一種信號變頻電路以及信號變頻方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及通信領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種信號變頻電路W及信號變頻方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著移動通信的發(fā)展，通信系統(tǒng)已經(jīng)由單載波系統(tǒng)發(fā)展到多載波系統(tǒng)，同時，采用 數(shù)字中頻技術(shù)來完成載波的選頻處理也成為當(dāng)前通信領(lǐng)域的常用技術(shù)。
[0003] 隨著MBB(移動寬帶）時代的到來，無線接入從4G(第4代）演進(jìn)到4. 5G/5G(第 4. 5/5代），系統(tǒng)的天線數(shù)將從1~2天線上升到64~128天線，帶寬從20M上升到1000M， 因此需要考慮適合5G時代的高效上下變頻電路技術(shù)。
[0004] 在無線通信中，多載波中頻鏈路如圖1所示，上行方向的主要接收過程為；射頻空 口信號由天線接收，依次經(jīng)雙工濾波器值U巧濾波、低噪放（LNA)放大，再由解調(diào)器值EM0D) 進(jìn)行一次變頻到中頻頻點后，通過高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC)采樣后輸出數(shù)字中頻信號，再 由數(shù)字下變頻器值DC)W及采樣率轉(zhuǎn)換器（SRC)進(jìn)行信號變頻W及采樣率轉(zhuǎn)換后輸出低速 基帶信號，通過光纖回傳到基帶處理單元，下行發(fā)送方向的主要過程是；SRC對低速基帶信 號進(jìn)行采樣率轉(zhuǎn)換后輸出高速基帶信號，再通過數(shù)字上變頻器值UC)變頻后輸出數(shù)字中頻 信號，再由數(shù)模轉(zhuǎn)換器值A(chǔ)C)轉(zhuǎn)換器變成模擬中頻信號，依次經(jīng)調(diào)制器（MIXER)調(diào)制，功率 放大器（PA)放大W及雙工濾波器值U巧濾波后變成射頻信號。。
[0005]在現(xiàn)有的技術(shù)中，將數(shù)字中頻信號轉(zhuǎn)換為基帶信號的信號下變頻是使用DDC與 SRC組合的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，將基帶信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字中頻信號的信號上變頻是使用DUC與SRC組 合的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，即在現(xiàn)有技術(shù)中，無論信號上變頻還是信號下變頻，都是使用DDC或DUC與 SRC組合的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，WDUC與SRC組合為例，DUC的實現(xiàn)一般采用C0畑1C(角度旋轉(zhuǎn)法） 及其改進(jìn)方式，其結(jié)構(gòu)原理如圖2所示，其中，相位旋轉(zhuǎn)器的輸入是頻率控制字和相位控制 字，輸出是旋轉(zhuǎn)角度：
[0006] 巧+1=巧+C7 +巧
[0007] 科/…V表示初始相位
[0008] '^，^表示本次旋轉(zhuǎn)相位角
[000引 A.+.,表示下次旋轉(zhuǎn)相位角
[0010] 07^表示頻率控制字
[0011] 而蝶形電路用于產(chǎn)生正弦sin0和余弦信號cos0。
[0012] 當(dāng)有IQ(同相正交）信號輸入時，復(fù)乘電路實現(xiàn)原始IQ信號和cos+j*sin復(fù)信號 的相乘：
[001引 10化=I化*cos白-Q化*sin白；
[0014] Q〇化=I化*sin目 +Q化*cos目；
[001引其中，U、Qwt為復(fù)乘電路的輸出，Iin、Qin為輸入的原始IQ信號，sin0、cos0為 蝶形電路產(chǎn)生的正弦信號W及余弦信號，從而整個DUC輸出數(shù)字混頻信號，當(dāng)沒有IQ信號 輸入時，DUC輸出正弦或余弦信號。
[0016]SRC的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)一般采用抽取或者插值皿F，皿F是特殊系數(shù)的FIR(有限脈沖響應(yīng) 濾波器），有一半系數(shù)為0,其實現(xiàn)原理如圖3所示，其中x(n)是輸入信號，y(n)是SRC的 輸出，h(n)是濾波器的系數(shù)。
[0017] 但是，現(xiàn)有的該種變頻電路是單級變頻，因而需要在高倍數(shù)時鐘上實現(xiàn)NC0,而由 于NC0采用的C0RDIC算法需要實現(xiàn)乘法器、加法器等復(fù)雜邏輯來完成對各種超越函數(shù)的計 算，而在高倍數(shù)時鐘上實現(xiàn)乘法器、加法器等復(fù)雜邏輯會很大程度上使得硬件電路更為復(fù) 雜，從而增加了變頻電路的電路資源代價。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 本發(fā)明實施例提供了一種信號變頻電路，用于降低信號變頻的電路資源成本。
[0019] 有鑒于此，本發(fā)明第一方面提供了一種信號變頻電路，包括：
[0020] 前級變頻模塊W及至少一個串聯(lián)的后級變頻模塊；
[0021] 所述前級變頻模塊包括第一濾波器W及數(shù)字控制振蕩器NC0,所述第一濾波器的 輸出端與所述NC0的輸入端相連；
[0022] 每一個后級變頻模塊包括第二濾波器W及后級變頻單元，所述第二濾波器的輸出 端與所述后級變頻單元的輸入端相連；
[0023] 所述NC0的輸出端與所述至少一個串聯(lián)的后級變頻模塊中第一級后級變頻模塊 的第二濾波器的輸入端相連。
[0024] 結(jié)合本發(fā)明第一方面，本發(fā)明第一方面的第一實施方式中，所述NC0用于實現(xiàn)0~ l/N*Fs范圍的信號變頻，所述Fs為所述NC0的輸入采樣率，所述后級變頻單元用于實現(xiàn)0 或l/N*Fd的信號變頻，所述Fd為所述后級變頻單元的輸入采樣率。、
[0025] 結(jié)合本發(fā)明第一方面的第一實施方式，本發(fā)明第一方面的第二實施方式中，所述N 的取值包括2、4、8或16。
[0026] 結(jié)合本發(fā)明第一方面、本發(fā)明第一方面的第一實施方式或本發(fā)明第一方面的第二 實施方式，本發(fā)明第一方面的第=實施方式中，所述第一濾波器W及第二濾波器為插值半 帶濾波器皿F。
[0027] 結(jié)合本發(fā)明第一方面的第=實施方式，本發(fā)明第一方面的第四實施方式中，所述 插值皿F的插值倍數(shù)為2。
[0028] 結(jié)合本發(fā)明第一方面的第=實施方式或本發(fā)明第一方面的第四實施方式，本發(fā)明 第一方面的第五實施方式中，所述NC0和所述后級變頻單元用于實現(xiàn)上變頻。
[0029] 結(jié)合本發(fā)明第一方面、本發(fā)明第一方面的第一實施方式或本發(fā)明第一方面的第 二實施方式，本發(fā)明第一方面的第六實施方式中，所述第一濾波器W及第二濾波器為抽取 HBF。
[0030] 結(jié)合本發(fā)明第一方面的第六實施方式，本發(fā)明第一方面的第走實施方式中，所述 抽取皿F的抽取系數(shù)為2。
[0031] 結(jié)合本發(fā)明第一方面的第六實施方式或本發(fā)明第一方面的第走實施方式，本發(fā)明 第一方面的第八實施方式中，所述NC0和所述后級變頻單元用于實現(xiàn)下變頻。
[0032] 結(jié)合本發(fā)明第一方面、本發(fā)明第一方面的第一實施方式、本發(fā)明第一方面的第二 實施方式、本發(fā)明第一方面的第=實施方式、本發(fā)明第四方面的第一實施方式、本發(fā)明第一 方面的第五實施方式、本發(fā)明第六方面的第一實施方式、本發(fā)明第走方面的第一實施方式 或本發(fā)明第八方面的第一實施方式，本發(fā)明第一方面的第九實施方式中，所述NC0采用角 度旋轉(zhuǎn)法C0畑1C算法實現(xiàn)。
[0033] 本發(fā)明第二方面提供了一種信號變頻方法，包括：
[0034]前級變頻模塊中的第一濾波器接收輸入信號；
[00巧]所述第一濾波器對所述輸入信號進(jìn)行處理，并將所述第一濾波器處理后的信號發(fā) 送至所述前級變頻模塊中的NC0 ;
[0036] 所述NC0對所述第一濾波器處理后的信號進(jìn)行前級變頻后得到中間信號，并將所 述中間信號發(fā)送至后級變頻模塊中的第二濾波器；
[0037] 所述第二濾波器對所述中間信號進(jìn)行處理，并將所述第二濾波器處理后的信號發(fā) 送至所述后級變頻模塊中的后級變頻單元；
[0038] 所述后級變頻單元對所述第二濾波器處理后的信號進(jìn)行后級變頻得到目標(biāo)信號。
[0039] 結(jié)合本發(fā)明第二方面，本發(fā)明第二方面的第一實施方式中，所述第一濾波器對所 述輸入信號進(jìn)行處理包括：
[0040] 所述第一濾波器對所述輸入信號進(jìn)行插值濾波，
[0041]或，
[0042] 所述第一濾波器對所述輸入信號進(jìn)行抽取濾波。
[0043] 結(jié)合本發(fā)明第二方面，本發(fā)明第二方面的第二實施方式中，所述NC0對所述第一 濾波器處理后的信號進(jìn)行前級變頻得到中間信號具體為：
[0044] 所述NC0對所述第一濾波器處理后的信號進(jìn)行0~1/N沖S范圍內(nèi)的變頻后輸出 中間信號，所述Fs為所述NC0的輸入采樣率。
[0045] 結(jié)合本發(fā)明第二方面，本發(fā)明第二方面的第=實施方式中，所述第二濾波器對所 述中間信號進(jìn)行處理包括：
[0046] 所述第二濾波器對所述中間信號進(jìn)行插值濾波，
[0047]或，
[0048] 所述第二濾波器對所述中間信號進(jìn)行抽取濾波。
[0049] 結(jié)合本發(fā)明第二方面，本發(fā)明第二方面的第=實施方式中，所述后級變頻單元對 所述第二濾波器處理后的信號進(jìn)行后級變頻得到目標(biāo)信號具體為：
[0050] 所述后級變頻單元對所述第二濾波器處理后的信號進(jìn)行0變頻，
[0051]或，
[0052] 所述后級變頻單元對所述第二濾波器處理后的信號進(jìn)行1/N沖d變頻，所述Fd為 所述后級變頻單元的輸入采樣率。
[0053] 結(jié)合本發(fā)明第二方面、本發(fā)明第二方面的第一實施方式、本發(fā)明第二方面的第二 實施方式或本發(fā)明第二方面的第=實施方式，本發(fā)明第二方面的第四實施方式中，所述后 級變頻單元對所述第二濾波器處理后的信號進(jìn)行后級變頻得到目標(biāo)信號之后還包括：
[0054] 若所述目標(biāo)信號不滿足變頻要求，則所述后級變頻單元將所述目標(biāo)信號發(fā)送至下 一級后級變頻模塊的第二濾波器。
[0055] 從W上技術(shù)方案可W看出，本發(fā)明實施例具有W下優(yōu)點：信號變頻電路通過前級 變頻模塊對輸入信號進(jìn)行第一次變頻后輸出中間信號，再由至少一個后級變頻模塊對中間 信號進(jìn)行至少一次變頻得到滿足變頻要求的目標(biāo)信號，即本方案通過多次變頻達(dá)到信號的 變頻要求，相較于現(xiàn)有技術(shù)而言，由于本方案采用多級變