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] 目前無線寬帶通信技術(shù)逐漸采用多載波結(jié)合模式（carrieraggregation)來提高 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)會被分配至各個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)需要同時傳輸多個信號。最常見的實 施方式為配置多個射頻收發(fā)機(jī)，并針對各射頻收發(fā)機(jī)所需的頻寬作適當(dāng)?shù)脑O(shè)計。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)1〇〇具有兩個主要模擬信號處理路徑，以將兩個頻段的信號處理后，交由數(shù)字信號 處理器150作進(jìn)一步處理。多載波接收機(jī)100中的第一模擬信號處理路徑從一天線接收射 頻信號，依次利用放大器110、混頻器120與本地端振蕩器130對第一頻段（band1)的一個 或多個子載波信號進(jìn)行信號增益與降頻的處理。子載波信號降頻后，再利用模擬信號處理 單元140中的濾波器142過濾預(yù)定頻寬以外的噪聲，利用解調(diào)器144解調(diào)子載波信號，并將 解調(diào)后的子載波信號通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC) 146轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由數(shù)字信號處理器 150進(jìn)一步處理。相類似地，在多載波接收機(jī)100的第二模擬信號處理路徑中，依次利用對 稱于第一模擬信號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對第二頻段 (band2)的一個或多個子載波信號進(jìn)行類似上述第一模擬信號處理路徑中的信號處理，最 后交由數(shù)字信號處理器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。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，使得射頻信號可線性地轉(zhuǎn)換至數(shù)字信號，以維持轉(zhuǎn)換后各子載波的信號質(zhì)量。若是同時 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)歷的通道衰落會不相同，則 會進(jìn)一步限制模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器須具備較高的動態(tài)范圍。但是在實際操作中，所接收的多個 子載波卻未必會平均地分配到上述此兩種模擬信號處理路徑，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的現(xiàn)有技術(shù)，大多將射頻信號先轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，再進(jìn)行 數(shù)字濾波處理，以實現(xiàn)同時處理多個非連續(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)，同時頻寬需 求也很高。因此，在同時處理多個非連續(xù)性子載波信號的多載波收發(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重要的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本揭露提供一種可同時處理多個非連續(xù)性子載波信號的多載波接收機(jī)、多載波發(fā) 射機(jī)及多載波收發(fā)系統(tǒng)。利用兩階段式信號處理單元處理射頻信號與其內(nèi)的子載波信號， 并在兩階段式信號處理單元之間，通過路由器動態(tài)性分配不同子載波信號到獨(dú)立且平行的 信號處理路徑，可以降低信號處理路徑的頻寬要求、復(fù)雜度與對應(yīng)的硬件成本。
[0007] 本揭露的一示范實施例提出一種多載波接收機(jī)，其包括第一信號處理單元、路由 器與第二信號處理單元。第一信號處理單元具有Μ個第一信號處理路徑，對至少一射頻信 號進(jìn)行一第一信號處理，并輸出至少一子載波信號，而Μ大于0。路由器具有Μ個輸入端與 Ν個輸出端，而Μ個輸入端分別耦接至第一信號處理單元的Μ個第一信號處理路徑。路由器 的Μ個輸入端接收至少一子載波信號，并選擇將上述至少一子載波信號輸出到Ν個輸出端， 其中路由器的每一個輸出端所接收的信號包含每一個輸入端的子載波信號而Ν大于0。第 二信號處理單元具有Ν個第二信號處理路徑分別耦接至路由器的Ν個輸出端，對至少一子 載波信號進(jìn)行一第二信號處理，并輸出至少一數(shù)字信號。
[0008] 本揭露的一示范實施例提出一種多載波發(fā)射機(jī)，其包括：第一信號處理單元、路由 器與第二信號處理單元。第一信號處理單元具有Κ個第一信號處理路徑，對至少一數(shù)字信 號進(jìn)行一第一信號處理，并輸出至少一子載波信號，而Κ大于0。路由器具有Κ個輸入端與 L個輸出端，而Κ個輸入端分別耦接至第一信號處理單元的Κ個第一信號處理路徑，接收至 少一子載波信號，并選擇將至少一子載波信號輸出到L個輸出端，其中該路由器的每一個 輸出端所接收的信號包含每一個輸入端的子載波信號，而L大于0。第二信號處理單元具 有L個第二信號處理路徑分別耦接至路由器的L個輸出端，對至少一子載波信號進(jìn)行一第 二信號處理，并輸出至少一射頻信號。
[0009] 本揭露的一不范實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)包括第一信號處理單元具有Μ個第一信號處理路徑，對至少一第一 射頻信號進(jìn)行一第一信號處理，并輸出至少一第一子載波信號，而Μ大于0。第一路由器具 有Μ個輸入端與Ν個輸出端，而Μ個輸入端分別耦接至第一信號處理單元的Μ個第一信號處 理路徑，接收至少一第一子載波信號，并選擇將至少一第一子載波信號輸出到Ν個輸出端， 其中第一路由器的每一個輸出端所接收的信號包含每一個輸入端的子載波信號，而Ν大于 0。第二信號處理單元具有Ν個第二信號處理路徑分別耦接至第一路由器的Ν個輸出端，對 至少一第一子載波信號進(jìn)行一第二信號處理，并輸出至少一第一數(shù)字信號。多載波發(fā)射機(jī) 發(fā)射至少一第二子載波信號。
[0010] 本揭露的一示范實施例提出一種多載波接收機(jī)，其包括第一信號處理單元、路由 式交換器與第二信號處理單元。第一信號處理單元具有Μ個第一信號處理路徑，對至少一 射頻信號進(jìn)行一第一信號處理，并輸出至少一子載波信號，而Μ大于0。路由式交換器具有 Μ個輸入端與Ν個輸出端，而Μ個輸入端分別耦接至第一信號處理單元的Μ個第一信號處 理路徑。路由式交換器的Μ個輸入端接收至少一子載波信號，并根據(jù)控制信號選擇將每一 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。第二信號處理單元具有Ν 個第二信號處理路徑分別耦接至路由式交換器的Ν個輸出端，對至少一子載波信號進(jìn)行一 第二信號處理，并輸出至少一數(shù)字信號。
[0011] 本揭露的一示范實施例提出一種多載波發(fā)射機(jī)，其包括：第一信號處理單元、路由 式交換器與第二信號處理單元。第一信號處理單元具有K個第一信號處理路徑，對至少一 數(shù)字信號進(jìn)行一第一信號處理，并輸出至少一子載波信號，而K大于0。路由式交換器具有 κ個輸入端與L個輸出端，而K個輸入端分別耦接至第一信號處理單元的K個第一信號處理 路徑，接收至少一子載波信號，并根據(jù)控制信號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。第二信號處理單元具有L個第二信號處理路徑分別耦接 至路由式交換器的L個輸出端，對至少一子載波信號進(jìn)行一第二信號處理，并輸出至少一 射頻信號。
[0012] 本揭露的一不范實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)包括第一信號處理單元具有Μ個第一信號處理路徑，對至少一第一 射頻信號進(jìn)行一第一信號處理，并輸出至少一第一子載波信號，而Μ大于0。第一路由式交 換器具有Μ個輸入端與Ν個輸出端，而Μ個輸入端分別耦接至第一信號處理單元的Μ個第 一信號處理路徑，接收至少一第一子載波信號，并根據(jù)一第一控制信號選擇將第一路由式 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。第二信號處 理單元具有Ν個第二信號處理路徑分別耦接至第一路由式交換器的Ν個輸出端，對至少一 第一子載波信號進(jìn)行一第二信號處理，并輸出至少一第一數(shù)字信號。多載波發(fā)射機(jī)發(fā)射至 少一第二子載波信號。
[0013] 為讓本揭露之上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附附圖 作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[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] 【主要元件符號說明】
[0033]


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