多載波接收機(jī)、多載波發(fā)射機(jī)及多載波收發(fā)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本揭露是有關(guān)于一種多載波接收機(jī)、多載波發(fā)射機(jī)及多載波收發(fā)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前無(wú)線寬帶通信技術(shù)逐漸采用多載波結(jié)合模式（carrieraggregation)來(lái)提高 有限頻率資源的頻譜效率，并提升數(shù)據(jù)傳輸能力。在此多載波結(jié)合模式技術(shù)中，需要傳輸?shù)?數(shù)據(jù)會(huì)被分配至各個(gè)具有較小頻寬的子載波。由于目前頻譜分配方式已限制連續(xù)性大頻帶 的可取得性，因此在多載波結(jié)合模式中的各子載波可能為連續(xù)性（contiguous)、非連續(xù)性， 或甚至跨頻段（inter-band)的分配。
[0003] 在多載波結(jié)合模式的應(yīng)用中，射頻收發(fā)系統(tǒng)需要同時(shí)傳輸多個(gè)信號(hào)。最常見(jiàn)的實(shí) 施方式為配置多個(gè)射頻收發(fā)機(jī)，并針對(duì)各射頻收發(fā)機(jī)所需的頻寬作適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)。圖1是一 種現(xiàn)有的多載波接收機(jī)1〇〇的功能方塊圖。為解說(shuō)的便利性，在圖1中僅概略繪示多載波 接收機(jī)1〇〇具有兩個(gè)主要模擬信號(hào)處理路徑，以將兩個(gè)頻段的信號(hào)處理后，交由數(shù)字信號(hào) 處理器150作進(jìn)一步處理。多載波接收機(jī)100中的第一模擬信號(hào)處理路徑從一天線接收射 頻信號(hào)，依次利用放大器110、混頻器120與本地端振蕩器130對(duì)第一頻段（band1)的一個(gè) 或多個(gè)子載波信號(hào)進(jìn)行信號(hào)增益與降頻的處理。子載波信號(hào)降頻后，再利用模擬信號(hào)處理 單元140中的濾波器142過(guò)濾預(yù)定頻寬以外的噪聲，利用解調(diào)器144解調(diào)子載波信號(hào)，并將 解調(diào)后的子載波信號(hào)通過(guò)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC) 146轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由數(shù)字信號(hào)處理器 150進(jìn)一步處理。相類(lèi)似地，在多載波接收機(jī)100的第二模擬信號(hào)處理路徑中，依次利用對(duì) 稱于第一模擬信號(hào)處理路徑的組成元件，例如：放大器160、混頻器170、本地端振蕩器180、 以及模擬信號(hào)處理單元190中的濾波器192、解調(diào)器194與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器196對(duì)第二頻段 (band2)的一個(gè)或多個(gè)子載波信號(hào)進(jìn)行類(lèi)似上述第一模擬信號(hào)處理路徑中的信號(hào)處理，最 后交由數(shù)字信號(hào)處理器150進(jìn)一步處理。
[0004]多載波接收機(jī)100中的第一與第二模擬信號(hào)處理路徑都預(yù)留（例如：模擬數(shù)字轉(zhuǎn) 換器、濾波器）最大頻寬的硬件電路設(shè)計(jì)。在此值得一提的是，所述的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的頻 寬需要并非僅是各子載波頻寬的加總，而同時(shí)需要考慮各子載波頻率之間的相差的所有頻 率，使得射頻信號(hào)可線性地轉(zhuǎn)換至數(shù)字信號(hào)，以維持轉(zhuǎn)換后各子載波的信號(hào)質(zhì)量。若是同時(shí) 考慮各子載波頻率相距較大，或在跨頻段狀況下，各子載波所經(jīng)歷的通道衰落會(huì)不相同，則 會(huì)進(jìn)一步限制模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器須具備較高的動(dòng)態(tài)范圍。但是在實(shí)際操作中，所接收的多個(gè) 子載波卻未必會(huì)平均地分配到上述此兩種模擬信號(hào)處理路徑，因而容易造成硬件電路與功 率消耗的浪費(fèi)。
[0005] 其它處理多載波信號(hào)的現(xiàn)有技術(shù)，大多將射頻信號(hào)先轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，再進(jìn)行 數(shù)字濾波處理，以實(shí)現(xiàn)同時(shí)處理多個(gè)非連續(xù)性子載波的多載波收發(fā)器。然而，這些現(xiàn)有多載 波信號(hào)處理方式，仍需要高復(fù)雜度與高硬件電路成本的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC)，同時(shí)頻寬需 求也很高。因此，在同時(shí)處理多個(gè)非連續(xù)性子載波信號(hào)的多載波收發(fā)器中，如何降低整體系 統(tǒng)的復(fù)雜度與硬件電路成本是一個(gè)重要的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本揭露提供一種可同時(shí)處理多個(gè)非連續(xù)性子載波信號(hào)的多載波接收機(jī)、多載波發(fā) 射機(jī)及多載波收發(fā)系統(tǒng)。利用兩階段式信號(hào)處理單元處理射頻信號(hào)與其內(nèi)的子載波信號(hào)， 并在兩階段式信號(hào)處理單元之間，通過(guò)路由器動(dòng)態(tài)性分配不同子載波信號(hào)到獨(dú)立且平行的 信號(hào)處理路徑，可以降低信號(hào)處理路徑的頻寬要求、復(fù)雜度與對(duì)應(yīng)的硬件成本。
[0007] 本揭露的一示范實(shí)施例提出一種多載波接收機(jī)，其包括第一信號(hào)處理單元、路由 器與第二信號(hào)處理單元。第一信號(hào)處理單元具有Μ個(gè)第一信號(hào)處理路徑，對(duì)至少一射頻信 號(hào)進(jìn)行一第一信號(hào)處理，并輸出至少一子載波信號(hào)，而Μ大于0。路由器具有Μ個(gè)輸入端與 Ν個(gè)輸出端，而Μ個(gè)輸入端分別耦接至第一信號(hào)處理單元的Μ個(gè)第一信號(hào)處理路徑。路由器 的Μ個(gè)輸入端接收至少一子載波信號(hào)，并選擇將上述至少一子載波信號(hào)輸出到Ν個(gè)輸出端， 其中路由器的每一個(gè)輸出端所接收的信號(hào)包含每一個(gè)輸入端的子載波信號(hào)而Ν大于0。第 二信號(hào)處理單元具有Ν個(gè)第二信號(hào)處理路徑分別耦接至路由器的Ν個(gè)輸出端，對(duì)至少一子 載波信號(hào)進(jìn)行一第二信號(hào)處理，并輸出至少一數(shù)字信號(hào)。
[0008] 本揭露的一示范實(shí)施例提出一種多載波發(fā)射機(jī)，其包括：第一信號(hào)處理單元、路由 器與第二信號(hào)處理單元。第一信號(hào)處理單元具有Κ個(gè)第一信號(hào)處理路徑，對(duì)至少一數(shù)字信 號(hào)進(jìn)行一第一信號(hào)處理，并輸出至少一子載波信號(hào)，而Κ大于0。路由器具有Κ個(gè)輸入端與 L個(gè)輸出端，而Κ個(gè)輸入端分別耦接至第一信號(hào)處理單元的Κ個(gè)第一信號(hào)處理路徑，接收至 少一子載波信號(hào)，并選擇將至少一子載波信號(hào)輸出到L個(gè)輸出端，其中該路由器的每一個(gè) 輸出端所接收的信號(hào)包含每一個(gè)輸入端的子載波信號(hào)，而L大于0。第二信號(hào)處理單元具 有L個(gè)第二信號(hào)處理路徑分別耦接至路由器的L個(gè)輸出端，對(duì)至少一子載波信號(hào)進(jìn)行一第 二信號(hào)處理，并輸出至少一射頻信號(hào)。
[0009] 本揭露的一不范實(shí)施例提出一種多載波收發(fā)系統(tǒng)，其包括多載波接收機(jī)與多載波 發(fā)射機(jī)。多載波接收機(jī)包括第一信號(hào)處理單元具有Μ個(gè)第一信號(hào)處理路徑，對(duì)至少一第一 射頻信號(hào)進(jìn)行一第一信號(hào)處理，并輸出至少一第一子載波信號(hào)，而Μ大于0。第一路由器具 有Μ個(gè)輸入端與Ν個(gè)輸出端，而Μ個(gè)輸入端分別耦接至第一信號(hào)處理單元的Μ個(gè)第一信號(hào)處 理路徑，接收至少一第一子載波信號(hào)，并選擇將至少一第一子載波信號(hào)輸出到Ν個(gè)輸出端， 其中第一路由器的每一個(gè)輸出端所接收的信號(hào)包含每一個(gè)輸入端的子載波信號(hào)，而Ν大于 0。第二信號(hào)處理單元具有Ν個(gè)第二信號(hào)處理路徑分別耦接至第一路由器的Ν個(gè)輸出端，對(duì) 至少一第一子載波信號(hào)進(jìn)行一第二信號(hào)處理，并輸出至少一第一數(shù)字信號(hào)。多載波發(fā)射機(jī) 發(fā)射至少一第二子載波信號(hào)。
[0010] 本揭露的一示范實(shí)施例提出一種多載波接收機(jī)，其包括第一信號(hào)處理單元、路由 式交換器與第二信號(hào)處理單元。第一信號(hào)處理單元具有Μ個(gè)第一信號(hào)處理路徑，對(duì)至少一 射頻信號(hào)進(jìn)行一第一信號(hào)處理，并輸出至少一子載波信號(hào)，而Μ大于0。路由式交換器具有 Μ個(gè)輸入端與Ν個(gè)輸出端，而Μ個(gè)輸入端分別耦接至第一信號(hào)處理單元的Μ個(gè)第一信號(hào)處 理路徑。路由式交換器的Μ個(gè)輸入端接收至少一子載波信號(hào)，并根據(jù)控制信號(hào)選擇將每一 輸入端連接到至少一輸出端或不連接至任何輸出端，而Ν大于0。第二信號(hào)處理單元具有Ν 個(gè)第二信號(hào)處理路徑分別耦接至路由式交換器的Ν個(gè)輸出端，對(duì)至少一子載波信號(hào)進(jìn)行一 第二信號(hào)處理，并輸出至少一數(shù)字信號(hào)。
[0011] 本揭露的一示范實(shí)施例提出一種多載波發(fā)射機(jī)，其包括：第一信號(hào)處理單元、路由 式交換器與第二信號(hào)處理單元。第一信號(hào)處理單元具有K個(gè)第一信號(hào)處理路徑，對(duì)至少一 數(shù)字信號(hào)進(jìn)行一第一信號(hào)處理，并輸出至少一子載波信號(hào)，而K大于0。路由式交換器具有 κ個(gè)輸入端與L個(gè)輸出端，而K個(gè)輸入端分別耦接至第一信號(hào)處理單元的K個(gè)第一信號(hào)處理 路徑，接收至少一子載波信號(hào)，并根據(jù)控制信號(hào)選擇將每一輸入端連接到至少一輸出端或 不連接至任何輸出端，而L大于0。第二信號(hào)處理單元具有L個(gè)第二信號(hào)處理路徑分別耦接 至路由式交換器的L個(gè)輸出端，對(duì)至少一子載波信號(hào)進(jìn)行一第二信號(hào)處理，并輸出至少一 射頻信號(hào)。
[0012] 本揭露的一不范實(shí)施例提出一種多載波收發(fā)系統(tǒng)，其包括多載波接收機(jī)與多載波 發(fā)射機(jī)。多載波接收機(jī)包括第一信號(hào)處理單元具有Μ個(gè)第一信號(hào)處理路徑，對(duì)至少一第一 射頻信號(hào)進(jìn)行一第一信號(hào)處理，并輸出至少一第一子載波信號(hào)，而Μ大于0。第一路由式交 換器具有Μ個(gè)輸入端與Ν個(gè)輸出端，而Μ個(gè)輸入端分別耦接至第一信號(hào)處理單元的Μ個(gè)第 一信號(hào)處理路徑，接收至少一第一子載波信號(hào)，并根據(jù)一第一控制信號(hào)選擇將第一路由式 交換器的每一輸入端連接到至少一輸出端或不連接至任何輸出端，而Ν大于0。第二信號(hào)處 理單元具有Ν個(gè)第二信號(hào)處理路徑分別耦接至第一路由式交換器的Ν個(gè)輸出端，對(duì)至少一 第一子載波信號(hào)進(jìn)行一第二信號(hào)處理，并輸出至少一第一數(shù)字信號(hào)。多載波發(fā)射機(jī)發(fā)射至 少一第二子載波信號(hào)。
[0013] 為讓本揭露之上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附附圖 作詳細(xì)說(shuō)明如下。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是一種現(xiàn)有的多載波接收機(jī)的功能方塊圖。
[0015] 圖2是根據(jù)本揭露的第一示范實(shí)施例所繪示一種多載波接收機(jī)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0016] 圖3Α是根據(jù)本揭露的第二示范實(shí)施例所繪示一種多載波接收機(jī)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0017] 圖3Β是根據(jù)本揭露的第三示范實(shí)施例所繪示一種多載波接收機(jī)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0018] 圖3C是根據(jù)本揭露的第四示范實(shí)施例所繪示一種多載波接收機(jī)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0019] 圖4是根據(jù)本揭露的第五示范實(shí)施例所繪示一種多載波發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0020] 圖5Α是根據(jù)本揭露的第六示范實(shí)施例所繪示一種多載波發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0021] 圖5Β是根據(jù)本揭露的第七示范實(shí)施例所繪示一種多載波發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0022] 圖5C是根據(jù)本揭露的第八示范實(shí)施例所繪示一種多載波發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0023] 圖6是本揭露與現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)總頻寬需求的對(duì)照示意圖。
[0024] 圖7是本揭露的系統(tǒng)復(fù)雜度與頻段數(shù)目的關(guān)系示意圖。
[0025] 圖8Α是根據(jù)本揭露的第九示范實(shí)施例所繪示一種多載波收發(fā)系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu) 圖。
[0026] 圖8Β是根據(jù)本揭露的第十示范實(shí)施例所繪示一種多載波收發(fā)系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu) 圖。
[0027] 圖8C是根據(jù)本揭露的第十一示范實(shí)施例所繪示一種多載波收發(fā)系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu) 圖。
[0028] 圖9是根據(jù)本揭露的第十二示范實(shí)施例所繪示一種多載波接收機(jī)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0029] 圖10是根據(jù)本揭露的第十三示范實(shí)施例所繪示一種多載波接收機(jī)的系統(tǒng)架構(gòu) 圖。
[0030] 圖11是根據(jù)本揭露的第十四示范實(shí)施例所繪示一種多載波發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)架構(gòu) 圖。
[0031] 圖12是根據(jù)本揭露的第十五示范實(shí)施例所繪示一種多載波發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)架構(gòu) 圖。
[0032] 【主要元件符號(hào)說(shuō)明】
[0033]


【具體實(shí)施方式】
[0035]圖2是根據(jù)本揭露的第一示范實(shí)施例所繪示一種多載波接收機(jī)200的系統(tǒng)架構(gòu) 圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2,多載波接收機(jī)200包括天線10、天線11、第一信號(hào)處理單元12、路由器13、 第二信號(hào)處理單元14與數(shù)字信號(hào)處理單元15。
[0036] 請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D2,在多載波接收機(jī)200從天線10與天線11接收兩個(gè)頻段（bands) 中的一個(gè)或多個(gè)射頻信號(hào)，所述的射頻信號(hào)包括一個(gè)或多個(gè)子載波信號(hào)。舉例說(shuō)明，多載 波接收機(jī)200接收發(fā)射端的射頻信號(hào)，而發(fā)射端將一個(gè)或多個(gè)子載波或分量載波（carrier component)利用多載波結(jié)合模式集合為一個(gè)射頻信號(hào)。所述的射頻信號(hào)中可包括一第一頻 段（例如：1. 8GHz)的一個(gè)或多個(gè)子載波信號(hào)，或包括一第二頻段（例如：2. 1GHz)的一個(gè)或 多個(gè)子載波信號(hào)。另外，發(fā)射端動(dòng)態(tài)性調(diào)整多載波結(jié)合模式集合一個(gè)或多個(gè)子載波信號(hào)的 方式，且各子載波之間可以為不連續(xù)性的。
[0037] 舉例說(shuō)明，在一時(shí)間間隔內(nèi)，射頻信號(hào)可以僅包括第一頻段的一個(gè)子載波信號(hào)，但 同時(shí)包括第二頻段的兩個(gè)子載波信號(hào)；在另一時(shí)間間隔內(nèi)，射頻信號(hào)可以僅包括第一頻段 的三個(gè)子載波信號(hào)（且此三個(gè)子載波信號(hào)可為不連續(xù)的），但同時(shí)包括第二頻段的〇個(gè)子載 波信號(hào)。在本示范實(shí)施例