[發明專利]多載波信號的接收方法及裝置

有效

• 申請號: 201110174876.4
• 申請日: 2011-06-27
• 公開（公告）號: CN102223223B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 邱寧;李強;曾文琪
• 申請（專利權）人: 深圳市中興微電子技術有限公司
• 主分類號: H04L5/02
• 分類號: H04L5/02;H04L27/26;H04L25/02
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司11270
• 代理人: 張穎玲,蔣雅潔

技術領域

本發明涉及通信領域，具體而言，涉及一種多載波信號的接收方法及裝置。

背景技術

時分同步的碼分多址(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，簡稱為 TD-SCDMA)系統與寬帶碼分多址接入(Wideband Code Division Multiple Access，簡稱為 WCDMA)及CDMA2000被國際電聯采納為第三代移動通信標準。目前，TD-SCDMA產業鏈已逐步走向成熟。網絡設備、手機終端及測試儀器等都有多家廠商提供成熟的產品和解決方案。同時，TD-SCDMA標準繼續演進，在3GPP release 5中推出TD-HSDPA無線寬帶下載業務，在3GPP release 7中推出TD-HSUPA無線寬帶上傳業務。

TD-SCDMA系統基于低碼片速率(Low Chip Rate，簡稱為LCR)，即TD-SCDMA信號碼片速率為1.28MHz，占用帶寬為1.6MHz。TD-SCDMA系統采用較低的碼片速率使終端芯片的實現復雜度降低，從而可以應用諸如聯合檢測(Joint Detection，簡稱為JD)等先進的信號處理技術，實現較高的網絡容量。低碼片速率技術在實現語音電話、可視電話和低速無線上網時沒有問題，但在無線寬帶業務上，與WCDMA和CDMA2000相比有一點劣勢，因為 WCDMA和CDMA2000用5MHz帶寬提供下行最高7.2Mb/s的峰值下載速率，而TD-SCDMA 用1.6MHz帶寬提供下行最高2.8Mb/s的峰值下載速率。可見，雖然頻譜利用率差不多，但是，每個用戶能夠享受的峰值下載速率相差較大。

為了給用戶提供和WCDMA相同的無線寬帶體驗，TD-SCDMA新標準引入了多載波技術，即，用多個載波并行傳輸數據來提高傳輸速率。TD-SCDMA多載波系統中通常載波數為 3，每個載波上傳輸與單載波相同的1.6MHz LCR信號，即，總共用4.8MHz帶寬來提供高達 8.4Mb/s的峰值速率。

然而，多載波TD-SCDMA技術在提高峰值速率的同時也對終端射頻和基帶芯片提出了更高的要求。基帶芯片復雜度的增加會提高TD-SCDMA多載波終端的成本和功耗。因此，多載波終端基帶芯片設計的關鍵之一是如何利用TD-SCDMA多載波信號特點，設計出性能好、復雜度低的方案。

在相關技術中，對于只采用一套射頻方案實現多載波的接收方法有：

方法一：接收端包括滿足多載波頻點和帶寬的射頻器件和模擬基帶。圖1是根據相關技術的采用方法一實現多載波的接收裝置的示意圖，如圖1所示，該裝置包括一個8倍碼片速率(10.24MHz)采樣的模數轉換器(Analog Digital Converter，簡稱為ADC)單元、兩個頻譜搬移單元(Frequency Transfer，負責將以+/-1.6MHz為中心頻率的載波分別搬移到-0.8～0.8MHz 的基帶)和三個1.6MHz帶寬的數字低通基帶濾波器(均為-0.8～0.8MHz的基帶低通)，由三個低通濾波器分別輸出8倍碼片速率或4倍碼片速率三個載波各自分離的基帶信號。

方法二：與方法一的區別在于：1)三個濾波器和頻譜搬移在信號處理流程上交換了位置順序；2)低通濾波器1變更為中心頻率-1.6MHz通帶范圍-2.4MHz～-0.8MHz的帶通濾波器1； 3)低通濾波器3變更為中心頻率+1.6MHz通帶范圍+0.8MHz～+2.4MHz的帶通濾波器3。具體地，如圖2所示，圖2是根據相關技術的采用方法二實現多載波的接收裝置的示意圖。

方法三：是方法二的等效變形，可參考圖3，圖3是根據相關技術的采用方法三實現多載波的接收裝置的示意圖，即，通過濾波器組級聯快速傅里葉變換(Fast Fourier Transformation簡稱為FFT)的形式取代了方法二中的三個濾波器和頻譜搬移模塊的功能，較方法二運算量有所降低。但是，引入了FFT變換，實現結構較為復雜。

可見，在相關技術中，多載波的接收裝置存在以下問題：

1)均基于較高的ADC采樣速率(8倍碼率速率甚至更高)，即，載波輸出采樣率均為碼片速率的倍數而不是信號帶寬速率，增加了實現成本和終端電源功耗。

2)方法一和方法二中引入了頻譜搬移模塊，該模塊需要通過查表或其他方式完成高精度三角函數計算，運算量大且占用的存儲器較多。

3)方法三雖然運算量有所減少，但涉及的濾波器組尤其是FFT變換實現結構都較為復雜。

發明內容