[发明专利]一种物联网窄带信号的接收系统及方法

说明书

本申请公开了一种物联网窄带信号的接收系统。接收天线及射频器件用来接收射频信号，并由UE配置接收频点；每个子帧的接收频点均被配置为LTE小区带宽的频率范围的中心频点。下变频模块将接收天线及射频器件接收到的射频信号通过下变频转换为基带信号。模数转换模块将基带信号转换为高采样率的数字信号。频率搬移模块将高采样率的数字信号中的窄带信号搬移到零频位置。降采样模块将零频位置的窄带信号从高采样率信号降为低采样率信号并过滤掉直流分量。数字信号处理模块对降采样后的窄带信号进行信道估计、解调、解码，获得其中的数据信息。本申请通过频率搬移和降采样来规避窄带切换和直流分量带来的不利影响，克服了传统的窄带信号接收方式的缺点。

技术领域

本申请涉及一种针对物联网（Internet of Things，IoT）协议的窄带信号的接收系统及方法。

背景技术

在eMTC（enhanced Machine Type Communication，增强机器类型通信）、NB-IoT（Narrow Band IoT，窄带物联网）等物联网协议中，eNB（eNodeB，基站）使用LTE小区的一部分带宽给UE（User Equipment，用户设备）发送窄带（Narrow Band）信号，并且存在连续两个下行子帧之间发生窄带切换的场景。

请参阅图1，这是现有的物联网窄带信号接收系统的接收频点的示意图。窄带信号n是eNB在子帧n发送给UE的下行信号，窄带信号n的带宽是子帧n的LTE小区带宽的一部分。窄带信号n+1是eNB在子帧n+1发送给UE的下行信号，窄带信号n+1的带宽是子帧n+1的LTE小区带宽的一部分。可以发现，窄带信号n和窄带信号n+1处于不同的频域位置（纵坐标不同），并在子帧n和子帧n+1的边界处发生了切换。传统的UE以窄带信号的中心频点作为每个子帧的接收频点，这样的接收方式有以下两个缺点。

缺点一：当窄带信号在连续两个下行子帧的边界处发生切换时，UE也需要改变其接收频点。由于UE的射频器件在切换频点后需要一段时间才能稳定到正常工作状态，所以在接收频点发生变化后的一段时间内下行数据无法被UE正确接收到，这个不稳定时段位于图1中的窄带信号n+1的起始位置。这会降低UE对窄带信号n+1的接收性能。

缺点二：请参阅图2，当UE接收的窄带信号下变频到基带（零频）信号后，在零频位置会引入直流分量。而窄带信号在零频位置附近的子载波m、子载波n均与直流分量有部分重叠，这两个子载波m和n上的数据会被直流分量干扰，因此降低了UE对窄带信号的接收性能。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种物联网窄带信号的接收系统，能够克服上述两个缺点。为此，本申请还要提供一种物联网窄带信号的接收方法。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种物联网窄带信号的接收系统，包括接收天线及射频器件、下变频模块、模数转换模块、频率搬移模块、降采样模块和数字信号处理模块。所述接收天线及射频器件用来接收射频信号，并由UE配置接收频点；每个子帧的接收频点均被配置为LTE小区带宽的频率范围的中心频点。所述下变频模块将接收天线及射频器件接收到的射频信号通过下变频转换为基带信号。所述模数转换模块将基带信号转换为高采样率的数字信号。所述频率搬移模块将高采样率的数字信号中的窄带信号搬移到零频位置。所述降采样模块将零频位置的窄带信号从高采样率信号降为低采样率信号并过滤掉直流分量。所述数字信号处理模块对降采样后的窄带信号进行信道估计、解调、解码，从而获得窄带信号中的数据信息。

上述物联网窄带信号的接收系统保持各下行子帧的接收频点不变且与窄带信号的频率范围无关，通过频率搬移和降采样来规避窄带切换和直流分量带来的不利影响，从而克服了传统的窄带信号接收方式的缺点。

进一步地，所述下变频模块输出的基带信号在零频位置引入直流分量，但窄带信号所有的子载波和零频位置的直流分量均没有重叠。这是下变频模块的一种具体实现方式。