CN112583423B - 一种数字上变频处理装置及无线通信系统中频链路 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种数字上变频处理装置及无线通信系统中频链路。数字上变频处理装置包括：N个主体模块和合路模块，N为大于或者等于1的正整数；每个主体模块包括：增益模块，成型滤波模块，数字上变频DUC模块，第一混频模块和第二混频模块；增益模块的输入端输入载波信号，增益模块的输出端与成型滤波模块的输入端和DUC模块的输入端均相连；成型滤波模块的输出端与DUC模块的输入端和第二混频模块的输入端均相连；DUC模块的输出端与第一混频模块的输入端和第二混频模块的输入端相连；第二混频模块的输出端输出载波信号；第一混频模块的输出端与合路模块的输入端相连；合路模块的输出端与成型滤波模块的输入端相连。

Description

一种数字上变频处理装置及无线通信系统中频链路
技术领域
本申请涉及无线通信网络，例如涉及一种数字上变频处理装置及无线通信系统中频链路。
背景技术
数字上变频(Digital Up Converter，DUC)处理装置能够对输入的数字信号进行各种功率调节和速率变换，在数字域内实现调制和混频，输出高速数字中频信号。在无线通信系统中，基带发送的某些大带宽的数字信号可分为若干子带载波信号传输至中频部分处理，现有的DUC处理装置通常包括用于处理子带载波信号的结构(以下简称结构一)和用于处理非子带载波信号的结构(以下简称结构二)，结构一和结构二分别设置，导致DUC处理装置的成本高、体积大。
发明内容
本申请提供一种数字上变频处理装置及无线通信系统中频链路，能够减少DUC处理装置的硬件开销、降低生产成本，实现DUC处理装置的低功耗和小型化。
本申请实施例提供一种数字上变频处理装置，包括：N个主体模块和合路模块，N为大于或者等于1的正整数；每个主体模块包括：增益模块，成型滤波模块，数字上变频DUC模块，第一混频模块和第二混频模块；其中，
增益模块的输入端输入载波信号，增益模块的输出端与成型滤波模块的输入端和DUC模块的输入端均相连；
成型滤波模块的输出端与DUC模块的输入端和第二混频模块的输入端均相连；
DUC模块的输出端与第一混频模块的输入端和第二混频模块的输入端相连；
第二混频模块的输出端输出载波信号；
第一混频模块的输出端与合路模块的输入端相连；合路模块的输出端与成型滤波模块的输入端相连。
本申请实施例还提供一种无线通信系统中频链路，包括上述任一实施例的数字上变频处理装置。
附图说明
图1为一种现有的DUC处理装置的结构示意图；
图2为另一种现有的DUC处理装置的结构示意图；
图3为又一种现有的DUC处理装置的结构示意图；
图4为一实施例提供的一种数字上变频处理装置的结构示意图；
图5为一实施例提供的另一种数字上变频处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
DUC处理装置是射频拉远单元(Remote Radio Unit，RRU)收发信板单元的重要组成部分，其主要功能是对输入的数字信号进行各种功率调节和速率变换，在数字域内实现调制和混频，输出高速数字中频信号。
通常，基带处理单元(Building Base band Unit，BBU)发送至RRU的大带宽数字信号可分为若干子带载波信号，子带载波信号和非子带载波信号根据其各自特性在DUC处理装置内的信号处理流程不同。
图1示出了一种现有的DUC处理装置的结构示意图。图1所示的DUC处理装置用于处理子带载波信号，如图1所示，DUC处理装置包括：N路增益、N路多级内插滤波模块(也称为多级DUC滤波模块，图1中是以M级为例进行绘制的)、N路混频数字控制振荡器(NumericallyControlled Oscillator，NCO)0、合路模块和N路成型滤波模块。当数字信号为子带载波信号时，子带载波信号首先经过增益调整功率，再经过多级内插滤波模块完成数字上变频处理，最后经混频NCO0、合路模块进入成型滤波模块完成成型滤波后输出。
图2示出了另一种现有的DUC处理装置的结构示意图。图2所示的DUC处理装置用于处理非子带载波信号，如图2所示，DUC处理装置包括：N路增益、N路成型滤波模块N路多级内插滤波模块(图2中是以M级为例进行绘制的)、N路NCO1。当数字信号为非子带载波信号时，非子带载波信号首先经过增益调整功率，再经过成型滤波模块完成成型滤波，最后顺序经过多级内插滤波模块和混频NCO1完成数字上变频处理和混频操作。
上述两种DUC处理装置将子带载波信号和非子带载波信号分开进行处理，数据流处理和时序控制过程简单，各载波处理过程互不影响，实现技术简单。然而，当系统需要兼容多带宽子带载波信号和非子带载波信号时，图1和图2所示的DUC处理装置无法满足需求。图3示出了又一种现有的DUC处理装置的结构示意图。DUC处理装置包括：N路增益、N路多级内插滤波模块1(图3中是以M级为例进行绘制的)、N路NCO0、合路模块、N路成型滤波模块、N路多级内插滤波模块2(图3中是以M级为例进行绘制的)、N路NCO1。图3所示的DUC处理装置在处理子带载波信号和非子带载波信号时也具备图1和图2所示的DUC处理装置的优点，即时序控制简单，便于实现。但是如图3所示，实现相同功能的多级内插滤波模块在实现结构中出现了两次，这样做的缺点显而易见：一方面，图3所示的DUC处理装置需要较多的硬件资源，尤其需要较多的内插滤波模块，在产品需求向低功耗、小型化、微型化方向发展的今天，图3所示的DUC处理装置显然已经不能满足需求；另一方面，图3所示的DUC处理装置延长了产品开发时间，较多的硬件开销也使得系统功耗显著增加。尤其是在多带宽多载波的通信系统中，上述缺点也愈加致命和明显，很大程度上削弱了产品竞争力。
为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种数字上变频处理装置及无线通信系统中频链路，能够减少DUC处理装置的硬件开销、降低生产成本，实现DUC处理装置的低功耗和小型化。
本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。本申请下述各个实施例可以单独执行，各个实施例之间也可以相互结合执行，本申请实施例对此不作具体限制。
下面，对数字上变频处理装置、无线通信系统中频链路及其技术效果进行描述。
图4示出了一实施例提供的一种数字上变频处理装置的结构示意图，如图4所示，数字上变频处理装置包括：N个主体模块和合路模块20，N为大于或者等于1的正整数。
每个主体模块包括：增益模块，成型滤波模块，DUC模块，第一混频模块和第二混频模块。如图4所示，第一个主体模块包括：增益模块11，成型滤波模块12，DUC模块13，第一混频模块14和第二混频模块15；第二个主体模块包括：增益模块21，成型滤波模块22，DUC模块23，第一混频模块24和第二混频模块25；以此类推，第N个主体模块包括：增益模块N1，成型滤波模块N2，DUC模块N3，第一混频模块N4和第二混频模块N5。
以第一个主体模块为例，增益模块11的输入端输入载波信号，增益模块11的输出端与成型滤波模块12的输入端和DUC模块13的输入端均相连；
成型滤波模块12的输出端与DUC模块13的输入端和第二混频模块15的输入端均相连；
DUC模块13的输出端与第一混频模块14的输入端和第二混频模块15的输入端相连；
第二混频模块15的输出端输出载波信号；
第一混频模块14的输出端与合路模块20的输入端相连；合路模块20的输出端与成型滤波模块12的输入端相连。
第二个主体模块到第N个主体模块的连接关系与第一个主体模块的连接关系相似，此处不再赘述。
在一实施例中，结合图4，图5示出了一实施例提供的另一种数字上变频处理装置的结构示意图，如图5所示，每个DUC模块包括M个内插滤波模块，M个内插滤波模块串联连接，M为大于或者等于1的正整数。即DUC模块13包括内插滤波模块131、内插滤波模块132、…、内插滤波模块13M；DUC模块23包括内插滤波模块231、内插滤波模块232、…、内插滤波模块23M；以此类推，DUC模块N3包括内插滤波模块N31、内插滤波模块N32、…、内插滤波模块N3M。
在一实施例中，内插滤波模块为二倍内插滤波器。假设内插滤波模块131输入数据速率为a，内插滤波模块131、内插滤波模块132、…、内插滤波模块13M输出数据速率分别为2a、4a、…、2ma。
在一实施例中，成型滤波模块的滤波阶数及对应的滤波系数内置可选，可以满足不同带宽不同速率信号的处理性能需求。
在一实施例中，合路模块20可以为子带合路模块，合路模块20可根据业务需求将N个载波信号中的K(K≤N)个载波合路相加输出，其子带合路输出所能连接的成型滤波模块可在K个载波不做合路时输出连接的成型滤波模块中任意选择，其中，图4和图5不体现子带载波合路功能，即载波不做子带合路时的结构。
在一实施例中，若载波信号为子带载波信号，
增益模块，用于调整子带载波信号的功率，并将子带载波信号发送至DUC模块；
DUC模块，用于对子带载波信号进行数字上变频处理，并将子带载波信号发送至第一混频模块；
第一混频模块，用于对子带载波信号进行混频处理，并将子带载波信号发送至合路模块。
合路模块，用于接收子带载波信号，并将子带载波信号发送至与该子带载波信号对应的主体模块的成型滤波模块；
成型滤波模块，用于对子带载波信号进行成型滤波处理，并将子带载波信号发送至第二混频模块；
第二混频模块，用于对子带载波信号进行混频处理。
参考图5，若载波信号1、载波信号2、…载波信号N为子带载波信号，且载波信号1、载波信号2、…载波信号N不做子带合路时，以第一个主体模块为例，载波信号1的流向如图中虚线所示，此时主体模块分别实现以下功能。
增益模块11调整子带载波信号的功率，并将子带载波信号发送至DUC模块13；DUC模块13对子带载波信号进行数字上变频处理，并将子带载波信号发送至第一混频模块14；第一混频模块14对子带载波信号进行混频处理，并将子带载波信号发送至合路模块20；合路模块20接收子带载波信号，并将子带载波信号发送至与该子带载波信号对应的主体模块的成型滤波模块(即将子带载波信号1发送至成型滤波模块12、将子带载波信号2发送至成型滤波模块22、…、将子带载波信号N发送至成型滤波模块N2)；成型滤波模块12对子带载波信号进行成型滤波处理，并将子带载波信号发送至第二混频模块15；第二混频模块15，用于对子带载波信号进行混频处理。
在一实施例中，若载波信号为子带载波信号，
增益模块，用于调整子带载波信号的功率，并将子带载波信号发送至DUC模块；
DUC模块，用于对子带载波信号进行数字上变频处理，并将子带载波信号发送至第一混频模块；
第一混频模块，用于对子带载波信号进行混频处理，并将子带载波信号发送至合路模块。
合路模块，用于接收N个子带载波信号，并将K个子带载波信号相加合路，得到合路子带载波信号；将合路子带载波信号发送至K个子带载波信号中的任一子带载波信号对应的主体模块的成型滤波模块，其中，K为小于或者等于N的正整数；
成型滤波模块，用于对合路子带载波信号进行成型滤波处理，并将合路子带载波信号发送至第二混频模块；
第二混频模块，用于对合路子带载波信号进行混频处理。
合路模块，还用于将未合路的子带载波信号发送至与该未合路的子带载波信号对应的主体模块的成型滤波模块；
成型滤波模块，还用于对未合路的子带载波信号进行成型滤波处理，并将未合路的子带载波信号发送至第二混频模块；
第二混频模块，还用于对未合路的子带载波信号进行混频处理。
继续参考图5，若载波信号1、载波信号2、…载波信号N为子带载波信号，且载波信号1和载波信号2做子带合路，载波信号3…载波信号N不做子带合路时，以第一个主体模块、第二个主体模块和第N个主体模块为例，载波信号1、载波信号2和载波信号N的流向如图中虚线所示，此时主体模块分别实现以下功能。
增益模块11调整子带载波信号的功率，并将子带载波信号发送至DUC模块13；DUC模块13对子带载波信号进行数字上变频处理，并将子带载波信号发送至第一混频模块14；第一混频模块14对子带载波信号进行混频处理，并将子带载波信号发送至合路模块20。
增益模块21调整子带载波信号的功率，并将子带载波信号发送至DUC模块23；DUC模块23对子带载波信号进行数字上变频处理，并将子带载波信号发送至第一混频模块24；第一混频模块24对子带载波信号进行混频处理，并将子带载波信号发送至合路模块20。
增益模块N1调整子带载波信号的功率，并将子带载波信号发送至DUC模块N3；DUC模块N3对子带载波信号进行数字上变频处理，并将子带载波信号发送至第一混频模块N4；第一混频模块N4对子带载波信号进行混频处理，并将子带载波信号发送至合路模块20。
合路模块20接收N个子带载波信号，并将载波信号1和载波信号2相加合路，得到合路子带载波信号；将合路子带载波信号发送至成型滤波模块12或成型滤波模块22(本申请以发送至成型滤波模块12进行说明)，另外，合路模块20还将未合路的子带载波信号发送至与该未合路的子带载波信号对应的主体模块的成型滤波模块(即将子带载波信号3发送至成型滤波模块32、…、将子带载波信号N发送至成型滤波模块N2)。
成型滤波模块12对合路子带载波信号进行成型滤波处理，并将合路子带载波信号发送至第二混频模块15；第二混频模块15对合路子带载波信号进行混频处理。
成型滤波模块N2对未合路的子带载波信号进行成型滤波处理，并将未合路的子带载波信号发送至第二混频模块N5；第二混频模块N5对未合路的子带载波信号进行混频处理。
在一实施例中，若载波信号为非子带载波信号，
增益模块，用于调整非子带载波信号的功率，并将非子带载波信号发送至成型滤波模块；
成型滤波模块，用于对非子带载波信号进行成型滤波处理，并将非子带载波信号发送至DUC模块；
DUC模块，用于对非子带载波信号进行数字上变频处理，并将非子带载波信号发送至第二混频模块；
第二混频模块，用于对非子带载波信号进行混频处理。
继续参考图5，若载波信号1、载波信号2、…载波信号N为非子带载波信号，以第一个主体模块为例，载波信号1的流向如图中实线所示，此时主体模块分别实现以下功能。
增益模块11调整非子带载波信号的功率，并将非子带载波信号发送至成型滤波模块12；成型滤波模块12对非子带载波信号进行成型滤波处理，并将非子带载波信号发送至DUC模块13；DUC模块13对非子带载波信号进行数字上变频处理，并将非子带载波信号发送至第二混频模块15；第二混频模块15对非子带载波信号进行混频处理。
本申请实施例提供一种数字上变频处理装置，包括：N个主体模块和合路模块，N为大于或者等于1的正整数；每个主体模块包括：增益模块，成型滤波模块，数字上变频DUC模块，第一混频模块和第二混频模块；增益模块的输入端输入载波信号，增益模块的输出端与成型滤波模块的输入端和DUC模块的输入端均相连；成型滤波模块的输出端与DUC模块的输入端和第二混频模块的输入端均相连；DUC模块的输出端与第一混频模块的输入端和第二混频模块的输入端相连；第二混频模块的输出端输出载波信号；第一混频模块的输出端与合路模块的输入端相连；合路模块的输出端与成型滤波模块的输入端相连。与现有的DUC处理装置相比，在兼容处理多带宽子带载波信号和非子带载波信号的同时，复用DUC模块，减少DUC处理装置的硬件开销、降低生产成本，实现DUC处理装置的低功耗和小型化。
本申请实施例还提供了一种无线通信系统中频链路，包括本申请任意实施例所提供数字上变频处理装置。本实施例提供的无线通信系统中频链路实现原理和技术效果与上述数字上变频处理装置类似，此处不再赘述。
在一实施例中，数字上变频处理装置位于无线通信系统中频链路的收发信板单元上。
以上所述，仅为本申请的示例性实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。一般来说，本申请的多种实施例可以在硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合中实现。例如，一些方面可以被实现在硬件中，而其它方面可以被实现在可以被控制器、微处理器或其它计算装置执行的固件或软件中，尽管本申请不限于此。
通过示范性和非限制性的示例，上文已提供了对本申请的示范实施例的详细描述。但结合附图和权利要求来考虑，对以上实施例的多种修改和调整对本领域技术人员来说是显而易见的，但不偏离本发明的范围。因此，本发明的恰当范围将根据权利要求确定。

Claims (8)

1.一种数字上变频处理装置，其特征在于，包括：N个主体模块和合路模块，N为大于或者等于1的正整数；每个所述主体模块包括：增益模块，成型滤波模块，数字上变频DUC模块，第一混频模块和第二混频模块；其中，
所述增益模块的输入端输入载波信号，所述增益模块的输出端与所述成型滤波模块的输入端和所述DUC模块的输入端均相连；
所述成型滤波模块的输出端与所述DUC模块的输入端和所述第二混频模块的输入端均相连；
所述DUC模块的输出端与所述第一混频模块的输入端和所述第二混频模块的输入端相连；
所述第二混频模块的输出端输出所述载波信号；
所述第一混频模块的输出端与所述合路模块的输入端相连；所述合路模块的输出端与所述成型滤波模块的输入端相连；
若所述载波信号为子带载波信号，所述增益模块，用于调整所述子带载波信号的功率，并将所述子带载波信号发送至所述DUC模块；所述DUC模块，用于对所述子带载波信号进行数字上变频处理，并将所述子带载波信号发送至所述第一混频模块；所述第一混频模块，用于对所述子带载波信号进行混频处理，并将所述子带载波信号发送至所述合路模块；
若所述载波信号为非子带载波信号，所述增益模块，用于调整所述非子带载波信号的功率，并将所述非子带载波信号发送至所述成型滤波模块；所述成型滤波模块，用于对所述非子带载波信号进行成型滤波处理，并将所述非子带载波信号发送至所述DUC模块；所述DUC模块，用于对所述非子带载波信号进行数字上变频处理，并将所述非子带载波信号发送至所述第二混频模块；所述第二混频模块，用于对所述非子带载波信号进行混频处理。
2.根据权利要求1所述的数字上变频处理装置，其特征在于，所述DUC模块包括M个内插滤波模块，所述M个内插滤波模块串联连接，M为大于或者等于1的正整数。
3.根据权利要求2所述的数字上变频处理装置，其特征在于，所述内插滤波模块为二倍内插滤波器。
4.根据权利要求1所述的数字上变频处理装置，其特征在于，若所述载波信号为子带载波信号，
所述合路模块，用于接收所述子带载波信号，并将所述子带载波信号发送至与该子带载波信号对应的主体模块的成型滤波模块；
所述成型滤波模块，用于对所述子带载波信号进行成型滤波处理，并将所述子带载波信号发送至所述第二混频模块；
所述第二混频模块，用于对所述子带载波信号进行混频处理。
5.根据权利要求1所述的数字上变频处理装置，其特征在于，若所述载波信号为子带载波信号，
所述合路模块，用于接收所述N个所述子带载波信号，并将K个子带载波信号相加合路，得到合路子带载波信号；将所述合路子带载波信号发送至所述K个子带载波信号中的任一子带载波信号对应的主体模块的成型滤波模块，其中，K为小于或者等于N的正整数；
所述成型滤波模块，用于对所述合路子带载波信号进行成型滤波处理，并将所述合路子带载波信号发送至所述第二混频模块；
所述第二混频模块，用于对所述合路子带载波信号进行混频处理。
6.根据权利要求5所述的数字上变频处理装置，其特征在于，
所述合路模块，还用于将未合路的子带载波信号发送至与该未合路的子带载波信号对应的主体模块的成型滤波模块；
所述成型滤波模块，还用于对所述未合路的子带载波信号进行成型滤波处理，并将所述未合路的子带载波信号发送至所述第二混频模块；
所述第二混频模块，还用于对所述未合路的子带载波信号进行混频处理。
7.一种无线通信系统中频链路，其特征在于，包括具有如权利要求1-6中任一所述的数字上变频处理装置。
8.根据权利要求7所述的无线通信系统中频链路，其特征在于，所述数字上变频处理装置位于所述无线通信系统中频链路的收发信板单元上。
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