CN216122395U - 一种超带宽接收机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超带宽接收机，属于通讯技术领域。该方法包括：将上行接收链路接收的超带宽信号分为N个支路进行处理；将每个支路处理的信号的目标载波频谱的中心频点下变频到预设中频频率；完成对每个支路下变频后的目标载波的采集；将每个支路中采集到的目标载波进行处理，滤除非本支路目标载波的相邻信号；及将所述N个支路中处理后的目标载波数据合并为一个信号数据。由此可以拓宽带宽接收机的上行接收链路的带宽处理能力，满足超带宽信号的处理要求。

Description

一种超带宽接收机

技术领域

本实用新型属于通讯技术设备技术领域，具体涉及一种超带宽接收机。

背景技术

由信号频谱图可以观察到一个信号所包含的频率成分。把一个信号所包含谐波的最高频率与最低频率之差，即该信号所拥有的频率范围，定义为该信号的带宽，而用于接收带宽并进行显示的机器为带宽接收机。

随着通讯产业的发展，带宽接收机的信号带宽处理能力已经成为一个整机性能的重要指标。带宽接收机信号处理带宽越宽，其业务处理能力越强，即承载的载波和业务也就越多，随之会带来运营商建站成本的大幅降低。

对于带宽接收机而言，整机的信号带宽处理能力包括下行和上行的带宽处理能力，其中下行发射处理带宽目前非常大，不会制约整机的带宽处理能力，因此整机带宽处理能力受限于上行接收链路信号处理带宽，而带宽接收机上行接收链路的处理带宽是受接收模数转换器芯片（ADC，Analog-to- Digital Converter）限制。要想在数模转换器芯片最大带宽固定的情况下提升上行接收链路信号处理带宽处理能力，就非常困难了。

对于一般的信号频谱连续，且信号带宽大于模数转换器芯片芯片的处理带宽的频谱信号，按照目前带宽接收机的设计方案，上行接收链路信号的带宽处理能力最大可达到模数转换器芯片芯片的信号带宽，不能够满足此等频谱信号的处理需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超带宽接收机。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种超带宽接收机，包括带宽接收机和设置在带宽接收机内的射频拉远单元，所述射频拉远单元内设有：

功分单元，所述功分单元的输入端与上行接收链路的输入端连接，所述功分单元将射频拉远单元上行接收链路的超带宽信号分为N个支路；

变频单元，所述变频单元的输入端与功分电源的输出端连接，所述变频单元将每个支路处理的信号的目标载波频谱的中心频点下变频到预设中频频率；

采集单元，所述采集单元的输入端与所述变频单元的输出端连接，所述采集单元对每个支路下变频后的目标载波的采集；

数据处理与合成单元，所述数据处理与合成单元的输入端与所述采集单元的输出端连接。

进一步的，所述数据处理与合成单元包括数字滤波器模块、数字混频器模块、载波数据处理模块和时延模块，所述数字滤波器模块的输出端与数字混频器模块的输入端连接，所述数字混频器模块的输出端与所述载波数据处理模块的输入端连接，所述载波数据处理模块的输出端与所述时延模块的输入端连接；其中，数字滤波器模块用于将每个支路中采集到的非本支路目标载波的相邻信号进行滤除；数字混频器用于从每个支路经所述数字滤波器模块处理后的目标载波数据中单独提取出各个载波；载波数据处理模块用于对各个载波的无线帧格式进行整理；时延模块用于对每个支路分别进行时延补偿。

进一步的，所述功分单元包括功分器。

进一步的，所述变频单元包括衰减器、声表滤波器和混频器，所述衰减器的输出端与声表滤波器的输入端连接，所述声表滤波器的输出端与所述混频器的输入端连接。

进一步的，所述采集单元包括可变增益放大器、中频滤波器和模数转换器ADC芯片，所述可变增益放大器和中频滤波器的输出端均与模数转换器ADC芯片的输入端连接。

进一步的，所述支路个数N根据所述超带宽信号的总带宽A和每个支路的ADC芯片的信号处理带宽B确定。

本实用新型的具体实施步骤如下：

将上行接收链路接收的超带宽信号分为N个支路进行处理，所述N为大于1的整数；将每个支路处理的信号的目标载波频谱的中心频点下变频到预设中频频率；完成对每个支路下变频后的目标载波的采集；将每个支路中采集到的目标载波进行处理，滤除非本支路目标载波的相邻信号；及将所述N个支路中处理后的目标载波数据合并为一个信号数据。

可选地，该方法在所述将所述N个支路中处理后的目标载波数据合并为一个信号数据的步骤之前还包括：从每个支路处理后的目标载波数据中单独提取出各个载波；对各个载波的无线帧格式进行整理；及对每个支路分别进行时延补偿。

可选地，所述支路个数N根据所述超带宽信号的总带宽A和每个支路的模数转换器ADC芯片的信号处理带宽B确定，所述N是不小于A除以B的整数。

可选地，各个支路的时延补偿值为TN-Ttrig，根据对各个支路的时延测试获得，信号源每次触发一个支路对应的目标载波频段信号，其中TN为所述支路在载波合并前和信号源触发信号间的时延，Ttrig为信号源触发信号到信号发出的时延。

为实现上述目的，本实用新型还提出一种超带宽信号处理装置，该装置包括：功分单元，用于将上行接收链路接收的超带宽信号分为N个支路进行处理，所述N为大于1的整数；变频单元，用于将每个支路处理的信号的目标载波频谱的中心频点下变频到预设中频频率；采集单元，用于完成对每个支路下变频后的目标载波的采集；数据处理与合成单元，用于将每个支路中采集到的目标载波进行处理，滤除非本支路目标载波的相邻信号，将所述N个支路中处理后的目标载波数据合并为一个信号数据。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提出的超带宽接收机，可以在现有模数转换器芯片的信号处理带宽固定的基础上，通过新的链路架构设计，硬件上多路接收和模数转换器芯片并行协作，软件上数据并行处理，将带宽接收机工作的信号带宽拓宽到远高于单片模数转换器芯片本身的信号带宽，使得带宽接收机在连续频谱信号带宽超过模数转换器芯片处理带宽的情况下，满足处理超带宽信号的要求。

附图说明

图1为本实用新型模块示意图；

图2为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：

提出一种超带宽信号处理装置，应用在带宽接收机中，可以拓宽上行接收链路的带宽处理能力。

在本实施例中，超带宽信号处理装置包括功分单元，变频单元，采集单元及数据处理与合成单元。

所述功分单元，用于将上行接收链路接收的超带宽信号分为N个支路进行处理，所述N为大于1的整数。

具体地，带宽接收机的上行接收链路是将接收到的移动终端上行信号进行滤波、低噪声放大、下变频、模数转换和数字中频处理等操作。功分单元包括1到N路功分器，将接收到的超宽带信号分成N个支路进行处理。为了保证最后的信号数据无损失，支路个数N必须满足一定的要求，而该支路个数N取决于接收超带宽信号的总带宽(标记为A)和各个支路的ADC芯片的信号处理带宽(标记为B)，N是不小于A/B的整数。

所述变频单元，用于将每个支路处理的信号的目标载波频谱的中心频点下变频到预设中频频率。

具体地，变频单元包括衰减器(Attenuator，ATT)、声表滤波器和混频器。其中，混频器为核心部分，用于将该支路所处理的信号的目标载波的中心频点下变频到预设中频频率上。衰减器用于衰减输入的大信号，保障混频器不会溢出。声表滤波器用于将该支路接收的无用带外信号在射频端就滤除，以保障干净的有用信号。由于每个支路处理的目标载波信号频率不同，因此每个支路混频的本振频点各不相同。

接收到的信号在变频前其目标载波信号的射频频点已知，各个支路的中频频点相同且固定，主要是通过确定各个支路混频本振频点，以完成将输入的目标载波信号的频点下变频到预设中频频率。在变频前，支路N的目标载波信号中心频点为CMHz，支路M的目标载波信号中心频点为DMHz，则支路N和M的本振频点相差应为(D-C)MHz。

所述采集单元，用于完成每个支路下变频后的目标载波的采集。

具体地，采集单元包括可变增益放大器(VariableGainAmplifier，VGA)、中频滤波器和ADC芯片，其中最重要的是ADC芯片。ADC芯片的处理带宽决定了该支路的接收信号处理带宽能力，支路的处理带宽能力决定了装置中N的具体数目。

在本实施例中，所述采集是模拟采集。各个支路都是平衡和对称的，每个支路完成该支路目标载波的采集，且各个支路处理的目标载波不同，这些所有支路采集的目标载波信号合并在一起，完成对完整的接收信号的模拟采集。由于完整的接收信号是通过多个支路并行分担采集完成的，因此要保障每个支路的处理带宽大于目标载波信号带宽，且支路数量能够完成所有输入载波信号的采集。这样，必然会采集到一部分非本支路目标载波的相邻信号，这些无用信号需要在后续进行处理。

另外，在输入信号带宽固定的情况下，为了能够完成对接收信号中的所有载波信号的完整采集，且还使用最少的支路，将本装置的硬件成本降到最低，各个采集支路需要重点考虑两点：

第一，在满足支路需求的情况下将支路的处理带宽最大化，这样可以使用最少的支路完成输入信号的采集。支路的处理带宽直接由ADC芯片的处理带宽决定，ADC芯片的处理带宽变大会出现SNR(SignalNoiseRatio，信号和噪声之比)和SFDR(SpuriousFreeDynamicRange，无杂散动态范围)的恶化，因此在确定ADC芯片的处理带宽时，必须保障这两个指标满足接收支路的需求。

第二，在支路处理带宽范围内，给每个支路分配最多的目标载波，只要目标载波带宽不超过本支路的处理带宽均可。

所述数据处理与合成单元，用于将各个支路中采集到的信号进行处理，提取有用的目标载波数据，滤除无用的载波信号数据，然后将所有支路中有用的目标载波数据进行合并，形成一个完整的信号数据。

具体地，数据处理部分首先根据本支路要求处理的目标载波配置，将支路中采集到的无用载波信号(非本支路目标载波的相邻信号)数据进行滤除，仅保留本支路的目标载波数据，然后对目标载波进行提取，成为可视的各个单独载波，并将这些载波数据按照其无线制式的帧数据要求完成处理。

数据合成部分主要是将数据处理部分分离出来的各个支路的目标载波数据进行合并，成为一个完整的信号，与输入信号频谱完全相同，这样就达到了处理超带宽信号的目的。另外，在目标载波数据合并前，需要调整各个支路的时延，以保证合并时各个支路的目标载波数据是同一时刻的，确保合并后整个信号数据不会紊乱。

本领域技术人员不脱离本实用新型的范围和实质，可以有多种变型方案实现本实用新型，比如作为一个实施例的特征可用于另一实施例而得到又一实施例。凡在运用本实用新型的技术构思之内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本实用新型的权利范围之内。

Claims (6)

1.一种超带宽接收机，其特征在于：包括带宽接收机和设置在带宽接收机内的射频拉远单元，所述射频拉远单元内设有功分单元，所述功分单元的输入端与上行接收链路的输入端连接，所述功分单元将射频拉远单元上行接收链路的超带宽信号分为N个支路；

变频单元，所述变频单元的输入端与功分电源的输出端连接，所述变频单元将每个支路处理的信号的目标载波频谱的中心频点下变频到预设中频频率；

采集单元，所述采集单元的输入端与所述变频单元的输出端连接，所述采集单元对每个支路下变频后的目标载波的采集；

数据处理与合成单元，所述数据处理与合成单元的输入端与所述采集单元的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种超带宽接收机，其特征在于：所述数据处理与合成单元包括数字滤波器模块、数字混频器模块、载波数据处理模块和时延模块，所述数字滤波器模块的输出端与数字混频器模块的输入端连接，所述数字混频器模块的输出端与所述载波数据处理模块的输入端连接，所述载波数据处理模块的输出端与所述时延模块的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种超带宽接收机，其特征在于：所述功分单元包括功分器。

4.根据权利要求1所述的一种超带宽接收机，其特征在于：所述变频单元包括衰减器、声表滤波器和混频器，所述衰减器的输出端与声表滤波器的输入端连接，所述声表滤波器的输出端与所述混频器的输入端连接。

5.根据权利要求1所述的一种超带宽接收机，其特征在于：所述采集单元包括可变增益放大器、中频滤波器和模数转换器ADC芯片，所述可变增益放大器和中频滤波器的输出端均与模数转换器ADC芯片的输入端连接。

6.根据权利要求1所述的一种超带宽接收机，其特征在于：所述支路个数N根据所述超带宽信号的总带宽A和每个支路的ADC芯片的信号处理带宽B确定。

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