CN103001908B - 一种多载波的聚合、分离方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种多载波的聚合、分离方法及设备，涉及通信领域，能够在中频实现多载波聚合、分离，且简单易行，成本低。多载波聚合的方法，包括：对接收到的多载波信号进行信道滤波处理，得到频谱成型后的多载波信号；对所述频谱成型后的多载波信号进行内插滤波处理，得到速率相互成比例多载波信号；对所述速率相互成比例多载波信号进行多级滤波处理，得到速率一致的多载波信号；对所述速率一致的多载波信号进行时延调整，得到同步的多载波信号；对所述同步的多载波信号进行聚合处理。本发明实施例用于多载波聚合。

Description

一种多载波的聚合、分离方法及设备

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种多载波的聚合、分离方法及设备。

背景技术

LTE-Advanced(LongTermEvolutionAdvanced，长期演进的继续演进)是基于LTE(LongTermEvolution，长期演进)基础上的技术，是3GPP(The3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴计划)为了满足ITU-R(InternationalTelecommunicationUnion-Radio，国际电信联盟无线部门)的IMT-Advance(InternationalMobileTelecommunications-Advanced，高级国际移动通信)的要求而推出的标准。

LTE-Advanced的潜在部署频段包括450～470MHz，698～862MHz，790～862MHz，2.3～2.4GHz，3.4～4.2GHz，4.4～4.9GHz，尤其有大量的潜在频段集中在3.4GHz以上的较高频谱。在系统带宽方面LTE-Advanced的要求带宽是40MHz，由于如此宽的连续频谱很难找到，因此LTE-Advanced提出了对多频谱整合(SpectrumAggregation)的要求。这项技术可以将多个离散的频谱联合在一起使用。目前广泛讨论的LTE-Advanced系统带宽扩展方式之一是CA(CarrierAggregation，载波聚合技术)，CA技术是通过聚合方式将多个LTE载波扩展成LTE-Advanced系统的传输载波。

对于现有的载波聚合技术，相邻载波之间的聚合间隔有两种，一种是标准(Nominal)信道间隔，一种是最小(Minimum)间隔，采用载波聚合技术使得载波之间的间距变短，频谱利用率高。同时载波间隔同时满足15KHz和100KHz的整倍数(即满足300KHz的整倍数)，此时聚合的载波之间呈现正交性，因此载波之间对信号质量的影响很小。

但现有技术中目前只是规定了载波聚合的信道间隔，没有明确多载波如何在中频实现聚合。

发明内容

本发明的实施例提供一种多载波的聚合、分离方法及设备，能够在中频实现多载波聚合、分离，且简单易行，成本低。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，提供一种多载波聚合的方法，包括：

对接收到的多载波信号进行信道滤波处理，得到频谱成型后的多载波信号；

对所述频谱成型后的多载波信号进行内插滤波处理，得到速率相互成比例多载波信号；

对所述速率相互成比例多载波信号进行多级滤波处理，得到速率一致的多载波信号；

对所述速率一致的多载波信号进行时延调整，得到同步的多载波信号；

对所述同步的多载波信号进行聚合处理。

一方面，提供一种聚合多载波分离方法，包括：

对接收到的聚合载波进行下变频处理，得到分离的多载波信号；

对所述分离的多载波信号进行滤波抽取处理，得到抽取处理后的多载波信号；

对所述抽取处理后的多载波信号进行信道滤波处理，得到多载波信号。

一方面，提供一种单天线多载波聚合设备，包括：

信道滤波单元，用于对接收到的多载波信号进行信道滤波处理，得到频谱成型后的多载波信号；

内插滤波单元，用于对所述频谱成型后的多载波信号进行内插滤波处理，得到速率相互成比例多载波信号；

多级滤波单元，用于对所述速率相互成比例多载波信号进行多级滤波处理，得到速率一致的多载波信号；

时延调整单元，用于对所述速率一致的多载波信号进行时延调整，得到同步的多载波信号；

载波聚合单元，用于对所述同步的多载波信号进行聚合处理。

一方面，提供一种多天线多载波聚合设备，包括并列的多组上述的单天线多载波聚合设备；其中，每组单天线多载波聚合设备的时延调整单元分别与各组单天线多载波聚合设备的载波聚合单元连接。

一方面，提供一种单天线聚合载波分离设备，包括：

下变频处理单元，用于对接收到的聚合载波进行下变频处理，得到分离的多载波信号；

滤波抽取处理单元，与所述下变频处理单元对应连接，用于对所述分离的多载波信号进行滤波抽取处理；

信道滤波处理单元，与所述滤波抽取处理单元对应连接，用于对经所述滤波抽取处理后的多载波信号进行信道滤波处理。

一方面，提供一种多天线聚合载波分离设备，包括多组并列的上述的单天线聚合载波分离设备。

本发明实施例提供的多载波的聚合、分离方法及设备，对接收到的多载波信号进行信道滤波处理，得到频谱成型后的多载波信号；接着进行内插滤波处理，得到速率相互成比例多载波信号；然后进行多级滤波处理，得到速率一致的多载波信号；之后进行时延调整，得到同步的多载波信号；最后进行聚合处理。这样一来，多载波信号能够在延迟一致的基础上在中频实现聚合，不仅聚合实现简便易行，而且降低了聚合的硬件成本。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例提供的多载波聚合的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的单天线多载波聚合设备的结构示意图一；

图3为本发明实施例提供的单天线多载波聚合设备的结构示意图二；

图4为本发明实施例提供的单天线多载波聚合设备的对称脉动的FIR滤波结构示意图；

图5为本发明实施例提供的多天线多载波聚合设备的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的聚合载波分离方法的流程示意图；

图7为本发明实施例提供的单天线聚合载波分离设备的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的多天线聚合载波分离设备的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

实施例一

本发明实施例提供的多载波聚合的方法，如图1所示，包括：

S101、对接收到的多载波信号进行信道滤波处理，得到频谱成型后的多载波信号。经过信道滤波处理后，各载波信号之间的相互影响会变小。

示例性的，本步骤的信道滤波处理可以为并行进行的同一系数的信道滤波处理，这样，可以使不同带宽的多载波共享同一组滤波器系数，节省资源；其中，该系数通带带宽可以大于接收到的多载波信号的各子载波信号的带宽，该系数阻带带宽可以大于信道带宽。这样，可以使得边缘子载波的信号质量不受损害。

S102、对频谱成型后的多载波信号进行内插滤波处理，得到速率相互成比例多载波信号。

示例性的，对频谱成型后的多载波信号可以进行多相内插滤波处理，得到速率相互成比例多载波信号。

S103、对速率相互成比例多载波信号进行多级滤波处理，得到速率一致的多载波信号。

S104、对速率一致的多载波信号进行时延调整，得到同步的多载波信号。

S105、对同步的多载波信号进行聚合处理。

本发明实施例提供的多载波的聚合方法，对接收到的多载波信号进行信道滤波处理，得到频谱成型后的多载波信号；接着进行内插滤波处理，得到速率相互成比例多载波信号；然后进行多级滤波处理，得到速率一致的多载波信号；之后进行时延调整，得到同步的多载波信号；最后进行聚合处理。这样一来，多载波信号能够在延迟一致的基础上在中频实现聚合，不仅聚合实现简便易行，而且降低了聚合的硬件成本。

实施例二

本发明实施例提供的单天线多载波聚合设备20，如图2所示，包括：

信道滤波单元201，用于对接收到的多载波信号进行信道滤波处理，得到频谱成型后的多载波信号。

内插滤波单元202，用于对频谱成型后的多载波信号进行内插滤波处理，得到速率相互成比例多载波信号。

多级滤波单元203，用于对速率相互成比例多载波信号进行多级滤波处理，得到速率一致的多载波信号。

时延调整单204，用于对速率一致的多载波信号进行时延调整，得到同步的多载波信号。

载波聚合单元205，用于对同步的多载波信号进行聚合处理。

这样一来，多载波信号能够在同步的基础上在中频实现聚合，不仅聚合实现简便易行，而且降低了聚合的硬件成本。

进一步地，如图3所示，信道滤波单元201可以包括：系数相同的多个并行的PFIR(ProgrammableFiniteImpulseResponse，可编程有限长单位冲激响应滤波器)2011，这样，可以使不同带宽的多载波共享同一组滤波器系数，使处理过程简化，节省了资源；其中，系数通带带宽可以大于接收到的多载波信号的各子载波信号的带宽，系数阻带带宽可以大于信道带宽。这样，可以使得边缘子载波的信号质量不受损害。

如图4所示，上述PFIR可以采用对称脉动形式并行处理，利用滤波器系数的对称性减少一般的运算量；引入流水线结构，即在每次加法或乘法运算后加入一个寄存器401存储数据，使得滤波器可以运行在更高的频率上。

如图3所示，内插滤波单元202可以包括：与PFIR对应连接的多个系数相同的IFIR(InterpolatingFiniteImpulseResponse，内插有限长单位冲激响应滤波器)2021，这样，可以使不同带宽的多载波共享同一组滤波器系数，使处理过程简化，节省了资源；其中，系数通带带宽可以大于接收到的多载波信号的各子载波信号的带宽，系数阻带带宽可以大于信道带宽。这样，可以使得边缘子载波的信号质量不受损害。

如图3所示，多级滤波单元203可以包括：与IFIR对应连接的串行的一个或多个半带滤波器2031，同一级的半带滤波器的系数可以设置成一样的。进一步地可以通过增加或减少半带滤波器的个数来相互转换载波配置。

如图3所示，时延调整单元204可以包括：与半带滤波器2031对应连接的延时器2041，时延调整需严格按照半带滤波器2031的阶数和串行处理的级数决定。

本发明实施例提供的单天线多载波聚合设备，对接收到的多载波信号进行信道滤波处理，得到频谱成型后的多载波信号；接着进行内插滤波处理，得到速率相互成比例多载波信号；然后进行多级滤波处理，得到速率一致的多载波信号；之后进行时延调整，得到同步的多载波信号；最后进行聚合处理。这样一来，多载波信号能够在延迟一致的基础上在中频实现聚合，不仅聚合实现简便易行，而且降低了聚合的硬件成本。

实施例三

本发明实施例提供的多天线多载波聚合设备40，如图5所示，包括并列的多组实施例二提供的单天线多载波聚合设备20；其中，每组单天线多载波聚合设备20的时延调整单元204分别与各组单天线多载波聚合设备20的载波聚合单元205连接。

下面参照图5对多天线多载波聚合设备40的多载波聚合过程进行说明。

首先，各频谱成型单元201分别接收多天线(天线A1～AM)多载波(载波C1～CN)信号A1C1～AMCN中不同天线的相同带宽的多载波信号例如A1C1～AMC1、A1C2～AMC2、......A1CN～AMCN。

以载波C1为例，不同天线相同带宽的多载波信号A1C1～AMC1首先进入频谱成型单元201通过系数相同的信道滤波器进行信道滤波，滤波后各载波信号之间的相互影响变小。由于多载波信号共享同一组滤波器系数，使处理过程简化，节省了资源；其中，系数通带带宽可以大于接收到的多载波信号的各子载波信号的带宽，系数阻带带宽可以大于信道带宽。这样，可以使得边缘子载波的信号质量不受损害。

信号A1C1～AMC1经过信道滤波频谱成型后，进入内插滤波单元202进行内插滤波处理，内插处理可以利用多相原理降低信号的处理复杂度。内插滤波处理后得到速率成比例的多载波信号。

然后，将上述速率成比例的信号A1C1～AMC1送入多级滤波单元203通过半带滤波器进行多级滤波，多级滤波后得到速率一致，时延不一致的多载波信号。

而后，将多级滤波后的速率一致、时延不一致的信号A1C1～AMC1送入时延调整单元204，通过延时器调整多载波的时延。时延调整后，得到速率一致、时延一致的同步多载波信号A1C1～AMC1。

同理，各天线相同带宽的多载波信号A1C2～AMC2、......A1CN～AMCN分别经过与上述过程相同的处理得到速率一致、时延一致的同步多载波信号A1C2～AMC2、......A1CN～AMCN，具体处理过程与处理C1完全一样，不再赘述。

由于每组单天线多载波聚合设备20的时延调整单元204分别与各组单天线多载波聚合设备20的载波聚合单元205连接，因此各组信号处理完成后，首先将速率一致、时延一致的同步多载波信号A1C1～AMCN按照天线编号分别送入天线A1～AM对应的载波聚合单元205。例如天线A1的多载波信号A1C1～A1CN放入天线A1载波聚合单元进行载波叠加处理。同理，天线A2～天线AM的多载波信号A2C1～A2CN......AMC1～AMCN分别放入天线A2载波聚合单元～天线AM载波聚合单元分别进行载波聚合处理。

载波聚合处理后，可以再经由多天线中频削峰和预失真单元403、数模转换单元404进行后续处理。多天线中频削峰和预失真单元403用于降低多载波聚合信号的峰均比，提高功放效率，改善线性度。数模转换单元404，用于发射前的数字信号和模拟信号的转换。

进一步的，如图5所示，载波C1～CN的滤波可以通过增加或减少多级滤波单元203中的半带滤波器的个数来相互转换载波配置。

此外，也可以根据需要打开或关闭载波C1～CN滤波所用的相关单元，这样可以节省滤波消耗的能量。

本发明实施例提供的多天线多载波的聚合设备，对接收到的多载波信号按照不同带宽分别进行相同系数的信道滤波处理，得到频谱成型后的多载波信号；接着进行相同系数的内插滤波处理，得到速率相互成比例多载波信号；然后进行多级滤波处理，得到速率一致的多载波信号；之后进行时延调整，得到同步的多载波信号；最后按照不同天线分别进行聚合处理。这样一来，多天线多载波信号能够在同步的基础上在中频实现聚合，不仅聚合实现简便易行，而且降低了聚合的硬件成本。

实施例四

本发明实施例提供一种聚合多载波分离方法，如图6所示，包括：

S601、对接收到的聚合载波进行下变频处理，得到分离的多载波信号，以达到滤除杂散，载波分离的目的。

S602、对分离的多载波信号进行滤波抽取处理，得到抽取处理后的多载波信号。

S603、对抽取处理后的多载波信号进行信道滤波处理，得到多载波信号。

本发明实施例提供的多载波的分离方法，对接收到的多载波聚合信号进行下变频处理，得到分离的多载波信号；分离的多载波信号进行抽取滤波处理和频谱成型处理。这样一来，多载波聚合信号能够在在中频还原成分离的多载波信号。这样，不仅载波分离实现简便易行，而且降低了载波分离的硬件成本。

实施例五

本发明实施例提供的单天线聚合载波分离设备70，如图7所示，包括：

下变频处理单元701，用于对接收到的聚合载波进行下变频处理，得到分离的多载波信号；

滤波抽取处理单元702，与所述下变频处理单元701对应连接，用于对所述分离的多载波信号进行滤波抽取处理；

频谱成型处理单元703，与所述滤波抽取处理单元702对应连接，用于对经所述滤波抽取处理后的多载波信号进行信道滤波处理。

本发明实施例提供的单天线聚合载波分离设备，对接收到的多载波聚合信号进行下变频处理，得到分离的多载波信号；分离的多载波信号进行抽取滤波处理和信道滤波处理。这样一来，多载波聚合信号能够在在中频还原成分离的多载波信号。这样，不仅载波分离实现简便易行，而且降低了载波分离的硬件成本。

实施例六

本发明实施例提供的多天线聚合载波分离设备80，如图8所示，包括多组并列的实施例五提供的单天线聚合载波分离设备70。

具体的，首先将接收到的不同天线的聚合载波信号按照天线编号通过天线A1下变频处理单元701～天线AM下变频处理单元701进行下变频处理，这样可以降低载波速率，滤除杂散，并分离载波，得到分离后的多载波信号。

以天线A1为例，天线A1下变频处理单元701得到分离后的多载波信号A1C1～A1CN。之后，将信号A1C1～A1CN送入滤波抽取单元702和频谱成型单元703中进行处理，得到分离后的多载波信号A1C1～A1CN。

其他天线A2～AM的信号处理过程与天线A1相同，不再赘述。

进一步的，天线A1～AM的滤波抽取单元702可以通过增加或减少半带滤波器的个数来互相转换载波配置。

多天线聚合载波分离设备80与多天线多载波聚合设备40中的滤波器可以系数一致，这样可以使发射和接收资源共享，进一步节省资源。

此外，也可以根据需要打开或关闭载波A1～AM中频抽取所用的相关单元，这样可以节省滤波消耗的能量。

本发明实施例提供的多天线载波的分离设备，对接收到的不同天线的载波聚合信号并行进行下变频处理，得到分离的多天线多载波信号；分离的多天线多载波信号进行抽取滤波处理和信道滤波处理。这样一来，多天线载波聚合信号能够在在中频还原成分离的多天线多载波信号。这样，不仅载波分离实现简便易行，而且降低了载波分离的硬件成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种多载波聚合的方法，其特征在于，包括：

对接收到的多载波信号进行信道滤波处理，得到频谱成型后的多载波信号；其中，所述信道滤波处理包括：并行进行同一系数的信道滤波处理；所述系数通带带宽大于所述接收到的多载波信号的各子载波信号的带宽，所述系数阻带带宽大于信道带宽；

对所述频谱成型后的多载波信号进行多相内插滤波处理，得到速率相互成比例多载波信号；

对所述速率相互成比例多载波信号进行多级滤波处理，得到速率一致的多载波信号；

对所述速率一致的多载波信号进行时延调整，得到同步的多载波信号；其中，所述同步的多载波信号速率一致、时延一致；

对所述同步的多载波信号进行聚合处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对接收到的多载波信号进行信道滤波处理，得到频谱成型后的多载波信号包括：

对接收到的单天线多载波信号进行信道滤波处理，得到频谱成型后的多载波信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对接收到的多载波信号进行信道滤波处理，得到频谱成型后的多载波信号包括：对接收到的多天线多载波信号中的各组带宽相同的载波信号分别进行信道滤波处理，得到各组频谱成型后的多载波信号；

所述对所述频谱成型后的多载波信号进行内插滤波处理，得到速率相互成比例多载波信号包括：对各组频谱成型后的多载波信号分别进行内插滤波处理，得到各组组内速率相互成比例多载波信号；

所述对所述速率相互成比例多载波信号进行多级滤波处理，得到速率一致的多载波信号包括：对各组组内速率相互成比例多载波信号分别进行多级滤波处理，得到各组组内速率一致的多载波信号；

所述对所述速率一致的多载波信号进行时延调整，得到同步的多载波信号包括：对各组组内速率一致的多载波信号分别进行时延调整，得到各组同步的多载波信号；

所述对所述同步的多载波信号进行聚合处理包括：对各组同步的多载波信号中同一天线的载波信号进行聚合处理。

4.一种聚合多载波分离方法，其特征在于，包括：

对接收到的聚合载波进行下变频处理，得到分离的多载波信号；

对所述分离的多载波信号进行滤波抽取处理，得到抽取处理后的多载波信号；

对所述抽取处理后的多载波信号进行信道滤波处理，得到多载波信号；

其中，进行滤波抽取处理和信道滤波处理包括：

进行同一系数的滤波抽取处理和信道滤波处理；其中，所述系数通带带宽大于分离后的多载波信号的各子载波信号的带宽，所述系数阻带带宽大于信道带宽。

5.一种单天线多载波聚合设备，其特征在于，包括：

信道滤波单元，用于对接收到的多载波信号进行信道滤波处理，得到频谱成型后的多载波信号；其中，所述信道滤波单元包括：系数相同的多个并行的可编程有限长单位冲激响应滤波器PFIR；所述系数通带带宽大于所述接收到的多载波信号的各子载波信号的带宽，所述系数阻带带宽大于信道带宽；

内插滤波单元，用于对所述频谱成型后的多载波信号进行内插滤波处理，得到速率相互成比例多载波信号；其中，所述内插滤波单元包括：与所述PFIR对应连接的多个系数相同的内插有限长单位冲激响应滤波器IFIR；所述系数通带带宽大于所述接收到的多载波信号的各子载波信号的带宽，所述系数阻带带宽大于信道带宽；

多级滤波单元，用于对所述速率相互成比例多载波信号进行多级滤波处理，得到速率一致的多载波信号；

时延调整单元，用于对所述速率一致的多载波信号进行时延调整，得到同步的多载波信号；其中，所述同步的多载波信号速率一致、时延一致；

载波聚合单元，用于对所述同步的多载波信号进行聚合处理。

6.根据权利要求5所述的多载波聚合设备，其特征在于，所述多级滤波单元包括：与所述IFIR对应连接的串行的一个或多个半带滤波器。

7.根据权利要求6所述的多载波聚合设备，其特征在于，所述时延调整单元包括：与所述半带滤波器对应连接的延时器。

8.一种多天线多载波聚合设备，其特征在于，包括并列的多组权利要求5至7任一权利要求所述的单天线多载波聚合设备；其中，每组单天线多载波聚合设备的时延调整单元分别与各组单天线多载波聚合设备的载波聚合单元连接。

9.一种单天线聚合载波分离设备，其特征在于，包括：

下变频处理单元，用于对接收到的聚合载波进行下变频处理，得到分离的多载波信号；

滤波抽取处理单元，与所述下变频处理单元对应连接，用于对所述分离的多载波信号进行滤波抽取处理；其中，所述滤波抽取处理包括：进行同一系数的滤波抽取处理，且所述滤波抽取处理的系数通带带宽大于所述接收到的多载波信号的各子载波信号的带宽，所述滤波抽取处理的系数阻带带宽大于信道带宽；

信道滤波处理单元，与所述滤波抽取处理单元对应连接，用于对经所述滤波抽取处理后的多载波信号进行信道滤波处理；其中，所述信道滤波处理包括：进行同一系数的信道滤波处理，且所述信道滤波处理的系数通带带宽大于所述接收到的多载波信号的各子载波信号的带宽，所述信道滤波处理的系数阻带带宽大于信道带宽。

10.一种多天线聚合载波分离设备，其特征在于，包括多组并列的权利要求9所述的单天线聚合载波分离设备。