CN103036834A - 信号发送方法及装置、收发信机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号发射方法及装置、收发信机，该方法包括：将射频功放输出的单端信号转换为两路差分信号，其中，所述两路差分信号的幅度相等，且所述两路差分信号的相位相差180度；将所述两路差分信号分别加载到天线上进行发射。通过本发明，提高基带处理的性能。

Description

信号发送方法及装置、收发信机

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种信号发送方法及装置、收发信机。

背景技术

目前无线通信中普遍采用的两种双工方式是频分双工(Frequency Division Duplex，，简称为FDD)和时分双工(Time Division Duplex，简称为TDD)，也就是说用频率或者时间来隔离发射和接收这两路信号，以使发射信号不会干扰到接收信号。FDD和TDD两种双工方式各有优势，但也都有不足，比如FDD的上下行频谱必须对称，这在非对称业务中显得不经济，缺乏灵活性；而TDD方式虽然可以通过调整上下行子帧配比来支持非对称业务，但对时序控制的要求非常苛刻，另外TDD系统的覆盖距离较FDD差。

人们一直在寻求别的双工方式，而正交频分双工(Orthogonal Frequency DivisionDuplex，简称为OFDD)是一种可能的方案。在OFDD中，利用相互正交的子载波分别传输上下行业务，并且可根据上下行业务对物理资源的需求来分配上下行子载波的数量。发射信号通过某种路径(反射或耦合)进入接收链路成为对接收信号的干扰，这种干扰会比接收到的微弱信号大很多倍，它们经过射频部分处理后一起进入基带，基带再根据上下行子载波之间的正交性把发射干扰和接收信号区分开。如果OFDD可以实现，它将具备FDD和TDD各自的优势，然而，OFDD实现的瓶颈是在射频。

以往的FDD或TDD的收发信机架构不能支持OFDD，原因是进入接收链路的发射干扰信号要比接收信号强得多，这么强的干扰信号使LNA饱和从而接收信号不能被放大，这样也就无法进行后续的基带处理。

针对相关技术中信号发射方法导致接收信号无法被放大，从而影响后续基带处理的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中信号发射方法导致接收信号无法被放大，从而影响后续基带处理的问题，本发明提供了一种信号发送方法及装置、收发信机，以至少解决该问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种信号发射方法，包括：将射频功放输出的单端信号转换为两路差分信号，其中，所述两路差分信号的幅度相等，且所述两路差分信号的相位相差180度；将所述两路差分信号分别加载到天线上进行发射。

优选地，将射频功放输出的单端信号转换为两路差分信号包括：通过平衡非平衡转换器巴伦将所述单端信号转换为所述两路差分信号。

优选地，将所述两路差分信号分别加载到两路天线上进行发射包括：将所述两路差分信号通过环形器分别加载到发射天线上进行发射。

优选地，在将所述两路差分信号分别加载到两路天线上进行发射之后，还包括：接收所述两路差分信号反馈回来的反馈信号；并将所述反馈信号进行合路处理。

根据本发明的另一方面，提供了一种信号发射装置，包括：转换模块，用于将射频功放输出的单端信号转换为两路差分信号，其中，所述两路差分信号的幅度相等，且所述两路差分信号的相位相差180度；发射模块，用于将所述两路差分信号分别加载到天线上进行发射。

优选地，所述转换模块包括巴伦。

优选地，所述发射模块包括环形器。

优选地，上述装置还包括：接收模块，用于接收所述两路差分信号反馈回来的反馈信号；处理模块，用于并将所述反馈信号进行合路处理。

根据本发明的再一方面，提供了一种收发信机，包括：平衡不平衡转换器巴伦，用于将射频功放输出的单端信号转换为两路差分信号，其中，所述两路差分信号的幅度相等，且所述两路差分信号的相位相差180度；环形器，用于将所述两路差分信号分别加载到天线上进行发射。

优选地，上述装置还包括：合路器，用于将接收到的所述两路差分信号的反馈信号进行合路处理。

通过本发明，采用将射频功放输出的单端信号转换为幅度相等、相位相差180度的差分信号，这样反馈回来的发射信号也是幅度相等、相位相差180的差分信号，两者进行相互抵消，这样就大大降低了反馈回来的发射信号对接收信号的干扰，且可以保持接收信号的放大器不会由于反馈回来的发射信号导致的饱和，，解决了相关技术中信号发射方法导致接收信号无法被放大，从而影响后续基带处理的问题，从而提高基带处理的性能。

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，构成本申请的一部分，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是根据本发明实施例的信号发射方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的信号发射装置的结构框图；

图3是根据本发明实施例的信号发射装置的优选的结构框图；

图4是根据本发明实施例的收发信机的结构框图；

图5是根据本发明实施例的收发信机的优选的结构框图；以及

图6是根据本发明优选实施例的收发信机的结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实施例提供了一种信号发射方法，图1是根据本发明实施例的信号发射方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤S102至步骤S104。

步骤S102：将射频功放输出的单端信号转换为两路差分信号，其中，该两路差分信号的幅度相等，且该两路差分信号的相位相差180度。

步骤S104：将该两路差分信号分别加载到天线上进行发射。

通过上述步骤，将射频功放输出的单端信号转换为幅度相等、相位相差180度的差分信号，并将该差分信号分别进行加载发射，这样反馈回来的发射信号也是幅度相等、相位相差180的差分信号，两者进行相互抵消，这样就大大降低了反馈回来的发射信号对接收信号的干扰，且可以保持接收信号的放大器不会由于反馈回来的发射信号导致的饱和，，解决了相关技术中信号发射方法导致接收信号无法被放大，从而影响后续基带处理的问题，从而提高基带处理的性能。

在实施时，可以采用多种方式将射频功放输出的单端信号转换为两路差分信号，只要该差分信号满足幅度相等、相位相差180度即可。例如：可以通过平衡非平衡转换器巴伦将单端信号转换为两路差分信号。巴伦是相关技术中比较常见的信号转换的器件，可以提高转换的效率，且由于价格比较低廉，可以有效减低信号转换的成本。

在实施时，可以通过多种方式将两路差分信号分别加载到两路天线上进行发射，只要将两路信号分隔开发射就可以。多种隔离器都可以实现该功能。例如：将两路差分信号通过环形器分别加载到发射天线上进行发射。环形器可以分别将接收链路和发射链路与天线口相连接，即，发射时，差分信号由功放通过环形器加载到天线，接收信号时，可以将天线口接收的信号通过环形器合并成接收信号，并发送到功放。需要说明的是，差分信号通过功放器发射，虽然发射时是幅度相等、相位相差180度的差分信号，但经过不同的无线路径特征(多径或衰落)，在终端接收时，该差分信号不但不因为反向而抵消，反而由于有多条信号路径，可以起到发射分集的作用。

作为一个优选的实施方式，在将两路差分信号分别加载到两路天线上进行发射之后，还包括：接收两路差分信号反馈回来的反馈信号；并将反馈信号进行合路处理。该优选实施例接收反馈信号，由于该反馈信号和发射信号一样是幅度相同且相位相差180度的差分信号，在合路处理时可以相互抵消，可以大大降低由于反馈信号对接收信号的干扰，从而使得可以对接收信号进行正常放大处理，提高了基带处理的性能。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

在另外一个实施例中，还提供了一种信号发射软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施例中描述的技术方案。

在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述信号发射软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。

本发明实施例还提供了一种信号发射装置，该信号发射装置可以用于实现上述信号发射方法及优选实施方式，已经进行过说明的，不再赘述，下面对该信号发射装置中涉及到的模块进行说明。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的系统和方法较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图2是根据本发明实施例的信号发射装置的结构框图，如图2所示，该装置包括：转换模块22和发射模块24，下面对上述结构进行详细描述。

转换模块22，用于将射频功放输出的单端信号转换为两路差分信号，其中，两路差分信号的幅度相等，且两路差分信号的相位相差180度；发射模块24，连接至转换模块22，用于将转换模块22得到的两路差分信号分别加载到天线上进行发射。

作为另一个优选的实施方式，该转换模块包括巴伦。

作为另一个优选的实施方式，该发射模块包括环形器。

图3是根据本发明实施例的信号发射装置的优选的结构框图，如图3所示，该装置还包括：接收模块32和处理模块34，下面对上述结构进行详细描述。

接收模块32，连接至发射模块24，用于接收发射模块24发射的两路差分信号反馈回来的反馈信号；将所接收模块32接收到的反馈信号进行合路处理。

图4是根据本发明实施例的收发信机的结构示意图，如图4所示，该收发信机包括：平衡不平衡转换器巴伦42和环形器44，下面对上述结构进行详细描述。

平衡不平衡转换器巴伦42，用于将射频功放输出的单端信号转换为两路差分信号，其中，两路差分信号的幅度相等，且两路差分信号的相位相差180度；环形器44，连接至平衡不平衡转换器巴伦42，用于将平衡不平衡转换器巴伦42得到的两路差分信号分别加载到天线上进行发射。

图5是根据本发明实施例的收发信机的优选的结构框图，如图5所示，该收发信还包括：合路器52，下面对该结构进行说明。

合路器52，连接至环形器44，用于将接收到的环形器44发射出去的两路差分信号的反馈信号进行合路处理。

下面将结合优选实施例进行说明，以下优选实施例结合了上述实施例及优选实施方式。

优选实施例一

本实施例提供了一种信号发射方法，该方法包括如下步骤S202至步骤S204。

步骤S202：将功放输出的单端信号通过巴伦转变为差分信号。

通过该步骤，功放输出的的单端天线发射变为正、负两路信号，在该步骤中，可以保证正、负两路尽量对称，这样两路发射信号由天线口反射回来的信号及其它耦合信号相位相差180度，它们通过环形器后再合路，这样理想情况下就能对消掉两路反相信号，而接收信号由于在两个天线口不会反相，因此在合路器不会被对消掉，两个天线同时能起到接收分集的作用。

步骤S204：将该差分信号通过环形器进行发射。

图6是根据本发明优选实施例的收发信机的结构示意图，如图6所示，在发射链路末级功放后有一个巴伦，目的是将单端输出信号转变为差分输出，正、负两路信号分别通过一个环形器，环形器的目的是分别将发射链路和接收链路与天线口连接，即发射时信号由功放出来通到天线，接收时天线来的信号通到合路器。正、负两路信号过环形器后分别用两根天线发射出去，虽然它们在天线口处是反相的，但到达终端时由于经历了不同的无线路径特征(多径或衰落)，因此在终端处不会因反相而抵消，反而能起到发射分集的作用。

由两个天线口反射回来的信号及由其它路径(如因环形器隔离度不够而从发射链路直接进入接收链路)进入接收链路的发射信号成为干扰信号，这些信号从强度上要比接收信号大很多倍，如果它们直接进入LNA会使LNA饱和而阻塞了接收信号的放大。在差分合路抵消架构中，两路干扰信号为差分信号，即相对地一路正一路负，在两路理想对称的情况下，应该是等幅且反相的，这样通过后面的合路器，可以较好地抵消两路干扰信号，后面的LNA就不会饱和；两路中的接收信号合路后可以取得接收分集的效果，这就是差分合路对消的基本思想。实际应用中，如果对消的效果不理想，在经过合路后还可以增加一个限幅器，以确保进入LNA的干扰信号不会超过放大器的线性区。

通过本发明，在接收信号进入LNA前就由射频自消除掉来自发射信号的干扰，以使LNA不会饱和而能正常对接收信号放大，最终将接收信号和干扰一起送入基带。

优选实施例二

本实施例提供了一种信号发射方法，本实施例结合了OFDD系统进行差分合路抵消。

在本实施例中，假设OFDD系统具备一定带宽，这个带宽内含有一定数量的子载波，其中一半用于下行，另一半用于上行，下行子载波的总发射功率是40dBm。末级功放输出40dBm的功率后经过巴伦转变为两路差分功率，每一路功率为37dBm。天线口驻波比为1.2，则有百分之一的功率被反射回来，即反射功率为17dBm，成为发射信号对接收信号的干扰。通过其它方式进入接收链路的发射功率相比反射功率很小，可以忽略，如通过环形器进入接收路的功率，假设环形器隔离度为30dB，则有7dBm的功率进入接收，比反射功率小10倍。

两路17dBm的差分功率通过环形器后进入合路器，假设通过合路抵消可以使差分信号的电压降低1000倍，则干扰功率降低了1000000倍，即60dB，通过合路后只剩下-43dBm的干扰功率，考虑到干扰信号会有一定的峰均比，设为10dB，则干扰信号的峰值功率为-33dBm。如若LNA的1dB压缩点能达到-30dBm，则干扰信号能够保证LNA工作在线性区，以对接收信号做不失真放大，并保证干扰信号与接收信号的正交性。这里，接收信号最小可达到-100dBm的量级。

如上所述，若两条差分通路能够做到尽量对称(幅度相等，相位相差180度)，这样，在合路器处两路信号的抵消效果会比较好，电压降低1000倍，则会使OFDD实现的可能大大增加。

下面通过公式对信号抵消进行说明：

假定一路幅度为a1，相位b，即信号表示为a＝a1cos(wt+b1)。

另外的信号表示为a2＝a2cos(wt+b2)

合路后a＝a1+a2＝a1cos(wt+b1)+a2cos(wt+b2)

假定a1＝a2，B2-b1＝1度

A＝2cos(wt+(b1+b2)/2)cos(b2-b1)/2。

通过本优选实施例，可以实现发射信号的反馈信号的合路抵消，大大降低了反馈信号对接收信号的干扰，提高了接收信号的处理性能，从而提高了基带性能。

需要说明的是，本优选实施例是以OFDD系统进行说明的，但是本申请所提出的信号发射方法可以使用与多种系统的信号发射，例如：OFDM系统等。

通过上述实施例，提供了一种信号发射方法及装置、收发信机，通过将射频功放输出的单端信号转换为幅度相等、相位相差180度的差分信号，并将该差分信号分别进行加载发射，这样反馈回来的发射信号也是幅度相等、相位相差180的差分信号，两者进行相互抵消，这样就大大降低了反馈回来的发射信号对接收信号的干扰，且可以保持接收信号的放大器不会由于反馈回来的发射信号导致的饱和，，解决了相关技术中信号发射方法导致接收信号无法被放大，从而影响后续基带处理的问题，从而提高基带处理的性能。需要说明的是，这些技术效果并不是上述所有的实施方式所具有的，有些技术效果是某些优选实施方式才能取得的。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种信号发射方法，其特征在于，包括：

将射频功放输出的单端信号转换为两路差分信号，其中，所述两路差分信号的幅度相等，且所述两路差分信号的相位相差180度；

将所述两路差分信号分别加载到天线上进行发射。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将射频功放输出的单端信号转换为两路差分信号包括：

通过平衡非平衡转换器巴伦将所述单端信号转换为所述两路差分信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述两路差分信号分别加载到两路天线上进行发射包括：

将所述两路差分信号通过环形器分别加载到发射天线上进行发射。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在将所述两路差分信号分别加载到两路天线上进行发射之后，还包括：

接收所述两路差分信号反馈回来的反馈信号；

并将所述反馈信号进行合路处理。

5.一种信号发射装置，其特征在于，包括：

转换模块，用于将射频功放输出的单端信号转换为两路差分信号，其中，所述两路差分信号的幅度相等，且所述两路差分信号的相位相差180度；

发射模块，用于将所述两路差分信号分别加载到天线上进行发射。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述转换模块包括巴伦。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述发射模块包括环形器。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

接收模块，用于接收所述两路差分信号反馈回来的反馈信号；

处理模块，用于并将所述反馈信号进行合路处理。

9.一种收发信机，其特征在于，包括：

平衡不平衡转换器巴伦，用于将射频功放输出的单端信号转换为两路差分信号，其中，所述两路差分信号的幅度相等，且所述两路差分信号的相位相差180度；

环形器，用于将所述两路差分信号分别加载到天线上进行发射。

10.根据权利要求9所述的收发信机，其特征在于，还包括：

合路器，用于将接收到的所述两路差分信号的反馈信号进行合路处理。

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