CN100372412C - 用于双模移动手持机的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种具有单组RF电路单元的双模移动手持机，所述RF电路单元与单组模拟电路单元接口，从而降低了系统的冗余。连接于模拟电路单元的DSP用软件单元调制和解调两种模式的发射信号并使用嵌入的软件预处理和后处理标准信号。单个控制CPU将数据提供给DSP并从DSP接收数据，以用于作为第一标准传输信号或第二标准传输信号的所选处理。

Description

用于双模移动手持机的方法和装置
技术领域
本发明一般涉及移动电话手持机领域，尤其是涉及采用具有预处理和后处理以实现两种无线通信标准的单组RF、模拟和其它硬件元件的移动电话。
背景技术
移动电话已以基于包括模拟和数字通信能力两者的多种标准被开发出来。大多数当前的蜂窝电话都具有数字能力，然而，已经增殖出用于包括GSM和CDMA的数字移动电话系统技术的多种标准。用于电信系统的PHS技术正越来越普及地出现在用于主要基础设施发展的市场中。然而，为了避免携带多部移动电话以便也能够与当前蜂窝电话标准进行通信，需要PHS用户具有也包括诸如GSM或CDMA的标准蜂窝移动通信技术的单个移动手持机。
当前的手持机通过提供用于PHS和蜂窝标准两者的专用硬件电路来适应这种需求。这需要硬件元件相当大的重复并且是一个成本昂贵且复杂的方案。
因此希望有这样一种移动电话，其使用一组RF、模拟或其它硬件元件来支持PHS和蜂窝移动电话标准两者。
还希望提供系统的软件单元，其可以被修改来适应不同的蜂窝移动标准。
发明内容
本发明所定义的双模移动手持机使用单组RF电路元件，该RF电路元件与单组模拟电路元件接口从而降低了系统的冗余。DSP(数字信号处理单元)被连接到模拟电路元件，并具有用来调制和解调第一标准传输信号的第一系统软件单元，和用来预处理数据以便用于调制为第一标准传输信号以及用来后处理从第一标准传输信号中解调出来的数据的软件。该DSP具有用来调制和解调第二标准传输信号的第二系统软件单元，和用来预处理数据以便用于调制为第二标准传输信号以及用于后处理从第二标准传输信号中解调出来的数据的软件。单个控制CPU提供数据到DSP以及从DSP接收数据，以用于作为第一标准传输信号或第二标准传输信号的所选择的处理。
概括地说，根据本发明的第一方面，提供一种双模移动手持机，包括：
单组RF电路单元；
连接于RF电路单元的单组模拟电路单元；
连接于模拟电路单元的数字信号处理单元DSP，该数字信号处理单元DSP具有
第一系统单元，其包括
用来调制和解调第一标准传输信号的装置；
用来预处理数据以用于调制为第一标准传输信号和用来后处理从第一标准传输信号中解调出的数据的装置；
第二系统单元，其包括
用来调制和解调第二标准传输信号的装置；
用来预处理数据以用于调制为第二标准传输信号和用来后处理从第二标准传输信号中解调出的数据的装置；
该双模移动手持机还包括控制装置，用于向DSP提供数据或者接收来自DSP的数据，用以选择处理第一标准传输信号或第二标准传输信号；
其中第一模式是GSM，第二模式是PHS，
以及其中，第二系统单元被配置成通过以下方式来调制第二标准传输信号：
通过应用升余弦操作I和Q数据来产生13MHz/64＝0.203125MHz的信号；
对所产生的信号应用增加采样速率滤波器以用于上采样4倍为0.8125MHz；
使用有限抽头的变换速率滤波器将符号率转换到192KHz的PHS信号标准频率；和
使用第二个增加采样速率滤波器将符号率转换为192KHz后的信号转换成13MHz/2＝6.5MHz。
根据本发明的第二方面，提供一种在手持机中实现双模发射和接收的方法，其中所述手持机包括：
单组RF电路单元；
连接到RF电路单元的单组模拟电路单元；
连接到模拟电路单元的数字信号处理单元DSP，
所述方法包括以下步骤：
当所述手持机处于第一模式的发射和接收状态时，所述数字信号处理单元DSP被配置成执行以下步骤：
预处理数据以用于调制为第一标准传输信号；
调制将要提供给模拟电路单元进行传输的第一标准传输信号；
解调从模拟电路单元接收的第一标准传输信号；和
后处理从第一标准传输信号解调的数据；
当所述手持机处于第二模式的发射和接收状态时，所述数字信号处理单元DSP被配置成执行以下步骤：
预处理数据以用于调制为第二标准传输信号；
调制将要提供给模拟电路单元进行发射的第二标准传输信号；
解调从模拟电路单元接收的第二标准传输信号；和
后处理从第二标准传输信号解调的数据；
向DSP提供数据或者接收来自DSP的数据，用以选择处理第一标准传输信号或第二标准传输信号；
其中第一模式是GSM，第二模式是PHS，
以及其中，调制第二标准传输信号的步骤包括以下步骤：
通过应用升余弦操作I和Q数据来产生13MHz/64＝0.203125MHz的信号；
对所产生的信号应用增加采样速率滤波器以用于上采样4倍为0.8125MHz；
使用有限抽头的变换速率滤波器将符号率转换到192KHz的PHS信号标准频率；和
使用第二个增加采样速率滤波器将符号率转换为192KHz后的信号转换成13MHz/2＝6.5MHz。
附图说明
通过参考下面结合附图的详细描述，本发明的这些和其它特点及优点将更明了，其中：
图1是实施本发明的手持机的硬件元件框图；
图2是说明GSM和PHS通信窗口的时间链；和
图3是手持机功能单元的框图。
具体实施方式
参考附图，本发明公开了一种使用GSM硬件芯片组的手持机。如图1所示，采用单个RF传输系统，其中，公共天线10和RF元件12相互连接于模拟前端(AFE)14。AFE提供了至手持机外围设备，例如液晶显示器(LCD)、键区、峰鸣器、电池充电器、扬声器、麦克风、照相机和其它标准设备(通常共同标识为16)的接口。单晶振荡器18提供如随后将具体描述的系统时钟。数字基带处理系统20提供用于发射和接收操作的转换率操作、用于GSM和PHS信号标准的定时产生、均衡等数字处理能力。
在典型实施例中的RF元件包括低噪声放大器(LNA)、混频器、放大器、RF信号发生器和滤波器。该实施例的RF元件外加用于必需的PHS频率的频带可以与GSM EDGE系统相当。RF元件的功能是将基带信号转换为RF信号和将RF信号转换为基带信号。对于发射路径来说，RF元件几乎可以将任何基带信号转换为RF信号。对于接收路径来说，RF元件可接收具有相似带宽和相同频率的任何信号。
当双模(GSM/PHS)移动电话系统以GSM模式进行接收和发射时，可以应用正常的GSM信号路径。
用于GSM标准的信号调制采用两种模式GMSK和8PSK。用于PHS的调制方案是p/4DQPSK。8PSK和p/4DQPSK在幅度和相位变化方面具有非常相似的特征。然而，用于PHS的升余弦(raisingconsine)整形滤波器的系数完全不同于GSM滤波器的要求。而且，PHS和GSM的符号率分别是192KHz和270.8333KHz。为了使这种相似性最大化，因此在所示实施例中使用了具有8PSK能力的GSM芯片组，并如随后描述的，数字信号处理器执行对变化的符号率的调整。
为了补偿滤波和符号率的不同，用于PHS传输的传输信号由DSP和软件/固件产生，而不是由用于GSM调制的内置电路产生。GSM芯片组的模拟部分接收用于13MHz系统的兼容信号，例如0.8125MHz(13MHz/16)。为了避免产生高的处理要求，PHS信号分两步来产生。第一步是通过使用由DSP和软件实现的升余弦和增加采样速率滤波器来处理I和Q数据。0.203125MHz的信号被上采样4倍为0.8125MHz。在上采样之后，使用在典型实施例中以多相滤波器实现的有限抽头的变换速率滤波器(scaling filter)来将符号率转换成192KHz的PHS信号标准频率。在转换符号率之后，使用诸如级联平均滤波器(CAF)的内置硬线连接的增加采样速率滤波器来将该信号转换成6.5MHz并转发给RF电路。
一旦激活呼叫，用于呼入PHS传输的接收路径就使用相似的两步程序。所接收的信号首先被按比例放大2倍(即，从270.833KHz到54.6KHz)。使用具有3-4个抽头的变换速率滤波器将该信号转换成384KHz信号。诸如均衡、限幅和解映射、解扰等其它接收操作在n＊192KHz的范围内应用(在此n是整数)。
在待机模式，即，监听模式，GSM和PHS模式都可以被激活并周期性地与基站进行通信。如图2所示，这种通信的周期T1和T2都足够长，并且通信时间T3和T4都足够小，以便同时激活GSM和PHS系统的可能性很小。如果发生冲突，如在时刻t1所示的那样，一种模式具有在干扰周期期间产生跳过另一种模式的较高优先级。该优先级被预先编程，或者可选地基于网络可用性被编程。因此，来自GSM或PHS基站的呼入电话呼叫将被丢失。
在通话模式中，只有一种模式被激活。在一种模式的运行期间，来自其它系统的呼入电话呼叫将不被连接。基站将认为手持机失去了无线连接，并且在当前电话呼叫完成时，将在以后通知手持机所丢掉的呼叫。
如图3所示，使用本发明的系统的功能操作利用了在手持机和DSP中的CPU的可编程能力的性能。对于来自手持机的传输，应用软件22与LCD 24接口，用于基于来自系统控制26的输入与用户通信。系统控制还定义了呼叫类型PHS或GSM，并提示在DSP中的适当软件。对于GSM呼叫，数据通过GSM预处理28被提供到GSM调制和解调30的调制元件，并被传递到模拟电路32的D/A部分和RF电路34用以通过天线进行发射。对于上述的实施例来说，这构成了用于正常GSM信号路径的标准功能。
对于PHS呼叫来说，系统控制通过PHS预处理提供数据，在此执行滤波以对整个发射数据路径的任何失真进行补偿。在完成预处理之后，数据被提供给PHS调制元件38以将二进制数据转换成IQ信号并进一步将IQ信号转换成RF频率。然后数据被传递到模拟电路元件32的D/A信号，用于在传递到RF电路34以通过天线发射之前进行转换。
对于接收一个GSM发射来说，RF电路将该信号传递到模拟电路元件的A/D和数字滤波部分，并通过在DSP中的GSM软件的解调元件42和后处理元件44，再次按系统的标准GSM模式运行。
对于接收一个PHS发射来说，RF电路将该信号传递到模拟电路元件的A/D和数字滤波部分，并通过DSP中的软件的PHS解调元件46。解调部分将该RF信号转换成IQ信号，并接着将该信号转换成二进制数据。被解调的信号接着被传递到PHS后处理48进行均衡、限幅和解映射、解扰。单个时钟系统40为PHS和GSM系统的各元件提供时钟。
现在已经根据专利法的要求具体描述了本发明，本领域技术人员应该认识到在此所公开的具体实施例的修改和替代。这种修改是落入下述权利要求书所定义的本发明的范围和意图内的。

Claims (9)

1.一种双模移动手持机，包括：
单组RF电路单元；
连接于RF电路单元的单组模拟电路单元；
连接于模拟电路单元的数字信号处理单元DSP，该数字信号处理单元DSP具有
第一系统单元，其包括
用来调制和解调第一标准传输信号的装置；
用来预处理数据以用于调制为第一标准传输信号和用来后处理从第一标准传输信号中解调出的数据的装置；
第二系统单元，其包括
用来调制和解调第二标准传输信号的装置；
用来预处理数据以用于调制为第二标准传输信号和用来后处理从第二标准传输信号中解调出的数据的装置；
该双模移动手持机还包括控制装置，用于向DSP提供数据或者接收来自DSP的数据，用以选择处理第一标准传输信号或第二标准传输信号；
其中第一模式是GSM，第二模式是PHS，
以及其中，第二系统单元被配置成通过以下方式来调制第二标准传输信号：
通过应用升余弦操作I和Q数据来产生13MHz/64＝0.203125MHz的信号；
对所产生的信号应用增加采样速率滤波器以用于上采样4倍为0.8125MHz；
使用有限抽头的变换速率滤波器将符号率转换到192KHz的PHS信号标准频率；和
使用第二个增加采样速率滤波器将符号率转换为192KHz后的信号转换成13MHz/2＝6.5MHz。
2.根据权利要求1的双模移动手持机，进一步包括连接于模拟电路单元和RF电路单元并响应于控制装置的单个时钟系统。
3.根据权利要求1的双模移动式手持机，其中，该手持机通过以时分复用方式激活用于第一和第二传输信号的系统单元来为第一和第二传输信号提供同时的待机。
4.根据权利要求3的双模移动手持机，其中，与用于第一传输信号的时分复用相关的第一周期不同于与用于第二传输信号的时分复用相关的第二周期，以及其中，用于第一传输信号和第二传输信号的通信块比第一周期和第二周期短，并且对通信块的任何重叠预定第一和第二系统单元的操作优先级。
5.一种在手持机中实现双模发射和接收的方法，其中所述手持机包括：
单组RF电路单元；
连接到RF电路单元的单组模拟电路单元；
连接到模拟电路单元的数字信号处理单元DSP，
所述方法包括以下步骤：
当所述手持机处于第一模式的发射和接收状态时，所述数字信号处理单元DSP被配置成执行以下步骤：
预处理数据以用于调制为第一标准传输信号；
调制将要提供给模拟电路单元进行传输的第一标准传输信号；
解调从模拟电路单元接收的第一标准传输信号；和
后处理从第一标准传输信号解调的数据；
当所述手持机处于第二模式的发射和接收状态时，所述数字信号处理单元DSP被配置成执行以下步骤：
预处理数据以用于调制为第二标准传输信号；
调制将要提供给模拟电路单元进行发射的第二标准传输信号；
解调从模拟电路单元接收的第二标准传输信号；和
后处理从第二标准传输信号解调的数据；
向DSP提供数据或者接收来自DSP的数据，用以选择处理第一标准传输信号或第二标准传输信号；
其中第一模式是GSM，第二模式是PHS，
以及其中，调制第二标准传输信号的步骤包括以下步骤：
通过应用升余弦操作I和Q数据来产生13MHz/64＝0.203125MHz的信号；
对所产生的信号应用增加采样速率滤波器以用于上采样4倍为0.8125MHz；
使用有限抽头的变换速率滤波器将符号率转换到192KHz的PHS信号标准频率；和
使用第二个增加采样速率滤波器将符号率转换为192KHz后的信号转换成13MHz/2＝6.5MHz。
6.根据权利要求5的在手持机中实现双模发射和接收的方法，其中变换速率滤波器是多相滤波器。
7.根据权利要求5的在手持机中实现双模发射和接收的方法，其中第二增加采样速率滤波器是级联平均滤波器。
8.根据权利要求5的在手持机中实现双模发射和接收的方法，其中解调第二标准传输信号的步骤包括步骤：
按比例放大该信号；
应用变换速率滤波器将经按比例放大的信号转换为k*192KHz的信号，其中k是整数；并且后处理的步骤包括步骤：
在k*192KHz的范围内应用均衡、限幅和解映射、解扰。
9.根据权利要求8的在手持机中实现双模发射和接收的方法，其中比例放大因子为2，并且变换速率滤波器是具有3-4个抽头的滤波器，以使得k等于2。
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