CN102833196A - 一种时分复用滤波方法及装置 - Google Patents

一种时分复用滤波方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种时分复用滤波方法及装置，该方法根据TDD-LTE系统基带数据码片速率，生成进行数据发送和接收的时隙坐标，并根据该时隙坐标在相应的时间片接收发发送侧和接收侧数据，将接收到的数据进行成型滤波，并解析滤波后的数据在相应的时间片上发送。由于在本发明中生成了时隙坐标，将发送侧和接收侧数据在不同的时间片上时分复用成型滤波器，因此发送侧和接收侧无需再单独设置成型滤波器，减少了计算单元和存储单元的数量，从而降低了成型滤波器的成本。

Description

一种时分复用滤波方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通信系统滤波技术领域，尤其涉及一种时分复用滤波方法及装置。
背景技术
在时分双工长期演进(Time-Division Duplex Long Term Evolution，TDD-LTE)系统中，为了抑制旁瓣，减小对邻近信道的干扰，同相正交(In-phaseQuadrature，IQ)信号的发送和接收均需要进行成型滤波。为了能够保证系统的性能，在发送侧和接收侧都需要使用高阶成型滤波装置。
但是随着成型滤波装置的阶数的增加，其将会消耗大量的计算单元和存储单元。并且由于在整个系统的发送侧和接收侧都需要设置一套成型滤波装置，因此计算单元和存储单元的消耗将会是两倍。降低通信设备的成本为现有的一个发展趋势，如何降低TDD-LTE系统中发送侧和接收侧成型滤波器的资源消耗，成为业内亟待解决的问题。
现有技术中为了降低TDD-LTE系统中发送侧和接收侧成型滤波器的资源消耗包括：减少成型滤波器的运算量，以减少成形滤波器中计算单元和存储单元的数量，但是该方法由于计算量的减少，无法在有效保证系统的性能的前提下减少资源消耗。或者，在现有技术中还可以通过提高成型滤波器的工作时钟的频率，在发送侧和接收侧分别进行多载波复用，从而达到节省计算单元和存储单元的目的，但是该方法中当时钟频率提高至饱和后，无法进一步节省资源。
因此，现有技术中的方法都无法有效的降低TDD-LTE系统中发送侧和接收侧成型滤波器的资源消耗。
发明内容
本发明提供一种时分复用滤波方法及装置，用于解决现有技术TDD-LTE系统中发送侧和接收侧成型滤波器的资源消耗高的问题。
本发明提供了一种时分双工复用滤波方法，该方法包括以下步骤：
根据时分双工长期演进TDD-LTE系统基带数据码片速率，及TDD-LTE系统帧结构，生成进行数据发送和接收的时隙坐标；
根据生成的时隙坐标，在相应的时间片接收发送侧和接收侧数据；
将接收到的数据合并后进行成型滤波；
根据生成的时隙坐标，解析成型滤波后的数据并在相应的时间片上发送。
本发明提供了一种时分双工复用滤波装置，所述装置包括：
时隙坐标计算模块，用于根据时分双工长期演进TDD-LTE系统基带数据码片速率，及TDD-LTE系统帧结构，生成进行数据发送和接收的时隙坐标，将生成的时隙坐标发送到组帧输入控制模块及解帧输出控制模块；
组帧输入控制模块，用于根据生成的时隙坐标，在相应的时间片接收发送侧和接收侧数据；
成型滤波模块，用于将接收到的数据合并后进行成型滤波；
解帧输出控制模块，用于根据生成的时隙坐标，解析成型滤波后的数据并在相应的时间片上发送。
本发明提供了一种时分复用滤波方法及装置，该方法根据TDD-LTE系统基带数据码片速率，生成进行数据发送和接收的时隙坐标，并根据该时隙坐标在相应的时间片接收发发送侧和接收侧数据，将接收到的数据进行成型滤波，并解析滤波后的数据在相应的时间片上发送。由于在本发明中生成了时隙坐标，将发送侧和接收侧数据在不同的时间片上时分复用成型滤波器，因此发送侧和接收侧无需再单独设置成型滤波器，减少了计算单元和存储单元的数量，从而降低了成型滤波器的成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明提供的一种时分复用滤波过程；
图2A为TDD-LTE系统中协议一种帧格式示意图；
图2B为TDD-LTE系统中协议另一种帧格式示意图；
图3为本发明使用的TDD-LTE系统协议的时隙配置信息示意图；
图4为本发明提供的该时分复用滤波装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明为了有效的节省成型滤波器的计算单元和存储单元的数量，提供了一种时分复用滤波方法及装置。
图1为本发明提供的一种时分复用滤波过程，该过程包括以下步骤：
S101：根据时分双工长期演进TDD-LTE系统基带数据码片速率，及TDD-LTE系统帧结构，生成进行数据发送和接收的时隙坐标。
生成进行数据发送和接收的时隙坐标，包括：根据TDD-LTE系统帧结构，以及所述TDD-LTE系统基带数据码片速率，将每N个TDD-LTE系统基带数据码片速率作为时钟速率，生成进行数据发送和接收的时隙坐标，其中N为不小于1的整数，该时隙坐标包括：帧指示信息、子帧指示信息、时隙指示信息和码片指示信息。
S102：根据生成的时隙坐标，在相应的时间片接收发送侧和接收侧数据。
其中，该接收发送侧和接收侧数据包括：接收接收前级模块和发送前级模块处理后的数据。
S103：将接收到的数据合并后进行成型滤波，并根据生成的时隙坐标，解析成型滤波后的数据并在相应的时间片上发送。
具体的将接收到的数据进行成型滤波，包括：根据生成的时隙坐标，以及当前系统时隙配置信息，将时间片上接收到的接收侧前级处理数据和发送侧基带数据合并，以N个TDD-LTE系统基带数据码片速率输入到成型滤波器进行滤波。
本发明中该基于时分复用的滤波方法，接收接收前级模块和发送前级模块处理后的数据，对该数据进行时分复用滤波处理，并将滤波处理后的数据发送给接收后级模块和发送后级模块进行后续处理。其中接收前级模块和发送前级模块包括：接收侧前级处理模块和发送侧基带处理模块，接收后级模块和发送后级模块包括：接收侧基带处理模块和发射侧后级处理模块。
根据生成的时隙坐标，解析成型滤波后的数据在相应的时间片上发送，包括：根据生成的时隙坐标，以及系统当前的时隙配置信息，获取时间片上滤波后及合并后的接收侧前级处理数据和发送侧基带数据；解析该滤波及合并后的接收侧前级处理数据和发送侧基带数据，获取滤波后的接收侧前级处理数据和发送侧基带数据，并在相应的时间片上发送。
由于在本发明中生成了时隙坐标，根据该时隙坐标，将发送侧和接收侧数据在不同的时间片上时分复用成型滤波器，因此发送侧和接收侧无需再单独设置成型滤波器，减少了计算单元和存储单元的数量，从而降低了成型滤波器的成本。
具体的在本发明中根据时分双工无线通信系统中的帧结构的特点，确定时隙坐标。图2A为本发明提供的TDD-LTE系统中一种协议帧格式示意图，根据图2A所示可知，在一个10ms无线帧中包括两个5ms半帧，每个半帧包括5个子帧，每个子帧为1ms，分别为子帧0～子帧4和子帧5～子帧9，并且在每个半帧中包含特殊时隙，该特殊时隙包括下行导频时隙(Downlink Pilot TimeSlot，DwPTS)、保护间隔(Guard Period，GP)和上行导频时隙(Uplink PilotTime Slot，UpPTS)，其中该特殊时隙分别位于第一个5ms半帧的子帧1中，及第二个5ms半帧的子帧6中。图2B为TDD-LTE系统中协议另一种帧格式示意图，根据图2B所示可知，在该10ms无线帧中包括10个子帧分别为子帧0～子帧9，每个子帧为1ms，并且在子帧1中包括特殊时隙DwPTS、GP和UpPTS。
根据TDD-LTE系统基带数据码片速率VTDD-LTE，确定滤波过程中的工作时钟，其中工作时钟的速率VCLK满足VCLK＝N·VTDD-LTE，其中N为不小于1的整数。根据确定的工作时钟频率，以及TDD-LTE系统的帧结构生成数据发送和接收的时隙坐标。其中生成的时隙坐标与图中的2A及图2B中TDD-LTE系统的帧格式相同，每个TDD-LTE系统基带数据码片持续N个VCLK。
按照TDD-LTE系统协议帧格式生成的时隙坐标，该时隙坐标中包括帧指示信息、子帧指示信息、时隙指示信息以及码片指示信息等。根据生成的时隙坐标，在不同的时间片选择发送和接收前级模块的数据。
具体的将发送前级模块的数据CHT和接收前级模块的数据CHR，根据工作时钟速率VCLK转换至VCLK速率的CHT-CLK和CHR-CLK。根据生成的时隙坐标中的帧指示信息、子帧指示信息、时隙指示信息和码片指示信息，以及当前系统的时隙配置情况，将时间片上离散的转换为VCLK速率的发送前级模块的数据CHT-CLK和接收前级模块的数据CHR-CLK，共2路数据组成时间片上1路数据CHTR-CLK。由于在本发明中CHT-CLK和CHR-CLK的速率都根据VCLK速率确定，并且VCLK为N倍的VTDD-LTE，因此两路离散的发送数据CHT-CLK和接收数据CHR-CLK在组帧时不会在同一时间片上冲突。
在每个时间片上，将承载了发送数据和接收数据的1路数据CHTR-CLK，以VCLK速率发送到成型滤波器进行滤波，得到滤波后的数据CHTR-CLK-SF。由于在TDD-LTE系统中数据在成型滤波前后的速率不变，因此成型滤波器将滤波得到的数据CHTR-CLK-SF以VCLK速率发送出去。
根据生成的时隙坐标，以及系统当前的时隙配置信息，将每个时间片上连续的滤波后的1路CHTR-CLK-SF数据解析至时间片上离散的滤波后的发送数据CHT-CLK-SF和接收数据CHR-CLK-S。
将得到滤波后的发送数据和接收数据由VCLK速率转换至发送后模块和接收后模块的数据速率，得到发送数据CHT-SF和接收数据CHR-SF。将得到的发送数据和接收数据发送至发送后级模块和接收后级模块。
图3为本发明使用的TDD-LTE系统协议的时隙配置信息示意图，在TDD-LTE系统中包括7种时隙配置信息，具体如图3所示，每个无线帧为10ms，每个子帧为1ms，其中在第二个子帧中包含特殊时隙，在每种时隙配置信息中黄色代表下行时隙，蓝色代表上行时隙，在下行时隙放置发送数据，在上行时隙放置接收数据。
下面结合一个具体的实施例，对本发明进行详细说明。
TDD-LTE系统基带数据在不同带宽下码片速率分别为7.68M，15.36M，30.72M，现以TDD-LTE系统基带数据码片速率为30.72M为例进行说明，这里N取2，根据VCLK＝N·VTDD-LTE可以得到滤波过程中的工作时钟VCLK＝61.44M。
根据确定的工作时钟，以及图2A及图2B所示的TDD-LTE系统中协议帧格式，生成时隙坐标，其中TDD-LTE系统协议帧指示，以10ms为周期，子帧指示以1ms为周期，其中包括特殊时隙DwPTS、GP和UpPTS。时隙指示以0.5ms为周期，码片指示以2个61.44M时钟为周期。
将接收到的发送前级模块的数据和接收前级模块的数据速率转换为61.44M的速率。在进行速率转换的过程中，可以根据时钟速率以及系统成型滤波需求进行适当变化，例如将IQ并行32bit转换为IQ串行16bit等。
将得到的61.44M速率的数据，根据生成的时隙坐标，以及当前系统的时隙配置信息，例如图3中的配置1，在下行时隙放置发送数据，在上行时隙放置接收数据，将2路离散的数据合并为1路连续的数据。将合并后的1路数据，在61.44M时钟速率下进行滤波。
滤波后将滤波后的1路数据以61.44M时钟速率送出，其中滤波后的数据格式与滤波前的数据格式相同。当获取了滤波后的1路数据后，根据生成的时隙坐标，以及当前系统的时隙配置，对接收到的数据进行解析，得到离散的2路滤波后的数据，其中该过程为上述将2路离散数据合并为1路连续数据的逆过程。
获得滤波后的2路离散数据后，将2路离散数据根据发送后级模块以及接收后级模块的速率要求进行转换，转换为相应速率的数据后，将每路数据的格式与后级模块的格式进行适配，并将适配后的数据发送到发送后级模块或接收后级模块。
由于在本发明中生成了时隙坐标，根据该时隙坐标，将发送侧和接收侧数据在不同的时间片上时分复用成型滤波器，因此发送侧和接收侧无需再单独设置成型滤波器，减少了计算单元和存储单元的数量，从而降低了成型滤波器的成本。
具体的在本发明中该时分复用滤波方法基于时分复用滤波装置实现，图4为本发明提供的该时分复用滤波装置的结构示意图，该装置包括：
时隙坐标计算模块41，用于根据时分双工长期演进TDD-LTE系统基带数据码片速率，及TDD-LTE系统帧结构，生成进行数据发送和接收的时隙坐标，将生成的时隙坐标发送到组帧输入控制模块及解帧输出控制模块；
组帧输入控制模块42，用于根据生成的时隙坐标，在相应的时间片接收发送侧和接收侧数据；
成型滤波模块43，用于将接收到的数据合并后进行成型滤波；
解帧输出控制模块44，用于根据生成的时隙坐标，解析成型滤波后的数据并在相应的时间片上发送。
所述时隙坐标计算模块41，具体用于根据TDD-LTE系统帧结构，以及所述TDD-LTE系统基带数据码片速率，将每N个TDD-LTE系统基带数据码片速率作为时钟速率，生成进行数据发送和接收的时隙坐标，其中N为不小于1的整数，该时隙坐标包括：帧指示信息、子帧指示信息、时隙指示信息和码片指示信息。
组帧输入控制模块42，具体用于接收接收前级模块和发送前级模块处理后的数据。
所述组帧输入控制模块42，具体用于根据生成的时隙坐标，以及当前系统时隙配置信息，将时间片上接收到的接收侧前级处理数据和发送侧基带数据合并，以N个TDD-LTE系统基带数据码片速率输入到成型滤波器进行滤波。
所述解帧输出控制模块44，具体用于根据生成的时隙坐标，以及系统当前的时隙配置信息，获取时间片上滤波后及合并后的接收侧前级处理数据和发送侧基带数据；解析该滤波及合并后的接收侧前级处理数据和发送侧基带数据，获取滤波后的接收侧前级处理数据和发送侧基带数据，并在相应的时间片上发送。
本发明提供了一种时分复用滤波方法及装置，该方法根据TDD-LTE系统基带数据码片速率，生成进行数据发送和接收的时隙坐标，并根据该时隙坐标在相应的时间片接收发发送侧和接收侧数据，将接收到的数据进行成型滤波，并解析滤波后的数据在相应的时间片上发送。由于在本发明中生成了时隙坐标，将发送侧和接收侧数据在不同的时间片上时分复用成型滤波器，因此发送侧和接收侧无需再单独设置成型滤波器，减少了计算单元和存储单元的数量，从而降低了成型滤波器的成本。
上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种时分双工复用滤波方法，其特征在于，所述方法包括：
根据时分双工长期演进TDD-LTE系统基带数据码片速率，及TDD-LTE系统帧结构，生成进行数据发送和接收的时隙坐标；
根据生成的时隙坐标，在相应的时间片接收发送侧和接收侧数据；
将接收到的数据合并后进行成型滤波；
根据生成的时隙坐标，解析成型滤波后的数据并在相应的时间片上发送。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成进行数据发送和接收的时隙坐标，包括：
根据TDD-LTE系统帧结构，以及所述TDD-LTE系统基带数据码片速率，将每N个TDD-LTE系统基带数据码片速率作为时钟速率，生成进行数据发送和接收的时隙坐标，其中N为不小于1的整数，该时隙坐标包括：帧指示信息、子帧指示信息、时隙指示信息和码片指示信息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述发送侧和接收侧数据包括：接收前级模块和发送前级模块处理后的数据。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将接收到的数据合并后进行成型滤波，包括：
根据生成的时隙坐标，以及当前系统时隙配置信息，将时间片上接收到的接收侧前级处理数据和发送侧基带数据合并，以N个TDD-LTE系统基带数据码片速率输入到成型滤波器进行滤波。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据生成的时隙坐标，解析成型滤波后的数据并在相应的时间片上发送，包括：
根据生成的时隙坐标，以及系统当前的时隙配置信息，获取时间片上滤波后及合并后的接收侧前级处理数据和发送侧基带数据；
解析该滤波及合并后的接收侧前级处理数据和发送侧基带数据，获取滤波后的接收侧前级处理数据和发送侧基带数据，并在相应的时间片上发送。
6.一种时分双工复用滤波装置，其特征在于，所述装置包括：
时隙坐标计算模块，用于根据时分双工长期演进TDD-LTE系统基带数据码片速率，及TDD-LTE系统帧结构，生成进行数据发送和接收的时隙坐标，将生成的时隙坐标发送到组帧输入控制模块及解帧输出控制模块；
组帧输入控制模块，用于根据生成的时隙坐标，在相应的时间片接收发送侧和接收侧数据；
成型滤波模块，用于将接收到的数据合并后进行成型滤波；
解帧输出控制模块，用于根据生成的时隙坐标，解析成型滤波后的数据并在相应的时间片上发送。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述时隙坐标计算模块，具体用于根据TDD-LTE系统帧结构，以及所述TDD-LTE系统基带数据码片速率，将每N个TDD-LTE系统基带数据码片速率作为时钟速率，生成进行数据发送和接收的时隙坐标，其中N为不小于1的整数，该时隙坐标包括：帧指示信息、子帧指示信息、时隙指示信息和码片指示信息。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，组帧输入控制模块，具体用于接收接收前级模块和发送前级模块处理后的数据。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述组帧输入控制模块，具体用于根据生成的时隙坐标，以及当前系统时隙配置信息，将时间片上接收到的接收侧前级处理数据和发送侧基带数据合并，以N个TDD-LTE系统基带数据码片速率输入到成型滤波器进行滤波。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述解帧输出控制模块，具体用于根据生成的时隙坐标，以及系统当前的时隙配置信息，获取时间片上滤波后及合并后的接收侧前级处理数据和发送侧基带数据；解析该滤波及合并后的接收侧前级处理数据和发送侧基带数据，获取滤波后的接收侧前级处理数据和发送侧基带数据，并在相应的时间片上发送。
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