用于可编程数字下变频的方法和系统技术方案

本文提供了包括信号处理装置的可在宽范围的频率内操作的无线电通信设备。装置以预确定的样本率执行模数转换以生成数字信号，而独立于在该宽范围的频率内的所选择频率，并且对数字信号进行数字处理以在基带输出与所选择频带相关联的数据信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于可编程数字下变频的方法和系统
本专利技术一般涉及配置成使用可编程以适应多个频带的数字下变频，从收到的正交调制模拟信号提取数据信号的方法和系统。
技术介绍
现有无线电接收器使用模拟下变频器将射频(RF)信号转换成带有一个或多个更低中间频率(IF)的信号。模拟下变频器可具有外差（一个IF）、超外差（多个IF）或零IF体系结构（IF实际上是0Hz）。模拟下变频器遭受到模拟损害，如模拟变化性（例如，分量到分量变化性、温度变化性、电压变化性和由于老化的变化性）和不灵活性（即，设计成对诸如880-915MHz等特定频带有效操作的模拟下变频器对于诸如1920-1980MHz等其它频带表现不佳）。一些模拟下变频器也受其它问题影响（但并非所有体系结构具有所有以下列出的问题）：频率内变化（相位和幅度）、正交不平衡（同相分量泄漏到正交分量中或反之亦然）、增益不平衡、DC偏置及有限的镜像抑制(imagerejection)。这些损害和问题当前使得难以设计能够处理频率跨宽频率范围的射频信号的模拟下变频器（例如，对880-915MHz频带和对1920-1980MHz频带均操作良好）。商业可用的数字下变频器无意也不能将直接采样射频信号下变频到基带(0Hz)。通常，假设输入这些数字下变频器的模拟信号在信号处理链的前一模拟段中已进入中间频率。相应地，最好是提供避免上述问题和缺陷的装置、系统和方法。
技术实现思路
一个目的是克服前一部分中所述的一些缺陷，并且提供能够在包括多个预确定的频带的宽范围的频率内操作的方法和装置。一个或多个独立权利要求项有利地在从收到的正交调制模拟信号提取数据信号方面提供降低的成本和可靠性。根据一个示范实施例，可在宽范围的频率内操作的无线电通信设备包括信号处理装置，信号处理装置配置成接收模拟信号，以预确定的样本率执行模数转换而独立于在宽范围的频率内的所选择频带，并且输出在基带的数据信号，同时在数字信号处理期间集中在所选择频带。根据另一示范实施例，提供了一种处理正交调制的模拟信号以输出基带数字数据信号，同时在数字信号中集中在宽范围的频率内所选择频带的方法。方法包括对收到的模拟信号进行滤波以输出包括具有在预确定的频率范围中的频率的分量的滤波模拟信号。方法还包括以预确定的样本率将滤波模拟信号转换成数字信号，并且解调数字信号以输出复数字信号。方法还包括对复数字信号进行滤波以在复数据信号中包括单一镜像。方法也包括对滤波复数字信号进行下采样，以生成包括在滤波复数字信号中N个连续样本的每个群组的一个样本的下采样复信号，其中，N是大于或等于二的整数，并且取决于所选择频带。方法还包括从下采样复信号提取复基带数据信号。根据另一示范实施例，一种处理调制模拟信号的方法包括以某个样本率将模拟信号转换成数字信号，而独立于多个预确定的频带的目标频带。方法还包括正交解调数字信号以输出复信号。方法也包括滤波，对滤波复信号进行下采样以输出在输入数字信号中N个连续样本的每个群组的一个样本，其中，N是大于或等于二的整数，并且取决于预确定的频带的所选择频带，滤波和下采样使用多相滤波器执行。根据另一示范实施例，一种制造可在包括多个频带的宽频率范围内操作的无线电通信系统的方法包括在衬底上在模数转换器与基带调谐器之间安装正交解调器、复信道滤波器和下采样器。方法还包括安装频带选择器，频带选择器配置成提供与多个频带中目标频带有关的操作参数到复信道滤波器和下采样器。根据另一示范实施例，一种制造可在包括多个频带的宽频率范围内操作的无线电通信系统的方法包括在衬底上在模数转换器与基带调谐器之间安装正交解调器和多相滤波器。方法还包括安装频带选择器，频带选择器配置成提供与多个频带中目标频带有关的操作参数到多相滤波器。附图说明附图结合在说明书中并构成其一部分，示出一个或多个实施例，并与描述一起解释这些实施例。在图中：图1是根据一示范实施例、配置成接收模拟信号、对采样模拟信号进行数字下变频以及输出在基带的数字信号的设备的示意图；图2A表示根据一示范实施例、由设备的模拟滤波器输出的信号的频谱；图2B表示根据一示范实施例、由设备的模数转换器输出的信号的频谱；图2C表示根据一示范实施例、由设备的正交解调器输出的复信号的频谱；图2D表示根据一示范实施例、由设备的复信道选择滤波器输出的复滤波信号的频谱；图2E表示根据一示范实施例、由设备的数字下变频器输出的复信号的频谱；图2F表示根据一示范实施例、由设备的复基带调谐器输出的复数据信号的频谱；图3是根据另一示范实施例的设备的示意图；图4是示出根据一示范实施例、在处理正交调制模拟信号以输出数字数据信号的方法中执行的步骤的流程图；图5是根据一示范实施例、在无线电通信系统中装置的示意图；图6是示出根据一示范实施例、在处理调制模拟信号的方法中执行的步骤的流程图；图7是流程图，示出根据一示范实施例、在制造可在包括多个频带的宽频率范围内操作的无线电通信系统的方法中执行的步骤；以及图8是流程图，示出根据另一示范实施例、在制造可在包括多个频带的宽频率范围内操作的无线电通信系统的方法中执行的步骤。具体实施方式示范实施例的以下描述参照附图。不同图形中的相同标号识别相同或类似的单元。以下详细描述不限制本专利技术。相反，本专利技术的范围由随附权利要求定义。为简明起见，下面的实施例根据射频接收器的术语和结构进行论述。然而，随后要论述的实施例并不限于这些系统，而是可应用到配置成处理射频信号的其它系统。说明书通篇对“一个实施例”或“一实施例”的引用指结合一实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本专利技术的至少一个实施例中。因此，在说明书通篇各个位置出现的“在一个实施例”或“在一实施例中”短语不一定全部指同一实施例。此外，特定的特征、结构或特性可在一个或多个实施例中以任何适合的方式组合。下文所述方法和设备通过例如组合数字正交解调、数字滤波、抽取采样信号造成的混叠(aliasing)及数字复调谐，实现了在宽范围的频率内以预确定的样本率采样的无线电信号的灵活数字下变频。为便于说明而不是限制，根据一示范实施例，图1所示设备100配置成接收正交调制模拟无线电信号，并且输出基带数据信号。图1所示设备100包括模拟滤波器110、模数转换器(ADC)120、正交解调器130、复信道选择滤波器140、数字下采样器150及基带调谐器160。模拟滤波器110配置成接收正交调制模拟无线电信号，并且对收到的模拟信号进行滤波以只通过具有在尼奎斯特区域的部分或所有频率范围中的频率的分量，在尼奎斯特区域中，模数转换器(ADC)120提供足够的性能。尼奎斯特区域被定义为具有等于采样频率(Fs)的一半的带宽。频率域包括无限数量的此类区域。例如，在正频率域中，第一尼奎斯特区域是从“0”频率（即，DC）到Fs/2，第二尼奎斯特区域是从Fs/2到Fs，第三尼奎斯特区域是从Fs到3Fs/2等。假设目标频带的镜像大约在频率Fa，图2A表示由模拟滤波器110输出的滤波信号的频谱。ADC120配置成以采样频率Fs对模拟滤波器110输出的模拟滤波信号进行采样。最近，具有高样本率和样本的增大精度的ADC装置已变得可用。根据尼奎斯特采样理论，如果至少如其频率两倍快对模拟信号进行采样，则在重构信号时不丢失信息。模拟信号具有高于样本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种可在宽范围的频率内操作的无线电通信设备，包括：信号处理装置，配置成接收模拟信号，以预确定的样本率执行模数转换以生成数字信号，而独立于在所述宽范围的频率内的所选择频带，并且对所述数字信号进行数字处理以在基带输出与所述所选择频带相关联的数据信号，其中，所述信号处理装置包括：模拟滤波器，配置成对所接收的模拟信号进行滤波以只通过具有尼奎斯特区域的部分或所有频率范围中频率的分量；模数转换器，配置成以所述预确定的样本率对所滤波的模拟信号进行采样，并且输出所述数字信号；正交解调器，配置成执行所述数字信号的正交解调，并且输出包括复数据信号和所述复数据信号的镜像的复信号；复信道选择滤波器，配置成接收所述复数据信号，并且输出包括仅所述复数据信号或所述复数据信号的所述镜像之一的滤波复信号；数字下采样器，配置成接收所述滤波复信号并且生成包括在所述滤波复信号中N个连续样本的每个群组的一个样本的下采样复信号，其中N是大于或等于二的整数，并且取决于所选择频带；以及复基带调谐器，配置成接收所述下采样复信号，并且输出复基带数据信号。2.如权利要求1所述的无线电通信设备，还包括：频带选择器，至少连接到所述数字下采样器，并且配置成提供有关所选择频带的信息。3.如权利要求1所述的无线电通信设备，其中所述复信道选择滤波器配置成滤除具有在取决于所选择频带的范围中的频率的所述收到的复数据信号的分量。4.如权利要求1所述的无线电通信设备，其中所述数字下采样器配置成选择取决于所选择频带的数字N。5.如权利要求1所述的无线电通信设备，其中所述数字下采样器配置成为具有是2的次幂的值的数字N进行操作。6.如权利要求1所述的无线电通信设备，其中所述预确定的样本率大于1GSps。7.如权利要求1所述的无线电通信设备，还包括：速率更改滤波器，连接到所述基带调谐器，并且配置成将输入所述速率更改滤波器并且具有所述预确定样本率的数字信号转换成以所述预确定样本率的一部分采样的数字信号。8.一种可在宽范围的频率内操作的无线电通信设备，包括：信号处理装置，配置成接收模拟信号，以预确定的样本率执行模数转换以生成数字信号，而独立于在所述宽范围的频率内的所选择频带，并且对所述数字信号进行数字处理以在基带输出与所述所选择频带相关联的数据信号，其中，所述信号处理装置包括：模拟滤波器，配置成对所接收的模拟信号进行滤波以只通过具有尼奎斯特区域的部分或所有频率范围中...

【专利技术属性】
技术研发人员：BJ莫里斯，LJ索尔贝克，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：
国别省市：