一种利用多个异频射频模块实现相关宽带发送信号的方法

摘要

一种利用多个异频射频模块实现相关宽带发送信号的方法，属于无线与移动通信技术领域，其特征在于，发射端相邻两个射频单元在实际发送带宽为B’的宽带信号时，该两个相邻的射频单元的载频f和可能发送的带宽B要满足f

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用多个异频射频模块实现相关宽带发送信号的方法，属于无线与移动通信技术领域。

背景技术

随着无线通信与网络技术的不断发展，广大用户对无线移动通信系统的速率和可靠性都提出了更高的要求。而根据信息论准则，更高的传输速率依赖于系统更高的带宽，未来通信系统必然会采用更大带宽进行传输。在新的通信系统中，采用新的通信频段和更大带宽，需要对该频段的宽带信道传播特性进行详细的研究和刻画，进而建立该系统的信道模型。对于宽带无线信道的测量与建模一直是多天线技术的研究热点，只有通过实际测量，掌握无线信道的关键参数，并根据测量结果建立相应的信道模型，为MIMO等下一代移动通信关键技术提供理论和测试依据。

信道测量仪(Channel Sounder)设计是对MIMO无线信道进行测量的基础，但是由于射频器件和数模转换器件的带宽限制，信道测量仪的单个射频发射带宽往往是受限的，不能满足更高带宽信道测试的需要。而要使用单个射频发射较大带宽，由于DA转换器和射频器件的限制，其成本和设计复杂度往往也是不可接受的。要实现宽带测试，需要同时使用多个发射射频单元，而不同的发射射频单元之间是不相关的，即发送的信号即使频段相邻，但是相位之间并没有相关性，导致两个发射射频单元发出的宽带信号在相位上不连续。要得到宽带信号，不能简单使用二者发送信号的频域拼接。

发明内容

针对现有无线信道测量设备中存在的带宽有限的问题，本发明提出了一种利用多个异频射频模块实现相关宽带发送信号的方法。其特征在于，所述方法依次含有以下步骤：

步骤1：发射端射频单元1发送带宽为的宽带信号的同时，发送频率为的正弦信号，f₁为射频单元1的载频，B₁为射频单元1所能发送信号的带宽，为射频单元1实际发送信号的带宽，$B_1^{\prime }\le B_1;$

步骤2：发射端射频单元2的载频f₂和带宽B₂满足$f_1+\frac{B_1}{2}=f_2-\frac{B_2}{2},$使用发射端射频单元2对发射端射频单元1发出的频率为的正弦信号进行解调，确定发射端射频单元2和发射端射频单元2的相差

步骤3：使用发射端射频单元2发送带宽为的宽带信号，为射频单元2实际发送信号的带宽，$B_2^{\prime }\le B_2,$利用相位旋转方法，使得该宽带信号的相位旋转

步骤4：使用发射端射频单元2在发送带宽为的宽带信号的同时，发送频率为的正弦信号；

步骤5：发射端射频单元k的载频f_k和带宽B_k满足$f_{k-1}+\frac{B_{k-1}}{2}=f_k-\frac{B_k}{2},$使用发射端射频单元k对发射端射频单元k-1发出的频率为的正弦信号进行解调，确定发射端射频单元k-1和发射端射频单元k的相差

步骤6：使用发射端射频单元k发送带宽为的宽带信号，为射频单元k实际发送信号的带宽，$B_k^{\prime }\le B_k,$利用相位旋转方法，使得该宽带信号的相位旋转

步骤7：使用发射端射频单元k在发送带宽为的宽带信号的同时，发送频率为的正弦信号；

步骤8：重复步骤5-6，直到k等于所拟采用的总发射射频单元数量N为止。

根据本发明的方法，发端射频单元依次通过对上一个射频单元发送正弦信号进行测量，得到该频点的发射相位，在实际发送过程中，通过相位旋转等手段，就可以实现宽带信号的相干发送。

本发明在实际应用中，可以解决发送带宽受限的问题，更好的了解无线信道的频率特性，提高对时延等参数的测量精度，在无线定位技术中可以提高定位的精度。

本方法可以用于各种信道测量设备和无线定位设备中。

附图说明

图1示出了基于本发明的一种可以实际应用的发射机结构。

图2示出了本发明中不同射频单元发送信号的一种形式。

具体实施方式

下面参照附图并结合实例来说明本发明实现相干宽带信号发送的方式。

在本发明当中，设N个射频单元使用同一个本振(LO)，各射频单元有不同的中心频率f₁，f₂，...，f_N；发送带宽分别为B₁，B₂，...，B_N。

实际信道测试过程中，基带信号可以是宽带的Chirp序列、PN序列或Multitone序列等。使用发射单元1发射双边带宽为B₁的基带信号的同时，发送一个频率为正弦信号，通过上变频、数模转换等处理后，转换到载频f₁上。

第n(n＝1，2，...，N)个发射单元发送信号的格式和发射单元1类似，分别发送双边带宽为B_n的基带信号和一个频率为单音，转换到载频f_n上。

发射单元1发送的射频信号除通过天线辐射出去以外，同时一部分能量通过耦合器输入到发射单元2中，通过滤波器得到频率为的正弦信号，其相位为exp(-j(2πf₁t+φ₁(t)))，φ₁(t)为发射单元1的相位噪声。在发射单元2内部，使用频率f₂对该正弦信号进行下变频，得到复正弦信号exp(-j(2π(f₂-f₁)t+φ₂(t)-φ₁(t)))，φ₂(t)为发射单元2的相位噪声。复正弦信号exp(-j(2π(f₂-f₁)t+φ₂(t)-φ₁(t)))经过滤波和模数转换，与exp(j2π(f₂-f₁)t)相乘，即可得到exp(-j(φ₂(t)-φ₁(t)))，经过鉴相器等手段，即可得到发射单元2和发射单元1的相差φ₂(t)-φ₁(t)。

发射单元2所要发送的基带信号，首先通过移相器等方式，旋转φ₂(t)-φ₁(t)相位，然后再和一个频率为的单音相加后，进行上变频、数模转换之后，将信号变频到射频f₂上，通过天线进行发送。

发射单元k(k≥2)的检测和发送过程类似于发射单元2，通过级联方式，理论上可以实现任意带宽的宽带无线信号的相干发送。

对于级联的最后一级发射单元，可以发送的单音，也可以不发送。

本方法可以用于信道测量，也可以用于无线定位设备等其他需要发送高带宽信号的设备。

尽管已参照附图对本发明进行了描述，然而，对于熟悉本领域技术的人员来说，显而易见的是，可在不背离由所附权利要求限定的本发明宗旨和范围的情况下，对本发明的思想应用到不同的具体实例中去。这里的描述只是说明性的，而完全不应认为是限制性的。本发明的专利保护范围由所附权利要求给出，而不是前面的说明。因此所有落在权利要求范围内的各种变型和等效形式都应属于本发明的专利保护范围之内。