CN103684492A - 射频信号的采样装置、接收机及基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频信号的采样装置、接收机及基站，其中，该采样装置包括：射频处理部件，用于对接收到的信号进行射频滤波和射频放大并输出；射频模数变换部件，与射频处理部件相连，用于对射频处理部件输出的信号进行射频采样并转换为数字信号。通过运用本发明，解决了由于对信号进行采样及处理的装置结构较为复杂，占用较大的PCB板，不利于基站的低成本和小型化的问题，降低了成本，减小了PCB布局。

Description

射频信号的采样装置、接收机及基站

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种射频信号的采样装置、接收机及基站。

背景技术

随着无线通信技术的发展，接收机的构架也在不断的改进。目前在无线通信领域基站的接收机构架大都采用一级下变频的方式将射频信号通过混频器下变频到频率比较低的中频信号，再经过模数变换器（Analog-to-Digital Converter，简称为ADC）采样后进行数字处理。下面首先介绍一下此种接收链路构架，参见图1，此种接收装置的一个特点是信号分为射频处理部分、下变频部分和中频处理部分。其中，射频部分的处理一般会包括射频滤波和放大等电路，中频部分的处理一般会包括中频滤波和放大等电路，下变频部分一般包括下混频器和本振芯片等电路。图2举例说明了此种接收装置构架下的一种具体电路，射频信号接收后送到射频滤波器1滤除射频带外杂散，滤波后的信号经过低噪声放大器（Low Noise Amplifier，简称为LNA）放大，放大后的信号经过射频可变增益放大器（Radio Frequency Variable GainAmplifier，简称为RFVGA）再次放大，放大后的信号再经过射频滤波器2再次滤波，滤波后的信号进入到下变频混频器与本振（Local Oscillator，简称为LO）信号进行混频变为频率比较低的中频信号，中频信号经过中频滤波器对混叠带进行抑制滤波，中频滤波后经过中频可变增益放大器（Intermediate Frequency Variable GainAmplifier，简称为IFVGA）的放大后进入到ADC进行采样，最后将采样完的数字信号送入数字模块进行处理。

另外移动通信基站系统中除了有接收链路、发射链路外还有反馈链路。反馈链路的本质上也是接收机，其主要用作系统的发射功率检测、驻波检测、闭环功控以及（DigitalPre-Distortion，简称为DPD）等功能。目前反馈链路的构架和接收链路类似，一般也是采用一级下变频将射频信号变为频率比较低的中频，再经过ADC采样后进行数字处理。这里介绍一下此种反馈链路构架，参见图3，其和图1所示的接收装置的构架是一样的，特点是信号分为射频处理部分、下变频部分和中频处理部分。图4举例说明了此种反馈装置构架下的一种具体电路，基站反馈信号经过RFVGA后进入混频器（也可能是正交（In-phase Quadrature，简称为IQ）信号解调器）与LO信号进行混频后变为频率比较低的中频信号，中频信号经过中频滤波及放大后送到ADC进行采样，采样完成后送到数字模块进行数字处理。

总体来说，移动通信领域基站的接收链路和反馈链路的构架由于包括射频处理、中频处理和下变频处理三部分，结构复杂，器件多，占用印制电路板（Printed Circuit Board，简称为PCB）的面积较大，不利于基站的低成本和小型化；按照上述构造对信号进行采样与处理，过程也较为复杂。

发明内容

本发明提供了一种射频信号的采样装置、接收机及基站，以至少解决相关技术中，由于对信号进行采样及处理的装置结构较为复杂，占用较大的PCB板，不利于基站的低成本和小型化的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种射频信号的采样装置，包括：射频处理部件，用于对接收到的信号进行射频滤波和射频放大并输出；射频模数变换部件，与所述射频处理部件相连，用于对所述射频处理部件输出的信号进行射频采样并转换为数字信号。

优选地，所述射频处理部件包括：射频滤波电路和/或射频放大电路。

优选地，所述射频放大电路至少包括以下之一：LNA、射频固定增益放大器、RFVGA、可变衰减器。

优选地，所述射频处理部件包括：第一射频滤波器，用于对接收链路上的信号进行射频滤波；LNA，与所述第一射频滤波器相连，用于对接收到的信号进行放大；RFVGA，与所述LNA相连，用于对接收到的信号进行可变增益放大；第二射频滤波器，与所述RFVGA相连，用于对接收到的信号进行二次射频滤波。

优选地，所述射频处理部件包括：RFVGA，用于对反馈链路上的信号进行放大；射频滤波器，与所述RFVGA相连，用于对接收到的信号进行射频滤波。

优选地，所述射频处理部件包括：反馈链路射频处理部件和接收链路射频处理部件，其中，反馈链路射频处理部件和接收链路射频处理部件分别对接收链路和反馈链路的信号进行射频滤波和射频放大，所述装置还包括：合路器，分别与所述反馈链路射频处理部件和所述接收链路射频处理部件相连，用于将分别来自所述反馈链路射频处理部件和所述接收链路射频处理部件的反馈信号和接收信号进行合路，并将合路后的信号发送至所述射频模数变换部件。

优选地，所述接收链路射频处理部件为上述包括第一射频滤波器、LNA、RFVGA及第二射频滤波器且依次连接的所述射频处理部件；所述反馈链路射频处理部件为上述包括射频滤波器及RFVGA且依次连接的所述射频处理部件。

优选地，所述装置还包括：数字处理部件，与所述射频模数变换部件相连，用于对所述射频模数变换部件输出的信号进行处理。

根据本发明的另一方面，提供了一种接收机，包括：上述任一项的所述射频接收信号的采样装置。

根据本发明的又一方面，还提供了一种基站，包括：上述的所述接收机。

本发明采用了射频模数变换部件与射频处理部件直接相连接的结构，省去了中频处理部件以及下变频处理部件，简化了在采样及处理过程中接收和反馈链路的复杂性，解决了由于对信号进行采样及处理的装置结构较为复杂，占用较大的PCB板，不利于基站的低成本和小型化的问题，降低了成本，减小了PCB布局。

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是根据相关技术的接收装置的架构示意图；

图2是根据相关技术的接收装置的架构下的一种具体结构示意图；

图3是根据相关技术的反馈装置架构示意图；

图4是根据相关技术的反馈装置的架构下的一种具体结构示意图；

图5是根据本发明实施例的射频信号的采样装置的结构框图一；

图6是根据本发明实施例的射频信号的采样装置的结构框图二；

图7是根据本发明优选实施例一的接收链路射频信号的采样装置的结构示意图一；

图8是根据本发明优选实施例一的接收链路射频信号的采样装置的结构示意图二；

图9是根据本发明优选实施例二的反馈链路射频信号的采样装置的结构示意图一；

图10是根据本发明优选实施例二的反馈链路射频信号的采样装置的结构示意图二；

图11是根据本发明优选实施例三的接收和反馈链路共用RFADC的装置的结构示意图一；

图12是根据本发明优选实施例三的接收和反馈链路共用RFADC的装置的结构示意图二；

图13是根据本发明优选实施例三的共用RFADC的装置的信号处理过程示意图一；

图14是根据本发明优选实施例三的共用RFADC的装置的信号处理过程示意图二；

图15是根据本发明优选实施例三的共用RFADC的装置的信号处理过程示意图三。

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。

基于相关技术中，由于对信号进行采样及处理的装置结构较为复杂，占用较大的PCB板，不利于基站的低成本和小型化的问题，本发明实施例提供了一种射频信号的采样装置，其结构如图5所示，包括：

射频处理部件10，用于对接收到的信号进行射频滤波和射频放大并输出；

射频模数变换部件20，与所述射频处理部件10相连，用于对所述射频处理部件输出的信号进行射频采样并转换为数字信号。

本实施例采用了射频模数变换部件与射频处理部件直接相连接的结构，省去了中频处理部件以及下变频处理部件，简化了在采样及处理过程中接收和反馈链路的复杂性，解决了由于对信号进行采样及处理的装置结构较为复杂，占用较大的PCB板，不利于基站的低成本和小型化的问题，降低了成本，减小了PCB布局。

随着ADC本身技术的发展，其采样频率越来越高，目前已经开始有直接进行射频采样的ADC（Radio Frequency ADC，简称为RFADC）出现，RFADC的出现使得接收链路和反馈链路的构架有了更多的选择。因此，本实施例的射频模数变换部件20可以为RFADC。

所述射频处理部件10还可以包括：射频滤波电路和射频放大电路，还可以根据实际需要，只设置其中的一种，例如，只有滤波的需求，进而只设置射频滤波电路。实施时，所述射频放大电路可以包括：LNA、射频固定增益放大器、RFVGA、可变衰减器等，或者其中的一种或多种，可以根据需要选择上述部件进行单独或组合使用，其位置关系也可以根据需要进行不同的设置。

下面结合接收链路和反馈链路对上述实施例进行举例说明。

如果所述射频处理部件10位于接收链路上，则所述射频处理部件10还可以包括：第一射频滤波器，用于对接收链路上的信号进行射频滤波；LNA，与所述第一射频滤波器相连，用于对接收到的信号进行放大；RFVGA，与所述LNA相连，用于对接收到的信号进行可变增益放大；第二射频滤波器，与所述RFVGA相连，用于对接收到的信号进行二次射频滤波。

如果所述射频处理部件10位于反馈链路上，则所述射频处理部件10可以包括：射频RFVGA，用于对反馈链路上的信号进行放大；射频滤波器，与RFVGA相连，用于对接收到的信号进行射频滤波。

上述接收链路和反馈链路的射频处理部件10的结构并不是唯一的，可以设置一个或多个LNA、射频滤波器、RFVGA等，实施时，可以根据需要调整接收链路和反馈链路中射频处理部件10的结构。

由于ADC的成本较高，传统技术都是在一个链路中就应用一个单通道ADC，造成总成本高昂。当然，RFADC作为优化的ADC，其价格仍较高，在实施的过程中，可以将1路反馈链路与1路接收链路进行结合，使其共用一个单通道RFADC，这样就可以降低成本。

基于上述原因，射频处理部件10还可以包括：反馈链路射频处理部件和接收链路射频处理部件，其中，反馈链路射频处理部件和接收链路射频处理部件分别对接收链路和反馈链路的信号进行射频滤波和射频放大。基于此，所述采样装置还包括：合路器，分别与所述反馈链路射频处理部件和所述接收链路射频处理部件相连，用于将分别来自所述反馈链路射频处理部件和所述接收链路射频处理部件的反馈信号和接收信号进行合路，并将合路后的信号发送至所述射频模数变换部件。通过接收和反馈共用RFADC，可以降低所需的ADC数目，进一步起到了降低成本和减小PCB布局的作用。

上述采样装置还可以如图6所示，包括数字处理部件30，与所述射频模数变换部件20相连，用于对所述射频模数变换部件20输出的信号进行处理。

本发明实施例还提供一种接收机，该接收机包括上述的射频接收信号的采样装置。实施时，该接收机可以位于基站内部，即本实施例还提供了一种包括上述接收机的基站。

下面结合附图及优选实施例对上述实施方式进行说明。在下述优选实施例中，各装置在结构上的命名可能与上述实施例中各部件的命名略有不同，但能实现相同的功能。

优选实施例一

本优选实施例提供了一种直接射频采样的装置，该装置位于接收链路侧，为接收链路装置，其结构如图7所示，包括射频处理部分、RFADC部分和数字处理部分三部分。所述射频处理部分主要用作接收信号的射频滤波和射频放大，器件可以包括射频滤波器、固定增益放大器、RFVGA、可变衰减器中的一种或者是多种，并且其中任意一种器件的数目可以是一个或者是多个，具体可以根据系统的性能指标要求而定。

图8是本实施例的接收链路装置构架下的一种具体电路举例的示意图。图8中示出的接收链路装置包括：射频滤波器1、LNA、RFVGA、射频滤波器2、RFADC和数字处理器。接收的无线信号送到所述射频滤波器1。所述射频滤波器1对所述接收链路上的信号进行射频滤波，将滤波完后的信号送到LNA，LNA将接收到的信号进行放大，放大后送到RFVGA，实施过程中，RFVGA将接收到的信号进行可变增益放大，放大后将信号送到射频滤波器2。射频滤波器2将接收到的信号进行二次射频滤波，滤波后将信号送至RFADC。RFADC将接收到的信号进行直接射频采样转换为数字信号，并将转换后的数字信号送至所述数字处理器进行处理。

优选实施例二

本优选实施例提供了一种直接射频采样的采样装置，该装置位于反馈链路侧，为反馈链路装置。该反馈链路装置可以如图9，包括射频处理部分、RFADC部分和数字处理器三部分。其中，该射频处理部分主要用作反馈信号的射频滤波和射频放大，器件可以包括射频滤波器、固定增益放大器、RFVGA、可变衰减器中的一种或者是多种，并且其中任意一种器件的数目可以是一个或者是多个，实施时，可以根据系统的性能指标要求而定。

图10是本实施例反馈链路装置构架下的一种具体电路举例的示意图。其包括RFVGA、射频滤波器、RFADC和数字处理器，其中，RFVGA与射频滤波器属于射频处理部分。所述RFVGA将耦合回的信号进行放大，并将放大后的信号送到所述射频滤波器。所述射频滤波器将接收到的信号进行射频滤波，将滤波完后的信号送至RFADC进行直接射频采样转换为数字信号，并将转换后的数字信号送至数字模块进行处理。

优选实施例三

本实施例提供了一种接收链路和反馈链路共用RFADC的装置，其结构如图11所示，包括直接射频采样的接收链路装置的射频处理部分、直接射频采样的反馈链路装置的射频处理部分、合路器、射频采样ADC部分和数字处理模块部分5部分。其中，所述接收链路装置的射频处理部分用于对接收信号进行射频滤波和射频放大，上述反馈链路装置的射频处理部分用于对反馈信号进行射频滤波和放大。接收链路装置的射频处理部分的器件可以包括射频滤波器、固定增益放大器、RFVGA、可变衰减器中的一种或者是多种，并且其中任意一种器件的数目可以是一个或者是多个，具体可以根据系统的性能指标要求而定。所述反馈链路装置的射频处理部分的器件也可以包括射频滤波器、固定增益放大器、RFVGA、可变衰减器中的一种或者是多种，并且其中任意一种器件的数目可以是一个或者是多个，具体可以根据系统的性能指标要求而定。

图12是本实施例接收和反馈共用RFADC装置构架下的一种具体电路举例的示意图。其包括：RFVGA 1、射频滤波器1、射频滤波器2、LNA、RFVGA2、射频滤波器3、合路器、RFADC和数字处理器。其中，RFVGA 1将耦合回的信号进行放大，将放大后的信号送到所述射频滤波器1。所述射频滤波器1将接收到的信号进行射频滤波，将滤波完后的信号送到所述合路器。与此同时，接收到的无线信号被送到射频滤波器2。射频滤波器2将所述无线信号进行射频滤波，将滤波完后的信号送到LNA。LNA将接收到的信号进行放大，放大后送到RFVGA2。RFVGA2将接收到的信号进行放大，将放大后的信号送至射频滤波器3，所述射频滤波器3将接收到的信号进行二次射频滤波，滤波后将信号送至合路器。合路器将接收信号和反馈信号进行合路，将合路后的信号送到RFADC。RFADC对接收的信号直接进行射频采样转换为数字信号，将数字信号送到数字处理器进行处理。

图13、图14及图15分别是本发明接收和反馈共用RFADC装置信号处理示意图。其中图13示意的为反馈链路信号进入合路器前的频谱；图14示意的为接收链路信号进入合路器前的频谱；图13和图14的信号合路，形成图15的示意图，图15示意的为合路后的信号频谱。对频分双工的基站而言，由于反馈和接收的信号频率不一样，因此对反馈和接收的射频信号合路后用RFADC直接采样后不会造成信号的相互干扰。

本优选实施例的接收链路装置和反馈链路装置都不包括中频处理部分和下变频处理部分，而是对射频信号进行滤波和放大等射频处理后直接进行射频采样转换为数字信号。由于省去了中频处理部分以及下变频处理部分，因此大大简化了接收和反馈链路，降低了成本，减小了PCB布局。同时接收链路装置的射频处理部分和反馈链路装置的射频处理部分共用RFADC的装置减少的ADC所需的通道数目，进一步起到了降低成本和减小PCB布局的作用。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：

本发明实施例采用了射频模数变换部件与射频处理部件直接相连接的结构，省去了中频处理部件以及下变频处理部件，简化了在采样及处理过程中接收和反馈链路的复杂性，解决了由于对信号进行采样及处理的装置结构较为复杂，占用较大的PCB板，不利于基站的低成本和小型化的问题，降低了成本，减小了PCB布局。

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，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，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)

1.一种射频信号的采样装置，其特征在于，包括：

射频处理部件，用于对接收到的信号进行射频滤波和射频放大并输出；

射频模数变换部件，与所述射频处理部件相连，用于对所述射频处理部件输出的信号进行射频采样并转换为数字信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射频处理部件包括：射频滤波电路和/或射频放大电路。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述射频放大电路至少包括以下之一：低噪声放大器、射频固定增益放大器、射频可变增益放大器、可变衰减器。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射频处理部件包括：

第一射频滤波器，用于对接收链路上的信号进行射频滤波；

低噪声放大器，与所述第一射频滤波器相连，用于对接收到的信号进行放大；

射频可变增益放大器，与所述低噪声放大器相连，用于对接收到的信号进行可变增益放大；

第二射频滤波器，与所述射频可变增益放大器相连，用于对接收到的信号进行二次射频滤波。

5.根据权利要求1所述的装置，所述射频处理部件包括：

射频可变增益放大器，用于对反馈链路上的信号进行放大；

射频滤波器，与所述射频可变增益放大器相连，用于对接收到的信号进行射频滤波。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射频处理部件包括：反馈链路射频处理部件和接收链路射频处理部件，其中，反馈链路射频处理部件和接收链路射频处理部件分别对接收链路和反馈链路的信号进行射频滤波和射频放大，所述装置还包括：

合路器，分别与所述反馈链路射频处理部件和所述接收链路射频处理部件相连，用于将分别来自所述反馈链路射频处理部件和所述接收链路射频处理部件的反馈信号和接收信号进行合路，并将合路后的信号发送至所述射频模数变换部件。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述接收链路射频处理部件为权利要求4的所述射频处理部件；

所述反馈链路射频处理部件为权利要求5的所述射频处理部件。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：数字处理部件，与所述射频模数变换部件相连，用于对所述射频模数变换部件输出的信号进行处理。

9.一种接收机，其特征在于，包括：权利要求1至7中任一项的所述射频接收信号的采样装置。

10.一种基站，其特征在于，包括：权利要求9的所述接收机。

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