CN102201799A - 多载频/多频带选频的实现方法及电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多载频/多频带选频的实现方法及电路，用于实现多载波/多频段通信设备的选频。该实现方法包括：在上行链路或下行链路中，各路载波/频段都使用相同的本振频率Fo进行混频，假设所述多载频/多频段通信设备的第i路载波/频段的起始频率为Fsi，第i路载波/频段的终止频率为Fei，则第i路载波/频段所使用的中频滤波器的中心频率Fci＝(第i路载波/频段的终止频率Fei+第i路载波/频段的起始频率Fsi)/2-本振频率Fo。本发明还提供了多载频/多频带选频的电路。本发明的多载频/多频带选频的实现方法及电路，多个载波/频段能够共用一个本振电路、一个上变频混频器及下变频混频器，减小设备体积，降低功耗，降低成本，降低生产时间。

Description

多载频/多频带选频的实现方法及电路

技术领域

本发明涉及直放站技术领域，尤其涉及一种多载频/多频带选频的实现方法及电路。

背景技术

直放站(中继器)属于同频放大设备，是指在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器。直放站在下行链路中，由施主天线从现有的覆盖区域中拾取信号，通过带通滤波器对带通外的信号进行极好的隔离，将滤波后的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。在上行链接路径中，覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大链路处理后发射到相应基站，从而实现基站与手机的信号传递。

由于ETSI(欧洲电信标准化协会)、3GPP(第三代合作伙伴计划)、3GPP2(第三代合作伙伴计划2)和IS95(高通公司发起的第一个基于CDMA数字蜂窝标准)对带外增益或带外抑制的要求，直放站必须对带外信号进行滤波抑制处理。目前对于频段的近距离抑制(比如ETSI对GSM的带外400KHz、600KHz的要求)，最通用的作法是使用中频滤波器。使用中频滤波器，则必须把移动通信的射频信号通过混频降到中频，然后通过中频处理取得良好的带外抑制后再通过混频升回射频。由此获得良好的带外增益或带外抑制。如图1所示，其为现有技术中直放站的电路方框图。图1中，从施主天线到服务天线的下行链路中，施主天线所拾取的信号经低噪声放大器1101放大后，依次经历混频器1102的下变频、中频声表滤波器1103的滤波及混频器1104的上变频处理，然后信号再经驱动放大器1105和功率放大器1106进行功率放大，最后经服务天线发送出去。参考源1000及数字锁相环1107形成本振电路，为混频器1104的上变频和混频器1102的下变频提供本振信号。从服务天线到施主天线的上行链路与此类似，不再赘述。

图1所示的直放站适合于单一载波/频段的通信***，但由于部分国家运营商在同一个通信***有多个频段，例如，台湾部分运营商DCS有多个频段，印度运营商也是在GSM和DCS有多个频段。而且，在WCDMA时代，运营商一般都有多个WCDMA频点，当运营商有多选频单独处理的需要时，就需要直放站能处理多载频或多频带选频。实际上，任何移动通信的直放站选频***中，同一***都可能会有多载频/多频段的要求，比如CDMA多载波/多频段，WCDMA多载频/多频段，AWS多载频/多频段，GSM多频段/多载波，DCS多频段/多载波，PCS多频段/多载波，集群通信***中也会有多载波/多频段的要求，比如iDEN多载频/多频段，Tetra多载频/多频段，GSM-R多载频/多频段，GoTa多载频/多频段，GT-800多载波/多频段。

对于这种情况，目前业界通常采用多选频/多选带直放站来满足多载频/多频段通信***的需求，现有的多选频/多选带直放站对每路载波/频段都需要单独一路本振信号，由每路载波/频段单独进行混频(上变频和下变频)。参见图2，其为现有技术中三选频/三选带直放站的电路方框图。选频直放站(也可称载波直放站)、选带直放站(在一些国家和地区也称为宽带直放站)两者电路及工作原理相类似，只是由于工作频率的不同需要采用不同规格的器件，下文和附图描述中按选带直放站的方式采用“选带”的说法，选频直放站的原理相同，不再赘述。图2中的上行链路和下行链路各具有三路选带模块，每路选带模块对应一路载波/频段，每路选带模块都需要两个混频器、中频声表滤波器及生成本振信号的锁相环来进行混频和中频处理。以从施主天线到服务天线的下行链路为例，施主天线所拾取的信号经低噪声放大器2101放大后，经自动电平控制电路2102及手动增益控制电路2103后，按照信号的频率由三路选带模块211、212、213其中之一进行处理，然后信号再经驱动放大器2104和功率放大器2105进行功率放大，最后经隔离器2106后由服务天线发送出去，各路选带模块211、212、213的功能结构相同，以选带模块211为例，信号在选带模块211中其依次经历混频器2111的下变频、中频声表滤波器2112的滤波及混频器2113的上变频处理，锁相环2114为混频器2111的上变频和混频器2113的下变频提供本振信号。从服务天线到施主天线的上行链路与此类似，不再赘述。如图2所示，这种处理方式需要多路混频和中频处理电路，每个载波/频段都要求一个本振电路(主要包括本振及本振放大电路)、单独的上变频混频器和下变频混频器、单独的中频处理电路，三个频段就要三套这样的电路，再加上行和下行就是六路，成本高，功耗大，设备体积也无法做小，不符合目前节能低碳的环保要求。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种多载频/多频带选频的实现方法，解决现有多载频/多选带直放站每个载波/频段都要求一个本振电路、单独的上变频混频器和下变频混频器的技术问题。

本发明的另一目的在于提出一种多载频/多频带选频的电路，解决现有多选频/多选带直放站每个载波/频段都要求一个本振电路、单独的上变频混频器和下变频混频器的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种多载频/多频带选频的实现方法，用于实现多载频/多频段通信设备的选频，在上行链路或下行链路中，各路载波/频段都使用相同的本振频率Fo进行混频，假设所述多载频/多频段通信设备的第i路载波/频段的起始频率为Fsi，第i路载波/频段的终止频率为Fei，则第i路载波/频段所使用的中频滤波器的中心频率Fci＝(第i路载波/频段的终止频率Fei+第i路载波/频段的起始频率Fsi)/2-本振频率Fo。

其中，包括：

步骤一、首先选定第m路载波/频段所使用的中频滤波器的中心频率Fcm，然后计算出本振频率Fo＝(第m路载波/频段的终止频率Fem+第m路载波/频段的起始频率Fsm)/2-第m路载波/频段所使用的中频滤波器的中心频率Fcm；

步骤二、计算各路载波/频段所使用的中频滤波器的中心频率，第n路载波/频段所使用的中频滤波器的中心频率Fcn＝(第n路载波/频段的终止频率Fen+第n路载波/频段的起始频率Fsn)/2-本振频率Fo。

其中，所述各路载波/频段所使用的相同的本振频率由同一本振电路产生。

本发明还提供一种多载频/多频带选频的电路，用于实现多载频/多频段通信设备的选频，包括提供一本振频率的本振电路、对应于复数路载波/频段的复数路中频处理电路、用于下变频的混频器及用于上变频的混频器，所述本振电路连接所述用于下变频的混频器及用于上变频的混频器以提供所述本振频率，所述复数路中频处理电路相互并联后两端分别连接所述用于下变频的混频器及用于上变频的混频器。

其中，假设所述本振频率为Fo，所述多载频/多频段通信设备的第i路载波/频段的起始频率为Fsi，第i路载波/频段的终止频率为Fei，对应于第i路载波/频段的第i路中频处理电路所使用的中频滤波器的中心频率为Fci，则Fci＝(第i路载波/频段的终止频率Fei+第i路载波/频段的起始频率Fsi)/2-本振频率Fo。

其中，所述多载频/多频带选频的电路可单独用于通信设备的上行链路中；也可单独用于通信设备的下行链路中，并可用一起用于上行和下链路中。

本发明的多载频/多频带选频的实现方法及电路，多个载波/频段能够共用一个本振电路、一个上变频混频器及下变频混频器，减小设备体积，降低功耗，降低成本，降低生产时间。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

附图中，

图1为现有技术中直放站的电路方框图；

图2为现有技术中三选频/三选带直放站的电路方框图；

图3为本发明多载频/多频带选频的实现方法一较佳实施例的电路方框图；

图4为本发明多载频/多频带选频的电路一较佳实施例的电路方框图。

具体实施方式

本发明的多载频/多频带选频的实现方法，可用于实现多载频/多频段通信设备的选频，例如用于多载频/多频段的直放站，在上行链路或下行链路中，各路载波/频段都使用相同的本振频率Fo进行混频，假设所述多载波/多频段通信设备的第i路载波/频段的起始频率为Fsi，第i路载波/频段的终止频率为Fei，则第i路载波/频段所使用的中频滤波器的中心频率Fci＝(第i路载波/频段的终止频率Fei+第i路载波/频段的起始频率Fsi)/2-本振频率Fo，i为自然数。利用本方法，可根据预先选定的本振频率Fo，确定各路载波/频段所需使用的中频滤波器的中心频率Fci。

实际应用本发明多载频/多频带选频的实现方法时，可预先选定某一路载波/频段所使用的中频滤波器的中心频率，进而确定各路载波/频段都使用相同的本振频率，然后再确定其它各路各路载波/频段所需使用的中频滤波器的中心频率，具体包括：

步骤一、首先选定第m路载波/频段所使用的中频滤波器的中心频率Fcm，然后计算出本振频率Fo＝(第m路载波/频段的终止频率Fem+第m路载波/频段的起始频率Fsm)/2-第m路载波/频段所使用的中频滤波器的中心频率Fcm，m为自然数；

步骤二、计算各路载波/频段所使用的中频滤波器的中心频率，第n路载波/频段所使用的中频滤波器的中心频率Fcn＝(第n路载波/频段的终止频率Fen+第n路载波/频段的起始频率Fsn)/2-本振频率Fo，n为自然数。

本发明中由于各路载波/频段所使用的本振频率相同，所以可以由同一本振电路产生，不需要像现有多选频/多选带直放站每个载波/频段都要求一个本振电路。

具体可参见图3，其为本发明多载频/多频带选频的实现方法一较佳实施例的电路方框图，该较佳实施例适合于三选频或三选带的直放站。

比如，图3中的上行链路部分对应于某GSM运营商的上行频段：选带模块311对应的频段1是896.1MHz-902.3MHz，选带模块312对应的频段2是906.1MHz-906.9MHz，选带模块313对应的频段3是909.1MHz-909.9MHz。按通常的做法每个频段需要采用单独一个本振电路(包括锁相环、本振等元件)，各个频段采用的中心频率相同的中频声表滤波器，这样，如果中频声表滤波器采用中心频率为70MHz的声表带通滤波器，频段1的本振频率为829.2MHz。计算的方法为：(频段终止频率902.3MHz+频段起始频率896.1MHz)/2-声表带通滤波器中心频率70MHz。通常的做法各个频段所采用的中频声表滤波器相同，而后面二个频段计算本振频率的计算方法相同，则频段2的本振频率为836.5MHz，频段3的本振频率为839.5MHz。

本发明的做法是采用不同中心频率的声表带通滤波器3111、3121及3131，从而采用相同本振频率，也就是说可以共用同一本振电路314。比如频段1采用中心频率为70MHz的声表带通滤波器3111，则需要的本振频率也为829.2MHz，计算方法同样是：(频段终止频率902.3MHz+频段起始频率896.1MHz)/2-声表带通滤波器中心频率70MHz＝829.2MHz。

但后面二个频段的计算方法就作了改变，频段2采用本振频率直接采用829.2MHz，依照上面的算式，频段终止频率和频段起始频率是不能改变的(因为运营商的频率是由频率管理机构规定的)，因此本发明把声表带通滤波器3121中心频率作了改变，比如采用77.3MHz的中心频率，这时可看出上面的算式依然成立：(频段终止频率906.9MHz+频段起始频率906.1MHz)/2-声表带通滤波器中心频率77.3.MHz＝829.2MHz。也就是说在本发明的应用中，计算公式变形为：(频段终止频率906.9MHz+频段起始频率906.1MHz)/2-本振频率829.2MHz＝声表带通滤波器中心频率77.3MHz。同理可求出频段3的声表带通滤波器3131的中心频率为80.3MHz。

如图3所示，通过本发明多载频/多频带选频的实现方法，频段1-3采用三种不同中心频率的声表带通滤波器3111、3121及3131，却能共用一个本振电路314。

如图4所示，其为本发明多载频/多频带选频的电路一较佳实施例的电路方框图。本发明的多载频/多频带选频的电路可用于实现多载频/多频段通信设备的选频，可应用于现有多载频/多频段通信设备，如直放站的上行或下行链路中。如图4所示，本发明多载频/多频带选频的电路主要包括提供一本振频率的本振电路1、对应于复数路载波/频段的复数路中频处理电路2、用于下变频的混频器3及用于上变频的混频器4，所述本振电路1连接所述用于下变频的混频器3及用于上变频的混频器4以提供所述本振频率，复数路中频处理电路2相互并联后两端分别连接所述用于下变频的混频器3及用于上变频的混频器4。图4所示的电路方框图用于上行链路，用于下行链路时与之相似。图4中，中频处理电路2为三路，可对应于三路载波/频段，本振电路1主要包括本振、本振放大电路及锁相环等，中频处理电路2主要包括中频声表滤波器及放大器等，具体电路结构均为本领域技术人员所熟知，因此不再赘述。

实际应用本发明多载频/多频带选频的电路时，假设所述本振频率为Fo，所述多载频/多频段通信设备的第i路载波/频段的起始频率为Fsi，第i路载波/频段的终止频率为Fei，对应于第i路载波/频段的第i路中频处理电路所使用的中频滤波器的中心频率为Fci，则Fci＝(第i路载波/频段的终止频率Fei+第i路载波/频段的起始频率Fsi)/2-本振频率Fo，i为自然数。预先选定本振频率Fo的情况下，通过上述公式可确定电路中各元件的参数选取，也可预先选定某一路所使用的中频滤波器的中心频率，进而确定本振频率Fo。该较佳实施例中，通过改变中频处理电路2所使用的中频滤波器的中心频率，三路载波/频段可共用同一本振电路1，进而可共用用于下变频的混频器3及用于上变频的混频器4，相较于现有电路节省了元件数量，从而可减小设备体积、降低功耗、降低成本及降低生产时间。

综上所述，通过使用本发明的多载频/多频带选频的实现方法及电路，多个载波/频段能够共用一个本振电路、一个上变频混频器及下变频混频器，进而可以大大减小设备体积、降低功耗、降低成本及降低生产时间。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种多载频/多频带选频的实现方法，用于实现多载波/多频段通信设备的选频，其特征在于，在上行链路或下行链路中，各路载波/频段都使用相同的本振频率Fo进行混频，假设所述多载波/多频段通信设备的第i路载波/频段的起始频率为Fsi，第i路载波/频段的终止频率为Fei，则第i路载波/频段所使用的中频滤波器的中心频率Fci＝(第i路载波/频段的终止频率Fei+第i路载波/频段的起始频率Fsi)/2-本振频率Fo。

2.如权利要求1所述的多载频/多频带选频的实现方法，其特征在于，包括：

步骤一、首先选定第m路载波/频段所使用的中频滤波器的中心频率Fcm，然后计算出本振频率Fo＝(第m路载波/频段的终止频率Fem+第m路载波/频段的起始频率Fsm)/2-第m路载波/频段所使用的中频滤波器的中心频率Fcm；

步骤二、计算各路载波/频段所使用的中频滤波器的中心频率，第n路载波/频段所使用的中频滤波器的中心频率Fcn＝(第n路载波/频段的终止频率Fen+第n路载波/频段的起始频率Fsn)/2-本振频率Fo。

3.如权利要求1所述的多载频/多频带选频的实现方法，其特征在于，所述各路载波/频段所使用的相同的本振频率由同一本振电路产生。

4.一种多载频/多频带选频的电路，用于实现多载波/多频段通信设备的选频，其特征在于，包括提供一本振频率的本振电路、对应于复数路载波/频段的复数路中频处理电路、用于下变频的混频器及用于上变频的混频器，所述本振电路连接所述用于下变频的混频器及用于上变频的混频器以提供所述本振频率，所述复数路中频处理电路相互并联后两端分别连接所述用于下变频的混频器及用于上变频的混频器。

5.如权利要求4所述的多载频/多频带选频的电路，其特征在于，假设所述本振频率为Fo，所述多载频/多频段通信设备的第i路载波/频段的起始频率为Fsi，第i路载波/频段的终止频率为Fei，对应于第i路载波/频段的第i路中频处理电路所使用的中频滤波器的中心频率为Fci，则Fci＝(第i路载波/频段的终止频率Fei+第i路载波/频段的起始频率Fsi)/2-本振频率Fo。

6.如权利要求4所述的多载频/多频带选频的电路，其特征在于，所述多载频/多频带选频的电路用于通信设备的上行链路中。

7.如权利要求4所述的多载频/多频带选频的电路，其特征在于，所述多载频/多频带选频的电路用于通信设备的下行链路中。

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