專利名稱：能夠在動態(tài)擴展的通頻帶中發(fā)送并接收選擇的信道信號的寬帶發(fā)送接收設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠在動態(tài)擴展通頻帶中發(fā)送和接收選擇的信道的寬帶發(fā)送/接收設(shè)備。
背景技術(shù)：
在無線電信領(lǐng)域中，用戶標準(65]\^]\0^，1丨？丨，6 5，0￥817!1，11獻乂等)以及提出的服務(wù)的數(shù)量的逐漸增長使得無線電頻譜的管理逐漸變難。對于世界上很多經(jīng)濟實體來說，解決方案之一在于加速軟件定義無線電 (software-difined radio)系統(tǒng)的出現(xiàn)。該技術(shù)在互操作性(interoperability)和靈活性方面的前景代表未來電信系統(tǒng)的主要進步。無線發(fā)送和接收系統(tǒng)應(yīng)該由此能夠?qū)崟r適配并且重新配置其自身以使其自身適配于一個或多個給定應(yīng)用。當前技術(shù)資源不能夠?qū)崿F(xiàn)軟件無線電(software radio)的理想設(shè)計，但是制造商開發(fā)了被稱為限制的軟件定義無線電的‘軟件定義無線電’(SDR)的軟件解決方案，其仍然使得能夠使用基帶處理是可編程的事實，并且由此使用專用于信號處理的處理器。因此，當目標是開發(fā)多功能、多標準以及因此的多服務(wù)終端時，SDR軟件解決方案是令人感興趣的。本發(fā)明落入該范圍并且特別是在多應(yīng)用移動終端的情況下。為這些應(yīng)用分配的頻帶將是從一洲到另一洲并且甚至從一國家到另一個國家非常易變的，由此在不需要改變用戶終端或者‘硬件’的情況下，用以在寬頻范圍中選擇頻率的靈活性的興趣也易變。圖1圖示現(xiàn)有技術(shù)。這涉及尋址(address)對應(yīng)于不同應(yīng)用的若干頻帶A、B和C。 發(fā)送/接收終端由此包括若干接收信道，信道1到信道3，其平行布置并且圍繞與用于信道 1到3的每一個的天線或者天線陣列的前端元件FEl到FE3 (FE指前端)相關(guān)聯(lián)的若干集成 RF元件RFICl到RFIC3而構(gòu)建。BB基帶處理電路處理發(fā)送/接收信號。配件(assembly) 專用于給定應(yīng)用并且覆蓋有限頻帶A、B或者C。集成RF元件RFICl到RFIC3集成每個覆蓋基本頻率子帶的若干VCO振蕩器。然后切換這些基本VCO振蕩器以便覆蓋要由使得RF部件以及其實施方式更加復(fù)雜的RFIC元件尋址的整個頻帶。必須注意，實施大量組件，由此限制振蕩器的相位噪聲性能，或者增加終端的尺寸和復(fù)雜性、其成本以及其消耗。圖2圖示了通常使用的發(fā)送/接收終端的架構(gòu)的示例，其屬于與FE前端元件相關(guān)聯(lián)的直接轉(zhuǎn)換類型并且能夠覆蓋若干頻帶。單個本地振蕩器OL被使用并且覆蓋所有頻帶。 將可調(diào)節(jié)低通濾波器Fl、F2集成到RFIC元件，用于采樣之前的信道濾波?；鶐幚黼娐钒ㄅc用于接收的模數(shù)ADC轉(zhuǎn)換器、用于發(fā)送的數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC相關(guān)聯(lián)的基帶BB處理器電路，并且必須還注意，實施了大量組件。專利US7M5882B1還涉及使得能夠選擇確定的頻帶的無線電頻率發(fā)送接收設(shè)備。該設(shè)備包括RF濾波電路，其配置為在若干頻帶中動態(tài)選取給定頻帶。該濾波電路包括帶通濾波器并且定位在天線和接收器之間，以特別是最小化干擾問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于補救上面描述的設(shè)備的缺點，并且在于使得能夠加寬被稱為標稱頻帶的確定頻帶中操作的發(fā)送-接收設(shè)備的操作頻帶。本發(fā)明在于一種包括前端模塊、頻率轉(zhuǎn)換模塊以及模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換和基帶處理模塊的發(fā)送接收設(shè)備，用于發(fā)送或者接收所選信道中的信號。包括濾波元件和濾波器之間的切換部件的前端模塊以及包括可調(diào)節(jié)的低通濾波器的RF頻率轉(zhuǎn)換模塊使得能夠根據(jù)所選擇信道的頻率確定對應(yīng)于位于所述標稱頻帶中的頻率的第一操作模式或者對應(yīng)于位于標稱頻帶的任一側(cè)的低頻帶或者高頻帶中的頻率的第二操作模式，所述濾波元件至少包括第一低通濾波器、第二高通濾波器。用戶終端的發(fā)送和接收部分的新架構(gòu)使得能夠?qū)ぶ穱@對應(yīng)于RF頻率轉(zhuǎn)換模塊的可操作的頻帶的一個標稱頻帶的很寬的頻帶，而不降低性能。根據(jù)第一實施例，濾波元件包括由基帶處理模塊發(fā)送的控制信號可切換的第一帶通濾波器、第二低通濾波器以及第三高通濾波器，該控制信號選擇用于在第一操作模式中操作的帶通濾波器、以及用于在第二操作模式中操作的高通濾波器或者低通濾波器。根據(jù)第二實施例，濾波元件包括由信號Scl可切換的并且由基帶處理模塊發(fā)送的控制信號可調(diào)節(jié)的第一可變低通濾波器以及第二可變高通濾波器，并且選擇用于在第二操作模式操作的濾波器。優(yōu)選地，RF頻率轉(zhuǎn)換模塊的低通濾波器包括對應(yīng)于有用信道的帶寬的N倍的可變截止頻率，N對應(yīng)于擴展信道的數(shù)目。根據(jù)本發(fā)明的變型，基帶處理模塊根據(jù)RF頻率轉(zhuǎn)換模塊的可操作的頻帶和要處理的信道頻率來確定對應(yīng)于第一操作模式切換到第二操作模式的高停止頻率和低停止頻率。


當閱讀參考附圖做出的以下描述時將更清楚地呈現(xiàn)前述發(fā)明的特點和優(yōu)點，在附圖中已經(jīng)描述的圖1表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的多頻帶終端。已經(jīng)描述的圖2表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的帶有直接轉(zhuǎn)換的發(fā)送/接收設(shè)備的標準架構(gòu)。圖3表示根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送/接收設(shè)備的架構(gòu)。圖4表示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的不同操作模式。圖5是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送/接收設(shè)備的變型。圖6表示根據(jù)本發(fā)明的在接收模式中的設(shè)備的不同操作模式。為了簡化描述，在這些最后附圖中將使用相同標號來指定滿足相同功能的元件。
具體實施例方式圖3表示根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送/接收設(shè)備的架構(gòu)并且圖示所提出的構(gòu)思，該構(gòu)思是基于當想要分別朝高頻率和低頻率擴展接收器的可操作頻帶或者標稱頻帶(nominal frequency band)時切換的低通濾波器或者高通濾波器的RFIC50的附加的上游。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送/接收設(shè)備的架構(gòu)是基于諸如圖2表示并且描述的帶有直接轉(zhuǎn)換的發(fā)送/接收設(shè)備的標準架構(gòu)。將附加濾波元件集成到前端模塊FE。該濾波元件包括由帶通濾波器30、低通濾波器31以及高通濾波器32形成的配件(assembly)，該帶通濾波器30、低通濾波器31以及高通濾波器32并行連接并且在若干位置連接到切換器33、34以便僅僅切換這些濾波器之一。該濾波元件通過RF頻率轉(zhuǎn)換模塊50耦合到快速模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0可調(diào)節(jié)低通濾波40-43集成到RF頻率轉(zhuǎn)換模塊50，用于采樣之前的信道濾波，以處理基帶BB處理器接收的信息。這樣，根據(jù)接收信道的頻率，該處理器將通過控制信號向切換器33和34以及向低通濾波器40-43指示操作是否在標稱頻帶中(帶內(nèi))或者在該標稱頻帶之外(帶外)。 此外，控制信號Scl將使得能夠區(qū)分帶外的高通頻帶(這意味著通頻帶處于比標稱頻帶的頻率更高的頻率)以及帶外的低通頻帶(這意味著通頻帶處于比標稱頻帶的頻率更低的頻率)。因此，本原理是基于三個不同的操作模式，它們是·用于在標稱頻帶操作的正常模式，S卩，“帶內(nèi)”操作；·用于在比標稱通頻帶的頻率更高的頻率操作的高頻率擴展模式；·用于在比標稱通頻帶的頻率更低的頻率操作的低頻率擴展模式?；鶐B處理模塊根據(jù)處理器依賴用戶終端的操作頻率發(fā)送的指示來確定對應(yīng)于將第一操作模式(即，正常模式或者‘帶內(nèi)’模式)切換到第二操作模式(即，擴展模式或者‘帶外’模式)的高停止頻率(Stop frequency)和低停止頻率。圖如圖示這些不同操作模式。對應(yīng)于線A、B和C的示的正常模式或者‘帶內(nèi)’操作表示接收方在RF帶內(nèi)、然后在基帶的操作以及然后的數(shù)字處理，將如圖中實線箭頭表示的基帶BB中的RF選擇信道進行直接轉(zhuǎn)換。將接收信號從RF頻帶變換為要被濾波的基帶然后以采樣頻率FECH采樣。然后由數(shù)字處理單元處理這樣被采樣的信號。在對應(yīng)線A的情形中，本地振蕩器OL的頻率Fa在正?？刹僮黝l帶的中間。在對應(yīng)線B的情形中，本地振蕩器OL的頻率Fa在其正常可操作頻帶的最小值 F0Lmin。在對應(yīng)線C的情形中，本地振蕩器OL的頻率在其正?？刹僮黝l帶的最大值 max ο對于這3種情形，可調(diào)節(jié)的低通濾波器40和41濾波相鄰信道，用于切換器33和 34的切換的控制信號Scl還使得能夠選擇低通濾波器40到41。圖4b由線D和E圖示被稱為“帶外”的擴展模式或者操作。在對應(yīng)于線D的情形中，本地振蕩器OL的頻率在其正?？刹僮黝l帶的最小值 Famin。實施低通濾波以抑制不期望的圖像頻帶?？刂菩盘朣cl允許包含低通濾波器31的信道上的切換器33和34的切換并且還使得能夠選擇低通濾波器40和41。然后去除禁止(de-inhibit)基帶中的低通濾波。在高速的情形中做出采樣，并且數(shù)字處理使其能夠選擇并且處理采樣信道中的有用的信道。在對應(yīng)于線E的情形中，本地振蕩器OL的頻率是在其正?？刹僮黝l帶的最大值 F0Lmaxo實施高通濾波以抑制不期望的圖像頻帶。控制信號Scl允許包含高通濾波器32的信道上的切換器33和34的切換?；鶐е械母咄V波也被去除禁止，并且也以高速進行采樣，數(shù)字處理允許選擇并且處理采樣信道中的有用的信道。根據(jù)在FE前端模塊級的高通和低通RF濾波和切換的相同的原理在發(fā)送時可以執(zhí)行雙重操作。在該情形中，實施具有過采樣和用以分離圖像頻帶的內(nèi)插濾波器的高分辨率模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備。在例如蜂窩電話的情形下，如果接收頻率與傳送頻率不同，所提出的構(gòu)思也是適用的。在圖5提出并且圖示的變型在于用另一濾波元件取代前端模塊FE中的濾波元件， 該另一濾波元件包括由BB處理器根據(jù)所需的信道中心頻率單獨可調(diào)節(jié)并且控制的低通濾波器36和高通濾波器35。來自基帶處理器的兩個控制信號Sc2和Sc3使得能夠調(diào)節(jié)這些濾波器?？刂菩盘朣cl允許切換器33和34的切換。當使用本地振蕩器OL的相同濾波和頻率配置進行發(fā)送時也可以以雙重方式實現(xiàn)本發(fā)明。信號由BB基帶處理器生成，然后變換頻率并且在RF濾波。如圖6所表示的還存在三種操作模式。在線F的情形中，本地振蕩器OL的頻率Fa在正?？刹僮黝l帶中。在線G的情形中，本地振蕩器OL的頻率在其正常可操作頻帶或者標稱頻帶的
最小值。在線H的情形中，本地振蕩器OL的頻率Fa在其正?？刹僮黝l帶的最大值。遵循根據(jù)本發(fā)明的濾波元件之一的介紹，可以將對應(yīng)于2. 3-2. 7GHz的可能操作的‘正常，可操作頻帶的示例擴展到范圍從2GHz到3GHz的頻帶。該擴展則是0. 6Hz。信道的通頻帶是例如20MHz。在該情形中，要實現(xiàn)的低通和高通RF濾波器的截止頻率分別是2. 3GHz和2. 7GHz。 在正?？刹僮黝l帶(情形A)，實現(xiàn)帶通濾波。低通濾波器40、41、42的可調(diào)節(jié)截止頻率則是 IOMHz。當接收時，在‘擴展’模式中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的采樣頻率必須大于 600MHz (2*300MHz)并且然后使集成到RFIC的基帶BB的濾波失效(deactivate)。當發(fā)送時，在‘擴展’模式中，也使集成到RFIC的基帶BB中的濾波失效并且DAC 的采樣頻率必須至少在600MHz。除了 2. 3和2. 7GHz之間的‘正常，可操作頻帶(其中， ADC轉(zhuǎn)換器生成以0為中心的基帶信號)之外，最先進的模式將使得能夠?qū)ぶ肪哂形挥?和 2. 3GHz之間的以及在2. 7和3GHz之間的頻率的任何有用的信道。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)送/接收設(shè)備，包括前端模塊(FE)、RF頻率轉(zhuǎn)換模塊(RFIC)以及基帶處理模塊(BB)，用于發(fā)送或者接收所選信道中的信號，其特征在于，前端模塊(FE)包括濾波元件(30-36)以及濾波元件之間的切換部件(33，34)，該濾波元件(30-36)包括至少第一低通濾波器(31，36)、第二高通濾波器(32，35)，以及包括可調(diào)節(jié)的低通濾波器(40-4 的RF頻率轉(zhuǎn)換模塊(RFIC)使得能夠根據(jù)所選信道的頻率確定第一操作模式或者標稱頻帶之外的第二操作模式，所述第一操作模式對應(yīng)于位于所述標稱頻帶內(nèi)的頻率，所述第二操作模式對應(yīng)于位于標稱頻帶的任一側(cè)的低頻帶或者高頻帶內(nèi)的頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)送/接收設(shè)備，其特征在于，濾波元件(30-32，35，36)(30， 36)包括通過基帶處理模塊發(fā)送的控制信號Scl可切換的第一帶通濾波器(30)、第二低通濾波器(31)以及第三高通濾波器(32)，控制信號選擇帶通濾波器操作在第一操作模式中， 以及選擇高通濾波器或者低通濾波器操作在第二操作模式中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)送/接收設(shè)備，其特征在于，濾波元件(30-36)包括第一可變低通濾波器(36)以及第二可變高通濾波器(35)，其通過信號可切換并且通過基帶處理模塊發(fā)送的控制信號(Sc2和Sc3)可調(diào)節(jié)，并且選擇濾波器操作在第二操作模式中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)送/接收設(shè)備，其特征在于，低通濾波器(40，41，42，43)包括對應(yīng)于使用信道的帶寬的N倍的可變截止頻率，N對應(yīng)于擴展信道的數(shù)目。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的發(fā)送/接收設(shè)備，其特征在于，基帶處理模塊根據(jù)RFIC 電路的可操作頻帶以及要處理的信道的頻率來確定對應(yīng)于第一操作模式切換到第二操作模式的高停止頻率和低停止頻率。
全文摘要
提出的處理使得能夠在不降低性能的情況下顯著地并且動態(tài)地增加寬帶發(fā)送/接收設(shè)備的可操作頻帶，這是由于對用戶終端的模擬和數(shù)字子配件的技術(shù)約束實施了特定架構(gòu)和合理分布。
文檔編號H04B1/18GK102484491SQ201080038227
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者J.珀勞蒂厄, J-Y.勒納奧, V.迪莫林 申請人:湯姆森特許公司