專(zhuān)利名稱(chēng)：低功率射頻數(shù)字接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)的實(shí)施例主要涉及通信系統(tǒng)，尤其是其涉及低功率射頻數(shù)字接收機(jī)，其可以在射頻(RF)域中可以執(zhí)行任意帶通過(guò)濾和可以將經(jīng)過(guò)濾的射頻信號(hào)下變頻到數(shù)字域。
背景技術(shù)：
無(wú)線電接收機(jī)可以將無(wú)線電天線信號(hào)轉(zhuǎn)換為可用的形式。用于轉(zhuǎn)換從天線接收信號(hào)的設(shè)計(jì)架構(gòu)可以包括低噪音放大器(LNA)，下變頻混頻器，電壓控制振蕩器(VC0)，低通濾波器(LPFs)，合成回路，標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器，模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADCs)和可以包括解調(diào)器的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。架構(gòu)中，RF單元和模擬基帶以及混合信號(hào)電路的這些塊，消耗了設(shè)計(jì)工作的重要部分和集成接收機(jī)設(shè)計(jì)的實(shí)施成本。隨著處理技術(shù)的進(jìn)步和電源電壓的下降，非數(shù)字電路的使用可能還會(huì)提出有限電壓(幅度)凈高的問(wèn)題。在一個(gè)架構(gòu)中，設(shè)計(jì)通過(guò)消除大多數(shù)RF和模擬基帶電路，可以由LNA放大天線的輸入信號(hào)并由ADC直接采樣 ，來(lái)減少?gòu)?fù)雜性和減緩凈高問(wèn)題。大多數(shù)模擬信號(hào)被推遲到DSP內(nèi)處理。這樣的架構(gòu)會(huì)在ADC上提出嚴(yán)格的要求。ADC的采樣頻率可以是比信號(hào)帶寬高的RF載波頻率的尼奎斯特速率(Nyquist rate)。這會(huì)導(dǎo)致ADC同步采樣時(shí)鐘的設(shè)計(jì)復(fù)雜性和功率消耗的開(kāi)銷(xiāo)。雖然可以采用帶通采樣策略(under sampling strategy),額外的噪音可以折疊到會(huì)降級(jí)接收機(jī)信噪比(SNR)的基帶內(nèi)。因此，提供克服上述問(wèn)題的系統(tǒng)和方法會(huì)是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
射頻數(shù)字接收機(jī)具有以第一速率對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣的調(diào)制器。接收機(jī)具有至少一個(gè)處理單元。處理單元具有多個(gè)分開(kāi)信號(hào)并以小于第一速率的速率重組信號(hào)的數(shù)字帶通濾波器。處理單元具有調(diào)整頻率偏移或以小于第一速率的速率集中或中心調(diào)整信號(hào)(centeringthe signal)的數(shù)字下變頻器。當(dāng)兩個(gè)或更多處理單元在接收機(jī)內(nèi)時(shí),接收器具有至少一個(gè)耦合相鄰處理單元的速率控制緩沖器。多聲上變頻器具有配置用于接收信號(hào)的數(shù)字上變頻器。多個(gè)數(shù)字帶通濾波器耦合于配置為用于分開(kāi)信號(hào)的數(shù)字上變頻器。數(shù)字路由器耦合于多個(gè)用于組合信號(hào)的帶通濾波器。數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器耦合于用于將信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的數(shù)字路由器。用于減少射頻接收機(jī)功率消耗的方法，其包括接收信號(hào)；過(guò)濾信號(hào)；以第一速率對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣；以及在至少一個(gè)處理單元中以小于第一速率的處理速率將信號(hào)分開(kāi)為子頻帶(sub-bands )；以所述處理速率將子頻帶的信號(hào)重組；以及以處理速率糾正頻率偏移或中心調(diào)整信號(hào)。這些特征、功能以及優(yōu)勢(shì)可以在本公開(kāi)的不同實(shí)施例中單獨(dú)實(shí)現(xiàn)或者可以和其他實(shí)施例組合在一起實(shí)現(xiàn)。


通過(guò)下面的詳細(xì)描述和附圖，本公開(kāi)的實(shí)施例會(huì)變得更加易于全面理解，其中圖1示出具有同種處理的接收機(jī)一般架構(gòu)框圖；圖2示出通過(guò)多級(jí)將載頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶過(guò)程的示意圖，其中多級(jí)的每級(jí)由一個(gè)處理單元執(zhí)行；圖3示出接收機(jī)具體實(shí)例的框圖；圖4示出接收機(jī)等價(jià)組合的框圖；圖5示出接收機(jī)具體實(shí)例模擬結(jié)果示意圖；圖6示出接收機(jī)操作過(guò)程圖；圖7不出RF音調(diào)發(fā)生器框圖；圖8示出RF音調(diào)發(fā)生器操作過(guò)程圖；以及圖9示出RF音調(diào)發(fā)生器模擬結(jié)果示意圖。
具體實(shí)施例方式參考圖1，其示出具有相同性質(zhì)處理的接收機(jī)100 —般架構(gòu)框圖。接收機(jī)100可以具有低功率射頻( RF)數(shù)字基帶設(shè)計(jì)。下面描述有關(guān)移動(dòng)平臺(tái)的接收機(jī)100。接收機(jī)100可以放置在處理進(jìn)來(lái)RF通信的智能手機(jī)、蜂窩電話或其類(lèi)似物內(nèi)。接收機(jī)100還可以用于軟件定義無(wú)線電臺(tái)(SDRs)、智能無(wú)線電臺(tái)、車(chē)載通信和車(chē)載資訊娛樂(lè)等。接收機(jī)100可以以低復(fù)雜性和省電的方式執(zhí)行帶通濾波，采樣，下變頻和抽取(decimating)的處理。與已有做法不同，其可以包括跨越RF、模擬和數(shù)字域并且在數(shù)字電路中以非常高的時(shí)鐘速率運(yùn)行的幾個(gè)組成部件，接收機(jī)100可以利用多速率數(shù)字信號(hào)處理(MDSP)和帶通連續(xù)時(shí)間Λ Σ模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器((BP-CT-Λ Σ-ADC))的組合，在感興趣信號(hào)帶寬時(shí)鐘頻率上，以流水線和透明機(jī)制執(zhí)行上述過(guò)程。這可以提供從輸入數(shù)據(jù)到輸出信號(hào)的更短延遲，需要更少數(shù)量的組成部件以及比以前的架構(gòu)更少功耗。而且，該設(shè)計(jì)可以消除安排在模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)上的嚴(yán)格要求。接收機(jī)100可以具有減少RF電路的模擬電路或數(shù)字電路的組成部件，使得接收機(jī)100對(duì)現(xiàn)代超大規(guī)模集成(VLSI)技術(shù)中的處理變化具有抵抗力。接收機(jī)100可以執(zhí)行在RF域的任意帶通過(guò)濾。在圖1示出的實(shí)施例中，接收機(jī)100可以將過(guò)濾的RF信號(hào)下變頻在數(shù)字域中。接收機(jī)100可以利用混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)策略并且以尼奎斯特速率處理信號(hào)。接收機(jī)100可以提供低功耗和低復(fù)雜設(shè)計(jì)的重要優(yōu)勢(shì)。接收機(jī)100可以基于MDSP和BP-CT- Δ Σ -ADC 104的技術(shù)。接收機(jī)100不是以載頻倍數(shù)的速率處理信號(hào)，而是以覆蓋信號(hào)帶寬的速率處理信號(hào)。這個(gè)處理速率的減少會(huì)節(jié)省處理帶寬并減少整體功耗。低功耗射頻數(shù)字基帶接收機(jī)100，還可以具有程序化和調(diào)整到所希望的輸入頻率范圍和穿過(guò)軟件定義模塊輸出數(shù)據(jù)速率的組成部件。接收機(jī)100的MDSP部分可以配置為變成多音調(diào)(tone)上變頻器，其可以用作接收機(jī)100操作開(kāi)始時(shí)校準(zhǔn)過(guò)程的音頻發(fā)生器或音調(diào)發(fā)生器(tone generator)0在圖1提供的實(shí)施例中，進(jìn)來(lái)的RF信號(hào)可以通過(guò)天線引入，未示出。天線可以接收無(wú)線電波并將其轉(zhuǎn)換為電流。天線可以耦合于放大器102。放大器102可以是低噪音放大器(LNA) 102并且可以增加由接收機(jī)100天線接收信號(hào)的功率。LNA 102可以耦合于調(diào)制器104。調(diào)制器104可以從放大器102接收信號(hào)。在圖I示出的實(shí)施例中，調(diào)制器104可以是BP-CT-Λ S-ADC104A，并且可以通過(guò)過(guò)濾和采樣來(lái)處理該信號(hào)。通過(guò)將信號(hào)引入數(shù)字域，BP-CT-Λ Σ-ADC 104A可以提供抗擾度、健壯性和靈活性，并且可以帶來(lái)性能、功耗和成本降低的潛在改善。BP-CT-AS-ADC 104A可以在保持功耗和芯片面積低的同時(shí)，允許更高速度的操作?？梢砸允境鰹閄k(η)的速率Fin k在BP-CT-Δ Σ-ADC 104Α輸出生成過(guò)濾信號(hào)的采樣。該輸出可以提供高度可編程性，并且對(duì)多標(biāo)準(zhǔn)RF接收機(jī)是理想的。BP-CT- Δ Σ -ADC 104Α可以將LNA 102接收的進(jìn)來(lái)信號(hào)下變頻到基帶。調(diào)制器104適于在窄帶信號(hào)上執(zhí)行帶通ADC。通過(guò)調(diào)制器104的連續(xù)時(shí)間Λ Σ部分(CT-Λ Σ )可以將經(jīng)過(guò)濾的信號(hào)數(shù)字化。BP-CT-Λ S-ADC104A可以混合輸入信號(hào)并數(shù)字化，其會(huì)需要LNA102的放大。BP-CT-AS-ADC 104A可以使用正弦脈沖的整數(shù)用于反饋。反饋基礎(chǔ)功能可以是固有的帶通。這可以明顯改善調(diào)制器104在時(shí)間延遲抖動(dòng)(jitter)和脈沖寬度抖動(dòng)存在方面的性能。而且，調(diào)制器104的采樣頻率可以小于調(diào)制器104調(diào)諧到的中心頻率。調(diào)制器104可以耦合于如圖1實(shí)施例中所示的數(shù)字多相濾波器(DPF)IOet5DPF 106可以接收BP-CT-Λ Σ-ADC 104Α的輸出，其是Xk(n)。DPF 106可以實(shí)施下變頻和抽取信號(hào)的MDSP。濾波器106可以將輸入信 號(hào)Xk(η)分成多個(gè)等距離子頻帶120，其根據(jù)因子M 二次采樣的、以便他們被嚴(yán)格采樣。子頻帶120可以是帶通有限長(zhǎng)度濾波器(FLFs)120的陣列，其將輸入信號(hào)Xk(η)分開(kāi)成多個(gè)分量，每個(gè)FLF以不同過(guò)濾系數(shù)過(guò)濾原始信號(hào)。例如，過(guò)濾系數(shù)可以是Hn(zej(0k+___)。如圖1所示，第一過(guò)濾系數(shù)可以是HQ(zej(0k+___)。DPF 106可以以Foutji的速率通過(guò)組合器122從子頻帶120重組信號(hào)。Fwt k可以和Fin k有區(qū)別并且Frat k可以速率小于Fin k。DPF 106的帶通濾波器120中的每個(gè)可以操作在Ftjut k的速率。Ftjut k可以大于感興趣信號(hào)的帶寬。Ftjut k通?？梢赃h(yuǎn)小于Fin k并且選擇使得Fin k是Ftjut k的倍數(shù)。FLFs 120的數(shù)量，用M表示，可以定義為Fin k對(duì)Fwt k的比率。在DPF 106中，可以有合計(jì)為M個(gè)子FLFs 120，其中的每個(gè)以Ftjutk的速率運(yùn)行。BP-CT-AS-ADC 104A的輸出Xk(n)，時(shí)分復(fù)用到由虛線示出信號(hào)分開(kāi)的每個(gè)子頻帶120內(nèi)。圖2示出通過(guò)多級(jí)(從上到下)將載頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶過(guò)程的示意圖，其中多級(jí)的每級(jí)由一個(gè)處理單元(PU) 110執(zhí)行。DPF 106可以使用有限脈沖響應(yīng)(FIRs)對(duì)進(jìn)來(lái)信號(hào)Xk(η)采樣。接著，以Ftjut k的速率在組合器122將FLFs120的輸出組合。在圖1示出的實(shí)施例中，DPF 106可以耦合于數(shù)字下變頻器(DDC) 108，其中兩者可以以hut—k的速率操作。DDC 108可以將DPF106的輸出轉(zhuǎn)換為中心調(diào)整在中頻或中間頻率(intermediate frequency,即IF)的數(shù)字化信號(hào)或中心調(diào)整在零頻的基帶復(fù)合信號(hào)。接著，接收機(jī)100的DDC 108可以以Ftjut k的速率提供輸出yk(nMk)。接收機(jī)100可以安排在設(shè)備自身內(nèi)部或者是基于相同性質(zhì)PU 110架構(gòu)的部分，其中多DPFs 106和DDCs 108可以與放大器102和調(diào)制器104串聯(lián)。在如圖所示的一個(gè)實(shí)施例中，BP-CT-Λ Σ-ADC 104Α可以耦合于第一 PU 110，PU1，并且依次耦合于許多其他PUs110。每個(gè)I3UllO可以處理信號(hào)。速率轉(zhuǎn)換緩沖器(RCB)112可以耦合在接收機(jī)100內(nèi)的多個(gè)PUs 110之間?？梢允褂肦CBs 112以一個(gè)采樣速率操縱信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為新的采樣速率。可以調(diào)整I3Us 110和RCBs 112的數(shù)量。通過(guò)PUs 110和RCBs 112的組合可以提供數(shù)子輸出。
如圖1所示，接收機(jī)100可以具有一個(gè)PU 110或者許多PUs 110。PUs 110中的每個(gè)可以具有多個(gè)在DPF 106內(nèi)的數(shù)字帶通濾波器120。多個(gè)數(shù)字帶通濾波器120可以將以Fin k的速率進(jìn)來(lái)的信號(hào)分開(kāi)并且以小于進(jìn)來(lái)信號(hào)速率Fin k的速率Ftjut k重組該信號(hào)。對(duì)于每個(gè)PU 110，F(xiàn)in k和Fwt k可以是不同的。在PUs 110內(nèi)部的DDCs 108可以調(diào)整頻率偏移或者可以以小于進(jìn)來(lái)信號(hào)速率的速率Fwt k中心調(diào)整該信號(hào)。當(dāng)兩個(gè)或更多PUs在接收機(jī)100內(nèi)時(shí)，至少一個(gè)RCB 112可以經(jīng)耦合調(diào)整PUs 110。接收機(jī)100可以包括控制器140。當(dāng)正在操作兩個(gè)或更多PUs時(shí)，控制器140可以合并到接收機(jī)100內(nèi)。如圖1內(nèi)所示，控制器140可以耦合到接收機(jī)100內(nèi)PUs 110和RCBs 112中的每個(gè)。這種連接可以允許I3Us 110和RCBs 112的配置。當(dāng)配置后，可以調(diào)整處理信號(hào)的速率?？梢砸攒浖布蛘邇烧叩慕M合程序化控制器140。在軟件實(shí)施中，代碼可以在非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中實(shí)施。控制器140的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括但不限于，易失性存儲(chǔ)器，非易失性存儲(chǔ)器，磁存儲(chǔ)設(shè)備或光存儲(chǔ)設(shè)備，或者能夠存儲(chǔ)代碼和/或現(xiàn)在已知或以后發(fā)展數(shù)據(jù)的其他介質(zhì)?？梢杂捎?jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取和執(zhí)行代碼，其中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行存儲(chǔ)在非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)內(nèi)的、具體化為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和代碼的方法和過(guò)程。而且，控制器140的方法和過(guò)程可以包括在硬件模塊中。這些硬件模塊可以包括專(zhuān)用集成電路(ASIC)芯片，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGAs)，以及現(xiàn)在已知或以后開(kāi)發(fā)的其他可編程邏輯器件?？刂破?40通過(guò)設(shè)置數(shù)字帶通濾波器120和DDCs 108可以配置每個(gè)I3U 110。在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)例如硬接線的另一個(gè)方法配置I3Us 110和RCBs 112。當(dāng)當(dāng)前I3U110耦合到調(diào)制器104時(shí)，通過(guò)將進(jìn)來(lái)速率調(diào)整為當(dāng)`前I3U 110處理速率的倍數(shù)和將載頻調(diào)整為當(dāng)前PU 110處理速率的倍數(shù)，控制器140可以旁通在PU 110中的DDC108?？蛇x地，控制器140可以將之前PU 110的處理速率調(diào)整為當(dāng)前I3U 110處理速率的倍數(shù)和將中頻調(diào)整為當(dāng)前PU 110處理速率的倍數(shù)。通過(guò)時(shí)分復(fù)用，可以將接收的信號(hào)在每個(gè)110內(nèi)分開(kāi)。當(dāng)TOllO耦合于調(diào)制器104時(shí)，可以提供從調(diào)制器104的采樣信號(hào)到DPF106的每個(gè)子頻帶120內(nèi)。否則，之前110的輸出可以時(shí)分復(fù)用到當(dāng)前I3U 110的DPF 106中的子頻帶120內(nèi)。當(dāng)在接收機(jī)100內(nèi)使用多PUs 110時(shí)，總數(shù)為M個(gè)的子有限長(zhǎng)度濾波器(subfinite length fillter)120可以在小于進(jìn)來(lái)速率Finji的速率Frat.k上運(yùn)行。當(dāng)PU 110鄰接調(diào)制器104時(shí)，M可以是第一速率與當(dāng)前PU 110處理速率的比率。當(dāng)PU 110沒(méi)有與調(diào)制器104耦合時(shí)，例如，PU2IlO, PUk 110或PUn 110，M可以是之前PU 110處理速率與當(dāng)前PU 110處理速率的比率。如上所述，調(diào)制器104可以以第一速率處理信號(hào)。第一速率可以大于載頻。具有多個(gè)數(shù)字帶通濾波器120和DDCs 108的I3UsllO可以以大于或等于該信號(hào)帶寬尼奎斯特速率的速率處理信號(hào)。通常，該速率可以小于載頻。在每個(gè)PU 110中的DDCs 108可以以和相同PU 110中M個(gè)子有限長(zhǎng)度濾波器120相同的速率運(yùn)行和生成輸出。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)處理單元最終生成最后輸出時(shí)，在每個(gè)PU110中的DDC 108可以以零頻率中心調(diào)整信號(hào)。否則，DDCs 108可以將頻率偏移糾正到所希望的中頻。第一速率可以大于載頻。每個(gè)PU 110的處理速率可以覆蓋信號(hào)帶寬并且可以小于載頻。現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖3，其描述了接收機(jī)100具體實(shí)例的框圖。接收機(jī)100可以使用一個(gè)PU110進(jìn)行操作。可以通過(guò)天線接收RF信號(hào)，未示出。耦合到天線的可以是LNA 102。LNA102可以放大從天線接收的信號(hào)。調(diào)制器104可以耦合于LNA 102。BP-CT- Δ Σ -ADC 104A可以通過(guò)過(guò)濾和采樣來(lái)處理從LNA 102的信號(hào)。該信號(hào)可以以第一速率^處理，F(xiàn)s可以是載頻的倍數(shù)。在由調(diào)制器104處理后，該信號(hào)可以提供給DPF 106。調(diào)制器104的輸出可以是X(η) ο在圖3中示出的實(shí)施例中，該信號(hào)可以由FLFs 120處理。FLFs 120可以代表子頻帶，其中每個(gè)采用不同的過(guò)濾系數(shù)過(guò)濾原始信號(hào)。例如，過(guò)濾系數(shù)可以是Hn(zemk+…)。如圖3所示，第一過(guò)濾系數(shù)可以是Htl (zeJ(0 k+…)。在實(shí)施例中，子頻帶120可以表示為64個(gè)離散單元。例如，每個(gè)子頻帶120可以以64個(gè)中的一個(gè)因子采樣，以用于嚴(yán)格采樣。信號(hào)可以由組合器122以第二速率Fqut從64個(gè)子頻帶120重組。子頻帶120的數(shù)量64可以等于或與第一速率Fs和第二速率Fqut的比率成正比。重組信號(hào)可以提供給DDC 108并作為輸出y(nM，k)送出。Fs可以是載頻的倍數(shù)而Ftm可以覆蓋該信號(hào)的帶寬?？傮wDPF 106操作可以等效于數(shù)字帶通濾波器(DBF) 402和圖4實(shí)施例中示出的M-1數(shù)字抽取器(DDEC)404。如圖所示，可以由LNA 102從天線接收該信號(hào)。BP-CT-Λ Σ-ADC104Α可以數(shù)字化該信號(hào)并可以將其提供給PU 110的DBF 402。可以以上述的速率Fs提供信號(hào)X(H)。DBF 402可以以定義的通頻帶過(guò)濾信號(hào)執(zhí)行操作。耦合于DBF402的可以是DDEC404。DDEC 404可以減少在從DBF 402接收的離散時(shí)間信號(hào)中的采樣數(shù)量。DDEC 404可以將從DBF 402接收的信號(hào)導(dǎo)入基帶。減少可以和M成比例，M定義為Fs與Fqut的比率。接著，耦合于DDEC 404的DDC 108可以以Fqut的速率將信號(hào)下變頻。接著，DDC 108可以提供輸出y(nM，k)。DBF 402和DDEC 404兩者的組合可以等效于DPF 106。DBF 402和DDEC404可以以Fs的速率運(yùn)行。因?yàn)閮烧叨家暂^快的速率Fs運(yùn)行，然而圖3中以Ftot速率運(yùn)行的DPF 106比圖4中DBF 402和DDEC 404的組合消耗更少功率。每個(gè)子頻帶或FLF 120的過(guò)濾系數(shù)可以是相應(yīng)DBF 402系數(shù)的時(shí)分復(fù)用值。在一個(gè)實(shí)施例中，DBF 402系數(shù)可以是數(shù)字低通濾波器(DLF)系數(shù)的旋轉(zhuǎn)(rotated or upconverted versions)或上變頻版本。DLF可以具有和DBF 402 —樣的濾波器帶寬,但是在基帶處理下變頻采樣。旋轉(zhuǎn)角可以是0k+A Θ，其中0k等于2πχ k X Fs/M，以及Λ θ可以是載頻(F。)和Θ,之間的差異。圖5示出接收機(jī)100模擬結(jié)果示意圖。該示意圖示出BP-CT-Δ Σ-ADC 104A 和 DPF 106 的處理組合。參考圖6，其描述接收機(jī)100操作過(guò)程圖。接收機(jī)100的過(guò)程可以從塊600開(kāi)始。在塊602，接收機(jī)100的天線可以接收RF信號(hào)。在塊604，可以由LNA 102放大RF信號(hào)。在塊606可以過(guò)濾該信號(hào)。在塊608可以采樣該信號(hào)或稱(chēng)為對(duì)該信號(hào)進(jìn)行采樣?？梢酝ㄟ^(guò)BP-CT-Δ Σ-ADC 104A處理該信號(hào)的過(guò)濾和采樣。

在塊610，可以在數(shù)字多相濾波器中時(shí)分復(fù)用該信號(hào)。DPF 106可以將從調(diào)制器104接收的數(shù)字化信號(hào)分開(kāi)到子頻帶120內(nèi)。通過(guò)DPF106的組合器122，可以從那些子頻帶120創(chuàng)建信號(hào)。在塊612可以下變頻該重組信號(hào)。接著，可以由設(shè)備上的應(yīng)用軟件進(jìn)一步處理或使用DDC 108的輸出。該過(guò)程在塊614結(jié)束。
轉(zhuǎn)向圖7,其描述RF音調(diào)發(fā)生器(tone generator) 700?？梢灾匦屡渲幂^早描述的接收機(jī)100信號(hào)路徑，以提供發(fā)生器700。RF音調(diào)發(fā)生器700可以包括數(shù)字上變頻器(DUC) 702, DPF 106以及數(shù)字路由器(DR) 704。輔助數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(AUX DAC)706可以通過(guò)DR704耦合于發(fā)生器700。可以給DUC 702提供數(shù)字信號(hào)x(nM，k)?？梢杂蒁UC 702將該信號(hào)和復(fù)合信號(hào)混合在一起并以Fin的速率提供給DPF 106。在圖7的實(shí)施例中，接收機(jī)100的DPF 106和DDC 108的信號(hào)路徑可以容易地以相反方向重新配置，以便接收機(jī)100在數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)的協(xié)助下成為RF音調(diào)發(fā)生器700。DPF 106的每個(gè)子頻帶120可以截取進(jìn)來(lái)信號(hào)的一部分。子頻帶120可以耦合于DR 704。DR704可以將子頻帶的輸出復(fù)用到單個(gè)信號(hào)內(nèi)。耦合于DR 704的可以是AUX DAC706。AUX DAC 706可以利用該信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為模擬形式。該信號(hào)可以提供給發(fā)射機(jī)。發(fā)射機(jī)可以將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為RF通信。Fin的速率低于RF音調(diào)頻率，這可以減少功率消耗。圖8示出RF音調(diào)發(fā)生器700模擬結(jié)果示意圖。這個(gè)音調(diào)發(fā)生器700的輸出可以用作LNA 102或BP-CT-Λ Σ-ADC 104A輸入的試驗(yàn)信號(hào)，用于接收機(jī)100操作開(kāi)始時(shí)的校準(zhǔn)過(guò)程。參考圖9，其示出RF音調(diào)發(fā)生器700操作過(guò)程示意圖。用于發(fā)生器700的過(guò)程開(kāi)始于塊900。在塊902，發(fā)生器700的DUC 702可以接收數(shù)字信號(hào)。在塊904，DUC 702通過(guò)上變頻將該數(shù)字化信號(hào)適當(dāng)格式化。在塊906，該信號(hào)可以由DPF 106時(shí)分復(fù)用。DPF 106可以為發(fā)生器700改變用途并且可以將信號(hào)以Fin的速率分開(kāi)。

在塊908，通過(guò)DR 704將該信號(hào)數(shù)字路由到數(shù)字多相濾波器中?？梢杂蒁R 704以大于Fin的速率對(duì)該信號(hào)執(zhí)行重組。由于初始處理階段的更低處理速度，所以可以節(jié)省功率。在塊910，可以由AUX DAC706將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。該過(guò)程在塊912結(jié)束。在上面的文字和示圖中，公開(kāi)了射頻數(shù)字接收機(jī)100，其包括以第一速率對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣的調(diào)制器104 ;至少一個(gè)處理單元110，其包括將信號(hào)分開(kāi)并以小于第一速率的速率重組該信號(hào)的多個(gè)數(shù)字帶通濾波器120 ;以小于第一速率的速率調(diào)整頻率偏移或中心調(diào)整信號(hào)的數(shù)字下變頻器108 ;以及當(dāng)兩個(gè)或更多處理單元110在接收機(jī)100內(nèi)時(shí)，耦合于相鄰處理單元110的至少一個(gè)速率控制緩沖器。在一個(gè)變體中，射頻數(shù)字接收機(jī)100包括包括控制器140，所述控制器用于當(dāng)兩個(gè)或更多處理單元110在接收機(jī)100內(nèi)時(shí)，配置所述至少一個(gè)處理單元110和所述至少一個(gè)速率控制緩沖器之間連接。在另一個(gè)變體中，所述的射頻數(shù)字接收機(jī)100，其進(jìn)一步包括放大器102，用于在調(diào)制器104接收信號(hào)前接收和放大信號(hào)。在另一個(gè)變體中，其中所述調(diào)制器104是帶通連續(xù)時(shí)間ΛΣ模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。在另一個(gè)變體中，其中在每個(gè)處理單元110中的多個(gè)數(shù)字帶通濾波器120以數(shù)字多相濾波器106的形式提供。在一個(gè)替換物中，其中所述在每個(gè)處理單元110中的多個(gè)數(shù)字帶通濾波器120包括總數(shù)為M的子有限長(zhǎng)度濾波器，其中的每個(gè)子有限長(zhǎng)度濾波器以小于第一速率的速率運(yùn)行，其中當(dāng)當(dāng)前處理單元110鄰接調(diào)制器104時(shí)，M是第一速率與當(dāng)前處理單元110的處理速率的比率，否則，M是之前處理單元110的處理速率與當(dāng)前處理單元110的處理速率的比率。在另一個(gè)替換物中，其中當(dāng)當(dāng)前處理單元110鄰接調(diào)制器104時(shí)，通過(guò)調(diào)制器104的時(shí)分復(fù)用輸出對(duì)每個(gè)處理單元110中的M個(gè)子有限長(zhǎng)度濾波器提供輸入，否則，通過(guò)之前處理單元110的時(shí)分復(fù)用輸出對(duì)每個(gè)處理單元110中的M個(gè)子有限長(zhǎng)度濾波器提供輸入。
在另一個(gè)變體中，其中所述調(diào)制器104以大于載頻的第一速率處理信號(hào)，并且在每個(gè)處理單元110內(nèi)的所述多個(gè)數(shù)字帶通濾波器120和數(shù)字下變頻器以大于或等于信號(hào)帶寬的尼奎斯特速率但是小于載頻的速率處理信號(hào)。在另一個(gè)變體中，其中在每個(gè)處理單元110中的數(shù)字下變頻器，以和在相同處理單元110中M個(gè)子有限長(zhǎng)度濾波器速率的相同速率，運(yùn)行并生成處理單元110的輸出。在另一個(gè)實(shí)施例中，其中當(dāng)處理單元110是最后生成最終輸出時(shí)，在每個(gè)處理單元110中的數(shù)字下變頻器108將信號(hào)中心調(diào)整在零頻，否則將頻率偏移糾正到所希望的中頻。在另一個(gè)替換物中，第一速率大于載頻，以及每個(gè)處理單元110的處理速率覆蓋信號(hào)帶寬并小于載頻。在一個(gè)方面，公開(kāi)了多音調(diào)上變頻器，其包括用于接收信號(hào)的數(shù)字上變頻器702 ;用于分開(kāi)信號(hào)的、耦合于數(shù)字上變頻器702的多個(gè)數(shù)字帶通濾波器120 ;用于組合信號(hào)的、耦合于多個(gè)數(shù)字帶通濾波器120的數(shù)字路由器；以及用于將信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的、耦合于數(shù)字路由器的數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器706?！ぴ谝粋€(gè)變體中，其中，信號(hào)作為射頻數(shù)字接收機(jī)100中低噪音放大器102或調(diào)制器104的試驗(yàn)信號(hào)用于校準(zhǔn)。在另一個(gè)變體中，多音調(diào)上變頻器包括射頻數(shù)字接收機(jī)100。在一個(gè)變體中，其中，數(shù)字上變頻器702和多個(gè)數(shù)字帶通濾波器120再用為射頻數(shù)字接收機(jī)100中的處理單元110。在一個(gè)替換物中，其中，射頻數(shù)字接收機(jī)100包括以第一速率對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣的調(diào)制器104 ;多個(gè)處理單元110，每個(gè)處理單元110包括將信號(hào)分開(kāi)并以小于第一速率的速率重組信號(hào)的多個(gè)數(shù)字帶通濾波器120 ；調(diào)整頻率偏移或中心調(diào)整信號(hào)的數(shù)字下變頻器108 ;耦合于相鄰處理單元110的至少一個(gè)速率控制緩沖器；以及配置每個(gè)處理單元110和速率控制緩沖器之間連接的控制器140。在一個(gè)方面，公開(kāi)了用于減少射頻數(shù)字接收機(jī)100功耗的方法，該方法包括接收信號(hào)；過(guò)濾信號(hào)；以第一速率對(duì)信號(hào)進(jìn)行米樣；在至少一個(gè)處理單兀110中以小于第一速率的處理速率將信號(hào)分開(kāi)為子頻帶120 ;以所述處理速率重組子頻帶120的信號(hào)；以所述處理速率糾正頻率偏移或中心調(diào)整信號(hào)。在一個(gè)變體中，該方法包括當(dāng)當(dāng)前處理單元110耦合于調(diào)制器104時(shí)，通過(guò)將第一速率調(diào)整為當(dāng)前處理單元110處理速率的倍數(shù)以及將載頻調(diào)整為當(dāng)前處理單元110處理速率的倍數(shù)，旁通處理單元110中的數(shù)字下變頻器108，否則，將之前處理單元110的處理速率調(diào)整為當(dāng)前處理單元110處理速率的倍數(shù)以及將中頻調(diào)整為當(dāng)前處理單元110處理速率的倍數(shù)在一個(gè)變體中，其中所述分開(kāi)信號(hào)包括當(dāng)當(dāng)前處理單元110耦合于調(diào)制器104時(shí)，將采樣信號(hào)時(shí)分復(fù)用到每個(gè)子頻帶120內(nèi)，否則，將之前處理單元110的輸出時(shí)分復(fù)用到當(dāng)前處理單元110中的每個(gè)子頻帶120內(nèi)。還在另一個(gè)變體中，該方法可以包括通過(guò)所述控制器140設(shè)置處理單元110中的多個(gè)數(shù)字帶通濾波器120和數(shù)字下變頻器108，或通過(guò)所述控制器140旁通處理單元110中的多個(gè)數(shù)字帶通濾波器120和數(shù)字下變頻器108，來(lái)配置每個(gè)處理單元110。雖然本公開(kāi)的實(shí)施例已經(jīng)描述了各種具體實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員從前述公開(kāi)應(yīng)當(dāng)清楚在不偏離本公開(kāi)權(quán)利要求真實(shí)精神和范圍的前提下，可以對(duì)本公開(kāi)的實(shí)施例和方法做出修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種射頻數(shù)字接收機(jī)(100)，其包括 以第一速率對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣的調(diào)制器(104)； 至少一個(gè)處理單元(110)，其包括 將所述信號(hào)分開(kāi)并以小于所述第一速率的速率重組該信號(hào)的多個(gè)數(shù)字帶通濾波器(120)； 以小于所述第一速率的速率調(diào)整頻率偏移或中心調(diào)整所述信號(hào)的數(shù)字下變頻器(108);以及 當(dāng)兩個(gè)或更多處理單元(110)在接收機(jī)(100)內(nèi)時(shí)，耦合于相鄰處理單元(110)的至少一個(gè)速率控制緩沖器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻數(shù)字接收機(jī)(100)，其包括控制器(140)，所述控制器用于當(dāng)兩個(gè)或更多處理單元(110)在接收機(jī)(100)內(nèi)時(shí)，配置所述至少一個(gè)處理單元(110)和所述至少一個(gè)速率控制緩沖器之間連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任意一項(xiàng)所述的射頻數(shù)字接收機(jī)(100)，其進(jìn)一步包括放大器(102)，用于在調(diào)制器(104)接收信號(hào)前接收和放大信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的射頻數(shù)字接收機(jī)(100)，其中所述調(diào)制器(104)是帶通連續(xù)時(shí)間Δ Σ模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的射頻數(shù)字接收機(jī)(100)，其中在每個(gè)處理單元(110)中的多個(gè)數(shù)字帶通濾波器(120)以數(shù)字多相濾波器(106)的形式提供。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的射頻數(shù)字接收機(jī)(100)，其中所述在每個(gè)處理單元(110)中的多個(gè)數(shù)字帶通濾波器(120)包括總數(shù)為M的子有限長(zhǎng)度濾波器，其中的每個(gè)子有限長(zhǎng)度濾波器以小于第一速率的速率運(yùn)行，其中當(dāng)當(dāng)前處理單元(110)鄰接調(diào)制器(104)時(shí)，M是第一速率與當(dāng)前處理單元(110)的處理速率的比率，否則，M是之前處理單元(110)的處理速率與當(dāng)前處理單元(110)的處理速率的比率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的射頻數(shù)字接收機(jī)(100)，其中當(dāng)當(dāng)前處理單元(110)鄰接調(diào)制器(104)時(shí)，通過(guò)調(diào)制器(104)的時(shí)分復(fù)用輸出對(duì)每個(gè)處理單元110中的所述M個(gè)子有限長(zhǎng)度濾波器提供輸入，否則，通過(guò)之前處理單元(110)的時(shí)分復(fù)用輸出對(duì)每個(gè)處理單元(110)中的M個(gè)子有限長(zhǎng)度濾波器提供輸入。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的射頻數(shù)字接收機(jī)(100)，其中所述調(diào)制器(104)以大于載頻的第一速率處理信號(hào)，并且在每個(gè)處理單元(110)內(nèi)的所述多個(gè)數(shù)字帶通濾波器(120)和數(shù)字下變頻器以大于或等于信號(hào)帶寬的尼奎斯特速率但是小于所述載頻的速率處理信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的射頻數(shù)字接收機(jī)，其中在每個(gè)處理單元(110)中的數(shù)字下變頻器，以和在相同處理單元(Iio)中M個(gè)子有限長(zhǎng)度濾波器速率的相同速率，運(yùn)行并生成處理單元(1 10)的輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的射頻數(shù)字接收機(jī)，其中當(dāng)處理單元(110)是最后生成最終輸出時(shí)，在每個(gè)處理單元(110)中的數(shù)字下變頻器(108)將信號(hào)中心調(diào)整在零頻，否則將頻率偏移糾正到所希望的中頻。
11.一種用于減少射頻數(shù)字接收機(jī)(100)功耗的方法，所述方法包括 接收信號(hào)；過(guò)濾信號(hào)； 以第一速率對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣； 在至少一個(gè)處理單元(1 10)中 以小于第一速率的處理速率將信號(hào)分為子頻帶(120)； 以所述處理速率重組子頻帶(120)的信號(hào)；以及 以所述處理速率糾正頻率偏移或中心調(diào)整信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述用于減少射頻數(shù)字接收機(jī)(100)功耗的方法，其包括當(dāng)當(dāng)前處理單元(110)耦合于調(diào)制器104時(shí)，通過(guò)將第一速率調(diào)整為當(dāng)前處理單元(110)處理速率的倍數(shù)以及將載頻調(diào)整為當(dāng)前處理單元(110)處理速率的倍數(shù)，旁通處理單元(110)中的數(shù)字下變頻器(108)，否則，將之前處理單元(110)的處理速率調(diào)整為當(dāng)前處理單元(110)處理速率的倍數(shù)以及將中頻調(diào)整為當(dāng)前處理單元(110)處理速率的倍數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述用于減少射頻數(shù)字接收機(jī)(100)功耗的方法，其中所述分開(kāi)信號(hào)包括當(dāng)當(dāng)前處理單元(110)耦合于調(diào)制器(104)時(shí)，將采樣信號(hào)時(shí)分復(fù)用到每個(gè)子頻帶(120)內(nèi)，否則，將之前處理單元(110)的輸出時(shí)分復(fù)用到當(dāng)前處理單元(110)中的每個(gè)子頻帶(120)內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中任意一項(xiàng)所述用于減少射頻數(shù)字接收機(jī)(100)功耗的方法，其包括通過(guò)所述控制器(140)設(shè)置處理單元(110)中的多個(gè)數(shù)字帶通濾波器(120)和數(shù)字下變頻器(108)，或通過(guò)所述控制器(140)旁通處理單元(110)中的多個(gè)數(shù)字帶通濾波器(120)和數(shù)字下變頻器(108)，來(lái)配置每個(gè)處理單元(110)。
15.一種用于減少功耗的系統(tǒng)，其包括所述權(quán)利要求1-10中的任意一項(xiàng)和所述權(quán)利要求11-14中的任意一項(xiàng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有以第一速率對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣的調(diào)制器的射頻數(shù)字接收機(jī)。該接收機(jī)具有至少一個(gè)處理單元。該處理單元具有將信號(hào)分開(kāi)并以小于第一速率的速率重組該信號(hào)的多個(gè)數(shù)字帶通濾波器。該處理單元具有以小于第一速率的速率調(diào)整頻率偏移或中心調(diào)整信號(hào)的數(shù)字下變頻器。具有當(dāng)兩個(gè)或更多處理單元在接收機(jī)內(nèi)時(shí)，該接收機(jī)具有耦合于相鄰處理單元的至少一個(gè)速率控制緩沖器。
文檔編號(hào)H04B1/16GK103051347SQ20121034488
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者Y-C·關(guān), Z·徐 申請(qǐng)人:波音公司