CN105519010A

CN105519010A - 信号处理通信系统、信号处理通信装置和基站

Info

Publication number: CN105519010A
Application number: CN201480048352.2A
Authority: CN
Inventors: 黄煌; 王光健; 王天祥
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2016-04-20
Also published as: WO2015192373A1; EP3151449A4; EP3151449A1

Abstract

本发明提供了一种信号处理通信系统、信号处理通信装置和基站，其中，射频开关在数字接口发送的控制信号的控制下闭合，将数字处理单元与功率合成器相连接，数字处理单元得到的一个或多个子带所对应的调制信号输入至功率合成器，最后功率合成器对射频开关所输出的一个或多个子带所对应的调制信号进行叠加后输入至对应的天线。其中，随着天线数量的增加，只需增加射频开关和功率合成器的数量，而无需增加数字处理单元的数量，从而降低了成本。

Description

信号处理通信系统、信号处理通信装置和基站技术领域

本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种信号处理通信系统、信号处理通信装置和基站。背景技术

随着通信技术的发展，现在的无线通信技术已经进入了 Gigabit时代。由于毫米波可以提供极宽的带宽，所以正逐渐成为 Gigabit无线系统市场的主角。而毫米波中的 E-Band因具有 10GHz(71-76,81-86GHz)的带宽，且处于大气衰落低谷，因此得到了 Gigabit无线系统中长距离高速无线点对点系统的青睐。整个 E-band支持的传输速率可以达到上百 Gbps。在实际的基站应用中，整个高频段所能处理的速率需要按需分配到天线的多个不同的扇区（方向）中。

现有技术的方案中，通过现场可编程门阵列（Field— Programmable Gate Array简称为： FPGA)器件以及射频器件来控制带宽的分配和速率的分配，通过分配天线需要的 FPGA以及射频器件的个数，实现速率的按需分配，例如，一根天线对应 10GHZ的 E-BAND的带宽，如果将 10GHZ分为 10 个子带宽，并且每一个子带宽需要一个 FPGA以及一路射频器件进行处理，因此，一个天线对应 10个 FPGA以及 10路射频器件，而当实际应用中，如果有两根天线，就需要 20个 FPGA以及 20路射频器件。

然而，利用上述方法控制带宽的分配和速率的分配，随着天线数目的增加，会导致 FPGA以及射频器件的个数的增加，从而导致基站成本以及复杂度高的问题。发明内容本发明实施例提供一种信号处理通信系统、信号处理通信装置和基站，以克服现有技术中基站成本以及复杂度高的问题。

本发明第一方面提供一种信号处理通信装置，包括：射频开关和功率合成器；

所述射频开关，用于在数字接口发送的控制信号的控制下闭合，以使数字处理单元与所述功率合成器相连接，所述数字处理单元得到的一个或多个子带所对应的调制信号输入至所述功率合成器；

所述功率合成器，用于对所述射频开关所输出的一个或多个子带所对应的调制信号进行叠加后输入至对应的天线。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述天线的个数为一根，所述功率合成器的个数为一个；

所述射频开关包括：多个单刀单掷开关器件，每个所述单刀单掷开关器件的输入端与所述数字处理单元连接，输出端与所述功率合成器连接。

在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述天线的个数为一根，所述功率合成器的个数为多个；

所述射频开关包括：多个单刀多掷开关器件，每个所述单刀多掷开关器件的输入端与所述数字处理单元连接，每个输出端与多个所述功率合成器连接。

在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述天线的个数为至少两根，每根所述天线对应一个所述功率合成器；

所述射频开关包括：多个单刀单掷开关器件，每个所述单刀单掷开关器件的输入端与所述数字处理单元连接，输出端与所述信号调制单元对应的所述功率合成器连接。

在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述天线的个数为至少两根，每根所述天线对应多个所述功率合成器；

所述射频开关包括：多个单刀多掷开关器件，每个所述单刀多掷开关器件的输入端与所述数字处理单元连接，输出端与所述信号调制单元对应的多个所述功率合成器连接。

本发明第二方面提供一种信号处理通信系统，系统带宽上包括多个子带，所述系统包括：数字接口，至少一个数字处理单元，合路单元和至少一根天线；

所述数字接口，用于产生多个基带信号，每个所述基带信号对应一个所述子带；还用于确定每根所述天线对应的子带，并向所述合路单元输出控制信号；

所述数字处理单元，用于对所述数字接口所产生的所述多个基带信号分别进行调制，每个所述基带信号调制后得到一个调制信号；

所述合路单元，用于根据所述数字接口发送的所述控制信号，将所述数字处理单元得到的一个或多个子带所对应的调制信号叠加后输入给对应的天线；

所述天线，用于发射所述合路单元输出的调制信号。

在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述合路单元包括：

射频开关，用于在所述数字接口发送的所述控制信号的控制下闭合，以使所述数字处理单元与所述功率合成器相连接，所述数字处理单元得到的一个或多个子带所对应的调制信号输入至所述功率合成器；

功率合成器，用于对所述射频开关所输出的一个或多个子带所对应的调制信号进行叠加后输入至对应的天线。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述系统包括一根所述天线，所述功率合成器的个数为一个；所述射频开关包括：多个单刀单掷开关器件，每个所述单刀单掷开关器件的输入端与所述数字处理单元连接，输出端与所述功率合成器连接。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述系统包括一根所述天线，所述功率合成器的个数为多个；所述射频开关包括：多个单刀多掷开关器件，每个所述单刀多掷开关器件的输入端与所述数字处理单元连接，每个输出端与多个所述功率合成器连接。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述系统包括至少两根所述天线，每根所述天线对应一个所述功率合成器；

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述系统包括至少两根所述天线，每根所述天线对应多个所述功率合成器；

结合第二方面，第二方面的第一至第五种任一种可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，所述数字处理单元包括：

现场可编程门阵列 FPGA器件，用于对所述数字接口所产生的多个基带信号分别进行调制，每个所述基带信号调制后得到一个调制信号；

数模转换器件，用于对所述调制信号进行数模转换，得到模拟信号。结合第二方面的第六种可能的实现方式，在第二方面第七种可能的实现方式中，还包括：

第一带通滤波器 BPF器件，用于对经过所述模数转换器件得到的所述模拟信号进行滤波，得到第一滤波信号；

信号放大器，用于对所述第一 BPF器件得到的所述第一滤波信号进行放大。

结合第二方面，第二方面的第一至第七种任一种可能的实现方式，在第二方面的第八种可能的实现方式中，还包括：第二 BPF器件；

所述第二 BPF器件，用于对所述合路单元输出的一个或多个子带所对应的调制信号叠加后的信号进行滤波，并将滤波后的信号输入给对应的天线。

本发明第三方面提供一种基站，包括如第二方面、第二方面的第一至第八种可能的实现方式中任一项所述的系统。

本发明第四方面提供一种信号处理通信系统，系统带宽上包括多个子带，所述系统包括：生成模块，调制模块，处理模块和至少一根天线；

所述生成模块，用于产生多个基带信号，每个所述基带信号对应一个所述子带；还用于确定每根所述天线对应的子带，并向所述处理模块输出控制信号；

所述调制模块，用于对所述生成模块所产生的所述多个基带信号分别进行调制，每个所述基带信号调制后得到一个调制信号；

所述处理模块，用于根据所述生成模块发送的所述控制信号，将所述调制模块得到的一个或多个子带所对应的调制信号叠加后输入给对应的天线；所述天线，用于发射所述处理模块输出的调制信号。

在第四方面的第一种可能的实现方式中，所述调制模块包括：

调制单元，用于对所述生成模块所产生的多个基带信号分别进行调制，每个所述基带信号调制后得到一个调制信号；

数模转换单元，用于对所述调制信号进行数模转换，得到模拟信号。结合第四方面的第一种可能的实现方式，在第四方面的第二种可能的实现方式中，还包括：

第一滤波单元，用于对经过所述数模转换器件得到的所述模拟信号进行滤波，得到第一滤波信号；

信号放大单元，用于对所述滤波单元得到的所述第一滤波信号进行放大。结合第四方面、第四方面的第一或第二种可能的实现方式，在第四方面的第三种可能的实现方式中，还包括：第二滤波单元；

所述第二滤波单元，用于对所述处理模块输出的一个或多个子带所对应的调制信号叠加后的信号进行滤波，并将滤波后的信号输入给对应的天线。

本发明第第五方面提供一种基站，包括如第四方面、第四方面的第一至第三种可能的实现方式中任一项所述的系统。

本发明提供一种信号处理通信系统、信号处理通信装置和基站，包括: 射频开关和功率合成器，其中，射频开关在数字接口发送的控制信号的控制下闭合，将数字处理单元与功率合成器相连接，数字处理单元得到的一个或多个子带所对应的调制信号输入至功率合成器，最后功率合成器对射频开关所输出的一个或多个子带所对应的调制信号进行叠加后输入至对应的天线。其中，随着天线数量的增加，只需增加射频开关和功率合成器的数量，而无需增加数字处理单元的数量，从而降低了成本。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图 1为本发明实施例提供的信号处理通信装置的结构示意图；

图 2为本发明实施例提供的信号处理通信系统的结构示意图；图 3为本发明实施例提供的合路单元中的射频开关为单刀单掷开关时的结构示意图；

图 4为本发明实施例提供的合路单元中的射频开关为单刀多掷开关时的结构示意图；

图 5为本发明另一个实施例提供的信号处理通信系统的结构示意图；图 6为本发明还一个实施例提供的信号处理通信系统的结构示意图；图 7为本发明一个实施例提供的单刀单掷开关结构示意图；

图 8为本发明一个实施例提供的单刀多掷开关结构示意图；

图 9为本发明另一个实施例提供的单刀单掷开关结构示意图；图 10为本发明另一个实施例提供的单刀多掷开关结构示意图；图 11为本发明另一个实施例提供的信号处理通信系统的结构示意图；图 12为本发明再一个实施例提供的信号处理通信系统的结构示意图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图 1为本发明实施例提供的信号处理通信装置的结构示意图，如图 1所示，该信号处理装置 100包括：射频开关 101和功率合成器 102，其中，射频开关 101，用于在数字接口发送的控制信号的控制下闭合，以使数字处理单元与功率合成器 102相连接，数字处理单元得到的一个或多个子带所对应的调制信号输入至功率合成器 102; 功率合成器 102，用于对射频开关 101所输出的一个或多个子带所对应的调制信号进行叠加后输入至对应的天线。

可选的，在本发明一个实施例中，当天线的个数为 1根时，功率合成器的个数为 1个，其中，射频开关 101包括：多个单刀单掷开关器件，每个单刀单掷开关器件的输入端与数字处理单元连接，输出端与功率合成器 102连接。

可选的，在本发明另一个实施例中，当天线的个数为 1根，功率合成器的个数为多个，其中，射频开关 101包括：多个单刀多掷开关器件，每个单刀多掷开关器件的输入端与数字处理单元连接，每个输出端与多个功率合成器 102连接。

可选的，在本发明还一个实施例中，天线的个数为至少两根，每根天线对应一个功率合成器 102，其中，射频开关 101包括：多个单刀单掷开关器件，每个单刀单掷开关器件的输入端与数字处理单元连接，输出端与信号调制单元对应的功率合成器 102连接。

可选的，在本发明再一个实施例中，天线的个数为至少两根，每根天线对应多个功率合成器 102，其中，射频开关 101包括：多个单刀多掷开关器件，每个单刀多掷开关器件的输入端与数字处理单元连接，输出端与信号调制单元对应的多个功率合成器 102连接。

具体的，当数字接口单元产生多个基带信号，并按照使系统中断概率最小的方式、或者按照使得系统中总功率最小的方式等，确定基带信号可以通过天线的哪一个子带发射，数字接口将产生的多个基带信号输入至数字处理单元，以使数字处理单元对基带信号进行调制，然后，射频开关 101就会在数字接口发送的控制信号的控制下闭合，将数字处理单元调制的信号切换到天线子带对应的功率合成器 102，功率合成器 102将同一个天线方向的多路数字处理单元调制的信号进行叠加，并将叠加后的调制信号输入至对应的天线方向，通过天线发射，当天线的数量为一根，且有三个不同方向的子带可以用于信号的发射时，此时需要三个数字处理单元对数字接口产生的基带信号进行调制，因为每一个数字处理单元调制后的信号只能选择天线的一个方向发射，但多个天线可以选择同一个方向发射，而当天线的数量为两根，也有三个不同的方向的子带可以用于信号的发射时，由于数字处理单元调制后的信号只能选择一个天线的一个方向进行发射，因为有三个方向，所以，此时，同样只需要三个数字处理单元对数字接口产生的基带信号进行调制，在天线用于发射信号的子带数目不变的前提下，数字处理单元的个数不会随着天线数量的增加而增加，从而可以降低成本。

本发明实施例提供的信号处理装置，包括：射频开关和功率合成器，其中，射频开关在数字接口发送的控制信号的控制下闭合，将数字处理单元与功率合成器相连接，数字处理单元得到的一个或多个子带所对应的调制信号输入至功率合成器，最后功率合成器对射频开关所输出的一个或多个子带所对应的调制信号进行叠加后输入至对应的天线。其中，随着天线数量的增加，无需增加数字处理单元的数量，从而降低了基站的成本。

图 2为本发明实施例提供的信号处理通信系统的结构示意图，其中，系统带宽上包括多个子带，如图 2所示，该信号处理通信系统 200包括：数字接口 201、至少一个数字处理单元 202，合路单元 203和至少一根天线 204; 其中，

数字接口 201用于产生多个基带信号，每个基带信号对应一个子带，还用于确定每根天线 204对应的子带，并向合路单元 203输出控制信号；

数字处理单元 202，用于对数字接口 201所产生的多个基带信号分别进行调制，每个基带信号调制后得到一个调制信号；

合路单元 203，用于根据数字接口 201发送的控制信号，将数字处理单元 202 得到的一个或多个子带所对应的调制信号叠加后输入给对应的天线 204；

天线 204，用于发射合路单元 203输出的调制信号。

具体的，当系统中有多个用户与基站进行通信时，就需要将系统带宽划分为不同的子带，并且每个子带对应一个用户，系统通过用户对应的子带为用户传输数据。例如，当系统带宽为 10GHZ时，如果系统中与基站进行通信的用户为 5个，可以将系统带宽平均分配给 5个用户，也即，将系统带宽划分为 5个 2GHZ的子带，进行通信；也可以按照使系统中断概率最小的方式系统带宽划分为 5个子带；也可以按照使得系统中总功率最小的带宽进行分配，本发明不对系统带宽划分的方式加以限制。

当系统按照需求将系统带宽划分为不同的子带后，每个子带对应一个数字处理单元 202，数字处理单元 202用于将对应子带中传输的信号调制为符合系统要求的信号，进一歩的，数字处理单元 202可以包括：现场可编程门阵列（Field—Programmable Gate Array简称为： FPGA)器件、数模转换器件。

其中， FPGA器件，用于对数字接口 201所产生的多个基带信号分别进行调制，每个基带信号调制后得到一个调制信号；数模转换器件，用于对调制信号进行数模转换，得到模拟信号。

进一歩的，数字处理单元 202还包括第一带通滤波器（Band Pass Filter, 简称为： BPF) 器件和信号放大器，其中，第一 BPF器件，用于对经过数模转换器件得到的模拟信号进行滤波，得到第一滤波信号；

信号放大器，用于对第一 BPF器件得到的第一滤波信号进行放大。

进一歩的，对于上述信号处理通信系统 200中的合路单元 203，其还可以进一歩的包括：射频开关和功率合成器，其中，射频开关用于在数字接口 201发送的控制信号的控制下闭合，以使数字处理单元 202与功率合成器相连接，数字处理单元 202得到的一个或多个子带所对应的调制信号输入至功率合成器；功率合成器，用于对射频开关所输出的一个或多个子带所对应的调制信号进行叠加后输入至对应的天线 204。

例如，如图 3所示，基站的天线系统有三个方向的子带用于信号的发射，分别为： Y ₂和方向，当合路单元中的射频开关为单刀单掷开关时，单刀单掷开关的数量为 3个，分别为 ₂和 ₃，功率合成器的数量为 1个，且每个单刀单掷开关的输入端与 1路数字处理单元连接，单刀单掷开关的输出端与功率合成器连接，并且功率合成器的输出端与天线的各个方向的子带连接，也即功率合成器的输出端为 3个，分别用于连接天线的 Yi、 ¥₂和方向；如图 4所示，基站的天线系统有三个方向的子带用于信号的发射，分别为： ¥₂和¥₃方向，当合路单元中的射频开关为单刀多掷开关时，单刀多掷开关的数量为 3个，功率合成器的数量为 3个，每个单刀多掷开关的输入端与一路数字处理单元连接，单刀多掷开关的输出端与一个功率合成器连接，功率合成器的输出端与天线的 1个方向的子带连接，也即，每个功率合成器只能输出 1路信号，且 3个功率合成器对应天线的三个不同的方向的子带。

进一歩的，假设系统总带宽为 10GHZ, 将总带宽划分为 10个不同的子带，且每个子带中的带宽相同，也即，将总带宽 10GHZ划分为 10个 1GHZ 的子带，每个子带对应 1路数字处理单元，每根天线有 10个不同的方向的子带用于传输系统所划分的子带，且每个方向是单天线，也即 1个方向的子带对应 1根天线，此时，每根天线对应 10路数字处理单元对子带中传输的信号进行调制；当每个方向的子带是双天线，也即 1个方向的子带对应 2根天线，在现有技术中，每根天线都必须对应完整的子带，也就是说，系统中有 10个子带，每根天线就需要有 10路数字处理单元对子带中传输的信号进行调制，由于有 2根天线，此时系统就需要 20路数字处理单元对子带中传输的信号进行调制，也即，在现有技术中数字处理单元的数量会随着天线数量的增加而增加；而本发明实施例中，由于将总带宽 10GHZ划分为 10个 1GHZ的子带，每个子带对应 1路数字处理单元，因此只需 10路数字处理单元对对应子带中的信号进行调制，也即，在本发明实施例中，在子带数量不变的情况下，数字处理单元的数量不会改变，不会随着天线数量的增加而增加，可以有效降低成本。

进一歩的，如图 2所示，对于上述信号处理通信系统 200，其还可以包括第二 BPF器件 205，用于对合路单元 203输出的一个或多个子带所对应的调制信号叠加后的信号进行滤波，并将滤波后的信号输入给对应的天线 204。

具体的，由于经过合路单元 203处理后的合路信号的传输频段会发生变化，首先通过混频器将合路单元 203处理后的调制信号调制到适合系统中的天线 204发射的频段，混频后的信号中含有噪声信号，第二 BPF器件 205将混频后的信号进行滤波处理，滤除其中的噪声信号，得到第二滤波信号，最后将第二 BPF器件 205滤波处理后的第二滤波信号放大并通过天线 204发射。

进一歩的，数字处理单元 202中的 FPGA器件用于对基带信号进行调制，得到调制信号，调制可以为单载波调制或多载波调制，其中，单载波调制将需要传输的数据流调制到单个载波上进行传送，如正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation, 简称： QAM) ；多载波调制就是将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，然后调制到在每个子信道上进行传输，如：编码正交频分复用调制（n-coded orthogonal frequency division multiplexing, 简称 n-COFDM) ，其中 n为子载波数目。本发明不对调制方式加以限制。

并且，对基带信号的调制可以为以下调制方式中的至少一种：信道编码、正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing ，简称 OFDM) 调制、脉冲成形，采样率转换，预加重，预均衡，峰均比抑制等。其中，信道编码是指在源数据码流中加插一些码元，从而达到在接收端进行判错和纠错的目的，可以提高数据传输效率，降低误码率； OFDM调制是将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输；脉冲成形用于降低由信号多径反射引起的幅间干扰；采样率转换用于减小存储容量，实现不同系统相互兼容；预加重是指利用信号特性和噪声特性的差别来有效地对信号进行处理，有效提高输出信噪比；预均衡用于使得信号保持良好的正交性；峰均比抑制用于避免多个子信道信号叠加时，信号畸变以及正交性的破坏，本发明不对基带信号的调制方式加以限制。

进一歩的，数模转换器件，用于对需要调制的信号进行数模转换，得到模拟信号；由于模拟信号中有用的信号会被淹没在干扰噪声中，因此，就需要第一 BPF器件对模拟信号进行频率选择，滤除干扰噪声，得到有用的模拟信号，然后混频器对第一 BPF器件滤波后的模拟信号进行混频处理，混频器输出的模拟信号经过 BPF2器件二次进行滤波处理后，再通过放大器进行放大处理后送入合路单元 203。

合路单元 203接收到经数字处理单元调制后的调制信号，并且接收数字接口发送的控制信号，所述控制信号用于根据天线的空闲情况、或天线的总功发射功率情况来为确定接收信号处理单元调制的各路信号的对应的发射天线以及对应天线的发射方向，其中，控制信号通过控制射频开关的闭合，就可以将调制的各路信号切换至对应的功率合成器，功率合成器将天线同一发射方向中的各路调制的信号进行合路，并将合路后的信号送入第二 BPF器件 205 , 第二 BPF器件 205对合路单元 203输出的合路信号进行滤波处理后，输入至天线 204。

本实施例提供的信号处理通信系统，系统带宽上包括多个子带，并包括: 数字接口，至少一个数字处理单元，合路单元和至少一根天线，其中，数字接口产生多个基带信号，每个基带信号对应一个子带，并确定每根天线对应的子带，向合路单元输出控制信号，进一歩的，数字处理单元，对数字接口所产生的多个基带信号分别进行调制，每个基带信号调制后得到一个调制信号，然后，合路单元，根据数字接口发送的控制信号，将数字处理单元得到的一个或多个子带所对应的调制信号叠加后输入给对应的天线，最后，天线发射合路单元输出的调制信号。其中，通过合路单元将数字处理单元得到的一个或多个子带所对应的调制信号叠加后输入给对应的天线，并且随着天线数目的增加，无需增加信号调制单元的个数，从而可以降低基站成本以及复杂度。

图 5为本发明另一个实施例提供的信号处理通信系统的结构示意图，系统的总带宽为 5GHz，平均分成 6个子带，也即，每个子带的带宽的 5/6GHz，每一个子带对应一路数字处理单元。

如图 5所示，该信号处理通信系统 300包括：数字接口 301、数字处理单元 302、合路单元 303和天线 304;

其中，数字接口 301将 5GHz的总带宽平均分成 6个子带，每个子带中的带宽为 5/6GHz，且每一个子带对应一路数字处理单元 202。

进一歩的，每一路数字处理单元 302包括 FPGA器件、数模转换器件、

BPF1器件、混频器、 BPF2器件、放大器； FPGA器件用于对基带信号进行调制；数模转换器件用于将 FPGA器件调制后的数字信号转换为模拟信号； BPF1器件用于对数模转换器件转换后的模拟信号进行滤波处理；混频器用于对 BPF1器件滤波处理后的信号进行混频处理； BPF2器件用于对混频器进行混频处理后的信号进行二次滤波处理；放大器用于对 BPF2器件二次滤波后处理后的信号进行放大，并输入至合路单元 303。

进一歩的，合路单元 303包括：射频开关和功率合成器；其中，射频开关用于在数字接口发送的控制信号的控制下闭合，以使数字处理单元 302得到的一个或多个子带所对应的调制信号输入至对应的功率合成器；功率合成器，用于对射频开关所输出的一个或多个子带所对应的调制信号进行叠加，并输入至对应的天线 304。

进一歩的，如图 5所示，该信号处理通信系统 300还包括：模拟射频单元 305，其中，模拟射频单元 305用于在天线 304发射合路单元 303中的功率合成器叠加后的调制信号之前，对功率合成器输出的叠加后的调制信号进行处理，具体的，如图 6所示，对于上述模拟射频单元 305，其包括：混频器 3051、第一放大器 3052、 BPF器件 3053和第二放大器 3054，其中，混频器 3051用于对合路单元 303中的功率合成器输出的叠加后的调制信号上变频至适合天线发射的频段；第一放大器 3052用于对上变频后的信号进行放大； BPF器件用于滤除第一放大器放大后的信号中的噪声；第二放大器 3053用于放大 BPF器件 3052滤波后的信号，并将信号输入至对应的天线 304。可选的，在天线数量为 1根的实施场景下的一个实施例中，合路单元 303 中的射频开关可以为如图 7所示的单刀单掷开关，且单刀单掷开关的数量为 6个，功率合成器的数量为 1个，每个单刀单掷开关的输入端与一个数字处理单元 302连接，每个单刀单掷开关的输出端与功率合成器连接。图 7中， X₂、 ...... X₅、 X₆为数字接口产生的数字信号经过数字处理单元 302处理后的模拟信号，、 Y₂、 ...... Υ₅、 Υ₆分别对应天线在一个方向的子带。

例如，经过数字处理单元调制后的信号和调制后的 χ₂需要通过天线的 ^方向的子带进行传输，调制后的信号 ₃和调制后的信号 χ₅需要通过天线的 Υ₄方向的子带进行传输，此时射频开关在数字接口发送的控制信号的控制下将调制后的信号和调制后的信号 Χ₂切换至 Υ₅方向对应的子带，调制后的信号和调制后的信号 χ₅切换至 Υ₄方向对应的子带，然后功率合成器将需要通过 Υ₅方向对应的子带进行传输的调制后的信号和调制后的信号 χ₂进行合路，也即重新组合后输入至天线的^方向对应的子带，将需要通过

Υ₄方向对应的子带进行传输的调制后的信号和调制后的信号 χ₅进行合路，也即重新组合后输入至天线的 Υ₄方向对应的子带。需要注意的是，每个经过调制后的信号只能选择天线的一个方向的子带进行发射，但不同的调制信号可以选择天线的同一个方向的子带进行发射。

可选的，在天线数量为 1根的实施场景下的另一个实施例中，合路单元 303中的射频开关可以为如图 8所示的单刀多掷开关，且功率合成器的个数为 6个，每个单刀多掷开关的输入端与 1路数字处理单元 302连接，每个单刀多掷开关的输出端与 6个功率合成器连接，其中， Xi、 X₂、 ...... X₅、 X₆为数字接口 301产生的数字信号经过数字处理单元 302处理后的调制信号， Yi、 Y₂、 ...... Υ₅、 Υ₆分别对应天线在一个方向的子带，每个功率合成器对应天线

304的一个方向的子带。

例如：经过数字处理单元 302调制后的信号 Χ^Π Χ₂需要通过天线的 Υ₅ 方向的子带进行传输，调制后的信号和调制后的信号 Χ₅需要通过天线的 Υ₄方向的子带进行传输，此时射频开关在数字接口的控制信号的控制下，将调制后的信号和调制后的信号 Χ₂切换至 Υ₅方向对应的子带对应的功率合成器 5，调制后的信号和调制后的信号 Χ₅切换至 Υ₄方向对应的子带对应的功率合成器 4，然后功率合成器 5将需要通过 Υ₅方向对应的子带进行传输的调制后的信号 χ^π调制后的信号 χ₂进行合路，也即重新组合后通过天线的 Υ₅方向对应的子带发射，功率合成器 4将需要通过 Υ₄方向对应的子带进行传输的模拟信号和模拟信号 Χ₅进行合路，也即重新组合后通过天线的 Υ₄方向对应的子带发射。需要注意的是，每个经过调制后的信号只能选择天线的一个方向进行发射，但不同的调制后的信号可以选择天线的同一个方向的子带进行发射。

可选的，在天线数量为 2根的实施场景下的一个实施例中，合路单元 303 中的射频开关可以为如图 9所示的单刀单掷开关，射频开关的数量为 12个，由于天线的数量为两根，所以功率合成器的数量为 2个；每个单刀单掷开关的输入端与一个数字处理单元 302连接，每个单刀单掷开关的输出端与 1个功率合成器连接。

其中，表示第 i个子带，第 j个天线上的信号。其中 i=l,...,6, j=l,2。

Y_id表示第 i个子带，第 j个天线上的信号。其中 i=l,... ,6, j=l,2。经过信号调制单元 302处理后的信号为 X_u、 X₁₂; X₂₁、 X₂₂; X₃₁、 X₃₂， ......， X₆₁、 X₆₂，其中 X_u、 X₂₁... ... X₆₁通过第一个天线上的任何一个方向上的子带进行传输；

X₁₂、 x₂₂...... χ₆₂通过第二个天线上的任何一个方向的子带进行传输。值得注意的是，各路通过数字处理单元 302处理后的信号只能分配给其中一个天线的一个方向的子带进行传输。

具体的，在系统中有 2根天线的场景中，将系统的总带宽分为 6个子带，每个子带对应一路数字处理单元，因此系统中有 6路数字处理单元， 12个射频开关， 2个功率合成器，每个射频开关的输入端与一个数字处理单元连接，每个射频开关的输出端与其对应的一个功率合成器连接。假设经过数字接口分解的数字信号为 Xll、 Xl2、 Xll、 X₂₂、 X₃2、 X₃2，其中 Xll表示需要通过第一根天线的第 1个方向的子带传输， ₂表示需要通过第二根天线的第 1个方向的子带传输， ₂₂表示需要通过第二根天线的第 2个方向的子带传输、 X₃₂ 表示需要通过第二根天线的第 3个方向的子带传输。也即，经过数字处理单元处理后的信号需要通过第一根天线的第一个方向的子带传输的信号为两个，需要通过第二根天线的第 1个方向的子带发射的信号为 1个，需要经过第二根天线的第三个方向发射的信号为 2个，需要经过第二根天线的第 2个方向发射的信号为 1个，单刀单掷开关在数字接口发送的控制信号的控制下将数字处理单元调制的信号切换到对应的功率合成器，也即将 X_u切换至第一根天线对应的功率合成器，将 x₁₂、 x₂₂、 ₂切换至第二根天线对应的功率合成器；由于需要通过第一根第一方向的子带发射的信号为 2个，因此第一根天线对应的功率合成器将需要第一根天线的第一方向的子带发射的两路信号进行合路，并将合路后的信号通过上变频、滤波和放大处理后送入第一根天线的第一个方向发射；同理，由于需要通过第二根天线的第一方向的子带发射的信号为 1个，此时无需第二根天线对应的功率合成器进行合路处理，直接将信号通过上变频、滤波和放大处理后送入第二根天线的第一个方向发射；由于需要通过第二根天线的第 2个方向的子带发射的信号也为 1个，此时无需第二根天线对应的功率合成器进行合路处理，直接将信号通过上变频、滤波和放大处理后送入第二根天线的第一个方向发射；由于需要通过第二根第三方向的子带发射的信号为 2个，因此第二根天线对应的功率合成器将需要第二根天线的第三方向的子带发射的两路信号进行合路，并将合路后的信号通过上变频、滤波和放大处理后送入第二根天线的第三个方向发射。

可选的，在天线数量为 2根的实施场景下的另一个实施例中，合路单元

303中的射频开关可以如图 10所示的单刀多掷开关，单刀多掷开关的数量为 12个，功率合成器的个数为 12个，也即，每一根天线的每一个方向对应一个功率合成器，每个单刀多掷开关的输入端与 6路信号处理单元连接，每个单刀多掷开关的输出端与 12个功率合成器连接。其中 Xi，」表示第 i个方向的子带，第 j个天线上的信号。其中 i=l,...,6, j=l,2。 Yi,j表示第 i个方向的子带，第 j个天线上的信号。其中 i=l,...,6, j=l,2。每个功率合成器对应每根天线的一个方向的子带。

例如，在系统中有 2根天线的场景中，将系统的总带宽分为 6个子带，每个子带对应 1路数字处理单元，因此系统中有 6路数字处理单元， 12个射频开关， 12个功率合成器，每个射频开关的输入端与 6路数字处理单元连接，每个射频开关的输出端与 12个功率合成器连接。假设经过数字接口单元分解的数字信号为 Xll、 Xl2、 Xii、 X₂₂、 X₃₂、 X₃₂，其中 Xii表示需要通过第 1根天线的第 1个方向的子带传输， ₂表示需要通过第 2根天线的第 1个方向的子带传输， ₂₂表示需要通过第 2根天线的第 2个方向的子带传输、 X₃₂表示需要通过第 2根天线的第 3个方向的子带传输。也即，经过数字处理单元处理后的信号需要通过第 1根天线的第 1个方向的子带传输的信号为两个，需要通过第 2根天线的第 1个方向的子带发射的信号为 1个，需要经过第 2根天线的第 3个方向发射的信号为 2个，需要经过第 2根天线的第 2个方向发射的信号为 1个，单刀多掷开关在数字接口发送的控制信号的控制下将数字处理单元调制的信号切换到对应的功率合成器，也即将 ^刀换至第 1根天线的第 1个方向的子带对应的功率合成器，将 ₂切换至第 2根天线的第 1 个方向的子带对应的功率合成器、将 ₂₂切换至第 2根天线的第 2个方向的子带对应的功率合成器、将 ₂切换至第 2根天线的第 3个方向的子带对应的功率合成器；由于需要通过第 1根第 1个方向的子带发射的信号为 2个，因此第 1根天线的第 1个方向的子带对应的功率合成器将需要第 1根天线的第 1方向的子带发射的两路信号进行合路，并将合路后的信号通过上变频、滤波和放大处理后送入第 1根天线的第 1个方向发射；同理，由于需要通过第 2根天线的第 1方向的子带发射的信号为 1个，此时无需第 2根天线的第 1个方向对应的功率合成器进行合路处理，直接将信号通过上变频、滤波和放大处理后送入第 2根天线的第 1个方向发射；由于需要通过第 2根天线的第 2个方向的子带发射的信号也为 1个，此时无需第 2根天线的第 2个方向对应的功率合成器进行合路处理，直接将信号通过上变频、滤波和放大处理后送入第 2根天线的第 1个方向发射；由于需要通过第 2根第 3方向的子带发射的信号为 2个，因此第 2根天线的第 3个方向的子带对应的功率合成器将需要第 2根天线的第 3个方向的子带发射的两路信号进行合路，并将合路后的信号通过上变频、滤波和放大处理后送入第 2根天线的第 3个方向发射。

本发明实施例提供的信号处理通信系统，数字接口首先将总带宽分解为多个子带，然后通过数字处理单元处理后送入合路单元，通过合路单元中的射频开关将数字处理单元调制的信号切换至对应的天线，再通过合路单元中的功率合成器将天线同一方向的子带中的不同信号进行合路，并将合路后的信号输入至天线对应的子带进行发射，其中，与天线数量为 1根的相比，在天线的数量为 2根的场景中，数字处理单元的数量仍然为 6个，也即，随着天线数量的增加，无需增加数字处理单元的数量，从而可以降低基站成本以及复杂度。

本发明实施例提供一种基站，包括如上述图 2-图 10对应的实施例所涉及的信号处理通信系统，其实现原理和技术效果类似，基站中的数字接口首先将总带宽分解为多个子带，然后通过数字处理单元处理后送入合路单元，通过合路单元中的射频开关将数字处理单元调制的信号切换至对应的天线，再通过合路单元中的功率合成器将天线同一方向的子带中的不同信号进行合路，并将合路后的信号输入至天线对应的子带进行发射，其中，与基站的天线数量为 1根的相比，在基站的天线的数量为 2根的场景中，数字处理单元的数量仍然为 6个，也即，随着基站天线数量的增加，无需增加数字处理单元的数量，从而可以降低基站成本以及复杂度。

图 11为本发明另一个实施例提供的信号处理通信系统的结构示意图，系统带宽包括多个子带，如图 11所示，该信号处理通信系统 400包括：生成模块 401，调制模块 402，处理模块 403和至少一根天线 404; 其中，生成模块 401，用于产生多个基带信号，每个基带信号对应一个子带；还用于确定每根天线 404对应的子带，并向处理模块 403输出控制信号；调制模块 402，用于对生成模块 401所产生的多个基带信号分别进行调制，每个基带信号调制后得到一个调制信号；处理模块 403，用于根据生成模块 401发送的控制信号，将调制模块 402得到的一个或多个子带所对应的调制信号叠加后输入给对应的天线 404; 天线 404，用于发射处理模块 403输出的调制信号。

进一歩的，如图 12所示，对于上述信号处理通信系统 400中的调制模块 402，其包括：

调制单元 4021，用于对生成模块 401所产生的多个基带信号分别进行调制，每个所述基带信号调制后得到一个调制信号；

数模转换单元 4022，用于对调制信号进行数模转换，得到模拟信号。进一歩的，如图 12所示，对于上述信号处理通信系统 400中的调制模块

402，还包括：

第一滤波单元 4023，用于对经过模数转换单元 4022得到的模拟信号进行滤波，得到第一滤波信号；

信号放大单元 4024，用于对第一滤波单元 4023得到的第一滤波信号进行放大。

进一歩的，对于上述信号处理通信装置 400，还包括：第二滤波单元 407，用于对处理模块 403输出的一个或多个子带所对应的调制信号叠加后的信号进行滤波，并将滤波后的信号输入给对应的天线 404。

本发明实施例提供的一种信号处理通信系统，首先生成模块产生多个基带信号，并且每个基带信号对应一个子带，还用于确定每根天线对应的子带，并向处理模块输出控制信号，然后调制模块，对生成模块所产生的多个基带信号分别进行调制，每个基带信号调制后得到一个调制信号，进一歩的，处理模块根据生成模块发送的控制信号，将调制模块得到的一个或多个子带所对应的调制信号叠加后输入给对应的天线，最后，天线发射处理模块输出的调制信号。其中，通过处理模块将调制模块得到的一个或多个子带所对应的调制信号叠加后输入给对应的天线，并且随着天线数目的增加，无需增加调制模块的个数，从而可以降低基站成本以及复杂度。

本发明另一实施例提供一种基站，包括如上述图 11-图 12对应的实施例所涉及的信号处理通信系统，其实现原理和技术效果类似，首先基站中的生成模块产生多个基带信号，并且每个基带信号对应一个子带，还用于确定每根天线对应的子带，并向基站中的处理模块输出控制信号，然后调制模块，对基站中的生成模块所产生的多个基带信号分别进行调制，每个基带信号调制后得到一个调制信号，进一歩的，处理模块根据生成模块发送的控制信号，将调制模块得到的一个或多个子带所对应的调制信号叠加后输入给对应的天线，最后，天线发射处理模块输出的调制信号。其中，通过基站中的处理模块将调制模块得到的一个或多个子带所对应的调制信号叠加后输入给对应的天线，并且随着基站中天线数目的增加，无需增加基站中调制模块的个数，从而可以降低基站成本以及复杂度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

权利要求书

1、一种信号处理装置，其特征在于，包括：射频开关和功率合成器；所述射频开关，用于在数字接口发送的控制信号的控制下闭合，以使数字处理单元与所述功率合成器相连接，所述数字处理单元得到的一个或多个子带所对应的调制信号输入至所述功率合成器；

所述功率合成器，用于对所述射频开关所输出的一个或多个子带所对应的调制信号进行叠加后输入至对应的天线。
2、根据权利要求 1所述的装置，其特征在于，所述天线的个数为一根，所述功率合成器的个数为一个；

所述射频开关包括：多个单刀单掷开关器件，每个所述单刀单掷开关器件的输入端与所述数字处理单元连接，输出端与所述功率合成器连接。
3、根据权利要求 1所述的装置，其特征在于，所述天线的个数为一根，所述功率合成器的个数为多个；

所述射频开关包括：多个单刀多掷开关器件，每个所述单刀多掷开关器件的输入端与所述数字处理单元连接，每个输出端与多个所述功率合成器连接。
4、根据权利要求 1所述的装置，其特征在于，所述天线的个数为至少两根，每根所述天线对应一个所述功率合成器；

所述射频开关包括：多个单刀单掷开关器件，每个所述单刀单掷开关器件的输入端与所述数字处理单元连接，输出端与所述信号调制单元对应的所述功率合成器连接。
5、根据权利要求 1所述的装置，其特征在于，所述天线的个数为至少两根，每根所述天线对应多个所述功率合成器；

所述射频开关包括：多个单刀多掷开关器件，每个所述单刀多掷开关器件的输入端与所述数字处理单元连接，输出端与所述信号调制单元对应的多个所述功率合成器连接。
6、一种信号处理通信系统，其特征在于，系统带宽上包括多个子带，所述系统包括：数字接口，至少一个数字处理单元，合路单元和至少一根天线；所述数字接口，用于产生多个基带信号，每个所述基带信号对应一个所述子带；还用于确定每根所述天线对应的子带，并向所述合路单元输出控制信号；

所述数字处理单元，用于对所述数字接口所产生的所述多个基带信号分别进行调制，每个所述基带信号调制后得到一个调制信号；

所述合路单元，用于根据所述数字接口发送的所述控制信号，将所述数字处理单元得到的一个或多个子带所对应的调制信号叠加后输入给对应的天线；

所述天线，用于发射所述合路单元输出的调制信号。
7、根据权利要求 6所述的系统，其特征在于，所述合路单元包括：射频开关，用于在所述数字接口发送的所述控制信号的控制下闭合，以使所述数字处理单元与所述功率合成器相连接，所述数字处理单元得到的一个或多个子带所对应的调制信号输入至所述功率合成器；

功率合成器，用于对所述射频开关所输出的一个或多个子带所对应的调制信号进行叠加后输入至对应的天线。
8、根据权利要求 7所述的系统，其特征在于，所述系统包括一根所述天线，所述功率合成器的个数为一个；

所述射频开关包括：多个单刀单掷开关器件，每个所述单刀单掷开关器件的输入端与所述数字处理单元连接，输出端与所述功率合成器连接。
9、根据权利要求 7所述的系统，其特征在于，所述系统包括一根所述天线，所述功率合成器的个数为多个；

所述射频开关包括：多个单刀多掷开关器件，每个所述单刀多掷开关器件的输入端与所述数字处理单元连接，每个输出端与多个所述功率合成器连接。
10、根据权利要求 7所述的系统，其特征在于，所述系统包括至少两根所述天线，每根所述天线对应一个所述功率合成器；

所述射频开关包括：多个单刀单掷开关器件，每个所述单刀单掷开关器件的输入端与所述数字处理单元连接，输出端与所述信号调制单元对应的所述功率合成器连接。
11、根据权利要求 7所述的系统，其特征在于，所述系统包括至少两根所述天线，每根所述天线对应多个所述功率合成器；

所述射频开关包括：多个单刀多掷开关器件，每个所述单刀多掷开关器件的输入端与所述数字处理单元连接，输出端与所述信号调制单元对应的多个所述功率合成器连接。
12、根据权利要求 6-11任一项所述的系统，其特征在于，所述数字处理单元包括：

现场可编程门阵列 FPGA器件，用于对所述数字接口所产生的多个基带信号分别进行调制，每个所述基带信号调制后得到一个调制信号；

数模转换器件，用于对所述调制信号进行数模转换，得到模拟信号。
13、根据权利要求 12所述的系统，其特征在于，还包括：

第一道通滤波器 BPF器件，用于对经过所述模数转换器件得到的所述模拟信号进行滤波，得到第一滤波信号；

信号放大器，用于对所述第一 BPF器件得到的所述第一滤波信号进行放
14、根据权利要求 6-13任一项所述的系统，其特征在于，还包括：第二 BPF器件；

所述第二 BPF器件，用于对所述合路单元输出的一个或多个子带所对应的调制信号叠加后的信号进行滤波，并将滤波后的信号输入给对应的所述天线。
15、一种基站，其特征在于，包括如权利要求 6-14任一项所述的系统。
16、一种信号处理通信系统，其特征在于，系统带宽上包括多个子带，所述系统包括：生成模块，调制模块，处理模块和至少一根天线；

所述生成模块，用于产生多个基带信号，每个所述基带信号对应一个所述子带；还用于确定每根所述天线对应的子带，并向所述处理模块输出控制信号；

所述调制模块，用于对所述生成模块所产生的所述多个基带信号分别进行调制，每个所述基带信号调制后得到一个调制信号；

所述处理模块，用于根据所述生成模块发送的所述控制信号，将所述调制模块得到的一个或多个子带所对应的调制信号叠加后输入给对应的天线；所述天线，用于发射所述处理模块输出的调制信号。
17、根据权利要求 16所述的系统，其特征在于，所述调制模块包括：调制单元，用于对所述生成模块所产生的多个基带信号分别进行调制，每个所述基带信号调制后得到一个调制信号；

数模转换单元，用于对所述调制信号进行数模转换，得到模拟信号。
18、根据权利要求 17所述的系统，其特征在于，还包括：

第一滤波单元，用于对经过所述数模转换单元得到的所述模拟信号进行滤波，得到第一滤波信号；

信号放大单元，用于对所述滤波单元得到的所述第一滤波信号进行放大。
19、根据权利要求 16-18任一项所述的系统，其特征在于，还包括：第二滤波单元；

所述第二滤波单元，用于对所述处理模块输出的一个或多个子带所对应的调制信号叠加后的信号进行滤波，并将滤波后的信号输入给对应的天线。
20、一种基站，其特征在于，包括如权利要求 16-19任一项所述的系统。