專(zhuān)利名稱：下混合無(wú)線裝置所接收射頻信號(hào)至基帶的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與用于被一無(wú)線裝置所接收的射頻信號(hào)的下混合的一裝置與一方法有關(guān)。所述裝置整合于一無(wú)線接收器級(jí)中。
背景技術(shù)：
時(shí)分多任務(wù)系統(tǒng)的移動(dòng)無(wú)線接收器級(jí)，例如GSM/EDGE或IS-136必須以盡可能小的雜信以及盡可能小的其它干擾處理相對(duì)窄帶(Narrowband)的信號(hào)，其中在鄰近頻率上的干擾信號(hào)是疊加的。
本發(fā)明與移動(dòng)無(wú)線接收器級(jí)的部分有關(guān)，藉由本發(fā)明，在天線書(shū)輸入端的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成在基帶上的一數(shù)字取樣信號(hào)。所述的移動(dòng)無(wú)線接收器級(jí)部分包含尤其是用于頻率轉(zhuǎn)換的混合裝置，兩個(gè)用以取樣對(duì)比信號(hào)的九十度相位差(quadrature)部分的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器級(jí)，以及用于數(shù)字信號(hào)的另一處理程序的數(shù)字電路。藉由這樣程序所處理的信號(hào)稍后供應(yīng)到一均衡器級(jí)(equalizer)。
近年來(lái)，零差(homodyne)接收器級(jí)對(duì)于頻率轉(zhuǎn)換變得越來(lái)越最重要。缺少具有外差接收器級(jí)的中間的頻率階段能夠達(dá)成更大的芯片整合，因而使成本降低。同樣地，由于成本降低的原因，純粹的CMOS技術(shù)更經(jīng)常用來(lái)取代BiCMOS技術(shù)。
然而，所述的零差接收器級(jí)在由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器級(jí)取樣的信號(hào)中卻具有信號(hào)干擾的缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)列舉如下-所述CMOS技術(shù)導(dǎo)致1/f的雜信加到所述信號(hào)上。
-在混合器級(jí)的接合與第二階的非線性造成巨大的DC電壓干擾信號(hào)(DC偏移)。
-第二階的非線性也造成在鄰近信道的干擾信號(hào)的包絡(luò)線耦接到基帶。在異步網(wǎng)絡(luò)中，這造成在基帶上的一斜面波道(ramp)形式的信號(hào)干擾。GSM標(biāo)準(zhǔn)提供接收器級(jí)對(duì)這樣干擾的敏感度的一特定測(cè)試。這個(gè)所謂的“調(diào)幅抑制測(cè)試(AM suppression test)”已詳細(xì)描述于“GSMrecommendation 05.05 version 8.5.0”ETSI，July 2000。
假如無(wú)線信號(hào)直接混合到其被取樣的基帶，所述干擾信號(hào)發(fā)生約0Hz，因此位于所要信號(hào)的中心位置。這樣無(wú)須任何的中間階段的下混合無(wú)線信號(hào)方式可參照專(zhuān)門(mén)的參考文獻(xiàn)，例如“Zero IF(intermediate frequency)sampling”。而這個(gè)方式另一個(gè)替代方案，所謂的“低中頻采樣(low IFsampling)”中，信號(hào)首先下混合到一低中頻并在混合到基帶前進(jìn)行取樣。在這個(gè)例子中，干擾來(lái)源發(fā)生于負(fù)中頻(中間頻率)。根據(jù)所述“低中頻”頻率的選擇，所述的接近DC的干擾來(lái)源結(jié)果根本不再位于所要的頻譜上，或只位于所要頻譜的邊緣上。
一“低中頻”架構(gòu)主要的缺點(diǎn)在于鏡面影像頻譜的產(chǎn)生，該現(xiàn)象是由在九十度相位差成分中的增益誤差與相位誤差所形成。在一過(guò)高的中間頻率的例子中，例如，超過(guò)110kHz的例子中，來(lái)自一不直接相鄰且程度參照GSM標(biāo)準(zhǔn)可能超過(guò)所要的信號(hào)41dB的干擾源的頻譜可能會(huì)反射到所要的頻譜中。一中間頻率大約100kHz通常被選來(lái)作為一折衷的頻率。在這樣的情況下，所述的中間頻率通常不從一起始點(diǎn)來(lái)定義而是設(shè)計(jì)成使得其可以調(diào)整于1或2kHz的等級(jí)。
然而，如上所述的中間頻率對(duì)于符號(hào)率通常并不具有一簡(jiǎn)單的比例，在GSM標(biāo)準(zhǔn)中，這個(gè)比例為13MHz/48。因?yàn)槿勇蕿樗龅姆?hào)率的倍數(shù)，因此所述中間頻率對(duì)于所述的取樣率也不具有一簡(jiǎn)單比例。因此，到基帶的數(shù)字轉(zhuǎn)換通常是復(fù)雜的。此外，用以制造RF芯片的CMOS技術(shù)并不適合用于復(fù)雜的數(shù)字電路。因此，所述的取樣與數(shù)字處理必須在基帶芯片上完成。然而，這是不具優(yōu)勢(shì)的，因?yàn)樗龅臄?shù)字處理是高度相關(guān)于所述的RF架構(gòu)，因此所述的基帶芯片必須提供所有可實(shí)行于RF架構(gòu)的變化。
在傳統(tǒng)的近代移動(dòng)無(wú)線接收器級(jí)中，無(wú)線裝置所接收的射頻信號(hào)直接利用所述的“零點(diǎn)中頻(Zero IF)”程序而混合到基帶，其中所述信號(hào)是經(jīng)過(guò)取樣的。圖1表示在一移動(dòng)無(wú)線接收器級(jí)在基頻上的典型信號(hào)處理的區(qū)塊圖。由一RF混合器級(jí)(沒(méi)有表示于圖1中)所產(chǎn)生的一模擬基帶信號(hào)傳送到一硬件電路1，在該硬件電路1上，所述的模擬基帶信號(hào)藉由一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器級(jí)2而轉(zhuǎn)換成一數(shù)字基帶信號(hào)。這通常是利用一具有高取樣頻率，例如13MHz或26MHz的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器級(jí)而達(dá)成。相較于所述的GSM標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)率，這分別對(duì)照到一48或96比例的過(guò)取樣率。
所述過(guò)取樣的基帶信號(hào)的取樣值通常藉由多比率的批次抽樣(decimation)濾波器級(jí)電路3而進(jìn)行批次抽樣。所述的基帶信號(hào)隨后傳送信道一低通濾波器級(jí)4。
其它的基帶信號(hào)處理，例如DC補(bǔ)償、信道估算、信道均衡以及信道譯碼都在一數(shù)字信號(hào)處理5上完成。
如圖1所示的執(zhí)行程序允許最小復(fù)雜度的數(shù)字電路的使用。然而，這樣的電路對(duì)于干擾，例如1/f的雜信、DC偏移以及第二階非線性度的干擾并不夠可靠。
圖2表示用于基帶接收的一“低中頻”架構(gòu)形式的電路裝置區(qū)塊圖，如同D.Redmond于IS SCC 2002所提出的“A GSM/GPRS Mixed-SignalBaseband IC”。
已藉由一RF混合器級(jí)(沒(méi)有表示于圖2中)而轉(zhuǎn)換到一“低中頻”頻率得一模擬的中間頻率信號(hào)首先通過(guò)一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器級(jí)6已轉(zhuǎn)換成一數(shù)字中間頻率信號(hào)。
所述已被以一高過(guò)取樣因子取樣的數(shù)字中間頻率信號(hào)在一多比率的批次抽樣濾波器級(jí)電路7上被批次抽樣成一2倍的過(guò)取樣因子。所述的多比率批次抽樣濾波器級(jí)電路7為了達(dá)成這個(gè)目的而串接到低通濾波器級(jí)8、9以及一高通濾波器級(jí)10。所述的低通濾波器級(jí)8、9分別是6階與51階的低通濾波器級(jí)。此外，所述濾波器級(jí)8、9分別透過(guò)一因子12或4降低各自的數(shù)字輸入信號(hào)的取樣值。而所述的高通濾波器級(jí)10則為一31接的高通濾波器級(jí)。
所述由多比率批次抽樣濾波器級(jí)電路7所發(fā)射出來(lái)的中間頻率信號(hào)被傳送到一數(shù)字混合器級(jí)11，以轉(zhuǎn)換這個(gè)仍處于“低中頻”頻率的中間頻率信號(hào)到一基帶。連接在所述的數(shù)字混合器級(jí)11的輸出端的另一個(gè)15階的低通濾波器級(jí)12過(guò)濾這些直接來(lái)自基帶信號(hào)的直接相鄰的信道干擾信號(hào)。其它的基帶信號(hào)處理程序則于一數(shù)字信號(hào)處理器級(jí)13上完成。
因?yàn)樵谌缟纤龅摹暗椭蓄l”架構(gòu)的情況中，所述的中間頻率被以一高過(guò)取樣的比率而輸入所述的多比率批次抽樣濾波器級(jí)電路7，而過(guò)取樣比率不會(huì)到達(dá)2的程度，除非在所述的多比率批次抽樣濾波器級(jí)電路7的輸出具有陡峭的邊緣以及線性的相位，因而需要復(fù)雜的濾波器級(jí)以用于高取樣率的多比率批次抽樣濾波器級(jí)電路7，已為了避免混疊效應(yīng)。
另一個(gè)轉(zhuǎn)化由無(wú)線裝置所接收的射頻信號(hào)到一基帶的可能方法即為以一高取樣率而下混合所述以轉(zhuǎn)換為一“低中頻”頻率的一中間頻率信號(hào)到一基帶。雖然這個(gè)方法降低了執(zhí)行濾波器級(jí)的復(fù)雜度，但是所使用的數(shù)字混合器級(jí)的復(fù)雜度仍然是非常高的。舉例來(lái)說(shuō)，假如下混合程序以一因子為4的過(guò)取樣比例來(lái)完成，那么所提供的混合器級(jí)的復(fù)雜度將會(huì)加倍。
綜合以上所述，本發(fā)明的一目的在于提供一種用于下混合無(wú)線裝置所接收的射頻信號(hào)到一基帶的裝置，其中所述裝置不僅具有低復(fù)雜程度而且能產(chǎn)生幾乎不具干擾的一基帶信號(hào)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于與前面所述裝置相同目的而且具有相同優(yōu)勢(shì)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的可以藉由如獨(dú)立權(quán)利要求1與權(quán)利要求9所述的技術(shù)特征而完成。本發(fā)明的較佳發(fā)展與修正可以藉由其它附屬的權(quán)利要求所述的技術(shù)特征來(lái)加以說(shuō)明。
根據(jù)本發(fā)明所提出的裝置，其用以下混合由無(wú)線裝置所接收的射頻信號(hào)到一基帶。根據(jù)本發(fā)明的裝置較佳者整合于用以接收射頻信號(hào)的移動(dòng)無(wú)線裝置上。
本發(fā)明的一主要構(gòu)想在于使下混合在“低中頻”的一中間頻率信號(hào)到基帶的程序能夠利用不同的取樣頻率而以兩階段來(lái)完成。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，根據(jù)本發(fā)明的裝置具有一第一、一第二以及一第三混合裝置，同時(shí)也包含一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器級(jí)。
所述的第一混合器級(jí)藉由一第一混合頻率而下混合所述的射頻信號(hào)到一第一模擬中間頻率信號(hào)。所述的第一模擬中間頻率信號(hào)較佳者具有一“低中頻”的頻率。藉由所述的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器級(jí)的取樣，從所述第一模擬中間頻率信號(hào)產(chǎn)生一第一數(shù)字中間頻率信號(hào)。所述的第二混合器級(jí)藉由一第二混合頻率而下混合所述的第一數(shù)字中間頻率信號(hào)到一第二數(shù)字中間頻率信號(hào)。最后，所述的第三混合器級(jí)利用一第三混合頻率產(chǎn)生一數(shù)字基帶信號(hào)。此外，所述的第二混合器級(jí)以一相較于第三混合器級(jí)用于取樣所述的第二數(shù)字中間頻率信號(hào)還高的取樣頻率，取樣所述的第一數(shù)字中間頻率信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，將所述的數(shù)字頻率轉(zhuǎn)換程序分成兩個(gè)階段可以使得根據(jù)本發(fā)明的裝置以非常低的復(fù)雜度來(lái)執(zhí)行?；鶐酒梢越逵梢粯?biāo)準(zhǔn)接口而接收以GSM符號(hào)速率、或者是兩倍的GSM符號(hào)速率取樣的一信號(hào)。結(jié)果，所述的基帶芯片不再像以前一樣需要支持所有可行的RF架構(gòu)。
在與習(xí)知的“零中頻”步驟的比較上，本發(fā)明所具有的優(yōu)勢(shì)在于其降低1/f雜信、DC偏移抑制以及AM抑制的需要。
在習(xí)知架構(gòu)中，已轉(zhuǎn)換到一“低中頻”頻率的一中間頻率信號(hào)是以一高取樣率而下混合到一基帶，然而本發(fā)明卻降低數(shù)字混合器級(jí)的復(fù)雜度50％。
所述的第二混合器級(jí)較佳者藉由一第一批次抽樣器級(jí)所形成。所述的第一批次抽樣器級(jí)降低第一數(shù)字中間頻率信號(hào)的取樣數(shù)值。因此，這樣可具有的優(yōu)勢(shì)在于所述的第二混合器級(jí)不再需要具有一高取樣頻率，因而可以設(shè)計(jì)成相當(dāng)簡(jiǎn)單的電路。
此外，將一第二批次抽樣器級(jí)連接到所述的第三混合器級(jí)的上游，以對(duì)第二數(shù)字中間頻率信號(hào)進(jìn)行批次抽樣也是具有優(yōu)勢(shì)的。這個(gè)方法表示所述的第三混合器級(jí)可以設(shè)計(jì)成相對(duì)成本低廉的混合器級(jí)，甚至是低效率的混合器級(jí)也沒(méi)關(guān)系，因?yàn)槠淙勇适窍鄬?duì)很低的。
所述的第一與第二批次抽樣器級(jí)相較于提供給如圖2所示的“低中頻”架構(gòu)所需要的批次抽樣器級(jí)可以是具有一相對(duì)低階的濾波器級(jí)的形式。
在本發(fā)明的一改良方案中，根據(jù)本發(fā)明提供給所述的第二混合器級(jí)所需要的用于第一數(shù)字中間頻率信號(hào)的下混合的混合頻率可以是預(yù)先決定的而且可以是固定的。這表示第三混合器級(jí)的混合頻率必須根據(jù)所選擇的“低中頻”頻率而設(shè)定。假如第二混合器級(jí)的固定混合頻率精巧地選擇，那么所述的混合器級(jí)便可以設(shè)計(jì)成相當(dāng)簡(jiǎn)單的形式。
根據(jù)本發(fā)明裝置的另一個(gè)較佳改良的替代方案中，所述用于第一數(shù)字中間頻率信號(hào)的下混合的第二混合器級(jí)的混合頻率，基本上滿足下列方程式f1＝fN/M/L(1)在方程式(1)中，f1表示第二混合器級(jí)的混合頻率，fN/M表示第二混合器級(jí)取樣所述第一數(shù)字中間頻率信號(hào)的取樣頻率，而L則表示一整數(shù)。尤其是，所述的整數(shù)小于等于12。
方程式(1)中所述的條件表示其可以產(chǎn)生第二混合器級(jí)的數(shù)值以使得一特定數(shù)值的正弦(sine)或余弦(cosine)數(shù)值可以事先運(yùn)算并儲(chǔ)存于一內(nèi)存中，以及使得這些數(shù)值可用于以所述的混合頻率f1混合所述的第一數(shù)字中間頻率信號(hào)。
本發(fā)明的另一個(gè)較佳的改良的替代方案的特征在于所述的第一數(shù)字中間頻率信號(hào)的頻率flowIF與所述的第二混合器級(jí)的混合頻率f1間的關(guān)系式可以下式來(lái)加以定義|flowIF-f1|f0f0＜＜200kHz(2)這表示所述的第二數(shù)字中間頻率信號(hào)非常接近“零中頻”的頻率。隨后所需要的是依第三混合器級(jí)用以校正所述的第二數(shù)字中間頻率信號(hào)的已知的頻率誤差。此外，所述的第二數(shù)字中間頻率信號(hào)的低頻率對(duì)于第二批次抽樣器級(jí)的低復(fù)雜度執(zhí)行方式是特別具有優(yōu)勢(shì)的。
所述的第一數(shù)字中間頻率信號(hào)是具有優(yōu)勢(shì)的一“低中頻”中間頻率信號(hào)。因此，它的頻率應(yīng)該不大于110kHz。
本發(fā)明的另一個(gè)較佳的改良的替代方案在于提供一特別簡(jiǎn)單改良的第二混合器級(jí)。因此所述的第二混合器級(jí)可以設(shè)計(jì)成具有實(shí)行加法與比特偏移運(yùn)算的單元。
與根據(jù)本發(fā)明的裝置一樣，根據(jù)本發(fā)明所提出的一種用于將無(wú)線裝置所接收的一射頻信號(hào)下混合到一基帶的裝置。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，所述的方法具有下列步驟(a)所述的射頻信號(hào)下混合到一“低中頻”的頻率下的一第一模擬中間頻率信號(hào)；(b)所述的第一模擬中間頻率信號(hào)經(jīng)取樣以產(chǎn)生一第一數(shù)字中間頻率信號(hào)；(c)所述的第一數(shù)字中間頻率信號(hào)下混合到一第二數(shù)字?jǐn)?shù)字中間頻率信號(hào)；以及(d)所述的第二數(shù)字?jǐn)?shù)字中間頻率信號(hào)下混合到一數(shù)字基帶信號(hào)(x4)，其中在步驟(c)中的下混合程序以一相較于步驟(d)的下混合程序還要高取樣頻率來(lái)實(shí)行。
與習(xí)知用于相同目的的方法相較，本發(fā)明所提供的方法具有如前述根據(jù)本發(fā)明的裝置所包含之優(yōu)勢(shì)。


圖1表示根據(jù)習(xí)知技術(shù)的用于“零中頻”架構(gòu)形式的基帶接收的一電路裝置的一區(qū)塊圖；圖2表示根據(jù)習(xí)知技術(shù)的用于“低中頻”架構(gòu)形式的基帶接收的一電路裝置的一區(qū)塊圖；圖3表示根據(jù)本發(fā)明的一較佳具體實(shí)施例的用于下混合無(wú)線裝置所接收的一射頻信號(hào)到一基帶的一電路裝置的一區(qū)塊圖；圖4表示所要的頻譜與干擾頻譜在與頻率f1下混合之前的位置的一圖式說(shuō)明；以及圖5表示所要的頻譜與干擾頻譜在與頻率f1下混合之后的位置的一圖式說(shuō)明。
附圖標(biāo)號(hào)的說(shuō)明1 硬件電路2 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器級(jí)3 批次抽樣濾波器級(jí)電路4 低通濾波器級(jí)5 數(shù)字處理器級(jí)6 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器級(jí)7 多比率批次抽樣濾波器級(jí)電路8 低通濾波器級(jí)9 低通濾波器級(jí)10高通濾波器級(jí)11數(shù)字混合器級(jí)12低通濾波器級(jí)13數(shù)字處理器級(jí)14模擬混合器級(jí)15模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器級(jí)16批次抽樣裝置17數(shù)字混合器級(jí)18批次抽樣裝置19數(shù)字混合器級(jí)20信道濾波器級(jí)21數(shù)字信號(hào)處理器級(jí)22所要信號(hào)頻譜23干擾信號(hào)頻譜24批次抽樣濾波器級(jí)的頻率響應(yīng)具體實(shí)施方式
根據(jù)本發(fā)明的一較佳具體實(shí)施例，圖3表示用于下混合無(wú)線裝置所接收的一射頻信號(hào)到一基帶的一電路裝置的一區(qū)塊圖。在這個(gè)實(shí)施例中，所使用的無(wú)線傳送是根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)所進(jìn)行的無(wú)線傳送。
如圖3所示的電路裝置具有一“低中頻(low IF)”的架構(gòu)，也就是說(shuō)由無(wú)線裝置所接收的一射頻信號(hào)藉由一模擬混合器級(jí)14轉(zhuǎn)換成一具有一“低中頻”頻率flowIF的模擬中間頻率信號(hào)。特別是所述的“低中頻”頻率是可變的。
所述的模擬中間頻率信號(hào)隨后再藉由一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器級(jí)15而轉(zhuǎn)換成一數(shù)字中間頻率信號(hào)x。所述的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器級(jí)15為了這個(gè)目的利用比GSM準(zhǔn)的符號(hào)率fGSM還要大于N倍的一取樣頻率fN對(duì)所述的類(lèi)表中間頻率信號(hào)進(jìn)行取樣。因此fN＝NfGSM(3)所述的N倍過(guò)度取樣的中間頻率信號(hào)x再經(jīng)一因子M而藉由一批次抽樣裝置16進(jìn)行批次抽樣。因此，所述的批次抽樣裝置16在其輸出端發(fā)射出具有一過(guò)取樣因子N/M的一中間頻率信號(hào)x1。在一較佳的具體實(shí)施例中，所選擇的批次抽樣因子為4。
由于輸入到所述的批次抽樣裝置16的中間頻率信號(hào)x具有高過(guò)度取樣因子，所述的批次抽樣裝置16可以利用低階濾波器級(jí)產(chǎn)生。
在所述的批次抽樣裝置16之后連接的是一數(shù)字混合器級(jí)17。所述的數(shù)字混合器級(jí)對(duì)具有一取樣頻率為fN/M的中間頻率信號(hào)x1進(jìn)行取樣。所述的取樣頻率fN/M由下列的定義方程式所決定fN/M＝N/M fGSM(4)所述的數(shù)字混合器級(jí)17以一固定的混合頻率f1混合輸入到其輸入端的中間頻率信號(hào)x1，因而產(chǎn)生另一中間頻率信號(hào)x2。所述的混合頻率f1可以選擇成滿足下列的兩個(gè)條件式f1＝fN/M/L＝NfGSM/ML，其中L為整數(shù)，且L12(5)|flowIF-f1|f0f0＜＜200kHz(6)以混合頻率f1下混合所述的中間頻率信號(hào)x1到所述的中間頻率信號(hào)x2可以藉由旋轉(zhuǎn)一角度Φ＝2π×f1/fN/M來(lái)表示x2[k]＝x1[k]ejkΦ1，其中k＝0，1，2，...，k-1(7)在方程式7中，k表示在一GSM-TDMA時(shí)槽中的數(shù)據(jù)符號(hào)數(shù)目。
一般而言，k的不同的正弦(sine)與余弦(cosine)值以及這些數(shù)值乘上所述的輸入信號(hào)的乘積都是需要的以為了建立如方程式(7)所述的關(guān)系式。然而，所述的正弦與余弦的數(shù)值藉由方程式(5)的條件而降低到少于2L個(gè)不同數(shù)值。例如，對(duì)于L＝10的情況下，只需要下列幾個(gè)數(shù)值
sin(kΦ1)∈{-0.9511；-0.5878；0；0.5878；0.9511} (8)cos(kΦ1)∈{-1；-0.8090；-0.3090；0.3090；0.8090；1} (9)這些數(shù)值可以藉由乘法運(yùn)算可以藉由加法與位偏移運(yùn)算加以取代的數(shù)字而足夠精確地估算。所述的數(shù)字混合器級(jí)17因此可以制造成具有一固定的混合頻率f1的一個(gè)非常簡(jiǎn)單的混合器級(jí)形式。
在方程式(6)中所描述的條件確保了以所述混合頻率f1而加以下混合的中間頻率信號(hào)x2非常接近于0Hz。這形成了一較不迫切的需要以用于在所述的數(shù)字混合器級(jí)17之后的另一個(gè)批次抽樣裝置18。所述的批次抽樣(decimation)裝置18批次抽樣所述的中間頻率信號(hào)x2因而產(chǎn)生具有一過(guò)取樣因子3的一中間頻率信號(hào)x3。
所述的中間頻率信號(hào)x3被傳送到另一數(shù)字混合器級(jí)19，以藉由一混合頻率f2下混合所述的中間頻率信號(hào)x3到基帶。因此，所述的混合頻率f2以下列的定義方程式來(lái)決定f2＝flowIF-f1(10)一基帶信號(hào)x4從所述的數(shù)字混合器級(jí)19的輸出端發(fā)出x4[k]＝x3[k]ejkΦ2，其中k＝0，1，2，...，k-1(11)Φ2＝2π(flowIF-f1)/(2fGSM) (12)為了混合所述的中間頻率信號(hào)x3到正確的頻率，所使用的方法即為在德國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)DE 199 48 899 A1的說(shuō)明書(shū)中所公開(kāi)，而且在該文獻(xiàn)中提出賴用于校正頻率誤差的方法。所列舉的公開(kāi)文獻(xiàn)已被列入本申請(qǐng)文本的已揭露文獻(xiàn)資料中。所述的方法為一疊代算法。每一透過(guò)角度Φ的循環(huán)藉由具有預(yù)定角度αk的微旋轉(zhuǎn)值R來(lái)加以近似αk＝arctan(2-k)k＝0，1，2，...，R-1(13)Φ≈σ0？α0+σ1？α1+...+σR-1？αR-1，αk＝±1(14)所述的數(shù)學(xué)符號(hào)σk控制所述的第k階的微選轉(zhuǎn)方向而且角度Φ以及從微選轉(zhuǎn)之前的K-1的選轉(zhuǎn)角度所決定。每一微選轉(zhuǎn)可以藉由如下式的單一偏移-加法運(yùn)算來(lái)產(chǎn)生，其中xI表示I成分，而xQ則表示Q成分xIk＝xIk-1-σK2-kxQk-1(15)xQk＝σK2-kxIk-1+xQk-1(16)所述的角度近似值的精確度可以藉由疊的的次數(shù)來(lái)決定。
以這樣方式所產(chǎn)生的基帶信號(hào)x4被傳送到一信道濾波器級(jí)20，其接在所述的數(shù)字混合器級(jí)19之后。一數(shù)字信號(hào)處理器級(jí)21隨后完成其它的處理程序。
為了更清楚地說(shuō)明，圖3并沒(méi)有圖標(biāo)說(shuō)明復(fù)數(shù)信號(hào)分離成九十度相位差的成分I與Q。然而，像這樣分成兩個(gè)信號(hào)路徑的分離可以提供于這個(gè)裝置上。
下面的說(shuō)明中將將呈現(xiàn)混合與取樣頻率的數(shù)值的具體實(shí)施例“低中頻”-頻率flowIF＝100kHz數(shù)字混合器級(jí)17的取樣頻率4×fGSM數(shù)字混合器級(jí)19的取樣頻率2×fGSM混合頻率f4＝4×fGSM×10混合頻率f2＝-8.333kHz上述所提到的數(shù)值可以作為數(shù)字混合器級(jí)17在數(shù)值cos(0)、cos(π/5)、cos(2π/5)、sin(π/5)、sin(2π/5)的基礎(chǔ)下施行中間頻率信號(hào)x1的下混合程序的基礎(chǔ)。
圖4與圖5以圖標(biāo)方式表示所要的頻譜與干擾頻譜在與固定的混合頻率f1在下混合之前與之后的位置。所述的所要信號(hào)的頻譜在這個(gè)例子中以圖標(biāo)符號(hào)22來(lái)表示，而所述的干擾信號(hào)頻譜則以圖標(biāo)符號(hào)23來(lái)表示。所述的批次抽樣濾波器級(jí)的頻率響應(yīng)則以圖標(biāo)符號(hào)24來(lái)表示。
圖4表示在經(jīng)過(guò)M次的批次抽樣之后而已轉(zhuǎn)換為中間頻率flowIF的中間頻率信號(hào)。假如所述的目的是為了在沒(méi)有任何對(duì)于取樣頻率2fGSM產(chǎn)生混疊效應(yīng)的情況下，批次抽樣所述的中間頻率信號(hào)，那么具有一非常陡峭瞬時(shí)區(qū)域的一濾波器級(jí)將需要使用以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。為了這樣的原因，如圖4中所述的中間頻率信號(hào)首先根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，先與所述的混合頻率f1進(jìn)行下混合，并在隨后往“零中頻”頻率靠近，如同圖5所示。所述從0Hz開(kāi)始的小頻率偏移f2可以為一低取樣頻率而進(jìn)行修正。這個(gè)手段降低了下游端的濾波器級(jí)的頻率響應(yīng)的需要的急切性。結(jié)果，一低階濾波器級(jí)可以用于所述的批次抽樣裝置18已為了批次抽樣所述的中間頻率信號(hào)x2到一取樣頻率2fGSM而不造成任何混疊效應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種用以將無(wú)線裝置所接收的一射頻信號(hào)下混合到一基帶的裝置，其具有-一第一混合器級(jí)(14)，用以藉由一射頻信號(hào)的下混合而在一“低中頻”的頻率下產(chǎn)生一第一模擬中間頻率信號(hào)；-一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器級(jí)(15)用以藉由取樣所述的第一模擬中間頻率信號(hào)而產(chǎn)生一第一數(shù)字中間頻率信號(hào)(x)；-一第二混合器級(jí)(17)，用以藉由所述的第一數(shù)字中間頻率信號(hào)的下混合(x，x1)而產(chǎn)生一第二數(shù)字中間頻率信號(hào)(x2)；以及-一第三混合器級(jí)(19)，用以藉由所述的第二數(shù)字中間頻率信號(hào)的下混合(x2，x3)而產(chǎn)生一數(shù)字基帶信號(hào)(x4)，其中所述的第二混合器級(jí)(17)相較于所述的第三混合器級(jí)(19)具有一較高的取樣頻率。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于-一第一批次抽樣器級(jí)(16)，其連接于所述的第二混合器級(jí)(17)的上游，用以減少所述的第一數(shù)字中間頻率信號(hào)(x)的取樣數(shù)值。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于-一第二批次抽樣器級(jí)(18)，其連接于所述的第三混合器級(jí)(19)的上游，用以減少所述的第二數(shù)字中間頻率信號(hào)(x2)的取樣數(shù)值。
4.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)或更多項(xiàng)所述的裝置，其特征在于-所述用于第一數(shù)字中間頻率信號(hào)(x，x1)的下混合的第二混合器級(jí)(17)的混合頻率(f1)是固定的。
5.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)或更多項(xiàng)所述的裝置，其特征在于-所述用于第一數(shù)字中間頻率信號(hào)(x，x1)的下混合的第二混合器級(jí)(17)的混合頻率(f1)基本上相等于第二混合器級(jí)(17)的取樣頻率(fN/M)與一整數(shù)的商數(shù)，以及-尤其是所述的整數(shù)至多相等于12。
6.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)或更多項(xiàng)所述的裝置，其特征在于-所述的第一數(shù)字中間頻率信號(hào)(x，x1)的頻率(flowIF)以及用于所述的第一數(shù)字中間頻率信號(hào)(x，x1)下混合的第二混合器級(jí)(17)的混合頻率(f1)間的差值小于200kHz。
7.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)或更多項(xiàng)所述的裝置，其特征在于-所述的第一數(shù)字中間頻率信號(hào)(x，x1)的頻率(flowIF)不超過(guò)110kHz，而且尤其是可變動(dòng)的。
8.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)或更多項(xiàng)所述的裝置，其特征在于-所述的第二混合器級(jí)(17)設(shè)計(jì)成使其藉由執(zhí)行加法與位位移運(yùn)算的單元而下混合所述的第一數(shù)字中間頻率信號(hào)(x，x1)。
9.一種用以將無(wú)線裝置所接收的一射頻信號(hào)下混合到一基帶的方法，其將實(shí)行下列方法步驟(a)所述的射頻信號(hào)下混合到一“低中頻”的頻率下的一第一模擬中間頻率信號(hào)；(b)所述的第一模擬中間頻率信號(hào)經(jīng)取樣以產(chǎn)生一第一數(shù)字中間頻率信號(hào)(x)；(c)所述的第一數(shù)字中間頻率信號(hào)(x，x1)下混合到一第二數(shù)字?jǐn)?shù)字中間頻率信號(hào)(x2)；以及(d)所述的第二數(shù)字?jǐn)?shù)字中間頻率信號(hào)(x2，x3)下混合到一數(shù)字基帶信號(hào)(x4)，其中在步驟(c)中的下混合程序以一相較于步驟(d)的下混合程序還要高取樣頻率來(lái)實(shí)行。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于-實(shí)行步驟(c)之前，所述的第一數(shù)字中間頻率信號(hào)(x)的取樣數(shù)值為經(jīng)過(guò)批次抽樣的。
11.如權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于-實(shí)行步驟(d)之前，所述的第二數(shù)字中間頻率信號(hào)(x2)的取樣數(shù)值為經(jīng)過(guò)批次抽樣的。
12.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)或更多項(xiàng)所述的方法，其特征在于-所述用于下混合第一數(shù)字中間頻率信號(hào)(x，x1)到所述的第二數(shù)字中間頻率信號(hào)(x2)的混合頻率(f1)是固定的。
13.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)或更多項(xiàng)所述的方法，其特征在于-所述用于下混合第一數(shù)字中間頻率信號(hào)(x，x1)到一第二數(shù)字中間頻率信號(hào)(x2)的混合頻率(f1)基本上相等于在步驟(c)的取樣頻率(fN/M)與一整數(shù)的商數(shù)，以及-尤其是所述的整數(shù)至多相等于12。
14.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)或更多項(xiàng)所述的方法，其特征在于-所述的第一數(shù)字中間頻率信號(hào)(x，x1)的頻率(flowIF)以及用于下混合第一數(shù)字中間頻率信號(hào)(x，x1)到一第二數(shù)字中間頻率信號(hào)(x2)的混合頻率(f1)間的差值小于200kHz。
15.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)或更多項(xiàng)所述的方法，其特征在于-所述的第一數(shù)字中間頻率信號(hào)(x，x1)的頻率(flowIF)不超過(guò)110kHz，而且尤其是可變動(dòng)的。
16.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)或更多項(xiàng)所述的方法，其特征在于-在步驟(c)中所實(shí)行的下混合程序是藉由加法與位位移的運(yùn)算而完成。
全文摘要
一裝置，其具有一第一混合器級(jí)(14)用以藉由一射頻信號(hào)的下混合而產(chǎn)生一第一模擬中間頻率信號(hào)，具有一A/D轉(zhuǎn)換器級(jí)(15)用以產(chǎn)生一第一數(shù)字中間頻率信號(hào)(x)，具有一第二混合器級(jí)(17)，用以從所述的第一數(shù)字中間頻率信號(hào)(x
文檔編號(hào)H03D7/00GK1694364SQ200510071389
公開(kāi)日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2005年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月4日
發(fā)明者吳曉芬, M·克雷格, H·紐豪斯 申請(qǐng)人:因芬尼昂技術(shù)股份公司