[发明专利]数字下变频装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种数字下变频装置。

背景技术

如图1所示是长期演进（Long Time Evolution，简称为LTE）上行物理随机接入信道（Physical Random Access Channel，简称为PRACH）接收端的处理流程示意图，在LTE上行随机接入的处理中，天线信号经过数字下变频（Digital Down Conversion，简称为DDC）下变频后，再经过快速傅立叶变换（Fast Fourier Transform，简称为FFT）变换到频域，在频域同本地的ZC序列进行相乘，以实现时域的卷积相关。然后，序列经过IFFT转换为时域信号，在时域上对序列的相关峰值进行检测，通过检测峰值的位置，就可以探测到用户的接入延时信息，从而获得上行的同步信息。

DDC在整个处理过程中所起的作用主要是对接收的天线接口数据进行频谱搬移和数字下变频，从而使得各种不同带宽和采样率的天线数据统一都降采样到FFT要求的1536点或者256点。

如图2和图3所示为一种DDC处理的流程图，图中主要表示出了DDC在处理不同采样率时的场景。DDC支持将30.72Msps，23.04Msps，15.36Msps，7.68Msps以及3.84Msps的采样率降采样到1.92Msps的采样率，也就是说DDC支持系统所有的带宽：20M，15M，10M，5M，3M以及1.4M。对于15M的情况有两种采样率：当数据采样率是30.72Msps时，可以当做20M来处理，当采样率是23.04Msps时，经过第一级频谱搬移之后需要进行一个3倍降采样再做第二次频谱搬移和后两级的滤波处理；对于3M的情况，DDC处理比较特殊，经过第一级频谱搬移和第二级频谱搬移之后，只需要做一次2倍降采样处理；而对于1.4M的情况，由于天线数据采样率为1.92MHz，不需要再做降采样处理，经过第一级频谱搬移之后直接输出做FFT变换。可以看出，DDC的处理主要以多级滤波器为基础，同时可能会有多次的混频操作。伴随着输入采样率的变化，还会有滤波器和混频器的旁路。

根据3GPP TS 36.211协议，时分双工（Time Division Duplex，简称为TDD）模式下系统随机接入前导信号在时域上的格式如图4所示。每种格式的随机接入序列都是由一个或者两个preamble（前导）构成的，而对于格式0、1、2、3来说，preamble的长度为0.8ms，由长度为839点的Zadoff-Chu序列产生。对于格式4来说preamble的长度为0.133ms，由长度为139点的Zadoff-Chu序列产生。而在频域上，一个随机接入preamble所占用的频谱宽度等效于6个RB，则对应的带宽为1.08MHz。由于LTE系统定义的符号采样周期为1/30720000s，即30.72MHz的采样频率。因此对于随机接入preamble来说，存在严重的过采样。随机接入格式0、1、2、3的每个preamble有24576个采样点，而格式4的preamble有4096个采样点。为了减小计算的复杂度，随机接入首先需要进行降采样操作，将接收到的天线preamble的采样点数降低到839或者139的数量级，然后再和本地生成的小区Zadoff-Chu序列进行相关处理。

根据协议描述，在TDD模式下，如图5所示，可以同时接入最多6个preamble，它们占用相同的时域资源，而占据不同的频带资源。从图5中可以看出，对于格式0、1、2、3来说，6个preamble每3个紧紧相邻形成一个3.24MHz带宽的子带，而对于格式4来说，6个preamble紧紧相邻形成一个6.48MHz的子带。对于TD-LTE，随机接入检测的数字下变频支持六个频点并发的天线数据的下变频，就是需要在对应的时域资源上同时提取所占频域资源。从图6和图7可以看出，格式0～3的接入频点以直流为镜像分布，而格式4则在直流的一边，但是会随时间镜像跳频。如果需要支持最大6个频点的并发，DDC的处理过程要对可能出现的6个频点数据实现分别下变频的处理操作。

针对TDD模式，最多可能的6个接入频点序列的处理，相当于要同时完成6路并行的随机接入信号的处理，同时多种带宽、多种随机接入信道（Random Access Channel，简称为RACH）RACH格式、多天线的复杂配置情况，而现有技术并没有针对该种场景的处理装置。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容