的上行窄带信号合成为一个上行宽带信号；将所述上行宽带信号分解为包含有多个上行低速信号的混合信号，其中所述上行低速信号与所述多个天线通道中的载波一一对应；通过对所述混合信号进行滤波处理，将每个所述上行低速信号从所述混合信号滤出成为独立的上行低速信号；分别对每个所述独立的上行低速信号进行FFT运算，得到相应的基带信号，经光纤发送给BBU。本发明降低了TD-SCDMA系统中数字中频逻辑资源的消耗。

Description

上下行链路的中频处理方法、装置及RRU
技术领域
本发明涉及一种上下行链路的中频处理方法、装置及射频拉远单元(Radio Remote Unit，简称：RRU)，属于时分同步码分多址(TimeDivision-Synchronous Code Division Multiple Access，简称：TD-SCDMA)领域。
背景技术
现有TD-SCDMA网络中使用的分布式基站架构中主要包括RRU和室内基带处理单元(Building Base band Unit，简称：BBU)，RRU与BBU之间进行光纤连接。RRU将接收到的无线射频信号转换为基带信号经光纤发送给BBU的链路称为上行链路；BBU将接收到的基带信号经光纤发送给RRU再转换为无线射频信号发送到无线空间中的链路称为下行链路。
数字中频处理过程在目前的RRU系统中是逻辑资源耗费最大的一部分。为了在有限的逻辑资源中处理更多的载波，现有技术中都是基于最经典的软件无线电的正交变频理论和级联变速理论，为混频器配备一系列级联的滤波器，如级联积分梳状(Cascaded Integrator Comb，简称：CIC)滤波器、有限冲激响应(Finite Impulse Response，简称：FIR)滤波器、半带滤波器、成型滤波器及匹配滤波器等实现的。
虽然现有技术是比较成熟且最商业化的模型，为了尽可能的降低逻辑资源中数字信号处理器(DSP)资源的使用率，会将滤波器的复用度达到最高，但这种做法对于现有TD-SCDMA系统中的中频系统而言，很难有效地降低中频逻辑资源的耗费，原因是：
1、TD-SCDMA分配的带宽大，目前A频段+B频段一共分配了35M的带宽，但是加上A频段即将开放的后20M带宽，将会有55M的带宽，因此即使进行滤波器的复用也要消耗大量的中频逻辑资源；
2、TD-SCDMA系统采用智能天线架构，这意味着八个通道的中频处理的计算量是单通道时的8倍，从而仍然要消耗大量的中频逻辑资源。
发明内容
本发明提供一种上下行链路的中频处理方法、装置及RRU，用以降低TD-SCDMA系统中数字中频逻辑资源的消耗。
本发明一方面提供一种上行链路的中频处理方法，其中包括：
RRU将接收到的多个天线通道中的上行窄带信号合成为一个上行宽带信号；
将所述上行宽带信号分解为包含有多个上行低速信号的混合信号，其中所述上行低速信号与所述多个天线通道中的载波一一对应；
通过对所述混合信号进行滤波处理，将每个所述上行低速信号从所述混合信号滤出成为独立的上行低速信号；
分别对每个所述独立的上行低速信号进行FFT运算，得到相应的基带信号，经光纤发送给BBU。
本发明另一方面提供一种下行链路的中频处理方法，其中包括：
RRU将从BBU接收到的多个基带信号分别进行IFFT运算，得到包含有多个下行低速信号的混合信号，其中所述下行低速信号与多个天线通道中的载波一一对应；
通过对所述混合信号进行滤波处理，将每个所述下行低速信号从所述混合信号滤出成为独立的下行低速信号；
将多个所述独立的下行低速信号合成为一个下行宽带信号；
将所述下行宽带信号分解为多个下行窄带信号分别传输给相应的天线通道，其中下行窄带信号与所述多个天线通道一一对应。
本发明再一方面提供一种上行链路的中频处理装置，其中包括：
上行合成模块，用于将RRU接收到的多个天线通道中的上行窄带信号合成为一个上行宽带信号；
上行分解模块，用于将上行合成模块生成的所述上行宽带信号分解为包含有多个上行低速信号的混合信号，其中所述上行低速信号与所述多个天线通道中的载波一一对应；
上行滤波模块，用于通过对上行分解模块生成的所述混合信号进行滤波处理，将每个所述上行低速信号从所述混合信号滤出成为独立的上行低速信号；
上行运算模块，用于分别对上行滤波模块滤出的每个所述独立的上行低速信号进行FFT运算，得到相应的基带信号，经光纤发送给BBU。
本发明又一方面提供一种下行链路的中频处理装置，其中包括：
下行运算模块，用于将RRU从BBU接收到的多个基带信号分别进行IFFT运算，得到包含有多个下行低速信号的混合信号，其中所述下行低速信号与多个天线通道中的载波一一对应；
下行滤波模块，用于通过对下行运算模块生成的所述混合信号进行滤波处理，将每个所述下行低速信号从所述混合信号滤出成为独立的下行低速信号；
下行合成模块，用于将下行滤波模块滤出的多个所述独立的下行低速信号合成为一个下行宽带信号；
下行分解模块，用于将下行合成模块合成的所述下行宽带信号分解为多个下行窄带信号分别传输给相应的天线通道，其中下行窄带信号与所述多个天线通道一一对应。
本发明又一方面提供一种RRU，其中包括如上所述的上行链路的中频处理装置及下行链路的中频处理装置。
本发明降低了TD-SCDMA系统中数字中频逻辑资源的消耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述上行链路的中频处理方法实施例的流程图；
图2为本发明所述上行链路的中频处理装置实施例的结构示意图；
图3A～图3C为采用图1所示方法或图2所示装置的仿真图；
图4为本发明所述下行链路的中频处理方法实施例的流程图；
图5为本发明所述下行链路的中频处理装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明所述上行链路的中频处理方法实施例的流程图，如图所示，包括如下步骤：
步骤110，RRU将接收到的多个天线通道中的上行窄带信号合成为一个上行宽带信号。
具体地，可以先分别对每个天线通道中的上行窄带信号进行采样得到上行采样信号，具体的采样率应满足软件无线电技术中的信道化接收要求，例如，可选的采样率为，其中，CBw为单载波的带宽。
然后将各个天线通道对应的上行采样信号在频域上以预定间隔顺序排开并叠加在一起形成所述上行宽带信号。例如，可选的预定间隔为，其中，N为天线通道的数量，每个天线对应一个天线通道。
步骤120，将所述上行宽带信号分解为包含有多个上行低速信号的混合信号，其中所述上行低速信号与所述多个天线通道中的载波一一对应。
例如八个天线通道，每个天线通道有32个载波，则所述混合信号中包含256个上行低速信号。通过执行本步骤中的分解过程，可以将处于高倍速的上行宽带信号下调至最低1倍(1X)速率。
步骤130，通过对所述混合信号进行滤波处理，将每个所述上行低速信号从所述混合信号滤出成为独立的上行低速信号。
具体地，可以根据载波的频率滤出具有相应频率的上行低速信号。
步骤140，分别对每个所述独立的上行低速信号进行快速傅里叶变换(简称：FFT)运算，得到相应的基带信号，经光纤发送给BBU。
其中，FFT运算是计算离散傅里叶变换的一种快速算法，采用这种算法能使计算离散傅里叶变换所需要的乘法次数大为减少，特别是被变换的抽样点数越多，该算法计算量的节省就越显著。
本实施例所述方法降低了TD-SCDMA系统中数字中频逻辑资源的消耗，具体地体现在如下几个方面：
1、滤波器的工作速率
由于现有的滤波器工作在各自不同的速率上，对于分布在高速率上的滤波器明显是会大量占用逻辑资源中的DSP资源；而本实施例所述方法将上行宽带信号一次性分解为对应于每个载波的上行低速信号，然后针对这些上行低带信号再进行滤波，从而使各个滤波器均工作在低速率上，从而减少了DSP资源的消耗；
2、滤波器的数量
现有的中频处理过程中不同载波通道需要使用各自单独的滤波器，例如八个天线通道，每个天线通道有32个载波，因此需要256套滤波系统；而本实施例所述方法中所有载波通道仅公用1套滤波系统，每套滤波系统中包含256个滤波器。
3、混频器
现有的中频处理过程中需要使用混频器，该混频器工作在高速率上且无法复用，因此比较占用逻辑资源；而本本实施例所述方法将所有混频过程转换为工作在低速率的FFT运算，因此节省了逻辑资源。
以下基于信道化收发机数学模型理论说明本实施例所述方法的可行性原理：
上式为原始经典的软件无线电变频模型，其中，......分别表示N个通道中进行上行中频处理后得到的上行输出信号，表示进行上行中频处理前的信号，......表示进行上行中频处理的过程，表示卷积运算，表示滤波运算。
经推导后(具体的推导过程为现有技术，此处不再赘述)，上式可以变为：
由该式可以看出，上行输出信号可以通过对上行输入信号进行采样、滤波及FFT运算得到，即相当于本实施例所述方法中的各个步骤，因此本实施例所述方法应用于TD-SCDMA系统是完全可以实现的。
图2为本发明所述上行链路的中频处理装置实施例的结构示意图，如图所示，该装置包括：上行合成模块11、上行分解模块12、上行滤波模块13及上行运算模块14，其工作原理如下：
首先由上行合成模块11将RRU接收到的多个天线通道中的上行窄带信号合成为一个上行宽带信号。图中，X1～XN表示接收到的N个上行窄带信号，N为天线通道的数量。具体地，可以先分别对每个天线通道中的上行窄带信号进行采样得到上行采样信号，然后将各个天线通道对应的上行采样信号在频域上以预定间隔顺序排开并叠加在一起形成所述上行宽带信号。
然后，由上行分解模块12将上行合成模块11生成的所述上行宽带信号分解为包含有多个上行低速信号的混合信号。其中所述上行低速信号与所述多个天线通道中的载波一一对应，通过执行本步骤中的分解过程，可以将处于高倍速的上行宽带信号下调至最低1倍(1X)速率。
然后，由上行滤波模块13通过对上行分解模块12生成的所述混合信号进行滤波处理，将每个所述上行低速信号从所述混合信号滤出成为独立的上行低速信号。具体地，可以采用滤波器1～滤波器M根据载波的频率滤出具有相应频率的上行低速信号，其中，M表示N个天线通道中全部载波的数量。
最后，由上行运算模块14分别对上行滤波模块13滤出的每个所述独立的上行低速信号进行FFT运算，得到相应的基带信号Y1～YM，经光纤发送给BBU(图中未示出)。
本实施例所述装置降低了TD-SCDMA系统中数字中频逻辑资源的消耗，以下通过仿真实现进一步说明技术效果。
假设天线通道的数量为四个，每个天线通道中的上行窄带信号包含12个载波，每个载波的频谱图如图3A所示；采用本实施例所述方法进行合成后生成的上行宽带信号的频谱图如图3B所示；此后，进行分解及FFT运算后得到的每个载波的频谱图如图3C所示。在图3C中，进行分解及FFT运算后得到的每个载波的频谱图位于下方；如图3A所示的频谱图位于上方，二者相比，可见结果正确。
图4为本发明所述下行链路的中频处理方法实施例的流程图，如图所示，该方法包括如下步骤：
步骤210，RRU将从BBU接收到的多个基带信号分别进行I FFT运算，得到包含有多个下行低速信号的混合信号，其中所述下行低速信号与多个天线通道中的载波一一对应。
其中，IFFT运算是指反向FFT运算。例如，假设载波的数量为256个，则该混合信号也相应地包含256个下行低速信号。
步骤220，通过对所述混合信号进行滤波处理，将每个所述下行低速信号从所述混合信号滤出成为独立的下行低速信号。
具体地，可以根据载波的频率滤出具有相应频率的下行低速信号。
步骤230，将多个所述独立的下行低速信号合成为一个下行宽带信号。
具体地，可以将多个独立的下行低速信号在频域上以预定间隔顺序排开并叠加在一起形成下行宽带信号。例如，可选的预定间隔为，其中，N为天线通道的数量，CBw为单载波的带宽。
步骤240，将所述下行宽带信号分解为多个下行窄带信号分别传输给相应的天线通道，其中下行窄带信号与所述多个天线通道一一对应。
例如，假设有8个天线通道，则相应地分解出8个下行窄带信号。
此后，由在天线通道中将相应的下行窄带信号发射出去。
本实施例所述方法是上述上行链路的中频处理方法的逆过程，因此也在上述提到的滤波器和混频器等方面降低了TD-SCDMA系统中数字中频逻辑资源的消耗。
图5为本发明所述下行链路的中频处理装置实施例的结构示意图，如图所示，该装置包括：下行运算模块21、下行滤波模块22、下行合成模块23及下行分解模块24，其工作原理如下：
首先由下行运算模块21将RRU从BBU接收到的多个基带信号Y1～YM分别进行IFFT运算，得到包含有多个下行低速信号的混合信号，其中所述下行低速信号与多个天线通道中的载波一一对应。其中，IFFT运算是指反向FFT运算。例如，假设载波的数量为256个，则该混合信号也相应地包含256个下行低速信号。
然后由下行滤波模块22通过对下行运算模块21生成的所述混合信号进行滤波处理，将每个所述下行低速信号从所述混合信号滤出成为独立的下行低速信号。具体地，可以使用滤波器1～滤波器M根据载波的频率滤出具有相应频率的下行低速信号，其中，M表示N个天线通道中全部载波的数量。
然后由下行合成模块23将下行滤波模块22滤出的多个所述独立的下行低速信号合成为一个下行宽带信号。具体地，可以将多个独立的下行低速信号在频域上以预定间隔顺序排开并叠加在一起形成下行宽带信号。例如，可选的预定间隔为，其中，N为天线通道的数量，CBw为单载波的带宽。
最后由下行分解模块24将下行合成模块23合成的所述下行宽带信号分解为多个下行窄带信号X1～XN分别传输给相应的天线通道，其中下行窄带信号与所述多个天线通道一一对应，N为天线通道的数量。例如，假设有8个天线通道，则相应地分解出8个下行窄带信号。此后，由在天线通道中将相应的下行窄带信号发射出去。
本实施例所述装置所实现的下行链路的中频处理方法是上述上行链路的中频处理方法的逆过程，因此也在上述提到的滤波器和混频器等方面降低了TD-SCDMA系统中数字中频逻辑资源的消耗。
另外，上述上行链路的中频处理装置及下行链路的中频处理装置均可以设置于一个RRU中，使该RRU可以同时对上下行链路进行中频处理，以便降低TD-SCDMA系统中数字中频逻辑资源的消耗。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种上行链路的中频处理方法，其特征在于包括：
RRU将接收到的多个天线通道中的上行窄带信号合成为一个上行宽带信号；
将所述上行宽带信号分解为包含有多个上行低速信号的混合信号，其中所述上行低速信号与所述多个天线通道中的载波一一对应；
通过对所述混合信号进行滤波处理，将每个所述上行低速信号从所述混合信号滤出成为独立的上行低速信号；
分别对每个所述独立的上行低速信号进行FFT运算，得到相应的基带信号，经光纤发送给BBU。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述多个天线通道中的上行窄带信号合成为一个上行宽带信号包括：
分别对每个天线通道中的上行窄带信号进行采样得到上行采样信号；
将各个天线通道对应的上行采样信号在频域上以预定间隔顺序排开并叠加在一起形成所述上行宽带信号。
3.一种下行链路的中频处理方法，其特征在于包括：
RRU将从BBU接收到的多个基带信号分别进行IFFT运算，得到包含有多个下行低速信号的混合信号，其中所述下行低速信号与多个天线通道中的载波一一对应；
通过对所述混合信号进行滤波处理，将每个所述下行低速信号从所述混合信号滤出成为独立的下行低速信号；
将多个所述独立的下行低速信号合成为一个下行宽带信号；
将所述下行宽带信号分解为多个下行窄带信号分别传输给相应的天线通道，其中下行窄带信号与所述多个天线通道一一对应。
4.一种上行链路的中频处理装置，其特征在于包括：
上行合成模块，用于将RRU接收到的多个天线通道中的上行窄带信号合成为一个上行宽带信号；
上行分解模块，用于将上行合成模块生成的所述上行宽带信号分解为包含有多个上行低速信号的混合信号，其中所述上行低速信号与所述多个天线通道中的载波一一对应；
上行滤波模块，用于通过对上行分解模块生成的所述混合信号进行滤波处理，将每个所述上行低速信号从所述混合信号滤出成为独立的上行低速信号；
上行运算模块，用于分别对上行滤波模块滤出的每个所述独立的上行低速信号进行FFT运算，得到相应的基带信号，经光纤发送给BBU。
5.一种下行链路的中频处理装置，其特征在于包括：
下行运算模块，用于将RRU从BBU接收到的多个基带信号分别进行IFFT运算，得到包含有多个下行低速信号的混合信号，其中所述下行低速信号与多个天线通道中的载波一一对应；
下行滤波模块，用于通过对下行运算模块生成的所述混合信号进行滤波处理，将每个所述下行低速信号从所述混合信号滤出成为独立的下行低速信号；
下行合成模块，用于将下行滤波模块滤出的多个所述独立的下行低速信号合成为一个下行宽带信号；
下行分解模块，用于将下行合成模块合成的所述下行宽带信号分解为多个下行窄带信号分别传输给相应的天线通道，其中下行窄带信号与所述多个天线通道一一对应。
6.一种RRU，其特征在于包括权利要求4所述的上行链路的中频处理装置及权利要求5所述的下行链路的中频处理装置。
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