CN113691278B - 时分模式多频段收发信机及多频段信号发送和接收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种时分模式多频段收发信机及多频段信号发送和接收方法，涉及收发信机技术领域。时分模式多频段收发信机包括发射链路、接收链路、反馈链路、第一选择开关与第二选择开关；反馈链路用于发射链路的输出信号反馈与天线驻波信号反馈；本发明通过第一选择开关、第二选择开关将发射链路、接收链路与反馈链路结合成一体，在需要接收射频信号，第一选择开关导通环形器与接收链路，在需要发射链路输出信号反馈时，第二选择开关导通发射链路与反馈链路，在需要天线驻波信号反馈时，第二开关配合第一开关导通环形器与反馈链路，从而满足移动通信基站小型化、硬件极简化、低成本、低功耗的发展需求。
Description
技术领域
本发明涉及收发信机技术领域，尤其涉及一种时分模式多频段收发信机及多频段信号发送和接收方法。
背景技术
随着移动通信技术的发展，低频段已经无法满足需求，更高的频段及更大的带宽逐渐被应用在移动通信领域。无线基站产品正朝着宽带化和多频段的方向发展，传统多频段收发信机包括发射通道、接收通道和反馈通道，每个频段分别采用独立的收发通道及反馈通道对多频段信号进行处理，这种实现方法增加收发信机的复杂度，体积大、成本高、功耗大，不能满足移动通信基站小型化、硬件极简化、低成本、低功耗的发展需求。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种时分模式多频段收发信机及多频段信号发送和接收方法，用于满足移动通信基站小型化、硬件极简化、低成本、低功耗的发展需求。
根据本发明的第一个方面，提供了时分模式多频段收发信机，包括发射链路、接收链路、反馈链路、第一选择开关与第二选择开关；
发射链路的输出端通过环形器与天线连接，发射链路用于传输两个或两个以上的不同频段的射频信号或不同频段的射频信号合路后的合路射频信号给天线发射；
接收链路用于接收天线接收的射频信号；
反馈链路用于发射链路的输出信号反馈与天线驻波信号反馈；
第一选择开关包括选择端与至少两个不同的支路端，第一选择开关的选择端与环形器连接，第一选择开关的一个支路端与接收链路的输入端连接，第一选择开关用于接通环形器与接收链路，或接通环形器与反馈链路；
第二选择开关包括选择端与至少两个不同的支路端，第二选择开关的选择端与反馈链路的输入端连接，第二选择开关的一个支路端与发射链路的输出端连接，第二选择开关的另一个支路端与第一选择开关的另一个支路端连接，第二选择开关用于接通发射链路与反馈链路，或配合所述第一选择开关接通环形器与反馈链路。
本发明的时分模式多频段收发信机，通过第一选择开关、第二选择开关将发射链路、接收链路与反馈链路结合成一体，在需要接收射频信号，第一选择开关导通环形器与接收链路，在需要发射链路输出信号反馈时，第二选择开关导通发射链路与反馈链路，在需要天线驻波信号反馈时，第二开关配合第一开关导通环形器与反馈链路，从而满足移动通信基站小型化、硬件极简化、低成本、低功耗的发展需求。
在一些实施方式中，第二选择开关的一个支路端通过耦合器与发射链路的输出端连接；和/或
环形器与天线之间连接有带通滤波器，带通滤波器用于滤除干扰信号与杂散信号。因此，耦合器将发射链路的射频信号按照设定的功率分配出一路给反馈链路，第二选择开关导通发射链路与反馈链路进行发射链路输出信号反馈；带通滤波器主要滤除预设频带外的干扰信号。
在一些实施方式中，第二选择开关的一个支路端与发射链路的输出端之间连接有第一数控衰减器，第一数控衰减器用于将接收的射频信号调整至预设幅度；和/或
第二选择开关的另一个支路端与第一选择开关之间连接有第二数控衰减器，第二数控衰减器用于将接收的射频信号调整至预设幅度。因此，第一数控衰减器与第二数控衰减器将接收到的射频信号调整至预设幅度，方便后续的信号处理。
在一些实施方式中，发射链路包括DAC模块、第一巴伦、第一低通滤波器、第一射频可调增益放大器与宽带功率放大器；
DAC模块用于将接收的信号转换成射频信号；
第一巴伦的输入端与DAC模块的输出端连接，第一巴伦用于将射频信号转换为单端信号；
第一低通滤波器的输入端与第一巴伦的输出端连接，第一低通滤波器用于滤除杂散信号；
第一射频可调增益放大器的输入端与第一低通滤波器的输出端连接，第一射频可调增益放大器用于对发射链路增益进行调整，以及对高低温链路的增益变化进行补偿以保证输出功率稳定；
宽带功率放大器的输入端与第一射频可调增益放大器的输出端连接，宽带功率放大器的输出端与环形器连接，宽带功率放大器用于将接收的射频信号放大至预设功率。
在一些实施方式中，接收链路包括低噪声放大器、第二射频可调增益放大器、第二低通滤波器、第二巴伦与第一ADC模块；
低噪声放大器的输入端与第一选择开关的一个支路端连接，低噪声放大器用于将接收的射频信号进行放大至预设值；
第二射频可调增益放大器的输入端与低噪声放大器的输出端连接，第二射频可调增益放大器用于对接收链路增益进行调整，当大阻塞信号输出时进行增益衰减，当灵敏度小信号输出时进行增益放大；
第二低通滤波器的输入端与第二射频可调增益放大器的输出端连接，第二低通滤波器用于滤除干扰信号；
第二巴伦的输入端与第二低通滤波器的输出端连接，第二巴伦用于将接收的单端信号转换为差分信号；
第一ADC模块的输入端与第二巴伦的输出端连接，第一ADC模块用于将接收到的信号转换为数字信号。
在一些实施方式中，反馈链路包括第三低通滤波器、第三巴伦与第二ADC模块；
第三低通滤波器的输入端与第二选择开关的选择端连接，第三低通滤波器用于滤除干扰信号；
第三巴伦的输入端与第三低通滤波器的输出端连接，第三巴伦用于将接收的差分信号转换为单端信号；
第二ADC模块的输入端与第三巴伦的输出端连接，第二ADC模块用于将接收到的信号转换为数字信号。
在一些实施方式中，还包括发射处理模块，发射处理模块包括两个或两个以上的CFR模块、两个或两个以上的DPD模块、两个或两个以上的DUC模块与合路模块；
CFR模块用于对接收到的基带信号进行波峰因子降低处理；
DPD模块的输入端与CFR模块的输出端连接，DPD模块用于对接收到的基带信号进行数字预失真处理；
DUC模块的输入端与DPD模块的输出端连接，DUC模块用于将接收到的基带信号变频至对应的频段；
合路模块的输入端与DUC模块的输出端连接，合路模块用于将所有不同频段的信号合路成一路信号并发送至发射链路。
在一些实施方式中，还包括接收处理模块，接收处理模块包括第一数字带通滤波器与第一DDC模块；
第一数字带通滤波器的输入端与接收链路的输出端连接，第一数字带通滤波器用于将不同频段的射频信号进行分离；
第一DDC模块的输入端与第一数字带通滤波器的输出端连接，第一DDC模块用于将不同频段的射频信号转换为基带信号。
在一些实施方式中，还包括反馈处理模块，反馈处理模块包括第二数字带通滤波器、第二DDC模块、驻波检测模块与第三选择开关；
第二数字带通滤波器的输入端与反馈链路的输出端连接，第二数字带通滤波器用于将不同频段的射频信号进行分离；
第二DDC模块的输入端与第二数字带通滤波器的输出端连接，第二DDC模块用于将不同频段的射频信号转换为基带信号；
驻波检测模块用于对接收的信号进行功率检测；
第三选择开关包括选择端与至少两个不同的支路端，第三选择开关的选择端与第二DDC模块的输出端连接，第三选择开关的一个支路与驻波检测模块连接，第三选择开关的另一个支路与发射链路连接进行训练。
根据本发明的第二个方面，提供一种多频段信号发送方法，该多频段信号发送方法用于控制上述的时分模式多频段收发信机，包括：
发射链路，所述发射链路的输出端通过环形器与天线连接，所述发射链路用于传输两个或两个以上的不同频段的射频信号给所述天线发射；
接收链路，所述接收链路用于接收所述天线接收的射频信号；
反馈链路，所述反馈链路用于所述发射链路的输出信号反馈与所述天线驻波信号反馈；
第一选择开关，所述第一选择开关包括选择端与至少两个不同的支路端，所述第一选择开关的选择端与所述环形器连接，所述第一选择开关的一个支路端与所述接收链路的输入端连接，所述第一选择开关用于接通所述环形器与所述接收链路，或接通所述环形器与所述反馈链路；
第二选择开关，所述第二选择开关包括选择端与至少两个不同的支路端，所述第二选择开关的选择端与所述反馈链路的输入端连接，所述第二选择开关的一个支路端与所述发射链路的输出端连接，所述第二选择开关的另一个支路端与所述第一选择开关的另一个支路端连接，所述第二选择开关用于接通所述发射链路与所述反馈链路，或配合所述第一选择开关接通所述环形器与所述反馈链路；
将发射链路输出的两个或两个以上的不同频段的射频信号通过天线发射；
第二选择开关导通发射链路与反馈链路，将发射链路输出的射频信号传输给反馈链路，进行发射链路的输出信号反馈。
在一些实施方式中，将发射链路输出的两个或两个以上的不同频段的射频信号通过天线发射具体为：
将合路基带信号转换为射频信号；
将射频信号进行单端信号转换处理，形成单端射频信号；
将单端射频信号进行滤波处理，形成滤波射频信号；
将滤波射频信号进行增益调整，形成增益射频信号；
将增益射频信号进行放大至预设功率，形成预设功率射频信号，并通过天线发射。
在一些实施方式中，第二选择开关导通发射链路与反馈链路，将发射链路输出的射频信号传输给反馈链路，进行发射链路的输出信号反馈具体为：
将射频信号进行滤波处理，形成滤波射频信号；
将滤波射频信号进行单端信号转换处理，形成单端射频信号；
将单端射频信号转换为数字信号；
将数字信号分离成不同频段的射频信号；
将不同频段的射频信号转换为基带信号；
第三开关导通，与发射链路连接，将基带信号进行训练。
在一些实施方式中，在将合路基带信号转换为射频信号之前还包括：
将基带信号进行波峰因子降低处理，形成低波峰因子基带信号；
将低波峰因子基带信号进行数字预失真处理，形成数字预失真基带信号；
将数字预失真基带信号变频至对应的不同频段，形成不同频段的变频基带信号；
将所有不同频段的变频基带信号合路成一路，形成合路基带信号。
根据本发明的第三个方面，提供一种多频段信号接收方法，该多频段信号接收方法用于控制上述的时分模式多频段收发信机，包括：
发射链路，所述发射链路的输出端通过环形器与天线连接，所述发射链路用于传输两个或两个以上的不同频段的射频信号给所述天线发射；
接收链路，所述接收链路用于接收所述天线接收的射频信号；
反馈链路，所述反馈链路用于所述发射链路的输出信号反馈与所述天线驻波信号反馈；
第一选择开关，所述第一选择开关包括选择端与至少两个不同的支路端，所述第一选择开关的选择端与所述环形器连接，所述第一选择开关的一个支路端与所述接收链路的输入端连接，所述第一选择开关用于接通所述环形器与所述接收链路，或接通所述环形器与所述反馈链路；
第二选择开关，所述第二选择开关包括选择端与至少两个不同的支路端，所述第二选择开关的选择端与所述反馈链路的输入端连接，所述第二选择开关的一个支路端与所述发射链路的输出端连接，所述第二选择开关的另一个支路端与所述第一选择开关的另一个支路端连接，所述第二选择开关用于接通所述发射链路与所述反馈链路，或配合所述第一选择开关接通所述环形器与所述反馈链路；
第一选择开关导通天线与接收链路，将天线接收的两个或两个以上的不同频段的射频信号传输给接收链路；
在射频信号的发射时隙，第一选择开关、第二选择开关相互配合导通天线与反馈链路，将接收的射频信号传输给所述反馈链路，进行天线驻波信号反馈。
在一些实施方式中，第一选择开关导通天线与接收链路，将天线接收的两个或两个以上的不同频段的射频信号传输给接收链路具体为：
将射频信号进行放大至预设值，形成放大射频信号；
将放大射频信号进行增益调整，形成增益射频信号；
将增益射频信号进行滤波处理，形成滤波射频信号；
将滤波射频信号进行差分信号转换处理，形成差分射频信号；
将差分射频信号转换为数字信号。
在一些实施方式中，在射频信号的发射时隙，第一选择开关、第二选择开关相互配合导通天线与反馈链路，将接收的射频信号传输给所述反馈链路，进行天线驻波信号反馈具体为：
将射频信号进行滤波处理，形成滤波射频信号；
将滤波射频信号进行单端信号转换处理，形成单端射频信号；
将单端射频信号转换为数字信号；
将数字信号分离成不同频段的射频信号；
将不同频段的射频信号转换为不同频段的基带信号；
第三开关导通，与驻波检测模块连接，对不同频段的基带信号进行功率检测。
在一些实施方式中，将差分射频信号转换为数字信号之后还包括：
将数字信号分离成不同频段的射频信号；
将不同频段的射频信号分别转换为基带信号。
与现有技术相比，本发明的时分模式多频段收发信机及多频段信号发送和接收方法，能够满足移动通信基站小型化、硬件极简化、低成本、低功耗的发展需求。
附图说明
图1为本发明一实施方式的时分模式多频段收发信机的组成示意图；
图2为本发明一实施方式的FPGA模块的组成示意图；
图3为本发明一实施方式的发射处理模块的组成示意图；
图4为本发明一实施方式的接收处理模块的组成示意图；
图5为本发明一实施方式的反馈处理模块的组成示意图；
图6为本发明一实施方式的多频段信号发送方法的流程图；
图7为本发明一实施方式的多频段信号接收方法的流程图。
附图标号说明：FPGA模块100，发射处理模块110，CFR模块111，DPD模块112，DUC模块113，合路模块114，接收处理模块120，第一数字带通滤波器121，第一DDC模块122，反馈处理模块130，第二数字带通滤波器131，第二DDC模块132，驻波检测模块133，第三选择开关134，发射链路200，DAC模块201，第一巴伦202，第一低通滤波器203，第一射频可调增益放大器204，宽带功率放大器205，接收链路300，低噪声放大器301，第二射频可调增益放大器302，第二低通滤波器303，第二巴伦304，第一ADC模块305，反馈链路400，第三低通滤波器401，第三巴伦402，第二ADC模块403，第一选择开关1，第二选择开关2，环形器3，天线4，耦合器5，带通滤波器6，第一数控衰减器7，第二数控衰减器8。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
为了更好的说明，本发明的实施方式以国内移动、联通、电信三大运营商的Sub-6G5G移动通信频段N41、N78与N79（N41:2515MHz-2675MHz,N78:3300MHz-3600MHz,N79:4800MHz-5000MHz）为例进行说明，当然上述频段不是对本发明的限制，本发明还可以选择其它的频段。
图1示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的时分模式多频段收发信机。如图1所示，该时分模式多频段收发信机包括FPGA模块100、发射链路200、接收链路300、反馈链路400、第一选择开关1与第二选择开关2。
其中，发射链路200的输出端通过环形器3与天线4连接；第一选择开关1包括选择端与至少两个不同的支路端，第一选择开关1的选择端与环形器3连接，第一选择开关1的一个支路端与接收链路300的输入端连接，第一选择开关1用于接通环形器3与接收链路300，或接通环形器3与反馈链路400；第二选择开关2包括选择端与至少两个不同的支路端，第二选择开关2的选择端与反馈链路400的输入端连接，第二选择开关2的一个支路端与发射链路200的输出端连接，第二选择开关2的另一个支路端与第一选择开关1的另一个支路端连接，第二选择开关2用于接通发射链路200与反馈链路400，或配合所述第一选择开关1接通环形器3与反馈链路400；发射链路200的输入端、接收链路300的输出端、反馈链路400的输出端通过高速SerDes接口与FPGA模块100连接；发射链路200发射N41、N78与N79频段的射频信号，接收链路300接收N41、N78与N79频段的射频信号，反馈链路400用于发射链路200的输出信号反馈与天线驻波信号反馈；FPGA模块100用于信号处理。一般第一选择开关1与第二选择开关2可以是射频开关或具有单刀双掷开关功能的其它开关。
本发明的时分模式多频段收发信机，通过第一选择开关1、第二选择开关2将发射链路200、接收链路300与反馈链路400结合成一体，在需要接收射频信号，第一选择开关1导通环形器3与接收链路300，在需要发射链路输出信号反馈时，第二选择开关2导通发射链路200与反馈链路400，在需要天线驻波信号反馈时，第二开关2配合第一开关1导通环形器3与反馈链路400，从而满足移动通信基站小型化、硬件极简化、低成本、低功耗的发展需求。
一般情况下，第二选择开关2的一个支路端通过耦合器5与发射链路200的输出端连接；环形器3与天线4之间会连接带通滤波器6；其中，耦合器5将发射链路200的射频信号按照设定的功率分配出一路给反馈链路400，第二选择开关2导通发射链路200与反馈链路400进行发射链路输出信号反馈；带通滤波器6主要滤除预设频带外的干扰信号，即滤除2515MHz-5000MHz频带外的干扰信号。
如图2所示，FPGA模块100包括发射处理模块110、接收处理模块120与反馈处理模块130。
如图3所示，发射处理模块110包括对应N41、N78与N79频段的CFR模块111、DPD模块112、DUC模块113与合路模块114；CFR模块111用于对接收到的基带信号进行波峰因子降低处理；DPD模块112的输入端与CFR模块111的输出端连接，DPD模块112用于对接收到的基带信号进行数字预失真处理；DUC模块113的输入端与DPD模块112的输出端连接，DUC模块113用于将接收到的基带信号变频至N41、N78、N79频段；合路模块114的输入端与DUC模块114的输出端连接，合路模块114用于将所有不同频段的信号合路成一路信号并发送至发射链路200。
如图1和3所示，发射链路200包括DAC模块201、第一巴伦202、第一低通滤波器203、第一射频可调增益放大器204与宽带功率放大器205（简称宽带PA）；DAC模块201的输入端与发射处理模块110中的合路模块114的输出端通过高速SerDes接口连接，DAC模块201用于将接收到的合路模块114合路成的一路信号转换成射频信号；第一巴伦202的输入端与DAC模块的输出端连接，第一巴伦202用于将射频信号转换为单端信号；第一低通滤波器203的输入端与第一巴伦202的输出端连接，第一低通滤波器203用于滤除杂散信号；第一射频可调增益放大器204的输入端与第一低通滤波器203的输出端连接，第一射频可调增益放大器204用于对发射链路增益进行调整，以及对高低温链路的增益变化进行补偿以保证输出功率稳定；宽带功率放大器205的输入端与第一射频可调增益放大器204的输出端连接，宽带功率放大器205的输出端与环形器3连接，宽带功率放大器205用于将接收的射频信号放大至预设功率，环形器3将宽带功率放大器205输出的射频信号传输至发射端口，经过带通滤波器滤6除带外杂散信号后，通过多频段的天线4发射。
如图1所示，接收链路300包括低噪声放大器301、第二射频可调增益放大器302、第二低通滤波器303、第二巴伦304与第一ADC模块305；多频段的天线4能接收N41、N78、N79三个频段的射频信号，天线4接收到的射频信号经过带通滤波器6滤除2515MHz-5000MHz频带外的干扰信号，环形器3具有方向性，经带通滤波器6滤波后的多频段射频信号由环形器3传输至第一选择开关1，低噪声放大器301的输入端与第一选择开关1的一个支路端连接，第一选择开关1导通环形器3与低噪声放大器301，低噪声放大器301用于将接收的射频信号进行放大至预设值；第二射频可调增益放大器302的输入端与低噪声放大器301的输出端连接，第二射频可调增益放大器302用于对接收链路增益进行调整，当大阻塞信号输出时进行增益衰减，当灵敏度小信号输出时进行增益放大；第二低通滤波器303的输入端与第二射频可调增益放大器302的输出端连接，第二低通滤波器303用于滤除干扰信号，即滤除5000MHz以上的干扰信号以防止第一ADC模块305采样时发生混叠；第二巴伦304的输入端与第二低通滤波器303的输出端连接，第二巴伦304用于将接收的单端信号转换为差分信号；第一ADC模块305的输入端与第二巴伦304的输出端连接，第一ADC模块用于将接收到的信号转换为数字信号，其中，由于三个频段信号的最高频率为5GHz，因此按照奈奎斯特采样定理，选择ADC的采样率不低于10GSPS。
如图4所示，接收处理模块120包括第一数字带通滤波器121与第一DDC模块122；第一数字带通滤波器121的输入端与接收链路300中的第一ADC模块305的输出端通过高速SerDes接口连接，第一数字带通滤波器121用于将N41、N78、N79三个不同频段的信号分离；第一DDC模块122的输入端与第一数字带通滤波器121的输出端连接，第一DDC模块122将接收的信号进行数字下变频模块（DDC），并将三个频段的数字信号变换至基带信号送至后续模块进行处理。
如图1所示，反馈链路400包括第三低通滤波器401、第三巴伦402与第二ADC模块403；第三低通滤波器401的输入端与第二选择开关2的选择端连接，第三巴伦402的输入端与第三低通滤波器401的输出端连接；第二ADC模块403的输入端与第三巴伦402的输出端连接，第二选择开关2的一个支路端与发射链路200中的宽带功率放大器205的输出端之间连接有第一数控衰减器7；第二选择开关的另一个支路端与第一选择开关之间连接有第二数控衰减器8；反馈链路400可以通过第二选择开关2选择为宽带功率放大器205输出信号反馈或天线驻波信号反馈，其中第一数控衰减器7在宽带功率放大器205输出信号反馈时，将接收的信号调整至合适的接收幅度范围内；当用于检测天线驻波时，第一选择开关在5G信号的发射时隙切换到反馈路径，发射信号在天线4与带通滤波器6输出线路匹配不好情况下被反射，经环形器3传输至接收端口，通过第一选择开关1与第二选择开关2的配合，经第二数控衰减器8调整至合适的接收幅度范围内，再经过第三低通滤波器滤波401以防止第二ADC模块403发生混叠，第二ADC模块403将接收到的信号转换为数字信号。
如图5所示，反馈处理模块130包括第二数字带通滤波器131、第二DDC模块132、驻波检测模块133与第三选择开关134；第二数字带通滤波器131的输入端与反馈链路400中的第二ADC模块403的输出端连接，第二数字带通滤波器131用于将数字信号分离成N41、N78与N79三个频段的信号；第二DDC模块132的输入端与第二数字带通滤波器131的输出端连接，第二DDC模块132用于将不同频段的射频信号进行下变频转换为基带信号；驻波检测模块133用于对接收的信号进行功率检测；第三选择开关134包括选择端与至少两个不同的支路端，第三选择开关134的选择端与第二DDC模块132的输出端连接，第三选择开关134的一个支路与驻波检测模块133连接，第三选择开关134的另一个支路与DPD模块112连接进行训练；具体为当反馈链路选择检测驻波时将第二DDC模块132处理后的信号送至驻波检测模块133对反馈信号的功率进行检测，当反馈链路选择从宽带功率放大器205输出的耦合器5取反馈时第二DDC模块132处理后的信号送至发射处理模块110中的DPD模块112进行训练。其中，第三选择开关134为具有单刀双掷开关功能的开关。
如图6所示，根据本发明的第二个方面，提供一种多频段信号发送方法，该多频段信号发送方法用于控制上述的时分模式多频段收发信机，包括：
发射链路，所述发射链路的输出端通过环形器与天线连接，所述发射链路用于传输两个或两个以上的不同频段的射频信号给所述天线发射；
接收链路，所述接收链路用于接收所述天线接收的射频信号；
反馈链路，所述反馈链路用于所述发射链路的输出信号反馈与所述天线驻波信号反馈；
第一选择开关，所述第一选择开关包括选择端与至少两个不同的支路端，所述第一选择开关的选择端与所述环形器连接，所述第一选择开关的一个支路端与所述接收链路的输入端连接，所述第一选择开关用于接通所述环形器与所述接收链路，或接通所述环形器与所述反馈链路；
第二选择开关，所述第二选择开关包括选择端与至少两个不同的支路端，所述第二选择开关的选择端与所述反馈链路的输入端连接，所述第二选择开关的一个支路端与所述发射链路的输出端连接，所述第二选择开关的另一个支路端与所述第一选择开关的另一个支路端连接，所述第二选择开关用于接通所述发射链路与所述反馈链路，或配合所述第一选择开关接通所述环形器与所述反馈链路；
将发射链路输出的两个或两个以上的不同频段的射频信号通过天线发射；
第二选择开关导通发射链路与反馈链路，将发射链路输出的射频信号传输给反馈链路，进行发射链路的输出信号反馈。
将发射链路输出的两个或两个以上的不同频段的射频信号通过天线发射具体为：
S101:通过CFR模块将不同频段的基带信号进行波峰因子降低处理，形成低波峰因子基带信号；
S102:通过DPD模块将低波峰因子基带信号进行数字预失真处理，形成数字预失真基带信号；
S103:通过DUC模块将数字预失真基带信号变频至对应的不同频段，形成不同频段的变频基带信号；
S104:通过合路模块将所有不同频段的变频基带信号合路成一路，形成合路基带信号；
S105:通过DAC模块将合路基带信号转换为射频信号；
S106:通过第一巴伦将射频信号进行单端信号转换处理，形成单端射频信号；
S107:通过第一低通滤波器将单端射频信号进行滤波处理，形成滤波射频信号；
S108:通过第一射频可调增益放大器将滤波射频信号进行增益调整，形成增益射频信号；
S109:通过宽带功率放大器将增益射频信号进行放大至预设功率，形成预设功率射频信号，并通过天线发射。
第二选择开关导通发射链路与反馈链路，将发射链路输出的射频信号传输给反馈链路，进行发射链路的输出信号反馈具体为：
S110:第二选择开关导通发射链路与反馈链路,并通过第三低通滤波器将射频信号进行滤波处理，形成滤波射频信号；
S111:通过第三巴伦将滤波射频信号进行单端信号转换处理，形成单端射频信号；
S112:通过第二ADC模块将单端射频信号转换为数字信号；
S113:通过第二数字带通滤波器将数字信号分离成不同频段的射频信号；
S114:通过第二DDC模块将不同频段的射频信号转换为基带信号；
S115:第三开关导通，与发射链路连接，将基带信号传输给第二DDC模块进行训练。
如图7所示，根据本发明的第三个方面，提供一种多频段信号接收方法，该多频段信号接收方法用于控制上述的时分模式多频段收发信机，包括：
发射链路，所述发射链路的输出端通过环形器与天线连接，所述发射链路用于传输两个或两个以上的不同频段的射频信号给所述天线发射；
接收链路，所述接收链路用于接收所述天线接收的射频信号；
反馈链路，所述反馈链路用于所述发射链路的输出信号反馈与所述天线驻波信号反馈；
第一选择开关，所述第一选择开关包括选择端与至少两个不同的支路端，所述第一选择开关的选择端与所述环形器连接，所述第一选择开关的一个支路端与所述接收链路的输入端连接，所述第一选择开关用于接通所述环形器与所述接收链路，或接通所述环形器与所述反馈链路；
第二选择开关，所述第二选择开关包括选择端与至少两个不同的支路端，所述第二选择开关的选择端与所述反馈链路的输入端连接，所述第二选择开关的一个支路端与所述发射链路的输出端连接，所述第二选择开关的另一个支路端与所述第一选择开关的另一个支路端连接，所述第二选择开关用于接通所述发射链路与所述反馈链路，或配合所述第一选择开关接通所述环形器与所述反馈链路；
第一选择开关导通天线与接收链路，将天线接收的两个或两个以上的不同频段的射频信号传输给接收链路；
在射频信号的发射时隙，第一选择开关、第二选择开关相互配合导通天线与反馈链路，将接收的射频信号传输给所述反馈链路，进行天线驻波信号反馈。
第一选择开关导通天线与接收链路，将天线接收的两个或两个以上的不同频段的射频信号传输给接收链路具体为：
S201:第一选择开关导通天线与接收链路，并通过低噪声放大器将射频信号进行放大至预设值，形成放大射频信号；
S202:通过第二射频可调增益放大器将放大射频信号进行增益调整，形成增益射频信号；
S203:通过第二低通滤波器将增益射频信号进行滤波处理，形成滤波射频信号；
S204:通过第二巴伦将滤波射频信号进行差分信号转换处理，形成差分射频信号；
S205:通过第一ADC模块将差分射频信号转换为数字信号；
S206:通过第一数字带通滤波器将数字信号分离成不同频段的射频信号；
S207:通过第一DDC模块将不同频段的射频信号分别转换为基带信号。
在射频信号的发射时隙，第一选择开关、第二选择开关相互配合导通天线与反馈链路，将接收的射频信号传输给所述反馈链路，进行天线驻波信号反馈具体为：
S211:第一选择开关、第二选择开关相互配合导通天线与反馈链路,通过第三低通滤波器将射频信号进行滤波处理，形成滤波射频信号；
S212:通过第三巴伦将滤波射频信号进行单端信号转换处理，形成单端射频信号；
S213:通过第二ADC模块将单端射频信号转换为数字信号；
S214:通过第二数字带通滤波器将数字信号分离成不同频段的射频信号；
S215:通过第二DDC模块将不同频段的射频信号转换为不同频段的基带信号；
S216:第三开关导通，与驻波检测模块连接，对不同频段的基带信号进行功率检测，以便对天线驻波进行调整。
与现有技术相比，本发明的时分模式多频段收发信机及多频段信号发送和接收方法，用简化的链路处理多频段时分模式的5G信号，将原本需要三个收发和反馈链路来处理三个频段5G信号的射频收发信机简化为只需要一个收发和反馈链路，极大的降低电路的复杂度、PCB尺寸和设备的体积，能够满足移动通信基站小型化、硬件极简化、低成本、低功耗的发展需求。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (17)
1.一种时分模式多频段收发信机，其特征在于，包括：
发射链路，所述发射链路的输出端通过环形器与天线连接，所述发射链路用于传输两个或两个以上的不同频段的射频信号给所述天线发射；
接收链路，所述接收链路用于接收所述天线接收的射频信号；
反馈链路，所述反馈链路用于所述发射链路的输出信号反馈与所述天线驻波信号反馈；
第一选择开关，所述第一选择开关包括选择端与至少两个不同的支路端，所述第一选择开关的选择端与所述环形器连接，所述第一选择开关的一个支路端与所述接收链路的输入端连接，所述第一选择开关用于接通所述环形器与所述接收链路，或接通所述环形器与所述反馈链路；
第二选择开关，所述第二选择开关包括选择端与至少两个不同的支路端，所述第二选择开关的选择端与所述反馈链路的输入端连接，所述第二选择开关的一个支路端与所述发射链路的输出端连接，所述第二选择开关的另一个支路端与所述第一选择开关的另一个支路端连接，所述第二选择开关用于接通所述发射链路与所述反馈链路，或配合所述第一选择开关接通所述环形器与所述反馈链路。
2.根据权利要求1所述的时分模式多频段收发信机，其特征在于，所述第二选择开关的一个支路端通过耦合器与所述发射链路的输出端连接；和/或
所述环形器与所述天线之间连接有带通滤波器，所述带通滤波器用于滤除干扰信号与杂散信号。
3.根据权利要求1所述的时分模式多频段收发信机，其特征在于，所述第二选择开关的一个支路端与所述发射链路的输出端之间连接有第一数控衰减器，所述第一数控衰减器用于将接收的射频信号调整至预设幅度；和/或
所述第二选择开关的另一个支路端与所述第一选择开关之间连接有第二数控衰减器，所述第二数控衰减器用于将接收的射频信号调整至预设幅度。
4.根据权利要求1所述的时分模式多频段收发信机，其特征在于，所述发射链路包括：
DAC模块，所述DAC模块用于将接收的信号转换成射频信号；
第一巴伦，所述第一巴伦的输入端与所述DAC模块的输出端连接，所述第一巴伦用于将射频信号转换为单端信号；
第一低通滤波器，所述第一低通滤波器的输入端与所述第一巴伦的输出端连接，所述第一低通滤波器用于滤除杂散信号；
第一射频可调增益放大器，所述第一射频可调增益放大器的输入端与所述第一低通滤波器的输出端连接，所述第一射频可调增益放大器用于对发射链路增益进行调整，以及对高低温链路的增益变化进行补偿以保证输出功率稳定；
宽带功率放大器，所述宽带功率放大器的输入端与所述第一射频可调增益放大器的输出端连接，所述宽带功率放大器的输出端与所述环形器连接，所述宽带功率放大器用于将接收的射频信号放大至预设功率。
5.根据权利要求1所述的时分模式多频段收发信机，其特征在于，所述接收链路包括：
低噪声放大器，所述低噪声放大器的输入端与所述第一选择开关的一个支路端连接，所述低噪声放大器用于将接收的射频信号进行放大至预设值；
第二射频可调增益放大器，所述第二射频可调增益放大器的输入端与所述低噪声放大器的输出端连接，所述第二射频可调增益放大器用于对接收链路增益进行调整，当大阻塞信号输出时进行增益衰减，当灵敏度小信号输出时进行增益放大；
第二低通滤波器，所述第二低通滤波器的输入端与所述第二射频可调增益放大器的输出端连接，所述第二低通滤波器用于滤除干扰信号；
第二巴伦，所述第二巴伦的输入端与所述第二低通滤波器的输出端连接，所述第二巴伦用于将接收的单端信号转换为差分信号；
第一ADC模块，所述第一ADC模块的输入端与所述第二巴伦的输出端连接，所述第一ADC模块用于将接收到的信号转换为数字信号。
6.根据权利要求1所述的时分模式多频段收发信机，其特征在于，所述反馈链路包括：
第三低通滤波器，所述第三低通滤波器的输入端与所述第二选择开关的选择端连接，所述第三低通滤波器用于滤除干扰信号；
第三巴伦，所述第三巴伦的输入端与所述第三低通滤波器的输出端连接，所述第三巴伦用于将接收的差分信号转换为单端信号；
第二ADC模块，所述第二ADC模块的输入端与所述第三巴伦的输出端连接，所述第二ADC模块用于将接收到的信号转换为数字信号。
7.根据权利要求1-6任一项所述的时分模式多频段收发信机，其特征在于，还包括发射处理模块，所述发射处理模块包括:
两个或两个以上的CFR模块，所述CFR模块用于对接收到的基带信号进行波峰因子降低处理；
两个或两个以上的DPD模块，所述DPD模块的输入端与所述CFR模块的输出端连接，所述DPD模块用于对接收到的基带信号进行数字预失真处理；
两个或两个以上的DUC模块，所述DUC模块的输入端与所述DPD模块的输出端连接，所述DUC模块用于将接收到的基带信号变频至对应的频段；
合路模块，所述合路模块的输入端与所述DUC模块的输出端连接，所述合路模块用于将所有不同频段的信号合路成一路信号并发送至所述发射链路。
8.根据权利要求1-6任一项所述的时分模式多频段收发信机，其特征在于，还包括接收处理模块，所述接收处理模块包括：
第一数字带通滤波器，所述第一数字带通滤波器的输入端与所述接收链路的输出端连接，所述第一数字带通滤波器用于将不同频段的射频信号进行分离；
第一DDC模块，所述第一DDC模块的输入端与所述第一数字带通滤波器的输出端连接，所述第一DDC模块用于将不同频段的射频信号转换为基带信号。
9.根据权利要求1-6任一项所述的时分模式多频段收发信机，其特征在于，还包括反馈处理模块，所述反馈处理模块包括:
第二数字带通滤波器，所述第二数字带通滤波器的输入端与所述反馈链路的输出端连接，所述第二数字带通滤波器用于将不同频段的射频信号进行分离；
第二DDC模块，所述第二DDC模块的输入端与所述第二数字带通滤波器的输出端连接，所述第二DDC模块用于将不同频段的射频信号转换为基带信号；
驻波检测模块，所述驻波检测模块用于对接收的信号进行功率检测；
第三选择开关，所述第三选择开关包括选择端与至少两个不同的支路端，所述第三选择开关的选择端与所述第二DDC模块的输出端连接，所述第三选择开关的一个支路与所述驻波检测模块连接，所述第三选择开关的另一个支路与所述发射链路连接进行训练。
10.一种多频段信号发送方法，其特征在于，包括：
发射链路，所述发射链路的输出端通过环形器与天线连接，所述发射链路用于传输两个或两个以上的不同频段的射频信号给所述天线发射；
接收链路，所述接收链路用于接收所述天线接收的射频信号；
反馈链路，所述反馈链路用于所述发射链路的输出信号反馈与所述天线驻波信号反馈；
第一选择开关，所述第一选择开关包括选择端与至少两个不同的支路端，所述第一选择开关的选择端与所述环形器连接，所述第一选择开关的一个支路端与所述接收链路的输入端连接，所述第一选择开关用于接通所述环形器与所述接收链路，或接通所述环形器与所述反馈链路；
第二选择开关，所述第二选择开关包括选择端与至少两个不同的支路端，所述第二选择开关的选择端与所述反馈链路的输入端连接，所述第二选择开关的一个支路端与所述发射链路的输出端连接，所述第二选择开关的另一个支路端与所述第一选择开关的另一个支路端连接，所述第二选择开关用于接通所述发射链路与所述反馈链路，或配合所述第一选择开关接通所述环形器与所述反馈链路；
将发射链路输出的两个或两个以上的不同频段的射频信号通过天线发射；
第二选择开关导通发射链路与反馈链路，将发射链路输出的射频信号传输给反馈链路，进行发射链路的输出信号反馈。
11.根据权利要求10所述的多频段信号发送方法，其特征在于，将发射链路输出的两个或两个以上的不同频段的射频信号通过天线发射具体为：
将合路基带信号转换为射频信号；
将射频信号进行单端信号转换处理，形成单端射频信号；
将单端射频信号进行滤波处理，形成滤波射频信号；
将滤波射频信号进行增益调整，形成增益射频信号；
将增益射频信号进行放大至预设功率，形成预设功率射频信号，并通过天线发射。
12.根据权利要求10所述的多频段信号发送方法，其特征在于，第二选择开关导通发射链路与反馈链路，将发射链路输出的射频信号传输给反馈链路，进行发射链路的输出信号反馈具体为：
将射频信号进行滤波处理，形成滤波射频信号；
将滤波射频信号进行单端信号转换处理，形成单端射频信号；
将单端射频信号转换为数字信号；
将数字信号分离成不同频段的射频信号；
将不同频段的射频信号转换为基带信号；
第三开关导通，与发射链路连接，将基带信号进行训练。
13.根据权利要求11所述的多频段信号发送方法，其特征在于，在将合路基带信号转换为射频信号之前还包括：
将基带信号进行波峰因子降低处理，形成低波峰因子基带信号；
将低波峰因子基带信号进行数字预失真处理，形成数字预失真基带信号；
将数字预失真基带信号变频至对应的不同频段，形成不同频段的变频基带信号；
将所有不同频段的变频基带信号合路成一路，形成合路基带信号。
14.一种多频段信号接收方法，其特征在于，包括：
发射链路，所述发射链路的输出端通过环形器与天线连接，所述发射链路用于传输两个或两个以上的不同频段的射频信号给所述天线发射；
接收链路，所述接收链路用于接收所述天线接收的射频信号；
反馈链路，所述反馈链路用于所述发射链路的输出信号反馈与所述天线驻波信号反馈；
第一选择开关，所述第一选择开关包括选择端与至少两个不同的支路端，所述第一选择开关的选择端与所述环形器连接，所述第一选择开关的一个支路端与所述接收链路的输入端连接，所述第一选择开关用于接通所述环形器与所述接收链路，或接通所述环形器与所述反馈链路；
第二选择开关，所述第二选择开关包括选择端与至少两个不同的支路端，所述第二选择开关的选择端与所述反馈链路的输入端连接，所述第二选择开关的一个支路端与所述发射链路的输出端连接，所述第二选择开关的另一个支路端与所述第一选择开关的另一个支路端连接，所述第二选择开关用于接通所述发射链路与所述反馈链路，或配合所述第一选择开关接通所述环形器与所述反馈链路；
第一选择开关导通天线与接收链路，将天线接收的两个或两个以上的不同频段的射频信号传输给接收链路；
在射频信号的发射时隙，第一选择开关、第二选择开关相互配合导通天线与反馈链路，将接收的射频信号传输给所述反馈链路，进行天线驻波信号反馈。
15.根据权利要求14所述的多频段信号接收方法，其特征在于，第一选择开关导通天线与接收链路，将天线接收的两个或两个以上的不同频段的射频信号传输给接收链路具体为：
将射频信号进行放大至预设值，形成放大射频信号；
将放大射频信号进行增益调整，形成增益射频信号；
将增益射频信号进行滤波处理，形成滤波射频信号；
将滤波射频信号进行差分信号转换处理，形成差分射频信号；
将差分射频信号转换为数字信号。
16.根据权利要求14所述的多频段信号接收方法，其特征在于，在射频信号的发射时隙，第一选择开关、第二选择开关相互配合导通天线与反馈链路，将接收的射频信号传输给所述反馈链路，进行天线驻波信号反馈具体为：
将射频信号进行滤波处理，形成滤波射频信号；
将滤波射频信号进行单端信号转换处理，形成单端射频信号；
将单端射频信号转换为数字信号；
将数字信号分离成不同频段的射频信号；
将不同频段的射频信号转换为不同频段的基带信号；
第三开关导通，与驻波检测模块连接，对不同频段的基带信号进行功率检测。
17.根据权利要求15所述的多频段信号接收方法，其特征在于，将差分射频信号转换为数字信号之后还包括：
将数字信号分离成不同频段的射频信号；
将不同频段的射频信号分别转换为基带信号。
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