一种接收机的射频采样ADC方法、装置和接收机与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种接收机的射频采样adc(analog-to-digitalconverter，模拟数字转换)方法、装置和接收机。

背景技术：

无线通信技术的发展日新月异，目前第四代移动通信技术已经成熟商用，第五代移动通信技术也呈现如火如荼的发展态势，宽带化是未来通信发展的一个必然趋势，窄带的、低速的网络会逐渐被宽带网络所取代，数据速率越来越高，频谱带宽越来越宽；网络之间的融合趋势也明显加快。

目前全球已经商用的lte(longtermevolution，长期演进)网络达到200多个，众多运营商面临如何处理2g、3g、lte等多种制式、多种频段共存的难题。另一方面，运营商为了新建和扩容网络，不得不在有限的站址空间和天面空间寻找位置来安装基站或者rru(remoteradiounit，远端射频模块)，这就使得利用有限的站址空间和控制，减少天面数量成为运营商的重要关注点，小型化紧凑型设计、多制式、超宽带技术成为客户重点关注的需求。

而传统的无线通信系统的接收机一般采用混频器、中频抗混叠滤波器和中频adc的超外差架构，这种架构不仅链路复杂，而且链路预算和干扰频谱计算都很繁琐，仅能支持有限的带宽，如果需要支持多频段应用，则需要额外增加混频器和本振链路，会进一步大大增加链路的设计难度。如果采用零中频架构，不仅支持的带宽有限，而且仅能支持单频段应用。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，提供一种接收机的射频采样adc方法、装置和接收机，满足当前无线通信系统大带宽多频段多制式的应用需求。

本发明采用的技术方案是，所述接收机的射频采样adc装置，包括：模拟放大滤波模块、射频采样模块和数字处理模块，其中，

模拟放大滤波模块，用于对任一频段射频信号进行信号增益控制，并通过外置滤波器对经过增益控制的射频信号进行滤波后输出到射频采样模块；

射频采样模块，用于对经所述外置滤波器滤波后的射频信号进行模数转换得到数字信号；

数字处理模块，用于对所述数字信号进行频谱搬移和数字滤波后输出。

进一步的，所述模拟放大滤波模块，包括：

可变增益放大器，用于对任一频段射频信号进行信号增益控制，以符合所述射频采样模块对于输入射频信号大小的要求；

外置滤波器接口，用于将可变增益放大器输出的射频信号输入到相应频段的外置滤波器，并将经过所述外置滤波器滤波后的射频信号输出到射频采样模块。

进一步的，所述数字处理模块，包括：

nco(numericallycontrolledoscillator，数字控制振荡器)，用于对所述数字信号进行频谱搬移，以符合信号中心频率为零频的要求；

数字滤波器，用于对经过频谱搬移的数字信号进行滤波和降速得到基带有用信号；

数字接口，用于将所述基带有用信号对外输出。

进一步的，所述数字接口，包括：jesd204b接口。

进一步的，针对n个不同频段的射频信号进行接收时，所述装置，还包括：功分器和合路器；可变增益放大器和外置滤波器接口均为n个，n≥2；

功分器，用于将n个不同频段的射频信号分别输入到n个可变增益放大器中；

n个可变增益放大器，分别用于对每个不同频段射频信号进行信号增益控制，以符合所述射频采样模块对于输入射频信号大小的要求；

n个外置滤波器接口，分别用于将n个可变增益放大器输出的射频信号输入到n个相应频段的外置滤波器，并将经过所述n个相应频段的外置滤波器滤波后的射频信号输出到合路器；

合路器，用于将所述n个相应频段的外置滤波器滤波后的射频信号合为一路输入到射频采样模块；

所述射频采样模块，用于对经所述n个相应频段的外置滤波器滤波后的射频信号进行模数转换得到相应的n路数字信号；

数字处理模块，用于对所述n路数字信号分别进行频谱搬移和数字滤波后输出。

本发明还提供一种接收机的射频采样adc方法，包括：

对任一频段射频信号进行信号增益控制，并通过外置滤波器对经过增益控制的射频信号进行滤波；

对经所述外置滤波器滤波后的射频信号进行模数转换得到数字信号；

对所述数字信号进行频谱搬移和数字滤波后输出。

进一步的，所述对任一频段射频信号进行信号增益控制，并通过外置滤波器对经过增益控制的射频信号进行滤波，包括：

通可变增益放大器过对任一频段射频信号进行信号增益控制，以符合所述射频采样模块对于输入射频信号大小的要求；

通过外置滤波器接口将可变增益放大器输出的射频信号输入到相应频段的外置滤波器进行滤波。

进一步的，所述对所述数字信号进行频谱搬移和数字滤波后输出，包括：

通过数字控制振荡器nco对所述数字信号进行频谱搬移，以符合信号中心频率为零频的要求；

通过数字滤波器对经过频谱搬移的数字信号进行滤波和降速以得到基带有用信号；

通过数字接口将所述基带有用信号对外输出。

进一步的，所述数字接口，包括：jesd204b接口。

进一步的，针对n个不同频段的射频信号进行接收时，所述方法，还包括：功分器和合路器；可变增益放大器和外置滤波器接口均为n个，n≥2；

通过功分器将n个不同频段的射频信号分别输入到n个可变增益放大器中；

通过n个可变增益放大器分别对每个不同频段射频信号进行信号增益控制，以符合模数转换对于输入射频信号大小的要求；

通过n个外置滤波器接口分别将n个可变增益放大器输出的射频信号输入到n个相应频段的外置滤波器，并将经过所述n个相应频段的外置滤波器滤波后的射频信号通过合路器合为一路；

通过射频采样模块对合为一路的射频信号进行模数转换得到相应的n路数字信号；

通过数字处理模块对所述n路数字信号分别进行频谱搬移和数字滤波后输出。

本发明还提供一种接收机，包括上述射频采样adc装置。

采用上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

本发明所述接收机的射频采样adc方法、装置和接收机，该装置只需要外接宽带低噪声放大器即能实现任意频段组合的大带宽、多频段、多制式的接收机，并能对不同频段的信号分别进行放大、增益调整和滤波处理，并将不同频段、不同制式的射频信号直接转换成为基带信号进行数字信号处理，省去了本振链路、混频器以及中频滤波器等器件，减少了接收机链路上器件的数量，缩减了pcb面积。

附图说明

图1为本发明第一实施例的接收机的射频采样adc装置组成结构示意图；

图2为本发明第二实施例的模拟放大滤波模块100的组成结构示意图；

图3为本发明第二实施例的数字处理模块300的组成结构示意图；

图4为本发明第四实施例的接收机的射频采样adc方法流程图；

图5为本发明第五实施例的步骤s101的具体流程示意图；

图6为本发明第五实施例的步骤s103的具体流程示意图；

图7为本发明第六实施例的接收机的射频采样adc方法流程图；

图8为本发明第七实施例的高集成度射频采样adc装置的功能框图示意图；

图9为本发明第七实施例中利用高集成度射频采样adc装置来实现f、a、d三频接收机的框图示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。

本发明第一实施例，一种接收机的射频采样adc装置，如图1所示，包括以下组成部分：模拟放大滤波模块、射频采样模块和数字处理模块，其中，

模拟放大滤波模块100，用于对任一频段射频信号进行信号增益控制，并通过外置滤波器对经过增益控制的射频信号进行滤波后输出到射频采样模块；

射频采样模块200，用于对经所述外置滤波器滤波后的射频信号进行模数转换得到数字信号；

数字处理模块300，用于对所述数字信号进行频谱搬移和数字滤波后输出。

本发明第二实施例，一种接收机的射频采样adc装置，本实施例所述装置与第一实施例所述装置大致相同，区别在于：本发明实施例提供一种优选的技术方案，以支持第一实施例中各功能模块在实际工程中的实现。

如图2所示，模拟放大滤波模块100，包括：

可变增益放大器101，用于对任一频段射频信号进行信号增益控制，以符合所述射频采样模块对于输入射频信号大小的要求；

外置滤波器接口102，用于将可变增益放大器输出的射频信号输入到相应频段的外置滤波器，并将经过所述外置滤波器滤波后的射频信号输出到射频采样模块。

如图3所示，数字处理模块300，包括：

数字控制振荡器301，用于对所述数字信号进行频谱搬移，以符合信号中心频率为零频的要求；

数字滤波器302，用于对经过频谱搬移的数字信号进行滤波和降速得到基带有用信号；

数字接口303，用于将所述基带有用信号对外输出。进一步的，所述数字接口，包括：jesd204b接口。

本发明第三实施例，一种接收机的射频采样adc装置，本实施例所述装置与第二实施例所述装置大致相同，区别在于：

本发明实施例提供一种针对n个不同频段的射频信号进行接收时的技术方案，本实施例的所述装置除了包含第二实施例中的各功能模块之外，还包括：功分器和合路器；可变增益放大器和外置滤波器接口均为n个，n≥2；

功分器，用于将n个不同频段的射频信号分别输入到n个可变增益放大器中；

n个可变增益放大器，分别用于对每个不同频段射频信号进行信号增益控制，以符合所述射频采样模块对于输入射频信号大小的要求；

n个外置滤波器接口，分别用于将n个可变增益放大器输出的射频信号输入到n个相应频段的外置滤波器，并将经过所述n个相应频段的外置滤波器滤波后的射频信号输出到合路器；

合路器，用于将所述n个相应频段的外置滤波器滤波后的射频信号合为一路输入到射频采样模块；

所述射频采样模块，用于对经所述n个相应频段的外置滤波器滤波后的射频信号进行模数转换得到相应的n路数字信号；

数字处理模块，用于对所述n路数字信号分别进行频谱搬移和数字滤波后输出。

本发明第四实施例，一种接收机的射频采样adc方法，如图4所示，包括以下步骤：

步骤s101，对任一频段射频信号进行信号增益控制，并通过外置滤波器对经过增益控制的射频信号进行滤波；

步骤s102，对经所述外置滤波器滤波后的射频信号进行模数转换得到数字信号；

步骤s103，对所述数字信号进行频谱搬移和数字滤波后输出。

本发明第五实施例，一种接收机的射频采样adc方法，本实施例所述方法与第四实施例大致相同，区别在于，本实施例的所述方法，本发明实施例提供一种优选的技术方案，以支持第四实施例中的一部分步骤在实际工程中的具体实现方式。

如图5所示，步骤s101中，对任一频段射频信号进行信号增益控制，并通过外置滤波器对经过增益控制的射频信号进行滤波，包括：

a1：通可变增益放大器过对任一频段射频信号进行信号增益控制，以符合所述射频采样模块对于输入射频信号大小的要求；

a2：通过外置滤波器接口将可变增益放大器输出的射频信号输入到相应频段的外置滤波器进行滤波。

如图6所示，步骤s103中，对所述数字信号进行频谱搬移和数字滤波后输出，包括：

b1：通过数字控制振荡器nco对所述数字信号进行频谱搬移，以符合信号中心频率为零频的要求；

b2：通过数字滤波器对经过频谱搬移的数字信号进行滤波和降速以得到基带有用信号；

b3：通过数字接口将所述基带有用信号对外输出。进一步的，所述数字接口，包括：jesd204b接口。

本发明第六实施例，一种接收机的射频采样adc方法，本实施例所述方法与第四实施例大致相同，区别在于，本发明实施例提供一种针对n个不同频段的射频信号进行接收时的技术方案。

如图7所示，本实施例的所述射频采样adc方法采用的可变增益放大器和外置滤波器接口均为n个，n≥2；所述方法，包括以下步骤：

步骤701，通过功分器将n个不同频段的射频信号分别输入到n个可变增益放大器中；

步骤702，通过n个可变增益放大器分别对每个不同频段射频信号进行信号增益控制，以符合模数转换对于输入射频信号大小的要求；

步骤703，通过n个外置滤波器接口分别将n个可变增益放大器输出的射频信号输入到n个相应频段的外置滤波器，并将经过所述n个相应频段的外置滤波器滤波后的射频信号通过合路器合为一路；

步骤704，通过射频采样模块对合为一路的射频信号进行模数转换得到相应的n路数字信号；

步骤705，通过数字处理模块对所述n路数字信号分别进行频谱搬移和数字滤波后输出。

本发明第七实施例，一种接收机，可以作为实体装置来理解，包括低噪声放大器、数字信号处理单元、以及第一、二或三实施例所述的射频采样adc装置。

本发明第八实施例，本实施例是在上述实施例的基础上，以接收f、a、d这三个频段的射频信号为例，结合附图8～9介绍一个本发明的应用实例。

如图8～9所示，本发明实施例的高集成度射频采样adc装置，由输入端口输入经过低噪声放大器放大的射频信号，将所述射频信号输入到本实施例的所述装置后，射频信号经过功分器分为多路，多路信号分别进入各自的宽带可变增益放大器进行放大处理，外置滤波器接口按照需要外接f频段滤波器、a频段滤波器、d频段滤波器，分别对各路信号进行滤波处理，然后合路进入射频采样模块进行模数变换。

本实例中射频采样adc内部集成多路nco，可以对不同频段的信号分别进行频谱搬移，数据输出端采用jesd204b接口，内部数字滤波器抽取倍数根据实际使用情况，可以分为多个档位的抽取，从而满足不同的应用场景。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述实例中f、a、d的频段可以替换成其他频段。此方法不仅支持双频段，而且可以是三频段或者多频段。此方法不仅仅局限于td-scdma和lte二种制式，而且支持其他多种制式的互相组合。

本发明实施例提供了一种能实现大带宽、多频段、多制式接收机的高集成度射频采样adc，该发明集成了宽带可变增益放大器，并提供了外置滤波器接口，可以灵活的选择不同频段的滤波器来实现任意频段组合的多频段多制式接收机，并可以将射频信号直接转换成为基带信号进行数字信号处理，通过本发明，可以实现单个接收通道支持两个或者多个频段，支持多种制式，整个单通道接收带宽大幅度增加，从而减少了rru的数量。而且射频信号直接转换成基带信号，省去了本振链路、混频器以及中频滤波器等器件，减少了接收链路上器件的数量，缩减了pcb面积，从而缩小了rru的体积。

通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。