CN106961284A - 一种射频前端系统、基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频前端系统、基站，用以接收更多天线的上行信号，实现多通道、多频段、多载波的上行信号的接收，提升LTE系统的上行覆盖能力。本发明提供的一种射频前端系统，包括：一个分合路器和一个射频接收机；所述分合路器包括N个通道，每一通道连接一根天线并接收该天线上的射频信号，其中每一通道连接的天线不同；所述射频接收机包括N个接收链路，每一所述链路对应一个所述通道，从对应的通道接收射频信号，并对接收到的射频信号进行处理；其中，N为大于或等于2的正整数。

Description

一种射频前端系统、基站

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种射频前端系统、基站。

背景技术

目前外场的射频拉远单元(Remote Radio Unit，RRU)的设计都是异频非互助形式的，即只能接收固定频段的无线信号，不能接收其他频段的无线信号，因此，现有包含RRU的长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统的上行覆盖能力较差，尤其是当外场网络拥堵时，会导致上下行不均衡的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种射频前端系统、基站，用以接收更多天线的上行信号，实现多通道、多频段、多载波的上行信号的接收，提升LTE系统的上行覆盖能力。

本发明实施例提供的一种射频前端系统，包括：

一个分合路器和一个射频接收机；所述分合路器包括N个通道，每一通道连接一根天线(ANT)并接收该天线上的射频信号，其中每一通道连接的天线不同；所述射频接收机包括N个接收链路，每一所述链路对应一个所述通道，从对应的通道接收射频信号，并对接收到的射频信号进行处理；其中，N为大于或等于2的正整数。

本发明实施例提供的该系统，包括一个具有多个通道的分合路器和一个具有多个接收链路的射频接收机，并且，分合路器的通道个数与天线的个数以及接收链路的个数相互对应，从而通过该系统，可以接收更多天线的上行信号，实现多通道、多频段、多载波的上行信号的接收，提升LTE系统的上行覆盖能力，尤其在外场网络发生拥堵时，可以避免出现上下行不均衡的问题。

较佳地，所述分合路器的每一通道包括一个分合路出端口和多个分合路入端口；对于每一通道：通过该通道的分合路出端口连接一根天线并接收该天线上的射频信号，该通道的多个分合路入端口中的第一分合路入端口与所述射频接收机的一个接收链路相连接，该第一分合路入端口为所述多个分合路入端口中的任一分合路入端口。

较佳地，对于每一通道：该通道的多个分合路入端口中的第二分合路入端口，与常规RRU相连接，其中，所述第二分合路入端口包括所述多个分合路入端口中的一个或多个分合路入端口。

从而，不需要更换已建设的常规RRU，通过本系统内置的分合路器实现本系统与常规RRU的分合路处理，实现了对现有设备的利旧处理，最终形成支持多系统接收及发射的天馈系统，有效提升了LTE系统的上行覆盖能力。

较佳地，所述射频接收机具体包括：

N个宽频收信机，该N个宽频收信机组成所述N个接收链路；

以及，一个与所述N个宽频收信机的输出端相连接的现场可编程逻辑门阵列FPGA，用于接收所述N个宽频收信机发送的数字信号，并对所述N个宽频收信机发送的数字信号分别进行处理。

较佳地，所述FPGA还用于：对所述N个宽频收信机的工作制式分别进行设置。

从而，对于本系统中的每一接收链路(宽频收信机)，均可以根据需要通过FPGA对该接收链路的工作制式单独进行设置，每一个接收链路的工作制式可以相同也可以不同，相比现有技术中只能设定固定的工作制式，本方案在设置上更加灵活，提升了网络建设的灵活性。

较佳地，对于每一所述宽频收信机，该宽频收信机包括：依次相连的低噪声放大器(Low Noise Amplifier，LNA)、混频器、中频滤波器(LC)、可变增益放大器(Variable Gain Amplifier，VGA)、模数转换器(Analog to DigitalConverter，ADC)。

较佳地，所述射频接收机还包括N个滤波器单元组；每一个滤波器单元组的输入端与所述分合路器的一个通道的第一分合路入端口相连接，每一滤波器单元组的输出端与一个所述宽频收信机的输入端相连接；其中所述每一滤波器单元组与每一宽频收信机、分合路器的每一通道一一对应。

较佳地，该滤波器单元组包括滤波单元、第一开关单元、第二开关单元；所述第一开关单元位于所述滤波单元的输入端，所述第二开关单元位于所述滤波单元的输出端，所述滤波单元包括多个用于接收不同频段的射频信号的滤波器；通过将第一开关单元中的开关和第二开关单元中的开关共同切换到该滤波单元中同一滤波器，接收与该滤波器对应的频段的射频信号，并将接收到的与该滤波器对应的频段的射频信号输出给与该滤波器单元组连接的宽频收信机。

从而，通过本系统的滤波器单元组，可实现对不同频段的射频信号的滤波处理。对于每一滤波器单元组：由于该滤波器单元组中包括多个用于接收不同频段的射频信号的滤波器，当该滤波器单元组接收到分合路器的一个通道的第一分合路入端口发送的较宽频段的射频信号时，通过选择该滤波器单元组中的其中一个滤波器，实现了只接收该较宽频段的射频信号中的某一特定频段的射频信号，也就是说，该滤波器单元组中的每一滤波器均为窄带滤波器，因此，提高了接收链路的抗阻塞性能，并降低了对分合路器各端口的隔离度的要求。

本发明实施例提供的一种基站，包括上述本发明实施例提供的射频前端系统。

附图说明

为了更清楚地说明本发发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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一种射频前端系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种滤波器单元组的内部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种射频前端系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种射频前端系统、基站，用以接收更多天线的上行信号，实现多通道、多频段、多载波的上行信号接收，提升LTE系统的上行覆盖能力。

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。

除非另作定义，本发明实施例中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

本发明实施例提供的射频前端系统，应用于基站侧，可供基站接收更多天线的上行信号，实现多通道、多频段、多载波的信号接收，提升LTE系统的上行覆盖能力。

参见图1，本发明实施例提供的一种射频前端系统，包括：一个分合路器11和一个射频接收机12；所述分合路器11包括N个通道，每一通道连接一根天线并接收该天线上的射频信号，其中每一通道连接的天线不同；所述射频接收机12包括N个接收链路，每一所述链路对应一个所述通道，从对应的通道接收射频信号，并对接收到的射频信号进行处理；其中，N为大于或等于2的正整数。

所述分合路器11和射频接收机12均采用模块化设计，设计上更加灵活。例如，可以将分合路器11和射频接收机12做成一体，即将分合路器11和射频接收机12设置在一个实体设备中；也可以将分合路器11和射频接收机12分开设计，即将分合路器11和射频接收机12分别设置在不同的实体设备中。

具体地，首先介绍分合路器11：

所述分合路器11的每一通道包括一个分合路出端口和多个分合路入端口；对于每一通道：通过该通道的分合路出端口连接一根天线并接收该天线上的射频信号，该通道的多个分合路入端口中的第一分合路入端口与所述射频接收机的一个接收链路相连接，该第一分合路入端口为所述多个分合路入端口中的任一分合路入端口。

其中，对于每一通道：该通道的多个分合路入端口，用于将该通道的分合路出端口接收到的射频信号进行分路，即将该通道的分合路出端口接收到的宽频带的射频信号分为多个较窄频段的射频信号，有几个分合路入端口就可以将所述宽频带的射频信号分为几个较窄频段的射频信号。

当然，对于每一通道：

该通道的多个分合路入端口中除第一分合路入端口与所述射频接收机的一个接收链路相连接之外，剩余的分合路入端口还可以与常规RRU相连接，该常规RRU是现有的已经建设的具有正常收发功能的RRU。将与常规RRU相连接的分合路入端口统称为第二分合路入端口，该第二分合路入端口包括所述多个分合路入端口中的一个或多个分合路入端口。

例如，当上述第二分合路入端口包括一个分合路入端口时，将该分合路入端口与一个常规的RRU相连接，该分合路入端口输出的射频信号对应的频段与该常规的RRU预设的接收射频信号的频段相对应；当上述第二分合路入端口包括多个分合路入端口时，该多个分合路入端口可以连接同一个常规RRU，或者分别连接不同的常规RRU。对于多个分合路入端口连接同一个常规RRU的情况，例如可以为：该多个分合路入端口输出的射频信号的频段范围均位于一个常规的RRU预设的接收射频信号的频段内，此时，就可以将这多个分合路入端口连接同一个常规RRU；对于多个分合路入端口连接不同的常规RRU的情况，例如可以为：该多个分合路入端口输出的射频信号的频段范围分别位于不同的常规RRU预设的接收射频信号的频段内，此时，就可以将这多个分合路入端口分别连接不同的常规RRU。

此外，所述分合路器11的不同通道的第二分合路入端口也可以连接同一个常规RRU。例如，图1中所示，通道1包括m个分合路入端口，这m个分合路入端口分别对应m个频段；通道N包括m个分合路入端口，这m个分合路入端口分别对应m个频段，其中m为大于或等于2的正整数。通道1中的频段1对应的分合路入端口连接常规RRU2，通道N中的频段1对应的分合路入端口也连接常规RRU2，以及通道1中的频段m对应的分合路入端口连接常规RRU1，通道N中的频段m对应的分合路入端口也连接常规RRU1。这是由于，通道1中的频段1与通道N中的频段1均位于常规RRU2预设的接收射频信号的频段内，或者是通道1中的频段1与通道N中的频段1属于同一个频段范围，并且，该频段范围与常规RRU2预设的接收射频信号的频段相对应等。对于与常规RRU1相连接的通道1中的频段m对应的分合路入端口及通道N中的频段m对应的分合路入端口也是类似的原理，在此不再赘述。

需要说明的是，上述通道1包括的分合路入端口的个数和通道N包括的分合路入端口的个数均用m表示，表示通道1包括的分合路入端口的个数和通道N包括的分合路入端口的个数相同的情况，当然，通道1包括的分合路入端口的个数和通道N包括的分合路入端口的个数也可以不同，本发明实施例对此不作任何的限定。

当然，也可以根据实际需要，选择将分合路器11的通道中的分合路入端口不与常规的RRU相连接也是可以的，本发明实施例对此不作限定。

下面介绍射频接收机12：

所述射频接收机12具体包括：

N个宽频收信机120，该N个宽频收信机120组成N个接收链路；

以及，一个与所述N个宽频收信机120的输出端相连接的现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)121，用于接收N个宽频收信机发送的数字信号，并对所述N个宽频收信机120中的每一宽频收信机发送的数字信号分别进行处理；

以及，N个滤波器单元组122；每一个滤波器单元组的输入端与所述分合路器11的一个通道的第一分合路入端口相连接，每一滤波器单元组的输出端与一个所述宽频收信机的输入端相连接；其中所述每一滤波器单元组与每一宽频收信机、分合路器11的每一通道一一对应。

每一滤波器单元组的内部结构相类似，下面针对其中一个滤波器单元组进行详细的介绍。

单个滤波器单元组的内部结构示意图如图2所示。

该滤波器单元组包括滤波单元1220、第一开关单元1221、第二开关单元1222；所述第一开关单元1221位于所述滤波单元的输入端，所述第二开关单元1222位于所述滤波单元1220的输出端，所述滤波单元1220包括多个用于接收不同频段的射频信号的滤波器；通过将第一开关单元1221中的开关和第二开关单元1222中的开关共同切换到该滤波单元1220中同一滤波器，接收与该滤波器对应的频段的射频信号，并将接收到的与该滤波器对应的频段的射频信号输出给与该滤波器单元组连接的宽频收信机。

较佳地，对于每一滤波器单元组：将该滤波器单元组的输入端与分合路器11的一个通道的第一分合路入端口相连接，例如可以通过该滤波器单元组中的第一开关单元1221与分合路器的一个通道的第一分合路入端口相连接；将该滤波器单元组的输出端与一个宽频收信机的输入端相连接，例如可以通过该滤波器单元组中的第二开关单元1222与一个宽频收信机的输入端相连接。

需要说明的是，本发明实施例提供的射频前端系统中的每一滤波器单元组的开关选择可以独立设置，每一滤波器单元组可通过开关单元中的开关选择同一频段的滤波器，也可以选择不同频段的滤波器。并且，每一滤波器单元组的滤波单元中的滤波器个数可以相同，也可以不同。对于每一滤波器单元组，在接收射频信号时，一次只能通过开关单元选择该滤波器单元组的滤波单元中的一个滤波器。

从而，可以实现对每一宽频收信机(接收链路)的工作频率的单独设置。也就是说，对于每一宽频收信机，该宽频收信机的工作频率，与该宽频收信机相连接的滤波器单元组选择的滤波器的频段是对应的，由于每一滤波器单元组的开关选择可以独立设置，因而可以实现对每一宽频收信机的工作频率的单独设置。

由于每一滤波器单元组的设计均是窄带的，即每一滤波器单元组中的滤波器均为窄带滤波器，以实现对更窄的不同频段的射频信号滤波处理。这样，可以提高接收链路的抗阻塞性能，使得不同频段信号之间的隔离度达到30dB以上，相互之间不影响正常工作，同时，该滤波器单元组的设计可以降低对外接分合路器各端口的隔离度要求。

较佳地，对于N个宽频收信机120中的每一宽频收信机，该宽频收信机具体包括：

依次相连的LNA、混频器、中频滤波器(LC)、VGA、ADC。

也就是说，LNA的输出端与混频器的输入端相连接，混频器的输出端与中频滤波器的输入端相连接，中频滤波器的输出端与VGA的输入端相连接，VGA的输出端与ADC的输入端相连接。

这样，对于每一宽频收信机，该宽频收信机的输入端为LNA的输入端，该宽频收信机的输出端为ADC的输出端。

下面对宽频收信机中的LNA、混频器、中频滤波器(LC)、VGA、ADC进行简单地介绍。

其中，LNA用于接收射频信号，并对接收到的射频信号进行放大后传输给混频器。混频器用于对接收到的射频信号进行下变频处理，将射频信号转化为中频信号，并传输给中频滤波器。中频滤波器用于对接收到的中频信号进行滤波处理后发送给VGA。VGA用于对中频信号进行放大后发送给ADC。ADC用于将接收到的信号转化为数字信号后发送给FPGA。

当然，宽频收信机也可以只包括LNA和射频ADC(RF ADC)，LNA将接收到的射频信号传输给RF ADC，由RF ADC完成对上行射频信号的直接采样。

所述FPGA 121内置单片机(Micro Controller Unit，MCU)，并且FPGA还与外部配置芯片(FLASH)、双倍速率同步动态随机存储器(Double DataRate，DDR)、锁相环(Phase-Locked Loop，PLL)、光模块1、光模块2等相连接，以实现对每一宽频收信机发送的数字信号进行处理。例如，对于接收到的每一宽频收信机发送的数字信号，将该数字信号进行处理后转化为基带信号(同相信号I和正交信号Q)，并将该基带信号传输给基带处理单元(BasebandProcessing Unit，BBU)。

较佳地，所述FPGA 121还用于：对所述N个宽频收信机的工作制式分别进行设置。

也就是，通过FPGA对N个宽频收信机的每一宽频收信机的工作制式单独进行设置，使得每一宽频收信机(接收链路)的工作制式可以相同，也可以相同。与现有技术中只能接收固定频段，并且设置固定的工作制式相比，本方案可根据需要更加灵活地进行设置，使得网络建设更加灵活。

所述工作制式，例如可以为全球移动通信系统(Global System for MobileCommunications，GSM)、码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)、宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)、时分双工的长期演进(Time Division Duplex-Long Term Evolution，TDD-LTE)、频分双工的长期演进(Frequency Division Duplex-Long Term Evolution，FDD-LTE)等等。

本发明实施例提供的另一实施例中，射频前端系统中的射频接收机，也可以不包括滤波器单元组。

参见图3，本发明实施例提供的另一种射频前端系统，包括：一个分合路器31和一个射频接收机32；所述分合路器31包括N个通道，每一通道连接一根天线并接收该天线上的射频信号，其中每一通道连接的天线不同；所述射频接收机32包括N个接收链路，每一所述链路对应一个所述通道，从对应的通道接收射频信号，并对接收到的射频信号进行处理；其中，N为大于或等于2的正整数。

其中，所述分合路器31的设计原理与图1所示的分合路器11的设计原理相同，在此不再赘述。

所述射频接收机32包括：

N个宽频收信机320，该N个宽频收信机320组成N个接收链路；

以及，一个与所述N个宽频收信机320的输出端相连接的FPGA 321，用于接收所述N个宽频收信机320发送的数字信号，并对所述N个宽频收信机320中的每一宽频收信机发送的数字信号分别进行处理。

具体地，N个宽频收信机320的内部结构可参照图1所示的N个宽频收信机120的结构进行设置。例如，对于N个宽频收信机320中的每一宽频收信机，该宽频收信机具体包括：

依次相连的LNA、混频器、中频滤波器(LC)、VGA、ADC。

从而，对于N个宽频收信机320中的每一宽频收信机，将该宽频收信机中的LNA的输入端直接与分合路器31中的一个通道的其中一个分合路入端口相连接。

若采用图3所示的这种设计方案，则分合路器31的各端口对其他频段的抑制能力要求较高，一般来讲，各端口对其他频段的抑制需要达到86dB(以常规RRU输出功率为20W，43dBm为例)，这样，就可以保证接收系统的指标满足移动通信系统的规范要求。

采用该方案，也可以接收更多天线的上行信号，实现多通道、多频段、多载波的上行信号接收，提升LTE系统的上行覆盖能力。

此外，本发明实施例中提及的N个宽频收信机也可以由N个宽频收发信机来替代，从而使其同时具备接收功能和发送功能，本发明实施例对此不作限定。

本发明实施例提供的射频前端系统，主要用于基站接收多根天线的上行信号，当然，当基站发射信号时，可采用现有的RRU实现对信号的发射。

本发明实施例提供的一种基站，包括本发明实施例提供的射频前端系统。

综上所述，本发明实施例提供了一种射频前端系统、基站，在射频前端系统中，包括一个具有多个通道的分合路器和一个具有多个接收链路的射频接收机，并且，分合路器的通道额个数与天线的个数以及接收链路的个数相互对应，从而通过该系统，可以接收更多天线的上行信号，实现多通道、多频段、多载波的上行信号的接收，提升LTE系统的上行覆盖能力，尤其在外场网络发生拥堵时，可以避免出现上下行不均衡的问题。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种射频前端系统，其特征在于，该系统包括一个分合路器和一个射频接收机；所述分合路器包括N个通道，每一通道连接一根天线并接收该天线上的射频信号，其中每一通道连接的天线不同；所述射频接收机包括N个接收链路，每一所述链路对应一个所述通道，从对应的通道接收射频信号，并对接收到的射频信号进行处理；其中，N为大于或等于2的正整数。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分合路器的每一通道包括一个分合路出端口和多个分合路入端口；对于每一通道：通过该通道的分合路出端口连接一根天线并接收该天线上的射频信号，该通道的多个分合路入端口中的第一分合路入端口与所述射频接收机的一个接收链路相连接，该第一分合路入端口为所述多个分合路入端口中的任一分合路入端口。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，对于所述每一通道：该通道的多个分合路入端口中的第二分合路入端口，与常规射频拉远单元RRU相连接，其中，所述第二分合路入端口包括所述多个分合路入端口中的一个或多个分合路入端口。

4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述射频接收机具体包括：

N个宽频收信机，该N个宽频收信机组成所述N个接收链路；

以及，一个与所述N个宽频收信机的输出端相连接的现场可编程逻辑门阵列FPGA，用于接收所述N个宽频收信机发送的数字信号，并对所述N个宽频收信机发送的数字信号分别进行处理。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述FPGA还用于：对所述N个宽频收信机的工作制式分别进行设置。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，对于每一所述宽频收信机，该宽频收信机包括：依次相连的低噪声放大器LNA、混频器、中频滤波器、可变增益放大器、模数转换器ADC。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述射频接收机还包括N个滤波器单元组；每一个滤波器单元组的输入端与所述分合路器的一个通道的第一分合路入端口相连接，每一滤波器单元组的输出端与一个所述宽频收信机的输入端相连接；其中所述每一滤波器单元组与每一宽频收信机、分合路器的每一通道一一对应。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，对于每一所述滤波器单元组，该滤波器单元组包括滤波单元、第一开关单元、第二开关单元；所述第一开关单元位于所述滤波单元的输入端，所述第二开关单元位于所述滤波单元的输出端，所述滤波单元包括多个用于接收不同频段的射频信号的滤波器；通过将第一开关单元中的开关和第二开关单元中的开关共同切换到该滤波单元中同一滤波器，接收与该滤波器对应的频段的射频信号，并将接收到的所述与该滤波器对应的频段的射频信号输出给与该滤波器单元组连接的宽频收信机。

9.一种基站，其特征在于，该基站包括权利要求1～8任一权项所述的系统。