CN101015183A - 用于将数字基带信号转换成模拟中频信号的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将数字BB(基带)信号转换成模拟IF(中频)信号的方法，其中借助了BB/IF转换器来对数字BB处理器信号执行K(K＝信道数量)次过采样处理，随后则借助可控的第i个数字内插滤波器来选择K个信道中的各个第i信道，并且将各个第i信道都移动到模拟IF信道频谱中的第i个频率位置，该滤波器包含在BB/IF转换器中并且是K阶可控的。本发明的目标是在W－LAN单元中为信号处理过程中出现的频率响应失真进行切实可行的标准化补偿，其中所述失真是由于D/A转换中的间隙函数(gi)的效应以及所使用的传输方法和调制模式而产生的，并且该目标是如下实现的，在未实施预加重处理的情况下获取数字BB处理器信号的频率响应。在BB/IF转换器提供了未补偿数字IF信号之后以及在D/A转换器将信号转换成模拟IF信号之前，数字补偿滤波器对已补偿数字IF信号进行预加重，以便校正模拟IF信号的频率响应。

Description

用于将数字基带信号转换成模拟中频信号的方法
技术领域
本发明涉及一种用于将数字BB(基带)信号转换成模拟IF(中频)信号的方法，其中借助了BB/IF转换器来对数字BB处理器信号执行K(K＝信道数量)次过采样处理，随后则借助可控的第i个数字内插滤波器来选择K个信道中的各个第i信道，并且将各个第i信道都移动到模拟IF信道频谱中的第i个频率位置，该滤波器包含在BB/IF转换器中并且是K阶可控的，而D/A转换器的频率响应则提供了通过预加重数字BB处理器信号而被校正的模拟IF信号。
在现有技术中，对借助例如接入点或W-LAN(无线局域网)客户机实现的无线网络中的通信器而言，通常较为优选的是借助W-LAN单元来实现这些通信器。这些W-LAN单元可以用作个人计算机(PC)的扩展卡，笔记本的PC卡等等，并且它们包括至少两个部分。
这其中的第一部分是BB/IF单元，在该部分中，其中首先借助了信号处理器来产生数字BB信号。
在现有技术中，该信号是作为独立实部和独立虚部由信号处理器提供的，随后该信号同样是经过独立处理而最终成为模拟IF信号的。
每一个数字BB信号的数字复数采样值都是在用于数量为K的信道的BB/IF转换器中提供的，由此依照所使用的标准，每K个信道都会借助频率偏移而被排列在IF信号的频谱中。每K个波段都是借助一个内插滤波器而被选择的。
由此，IF信号包含了数量为K的信道，这些信道是可以以复数信号的形式使用的。
对实部和虚部经过处理的复数数字IF信号来说，该信号会在相应的D/A转换器(D/A-U)中转换成模拟IF传输信号，这些转换器则是为实部和虚部指定的，并且以很高的采样频率工作的。
由于数字信号值是借助时间离散步骤中输出的离散电压和电流值表示的，因此，模拟输出信号是分阶段产生的。
在信号分析方面，这些输出信号可以解译成是D/A-U的一系列矩形波单位脉冲响应，并且由此可以解译成是数字IF信号的矩形波采样。
这意味着输出信号会与其频率变化中的间隙函数(si)重叠，由此将会产生失真。
各个D/A-U的输出信号是作为IF输入信号的实部或虚部而被提供到射频(RF)单元输入端的，该射频单元则表示的是W-LAN单元的第二部分。在W-LAN单元的这个第二部分中，IF信号是借助另一个平滑带通滤波器以模拟形式形成，并且以一种与RF传输信号进行调制的方式而被平滑和处理的。现在，RF单元的输出端将会提供这个RF信号，以便经由天线来对其进行传输。
现有技术解决方案的一个重大缺陷在于：在BB/IF转换器中必须为实部和虚部单独执行非常费事的操作。
此外，其另一个缺陷是必须使用大量组件来过滤和平滑复数IF信号。对由于模拟带通滤波器中的数字BB信号预加重处理或模拟IF信号后均衡处理而在D/A转换器输出端出现的(si)失真(依照间隙函数的衰减特性)来说，对于该失真的实现将会是非常不完全的。
发明内容
由此，本发明的一个目的是在W-LAN单元中为信号处理过程中出现的频率响应失真进行切实可行的标准化补偿，其中所述失真是由于D/A转换中的间隙函数(gi)的效应以及所使用的传输方法和调制模式而产生的。
依照本发明，该目标是如下实现的，其中数字BB处理器信号的频率响应是在未实施预加重处理的情况下获得的。在BB/IF转换器提供了未补偿数字IF信号之后以及在D/A转换器将信号转换成模拟IF信号之前，数字补偿滤波器会对已补偿数字IF信号进行预加重，以便校正模拟IF信号的频率响应。
该解决方案旨在借助数字补偿滤波器来实施直接频率响应校正处理，其中该滤波器介于用以提供数字IF信号的BB/IF转换器与用以将信号转换成模拟IF信号的D/A转换器之间，该校正则是以如下方式直接执行的，其中该滤波器会以专用方式在IF传输信号的频率响应上叠加一个补偿性的预加重，并且该步骤与其他数字处理步骤是不相关的。
本发明的一个实施例的特征在于：已补偿数字IF信号是以如下方式预加重的，其中数字补偿滤波器的滤波特性是以补充间隙函数(si)所导致的D/A转换器的频率响应的方式形成的。
该解决方案使用了如下事实，相对于数字IF信号来说，只有一小部分频谱(通常不超过25％)可以被视为是有用频谱。只有在这个频率范围中，(si)变化才是得到补偿的。
本发明另一个实施例的特征在于：已补偿数字IF信号是以如下方式预加重的，其中数字补偿滤波器的滤波特性是以附加补充所用传输方法、调制模式及其参数所导致的频率响应的方式形成的。
该解决方案的目标是基于下列原因而被实现的，仅就所用传输方法和调制模式所产生的特定失真可以通过特定方式进行补偿。由此可以实现很高的调制精度。
依照本发明的方法的一个变体的特征在于：数字补偿滤波器是作为FIR滤波器形成的，其中该滤波器优选具有1～5个延迟部件。
非常有利的是，该解决方案明确了这样一点，那就是数字滤波操作可以借助少量组件以及很低的费用来实现。
依照本发明的方法的另一个变体的特征在于：数字补偿滤波器优选是结合二进制加权滤波系数形成的。
在这个变体中，与数值的二进制格式相适应的滤波系数选择将会产生很小的位长度，并且可以实现令人满意的系数的二进制处理。
附图说明
从下文描述的实施例中可以清楚了解本发明的这些和其他方面，并且本发明的这些和其他方面是参考下文描述的实施例来阐述的。
在附图中：
图1是W-LAN单元(11)的框图
图2是数字补偿滤波器(4)的框图。
具体实施方式
如图1所示，数字BB处理器信号3是在基带处理器30中产生的，并且该信号被施加于BB/IF转换器2的输入端。该转换器的输出则将未补偿数字IF信号9提供给数字补偿滤波器4。
在这个滤波器中，其中将会执行专用的预加重处理，以便在该滤波器的输出端产生用于D/A转换器5的已补偿数字IF信号10。D/A转换器5则将借助第一平滑带通滤波器6平滑的已补偿数字IF信号10转换成模拟IF信号7。BB/IF单元1则会将这个模拟IF信号7提供给RF传输单元8。
在RF传输单元8中，该信号将会由第二平滑带通滤波器13进行平滑，并且与一个无线电频率相混合，然后该信号将被从所述RF传输单元的输出端提供到天线12。
如图2所示，用以确定数字补偿滤波器4的滤波特性的滤波器系数分别存储在第一、第二、第三和另一个系数存储器18、20、23和26中。
在第一状态中，对于被提供到数字补偿滤波器4的输入端的未补偿数字IF信号9来说，其即时当前值(current value)是在第一状态存储器14的输入端提供的，并且该当前值将会即时到达第一乘法部件19。
在这个部件中，该当前值将会即时与第一系数存储器18提供的值相乘。在第一乘法部件输出端提供的乘积则被施加于第一加法部件22的第一输入端。
在第二状态存储器15的输入端，存储在第一状态存储器14中的未补偿数字IF信号9的当前值是直接可用的，此外，在第二乘法部件21的输入端，该当前值也是即时可用的。
在这个部件中，该当前值将会即时与第二系数存储器20提供的值相乘。在第二乘法部件21的输出端提供的乘积则被施加于第一加法部件22的第二输入端，在这个加法部件中，第一和第二输入值的总和将被直接计算得到。从第一加法部件22的输出端提供的总和将被施加于第二加法部件22的第一输入端。
此外在另一个状态存储器17的输入端，保存在第二状态存储器15中的未补偿数字IF信号9的先前值是直接可用的，在第三乘法部件24的输入端，所述先前值也是即时可用的。
在这个部件中，该先前值将会即时与第三系数存储器23提供的值相乘。在第三乘法部件24的输出端提供的乘积值则被施加于第二加法部件25的第二输入端，在这个加法部件中，第一和第二输入值的总和将被直接计算得到。从第二加法部件25的输出端提供的总和则会施加于另一个加法元件28的第一输入端。
最后，在另一个乘法部件27的输入端，保存在第三状态存储器17中的未补偿数字IF信号19的最后两个值是直接可用的。
这个值将会即时与另一个系数存储器26提供的值相乘。在所述另一个乘法部件27的输出端提供的乘积值将被施加于另一个加法部件28的第二输入端，在所述加法部件中，第一和第二输入值的总和将被直接计算得到。从所述另一个加法部件28的输出端提供的总和会在数字补偿滤波器4的输出端提供已补偿数字IF信号10的即时当前值。
参考符号列表
1BB/IF单元
2BB/IF转换器
3数字BB处理器信号
4数字补偿滤波器
5D/A转换器
6第一平滑带通滤波器
7模拟IF信号
8RF传输单元
9未补偿数字IF信号
10补偿数字IF信号
11W-LAN单元
12天线
13第二平滑带通滤波器
14第一状态存储器
15第二状态存储器
17另一个状态存储器
18第一系数存储器
19第一乘法部件
20第二系数存储器
21第二乘法部件
22第一加法部件
23第三系数存储器
24第三乘法部件
25第二加法部件
26另一个系数存储器
27另一个乘法部件
28另一个加法部件

Claims (5)

1.一种用于将数字BB(基带)信号转换成模拟IF(中频)信号的方法，其中借助了BB/IF转换器来对数字BB处理器信号执行K(K＝信道数量)次过采样处理，随后则借助可控的第i个数字内插滤波器来选择K个信道中的各个第i信道，并且将各个第i信道都移动到模拟IF信道频谱中的第i个频率位置，该滤波器包含在BB/IF转换器中并且是K阶可控的，而D/A转换器的频率响应则提供了通过预加重数字BB处理器信号而被校正的模拟IF信号，其特征在于：数字BB处理器信号(3)的频率响应是在未实施预加重处理的情况下获得的，并且其特征还在于：在BB/IF转换器(2)提供了未补偿数字IF信号(9)之后以及在D/A转换器(5)将信号转换成模拟IF信号(7)之前，数字补偿滤波器(4)对已补偿数字IF信号(10)进行预加重，以便校正模拟IF信号(7)的频率响应。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：已补偿数字IF信号(10)是以如下方式预加重的，其中数字补偿滤波器(4)的滤波特性是以补充间隙函数(si)所导致的D/A转换器(5)的频率响应的方式形成的。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：已补偿数字IF信号(10)是以如下方式预加重的，其中数字补偿滤波器(4)的滤波特性是以附加补充所用传输方法、调制模式及其参数所导致的频率响应的方式形成的。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：数字补偿滤波器(4)是作为FIR滤波器形成的，其中该滤波器优选具有1～5个延迟部件。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：数字补偿滤波器(4)优选是结合二进制加权滤波系数形成的。
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