CN109756238A - 一种多频段信号的处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多频段信号的处理方法及装置，该方法包括：接收单通道下的多频段射频信号；将多频段射频信号分成多个单频段射频信号；对每个单频段射频信号进行增益调整；对增益调整后的单频段射频信号进行合成，得到宽带多频射频信号；将宽带多频射频信号解调成多频中频信号后输出。本发明通过将多频段射频信号进行分频段处理，在变频之前将处理后的多个单频段射频信号合路，转换成多频中频信号输出至模数转换器ADC进行后续处理，由于ADC处理多频中频信号所需的采样率低，并且ADC在低采样率时的系统性能高于高采样率时的系统性能，解决了现有技术中使用射频直采方案造成器件选择限制大及系统性能低等问题。

Description

一种多频段信号的处理方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种多频段信号的处理方法及装置。

背景技术

随着无线通信技术的发展，无线基站产品向宽带化和多频段方向发展，接收机的架构也在不断的改进，多频段接收机的需求越来越多。传统的多频段接收方案为同时使用多个接收机进行拼凑以实现多频段同时接收和处理，但该方案因使用多个接收机使设备成本高、占地面积大，不符合小型化基站的发展需求。现有技术中或采用对接收到的多频段射频信号进行直接采集的方案，此种方案要求模数转换器(ADC，Analog-to-DigitalConverter)具有较高的采样率，导致器件选择限制大、系统性能低。

因此需要一种对多频段射频信号进行同时接收和处理的方法，以解决现有技术中使用射频直采方案造成器件选择限制大及系统性能低等问题。

发明内容

本发明提供一种多频段信号的处理方法及装置，用以解决现有技术中使用射频直采方案造成器件选择限制大及系统性能低等问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种多频段信号的处理方法，包括：接收单通道下的多频段射频信号；将所述多频段射频信号分成多个单频段射频信号；对每个单频段射频信号进行增益调整；对所述增益调整后的单频段射频信号进行合成，得到宽带多频射频信号；将所述宽带多频射频信号解调成多频中频信号后输出。

进一步，将所述多频段射频信号分成多个单频段信号之前，还包括：对所述多频段射频信号进行滤波处理；对滤波处理后的所述多频段射频信号进行低噪声放大处理。

进一步，所述对所述增益调整后的单频段射频信号进行合成之前，还包括：对所述增益调整后的单频段射频信号进行滤波处理。

进一步，所述多频中频信号为：多频同向正交IQ信号。

进一步，对所述多频中频信号输出之前，还包括：对所述多频中频信号进行抗混叠滤波处理。

进一步，对所述多频中频信号进行抗混叠滤波处理之前，还包括：对所述多频中频信号进行增益放大处理。

另一方面，本发明还提供一种多频段信号的处理装置，包括：接收模块，用于接收单通道下的多频段射频信号；频率选择模块，用于将所述多频段射频信号分成多个单频段射频信号；增益调整模块，用于对每个单频段射频信号进行增益调整；合路模块，用于对所述增益调整后的单频段射频信号进行合成，得到宽带多频射频信号；解调模块，将所述宽带多频射频信号解调成多频中频信号后输出。

进一步，还包括：第一滤波模块，用于对所述多频段射频信号进行滤波处理；低噪声放大模块，用于对滤波处理后的所述多频段射频信号进行低噪声放大处理。

进一步，还包括：第二滤波模块，用于对所述增益调整后的单频段射频信号进行滤波处理。

进一步，所述多频中频信号为：多频IQ信号。

进一步，还包括：第一抗混叠滤波模块，用于对所述多频中频信号中的I(InPhase)信号进行抗混叠滤波处理；第二抗混叠滤波模块，用于对所述多频中频信号中的Q(Quadrature)信号进行抗混叠滤波处理。

进一步，还包括：第一增益放大模块，对所述多频中频信号中的I信号进行增益放大处理；第二增益放大模块，对所述多频中频信号中的Q信号进行增益放大处理。

本发明通过将多频段射频信号进行分频段处理，在变频之前将处理后的多个单频段射频信号合路，转换成多频中频信号输出至ADC进行后续处理，由于ADC处理多频中频信号所需的采样率低，并且ADC在低采样率时的系统性能高于高采样率时的系统性能，因此，解决了现有技术中使用射频直采方案造成器件选择限制大及系统性能低等问题。

附图说明

图1是本发明第一实施例中多频段信号处理方法的流程图；

图2是本发明第二实施例中多频段信号处理装置的结构示意图；

图3是本发明第三实施例中多频段接收机系统的硬件示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术使用射频直采方案造成器件选择限制大及系统性能低等问题，本发明提供了一种多频段信号的处理方法及装置，以下结合附图以及实施例，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，并不限定本发明。

本发明的第一实施例提供了一种多频段信号的处理方法，其方法流程图如图1所示，具体包括步骤S101至S108：

S101，接收单通道下的多频段射频信号；

S102，对多频段射频信号进行滤波处理；

S103，将多频段射频信号分成多个单频段射频信号；

S104，对每个单频段射频信号进行增益调整；

S105，对增益调整后的单频段射频信号进行滤波处理；

S106，对增益调整后的单频段射频信号进行合成，得到宽带多频射频信号；

S107，将宽带多频射频信号解调成多频中频信号；

S108，对多频中频信号进行抗混叠滤波处理后输出。

接收机使用本发明第一实施例提供的方法，能够实现第三代合作伙伴计划(3GPP，3rd Generation Partnership Project)对接收技术系统指标的要求，同时接收至少两个频段的射频信号，其中射频信号的频段可以为：全球移动通信系统(GSM，Global Systemfor Mobile Communication)的规定频段、第三代移动通信技术(3G，3rd-generation)的规定频段、长期演进技术(LTE，Long Term Evolution)的规定频段、无线局域网(WLAN，Wireless Local Area Networks)的规定频段等3GPP计划内的频段。

接收到多频段射频信号后，可以先对该多频段射频信号进行滤波处理，即步骤S102，以滤除带外的干扰或者杂散。随后执行步骤S103对多频段射频信号进行基于频段的选择，将一路多频段射频信号分成多路单频段射频信号，对每一路单频段射频信号分别进行增益处理，其中，增益处理可以为放大或衰减处理，具体根据该路单频段射频信号的大小决定对该路信号进行放大处理还是衰减处理。应当了解的是，在对多频段射频信号进行基于频段的选择之前，通常对滤波处理后的多频段射频信号进行低噪声放大处理，并对放大后的多频段射频信号进行基于频段的选择。并且在本实施例中，对每一路单频段射频信号均可以实现独立控制，即对当前单频段射频信号进行放大时与他路无关。优选地，对增益调整后的单频段射频信号还包括滤波处理，以抑制其他频段在当前单频段射频信号的产生，以达到更好的输出效果。

为了方便进行射频信号的解调，将经过单独处理后的单频段射频信号进行合路处理，合成一路宽带多频射频信号，并对宽带多频射频信号进行解调，将其由多频射频信号变频成多频中频信号。应当了解的是，调频后输出的多频中频信号实际上为两路同相正交的信号，分别为I信号和Q信号。在对I信号和Q信号进行模数转换之前，还可以对I信号和Q信号进行抗混叠滤波处理，以过滤出混叠带杂散以及其它由于变频产生的杂散。优选地，在进行抗混叠滤波处理之前，可以分别对I信号和Q信号进行增益放大，但具体是否需要进行增益放大则根据实际信号强度处理。

ADC对输出的多频中频信号进行采样，并将模拟信号转化为数字信号，之后进行数字信号的处理。由于ADC在直接采集射频信号时需要的采样率较高，在采集中频信号时的采样率较低，且ADC在低采样率时的性能高于高采样率时的性能，因此使用本实施例中的处理方法可以降低整个多频段信号处理过程的能耗，提高了效率。

本实施例通过将多频段射频信号进行分频段处理，在变频之前将处理后的多个单频段射频信号合路，转换成多频中频信号输出至ADC进行后续处理，由于ADC处理多频中频信号所需的采样率低，并且ADC在低采样率时的系统性能高于高采样率时的系统性能，因此，解决了现有技术中使用射频直采方案造成器件选择限制大及系统性能低等问题。

本发明的第二实施例提供了一种多频段信号的处理装置，其结构示意图如图2所示，包括依次耦合的接收模块201、第一滤波模块202、频率选择模块203、增益调整模块204、第二滤波模块205、合路模块206、解调模块207、第一抗混叠滤波模块208以及第二抗混叠滤波模块209。其中，接收模块201用于接收单通道下的多频段射频信号；频率选择模块203用于将多频段射频信号分成多个单频段射频信号；增益调整模块204用于对每个单频段射频信号进行增益调整；合路模块206用于对增益调整后的单频段射频信号进行合成，得到宽带多频射频信号；解调模块207将宽带多频射频信号解调成多频中频信号后输出。

在本实施例中，接收模块201接收到多频段射频信号后，可以先通过第一滤波模块202对该多频段射频信号进行滤波处理，以滤除带外的干扰或者杂散，随后利用低噪声放大模块对滤波处理后的多频段射频信号进行低噪声放大处理，对放大后的多频段射频信号使用频率选择模块203进行基于频段的选择，将一路多频段射频信号分成多路单频段射频信号，对每一路单频段射频信号分别使用增益调整模块204进行增益处理，其中，增益调整模块204进行的增益处理可以为放大或衰减处理，具体根据该路单频段射频信号的大小决定对该路信号进行放大处理还是衰减处理。应当了解的是，增益调整模块204可以包括多个，具体数量根据单频段射频信号的数量而定，使每一路单频段射频信号均可以得到独立的控制，即对当前单频段射频信号进行放大时与他路无关。优选地，对增益调整后的单频段射频信号还可以通过第二滤波模块205进行滤波处理，以抑制其他频段在当前单频段射频信号的产生，达到更好的输出效果。

为了节省模块数量，减小装置的体积和占地面积，装置使用合路模块206将经过单独处理后的单频段射频信号进行合路处理，以合成一路宽带多频射频信号，并对通过解调模块207宽带多频射频信号进行解调，将其由多频射频信号变频成多频中频信号。应当了解的是，解调模块207输出的多频中频信号实际上为两路同相正交的信号，分别为I信号和Q信号。在对I信号和Q信号进行模数转换之前，还可以通过第一抗混叠滤波模块208和第二抗混叠滤波模块209分别对I信号和Q信号进行抗混叠滤波处理，以过滤出混叠带杂散以及其它由于变频产生的杂散。优选地，在进行抗混叠滤波处理之前，可以分别通过第一增益放大模块和第二增益放大模块对I信号和Q信号进行增益放大，但具体是否需要进行增益放大则根据实际信号强度处理。

ADC接收处理装置输出的多频中频信号，对该多频中频信号进行采样，并将模拟信号转化为数字信号，之后进行数字信号的处理。由于ADC在直接采集射频信号时需要的采样率较高，在采集中频信号时的采样率较低，且ADC在低采样率时的性能高于高采样率时的性能，因此使用本实施例中的处理装置可以降低整个多频段信号处理过程的能耗，提高了效率。

本发明的第三实施例提供了一种多频段接收机系统，其硬件示意图如图3所示，下面结合图3对本发明第三实施例提供的多频段接收机系统进行详细描述。

本实施例提供的系统用于接收1.8G+2.1G双频段射频信号(相当于本发明第一实施例中的多频段射频信号)，接收天线301(相当于本发明第二实施例中的接收模块)同时接收1.8G和2.1G双频段的射频信号，该双频段射频信号经过滤波器302(相当于本发明第二实施例中的第一滤波模块)滤除带外的干扰或者杂散，随后经过低噪声放大器303(相当于本发明第二实施例中的低噪声放大模块)进行低噪声放大处理，由频率处理器304(相当于本发明第二实施例中的频率选择模块)将双频信号分开给双路增益控制模块305(相当于本发明第二实施例中的增益调整模块)处理。双路增益控制模块305可以对1.8G信号和2.1G信号实现分别增益控制，经过各自的增益控制处理后，给各自传输通道上的滤波器，如处理2.1G信号的滤波器306和处理1.8G信号的滤波器307(滤波器306和滤波器307的功能相当于本发明第二实施例中的第二滤波模块)，以实现对异频信号噪声抑制，1.8G信号和2.1G信号分别经过滤波器处理后，输入给合路器308(相当于本发明第二实施例中的合路模块)将1.8G信号和2.1G信号重新合路，解调器309与锁相环(PLL，Phase Locked Loop)模块(相当于本发明第二实施例中的解调模块)将双频段射频信号同时解调成IQ中频信号(相当于本发明第一实施例中的多频中频信号)，IQ中频信号再分别经过抗混叠滤波器312(相当于本发明第二实施例中的第一抗混叠滤波模块)和抗混叠滤波器313(相当于本发明第二实施例中的第二抗混叠滤波模块)滤除混叠带杂散后给ADC完成模数转换，其中，在IQ中频信号再分别经过抗混叠滤波器312和抗混叠滤波器313之前，该IQ中频信号分别经过放大器310(相当于本发明第二实施例中的第一增益放大模块)和放大器311(相当于本发明第二实施例中的第二增益放大模块)，对I信号和Q信号进行增益放大，但具体是否需要进行放大则根据实际信号强度处理。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

本发明的实施例还提供了一种存储介质。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：

S11，接收单通道下的多频段射频信号；

S12，对多频段射频信号进行滤波处理；

S13，将多频段射频信号分成多个单频段射频信号；

S14，对每个单频段射频信号进行增益调整；

S15，对增益调整后的单频段射频信号进行滤波处理；

S16，对增益调整后的单频段射频信号进行合成，得到宽带多频射频信号；

S17，将宽带多频射频信号解调成多频中频信号；

S18，对多频中频信号进行抗混叠滤波处理后输出。

接收到多频段射频信号后，可以先对该多频段射频信号进行滤波处理，即步骤S12，以滤除带外的干扰或者杂散。随后执行步骤S13对多频段射频信号进行基于频段的选择，将一路多频段射频信号分成多路单频段射频信号，对每一路单频段射频信号分别进行增益处理，其中，增益处理可以为放大或衰减处理，具体根据该路单频段射频信号的大小决定对该路信号进行放大处理还是衰减处理。应当了解的是，在执行多频段射频信号进行基于频段的选择的步骤之前，通常还包括对滤波处理后的多频段射频信号进行低噪声放大处理的步骤，并对放大后的多频段射频信号进行基于频段的选择。并且在本实施例中，对每一路单频段射频信号均可以实现独立控制，即对当前单频段射频信号进行放大时与他路无关。优选地，对增益调整后的单频段射频信号还包括滤波处理步骤，以抑制其他频段在当前单频段射频信号的产生，以达到更好的输出效果。

为了方便进行射频信号的解调，将经过单独处理后的单频段射频信号进行合路处理，合成一路宽带多频射频信号，并对宽带多频射频信号进行解调，将其由多频射频信号变频成多频中频信号。应当了解的是，调频后输出的多频中频信号实际上为两路同相正交的信号，分别为I信号和Q信号。在对I信号和Q信号进行模数转换之前，还可以对I信号和Q信号进行抗混叠滤波处理，以过滤出混叠带杂散以及其它由于变频产生的杂散。优选地，在进行抗混叠滤波处理步骤之前，可以分别对I信号和Q信号进行增益放大，但具体是否需要进行增益放大则根据实际信号强度处理。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。可选地，在本实施例中，处理器根据存储介质中已存储的程序代码执行上述实施例记载的方法步骤。可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。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。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (12)

1.一种多频段信号的处理方法，其特征在于，包括：

接收单通道下的多频段射频信号；

将所述多频段射频信号分成多个单频段射频信号；

对每个单频段射频信号进行增益调整；

对所述增益调整后的单频段射频信号进行合成，得到宽带多频射频信号；

将所述宽带多频射频信号解调成多频中频信号后输出。

2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，将所述多频段射频信号分成多个单频段信号之前，还包括：

对所述多频段射频信号进行滤波处理；

对滤波处理后的所述多频段射频信号进行低噪声放大处理。

3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述对所述增益调整后的单频段射频信号进行合成之前，还包括：

对所述增益调整后的单频段射频信号进行滤波处理。

4.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述多频中频信号为：多频同向正交IQ信号。

5.如权利要求1至4中任一项所述的处理方法，其特征在于，对所述多频中频信号输出之前，还包括：

对所述多频中频信号进行抗混叠滤波处理。

6.如权利要求5所述的处理方法，其特征在于，对所述多频中频信号进行抗混叠滤波处理之前，还包括：

对所述多频中频信号进行增益放大处理。

7.一种多频段信号的处理装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收单通道下的多频段射频信号；

频率选择模块，用于将所述多频段射频信号分成多个单频段射频信号；

增益调整模块，用于对每个单频段射频信号进行增益调整；

合路模块，用于对所述增益调整后的单频段射频信号进行合成，得到宽带多频射频信号；

解调模块，将所述宽带多频射频信号解调成多频中频信号后输出。

8.如权利要求7所述的处理装置，其特征在于，还包括：

第一滤波模块，用于对所述多频段射频信号进行滤波处理；

低噪声放大模块，用于对滤波处理后的所述多频段射频信号进行低噪声放大处理。

9.如权利要求7所述的处理装置，其特征在于，还包括：

第二滤波模块，用于对所述增益调整后的单频段射频信号进行滤波处理。

10.如权利要求7至9中任一项所述的处理装置，其特征在于，所述多频中频信号为：多频同向正交IQ信号。

11.如权利要求10所述的处理装置，其特征在于，还包括：

第一抗混叠滤波模块，用于对所述多频中频信号中的I信号进行抗混叠滤波处理；

第二抗混叠滤波模块，用于对所述多频中频信号中的Q信号进行抗混叠滤波处理。

12.如权利要求11所述的处理装置，其特征在于，还包括：

第一增益放大模块，对所述多频中频信号中的I信号进行增益放大处理；

第二增益放大模块，对所述多频中频信号中的Q信号进行增益放大处理。