專利名稱：提高零中頻射頻信號(hào)接收系統(tǒng)性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種射頻信號(hào)接收系統(tǒng)，特別關(guān)于一種可以克服信號(hào)直流損 傷以及提高零中頻射頻信號(hào)接收系統(tǒng)性能的方法。
背景技術(shù)：
因?yàn)榱阒蓄l直接變換接收機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低的優(yōu)點(diǎn)，目前的數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)調(diào)諧器(高頻端部分)都采用零中頻直接變換(Zero IF Direct Conversion)接收機(jī)結(jié)構(gòu)來(lái)取代二次變頻的超外差結(jié)構(gòu)。但是零中頻直接變 換接收機(jī)會(huì)引入直流偏移，基帶1/Q輸出幅度、相位不平衡以及偶次諧波的 問(wèn)題。而基帶I/Q輸出幅度與相位的不平衡會(huì)引入影像干擾(image interference),降低接收信號(hào)的質(zhì)量。而為解決直流偏移的問(wèn)題，在調(diào)諧器中會(huì)增加直流消除電路(高通濾波 器)將直流部分消除，但是這樣也會(huì)將零頻附近的基帶信號(hào)消除，對(duì)有用的 信號(hào)能量造成損傷，降低信號(hào)的信噪比。圖1為一現(xiàn)有的射頻信號(hào)接收系統(tǒng) 的方塊示意圖。調(diào)諧器11包括一本地振蕩器16、第一低通濾波器13、第二 低通濾波器14以及直流消除電路15。調(diào)諧器11在接收到射頻信號(hào)后，會(huì)利 用本地振蕩器16將射頻信號(hào)將其中心頻率降至頻率0的位置，接著在通過(guò)第 一低通濾波器13與第二低通濾波器14將噪聲過(guò)濾后，在傳送到直流消除電 路15以消除直流偏移并產(chǎn)生同相調(diào)變信號(hào)Rx—I以及正交調(diào)變信號(hào)Rx—Q。解 調(diào)器12則根據(jù)同相調(diào)變信號(hào)Rx—I以及正交調(diào)變信號(hào)Rx—Q產(chǎn)生數(shù)據(jù)串流 (transport stream )。為更清楚說(shuō)明現(xiàn)有的解調(diào)器ll所造成的直流損傷(DC offset),請(qǐng)參考 圖2。圖2為圖1的射頻信號(hào)接收系統(tǒng)的信號(hào)示意圖。信號(hào)SI為射頻信號(hào)的 示意圖，其中射頻信號(hào)分為兩個(gè)部分，主要的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在中心頻率為950MHz的頻帶，其余數(shù)據(jù)則儲(chǔ)存在中心頻率為120謹(jǐn)Hz的頻帶。當(dāng)射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)本 地振蕩器16降頻后，其信號(hào)示意圖如信號(hào)S2所示。接著，由第一低通濾波 器13將信號(hào)S2的高頻部分過(guò)濾掉之后，得到信號(hào)S3。再傳送至直流消除電 路15以消除直流偏移，其產(chǎn)生信號(hào)Rx—I。如信號(hào)S4所示，在頻率O附近的 部分頻語(yǔ)會(huì)有數(shù)據(jù)被過(guò)濾掉，造成直流損傷。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的為提供一種可以克服零中頻信號(hào)直流損傷以及提高射頻信 號(hào)接收系統(tǒng)性能的方法。本發(fā)明提供一種射頻信號(hào)接收系統(tǒng)，用以接收具有一第一頻率的一射頻 信號(hào)，包括一調(diào)諧器以及一基帶接收機(jī)。調(diào)諧器中具有一本地振蕩器，用以 將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有一第二頻率的一第二信號(hào)，并輸出一同相調(diào)變信號(hào)以 及一正交調(diào)變信號(hào)；基帶接收機(jī)，接收并將同相調(diào)變信號(hào)以及正交調(diào)變信號(hào) 轉(zhuǎn)換為一數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)一頻率偏移校正電路，用以將數(shù)字信號(hào)的頻率調(diào) 整為第一頻率。本發(fā)明還提供一種射頻信號(hào)接收系統(tǒng)，用以接收具有一第一頻率的一射 頻信號(hào)，包括一本地振蕩器、 一第一低通濾波器、 一第二低通濾波器、 一直 流消除電路以及一解調(diào)器。本地振蕩器，用以將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有一第二 頻率的一第二信號(hào)；第一低通濾波器與第二低通濾波器用以接收并對(duì)第二信 號(hào)進(jìn)行〗氐通濾波；直流消除電路，接收并消除第一低通濾波器與第二低通濾 波器的輸出信號(hào)的直流成分，用以輸出一同相調(diào)變信號(hào)以及一正交調(diào)變信號(hào)； 解調(diào)器，接收同相調(diào)變信號(hào)與正交調(diào)變信號(hào)并轉(zhuǎn)換為一第三信號(hào)，并將第三 信號(hào)的中心頻率變頻至頻率零。綜上所述，本發(fā)明的提高零中頻射頻信號(hào)接收系統(tǒng)性能的方法不用像傳 統(tǒng)的方法那樣把射頻信號(hào)直接變換到基帶，而是故意把它變換到零頻附近的 某一頻率，再通過(guò)一頻率偏移校正電路，把這個(gè)人為的頻偏糾正過(guò)來(lái)，再進(jìn) 行隨后的信號(hào)處理，通過(guò)這樣的方法來(lái)提高射頻信號(hào)接收器的接收性能。


圖1為一現(xiàn)有的射頻信號(hào)接收系統(tǒng)的方塊示意圖；圖2為圖1的射頻信號(hào)接收系統(tǒng)的信號(hào)示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的射頻信號(hào)接收系統(tǒng)的一實(shí)施例的方塊示意圖；圖4為圖3的射頻信號(hào)接收系統(tǒng)的信號(hào)示意圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明12:解調(diào)器 14:第二低通濾波器 16:本地振蕩器 32:解調(diào)器302:第二低通濾波器 304:直流消除電路 306:頻率偏移校正電路 308:濾波器組 310:解碼單元ll:調(diào)諧器 13:第一低通濾波器 15:直流消除電路 31:調(diào)諧器301:第一低通濾波器 303:本地振蕩器 305:模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元 307:振蕩器309:時(shí)鐘恢復(fù)/載波恢復(fù)單元具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖3為根據(jù)本發(fā)明的射頻信號(hào)接收系統(tǒng)的一實(shí)施例的方塊示意圖。解調(diào) 器31用以接收具有一第一頻率的一射頻信號(hào)，并輸出一同相調(diào)變信號(hào)以及一 正交調(diào)變信號(hào)，其中射頻信號(hào)的頻率范圍可為50MHz到2. lGHz之間。解調(diào)器 32接收并將同相調(diào)變信號(hào)以及正交調(diào)變信號(hào)轉(zhuǎn)換為一數(shù)據(jù)串流信號(hào)。解調(diào)器 31包括一本地振蕩器303、 一第一低通濾波器301、 一第二低通濾波器302以 及一直流消除電路304。本地振蕩器303用以將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有一第二頻 率X的一第二信號(hào)。第一低通濾波器301與第二低通濾波器302用以接收并 對(duì)第二信號(hào)進(jìn)行低通濾波。直流消除電路304，接收并消除第一低通濾波器 301與第二低通濾波器302的輸出信號(hào)的直流成分，用以輸出同相調(diào)變信號(hào)Rx —I以及正交調(diào)變信號(hào)Rx_Q。在本實(shí)施例中，第一低通濾波器301與第二低 通濾波器302具有一帶寬Bw，數(shù)據(jù)串流信號(hào)的的信號(hào)符號(hào)率為Rs,而第二頻 率X可由下列公式求得Bw = 2 *2 + X在本實(shí)施例中，還可將調(diào)諧器31的頻率漂移A考慮進(jìn)去，因此第二頻率 X可進(jìn)一步由下列公式求得Bw = 2 *2 + X + △解調(diào)器32中包括一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元305 、 一頻率偏移校正電路 (derotator) 306， 一振蕩器307、 一濾波器組308、 一時(shí)鐘恢復(fù)/載波恢復(fù) 單元309以及一解碼單元n0。 ^^莫擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元305用以接收同相調(diào)變信號(hào) Rx—I與正交調(diào)變信號(hào)Rx—Q,并輸出一數(shù)字信號(hào)。頻率偏移校正電路306根據(jù) 振蕩器307的頻率，將數(shù)字信號(hào)的頻率調(diào)整為第一頻率。濾波器組308，耦接 頻率偏移校正電路306，用以過(guò)濾噪聲。時(shí)鐘恢復(fù)/載波恢復(fù)單元309，耦接 濾波器組308，其中時(shí)鐘恢復(fù)/載波恢復(fù)單元309包括一時(shí)鐘恢復(fù)單元以及一 載波恢復(fù)單元(圖上未繪出)。時(shí)鐘恢復(fù)單元根據(jù)時(shí)鐘誤差，通過(guò)反饋環(huán)路以 及插值濾波器來(lái)取得最佳的采樣點(diǎn)數(shù)值，使得射頻信號(hào)接收系統(tǒng)工作在信噪 比的最佳點(diǎn)。載波恢復(fù)單元通過(guò)反饋環(huán)路來(lái)消除星座圖的殘留頻差。解碼單 元310,接收并解碼時(shí)鐘恢復(fù)/載波恢復(fù)單元309的輸出信號(hào)，以輸出一數(shù)據(jù) 串流信號(hào)。解碼單元310的一較佳實(shí)施例為一維特比解碼器(VUerM decoder )。為更清楚說(shuō)明本發(fā)明可避免直流損傷，請(qǐng)參考圖4。圖4為圖3的射頻信 號(hào)接收系統(tǒng)的信號(hào)示意圖。信號(hào)S1為射頻信號(hào)的示意圖，其中射頻信號(hào)分為 兩個(gè)部分，主要的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在中心頻率為95謹(jǐn)Hz的頻帶，其余數(shù)據(jù)則儲(chǔ)存在 中心頻率為1200MHz的頻帶。當(dāng)射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)本地振蕩器303降頻至一第二 頻率X后，其信號(hào)示意圖如信號(hào)S2所示。接著，由第一低通濾波器301將信號(hào)S2的高頻部分過(guò)濾掉之后，此時(shí)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在中心頻率為X MHz的頻帶， 如信號(hào)S3所示。接著再將信號(hào)傳送至直流消除電路15以消除直流偏移。當(dāng) 解調(diào)器32接收到調(diào)諧器傳送的同相調(diào)變信號(hào)Rx_I與正交調(diào)變信號(hào)Rx_Q時(shí)， 利用頻率偏移校正電路306與振蕩器307將數(shù)字信號(hào)的頻率調(diào)整為第一頻率， 如信號(hào)S4所示。如此一來(lái)，便可消除現(xiàn)有的射頻信號(hào)接收系統(tǒng)所造成的直流 損傷的問(wèn)題。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何 熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視申請(qǐng)專利權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種射頻信號(hào)接收系統(tǒng)，用以接收具有一第一頻率的一射頻信號(hào)，其特征在于，所述射頻信號(hào)接收系統(tǒng)包括一本地振蕩器，用以將所述射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有一第二頻率的一第二信號(hào)；一第一低通濾波器，接收并對(duì)所述第二信號(hào)進(jìn)行低通濾波；一第二低通濾波器，接收并對(duì)所述第二信號(hào)進(jìn)行低通濾波；一直流消除電路，接收并消除所述第一低通濾波器與所述第二低通濾波器的輸出信號(hào)的直流成分，用以輸出一同相調(diào)變信號(hào)以及一正交調(diào)變信號(hào)；一解調(diào)器，接收所述同相調(diào)變信號(hào)與所述正交調(diào)變信號(hào)并轉(zhuǎn)換為一第三信號(hào)，并將所述第三信號(hào)的中心頻率變頻至頻率零。
2. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻信號(hào)接收系統(tǒng)，其特征在于，所述解調(diào)器 包括一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元，接收所述同相調(diào)變信號(hào)與所述正交調(diào)變信號(hào)，并 輸出一數(shù)字信號(hào)；一頻率偏移校正電路，用以將所述數(shù)字信號(hào)的頻率調(diào)整為所述第一頻率； 一濾波器組，耦接所述頻率偏移校正電路；一時(shí)鐘恢復(fù)/載波恢復(fù)單元，耦接所述濾波器組；以及一解碼單元，接收并解碼所述時(shí)鐘恢復(fù)/載波恢復(fù)單元的輸出信號(hào)，以輸出一數(shù)據(jù)流。
3. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻信號(hào)接收系統(tǒng)，其特征在于，其中所述第 二頻率可由下列公式求得Bw = 7*2 + X,其中Bw為所述第一低通濾波器與所述第二低通濾波器的一帶寬，Rs為所述數(shù)據(jù)流的一信號(hào)符號(hào)率，X為所述第二頻率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻信號(hào)接收系統(tǒng)，其特征在于，所述第一頻率的范圍為50 MHz到2. 1 GHz。
5. —種射頻信號(hào)接收系統(tǒng)，用以接收具有一第一頻率的一射頻信號(hào)，其 特征在于，所述射頻信號(hào)接收系統(tǒng)包括一調(diào)諧器，具有一本地振蕩器，用以將所述射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有一第二 頻率的一第二信號(hào)，并輸出一同相調(diào)變信號(hào)以及一正交調(diào)變信號(hào)；以及一基帶接收機(jī)，接收并將所述同相調(diào)變信號(hào)以及所述正交調(diào)變信號(hào)轉(zhuǎn)換 為一數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)一頻率偏移校正電路，用以將所述數(shù)字信號(hào)的頻率調(diào) 整為所述第一頻率。
6. 才艮據(jù)權(quán)利要求5所述的射頻信號(hào)接收系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)諧器 還包括一第一低通濾波器，接收并對(duì)所述第二信號(hào)進(jìn)行低通濾波；一第二低通濾波器，接收并對(duì)所迷第二信號(hào)進(jìn)行低通濾波；以及一直流消除電路，接收并消除所述第 一低通濾波器與所述第二低通濾波器的輸出信號(hào)的直流成分，用以輸出所述同相調(diào)變信號(hào)以及所述正交調(diào)變信號(hào)。
7. 才艮據(jù)權(quán)利要求5所述的射頻信號(hào)接收系統(tǒng)，其特征在于，所述基帶接 收機(jī)還包括一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元，接收所述同相調(diào)變信號(hào)與所述正交調(diào)變信號(hào)，并輸出一數(shù)字信號(hào)；一濾波器組，耦接所述頻率偏移校正電路，用以過(guò)濾噪聲；一時(shí)鐘恢復(fù)/載波恢復(fù)單元，耦接所述濾波器組；以及一解碼單元，接收并解碼所述時(shí)鐘恢復(fù)/載波恢復(fù)單元的輸出信號(hào)，以輸出一數(shù)據(jù)流。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的射頻信號(hào)接收系統(tǒng)，其特征在于，所述第二頻 率可由下列公式求得 生Bw = i*2 + X，其中Bw為所述第一低通濾波器與所述第二低通濾波器 的一帶寬，Rs為所述數(shù)據(jù)流的一信號(hào)符號(hào)率，X為所述第二頻率。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的射頻信號(hào)接收系統(tǒng)，其特征在于，所述第二頻 率可由下列公式求得，Bw = i*2 + X + △,其中Bw為所述第一低通濾波器與所述第二低通濾 波器的一帶寬，Rs為所述數(shù)據(jù)流的一信號(hào)符號(hào)率，X為所述第二頻率，A為 所述調(diào)諧器的修正頻偏。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的射頻信號(hào)接收系統(tǒng)，其特征在于，所述第一頻 率的范圍為50 MHz到2. 1 GHz。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可提高零中頻射頻信號(hào)接收系統(tǒng)性能的方法。射頻信號(hào)接收系統(tǒng)用以接收具有一第一頻率的一射頻信號(hào)，包括一調(diào)諧器以及一基帶接收機(jī)；調(diào)諧器中具有一本地振蕩器，用以將該射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換并輸出一同相調(diào)變信號(hào)以及一正交調(diào)變信號(hào)的基帶信號(hào)。通過(guò)本發(fā)明，不用像傳統(tǒng)的方法那樣把射頻信號(hào)直接變換到基帶，而是故意把它變換到零頻附近的某一頻率，再通過(guò)一頻率偏移校正電路，把這個(gè)人為的頻偏糾正過(guò)來(lái)，再進(jìn)行隨后的信號(hào)處理，通過(guò)這樣的方法來(lái)提高射頻信號(hào)接收器的接收性能。
文檔編號(hào)H04B7/185GK101227221SQ20071000421
公開(kāi)日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2007年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月18日
發(fā)明者李建新 申請(qǐng)人:揚(yáng)智科技股份有限公司