CN116325521A - 一种射频接收机和无线通信装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种射频接收机和无线通信装置，射频接收装置包括：第一接收机包括第一接收通道和第二接收通道。第二接收机包括第三接收通道，其中，第一接收通道及第二接收通道支持的最大信号带宽小于第三接收通道支持的最大信号带宽。模数转换器ADC组，包括第一ADC和第二ADC在内的多个ADC。通道选择器用于分配ADC。通道选择器处于第一状态时，第一接收通道与第一ADC耦合，第二接收通道与第二ADC耦合，通道选择器处于第二状态时，第三接收通道与第一ADC和第二ADC耦合。在上述方案中，通道选择器选择不同的ADC匹配给第一接收机和第二接收机，从而减少ADC的个数，减少射频接收装置的体积以及面积，降低成本。
Description
本申请涉及集成电路领域，尤其涉及一种射频接收机和无线通信装置。
随着无线通信的发展，为了满足用户峰值速率和系统容量的要求，基于多天线的多输入多输出(Multi-Input Multi-Output，MIMO)技术在长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统及新无线电(New Radio，NR)系统中被广泛应用。为了支持MIMO通信，射频收发机需要提供用于并行处理多个数据流的多个接收通道或多个发射通道。
LTE系统中，系统的频率资源都是位于6GHz以下的频率。由于6GHz以下的频率资源非常宝贵，在部分国家和地区，该频率资源已经几乎被分配殆尽。因此，NR系统中还引入了毫米波频段，以支撑更大的通信带宽需求。在NR系统中，为了区分6GHz以下的频率范围和毫米波的频率范围，分别定义了NR FR1(Frequency Range 1)以及NR FR2(Frequency Range 2)。其中，NR FR1的频率范围为450MHz至6000MHz，NR FR2的频率范围为24250MHz至52600MHz。
NR FR1部署在6GHz以下频率范围，这个频率范围也是LTE系统部署的频率范围。NR FR2频段为NR系统提供更加丰富的频率资源。在NR FR2频率范围内，单个用户可以分配到最大800MHz，甚至更宽的连续频率资源。与此形成对比的是，在NR FR1频率范围内，用户可以获得的频率资源是相对有限的。通常，单个用户能分配到的连续频率资源往往不超过200MHz。
NR FR2处于毫米波频段，射频收发机通常采用支持波束赋形(beamforming)技术的相控天线阵列，以提升特定方向的天线增益，从而在特定空间方向上获得更好的等效辐射功率以及更优的等效接收灵敏度。受限于毫米频段波的空间传播特性，工作在NR FR2的射频收发机一般不会采用很高阶的多天线技术。通常只会通过极化天线的垂直和水平两个极性方向，进行两个数据流的传输。与此形成对比的是，工作在NR FR1的射频收发机则可以采用高阶的多天线技术，支持4个、8个甚至更多的数据流的传输。
因此，对于无线通信系统使用的射频收发机，工作在NR FR1的射频收发机的通道数相对较多，而单个通道的带宽相对较窄，工作在NR FR2的射频收发机的通道数相对较少，而单个通道的带宽相对较多。由于工作频段不同，对于射频收发机的要求也不相同。在NR FR1和NR FR2这两个不同的频段，通常采用不同的射频收发机。
以接收机为例，接收机可包括窄带接收机(narrow bandwidth receiver，NBRX)和宽带接收机(wide bandwidth receiver，WBRX)。其中，窄带接收机可用于支持NR FR1的射频信号接收。如前所述，在NR FR1频段，分配给用户的连续频谱带宽相对较小。因此可以采用工作带宽相对较小的接收机电路。同时，由于在NR FR1频段，通常需要支持多天线应用或者载波聚合应用，因此需要较多的接收通道。宽带接收机可用于支持NR FR2的射频信号接收。如前所述，在NR FR2频段，频谱资源更加丰富，通常能分配给用户相对较大带宽的连续频谱资源。此类接收机需要采用工作带宽更大的射频接收机电路。同时， 受限于毫米波频段信道条件等因素，宽带接收机的接收通道数通常不多。
不同的工作频段采用不同的射频接收机的方案，有利于简化产品设计难度，快速实现基本功能。但是，由于该方案需要分别设计和实现不同的射频接收机，往往需要占用较大的设备体积或芯片面积，增加硬件成本。
发明内容
本申请实施例提供了一种新的射频接收机，该射频接收机通过为多个接收通道复用模数转换器，有利于减小设备体积或芯片面积，降低硬件成本。此外，本申请实施例还进一步提供了射频收发机和无线通信装置，该射频收发机和无线通信装置中可以包括一个或多个该射频接收机。
第一方面，提供了一种射频接收装置，该射频接收装置应用于通信系统，射频接收装置包括第一接收机、第二接收机、模数转换器ADC组及通道选择器。第一接收机包括第一接收通道和第二接收通道，所述第一接收通道包括第一下变频器，所述第二接收通道包括第二下变频器。第二接收机包括第三接收通道，所述第三接收通道包括第三下变频器，其中，所述第一接收通道支持的最大信号带宽小于所述第三接收通道支持的最大信号带宽，所述第二接收通道支持的最大信号带宽也小于所述第三接收通道支持的最大信号带宽。模数转换器ADC组，包括第一ADC和第二ADC在内的多个ADC。通道选择器介于接收机和ADC组之间，并用于分别为所述第一接收机和所述第二接收机选择所述ADC组中的一个或多个ADC，其中，所述通道选择器处于第一状态时，所述第一接收通道与所述第一ADC耦合，所述第二接收通道与所述第二ADC耦合，所述通道选择器处于第二状态时，所述第三接收通道与所述第一ADC和所述第二ADC耦合。在上述方案中，将第一接收机和第二接收机的ADC资源复用，通过通道选择器选择不同的ADC匹配给第一接收机和第二接收机，从而减少ADC的个数，进而减少射频接收装置的体积，以及布局的面积，降低成本。
在一个具体的可实施方案中，所述ADC组还包括第三ADC，所述通道选择器处于第三状态时，所述第一接收通道与所述第三ADC耦合，所述第三接收通道与所述第一ADC和所述第二ADC耦合。通过引入通道选择器，使得与第一接收机的两个接收通道分别耦合的两个ADC，还能够额外复用给第二接收机的一个接收通道使用，相比于分别为不同的接收机的接收通道分别预留不同的ADC方案相比，能够减少ADC的数目，进而节省芯片面积和成本。同时还可实现第一接收机和第二接收机可同时工作。
在一个具体的可实施方案中，所述ADC组还包括第四ADC，所述通道选择器处于第四状态时，所述第一接收通道与所述第一ADC耦合，所述第三接收通道与所述第二ADC和所述第四ADC耦合。通过引入通道选择器，使得与第一接收机的两个接收通道分别耦合的两个ADC，还能够额外复用给第二接收机的一个接收通道使用，相比于分别为不同的接收机的接收通道分别预留不同的ADC方案相比，能够减少ADC的数目，进而节省芯片面积和成本。同时还可实现第一接收机和第二接收机可同时工作。
在一个具体的可实施方案中，还包括：与所述ADC组耦合的ADC控制器，所述ADC控制器用于将所述ADC组中的至少两个ADC等效为一个组合ADC，所述组合ADC支持的最大信号带宽大于所述至少两个ADC中任一个ADC支持的最大信号带宽。通过ADC 控制器将多个ADC等效成一个组合ADC以满足第二接收机的宽带需求。
在一个具体的可实施方案中，所述ADC控制器用于为所述至少两个ADC中的每个ADC分别提供时钟信号，其中，所述至少两个ADC中不同ADC对应的时钟信号的频率相同，所述至少两个ADC中不同ADC对应的时钟信号的相位交织。通过相位交织实现将多个ADC等效成一个ADC。
在一个具体的可实施方案中，所述通道选择器为多个开关的组合。通过开关组合实现对ADC组中的ADC与第一接收机和第二接收机匹配。
在一个具体的可实施方案中，所述通道选择器为一个多路复用器。通过多路复用器实现对ADC组中的ADC与第一接收机和第二接收机匹配。
在一个具体的可实施方案中，所述开关组合包括多个单刀双掷开关。通过单刀双掷开关实现对ADC组中的ADC与第一接收机和第二接收机匹配。
在一个具体的可实施方案中，所述ADC组中的任一ADC为窄带ADC。
在一个具体的可实施方案中，所述第一接收通道和所述第二接收通道被配置为分别接收第一载波和第二载波时，所述通道选择器被配置为第一状态，其中，所述第一载波和所述第二载波均属于5G通信系统的第一频率范围；或者，
所述第三接收通道被配置为接收第三载波时，所述通道选择器被配置为第二状态，其中，所述第三载波属于5G通信系统的第二频率范围。可实现宽带以及窄带的不同通信需求。
在一个具体的可实施方案中，所述第一载波和所述第二载波为可使得载波聚合的两个载波，也可以是双链接(dual connectivity，DC)的两个载波。
在一个具体的可实施方案中，所述第一载波和所述第二载波可以均属于LTE系统或均属于其他无线通信系统；或者，所述第一载波属于5G通信系统的频率范围，所述第二载波属于LTE系统的频率范围。
在一个具体的可实施方案中，所述第一接收通道和所述第二接收通道被配置为分别接收第一载波和第二载波，并且所述第三接收通道被配置为接收第三载波时，所述通道选择器被配置为第三状态或第四状态；其中，所述第一载波和所述第二载波均属于5G通信系统的第一频率范围，所述第三载波属于5G通信系统的第二频率范围。可实现宽带和窄带的接收。
第二方面，提供了一种射频接收装置，射频接收装置包括：窄带接收机，包括第一接收通道和第二接收通道在内的多个窄带接收通道；宽带接收机，包括第三接收通道在内的一个或多个宽带接收通道，其中，每个所述宽带接收通道支持的最大信号带宽大于每个所述窄带接收通道支持的最大信号带宽；模数转换器ADC组，包括第一ADC和第二ADC在内的多个ADC；以及ADC通道选择器，用于分别为所述窄带接收机和所述宽带接收机选择所述ADC组中的一个或多个ADC，其中，所述ADC通道选择器处于第一状态时，所述第一接收通道与所述第一ADC耦合，所述第二接收通道与所述第二ADC耦合，所述ADC通道选择器处于第二状态时，所述第三接收通道与所述第一ADC和所述第二ADC耦合。在上述方案中，将第一接收机和第二接收机的ADC资源复用，通过通道选择器选择不同的ADC匹配给第一接收机和第二接收机，从而减少ADC的个数，进而减少射频接收装置的体积，以及布局的面积，降低成本。
在一个具体的可实施方案中，所述窄带接收机包括第一接收通道至第N1接收通道在 内的N1个接收通道；所述宽带接收机包括第N1+1接收通道至第N1+2接收通道在内的2个接收通道；所述模数转换器ADC组中的多个ADC划分为第一组ADC至第2组ADC，且每组ADC中至少包括两个ADC；所述ADC通道选择器处于第一状态时，所述第一接收通道至第N1接收通道与所述多个ADC一一对应耦合；所述ADC通道选择器与第二状态时，所述第N1+1接收通道与所述第一组ADC中的ADC耦合，所述第N1+2接收通道与第二组ADC中的ADC耦合；其中，所述N1为自然数，且N1≥3。通过引入通道选择器，使得与第一接收机的接收通道分别耦合的ADC，还能够额外复用给第二接收机的一个接收通道使用，相比于分别为不同的接收机的接收通道分别预留不同的ADC方案相比，能够减少ADC的数目，进而节省芯片面积和成本。同时还可实现第一接收机和第二接收机可同时工作。
在一个具体的可实施方案中，所述ADC通道选择器处于第三状态时，所述第一接收通道至第M接收通道与所述第一组ADC中的ADC一一对应；所述第N1+2接收通道与所述第二组ADC耦合；其中，M＜N1+2，M为大于2的自然数。
在一个具体的可实施方案中，所述ADC通道选择器处于第四状态时，所述第M+1接收通道至第N1接收通道与所述第二组ADC中的ADC一一对应；所述第N1+1接收通道与所述第一组ADC耦合；其中，M＜N1+2，M为大于2的自然数。
在一个具体的可实施方案中，还包括：与所述ADC组耦合的ADC控制器，所述ADC控制器用于将所述ADC组中的至少两个ADC等效为一个组合ADC，所述组合ADC支持的最大信号带宽大于所述至少两个ADC中任一个ADC支持的最大信号带宽。通过ADC控制器将多个ADC等效成一个组合ADC以满足第二接收机的宽带需求。
在一个具体的可实施方案中，所述ADC控制器用于为所述至少两个ADC中的每个ADC分别提供时钟信号，其中，所述至少两个ADC中不同ADC对应的时钟信号的频率相同，所述至少两个ADC中不同ADC对应的时钟信号的相位交织。通过相位交织实现将多个ADC等效成一个ADC。
在一个具体的可实施方案中，所述通道选择器为多个开关的组合。通过开关组合实现对ADC组中的ADC与第一接收机和第二接收机匹配。
在一个具体的可实施方案中，所述通道选择器为一个多路复用器。通过多路复用器实现对ADC组中的ADC与第一接收机和第二接收机匹配。
在一个具体的可实施方案中，所述开关组合包括多个单刀双掷开关。通过单刀双掷开关实现对ADC组中的ADC与第一接收机和第二接收机匹配。
在一个具体的可实施方案中，所述ADC组中的任一ADC为窄带ADC。
在一个具体的可实施方案中，所述第一接收通道和所述第二接收通道被配置为分别接收第一载波和第二载波时，所述通道选择器被配置为第一状态，其中，所述第一载波和所述第二载波均属于5G通信系统的第一频率范围；或者，
所述第三接收通道被配置为接收第三载波时，所述通道选择器被配置为第二状态，其中，所述第三载波属于5G通信系统的第二频率范围。可实现宽带以及窄带的不同通信需求。
在一个具体的可实施方案中，所述第一载波和所述第二载波为可使得载波聚合的两个载波，也可以是双链接(dual connectivity，DC)的两个载波。
在一个具体的可实施方案中，所述第一载波和所述第二载波可以均属于LTE系统或均 属于其他无线通信系统；或者，所述第一载波属于5G通信系统的频率范围，所述第二载波属于LTE系统的频率范围。
在一个具体的可实施方案中，所述第一接收通道和所述第二接收通道被配置为分别接收第一载波和第二载波，并且所述第三接收通道被配置为接收第三载波时，所述通道选择器被配置为第三状态或第四状态；其中，所述第一载波和所述第二载波均属于5G通信系统的第一频率范围，所述第三载波属于5G通信系统的第二频率范围。可实现宽带和窄带的接收。
第三方面，提供了一种毫米波天线模组，该毫米波天线模组上述任一项所述的射频接收装置，以及天线；其中，所述第一接收机和所述第二接收机的每个接收通道连接对应连接有一个天线。在上述方案中，将第一接收机和第二接收机的ADC资源复用，通过通道选择器选择不同的ADC匹配给第一接收机和第二接收机，从而减少ADC的个数，进而减少射频接收装置的体积，以及布局的面积，降低成本。
第四方面，提供了一种芯片模组，该芯片模组包括上述任一项所述的射频接收装置，以及基带处理装置；其中，所述第一接收机和所述第二接收机的每个接收通道分别与所述基带处理装置连接。在上述方案中，将第一接收机和第二接收机的ADC资源复用，通过通道选择器选择不同的ADC匹配给第一接收机和第二接收机，从而减少ADC的个数，进而减少射频接收装置的体积，以及布局的面积，降低成本。
第五方面，提供了一种无线通信装置，包括壳体，以及设置在所述壳体内上述任一项所述的射频接收装置。在上述技术方案中，将第一接收机和第二接收机的ADC资源复用，通过通道选择器选择不同的ADC匹配给第一接收机和第二接收机，从而减少ADC的个数，进而减少射频接收装置的体积，以及布局的面积，降低成本。
应理解，本申请提供的方案中，无线通信装置可以是无线通信设备，也可以是无线通信设备中的部分器件，例如射频器件，射频芯片，芯片组合，或包含芯片的模组等集成电路产品。无线通信设备可以是支持无线通信功能的计算机设备。
具体地，无线通信设备可以是诸如智能手机这样的终端，也可以是诸如基站这样的无线接入网设备。从功能上来说，用于无线通信的芯片可分为基带芯片和射频芯片。基带芯片也称为调制解调器(modem)或基带处理芯片。射频芯片也称为收发器芯片，射频收发机(transceiver)或射频处理芯片。因此，该无线通信装置可以是单个芯片，也可以是多个芯片的组合，例如系统芯片，芯片平台或芯片套片。
系统芯片也称为片上系统(system on a chip，SoC)，或简称为SoC芯片，可以理解为将多个芯片封装在一起，组成一个更大的芯片。例如基带芯片就可以进一步封装在SoC芯片中。芯片平台或芯片套片可以理解为需要配套使用的多个芯片，这多个芯片往往是独立封装，但芯片工作时需要相互配合，共同完成无线通信功能。例如，基带芯片(或集成了基带芯片的SoC芯片)和射频芯片通常是独立封装的，但需要配套使用。
图1为本申请实施例提供的一种无线通信系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种无线通信设备的结构示意图；
图3为现有技术中的射频接收装置示意图；
图4为下行频带间载波聚合的部署示意图；
图5为支持载波聚合应用的射频接收装置的结构示意图；
图6为NBRX和WBRX电路采用零中频架构；
图7为本申请实施例提供了一种射频接收装置的结构框图；
图8为本申请实施例提供的另一种射频接收装置的结构框图；
图9为本申请实施例提供的另一种射频接收装置的结构框图；
图10为本申请实施例提供的射频接收装置对NR FR1应用的支持的结构框图；
图11为本申请实施例提供的射频接收装置对NR FR2应用的支持的结构框图；
图12为TI-ADC的结构框图；
图13a和图13b为TI-ADC各个采样对应的输出示意图；
图14为一种应用于NR FR1和FR2共存通信场景的射频接收装置。
以下结合附图并举实施例，对本申请提供的技术方案作进一步说明。应理解，本申请实施例中提供的系统结构和业务场景主要是为了解释本申请的技术方案的一些可能的实施方式，不应被解读为对本申请的技术方案的唯一性限定。本领域普通技术人员可以知晓，随着系统的演进，以及更新的业务场景的出现，本申请提供的技术方案对于相同或类似的技术问题仍然可以适用。
图1为本申请实施例提供的一种无线通信系统的结构示意图。该无线通信系统包括至少一个基站(base station，BS)和至少一个终端(terminal)。如图1所示，该无线通信系统中示出了一个基站，记为BS，以及两个终端，分别记为T1和T2。
基站通常归属于运营商或基础设施提供商，并由这些厂商负责运营或维护。基站可通过集成或外接的天线，为特定地理区域提供通信覆盖。位于基站的通信覆盖范围内的一个或多个终端，均可以接入基站。基站也可以被称为无线接入点(access point，AP)，或发送接收点(transmission reception point，TRP)。具体地，基站可以是5G新无线(new radio，NR)系统中的通用节点B(generation Node B，gNB)，4G长期演进(long term evolution，LTE)系统的演进节点B(evolutional Node B，eNB)等。
终端则与用户的关系更加紧密，也被称为用户设备(user equipment，UE)，或订户单元(subscriber unit，SU)，用户所在地设备(customer-premises equipment，CPE)。相对于通常在固定地点放置的基站，终端往往随着用户一起移动，有时也被称为移动台(mobile station，MS)。此外，有些网络设备，例如中继节点(relay node，RN)，由于具备UE身份，或者归属于用户，有时也可被认为是终端。具体地，终端可以是移动电话(mobile phone)，平板电脑(tablet computer)，膝上型电脑(laptop computer)，可穿戴设备(如手表，手环，头盔和眼镜)，以及其他具备无线接入能力的设备，例如汽车，移动无线路由器，以及各种物联网(internet of thing，IOT)设备，包括各种智能家居设备(如电表和家电)和智能城市设备(如监控摄像头和路灯)等。
应理解，该无线通信系统也可包括其他数目的终端和基站。此外，该无线通信系统还可包括其他的网络设备，比如核心网设备。该无线通信系统可以遵从第三代合作伙伴计划(third generation partnership project，3GPP)的无线通信标准，也可以遵从其他无线通信标准，例如电气电子工程师学会(Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE)的 802系列(如802.11，802.15，或者802.20)的无线通信标准。
本申请实施例中，终端和基站应知晓该无线通信系统预定义的配置，包括系统支持的无线电接入技术(radio access technology，RAT)以及系统规定的无线资源配置等，比如无线电的频段和载波的基本配置。这些系统预定义的配置可作为无线通信系统的标准协议的一部分,或者通过终端和基站间的交互确定。相关标准协议的内容，可能会预先存储在终端和基站的存储器中，或者体现为终端和基站的硬件电路或软件代码。
举例来说，基站和终端都分别配备有一个或多个天线，以无线电磁波为传输媒介，相互通信。当系统规定的无线资源包括毫米波频段时，基站和终端可以分别配备天线阵列，该天线阵列包括多个天线，并能够支持波束赋形技术，从而减少信号传输的损耗，提升信噪比，改善无线通信的性能。
图2为本申请实施例提供的一种无线通信设备的结构示意图。该无线通信设备可以是本申请实施例中的终端或者基站。如图2所示，该无线通信设备可包括应用子系统，内存(memory)，大容量存储器(massive storge)，基带子系统，射频集成电路(radio frequency intergreted circuit，RFIC)，射频前端(radio frequency front end，RFFE)器件，以及天线(antenna，ANT)。这些器件可以通过各种互联总线或其他电连接方式相互耦合。
图2中，ANT_1表示第一天线，ANT_N表示第N天线，N为大于1的正整数。Tx表示发送路径，Rx表示接收路径，不同的数字表示不同的路径。FBRx表示反馈接收路径，PRx表示主接收路径，DRx表示分集接收路径。HB表示高频，LB表示低频，两者是指频率的相对高低。BB表示基带。应理解，图2中的标记和组件仅为示意目的，本申请实施例还包括其他的实现方式。
其中，应用子系统可作为无线通信设备的主控制系统或主计算系统，用于运行主操作系统和应用程序，管理整个无线通信设备的软硬件资源，并可为用户提供用户操作界面。应用子系统可包括一个或多个处理核心，并可执行该无线通信设备的应用软件，以及其他子系统(例基带子系统)相关的驱动软件。基带子系统也可包括一个或多个处理核心，以及硬件加速器(hardware accelerator，HAC)和缓存等，并可执行基带子系统的一些程序软件，完成基带的信号处理功能。
图2中，RFFE器件，RFIC 1(以及可选的RFIC 2)可以共同组成射频子系统。射频子系统可以进一步分为射频接收通道(RF receive path)和射频发射通道(RF transmit path)。射频接收通道可通过天线接收射频信号，对该射频信号进行处理(如放大、滤波和下变频)以得到基带信号，并传递给基带子系统。射频发送通道可接收来自基带子系统的基带信号，对基带信号进行射频处理(如上变频、放大和滤波)以得到射频信号，并最终通过天线将该射频信号辐射到空间中。具体地，射频子系统可包括天线开关，天线调谐器，低噪声放大器(low noise amplifier，LNA)，功率放大器(power amplifier，PA)，混频器(mixer)，本地振荡器(local oscillator，LO)，和滤波器(filter)等电子器件，这些电子器件可以根据需要集成到一个或多个芯片中。天线有时也可以认为是射频子系统的一部分。
基带子系统可以从基带信号中提取有用的信息或数据比特，或者将信息或数据比特转换为待发送的基带信号。这些信息或数据比特可以是表示语音、文本、视频等用户数据或控制信息的数据。例如，基带子系统可以实现诸如调制和解调，编码和解码等信号处理操作。对于不同的无线接入技术，例如5G NR和4G LTE，往往具有不完全相同的基带信号处理操作。因此，为了支持多种移动通信模式的融合，基带子系统可同时包括多个处理核 心，或者多个HAC。
应理解，本申请实施例中，处理核心可表示处理器，该处理器可以是通用处理器，也可以是为特定领域设计的处理器。例如，该处理器可以是中央处理单元(center processing unit，CPU)，也可以是数字信号处理器(digital signal processor，DSP)。该处理器也可以是微控制器(micro control unit，MCU)，图形处理器(graphics processing unit，GPU)、图像信号处理器(image signal processing，ISP)，音频信号处理器(audio signal processor，ASP)，以及为人工智能(artificial intelligence，AI)应用专门设计的处理器。AI处理器包括但不限于神经网络处理器(neural network processing unit，NPU)，张量处理器(tensor processing unit，TPU)以及被称为AI引擎的处理器。
存储器可分为易失性存储器(volatile memory)和非易失性存储器(non-volatile memory，NVM)。易失性存储器是指当电源供应中断后，内部存放的数据便会丢失的存储器。目前，易失性存储器主要是随机存取存储器(random access memory，RAM)，包括静态随机存取存储器(static RAM，SRAM)和动态随机存取存储器(dynamic RAM，DRAM)。非易失性存储器是指即使电源供应中断，内部存放的数据也不会因此丢失的存储器。常见的非易失性存储器包括只读存储器(read only memory，ROM)、光盘、磁盘以及基于闪存(flash memory)技术的各种存储器等。通常来说，内存可以选用易失性存储器，大容量存储器可以选用非易失性存储器，例如磁盘或闪存。
本申请实施例中，基带子系统和射频子系统共同组成通信子系统，为无线通信设备提供无线通信功能。通常，基带子系统负责管理通信子系统的软硬件资源，并且可以配置射频子系统的工作参数。基带子系统的一个或多个处理核心可以集成为一个或多个芯片，该芯片可称为基带处理芯片或基带芯片。类似地，RFIC可以被称为射频处理芯片或射频芯片。此外，随着技术的演进，通信子系统中射频子系统和基带子系统的功能划分也可以有所调整。例如，将部分射频子系统的功能集成到基带子系统中，或者将部分基带子系统的功能集成到射频子系统中。
本申请实施例中，射频子系统可包括独立的天线，独立的射频前端器件，以及独立的射频芯片。射频芯片有时也被称为接收机(receiver)、发射机(transmitter)或收发机(transceiver)。天线、射频前端器件和射频处理芯片都可以单独制造和销售。当然，射频子系统也可以基于功耗和性能的需求，采用不同的器件或者不同的集成方式。例如，将属于射频前端的部分器件集成在射频芯片中。此外，天线、射频前端器件和射频芯片还可以集成在同一个模组中，称为射频天线模组，毫米波天线模组或天线模组。
图3中，本申请实施例涉及的射频接收装置的接收机通常用来支持MIMO(Multi-Input Multi-Output多输入多输出)技术或者数字化波束赋形技术。在图3所示的射频接收装置中，采用了n路接收机，其中，n为自然数。n路收发机分别为RX1、RX2…RXn。N路收发机理论上可以同时支持n个接收天线同时工作。但是，由于在MIMO技术中，多个天线工作在同一个载频频率上，因此在图3所示的射频接收装置中，n路RX通道采用了同一个锁相环(RXPLL)来提供各路RX通道所需的本振信号(RX LO)。通过MIMO技术，可以实现无线资源的空分复用。即在同一个空间环境中，同时传输多路数据，从而提高了整体的数据吞吐率。
锁相环的特点是：利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。因锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，所以锁相环通常用于闭环跟踪 电路。锁相环在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出电压与输入电压保持固定的相位差值，即输出电压与输入电压的相位被锁住，这就是锁相环名称的由来。锁相环通常由鉴相器(PD，Phase Detector)、环路滤波器(LF，Loop Filter)和压控振荡器(VCO，Voltage Controlled Oscillator)三部分组成。锁相环中的鉴相器又称为相位比较器，它的作用是检测输入信号和输出信号的相位差，并将检测出的相位差信号转换成uD(t)电压信号输出，该信号经低通滤波器滤波后形成压控振荡器的控制电压uC(t)，对振荡器输出信号的频率实施控制。
为了更加高效的利用频谱资源，获得更高的吞吐率，在LTE系统和NR系统中，引入了载波聚合(CA，Carrier Aggregation)技术。上述载波聚合技术可以将2～5个LTE成员载波(ComponentCarrier，CC)聚合在一起，实现最大100MHz的传输带宽，有效提高了上下行传输速率。通过载波聚合技术可给用户分配更大的无线频谱资源，获得吞吐率的提升。
基于CA技术，通信网络可以根据用户对业务量的需求，分配1个和多个载波单元(CC，Carrier Component)给用户使用。无线运营商掌握的频谱资源，往往不是连续的，甚至位于不同的频带内。为了最大限度的整合频谱资源，协议组织定义了频带间载波聚合(Inter-Band CA)，即在不同频段各调度一部分载波单元，组合起来为一个终端用户服务。
图4给出了一种下行频带间载波聚合的部署示例。在该示例中，系统在频带Band1(2110MHz–2170MHz)、Band3(1805MHz–1880MHz)以及Band7(2110MHz–2170MHz)这三个频段内给各分配了一个载波单元给终端使用，分别是CC0、CC1和CC2。假设这三个载波单元的带宽都是20MHz，则通过上述频带间载波聚合部署，终端用户可获得总共60MHz的频谱资源。
为了支持上述频带间载波聚合的应用，射频芯片需要具备同时接收图4中三个载波单元的能力。由于三个载波单元分别位于不同的频带，受限于射频前端模块以及射频接收机电路的频率带宽特性，通常需要多个并行工作的射频接收机分别接收各个载波单元。以图4所示的三个频带的载波聚合场景为例，需要三路接收机电路同时工作，分别接收三个载波单元。对于更多频带的载波聚合场景，接收机的通道数也需要相应的增加。
图5示出了支持载波聚合应用的射频接收装置。在此接收机中，提供了n路接收机通道，可以分别接收部署在n个不同频段上的载波单元。例如，为了支持图4所示的3个频段的inter-band CA应用，则需要接收机提供至少3路接收通道(RX1～RX3)，即n≥3。与图3所示的支持多天线应用的射频接收装置不同，由于在载波聚合应用中，各个载波单元被部署在不同的载频频点上，因此各个接收机通道需要相互的独立的锁相环，分别提供各自所需要的本振信号。
如图3和图5中所述，频带间载波聚合和MIMO应用都会对射频芯片接收机和发射机通道数目提出了一定的需求。当这两种技术结合在一起，用以推升通信系统性能时，则会对射频芯片的收、发通道数有更高的要求。以一个典型的下行频带间载波聚合和MIMO结合的场景为例，假设系统要求的通信能力是频带间3CC聚合加上4×4 MIMO，即要求位于不同频带的3个载波单元均可支持4×4 MIMO。如前所述，支持该规格的通信能力，总共需要12个接收机通道。
在LTE中，系统部署的频谱资源都是6GHz以下的频率范围内。由于6GHz以下的频谱资源非常宝贵，在部分国家和地区，该频段资源已经几乎被分配殆尽。因此在新兴的NR (New Radio，新无线电，一般指5G通信系统)通信系统中，为了获得更多的频谱资源，支撑更大的通信带宽需求，引入了毫米波频段。在NR系统中，为了区分6GHz以下频段和毫米波频段，分别定义了NR FR1(New Radio Frequency Range-1，5G通信系统频率范围1)，和NR FR2(New Radio Frequency Range 2，5G通信系统频率范围2)，在本申请实施例中，NR FR1为第一频率范围，NR FR2为第二频率范围。他们的频段范围分别是：
表1.NR系统频段定义
| NR频段定义 | 频率范围 |
| FR1 | 450MHz–6000MHz |
| FR2 | 24250MHz–52600MHz |
如上表，NR FR1部署在6GHz以下频段，这个频段也是LTE系统部署的频段。NR FR2频段为无线通信提供更加丰富的频谱资源。在NR FR2范围内，单个用户可以分配到最大800MHz，甚至更宽的连续频谱资源。与此形成对比的是，在NR FR1频段范围内，用户可以获得的频谱资源是比较有限的。通常单个用户能分配到的连续频谱资源往往不超过200MHz。
NR FR2工作在毫米波频段，通常会采用波束赋形(Beamforming)技术，通过相控天线阵列，提升特定方向的天线增益，从而在特定空间方向上，获得更好的等效辐射功率以及更优的等效接收灵敏度。受限于毫米波空间传播特性，在FR2上一般不会采用很高阶的多天线技术。通常只会通过极化天线的垂直和水平两个极性方向，进行两个数据流的传输。
综上所述，对于无线通信系统使用的射频接收装置，有如下表所示的比较：
表2.FR1频段和FR2频段接收机特性对比
如上表所示，针对不同频段的无线通信，由于信道本身的能力不同，对接收机的要求也不相同。
如前所述，在新兴的NR通信系统中，同时引入了NR FR1和NR FR2两大频率范围。在这个两个频率范围内，接收机的信号特征是不同的，通信场景也是不相同的。因此对射频接收机的要求也不相同。
图6中，对于需要同时支持NR FR1和NR FR2的射频接收机，射频接收装置集成了两类发射机，分别是：
(1)窄带接收机(NBRX，Narrow-Bandwidth RX)。此类接收机用以支持NR FR1的射频信号接收。如前所述，在NR FR1频段，分配给用户的连续频谱带宽相对较小。因此可以采用带宽相对较小的接收机电路。同时，由于在NR FR1频段，通常需要支持多天线应用或者载波聚合应用，因此需要较多的接收机通道。图6所示的接收机示例中，集成了8路相同NBRX通道(NBRX1～NBRX8)，可以支持NR FR1频段最大8×8MIMO应用。实际应用中，可能集成数目更多的NBRX接收机通道，支持更加复杂的载波聚合和多天线组合应用。
(2)宽带接收机(WBRX，Wide-Bandwidth RX)。此类接收机用以支持NR FR2的射 频信号接收。如前所述，在NR FR2频段，频谱资源更加丰富，通常能分配给用户相对较大带宽的连续频谱资源。此类接收机需要采用带宽更大的射频接收机电路。同时，受限于毫米波频段信道条件等因素，NR FR2的通道数通常不多。图6所示的接收机示例中，集成了两路WBRX通道(WBRX1、WBRX2)，可支持高频天线阵列垂直和水平两个极化方向的信号流接收。
图6中的NBRX和WBRX电路采用零中频架构。为了方便描述，此图中的电路架构采用了简化处理。实际上，图6中的接收机和图5中所示的接收机通道相同，是I/Q正交两路基带输出，由于I路和Q路电路结构相同，在图6中简化成1路进行描述。如图6所示，由于NR FR1和FR2的信号特征不同，传统的支持NR FR1和NR FR2架构的接收机需要同时集成两类不同的接收机电路，分别处理NR FR1的窄带宽信号，以及NR FR2的大带宽信号。
该方案的主要问题是：需要同时集成支持NR FR1的窄带接收机电路和支持NR FR2的宽带接收机电路，两类电路分别设计，占用的芯片面积较大。尤其是，由于基带的处理能力通常是有限的，因此往往不会要求同时支持NR FR1和NR FR2两个频段的接收操作，或者说，不会要求两个频段同时进行最大带宽能力的接收操作。
本发明提出一种可重构的射频接收装置，通过引入时间交织模拟数字转换器(TI-ADC，Time-Interleaved Analog-to-Digital Converter)，并根据场景对TI-ADC进行重构组合，从而实现对不同应用场景的灵活支持，降低芯片面积或成本。
下面结合附图对本申请实施例提供的射频接收装置进行说明。应理解，本申请实施例中的接收机也采用图6中相类似的简化方式进行描述，该简化方式不影响本发明创新点的陈述。
参考图7，本申请实施例提供了一种射频接收装置，本申请实施例提供的射频接收装置包含第一接收机10、第二接收机40、通道选择器(Changnel Routing)20以及模数装换器ADC组30(下文简称ADC组)。
第一接收机10可包含两个接收通道，为方便描述，将两个接收通道分别命名为第一接收通道NBRX1和第二接收通道NBRX2。第一接收通道和第二接收通道为并列的两个接收通道，两者的区别仅在于处理的信号频段不同。其中，第一接收通道包括第一下变频器，第二接收通道包括第二下变频器。另外，第一接收通道和第二接收通道还包括低噪声放大器(LNA)以及与该低噪声放大器连接的模拟基带(Analog Baseband，ABB)，其中，模拟基带用于对信号进行滤波，可等效为滤波器。
第一接收通道的第一下变频器与对应的与第一低噪声放大器连接，第一模拟基带作为第一接收通道的连接端，用以与通道选择器20连接。第二接收通道的第二下变频器与对应的与第二低噪声放大器连接，第二模拟基带作为第二接收通道的连接端，用以与通道选择器20连接。
第二接收机40包括第三接收通道(WBRX1)，第三接收通道包括第三下变频器，第三接收通道还包括低噪声放大器以及与该低噪声放大器连接的模拟基带，其中，模拟基带用于对信号进行滤波，可等效为滤波器。在连接时，第三下变频器与低噪声放大器连接，模拟基带作为接收通道的连接端，用以与通道选择器20连接。
上述第一接收通道、第二接收通道及第三接收通道满足：第一接收通道支持的最大信号带宽小于第三接收通道支持的最大信号带宽，第二接收通道支持的最大信号带宽也小于 第三接收通道支持的最大信号带宽。也可理解为，第一接收通道的带宽能力小于第三接收通道的带宽能力。第二接收通道的带宽能力小于第三接收通道的带宽能力。其中，带宽能力指代的是接收通道能够处理的最大信号带宽。作为一个示例，第一接收机10可作为窄带接收机，第二接收机40可作为宽带接收机。
本申请实施例提供的模数装换器ADC组30为一个ADC资源池，ADC组包括第一ADC(NBADC1)和第二ADC(NBADC2)在内的多个ADC，示例性的，每个ADC为窄带ADC。应理解，在ADC为多个时，ADC的总数可设置为小于接收通道的总数。如第一接收机10和第二接收机40中的接收通道总数为M个，ADC的总数为N个时，则可以设置M＞N；其中，M、N均为大于2的自然数。示例性的，如图7中所示的第一接收机10和第二接收机40的个数为三个时(第一接收通道、第二接收通道、第三接收通道)，ADC的个数为两个。
上述的ADC组作为ADC资源池时，第一接收机10和第二接收机40可通过通道选择器20选择ADC组中的任一个ADC连接，以作为一个完整的接收链路。在具体选择时，可通过通道选择器20进行选择，通道选择器20用于分别为第一接收机10和第二接收机40选择ADC中的一个或者多个ADC。通道选择器20在不同的状态下，可实现不同状态的选择，下面分别进行说明。
以图7所示的射频接收装置为例，通道选择器20具有三个状态，三个状态分别为：
1)第一状态：第一接收通道与第一ADC耦合，第二接收通道与第二ADC耦合；第三接收通道未与任一ADC耦合。此时，第一接收机10中的第一接收通道和第二接收通道均处于工作在状态，第二接收机40的第三接收通道未处于工作状态。作为一个示例，第一接收通道和第二接收通道被配置为分别接收第一载波和第二载波时，通道选择器被配置为第一状态，其中，第一载波和第二载波均属于5G通信系统的第一频率范围；
2)第二状态：第三接收通道同时与第一ADC和第二ADC耦合，第一接收通道和第二接收通道均未与任一ADC耦合。此时，第二接收机40处于工作状态，第一接收机10未处于工作状态。作为一个示例，第三接收通道被配置为接收第三载波时，通道选择器被配置为第二状态，其中，第三载波属于5G通信系统的第二频率范围。
3)第三状态：第一接收通道与第二ADC耦合，第二接收通道与第一ADC耦合；第三接收通道未与任一ADC耦合。此时，第一接收机10中的第一接收通道和第二接收通道均处于工作在状态，第二接收机40的第三接收通道未处于工作状态。
其中，第三状态为通道选择器20的第一状态的一个替代方案。由上述描述可看出，通过通道选择器20，第一接收通道和第二接收通道与第一ADC和第二ADC可解耦，两者之间可任意组合耦合，如上述的第一状态和第三状态所示。
作为一个可选的方案，第一载波和第二载波为可使得载波聚合的两个载波，也可以是双链接(dual connectivity，DC)的两个载波，以使得在第一ADC和第二ADC配置给第三接收通道时，可实现载波聚合。示例性的，第一载波和第二载波可以均属于LTE系统或均属于其他无线通信系统；或者，第一载波属于5G通信系统的频率范围，第二载波属于LTE系统的频率范围。
作为一个可选的方案，通道选择器20为多个开关的组合。示例性的，如图7中所示的每个ADC对应一个单刀双掷开关，单刀双掷开关的动端与对应的ADC连接，不动端具有两个，两个不动端分别与第一接收通道和第三接收通道连接，或者两个不动端分别与第 二接收通道和第三接收通道连接。在两个单刀双掷开关选择时，两个单刀双掷开关可实现上述的通道选择器20在1)、2)或者2)、3)中所示的状态。
应理解，图7仅示例出了一个具体的开关组合，但是在本申请实施例中的通道选择器20不仅限于图7所示的开关组合，还可选用其他的开关组合，如多刀多掷开关，多刀多掷开关的一端与多个ADC连接，另一端与多个ABB连接，也可实现第一接收机10和第二接收机40对ADC的选择。在采用多刀多掷开关时，多刀多掷开关可实现上述通道选择器20在1)、2)、3)中所示的状态。除上述的多刀多掷开关外，通道选择器20还可为一个多路复用器。多路复用器也可实现上述通道选择器20在1)、2)、3)中所示的状态。
由上述描述可看出，本申请实施例提供的射频接收装置在设置时，通过将所有ADC作为一个资源池，通过通道选择器给第一接收机和第二接收机匹配对应的ADC进行工作。从而可降低ADC的个数，减少整个射频接收装置占用的面积，同时还可降低其应用成本。
参考图8，图8示出了本申请实施例提供的另一种射频接收装置的结构框图。在图7所示的射频接收装置下，增加了ADC的个数。
ADC组30还包括第三ADC，即ADC组30包括第一ADC、第二ADC和第三ADC。通道选择器30还具有第三工作状态。在通道选择器30处于第三状态时，第一接收通道与第三ADC耦合，第三接收通道与第一ADC和第二ADC耦合。此时，通道选择器30具有如下工作状态：
1)、第一接收通道与第一ADC耦合，第二接收通道与第二ADC耦合；第三接收通道未与任一ADC耦合。此时，第一接收机10中的第一接收通道和第二接收通道均处于工作在状态，第二接收机40的第三接收通道未处于工作状态。
2)、第三接收通道同时与第一ADC和第二ADC耦合，第一接收通道和第二接收通道均未与任一ADC耦合。此时，第二接收机40处于工作状态，第一接收机10未处于工作状态。
3)、第一接收通道与第二ADC耦合，第二接收通道与第一ADC耦合；第三接收通道未与任一ADC耦合。此时，第一接收机10中的第一接收通道和第二接收通道均处于工作在状态，第二接收机40的第三接收通道未处于工作状态。第一接收通道和第二接收通道被配置为分别接收第一载波和第二载波，并且第三接收通道被配置为接收第三载波时，通道选择器被配置为第三状态，其中，第一载波和第二载波均属于5G通信系统的第一频率范围，第三载波属于5G通信系统的第二频率范围。
4)、第一接收通道与第三ADC耦合，第三接收通道与第一ADC和第二ADC耦合。此时，第一接收机10的第一接收通道处于工作状态，第二接收通道未处于工作状态；第二接收机40处于工作状态。
5)、第一接收通道与第一ADC耦合，第三接收通道与第二接收通道和第三接收通道耦合。此时，第一接收机10的第一接收通道处于工作状态，第二接收通道未处于工作状态；第二接收机40处于工作状态。
由上述描述可看出，第三ADC作为一个复用的ADC，即可给第一接收机10使用，也可给第二接收机40使用。在射频接收装置使用时，射频接收装置能够同时支持至少一路窄带接收，和至少一路宽带接收。如4)状态中所示的窄带接收(第三ADC)和宽带接收(第一ADC和第二ADC)，或者如5)状态中所示的窄带接收(第一ADC)和宽带接收(第二ADC和第三ADC)。
在实现上述状态时，通道选择器30为多个开关的组合。示例性的，如图7中所示的每个ADC对应一个单刀双掷开关，将第一ADC、第二ADC和第三ADC对应的单刀双掷开关分别命名为第一单刀双掷开关，第二单刀双掷开关和第三单刀双掷开关。另外，第一连接通道连接由第四单刀双掷开关。第四单刀双掷开关的动端与第一接收通道的第一ABB连接，不动端分别与第一单刀双掷开关和第三单刀双掷开关的一个不动端连接。第四单刀双掷开关与第一单刀双掷开关导通时，第一接收通道可与第一ADC耦合；第四单刀双掷开关与第三单刀双掷开关导通时，第一接收通道可与第三ADC耦合。通过上述第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、第三单刀双掷开关、第四单刀双掷开关可实现上述1)、2)、4)、5)所示的状态。
应理解，图8仅示例出了一个具体的开关组合，但是在本申请实施例中的通道选择器30不仅限于图8所示的开关组合，还可选用其他的开关组合，如多刀多掷开关，多刀多掷开关的一端与多个ADC连接，另一端与多个ABB连接，也可实现第一接收机10和第二接收机40对ADC的选择。在采用多刀多掷开关时，多刀多掷开关可实现上述通道选择器30在1)、2)、3)中所示的状态。除上述的多刀多掷开关外，通道选择器30还可为一个多路复用器。多路复用器也可实现上述通道选择器30在1)、2)、3)、4)、5)中所示的状态。
作为一个拓展方案，ADC组还包括第四ADC，通道选择器处于第四状态时，第一接收通道与第一ADC耦合，第三接收通道与第二ADC和第四ADC耦合。且在第四状态与第三状态的情况类似，具体可参考上述状态3)。
本申请实施例提供的第一接收机10和第二接收机40的结构不仅限于图7和图8所示的结构，第一接收机10和第二接收机40还可采用不同的接收通道数。示例性的，第一接收机10包含N1个接收通道，N1个接收通道分别为第一接收通道、第二接收通道、第三接收通道……第N接收通道。第二接收机40包含N2个接收通道，分别为第N1+1接收通道、第N1+2接收通道……第N1+N2接收通道。其中，N1及N2均为自然数，且N1≥2。为方便示例，下面以N1＝8，N2＝2为例进行说明。
参考图9，本申请实施例提供的射频接收装置引入了ADC资源池(ADC Bank)以及通道选择器20(Channel Routing)。
ADC资源池提供了NR FR1和NR FR2两种不同应用场景所需要的ADC资源，其中，第一接收机10对应NR FR1，第二接收机40对应NR FR2。
ADC资源的大小采用ADC处理信号的带宽能力来衡量。以图9所示的射频接收装置为例，在本示例中，ADC资源池总共设计了8个窄带ADC(NB ADC)，8个窄带ADC分别为NB ADC1～NB ADC8。假设每一个NB ADC的处理信号带宽的能力是200MHz，则ADC资源池总的处理能力就是8×200MHz＝1600MHz。本申请实施例提供的射频接收装置中，只要总的信号带宽能力不超过ADC资源池的大小，即可通过配置ADC的组合关系，实现对不同场景的灵活支持。
在NB ADC支持第二接收机40时，通过引入TI-ADC技术，针对不同的应用场景进行组合，即可支持不同的应用场景。示例性的，NB ADC1～NB ADC4组合成一路宽带ADC(WB ADC，Wide-Bandwidth ADC)，即WB ADC1。WB ADC1提供给WB RX1使用，将WB RX1接收到的大带宽射频信号转换成数字信号。ADC资源池中的NB ADC5～NB ADC8组合成另外一路宽带ADC，即WB ADC2，用以将WB RX2接收到的宽带信号 转换成数字信号。
第一接收机10用于支持NR FR1应用，第一接收机10具有8路接收通道，分别为第一接收通道至第八接收通道。其中，第一接收通道至第八接收通道均为以NBRX通道，8个NBRX通道(NBRX1、NBRX2、……NBRX8)对NR FR1频段的信号进行接收。
第二接收机40用于支持NRFR2，第二接收机40具有2路接收通道，分别为第九接收通道和第十接收通道。其中，第九接收通道和第十接收通道分别为WBRX通道。
通道选择器20位于模拟基带输出与ADC资源池之间，通过配置通道选择器20，可实现对ADC资源池内各个ADC的配置，从而达到支持不同应用场景的目的。
为方便理解本申请实施例提供的射频接收装置的使用方式，下面以图9所示的射频接收装置为例对本申请实施例提供的射频接收装置进行详细说明。
参考图10，图10示出了本申请实施例提供的射频接收装置对NR FR1应用的支持。接收机在NR FR1应用中，往往分配给单个用户的频谱资源是有限的。但是由于NR FR1无线信道的特征，可以采用MIMO这样的多天线技术，可通过空分复用提升单个终端用户数据吞吐率。因此，在NR FR1场景下，第一接收机10的特征是：通道数相对较多，但是每一路接收机通道的信号带宽相对较窄。
以图10所示的本申请实施例提供的射频接收装置为例，图10给出了本申请射频接收装置针对NR FR1无线通信的应用。通过通道选择器20将8个ADC分别配置给了8个NBRX通道。图10中WBRX1和WBRX2采用虚线标示的含义为未处于工作状态。
在使用时，8个NBRX通道(NBRX1、NBRX2、……NBRX8)对NR FR1频段的信号进行接收。本申请射频接收装置中的ADC资源(8个NB ADC)通过通道选择器20分别分配给8个NBRX通道。每一个NB ADC的输出(ADC1_OUT、ADC2_OUT、……ADC8_OUT)即为各路接收机通道的输出。假设每一路NB ADC的处理信号带宽为200MHz，则图10所示的本申请实施例提供的射频接收装置可以支持NR FR1的200MHz信号带宽8×8MIMO应用。
图11给出了本申请实施例提供的射频接收装置对NR FR2应用的支持。在NR FR2中，射频系统工作在毫米波频段，毫米波频段拥有相对较丰富的频谱资源，因此可以给单个用户分配带宽更大的带宽。同时，由于毫米波频段的信道条件等因素限制，NR FR2应用中通常不会采用很多的接收机通道数。对于常见的NR FR2应用，会采用两路WBRX通道，对毫米波天线阵列垂直和水平两个极化方向的数据流分别进行接收。因此，NR FR2应用的射频接收装置的特点是：单路接收机通道的信号带宽较大，但是应用的接收机通道数目相对较少。
以图11所示的本申请实施例提供的射频接收装置为例，给出了本申请射频接收装置针对NR FR2无线通信的应用。如图11所示，在NR FR2应用中，开启了两路WBRX通道，对两路射频信号进行接收，图11中NBRX1～NBRX8采用虚线标示的含义为未处于工作状态。本申请实施例提供的射频接收装置中的ADC资源池中的各路NB ADC，根据NR FR2的应用需求，进行了组合。其中NB ADC1～NB ADC4组合成一路宽带ADC(WB ADC，Wide-Bandwidth ADC)，即WB ADC1。WB ADC1提供给WB RX1使用，将WB RX1接收到的大带宽射频信号转换成数字信号。ADC资源池中的NB ADC5～NB ADC8组合成另外一路宽带ADC，即WB ADC2，用以将WB RX2接收到的宽带信号转换成数字信号。
在具体实现时，对两路WB ADC输出的多路并行数字信号(ADC_OUT1～ADC_OUT4 以及ADC_OUT5～ADC_OUT8)将进一步处理，合并成一路可以表征宽带接收机接收信号的数字信号。
在采用多路窄带ADC(NB ADC)组合成一路宽带ADC(WB ADC)的方法，基于时间交织ADC(TI-ADC，Time-Interleaved ADC)技术。本申请实施例提供的射频接收装置还包括：与ADC组耦合的ADC控制器，ADC控制器用于将ADC组中的至少两个ADC等效为一个组合ADC，组合ADC支持的最大信号带宽大于至少两个ADC中任一个ADC支持的最大信号带宽。即通过ADC控制器对ADC组中的至少两个窄带ADC等效组合成一个宽带ADC。在具体组合时，ADC控制器用于为至少两个ADC中的每个ADC分别提供时钟信号，其中，至少两个ADC中不同ADC对应的时钟信号的频率相同，至少两个ADC中不同ADC对应的时钟信号的相位交织。
参考图12，图12示出了TI-ADC的基本原理，是采用多路窄带ADC并行工作，各个窄带ADC采用的时钟在相位上交织。通过这种方法，各个窄带ADC仍工作在较低的时钟频率，但是通过多路ADC并行工作，且采用相位交织的时钟信号，整体即可等效为一个宽带的ADC器件。
以图12所示的4路NB ADC构成的TI-ADC为例，图12进一步描述了TI-ADC的工作原理。TI-ADC的工作时钟CLK ADC，其时钟频率为
该时钟通过多项时钟分频器(CLKD)，可以获得了4路窄带ADC的频率为
相位差为
的时钟信号，分别为CLK_D1～CLK_DIV4。这4路时钟信号分别送入4路NB ADC中，作为各个NB ADC的采样时钟，对同一个模拟输入信号AIN进行采样处理。如图12所示，虽然CLK_ADC频率相对较高，但实际送入每个NB ADC的采样时钟频率已经大大的降低。也就是说，每个NB ADC只需要工作在相对较低的时钟频率上。
如图13a和图13b所示，在4路NB ADC中，各ADC的采样时钟分别对同一个模拟输入信号AIN进行采样处理。由于各路采样时钟的相位相差
因此从整体上看，虽然每一路ADC的采样钟
相对较低，但是4路NB ADC构成的TI-ADC仍然可以等效为一个采用频率为
采样钟的宽带ADC。
结合图12及图13a、图13b可看出，在本申请实施例提供的接收机中，可将多个窄带ADC等效成一个宽带ADC，因此，可将第一接收机和第二接收机的ADC进行整合形成一个ADC资源池。
综上所述，本申请实施例提供的射频接收装置在NR FR2应用中，通过对ADC资源池中各个NB ADC进行组合，构成了可以支持更大带宽信号的WB ADC，从而可以支持NR FR2要求的大带宽接收机工作。与实施例二相似，假设单个NB ADC处理信号带宽的能力是200MHz，则将4路NB ADC进行组合后构成的WB ADC，将具备800MHz的信号带宽处理能力。如图11所示，本发明射频接收装置，通过配置ADC资源池的方式，可以支持NR FR2 800MHz信号带宽的两数据流接收操作。
本申请实施例提供的接收机，除上述图10中的NR FR1应用场景，以及图11中描述的NR FR2应用场景，在NR通信系统中还可同时应用于NR FR1和NR FR2共存的场景。由于NR FR1工作的频段相对较低，无线信号的衰减相对较弱，因此能实现较大范围的传输距离以及比较稳定的无线连接。而在NR FR2频段，频谱资源更加丰富，可以实现传输 更大带宽的无线信号，获得更大的数据吞吐率。应此，在NR通信系统中，考虑将NR FR1和NR FR2两个频段的优点结合起来，构建性能更优良、连接更稳定的通信系统。
参考图14，图14提供了一种应用于NR FR1和FR2共存通信场景的射频接收装置。在该应用场景中，NBRX1～NBRX4总共4路NBRX通道被开启，用于接收NR FR1的射频信号，NBRX5～NBRX8总共4路NBRX通道未开启(用虚线标示)。ADC资源池中，NB ADC1～NB ADC4分别与NBRX1～NBRX 4连接，将NBRX1～NBRX4各路接收机信号转换成数字信号，输出给后级处理器。假设每一路NB ADC处理信号带宽的能力是200MHz，则在此应用场景中，4路NBRX通道可以支持NR FR1频段200MHz信号带宽4×4MIMO的通信应用。
同时，在此应用场景中，WBRX2被开启，用以接收NR FR2的射频信号，WBRX1未开启(用虚线标示)。ADC资源池中，4路NB ADC，NB ADC5～NB ADC8被组合成一路宽带ADC，即WB ADC2。WB ADC2与WBRX2通道相连接，用以将WBRX2接收到的NR FR2信号转换成数字信号。如前，假设一路NB ADC的信号带宽能力是200MHz，则由4路NB ADC组合成的1路WB ADC可以支持800MHz信号带宽。即在此应用中，可以支持NR FR2频段1路800MHz信号的接收。
由上述描述可看出，本申请实施例提供的射频接收装置，可用以NR FR1和FR2共存的应用场景。总的通信能力，可以支持NR FR1频段200MHz信号带宽4×4 MIMO通信，以及NR FR2频段800MHz信号带宽的通信。
由于ADC资源池的总的带宽处理能力是有限的，因此，本发明接收机能够处理的信号总带宽能力是确定的。本发明射频接收装置可以同时支持NR FR1和FR2共存的应用场景，通信能力可以在NR FR1和FR2之间分配，但是总的通信带宽是确定的。
本申请实施例还提供了一种毫米波天线模组，该毫米波天线模组包括上述任一项所述的射频接收装置，以及天线；其中，所述第一接收机和所述第二接收机的每个接收通道连接对应连接有一个天线。
本申请实施例还提供了一种芯片模组，该芯片模组包括上述任一项所述的射频接收装置，以及基带处理装置；其中，所述第一接收机和所述第二接收机的每个接收通道分别与所述基带处理装置连接。
本申请实施例还提供了一种无线通信装置，无线通信装置包括壳体，以及设置在所述壳体内的上述任一项所述的射频接收装置。数控虚报个的无线通信装置可为图2所示的结构，该无线通信装置包含上述的射频接收装置，以及与射频接收装置连接的天线。通过将第一接收机和第二接收机的ADC资源复用，通过通道选择器选择不同的ADC匹配给第一接收机和第二接收机，从而减少ADC的个数，进而减少射频接收装置的体积，以及布局的面积，降低成本。
本申请实施例及附图中的术语“第一”，“第二”以及“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于表示不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元。方法、系统、产品或设备不必仅限于字面列出的那些步骤或单元，而是可包括没有字面列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解，在本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以 表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本申请中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。本申请提到的“耦合”一词，用于表达不同组件之间的互通或互相作用，可以包括直接相连或通过其他组件间接相连。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (13)
- 一种射频接收装置，其特征在于，包括：第一接收机，包括第一接收通道和第二接收通道，所述第一接收通道包括第一下变频器，所述第二接收通道包括第二下变频器；第二接收机，包括第三接收通道，所述第三接收通道包括第三下变频器，其中，所述第一接收通道支持的最大信号带宽小于所述第三接收通道支持的最大信号带宽，所述第二接收通道支持的最大信号带宽也小于所述第三接收通道支持的最大信号带宽；模数转换器ADC组，包括第一ADC和第二ADC在内的多个ADC；以及通道选择器，用于分别为所述第一接收机和所述第二接收机选择所述ADC组中的一个或多个ADC，其中，所述通道选择器处于第一状态时，所述第一接收通道与所述第一ADC耦合，所述第二接收通道与所述第二ADC耦合，所述通道选择器处于第二状态时，所述第三接收通道与所述第一ADC和所述第二ADC耦合。
- 根据权利要求1所述的射频接收装置，其特征在于：所述ADC组还包括第三ADC，所述通道选择器处于第三状态时，所述第一接收通道与所述第三ADC耦合，所述第三接收通道与所述第一ADC和所述第二ADC耦合。
- 根据权利要求1所述的射频接收装置，其特征在于：所述ADC组还包括第四ADC，所述通道选择器处于第四状态时，所述第一接收通道与所述第一ADC耦合，所述第三接收通道与所述第二ADC和所述第四ADC耦合。
- 根据权利要求1至3中任一项所述的射频接收装置，其特征在于，还包括：与所述ADC组耦合的ADC控制器，所述ADC控制器用于将所述ADC组中的至少两个ADC等效为一个组合ADC，所述组合ADC支持的最大信号带宽大于所述至少两个ADC中任一个ADC支持的最大信号带宽。
- 根据权利要求4所述的射频接收装置，其特征在于：所述ADC控制器用于为所述至少两个ADC中的每个ADC分别提供时钟信号，其中，所述至少两个ADC中不同ADC对应的时钟信号的频率相同，所述至少两个ADC中不同ADC对应的时钟信号的相位交织。
- 根据权利要求1至5中任一项所述的射频接收装置，其特征在于：所述通道选择器为多个开关的组合。
- 根据权利要求6所述的射频接收装置，其特征在于，所述通道选择器为一个多路复用器。
- 根据权利要求1至7中任一项所述的射频接收装置，其特征在于，所述ADC组中的任一ADC为窄带ADC。
- 根据权利要求1至8中任一项所述的射频接收装置，其特征在于：所述第一接收通道和所述第二接收通道被配置为分别接收第一载波和第二载波时，所述通道选择器被配置为第一状态，其中，所述第一载波和所述第二载波均属于5G通信系统的第一频率范围；或者，所述第三接收通道被配置为接收第三载波时，所述通道选择器被配置为第二状态，其中，所述第三载波属于5G通信系统的第二频率范围。
- 根据权利要求2至8中任一项所述的射频接收装置，其特征在于：所述第一接收通道和所述第二接收通道被配置为分别接收第一载波和第二载波，并且所述第三接收通道被配置为接收第三载波时，所述通道选择器被配置为第三状态或第四状态，其中，所述第一载波和所述第二载波均属于5G通信系统的第一频率范围，所述第三载波属于5G通信系统的第二频率范围。
- 一种毫米波天线模组，其特征在于，包括根据权利要求1至10任一项所述的射频接收装置，以及天线；其中，所述第一接收机和所述第二接收机的每个接收通道连接对应连接有一个天线。
- 一种芯片模组，其特征在于，包括根据权利要求1至10任一项所述的射频接收装置，以及基带处理装置；其中，所述第一接收机和所述第二接收机的每个接收通道分别与所述基带处理装置连接。
- 一种无线通信装置，其特征在于，包括壳体，以及设置在所述壳体内的根据权利要求1至10中任一项所述的射频接收装置。
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