CN108206701B - 宽带射频发送装置、接收装置、发送方法与接收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通信领域，公开了一种宽带射频发送装置、接收装置、发送方法与接收方法。本发明实施方式中，宽带射频发送装置包括：数据预处理器、基带中频模组、合路器、发送单元，数据预处理器、基带中频模组、合路器、发送单元依次串联；数据预处理器，用于将待发送宽带数据按预设长度分解为N路窄带发射子数据，其中，N为大于1的正整数；基带中频模组包括N个并列的基带中频单元，基带中频单元用于将一路窄带发射子数据编码调制至预设中频频带；基带中频模组将N个基带中频单元输出的N路窄带中频子数据，发送至合路器；合路器，用于将N路窄带中频子数据合路成一路宽带数据；发送单元，用于发送宽带数据。实现射频宽带传输，提高通信速率。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种宽带射频发送装置、接收装置、发送方法与接收方法。
背景技术
随着各行业领域(例如：车联网、船联网、无人机、安防监控等)的无线通信的蓬勃发展，对无线通信速率的要求也越来越高，几十兆的通信速率已不能满足需求，几百兆甚至上千兆的通信速率的需求也在不断增加，但与此不相称的是，由于各种限制，行业应用中的各种终端和无线传输方案的传输速率仍然非常低，即使是近年通过LTE(Long TermEvolution，长期演进)和WIFI(Wireless Fidelity，无线局域网)转换得到的通信方案，也不能满足如此高的速率要求。对于无线通信***来说，提高无线通信***的传输带宽是提高无线传输速率的一个关键点，然而传输带宽的提高，不仅会对终端***的很多方面造成巨大挑战，比如基带中频信道响应，模数转换与数模转换能力，基带信号调制解调能力等，而且对于基带硬件而言，传输带宽不可能无限制的提高，每提高一步都意味着成本和复杂度的急剧上升，目前，行业内的通用终端设计如图1所示，该设计包括电源管理113、基带处理器111、中频处理器112、变频器12和射频前端电路13，其中，基带处理器和中频处理器设计为固定模块11，通过外接变频器12和射频前端电路13，可将信号扩展至任意频段和任意发射功率，从而适用于各种频率和功率的应用。
然而，在实现本发明的过程中，本申请的发明人发现，在图1所示的方案中，基带处理器和中频处理器对带宽有一定限制，通常只能处理低于20MHz的带宽，并不能处理更大带宽的数据，而带宽是影响通信速率的重要因素，当发射功率一定时，在一定带宽下，传输速率必然有一限值，从而无法满足无线通信高传输速率的要求，如果对基带处理器与中频处理器进行硬件改进，以支持大带宽数据的处理，则会造成极大的硬件复杂度，实现困难。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种宽带射频发送装置、接收装置、发送方法与接收方法，不需要对基带处理器与中频处理器进行复杂的硬件改进，仅通过N个并列的基带中频单元及N路窄带中频子数据的合并，即可实现射频宽带传输，倍数提高终端通信速率，并显著提高无线通信***的传输速率。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种宽带射频发送装置，包括：数据预处理器、基带中频模组、合路器、发送单元；
所述数据预处理器、所述基带中频模组、所述合路器、所述发送单元依次串联；
所述数据预处理器，用于将待发送宽带数据按预设长度分解为N路窄带发射子数据，其中，N为大于1的正整数；
所述基带中频模组包括N个并列的基带中频单元，所述基带中频单元用于将一路窄带发射子数据编码调制至预设中频频带；所述基带中频模组将N个基带中频单元输出的N路窄带中频子数据，发送至所述合路器；
所述合路器，用于将所述N路窄带中频子数据合路成一路宽带数据；
所述发送单元，用于发送所述宽带数据。
本发明的实施方式还提供了一种宽带射频接收装置，包括：数据预处理器、基带中频模组、功分器、接收单元；
所述接收单元、所述功分器、所述基带中频模组与所述数据预处理器依次串联；
所述接收单元，用于接收空间宽带数据；
所述功分器，用于将接收的空间宽带数据分解为N路窄带接收子数据；
所述基带中频模组包括N个并列的基带中频单元，所述基带中频单元用于将一路窄带接收子数据解调解码；所述基带中频模组将所述N个并列的基带中频单元输出的N路解调解码后的数据，发送至所述数据预处理器；
所述数据预处理器，用于将所述N路解调解码后的数据合并为一路宽带数据。
本发明的实施方式还提供了一种宽带射频发送方法，包括：
将待发送宽带数据分解为预设长度的N路窄带发射子数据，其中，N为大于1的正整数；
通过N个并列的基带中频单元将所述N路窄带发射子数据分别编码调制至预设中频频带，得到N路窄带中频子数据，其中，一个基带中频单元编码调制一路窄带发射子数据；
将所述N路窄带中频子数据合路成一路宽带数据，并发射所述宽带数据。
本发明的实施方式还提供了一种宽带射频接收方法，包括：
接收空间宽带数据，并将接收的空间宽带数据分解为N路窄带接收子数据；
通过N个并列的基带中频单元将所述N路窄带接收子数据分别解调解码，其中，一个基带中频单元解调解码一路窄带发射子数据；
将N路解调解码后的数据合并为一路宽带数据。
本发明实施方式相对于现有技术而言，通过数据预处理器将待发送宽带数据按预设长度分解为N路窄带发射子数据，使得窄带发射子数据与基带中频单元的处理带宽相匹配，便于利用现有的基带中频单元，基带中频模组通过N个并列的基带中频单元同时并行处理N路窄带发射子数据，不仅能够充分利用现有的基带中频单元，而且极大提高了数据处理效率，通过合路器将N路窄带中频子数据合路成一路宽带数据，得到经基带中频模组处理后的宽带数据，并通过发送单元发送该宽带数据，实现射频宽带传输，倍数提高终端通信速率，并显著提高无线通信***的传输速率。
另外，所述发送单元包括：变频器和射频前端电路；所述变频器用于将所述宽带数据搬移至预设发射频率；所述射频前端电路，用于发射搬移至预设发射频率的数据；所述N个并列的基带中频单元中，存在一个基带中频单元被配置为主单元；所述主单元同步所述N个并列的基带中频单元中的其他基带中频单元；所述主单元还用于控制所述变频器与所述射频前端电路。使得经基带中频单元处理后的N路窄带中频子数据协调一致。
另外，所述基带中频单元包括：基带处理器和中频器；所述主单元同步所述N个并列的基带中频单元中的其他基带中频单元，具体包括：由所述主单元的基带处理器同步所述N个并列的基带中频单元；所述主单元还用于控制所述变频器与所述射频前端电路，具体包括:由所述主单元的基带处理器控制所述变频器与所述射频前端电路。通过基带处理器可以简便地同步N个并列的基带中频单元中的其他基带中频单元，并控制变频器与射频前端电路。
另外，所述N个并列的基带中频单元的中频频点为可调频点。使得用户可以根据实际需要及网络传输情况，选择合适的中频频点。
附图说明
图1是现有技术中的终端射频方案结构示意图；
图2是根据本发明第一实施方式的一种宽带射频发送装置的结构示意图；
图3是根据本发明第一实施方式的中频频带组合示意图；
图4是根据本发明第二实施方式的一种宽带射频接收装置的结构示意图；
图5是根据本发明第三实施方式的一种宽带射频发送方法流程图；
图6是根据本发明第四实施方式的一种宽带射频接收方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本发明第一实施方式涉及一种宽带射频发送装置，具体结构示意图如图2所示，包括：数据预处理器20、基带中频模组21、合路器22、发送单元23，其中，数据预处理器20、基带中频模组21、合路器22、发送单元23依次串联，基带中频模组21包括N个并列的基带中频单元11，每个基带中频单元11均包括基带处理器111、中频处理器112与电源管理113，发送单元23包括变频器12与射频前端电路13。
数据预处理器20，用于将待发送宽带数据按预设长度分解为N路窄带发射子数据，其中，N为大于1的正整数。
基带中频模组21包括N个并列的基带中频单元11，基带中频单元用于将一路窄带发射子数据编码调制至预设中频频带，基带中频模组将N个基带中频单元输出的N路窄带中频子数据，发送至合路器22。
具体地说，N个并列的基带中频单元在硬件上完全一致，可以有效地进行硬件复用，每个基带中频单元11均包括基带处理器111、中频处理器112与电源管理113，每个基带中频单元11可通过基带处理器111与中频处理器112，实现原始数据和中频数据间的转换，而且基带中频模组21存在一个基带中频单元11被配置为主单元，例如将基带中频单元1设定为主单元，主单元同步N个并列的基带中频单元中的其他基带中频单元，并控制变频器12与射频前端电路13，进一步地说，主单元通过基带处理器同步N个并列的基带中频单元中的其他基带中频单元，并控制变频器12与射频前端电路13。
特别地说，N个并列的基带中频单元的中频频点为可调频点，即可以根据需要进行配置，其中，N个并列的基带中频单元的中频频点均不相同，频点设置时要避开带宽重叠，从而避免造成频谱混叠，各中频频点对应的频率组合如图3所示。
合路器22，用于将N路窄带中频子数据合路成一路宽带数据。
具体地说，不同中频信号通过合路器合路成宽带中频数据。
发送单元23，用于发送宽带数据。
具体地说，发送单元23包括变频器12和射频前端电路13，变频器12用于将宽带数据搬移至预设发射频率，即实现频率搬移，射频前端电路13用于发射搬移至预设发射频率的数据，即对搬移至预设发射频率的数据进行放大、滤波等处理后，再经天线发射处理后数据。
与现有技术相比，在本实施方式中，通过数据预处理器将待发送宽带数据按预设长度分解为N路窄带发射子数据，使得窄带发射子数据与基带中频单元的处理带宽相匹配，便于利用现有的基带中频单元，基带中频模组通过N个并列的基带中频单元同时并行处理N路窄带发射子数据，不仅能够充分利用现有的基带中频单元，而且极大提高了数据处理效率，N个基带中频单元的中频频点为可调频点且均不相同，使得用户可以根据实际情况，选择合适的中频频点，同时又有效避免了频谱混叠，通过合路器将N路窄带中频子数据合路成一路宽带数据，得到经基带中频模组处理后的宽带数据，通过变频器将宽带数据搬移至预设发射频率，并通过射频前端电路发射，从而实现宽带射频数据的发射，倍数提高终端通信速率，并显著提高无线通信***的传输速率。
本发明第二实施方式涉及一种宽带射频接收装置。具体结构示意图如图4所示。包括：数据预处理器20、基带中频模组21、功分器24、接收单元25，其中，数据预处理器20、基带中频模组21、功分器24、接收单元25依次串联，基带中频模组21包括N个并列的基带中频单元11，每个基带中频单元11均包括基带处理器111、中频处理器112与电源管理113，接收单元25包括变频器12与射频前端电路13。
接收单元25，用于接收空间宽带数据。
具体地说，接收单元25包括变频器12和射频前端电路13，射频前端电路13用于将接收到的数据进行低噪声放大，变频器12用于将经射频前端电路13处理后的数据进行搬移至预设处理频率。
功分器24，用于将接收的空间宽带数据分解为N路窄带接收子数据。
具体地说，功分器24将经变频器12处理后的数据分解为N路窄带接收子数据，其中，功分器具体通过均分方式，将经变频器12处理后的数据分解为N路窄带接收子数据。
基带中频模组21包括N个并列的基带中频单元11，基带中频单元用于将一路窄带接收子数据解调解码，基带中频模组21将N个并列的基带中频单元输出的N路解调解码后的数据，发送至数据预处理器20。
具体地说，N个并列的基带中频单元在硬件上完全一致，可以有效地进行硬件复用，每个基带中频单元11均包括基带处理器111、中频处理器112与电源管理113，每个基带中频单元11可通过中频处理器112与基带处理器111，实现中频数据和原始数据间的转换，而且基带中频模组21存在一个基带中频单元11被配置为主单元，例如将基带中频单元1设定为主单元，主单元同步N个并列的基带中频单元中的其他基带中频单元，并控制变频器12与射频前端电路13，进一步地说，主单元通过基带处理器同步N个并列的基带中频单元中的其他基带中频单元，并控制变频器12与射频前端电路13。
数据预处理器20，用于将N路解调解码后的数据合并为一路宽带数据。
本实施方式，通过功分器将宽带接收数据均分为N路窄带接收子数据，并通过N个并列的基带中频单元实现对N路窄带接收子数据的处理，最终实现了射频宽带数据的接收，显著提高了无线通信***的传输速率。
本发明第三实施方式涉及一种宽带射频发送方法，具体流程如图5所示。
在步骤501中，将宽带数据分解为N路窄带发射子数据。
具体地说，将待发送宽带数据分解为预设长度的N路窄带发射子数据，其中，N为大于1的正整数。
在步骤502中，配置主单元。
具体地说，将N个并列的基带中频单元中的一个基带中频单元配置为主单元，通过主单元同步N个并列的基带中频单元中的其他基带中频单元，及控制变频器与射频前端电路。其中，每个基带中频单元均包括基带处理器与中频处理器，主单元通过其包括的基带处理器，同步N个并列的基带中频单元中的其他基带中频单元，及控制变频器与射频前端电路。
在步骤503中，编码调制N路窄带发射子数据。
具体地说，通过N个并列的基带中频单元将所述N路窄带发射子数据分别编码调制至预设中频频带，得到N路窄带中频子数据，其中，一个基带中频单元编码调制一路窄带发射子数据。
在步骤504中，将编码调制后的N路窄带发射子数据合路成一路宽带数据。
在步骤505中，发射宽带数据。
具体地说，先通过变频器将宽带数据搬移至预设发射频率，再通过射频前端电路发射搬移至预设发射频率的数据。
在本实施方式中，具体给出了发射宽带数据的处理流程，通过将待发送的宽带数据分割为N路窄带子数据，再通过N个并列的基带中频单元及N路窄带中频子数据的合并，即可实现射频宽带数据的发射，倍数提高终端通信速率。
不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的方法实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
本发明第四实施方式涉及一种宽带射频接收方法，具体流程如图6所示。
在步骤601中，接收空间宽带数据。
具体地说，先通过射频前端电路接收空间宽带数据，再通过变频器将宽带数据搬移至预设处理频率。
在步骤602中，将接收的空间宽带数据分解为N路窄带接收子数据。
具体地说，过均分方式，将接收的空间宽带数据分解为N路窄带接收子数据。
在步骤603中，解调解码N路窄带接收子数据。
具体地说，通过N个并列的基带中频单元将N路窄带接收子数据分别解调解码，其中，一个基带中频单元解调解码一路窄带发射子数据。
在步骤604中，将解调解码后的N路窄带接收子数据合并为一路宽带数据。
在本实施方式中，具体给出了接收宽带数据的处理流程，通过将接收的宽带数据均为N路窄带子数据，再通过N个并列的基带中频单元及N路窄带解码解调子数据的合并，即可实现射频宽带数据的接收，倍数提高终端通信速率。
上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
由于第二实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第二实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (4)
1.一种宽带射频发送装置，其特征在于，包括：数据预处理器、基带中频模组、合路器、发送单元；
所述数据预处理器、所述基带中频模组、所述合路器、所述发送单元依次串联；
所述数据预处理器，用于将待发送宽带数据按预设长度分解为N路窄带发射子数据，其中，N为大于1的正整数；
所述基带中频模组包括N个并列的基带中频单元，所述基带中频单元用于将一路窄带发射子数据编码调制至预设中频频带；所述基带中频模组将N个基带中频单元输出的N路窄带中频子数据，发送至所述合路器；
所述合路器，用于将所述N路窄带中频子数据合路成一路宽带数据；
所述发送单元，用于发送所述宽带数据，所述发送单元包括：变频器和射频前端电路；
所述变频器用于将所述宽带数据搬移至预设发射频率；
所述射频前端电路，用于发射搬移至预设发射频率的数据；
所述N个并列的基带中频单元中，存在一个基带中频单元被配置为主单元；
所述主单元同步所述N个并列的基带中频单元中的其他基带中频单元；
所述主单元还用于控制所述变频器与所述射频前端电路；
所述基带中频单元包括：基带处理器和中频处理器；
所述主单元同步所述N个并列的基带中频单元中的其他基带中频单元，具体包括：
由所述主单元的基带处理器同步所述N个并列的基带中频单元；
所述主单元还用于控制所述变频器与所述射频前端电路，具体包括:
由所述主单元的基带处理器控制所述变频器与所述射频前端电路。
2.根据权利要求1所述的宽带射频发送装置，其特征在于，所述N个并列的基带中频单元的中频频点为可调频点。
3.根据权利要求2所述的宽带射频发送装置，其特征在于，所述N个并列的基带中频单元的中频频点均不相同。
4.一种宽带射频发送方法，其特征在于，包括：
将待发送宽带数据分解为预设长度的N路窄带发射子数据，其中，N为大于1的正整数；
通过N个并列的基带中频单元将所述N路窄带发射子数据分别编码调制至预设中频频带，得到N路窄带中频子数据，其中，一个基带中频单元编码调制一路窄带发射子数据；
将所述N路窄带中频子数据合路成一路宽带数据，并发射所述宽带数据；
所述发射所述宽带数据具体包括：
通过变频器将所述宽带数据搬移至预设发射频率；
通过射频前端电路发射搬移至预设发射频率的数据；
在所述通过N个并列的基带中频单元将所述N路窄带发射子数据分别编码调制至预设中频频带，得到N路窄带中频子数据之前，还包括：
将所述N个并列的基带中频单元中的一个基带中频单元配置为主单元；
通过所述主单元同步所述N个并列的基带中频单元中的其他基带中频单元，及控制所述变频器与所述射频前端电路；
所述通过所述主单元同步所述N个并列的基带中频单元中的其他基带中频单元，具体包括：
通过所述主单元的基带处理器同步所述N个并列的基带中频单元；
所述控制所述变频器与所述射频前端电路，具体包括:
通过所述主单元的基带处理器控制所述变频器与所述射频前端电路。
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