一種時分復用濾波方法及裝置的製作方法

2023-10-04 21:46:54

專利名稱：一種時分復用濾波方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信系統濾波技術領域，尤其涉及一種時分復用濾波方法及裝置。
背景技術：
在時分雙エ長期演進(Time-DivisionDuplex Long Term Evolution, TDD-LTE)系統中，為了抑制旁瓣，減小對鄰近信道的幹擾，同相正交(In-phase Quadrature, IQ)信號的發送和接收均需要進行成型濾波。為了能夠保證系統的性能，在發送側和接收側都需要使用高階成型濾波裝置。 但是隨著成型濾波裝置的階數的増加，其將會消耗大量的計算單元和存儲單元。並且由於在整個系統的發送側和接收側都需要設置ー套成型濾波裝置，因此計算単元和存儲單元的消耗將會是兩倍。降低通信設備的成本為現有的ー個發展趨勢，如何降低TDD-LTE系統中發送側和接收側成型濾波器的資源消耗，成為業內亟待解決的問題。現有技術中為了降低TDD-LTE系統中發送側和接收側成型濾波器的資源消耗包括減少成型濾波器的運算量，以減少成形濾波器中計算單元和存儲單元的數量，但是該方法由於計算量的減少，無法在有效保證系統的性能的前提下減少資源消耗。或者，在現有技術中還可以通過提高成型濾波器的工作時鐘的頻率，在發送側和接收側分別進行多載波復用，從而達到節省計算單元和存儲單元的目的，但是該方法中當時鐘頻率提高至飽和後，無法進ー步節省資源。因此，現有技術中的方法都無法有效的降低TDD-LTE系統中發送側和接收側成型濾波器的資源消耗。

發明內容
本發明提供一種時分復用濾波方法及裝置，用於解決現有技術TDD-LTE系統中發送側和接收側成型濾波器的資源消耗高的問題。本發明提供了一種時分雙エ復用濾波方法，該方法包括以下步驟根據時分雙エ長期演進TDD-LTE系統基帶數據碼片速率，及TDD-LTE系統幀結構，生成進行數據發送和接收的時隙坐標；根據生成的時隙坐標，在相應的時間片接收發送側和接收側數據；將接收到的數據合併後進行成型濾波；根據生成的時隙坐標，解析成型濾波後的數據並在相應的時間片上發送。本發明提供了一種時分雙エ復用濾波裝置，所述裝置包括時隙坐標計算模塊，用於根據時分雙エ長期演進TDD-LTE系統基帶數據碼片速率，及TDD-LTE系統幀結構，生成進行數據發送和接收的時隙坐標，將生成的時隙坐標發送到組幀輸入控制模塊及解幀輸出控制模塊；組幀輸入控制模塊，用於根據生成的時隙坐標，在相應的時間片接收發送側和接收側數據；成型濾波模塊，用於將接收到的數據合併後進行成型濾波；解幀輸出控制模塊，用於根據生成的時隙坐標，解析成型濾波後的數據並在相應的時間片上發送。本發明提供了一種時分復用濾波方法及裝置，該方法根據TDD-LTE系統基帶數據碼片速率，生成進行數據發送和接收的時隙坐標，井根據該時隙坐標在相應的時間片接收發發送側和接收側數據，將接收到的數據進行成型濾波，並解析濾波後的數據在相應的時間片上發送。由於在本發明中生成了時隙坐標，將發送側和接收側數據在不同的時間片上時分復用成型濾波器，因此發送側和接收側無需再單獨設置成型濾波器，減少了計算單元和存儲單元的數量，從而降低了成型濾波器的成本。


此處所說明的附圖用來提供對本發明的進ー步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖I為本發明提供的一種時分復用濾波過程；圖2A為TDD-LTE系統中協議ー種幀格式示意圖；圖2B為TDD-LTE系統中協議另ー種幀格式示意圖；圖3為本發明使用的TDD-LTE系統協議的時隙配置信息示意圖；圖4為本發明提供的該時分復用濾波裝置的結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚、明白，以下結合附圖和實施例，對本發明進行進一歩詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用幹限定本發明。本發明為了有效的節省成型濾波器的計算單元和存儲單元的數量，提供了ー種時分復用濾波方法及裝置。圖I為本發明提供的ー種時分復用濾波過程，該過程包括以下步驟SlOl :根據時分雙エ長期演進TDD-LTE系統基帶數據碼片速率，及TDD-LTE系統幀結構，生成進行數據發送和接收的時隙坐標。生成進行數據發送和接收的時隙坐標，包括根據TDD-LTE系統幀結構，以及所述TDD-LTE系統基帶數據碼片速率，將每N個TDD-LTE系統基帶數據碼片速率作為時鐘速率，生成進行數據發送和接收的時隙坐標，其中N為不小於I的整數，該時隙坐標包括幀指示信息、子幀指示信息、時隙指示信息和碼片指示信息。S102:根據生成的時隙坐標，在相應的時間片接收發送側和接收側數據。其中，該接收發送側和接收側數據包括接收接收前級模塊和發送前級模塊處理後的數據。S103 :將接收到的數據合併後進行成型濾波，並根據生成的時隙坐標，解析成型濾波後的數據並在相應的時間片上發送。具體的將接收到的數據進行成型濾波，包括根據生成的時隙坐標，以及當前系統時隙配置信息，將時間片上接收到的接收側前級處理數據和發送側基帶數據合井，以N個TDD-LTE系統基帶數據碼片速率輸入到成型濾波器進行濾波。本發明中該基於時分復用的濾波方法，接收接收前級模塊和發送前級模塊處理後的數據，對該數據進行時分復用濾波處理，並將濾波處理後的數據發送給接收後級模塊和發送後級模塊進行後續處理。其中接收前級模塊和發送前級模塊包括接收側前級處理模塊和發送側基帶處理模塊，接收後級模塊和發送後級模塊包括接收側基帶處理模塊和發射側後級處理模塊。根據生成的時隙坐標，解析成型濾波後的數據在相應的時間片上發送，包括根據生成的時隙坐標，以及系統當前的時隙配置信息，獲取時間片上濾波後及合併後的接收側前級處理數據和發送側基帶數據；解析該濾波及合併後的接收側前級處理數據和發送側基帶數據，獲取濾波後的接收側前級處理數據和發送側基帶數據，並在相應的時間片上發送。
由於在本發明中生成了時隙坐標，根據該時隙坐標，將發送側和接收側數據在不同的時間片上時分復用成型濾波器，因此發送側和接收側無需再單獨設置成型濾波器，減少了計算單元和存儲單元的數量，從而降低了成型濾波器的成本。具體的在本發明中根據時分雙エ無線通信系統中的幀結構的特點，確定時隙坐標。圖2A為本發明提供的TDD-LTE系統中ー種協議幀格式示意圖，根據圖2A所示可知，在ー個IOms無線巾貞中包括兩個5ms半巾貞,姆個半巾貞包括5個子巾貞,姆個子巾貞為Ims,分別為子幀O 子幀4和子幀5 子幀9，並且在每個半幀中包含特殊時隙，該特殊時隙包括下行導頻時隙(Downlink Pilot Time Slot,DwPTS)、保護間隔(Guard Period,GP)和上行導頻時隙(Uplink Pilot Time Slot, UpPTS),其中該特殊時隙分別位於第一個5ms半巾貞的子巾貞I中，及第ニ個5ms半幀的子幀6中。圖2B為TDD-LTE系統中協議另ー種幀格式示意圖，根據圖2B所示可知，在該IOms無線幀中包括10個子幀分別為子幀O 子幀9，每個子幀為Ims,並且在子幀I中包括特殊時隙DwPTS、GP和UpPTS。根據TDD-LTE系統基帶數據碼片速率VTDD_UE，確定濾波過程中的工作時鐘，其中エ作時鐘的速率Vm滿足Vm = N · VTDD_UE，其中N為不小於I的整數。根據確定的工作時鐘頻率，以及TDD-LTE系統的幀結構生成數據發送和接收的時隙坐標。其中生成的時隙坐標與圖中的2A及圖2B中TDD-LTE系統的幀格式相同，每個TDD-LTE系統基帶數據碼片持續
N 個 VCLK。按照TDD-LTE系統協議幀格式生成的時隙坐標，該時隙坐標中包括幀指示信息、子幀指示信息、時隙指示信息以及碼片指示信息等。根據生成的時隙坐標，在不同的時間片選擇發送和接收前級模塊的數據。具體的將發送前級模塊的數據CHt和接收前級模塊的數據CHK，根據工作時鐘速率Vclk轉換至Vm速率的CHT_aK和CHK_aK。根據生成的時隙坐標中的幀指示信息、子幀指示信息、時隙指示信息和碼片指示信息，以及當前系統的時隙配置情況，將時間片上離散的轉換為Vm速率的發送前級模塊的數據CHT_aK和接收前級模塊的數據CHK_aK，共2路數據組成時間片上I路數據CHTK_aK。由於在本發明中CHT_aK和CHK_aK的速率都根據Vm速率確定，並且Vclk為N倍的Vtdd.，因此兩路離散的發送數據CHT_aK和接收數據CHK_aK在組幀時不會在同ー時間片上衝突。在每個時間片上，將承載了發送數據和接收數據的I路數據CHTK_aK，以Vm速率發送到成型濾波器進行濾波，得到濾波後的數據CHtk_m_sf。由於在TDD-LTE系統中數據在成型濾波前後的速率不變，因此成型濾波器將濾波得到的數據CHtk_m_sf以Vm速率發送出去。根據生成的時隙坐標，以及系統當前的時隙配置信息，將每個時間片上連續的濾波後的I路chtk_m_sf數據解析至時間片上離散的濾波後的發送數據cht_m_sf和接收數據
CnE-CLK-S。將得到濾波後的發送數據和接收數據由Vm速率轉換至發送後模塊和接收後模塊的數據速率，得到發送數據CHT_SF和接收數據chk_sf。將得到的發送數據和接收數據發送至發送後級模塊和接收後級模塊。圖3為本發明使用的TDD-LTE系統協議的時隙配置信息示意圖，在TDD-LTE系統中包括7種時隙配置信息，具體如圖3所示，每個無線幀為10ms，每個子幀為1ms，其中在第ニ個子幀中包含特殊時隙，在每種時隙配置信息中黃色代表下行時隙，藍色代表上行時隙， 在下行時隙放置發送數據，在上行時隙放置接收數據。下面結合一個具體的實施例，對本發明進行詳細說明。TDD-LTE系統基帶數據在不同帶寬下碼片速率分別為7. 68M，15. 36M，30. 72M，現以TDD-LTE系統基帶數據碼片速率為30. 72M為例進行說明，這裡N取2，根據Vm =N · Vtdiwe可以得到濾波過程中的工作時鐘Vm = 61. 44M。根據確定的工作時鐘，以及圖2A及圖2B所示的TDD-LTE系統中協議幀格式，生成時隙坐標，其中TDD-LTE系統協議幀指示，以IOms為周期，子幀指示以Ims為周期，其中包括特殊時隙DwPTS、GP和UpPTS。時隙指示以O. 5ms為周期，碼片指示以2個61. 44M時鐘為周期。將接收到的發送前級模塊的數據和接收前級模塊的數據速率轉換為61. 44M的速率。在進行速率轉換的過程中，可以根據時鐘速率以及系統成型濾波需求進行適當變化，例如將IQ並行32bit轉換為IQ串行16bit等。將得到的61. 44M速率的數據，根據生成的時隙坐標，以及當前系統的時隙配置信息，例如圖3中的配置1，在下行時隙放置發送數據，在上行時隙放置接收數據，將2路離散的數據合併為I路連續的數據。將合併後的I路數據，在61. 44M時鐘速率下進行濾波。濾波後將濾波後的I路數據以61. 44M時鐘速率送出，其中濾波後的數據格式與濾波前的數據格式相同。當獲取了濾波後的I路數據後，根據生成的時隙坐標，以及當前系統的時隙配置，對接收到的數據進行解析，得到離散的2路濾波後的數據，其中該過程為上述將2路離散數據合併為I路連續數據的逆過程。獲得濾波後的2路離散數據後，將2路離散數據根據發送後級模塊以及接收後級模塊的速率要求進行轉換，轉換為相應速率的數據後，將每路數據的格式與後級模塊的格式進行適配，並將適配後的數據發送到發送後級模塊或接收後級模塊。由於在本發明中生成了時隙坐標，根據該時隙坐標，將發送側和接收側數據在不同的時間片上時分復用成型濾波器，因此發送側和接收側無需再單獨設置成型濾波器，減少了計算單元和存儲單元的數量，從而降低了成型濾波器的成本。具體的在本發明中該時分復用濾波方法基於時分復用濾波裝置實現，圖4為本發明提供的該時分復用濾波裝置的結構示意圖，該裝置包括時隙坐標計算模塊41，用於根據時分雙エ長期演進TDD-LTE系統基帶數據碼片速率，及TDD-LTE系統幀結構，生成進行數據發送和接收的時隙坐標，將生成的時隙坐標發送到組幀輸入控制模塊及解幀輸出控制模塊；組幀輸入控制模塊42，用於根據生成的時隙坐標，在相應的時間片接收發送側和接收側數據；成型濾波模塊43，用於將接收到的數據合併後進行成型濾波；解幀輸出控制模塊44，用於根據生成的時隙坐標，解析成型濾波後的數據並在相應的時間片上發送。所述時隙坐標計算模塊41，具體用於根據TDD-LTE系統幀結構，以及所述TDD-LTE系統基帶數據碼片速率，將每N個TDD-LTE系統基帶數據碼片速率作為時鐘速率，生成進行數據發送和接收的時隙坐標，其中N為不小於I的整數，該時隙坐標包括幀指示信息、子幀指示信息、時隙指示信息和碼片指示信息。 組幀輸入控制模塊42，具體用於接收接收前級模塊和發送前級模塊處理後的數據。所述組幀輸入控制模塊42，具體用於根據生成的時隙坐標，以及當前系統時隙配置信息，將時間片上接收到的接收側前級處理數據和發送側基帶數據合井，以N個TDD-LTE系統基帶數據碼片速率輸入到成型濾波器進行濾波。所述解幀輸出控制模塊44，具體用於根據生成的時隙坐標，以及系統當前的時隙配置信息，獲取時間片上濾波後及合併後的接收側前級處理數據和發送側基帶數據；解析該濾波及合併後的接收側前級處理數據和發送側基帶數據，獲取濾波後的接收側前級處理數據和發送側基帶數據，並在相應的時間片上發送。本發明提供了一種時分復用濾波方法及裝置，該方法根據TDD-LTE系統基帶數據碼片速率，生成進行數據發送和接收的時隙坐標，井根據該時隙坐標在相應的時間片接收發發送側和接收側數據，將接收到的數據進行成型濾波，並解析濾波後的數據在相應的時間片上發送。由於在本發明中生成了時隙坐標，將發送側和接收側數據在不同的時間片上時分復用成型濾波器，因此發送側和接收側無需再單獨設置成型濾波器，減少了計算單元和存儲單元的數量，從而降低了成型濾波器的成本。上述說明示出並描述了本發明的ー個優選實施例，但如前所述，應當理解本發明並非局限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、修改和環境，並能夠在本文所述發明構想範圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和範圍，則都應在本發明所附權利要求的保護範圍內。
權利要求
1.一種時分雙工復用濾波方法，其特徵在於，所述方法包括 根據時分雙工長期演進TDD-LTE系統基帶數據碼片速率，及TDD-LTE系統幀結構，生成進行數據發送和接收的時隙坐標； 根據生成的時隙坐標，在相應的時間片接收發送側和接收側數據； 將接收到的數據合併後進行成型濾波； 根據生成的時隙坐標，解析成型濾波後的數據並在相應的時間片上發送。
2.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述生成進行數據發送和接收的時隙坐標，包括 根據TDD-LTE系統幀結構，以及所述TDD-LTE系統基帶數據碼片速率，將每N個TDD-LTE系統基帶數據碼片速率作為時鐘速率，生成進行數據發送和接收的時隙坐標，其中N為不小於I的整數，該時隙坐標包括幀指示信息、子幀指示信息、時隙指示信息和碼片指不 目息。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述發送側和接收側數據包括接收前級模塊和發送前級模塊處理後的數據。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述將接收到的數據合併後進行成型濾波，包括 根據生成的時隙坐標，以及當前系統時隙配置信息，將時間片上接收到的接收側前級處理數據和發送側基帶數據合併，以N個TDD-LTE系統基帶數據碼片速率輸入到成型濾波器進行濾波。
5.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述根據生成的時隙坐標，解析成型濾波後的數據並在相應的時間片上發送，包括 根據生成的時隙坐標，以及系統當前的時隙配置信息，獲取時間片上濾波後及合併後的接收側前級處理數據和發送側基帶數據； 解析該濾波及合併後的接收側前級處理數據和發送側基帶數據，獲取濾波後的接收側前級處理數據和發送側基帶數據，並在相應的時間片上發送。
6.一種時分雙工復用濾波裝置，其特徵在於，所述裝置包括 時隙坐標計算模塊，用於根據時分雙工長期演進TDD-LTE系統基帶數據碼片速率，及TDD-LTE系統幀結構，生成進行數據發送和接收的時隙坐標，將生成的時隙坐標發送到組幀輸入控制模塊及解幀輸出控制模塊； 組幀輸入控制模塊，用於根據生成的時隙坐標，在相應的時間片接收發送側和接收側數據； 成型濾波模塊，用於將接收到的數據合併後進行成型濾波； 解幀輸出控制模塊，用於根據生成的時隙坐標，解析成型濾波後的數據並在相應的時間片上發送。
7.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述時隙坐標計算模塊，具體用於根據TDD-LTE系統幀結構，以及所述TDD-LTE系統基帶數據碼片速率，將每N個TDD-LTE系統基帶數據碼片速率作為時鐘速率，生成進行數據發送和接收的時隙坐標，其中N為不小於I的整數，該時隙坐標包括幀指示信息、子幀指示信息、時隙指示信息和碼片指示信息。
8.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，組幀輸入控制模塊，具體用於接收接收前級模塊和發送前級模塊處理後的數據。
9.如權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述組幀輸入控制模塊，具體用於根據生成的時隙坐標，以及當前系統時隙配置信息，將時間片上接收到的接收側前級處理數據和發送側基帶數據合併，以N個TDD-LTE系統基帶數據碼片速率輸入到成型濾波器進行濾波。
10.如權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述解幀輸出控制模塊，具體用於根據生成的時隙坐標，以及系統當前的時隙配置信息，獲取時間片上濾波後及合併後的接收側前級處理數據和發送側基帶數據；解析該濾波及合併後的接收側前級處理數據和發送側基帶數據，獲取濾波後的接收側前級處理數據和發送側基帶數據，並在相應的時間片上發送。
全文摘要
本發明公開了一種時分復用濾波方法及裝置，該方法根據TDD-LTE系統基帶數據碼片速率，生成進行數據發送和接收的時隙坐標，並根據該時隙坐標在相應的時間片接收發發送側和接收側數據，將接收到的數據進行成型濾波，並解析濾波後的數據在相應的時間片上發送。由於在本發明中生成了時隙坐標，將發送側和接收側數據在不同的時間片上時分復用成型濾波器，因此發送側和接收側無需再單獨設置成型濾波器，減少了計算單元和存儲單元的數量，從而降低了成型濾波器的成本。
文檔編號H04L25/03GK102833196SQ201110159319
公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月14日 優先權日2011年6月14日
發明者陳威, 曹臻, 邱昊 申請人:中興通訊股份有限公司