CN101103565A - 具有接收和/或发送射频信号的分布式体系结构的装置和用于实现该分布式体系结构的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于接收射频(RF)信号的分布式体系结构系统，包括接收多个RF信号的接收单元。所述接收单元包括用于将所述多个RF信号合并成复用信号的部件。头单元接收所述复用信号，并将所述复用信号分离为多个信息信号。所述头单元准备所述信息信号以便呈现给用户。所述头单元远离所述接收单元。复用链路将所述复用信号从接收单元传送到所述头单元。

Description

具有接收和/或发送射频信号的分布式体系结构的装置和用于实现该分布式体系结构的方法

对相关申请的交叉引用

本申请要求保护于2004年9月20日提交的标题为“RADIOARCHITECTURE UTILIZING IF I/Q OUTPUT SEPARATION”的美国临时专利申请序列号60/611,398和于2004年9月20日提交的标题为“IF MULTIPLEXED RADIO ARCHITECTURE FORAUTOMOTIVE ENTERTAINMENT EQUIPMENT”的美国临时专利申请序列号60/611,317的权益。

技术领域

本发明总体上涉及具有接收和/或发送射频信号的分布式体系结构的装置和用于实现该分布式体系结构的方法。

背景技术

消费者常常期望用于接收和/或发送射频信号的设备能够从和/或向多种广播和/或数据服务接收和/或发送数据，其中广播和/或数据服务例如全球定位系统服务、AM-FM无线电服务、一个或多个卫星数字音频无线电服务(SDARS)、蜂窝电话服务和/或卫星或广播电视服务。这种多服务设备传统上包括用于每种期望服务的独立处理平台。每种处理平台一般又包括用于接收和下变频(下文中有时候统称为“RF部分”或“RF前端”)、解调到/来自期望服务的信号并对其执行其它处理的相应电路。因此，单个传统的多服务设备一般包括几个单独和不同的处理平台，每个平台都包括用于处理来自对应/期望广播和/或数据服务的信号的相应RF前端。

总地来说，那些独立RF前端中的每个都必须通过高质量和相对昂贵的缆线与对应的天线互连。例如，传统的多服务设备可能需要一个天线用于AM/FM广播服务，另一天线用于蜂窝和全球定位服务，而另一天线用于卫星电视服务。每个天线一般都通过例如由适当连接器端接的同轴或类似缆线的缆线电连接到其对应的RF前端。

由缆线从天线传送到多服务设备RF前端的信号数量级一般是非常小的，例如几毫微瓦。这么小数量级的信号容易由于传导电噪声和辐射干扰而降级。因此，由于RF信号的低电平和高频率，高质量缆线和连接器常常是保护信号完整性所必需的。这种使用几条高质量缆线将多服务设备互连到其天线的需求增加了系统的成本、复杂性和重量。

传统的多服务设备一般包含在单个外壳中。因此独立处理平台的多个RF前端与各种各样其它的电路相对来说很接近，这些电路例如开关电源、模数转换器、数字信号处理器、音频功率放大器、相对高的电压显示器和各种各样其它的电路。因此造成了不希望有的、会影响RF前端敏感性以及会降低接收信号质量的电噪音环境。而且，由于该单独的外壳必须容纳多个处理平台及关联电路，因此外壳中的空间是非常宝贵的，而且增加增强的特征，额外的功能或扩展多服务设备的处理能力比在相反的情况下更复杂。

因此，本领域所需要的是减少处理正接收到和/或发送的多个广播和/或数据服务所需的处理平台个数的装置和方法。

而且，本领域所需要的是将天线和相应的处理平台互连所需的缆线个数的装置和方法。

更进一步，本领域所需要的是用来保持RF前端敏感性和每个RF前端提供给其对应解调/信道解码器的模拟中频(IF)信号的完整性的装置和方法。

再进一步，本领域所需要的是用来在多服务设备中实现分布式体系结构和实现上述要求的装置和方法。

发明内容

本发明提供了用于接收射频(RF)信号的分布式体系结构系统。

本发明在其一个形式中包括接收多个RF信号的接收单元。接收单元包括用于把所述多个RF信号合并为复用信号的部件。头单元接收复用信号并把它分离为多个信息信号。头单元准备用于呈现给用户的信息信号。头单元放置在远离接收单元的地方。复用链路把复用信号从接收单元传送到头单元。

本发明的优点是把RF前端分布在与它们对应的天线靠近的地方而远离多服务设备的电噪声环境，因此即使没有提高也保持了RF部分的敏感性。

本发明的另一个优点是RF前端通过单个的缆线与其对应的解调器/信道解码器相连，因此简化和减少了系统的成本和重量。

本发明的又一个优点是通过把RF前端分布到与天线靠近的位置，多服务设备中就会有额外可以获得的空间。

附图说明

本发明的以上及其它特征与优点，以及获得它们的方式，将通过参考本发明一个实施方式的以下描述联系附图变得明显并且被更好地理解，其中：

图1是具有用于接收和/或发送射频信号的传统体系结构的示范多服务设备的块图；

图2是具有用于接收和/或发送射频信号的分布式体系结构的装置的一个实施方式的块图；

图3是说明用于本发明的一个示范下变频和复用方案的图；

图4是具有用于接收和/或发送射频信号的分布式体系结构的装置的另一个实施方式的块图；

图5是具有用于接收和/或发送射频信号的分布式体系结构的装置的又一个实施方式的块图；及

图6是说明用于实现接收和/或发送射频信号的分布式体系结构的方法的一个实施方式的流程图；

相应的附图标记在所有多个视图中表示对应的部分。这里展示的示范说明了本发明的优选的实施方式的一种形式，但这种示范在任何形式下都不应当认为是限制本发明的范围。

具体实施方式

参考附图尤其是图1，它示出了用于接收和/或发送射频信号的传统体系结构系统10的示意图。传统体系结构系统10包括控制或头单元12，第一和第二RF前端部分14和16，娱乐工具(entertainment)总线20和第一和第二天线22和24。

头单元12包括不同功能的单元或电路，例如放大电路、AM/FM调谐电路、包括音量、音调和衰落/平衡控制电路的音频控制电路、输入源选择电路和其它控制电路(它们都没有示出)。头单元12通常安装在诸如汽车的车辆上。但是，应当理解为本发明不是要如此限制。

头单元12通过缆线32与第一天线22、通过缆线34A与第一RF部分14、通过缆线36A与第二RF部分16以及通过缆线38与车辆总线20相互电连接。通常，RF部分14和16从相应的广播服务接收广播RF信号并且下变频那些信号以及把那些信号解调为信息和/或数据信号。缆线34A和36A分别从RF部分14和16传送那些信息和/或数据信号到头单元12，这些数据信号例如音频和/或视频信号。只为了描述起见，可以考虑缆线34A和36A为包括至少把音频信号从不同RF部分传送到头单元12的音频总线(未标出)的一部分。缆线38在车辆总线20和头单元12之间传送控制和/或数据信号。

第一RF部分14也通过缆线34B与车辆总线20以及通过缆线34C与第二天线24相互电连接。缆线34B在车辆总线20和RF部分14之间传送控制和/或数据信号。缆线34C在第一RF部分14和第二天线24之间传送射频信号。缆线34C传送的射频信号通常具有至少1.0GHz(千兆赫兹)的频率以及非常小的几毫微瓦的大小，并因此在电噪声环境中容易降级。因此，缆线34C必须是相对高质量并且很好屏蔽了的缆线，从而保持RF信号的完整性，因此相对来说昂贵。

第二RF部分16也通过缆线36B与车辆总线20以及通过缆线36C和36D与第二天线24相互电连接。缆线36B在车辆总线20和RF部分16之间传送控制和/或数据信号。第二RF部分16被配置成从和/或向两个不同的广播和/或数据服务接收和/或发送射频信号。从而，缆线36C和36D在第二RF部分16和第二天线24之间传送相应射频信号。缆线36C和36D传送的相应射频信号也通常具有超过1.0GHz(千兆赫兹)的频率以及非常小的几毫微瓦的大小，并因此在电噪声环境中也容易降级。因此，缆线36C和36D必须是相对高质量并且很好屏蔽了的缆线，如果想要保持RF信号的完整性的话。因此缆线36C和36D也是相对来说昂贵的缆线。

如图1所示且如上所述，传统分布式体系结构系统10需要多个RF部分14和16、将RF部分与头单元相连的多个信息和/或数据线34A和36A、将RF部分与总线20相连的多个控制和/或数据线34B和36B、以及将所述多个RF部分的每一个与其相应天线相连的多个缆线。

相反地，本发明通过利用改善的分布式体系结构，减少了多个RF部分、多个信息和/或控制/数据线以及多个天线缆线的需要。更具体地，参考图2，示意性地示出了具有用于接收和/或发送射频信号的分布式体系结构的系统100的第一实施例。系统100包括头单元112、收发信机单元114、和复用链路116。在本示例性实施例中，系统100安装在车辆118中，例如汽车中。

头单元112总体上类似于头单元12，因为它也包括各种功能单元或电路，例如诸如音量、音调和衰落/平衡控制电路的音频控制和处理电路、输入源选择电路和其它控制电路。头单元112也通常安装在车辆中，诸如汽车中，不过应理解，本发明不限于此。头单元112优选地远离收发信机单元114安装和定位，例如，安装和定位在车辆120的乘客厢或区内。

通常，头单元112从收发信机单元114通过复用链路116接收复用信号MUX_R。复用信号MUX_R是将系统100被配置为接收的、从所述多个广播服务接收到的所述多个射频信号合并为单一信号的复用的下变频的中频(IF)信号。头单元112和收发信机单元114还通过复用链路116互相交换控制/数据和其它信号，如下面更详细地描述的。头单元112和收发信机单元114通过复用链路116电互连。头单元112包括复用器120、基带单元130、132、134、136、信息信号处理器140和控制/数据处理器150。

如在此所使用的，除非另外指出，术语“复用(multiplex)”、“复用(multiplexing)”、“复用器”和其衍生物/变形应指将两个或更多单独信号(其可以是模拟或数字流)合并成合并信号从而单独信号以后可以从合并信号中分离和/或从合并信号中得出的功能和/或动作，或者用于执行这种功能和/或动作的设备和/或方法。术语“复用(multiplex)”、“复用(multiplexing)”、“复用器”、“解复用(demultiplex)”、“解复用(demultiplexing)”、和“解复用器”和其衍生物/变形在本上下文中应还包括将单个信号从合并信号中分离的功能和/或动作，或者用于执行这种功能和/或动作的设备和/或方法。

复用器120电连接到复用链路116。复用器120还分别通过IF信号线160a-d电连接到每一基带单元130、132、134、和136，IF信号线160a-d传送已经从由收发信机单元114经过复用链路116传送到头单元112的复用信号MUX_R分离出的相应IF信号IF_A-D。如下面将要更详细地描述的复用器120根据期望复用方案分离包含在复用信号MUX_R中的所述多个IF信号IF_A-D。

如上所述的基带单元130、132、134、和136的每一个通过相应的IF信号线160a-d电连接到复用器120。每一基带单元130、132、134、和136还通过相应的信息信号线162a-d电连接到信息信号处理器140，通过相应的控制/数据信号线164a-d电连接到控制/数据处理器150。基带单元130、132、134和136通常包括例如模数转换器、数字下变频器、信道解码器、和/或源解码器，并被配置为数字信号处理器集成电路，诸如NEC7730集成电路或被类似地配置成将IF信号IF_A-D解调并变频成相应信息信号IS_A-D(例如音频和/或视频信号)并处理相应控制/数据信号CONT_A-D的其它电路。

信息信号处理器140是流媒体数字信号处理器，诸如由AnalogDevices of Norwood，Massachusetts制造的ADSP BF533(也称作“Blackfin”处理器)，或其它类似的流媒体数字信号处理器。信息信号处理器140通过信息信号线162a-d接收信息信号IS_A-D，并处理和/或至少部分地准备信息信号IS_A-D，用于递送到一个或多个输出设备170(仅示出一个)(诸如，扬声器或监视器)，以便呈现给用户、观众或听众。信息信号处理器140还管理和/或控制信息信号IS_A-D向所述一个或多个输出设备170的递送。如本领域已知的，信息信号处理器140还可以在将信息信号IS_A-D递送到所述一个或多个输出设备170之前执行某些增强，例如均衡、压缩和/或解压缩、滤波、噪声抵消和其它类似增强，和/或对信息信号IS_A-D进行处理。

控制/数据处理器150(例如，由Freescale Semiconductor ofAustin，Texas制造的MGT5200处理器，或其它类似商业上可以获得的处理器)通过控制/数据线164a-d接收控制/数据信号CONT_A-D。控制/数据处理器150将接收到的控制/数据信号CONT_A-D转换和/或处理成提供到其它输出、控制或接口设备的信号(未示出)，所述其它输出、控制或接口设备诸如无线接口180和其相关天线182或与系统100关联的其它输出、控制或接口设备(未示出)。

通常，收发信机单元114从期望广播服务和/或其它源接收多个射频信号，将这些信号下变频为IF信号IF_A-D，并将这些信号通过复用链路116提供到头单元112。收发信机单元114还将RF信号发送到期望向其发送信号、并被配置为接收这些信号的那些特定服务，例如，蜂窝和/或全球定位服务。

收发信机单元114优选地远离头单元112放置和定位，例如放置和定位在车干(trunk)中或在车辆118的后备舱上，和/或靠近如后所述的相关联的接收和/或发送天线。收发信机单元114包括复用器220、RF单元230、232、234、236和链路控制器240。

复用器220电连接到复用链路116。复用器220还分别通过IF信号线260a-d电连接到每一RF单元230、232、234和236，IF信号线260a-d传送相应于系统100被配置为接收的、从所述多个广播服务接收的射频信号RF_A-D的IF_A-D。复用器220根据后面将要更详细讨论的期望复用方案将IF信号IF_A-D合并为复用信号MUX_R，复用信号MUX_R从收发信机单元114通过复用链路116传送到头单元112。复用器220还电连接到控制器240，控制器240如后面将要更详细描述地那样控制RF单元230、232、234、和236。复用器220还被配置为将复用的信号MUX_T(其在后面更详细地描述并从头单元112提供)分离为其分量信号。

RF单元230、232、234、和236通过相应的IF信号线260a-d电连接到复用器220。RF单元230、232、234、和236还电连接到一个或多个天线。在所示的实施例中，RF单元230、232和234中的每一个分别通过RF信号线262a、262b和262c电连接到公共或共享多服务天线264，而RF单元236通过RF信号线262d电连接到单个服务天线266。RF单元230、232、234、和236包括RF前端接收机(例如，卫星数据无线电服务RF前端接收机、全球定位系统RF前端接收机、个人通信系统和/或蜂窝RF前端接收机和AM/FM RF前端接收机中的一个或多个)，或类似地被配置为调谐、接收所接收的RF信号RF_A-D并将所接收的RF信号RF_A-D下变频为IF信号IF_A-D的其它RF前端接收机。

RF单元230、232、234、和236在合适时还包括将信号和/或数据发送到相应服务(例如，蜂窝或全球定位系统服务)的RF发送机。这样，一个或多个RF单元230、232、234、和236如在下面将要更详细地描述的那样任选地配置为RF接收机，该RF接收机根据RF单元所要用于的特定服务是否需要或得益于从系统100接收数据和/或信号，从期望服务接收信号或向期望服务发送信号。

控制器240包括控制微处理器242和控制接收机244。控制微处理器242被配置为微控制器，诸如NEC V850或被编程以便至少部分地根据经由控制接收机244接收的控制信号(未示)控制RF单元230、232、234、和236的其它类似微控制器。控制接收机244从复用器220接收合并的控制信号CONT_MUX，诸如数字扩频信号，并将合并的控制信号CONT_MUX变换和/或分离成包含在其中的所述一个或多个控制信号，并将它们提供到控制微处理器242。控制微处理器242又向RF单元230、232、234、和236的每一个发RF控制信号CONT_RF，并需要其它设备。RF单元230、232、234、和236至少部分地根据RF控制信号CONT_RF，从和/或向相应服务接收和/或发送信号。

应特别注意，复用器120和220执行一个或多个复用方案或系统，所述一个或多个复用方案或系统控制在头单元112和接收机单元114之间的复用链路116上的信号的复用和交换。适用于本发明的复用方案的例子包括频分多址(FDMA)、直接序列扩频(DSSS)、跳频扩频(FHSS)、正交频分复用、或各种其它可适用复用方案。链路接收机244被配置为遵循所使用的特定一个复用方案或多个复用方案。这样，例如，当采用DSSS复用方案时，链路接收机244被配置为DSSS接收机。

复用链路116是导电和/或导光的缆线，例如，单传导缆线或同轴、双绞轴或其它适用的缆线。复用链路116当被配置为单传导缆线时，在收发信机单元114和头单元112之间传送复用信号MUX_R和MUX_T。复用链路116当被配置为同轴、双绞轴或其它适用的缆线时，除了传送复用信号以外，还将功率从头单元112传送到收发信机单元114(反之亦然)，并任选地传送期望在头单元112和收发信机单元114之间交换的其它信号。

应特别注意，信号沿着复用链路116的双向(即，从头单元112到收发信机单元114和从收发信机单元114到头单元112)行进。更具体地，如上所述，复用信号MUX_R从收发信机单元114传递到头单元112。相反，复用信号MUX_T从头单元112传递到收发信机单元114。通常，复用信号MUX_T是根据期望复用方案形成的信号，并包括要从收发信机单元114发送的信号和/或数据以及相关控制信号。

更具体地，复用信号MUX_T合并由与头单元112相关联的一个或多个输入设备(未示)产生的一个或多个输入信号/数据INPUT和相关控制信号CONT_IN。由所述输入设备产生的输入信号/数据INPUT和相关输入控制信号CONT_IN以及头单元112产生的任何其它所需控制信号(未示)根据输入设备的性质直接或间接地提供到复用器120，复用器120将INPUT和相关输入控制信号CONT_IN合并为复用信号MUX_T。这样，例如，在基带单元136被配置为蜂窝基带单元的情况下，相应RF单元234被配置为用于接收和发送蜂窝信号的蜂窝服务收发信机，且蜂窝输入设备(例如，键盘和麦克风(未示))将INPUT和相关输入控制信号CONT_IN直接或间接地提供到复用器120。将由头单元112产生的其它控制信号(未示)也提供到复用器120，并且也合并进复用信号MUX_T中。

复用信号MUX_T从头单元112经由复用链路116传递到收发信机单元114的复用器220。复用器220将复用信号MUX_T分离为其分量信号，并将输入信号INPUT引导到合适的发送单元，并分别地和/或当合适时将控制信号CONT_MUX和CONT_RF路由到链路控制器240和RF单元230、232和234。应特别注意，虽然未示出，在形成复用信号MUX_T之前或作为形成复用信号MUX_T的一部分，将输入信号INPUT和/或输入控制信号CONT_IN从一个或多个基带频率的信号转换为具有中频的信号。

在使用中，系统100从多个期望广播和/或数据服务接收RF信号。出于本描述的目的并作为例子，RF单元230被配置为接收商业卫星无线电广播服务，RF单元232被配置为全球定位系统(GPS)接收机，RF单元234被配置为个人通信服务/蜂窝接收机，且RF单元236被配置为传统AM/FM无线电接收机。RF单元调谐并接收其相应的广播服务的RF信号RF_A-D，并将所述RF信号RF_A-D下变频为IF信号IF_A-D。

如图3的示意图所示，将所述RF信号RF_A-D下变频为IF信号IF_A-D，所述IF信号IF_A-D根据频分多址(FDMA)方案而被从收发信机单元114向头单元112复用。更具体地，由RF单元230(卫星单元)接收的RF信号RF_A被下变频为中心围绕着大约75MHz的中频的IF信号IF_A，由RF单元232(GPS RF单元)接收的RF信号RF_B被下变频为中心围绕着大约20.4MHz的中频的IF信号IF_B，由RF单元234(PCS/Cell单元)接收的RF信号RF_C被下变频为中心围绕着大约35MHz的中频的IF信号IF_C，由RF单元236(AM/FM无线电RF单元)接收的RF信号RF_D被下变频为中心围绕着大约10.2MHz的中频的IF信号IF_D。

IF信号IF_A-D被耦合到复用器220，复用器220将IF信号IF_A-D合并为一个复用信号MUX_R，复用信号MUX_R被放置到复用链路116上并由头单元112的复用器120接收。复用器120将MUX信号分离为其组成分量IF信号IF_A-D，IF信号IF_A-D被路由到相应基带单元130、132、134和136。基带单元将IF信号IF_A-D解调并转换为相应的信息信号IS_A-D，例如音频和/或视频信号，以及相应的控制/数据信号CONT_A-D，所前所述。信息信号IS_A-D由信息信号处理器140以基本上传统的方式处理，并被呈现给终端用户(例如，以来自AM/FM无线电台的音乐、来自卫星无线电服务的新闻和/或来自GPS服务的导航信息的形式)。系统100至少部分地由控制/数据处理器150控制，控制/数据处理器150执行编程指令以便实现所需功能，包括解释和/或实现由控制/数据信号CONT_A-D表示的命令。

系统100被配置与一个或多个期望服务一起使用，所述一个或多个期望服务从来自由系统100提供给所述服务的信号和/或数据中要求或得到实用性(utility)。这样，与这些服务相关联的RF单元230、232、234、和236中的一个或多个(例如RF单元232(GPS RF单元)和RF单元234(PCS/cell单元))被配置为RF收发信机，并向这些服务发送信号和/或数据。更具体地，RF单元230、232、234、和236中的一个或多个向复用器120提供一个或多个输入信号INPUT和/或相关联输入控制信号CONT_IN，复用器120又将该多个信号合并为复用信号MUX_T。将复用信号MUX_T从复用器120传递到复用器220，在复用器220中其分离成其分量部分并在合适时被提供到要到的RF单元和控制器240。

现在参考图4，示出了具有用于接收和/或发送射频信号的分布式体系结构的系统400的第二实施例的示意图。系统400包括头单元412、接收单元414和复用链路416。接收单元414和复用链路416与上面关于系统100所述的收发信机单元114和复用链路116基本类似，因此在下面只详细讨论头单元412。

头单元412包括模数转换和滤波级(ADCFS)418和多处理节点单元420。通常，头单元412从接收机单元414经由复用链路416接收复用下变频中频(IF)信号，所述复用下变频中频(IF)信号将系统400被配置为接收的、从所述多个广播服务接收的所述多个射频信号合并为一个信号。

ADCFS418包括用于执行复用信号MUX_R的传统模数转换的电路(未示)和将复用信号MUX_R下变频为近基带信号的开关电容器网络。该开关电容器网络由名称为“Switched Capacitor Network forTuning and Downconversion”、申请人为Matsushita CommunicationIdustrial Corporation of U.S.A.、发明人为Troemel，Hans A.，Jr.、申请日为2002年5月1日的国际PCT专利公开号WO 02/089312进行了更加详细的描述，其全部内容在此引入作为参考。通常，ADCFS 418将复用信号MUX_R变换成多个下变频后的近基带信号NB信号并将其提供给多处理节点单元420，每个下变频后的近基带信号NB信号包括相应的第一和第二相位信号(未示)。

多处理节点单元420如在本领域中已知的那样包括和/或执行微处理器、数字信号处理器和逻辑电路(诸如场可编程栅格阵列)的功能。多处理节点单元420被编程成将NB信号解调和以别的方式处理为提供到输出、控制或接口设备的信号(未示出)，所述输出、控制或接口设备诸如无线接口480和其相关天线482、蜂窝电话和其它与系统400相关联的输出、控制或接口设备(未示)。

现在参考图5，示出了具有用于接收和/或发送射频信号的分布式体系结构的系统500的另一个实施例的示意图。系统500包括头单元512、收发信机单元514和复用链路516。

头单元512大体上类似于头单元112，因为它也包括各种功能单元或电路，例如诸如音量、音调和衰落/平衡控制电路的音频控制和处理电路、输入源选择电路和其它控制电路。头单元512还通常安装在车辆中，例如汽车中，不过应当理解，本发明不限于此。头单元512优选地远离收发信机单元514放置和定位，例如放置和定位在车辆的乘客厢或区中。

通常，头单元512从收发信机单元514经由复用链路516接收复用数字同相和正交(I&Q)数字扩频信号MUX_IQR，复用数字同相和正交(I&Q)数字扩频信号MUX_IQR包括从所述多个广播服务接收到的所述多个射频信号以及与其相关联的和/或由收发信机单元514产生的控制信号。

更具体地，头单元512通过复用链路516电连接到收发信机单元514。头单元512包括扩频收发信机520、解码器530、532、534和536、以及数字信号处理器538。

扩频收发信机(SST)520与每一解码器530、532、534和536和复用链路516电连接。SST520通过复用链路516从收发信机单元514接收I&Q复用扩频信号MUX_IQX，并将复用信号MUX_IQX分离为数字I&Q信号IQ_A-D，数字I&Q信号IQ_A-D表示从所述多个广播服务接收到的RF信号RF_A-D的数据/内容。每一解码器530、532、534和536接收相应的数字I&Q信号IQ_A-D。SST520通过与用于产生复用扩频信号MUX_IQR的扩频序列相关，分离复用信号MUX_IQR中包含的所述多个I&Q信号IQ_A-D。SST520还将输入、控制和其它信号合并到从头单元512提供到收发信机单元514的复用扩频信号MUX_IQT中，其在后面更加详细地描述。

解码器530、532、534和536解码数字I&Q信号IQ_A-D并将解码后的数字信号DDS_A-D提供给数字信号处理器538。解码器530、532、534和536被配置为例如用于数字无线电、全球定位卫星信号、蜂窝服务和/或个人通信服务信号等的解码器。

数字信号处理器538将解码后的数字信号DDS_A-D变换成信息/娱乐信号IS_A-D，用于递送到一个或多个输出设备570(仅示出了其中一个)，所述一个或多个输出设备570例如扬声器或监视器，以便呈现给用户、观众或听众。数字信号处理器538还如在本领域已知的那样在将信息信号IS_A-D递送到所述一个或多个输出设备570之前，执行某些其它增强(例如均衡、压缩和/或解压缩、滤波、噪声抵消和其它类似增强)和/或对信息信号IS_A-D进行处理。

数字信号处理器538，或单独的数字信号处理器(未示)，从与头单元512相关联的输入设备(例如，麦克风和/或蜂窝设备的键盘(未示))接收输入信号INPUT和输入控制信号CONT_IN。数字信号处理器538(或单独的数字信号处理器)处理输入信号INPUT和输入控制信号CONT_IN，并提供所述信号到SST520，SST520又形成包括输入信号INPUT和输入控制信号CONT_IN的复用扩频信号MUX_IQT。

通常，收发信机单元514从期望广播服务和/或其它源接收多个射频信号RF_A-D，将接收到的射频信号转换为同相和正交格式的基带数字域I&Q信号IQ_A-D，并将这些信号通过复用链路516提供给头单元512。收发信机单元514优选地远离头单元512放置和定位，例如，放置和定位在车干(trunk)或在车辆的后备舱中，和/或靠近如后面将要描述的相关接收天线附近。收发信机单元514包括扩频收发信机(SST)620和RF单元630、632、634和636。

SST620电连接到复用链路516。SST620还通过相应的I&Q信号线660a-d和相应的控制线662a-d电连接到每一RF单元630、632、634和636。I&Q信号线660a-d传送由RF单元产生的、相应于系统500被配置为接收的并从所述多个广播服务接收到的射频信号RF_A-D的I&Q信号IQ_A-D。通常，SST620在适当时对I&Q流信号IQ_A-D、与其相关的控制信号CONT_T&QR、和由接收单元114产生的其它信号进行扩频，从而形成复用信号MUX_IQR，将复用信号MUX_IQR从收发信机单元514通过复用链路516提供到头单元512。

控制线662a-d传送SST620以及RF单元630、632、634和636中的每一个之间的控制信号CONT_I&QR并传送提供给收发信机单元614的控制信号CONT_I&QT作为复用信号MUX_IQT的一部分，这将在下面更详细地描述。

控制信号CONT_I&QR和CONT_I&QT被配置为低发射低功率差分信号，例如遵循低电压差分发信号(LVDS)传输方法的信号。控制信号CONT_I&QR和CONT_I&QT通常管理和控制RF单元630、632、634和636的操作和功能。

RF单元630、632、634和636通过相应I&Q信号线660a-d和通过相应控制线662a-d电连接到SST620。RF单元630、632、634和636还电连接到一个或多个用于接收RF信号RF_A-D并在合适时发送RF信号的天线(未示)。每个RF单元630、632、634和636被配置为例如由  Koninklijke Philips Electronics N.V.制造的TEF6721HL集成电路或类似地被配置为调谐、接收所接收的RF信号RF_A-D，并将其下变频和转换为数字域I&Q信号的其它集成电路。

复用链路516是导电和/或导光的多导体缆线，例如双绞轴或其它适合的多导体缆线。

SST520和620被配置为定制专用集成电路，该定制专用集成电路被编程和/或被配置为执行复用方案或系统，通过该复用方案或系统进行在头单元512和收发信机单元514之间的复用链路516上的信号的复用和交换。适用于本发明的复用方案的例子包括直接序列扩频(DSSS)、跳频扩频(FHSS)或其它合适的频谱系数复用方法/方案。

现在参考图6，示出示例了实现用于接收和/或发送射频信号的分布式体系结构的方法的一个实施例的流程图。方法700包括远程接收射频(RF)信号702、将接收到的RF信号转换为中频(IF)信号704、形成接收复用信号706、传递复用信号708、将接收复用信号分离为IF信号710、处理分离的信号712、处理输入的信号714、形成发送复用信号716、分离发送复用信号IF信号718并发送RF信号720的处理。

远程接收射频RF信号步骤702包括以诸如RF单元230、232、234、和236的一个或多个设备调谐和接收多个RF信号RF_A-D(图3)。远程接收射频RF信号步骤702发生在远离头或控制单元(例如在一个或多个接收天线附近)的一个或多个位置。接收到的RF信号RF_A-D源自相应射频广播和/或数据服务(未示)。所述多个RF信号RF_A-D被输入和/或提供到转换步骤704。

转换步骤704包括将接收到的RF信号RF_A-D下变频为IF信号IF_A-D。IF信号IF_A-D在性质上可以是模拟或数字的。这样，转换步骤704任选地包括将接收到的RF信号RF_A-D转换为数字域的IF信号IF_A-D的步骤，并还任选地包括将RF信号RF_A-D转换为同相和正交格式的数字域的IF信号IF_A-D的步骤。将IF信号IF_A-D提供到形成复用信号706的处理。

应特别注意，接收和转换步骤702和704可以在单独的物理设备中发生，或者也可以合并在一个物理设备中，例如，RF单元230、232、234、和236(图3)。

形成复用信号步骤706包括将所述多个IF信号IF_A-D和与其相关的任何控制信号复用为复用信号，诸如MUX_R和MUX_IQR。形成复用信号步骤706根据期望复用方案或规约(例如，频分多址(FDMA)、直接序列扩频(DSSS)、跳频扩频(FHSS)、正交频分复用或其它适当的复用方案)将所述多个IF信号IF_A-D合并为复用信号。通过传递复用信号步骤708传递复用信号。

传递复用信号步骤708包括将复用信号放到复用链路(例如复用链路116)上，从而向分离复用信号步骤710提供复用信号，该复用链路被配置为例如单一、同轴、双绞或其它合适的缆线。

分离复用信号步骤710从传递复用信号步骤708接收复用信号。分离步骤710将复用信号分离为其分量IF信号IF_A-D和与其相关的任何控制信号。分离复用信号步骤710还包括将IF信号解调和转换为相应信息信号(例如信息信号IS_A-D)。然后提供信息信号到处理分离信号步骤712。

处理分离信号的步骤712包括在将信号递送到一个或多个输出设备(例如输出设备170)之前进行的各种信号处理和增强(例如，均衡、压缩和/或解压缩、滤波、噪声抵消和其它类似增强和/或处理)。

处理输入信号的步骤714包括从一个或多个输入设备接收一个或多个输入和/或控制信号。输入信号例如由数字信号处理器处理，并提供给形成发送复用信号的处理716。

形成发送复用信号的步骤716包括将所述一个或多个输入和/或控制信号合并为发送复用信号(例如，MUX_T和/或MUT_IQT)。所述一个或多个输入和/或控制信号根据根据期望复用方案或规约(例如，频分多址(FDMA)、直接序列扩频(DSSS)、跳频扩频(FHSS)、正交频分复用或其它适当的复用方案)合并。发送复用信号由传递复用信号步骤708传递到分离发送复用信号的处理718。

分离发送复用信号的处理718从传递复用信号步骤708接收发送复用信号。分离步骤718将发送复用信号分离为其分量输入和控制信号。分离的输入和控制信号然后提供给发送RF信号的处理720。

发送RF信号的处理720接收分离的输入和控制信号，并至少部分地基于分离的控制信号和至少部分地在分离的控制信号的控制下发送相应于输入信号的信息。

通过将上述系统(系统100、400和500)的敏感RF单元/电路和/或方法700的接收功能相对于所述系统和方法的其它部件和/或功能远程地定位，可获得几个明显的优点。首先，RF电路被去除并被放置在离由例如开关电源、数字电路和其它传导电噪声产生的头单元电噪声环境相对较远的地方。在该分布式体系结构系统中，头和射频单元的设计和功能能够单独地根据需要发展。

通过复用链路来复用所述多个接收信号还提供了几个明显的优点。因为复用信号从远程定位的接收单元使用单个相对较便宜的缆线提供给系统的头单元，本发明减小了分别将每一RF或接收单元与其相应前端或基带单元互连的昂贵的光或其它高容量缆线的需要。

在所示的实施例中，系统100配置有适于接收特定广播和/或数据服务(例如，全球定位系统(GPS)服务、个人通信/蜂窝服务和AM/FM无线电服务)的RF单元230、232、234和236。该配置在性质上仅是示例性的，在任何意义上都不打算限制本发明的范围。应当理解，本发明可以替换地配置有例如适于接收几乎任何期望的广播、数据或其它内容提供服务的RF单元230、232、234和236。

在所示的实施例中，系统100被配置为将RF信号RF_A-D下变频为中心围绕着某些相应频率的IF信号IF_A-D从而实现频分多址复用方案。该配置在性质上仅是示例性的，在任何意义上都不打算限制本发明的范围。应当理解，本发明可以替换地配置成例如以另外的方式将RF信号转换为可以与正在实行的任何适当的复用方案兼容的信号。

在所示的实施例中，复用链路被描述为缆线。但是，应当理解，本发明的复用链路可以替换地配置成例如无线复用链路。

Claims (41)

1、一种用于接收射频信号的设备，包括：

用于接收多个射频(RF)信号的部件；

用于将所述多个RF信号合并为复用信号的部件；

用于将所述复用信号分离成多个信息信号的部件，每一个信息信号相应于所述多个RF信号中相应的一个，所述用于分离的部件远离所述用于接收的部件和所述用于合并的部件；

用于将所述复用信号从所述用于接收的部件提供给所述用于分离的部件的部件；

用于准备所述信息信号以便呈现给用户的部件。

2.根据权利要求1的设备，其中所述用于合并的部件和所述用于分离的部件包括相应的复用器。

3.根据权利要求1的设备，还包括用于将所述多个RF信号转换为相应多个中频(IF)信号的部件，所述IF信号由所述用于合并的部件合并成所述复用信号。

4.根据权利要求3的设备，其中所述用于接收的部件、所述用于转换的部件和所述用于合并的部件远离所述用于分离的部件。

5.根据权利要求3的设备，其中所述IF信号包括模拟IF信号、数字IF信号、以及同相和正交IF信号中的一个。

6.根据权利要求3的设备，还包括多个基带单元，每个所述基带单元从所述用于分离的部件接收所述多个信息信号中的相应的一个。

7.根据权利要求3的设备，其中所述用于提供的部件包括复用链路。

8.根据权利要求7的设备，其中所述复用链路包括同轴和双轴缆线中的一个。

9.根据权利要求1的设备，其中所述用于提供的部件包括复用链路。

10.根据权利要求9的设备，其中所述复用链路包括同轴缆线、双轴缆线和无线链路中的一个。

11.根据权利要求9的设备，其中所述复用链路将电源电压传送到所述用于接收的部件和所述用于合并的部件中的至少一个。

12.根据权利要求1的设备，其中所述用于分离的部件包括开关电容器网络。

13.根据权利要求1的设备，其中所述用于合并的部件和所述用于分离的部件包括相应的扩频收发信机。

14.一种用于接收射频(RF)信号的装置，包括：

多个RF单元，所述RF单元中的每一个接收相应射频(RF)信号并将所述RF信号转换为相应中频(IF)信号；

用于将所述IF信号合并为复用信号的部件；

用于将所述复用信号分离成信息信号的部件，所述信息信号的每一个表示所述IF信号中相应的一个，所述用于分离的部件远离所述多个RF单元和所述用于合并的部件；及

用于将所述复用信号从所述用于合并的部件传递给所述用于分离的部件的部件。

15.根据权利要求14的装置，其中所述用于合并的部件和所述用于分离的部件包括相应的复用器。

16.根据权利要求14的装置，其中所述用于合并的部件和所述用于分离的部件包括相应的扩频收发信机。

17.根据权利要求14的装置，其中所述用于传递的部件包括复用链路。

18.根据权利要求17的装置，其中所述复用链路包括同轴缆线、双轴缆线和无线链路中的一个。

19.根据权利要求14的装置，还包括链路控制器，所述链路控制器接收所述复用信号的至少一部分，所述链路控制器包括微处理器并被配置成控制所述用于合并的部件、所述用于分离的部件和所述复用链路中的至少一个。

20.根据权利要求14的装置，其中所述用于传递的部件根据扩频复用方案和频分复用方案中的一个传递所述复用信号。

21.根据权利要求14的装置，其中所述用于传递的部件执行频分多址、直接序列扩频、跳频扩频、和正交频分复用方案中的一个。

22.根据权利要求14的装置，其中所述用于分离的部件包括开关电容器网络。

23.根据权利要求14的装置，其中所述用于合并的部件和所述用于分离的部件包括相应的扩频收发信机。

24.一种用于接收和处理射频信号的分布式体系结构系统，包括：

接收单元，被配置成接收多个射频(RF)信号，所述接收单元包括用于将所述多个RF信号合并成复用信号的部件；

头单元，接收所述复用信号，所述头单元被配置用于将所述复用信号分离成相应于所述多个RF信号的多个信息信号，所述头单元被配置用于至少部分地准备所述信息信号以便呈现给用户，所述头单元远离所述接收单元；及

复用链路，将所述接收单元与所述头单元电互连，所述复用链路将所述复用信号提供到所述头单元。

25.根据权利要求24的系统，其中所述复用链路包括同轴缆线、双轴缆线和无线链路中的一个。

26.根据权利要求24的系统，其中所述复用链路还将功率从所述头单元和所述接收单元中的一个传送到所述头单元和所述接收单元中的另一个。

27.根据权利要求24的系统，其中所述复用链路还在所述头单元和所述接收单元之间传送控制信号。

28.根据权利要求24的系统，其中所述接收单元还包括用于将所述多个RF信号转换为相应多个中频(IF)信号的部件，所述IF信号由所述合并部件合并成所述复用信号。

29.根据权利要求28的系统，其中所述IF信号包括模拟IF信号、数字IF信号、以及同相和正交IF信号中的一个。

30.根据权利要求24的系统，其中所述用于分离的部件包括开关电容器网络。

31.根据权利要求24的设备，其中所述用于合并的部件和所述用于分离的部件包括相应的扩频收发信机。

32.一种在车辆中接收和处理射频信号的设备，包括：

接收单元，被配置用于接收多个射频(RF)信号，所述接收单元包括用于将所述多个RF信号合并成复用信号的部件，所述接收单元位于车辆上的第一位置；

头单元，接收所述复用信号，所述头单元被配置用于将所述复用信号分离成相应于所述多个RF信号的多个信息信号，所述头单元被配置用于至少部分地准备所述信息信号以便呈现给用户，所述头单元位于车辆上的第二位置，所述第二位置远离所述第一位置；及

复用链路，将所述接收单元与所述头单元电互连，所述复用链路将所述复用信号提供到所述头单元。

33.根据权利要求32的系统，其中所述复用链路包括同轴缆线、双轴缆线和无线链路中的一个。

34.根据权利要求32的系统，其中所述复用链路还将功率从所述头单元和所述接收单元中的一个传送到所述头单元和所述接收单元中的另一个。

35.根据权利要求32的系统，其中所述复用链路还在所述头单元和所述接收单元之间传送控制信号。

36.根据权利要求32的系统，其中所述接收单元还包括用于将所述多个RF信号转换为相应多个中频(IF)信号的部件，所述IF信号由所述合并部件合并成所述复用信号。

37.根据权利要求36的系统，其中所述IF信号包括模拟IF信号、数字IF信号、以及同相和正交IF信号中的一个。

38.根据权利要求32的系统，其中所述用于分离的部件包括开关电容器网络。

39.根据权利要求32的设备，其中所述用于合并的部件和所述用于分离的部件包括相应的扩频收发信机。

40.根据权利要求32的设备，其中所述第一位置靠近由车辆承载的一个或多个接收天线，所述第二位置靠近车辆的乘客厢。

41.一种实现用于接收射频信号的分布式体系结构的方法，包括：

在远程位置接收多个射频(RF)信号；

将所述多个RF信号转换为相应多个中频(IF)信号；

从所述多个IF信号形成复用信号；

将复用信号从所述远程位置传递到第二位置；

将所述复用信号分离成相应于所述多个RF信号的多个信息信号；及

至少部分地处理所述信息信号以便呈现给用户。

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