CN205232244U - 可对多普勒频移进行修正的射频芯片及移动终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种可对多普勒频移进行修正的射频芯片及移动终端。本实用新型通过在终端侧引入双锁相环，其中一个锁相环检测并跟踪下行信号的频率偏差，另一锁相环对上行信号进行频率预补偿，从而在终端侧实现对多普勒频移的频偏校正，降低了基站侧的系统资源开销，从而提高了基站可同时接入的用户数量。

Description

可对多普勒频移进行修正的射频芯片及移动终端

技术领域

本实用新型涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种可对多普勒频移进行修正的射频芯片及移动终端。

背景技术

LTE(长期演进，LongTermEvolution)，以其高传输速率、高传输质量和高移动性等特征，已经成为当前移动宽带通信系统最受关注的热点之一。LTE系统物理层下行传输采用先进成熟的OFDMA(正交频分多址，OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess)技术，上行传输采用单载波SC-FDMA(单载波频分多址，Single-carrierFrequency-DivisionMultipleAccess)技术。但二者对频率偏差都非常敏感，尤其对于高频段的TDD-LTE系统，在高速移动环境下多普勒频移现象更明显，严重影响系统性能。

目前，解决多普勒频移的主要技术就是在基站侧进行频偏预校正，当用户终端发射上行信号，基站侧对接收到的上行信号进行频率偏差估计，利用估计得到的频率偏差值对下行发送信号进行频偏预校正，然后再将数据发射出去。该方法简化了接收终端的处理，但增加了基站侧的处理复杂度，从而增加了对基站厂家研发技术的要求，同时研发成本也将直接叠加到整体的建网硬件成本中。同时，基站侧采用频偏预校正的方法会增加基站系统资源的额外开销，为保证基站与终端间的数据传输效率，必须限制基站可同时接入的用户数量，降低了基站的用户容量。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种可对多普勒频移进行修正的射频芯片及移动终端，通过在终端侧对下行信号进行频偏估计，并根据估计结果对上行信号进行频率预补偿，从而在终端侧完成对多普勒频移的频偏校正，以降低基站侧的系统资源开销。本实用新型是这样实现的：

一种可对多普勒频移进行修正的射频芯片，包括模数转换器、第一带通滤波器、第一乘法器、第一低噪声放大器、数模转换器、第二带通滤波器、第二乘法器、第三带通滤波器；

下行信号依次经所述第一低噪声放大器、第一乘法器、第一带通滤波器、模数转换器处理后形成基频信号，上行信号依次经所述数模转换器、第二带通滤波器、第二乘法器、第三带通滤波器处理后形成射频信号，还包括两个锁相环；

其中一个锁相环与第一乘法器连接，可对第一乘法器的输出信号进行锁相，另一锁相环与第二乘法器连接，可对第二乘法器的输出信号进行锁相。

进一步地，所述锁相环包括鉴频鉴相器、电荷泵、压控振荡器、N分频器；所述鉴频鉴相器的输出端连接所述电荷泵的输入端，所述电荷泵的输出端连接所述压控振荡器的输入端，所述压控振荡器的输出端连接所述N分频器的输入端，所述N分频器的输出端连接所述鉴频鉴相器的输入端；所述压控振荡器还与所述第一乘法器连接。

一种包括如上所述的任意一种射频芯片的移动终端，还包括基带芯片和晶体振荡器；所述晶体振荡器与所述射频芯片的两个锁相环和基带芯片连接，用于为两个锁相环和基带芯片提供基准频率；

所述基带芯片与两个锁相环连接，用于通过与第一乘法器连接的锁相环检测接收的下行信号相对于所述基准频率的频率偏移，并通过与第一乘法器连接的锁相环控制所述第一乘法器的输出信号的频率，同时，通过与第二乘法器连接的锁相环对上行信号进行频率预补偿，使第二乘法器的输出信号的频率相对于所述基准频率产生与所述频率偏移大小相同方向相反的偏移。

进一步地，所述移动终端还包括应用处理器，所述应用处理器与所述基带芯片连接。

进一步地，所述移动终端还包括第二低噪声放大器、功率放大器、双通道滤波器、天线，所述双通道滤波器包括用于接收下行信号的下行信号通道和用于发射上行信号的上行信号通道；所述天线通过所述下行信号通道与所述第二低噪声放大器的输入端连接，所述第二低噪声放大器的输出端与所述第一低噪声放大器的输入端连接；所述第三带通滤波器的输出端与所述功率放大器的输入端连接，所述功率放大器的输出端通过所述上行信号通道与所述天线连接。

进一步地，所述晶体振荡器为温度补偿晶体振荡器。

与现有技术相比，本实用新型通过在终端侧引入双锁相环，其中一个锁相环检测并跟踪下行信号的频率偏差，另一锁相环对上行信号进行频率预补偿，从而在终端侧实现对多普勒频移的频偏校正，降低了基站侧的系统资源开销，从而提高了基站可同时接入的用户数量。

附图说明

图1：本实用新型实施例提供的移动终端的组成示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

图1示出了本实用新型提供的移动终端的组成示意图，图中只示出了与本实用新型有关的部分。根据图1所示，该移动终端包括射频芯片1、基带芯片2、晶体振荡器3、应用处理器4、第二低噪声放大器5、功率放大器6、天线7和双通道滤波器8。

射频芯片1可以是包括TDD-LTE射频芯片在内的任何射频芯片。射频芯片1包括模数转换器12、第一带通滤波器13、第一乘法器14、第一低噪声放大器15、数模转换器16、第二带通滤波器17、第二乘法器18、第三带通滤波器19。射频芯片1中，下行信号依次经第一低噪声放大器15、第一乘法器14、第一带通滤波器13、模数转换器12处理后形成基频信号，上行信号依次经数模转换器16、第二带通滤波器17、第二乘法器18、第三带通滤波器19处理后形成射频信号。

本实用新型中，射频芯片1还包括两个锁相环11，其中一个锁相环11与第一乘法器14连接，可对第一乘法器14的输出信号进行锁相，另一锁相环11与第二乘法器18连接，可对第二乘法器18的输出信号进行锁相。对第一乘法器14和第二乘法器18的输出信号进行锁相的结果是，可以使第一乘法器14和第二乘法器18的输出频率在固定的频带范围内或固定的频率值上。第一乘法器14的输出信号为中频信号，该中频信号将继续经第一带通滤波器13、模数转换器12处理后成为基带信号，输入基带芯片2进行处理。与第一乘法器14连接的锁相环11通过控制第一乘法器14的输出信号的频率可对接收到的下行信号进行频移修正。第二乘法器18的输出信号为射频信号，该信号作为上行信号发射出去，与第二乘法器18连接的锁相环11通过控制第二乘法器18的输出信号的频率可实现对上行信号的频率预补偿。

锁相环11包括鉴频鉴相器111、电荷泵114、压控振荡器113、N分频器112。鉴频鉴相器111的输出端连接电荷泵114的输入端，电荷泵114的输出端连接压控振荡器113的输入端，压控振荡器113的输出端连接N分频器112的输入端，N分频器112的输出端连接鉴频鉴相器111的输入端；压控振荡器113还与第一乘法器14连接。两个锁相环11分别通过各自的压控振荡器113对第一乘法器14和第二乘法器18的输出信号进行锁相。

晶体振荡器3与射频芯片1的两个锁相环11和基带芯片2连接，用于为两个锁相环11和基带芯片2提供基准频率。晶体振荡器3为温度补偿晶体振荡器，具有温度补偿功能，精度和稳定度高。基带芯片2与两个锁相环11连接，用于通过与第一乘法器14连接的锁相环11检测接收的下行信号相对于基准频率的频率偏移，并通过与第一乘法器14连接的锁相环11控制第一乘法器14的输出信号的频率，同时，通过与第二乘法器18连接的锁相环11对上行信号进行频率预补偿，使第二乘法器18的输出信号的频率相对于基准频率产生与频率偏移大小相同方向相反的偏移，从而抵消掉上行信号到达基站是的多普勒频移，使基站接收到的上行信号的频率与其基准频率相等。检测下行信号的频率偏移时，基带芯片2可通过与第一乘法器14连接的锁相环11去检测第一乘法器14的输出信号的频率的方式实现对下行信号的频率检测，然后将检测到的下行信号的频率与基准频率进行比较，从而得出频率偏移。基带芯片2可通过与第一乘法器14连接的锁相环11对第一乘法器14的输出信号的频率进行控制，使其始终保持在基带芯片2的频带范围内。

由于通信系统本身允许一定范围的频率偏移，一定范围内的频移偏移不会对通信质量造成明显影响，只有当频率偏移超过一定程度时，才有必要进行频率偏移的修正或补偿，因此，为减少不必要的多普勒频移修正导致的系统吞吐率下滑，可在基带芯片2内预先写入一个频率偏移阈值，当下行信号的频率偏移达到该阈值时，才对上行信号进行频率预补偿，从而减少不必要的频移修正，提高信号处理效率。该移动终端还包括应用处理器4，应用处理器4与基带芯片2连接，通过应用处理器4可修改基带芯片2中存储的频率偏移阈值。

双通道滤波器8包括用于接收下行信号的下行信号通道和用于发射上行信号的上行信号通道。天线7通过下行信号通道与第二低噪声放大器5的输入端连接，第二低噪声放大器5的输出端与第一低噪声放大器15的输入端连接，下行信号依次经天线7、双通道滤波器8的下行信号通道、第二低噪声放大器5进入第一低噪声放大器15。第三带通滤波器19的输出端与功率放大器6的输入端连接，功率放大器6的输出端通过上行信号通道与天线7连接，上行信号从第三带通滤波器19发出后，依次经功率放大器6、双通道滤波器8的上行信号通道进入天线7，并由天线7发射出去。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可对多普勒频移进行修正的射频芯片，包括模数转换器、第一带通滤波器、第一乘法器、第一低噪声放大器、数模转换器、第二带通滤波器、第二乘法器、第三带通滤波器；

下行信号依次经所述第一低噪声放大器、第一乘法器、第一带通滤波器、模数转换器处理后形成基频信号，上行信号依次经所述数模转换器、第二带通滤波器、第二乘法器、第三带通滤波器处理后形成射频信号，其特征在于，还包括两个锁相环；

其中一个锁相环与第一乘法器连接，可对第一乘法器的输出信号进行锁相，另一锁相环与第二乘法器连接，可对第二乘法器的输出信号进行锁相。

2.如权利要求1所述的射频芯片，其特征在于，所述锁相环包括鉴频鉴相器、电荷泵、压控振荡器、N分频器；所述鉴频鉴相器的输出端连接所述电荷泵的输入端，所述电荷泵的输出端连接所述压控振荡器的输入端，所述压控振荡器的输出端连接所述N分频器的输入端，所述N分频器的输出端连接所述鉴频鉴相器的输入端；所述压控振荡器还与所述第一乘法器连接。

3.一种包括如权利要求1或2所述的射频芯片的移动终端，其特征在于，还包括基带芯片和晶体振荡器；所述晶体振荡器与所述射频芯片的两个锁相环和基带芯片连接，用于为两个锁相环和基带芯片提供基准频率；

所述基带芯片与两个锁相环连接，用于通过与第一乘法器连接的锁相环检测接收的下行信号相对于所述基准频率的频率偏移，并通过与第一乘法器连接的锁相环控制所述第一乘法器的输出信号的频率，同时，通过与第二乘法器连接的锁相环对上行信号进行频率预补偿，使第二乘法器的输出信号的频率相对于所述基准频率产生与所述频率偏移大小相同方向相反的偏移。

4.如权利要求3所述的移动终端，其特征在于，还包括应用处理器，所述应用处理器与所述基带芯片连接。

5.如权利要求3所述的移动终端，其特征在于，还包括第二低噪声放大器、功率放大器、双通道滤波器、天线，所述双通道滤波器包括用于接收下行信号的下行信号通道和用于发射上行信号的上行信号通道；所述天线通过所述下行信号通道与所述第二低噪声放大器的输入端连接，所述第二低噪声放大器的输出端与所述第一低噪声放大器的输入端连接；所述第三带通滤波器的输出端与所述功率放大器的输入端连接，所述功率放大器的输出端通过所述上行信号通道与所述天线连接。

6.如权利要求3所述的移动终端，其特征在于，所述晶体振荡器为温度补偿晶体振荡器。