CN101729082A - 用于一通信接收机的中心频率调整装置及其相关方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供用于一通信接收机的中心频率调整装置及其相关方法，该中心频率调整装置包含有一模数转换器，耦接于该通信接收机的一模拟滤波器，用来将该模拟滤波器的一输出信号转换为一数字信号；一频率偏移估测器，耦接于该模数转换器，用来根据该数字信号，估测该通信接收机的一载波频率偏移量；以及一控制电路，耦接于该模拟滤波器及该频率偏移估测器，用来根据该载波频率偏移量，调整该模拟滤波器的中心频率。通过该中心频率调整装置，该模拟滤波器的中心频率可与该通信接收机所接收的信号匹配，改善接收信号失真的情形。
Description
技术领域
本发明关于用于一通信接收机的中心频率调整装置及其相关方法，尤其关于一种根据一接收信号，调整该通信接收机一模拟滤波器中心频率的中心频率调整装置及其相关方法。
背景技术
现今的通信系统大多使用载波来调制欲传送的数据，以确保数据传输的品质。当一通信接收机收到一通信发射机所送出的信号时，通信接收机必须将接收信号解调，才能解读通信发射机所欲传送的数据。然而，通信接收机与通信发射机的电路及各自使用的载波可能不相同。若通信接收机所使用的载波频率相对于通信发射机所使用的载波频率有偏移现象，即所谓的载波频率偏移(Carrier Frequency Offset)，则经过通信接收机中的模拟滤波器之后的信号可能会失真。
另一方面，由于半导体工艺的变数，通信接收机中的模拟滤波器在真正使用时的特性参数如中心频率及频宽等，可能会偏离预定值。为了改善上述问题，美国专利公开号US5,179,727揭露一种用于一模拟滤波器的自动校正电路，如图1所示。在图1中，一自动校正电路10是通过两个不同选择性的模拟滤波器100、102及相位检测器104、106的组合，产生一模拟滤波器14所使用的一偏压信号Sb。自动校正电路10的一输入信号SI的参考频率为fs。通过自动校正电路10，可以调整模拟滤波器14的中心频率fo与参考频率fs相同。因此，自动校正电路10可用来校正模拟滤波器14的中心频率理论值与实际值的差距。
然而，已知自动校正电路10仅能校正模拟滤波器在制造时产生的中心频率差异，无法弹性地改变模拟滤波器的中心频率，使其与接收信号的特性匹配。
发明内容
因此，本发明的主要目的即在于提供一种用于一通信接收机的中心频率调整装置及其相关方法。
本发明揭露一种用于一通信接收机的中心频率调整装置，包含有一模数转换器、一频率偏移估测器及一控制电路。该模数转换器耦接于该通信接收机的一模拟滤波器，用来将该模拟滤波器的一输出信号转换为一数字信号。该频率偏移估测器耦接于该模数转换器，用来根据该数字信号，估测该通信接收机的一载波频率偏移量。该控制电路，耦接于该模拟滤波器及该频率偏移估测器，用来根据该载波频率偏移量，调整该模拟滤波器的中心频率。
本发明另揭露一种通信接收机，包含有一天线、一模拟滤波器、一信号处理装置及一中心频率调整装置。该天线用来接收一输入信号。该模拟滤波器耦接于该天线，用来对该输入信号进行滤波，以产生一输出信号。该信号处理装置用来对一数字信号进行解码。该中心频率调整装置，耦接于该模拟滤波器及该信号处理装置之间，包含有一模数转换器，耦接于该模拟滤波器，用来将该模拟滤波器所产生的输出信号转换为该数字信号；一频率偏移估测器，耦接于该模数转换器，用来根据该数字信号，估测该通信接收机的一载波频率偏移量；以及一控制电路，耦接于该模拟滤波器及该频率偏移估测器，用来根据该载波频率偏移量，调整该模拟滤波器的中心频率。
本发明另揭露一种用于一通信接收机的一模拟滤波器的中心频率调整方法，包含有将该模拟滤波器的一输出信号转换为一数字信号；根据该数字信号，估测该通信接收机的一载波频率偏移量；以及根据该载波频率偏移量，调整该模拟滤波器的中心频率。
附图说明
图1为已知用于一模拟滤波器的一自动校正电路的示意图。
图2为本发明实施例一中心频率调整装置的示意图。
图3为本发明实施例一流程的示意图。
图4为本发明实施例一通信接收机的示意图。
附图标号：
10 自动校正电路
14、100、102、26、402 模拟滤波器
104、106、210 相位检测器
20、406 中心频率调整装置
200 模数转换器
202 混频器
204 信号产生单元
206 频率偏移估测器
208 控制电路
212 回路滤波器
214 查找表
40 通信接收机
400 天线
404 信号处理装置
Sb 偏压信号
SI、S1 输入信号
SO 输出信号
SD、SD1、SD2 数字信号
Scomp 补偿信号
Δωc 载波频率偏移量
具体实施方式
请参考图2，图2为本发明实施例用于一通信接收机的一中心频率调整装置20的示意图。中心频率调整装置20用来根据通信接收机所接收的信号，调整通信接收机中的一模拟滤波器26的中心频率，使模拟滤波器26的中心频率与接收信号匹配。其中，模拟滤波器26用来将通信接收机所接收的信号进行滤波处理，以产生一输出信号SO。
中心频率调整装置20包含有一模数转换器200、一混频器202、一信号产生单元204、一频率偏移估测器206及一控制电路208。模数转换器200耦接于模拟滤波器26，用来将模拟滤波器26所产生的输出信号SO转换为一数字信号SD1。换言之，本发明实施例是通过模数转换器200进行信号转换，以便用数字信号处理的方式，达成滤波器中心频率调整的目的。混频器202、信号产生单元204及频率偏移估测器206形成一闭回路。混频器202耦接于模数转换器200，用来根据一补偿信号Scomp，对数字信号SD1进行混频，以补偿数字信号SD1的相位差(Phase Error)，从而产生数字信号VD2。频率偏移估测器206耦接于混频器202，用来根据数字信号SD2，估测通信接收机的一载波频率偏移量Δωc。信号产生单元204耦接于混频器202及频率偏移估测器206，用来根据频率偏移估测器206测得的载波频率偏移量Δωc，产生补偿信号Scomp至混频器202。控制电路208耦接于模拟滤波器26及频率偏移估测器206，用来根据载波频率偏移量Δωc，调整模拟滤波器26的中心频率。
在图2中，频率偏移估测器206包含有一相位检测器210及一回路滤波器212。相位检测器210耦接于混频器202，用来估测数字信号SD2的相位差。回路滤波器212耦接于相位检测器210，用来根据数字信号SD2的相位差，产生载波频率偏移量Δωc。相位检测器210及回路滤波器212的原理为现有技术，在此不赘述。值得注意的是，图2中频率偏移估测器206为本发明的一实施例，频率偏移估测器206也可使用其他电路及元件，达成测量载波频率偏移的目的。凡用来测量载波频率偏移的频率偏移估测器206，均应涵盖于本发明的保护的范围内。此外，控制电路208包含有一查找表214(Look-upTable)，其储存了多个校正参数。控制电路208根据所接收的载波频率偏移量Δωc，由查找表214中选择一合适的校正参数，以调整模拟滤波器26的中心频率。查找表214的大小及模拟滤波器26的中心频率的可调范围，可视需要决定。
简言之，中心频率调整装置20将模拟滤波器26的输出信号SO转换为数字信号SD1，估测数字信号SD2的相位差，进而取得载波频率偏移量Δωc。中心频率调整装置20根据载波频率偏移量Δωc，调整模拟滤波器26的中心频率，同时根据载波频率偏移量Δωc产生补偿信号Scomp，以补偿数字信号SD1的相位差。值得注意的是，中心频率调整装置20为本发明的一实施例，本领域的技术人员可据以做一些变化及修饰。举例来说，混频器202及信号产生单元204也可以不包含于中心频率调整装置20中。换言之，频率偏移估测器206可直接根据数字信号SD1估测载波频率偏移量Δωc，不对数字信号SD1的相位差另做补偿。
已知中心频率校正电路仅能调整模拟滤波器的中心频率为预设值，无法根据接收信号而改变。相较之下，本发明实施例根据模拟滤波器26的输出信号SO(即通信接收机的接收信号)，弹性地调整模拟滤波器26的中心频率。因此，模拟滤波器26可与接收信号的特性匹配，改善接收信号失真的情形。
关于图2中中心频率调整装置20的运作方式，请参考图3。图3为本发明实施例一流程30的示意图。流程30用于中心频率调整装置20中，其包含有以下步骤：
步骤300：开始。
步骤302：模数转换器200将模拟滤波器26的输出信号SO转换为数字信号SD1。
步骤304：相位检测器210估测数字信号SD2的相位差。
步骤306：回路滤波器212根据数字信号SD2的相位差，产生载波频率偏移量Δωc。
步骤308：信号产生单元204根据载波频率偏移量Δωc，产生补偿信号Scomp。
步骤310：混频器202根据补偿信号Scomp，对数字信号SD1进行混频，以补偿数字信号SD1的相位差。
步骤312：控制电路208根据载波频率偏移量Δωc，调整模拟滤波器26的中心频率。
步骤314：结束。
值得注意的是，相位检测器210及回路滤波器212是包含于频率偏移估测器206中的，因此，步骤304及步骤306可简化为：频率偏移估测器206根据数字信号SD2，估测载波频率偏移量Δωc。此外，由于中心频率调整装置20的变化实施例中不包含混频器202及信号产生单元204，步骤308及步骤310亦可相应地省略，仍能达成调整模拟滤波器26的中心频率的目的。根据流程30，中心频率调整装置20可弹性地调整模拟滤波器26的中心频率，与接收信号的特性匹配。
请参考图4，图4为本发明实施例一通信接收机40的示意图。通信接收机40包含有一天线400、一模拟滤波器402、一信号处理装置404及一中心频率调整装置406。天线400用来接收一输入信号SI，模拟滤波器402耦接于天线400，用来对输入信号SI进行滤波处理，以产生一输出信号SO。中心频率调整装置406耦接于模拟滤波器402及信号处理装置404之间，用来根据输出信号SO，调整模拟滤波器402的中心频率，使模拟滤波器402的中心频率与天线400所接收的输入信号SI相匹配。中心频率调整装置406即为图2的中心频率调整装置20，其组成部分及变化实施例请参考前述，在此不赘述。中心频率调整装置406包含有模数转换器，可将输出信号SO转换为一数字信号SD。信号处理装置404即用来对数字信号SD进行解码，以取得正确的数据。由上可知，通过中心频率调整装置406，通信接收机40的模拟滤波器402可与接收信号的特性匹配，改善接收信号失真的情形。
综上所述，本发明的实施例根据通信接收机的接收信号，估测载波频率偏移量，并据以调整模拟滤波器的中心频率。如此一来，通信接收机的模拟滤波器的中心频率可与接收信号的特性匹配，进而改善接收信号失真的情形。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (18)
1.一种用于一通信接收机的中心频率调整装置，其特征在于，该装置包含有：
一模数转换器，耦接于该通信接收机的一模拟滤波器，用来将该模拟滤波器的一输出信号转换为一数字信号；
一频率偏移估测器，耦接于该模数转换器，用来根据该数字信号，估测该通信接收机的一载波频率偏移量；以及
一控制电路，耦接于该模拟滤波器及该频率偏移估测器，用来根据该载波频率偏移量，调整该模拟滤波器的中心频率。
2.如权利要求1所述的中心频率调整装置，其特征在于，该装置还包含有一混频器，耦接于该模数转换器及该频率偏移估测器，用来根据一补偿信号，对该数字信号进行混频，以补偿该数字信号的相位差。
3.如权利要求2所述的中心频率调整装置，其特征在于，该装置还包含有一信号产生单元，耦接于该频率偏移估测器及该混频器，用来根据该载波频率偏移量，产生该补偿信号。
4.如权利要求1所述的中心频率调整装置，其特征在于，该频率偏移估测器包含有：
一相位检测器，用来估测该数字信号的相位差；以及
一回路滤波器，耦接于该相位检测器，用来根据该数字信号的相位差，产生该载波频率偏移量。
5.如权利要求1所述的中心频率调整装置，其特征在于，该控制电路包含有一查找表，用来储存对应于该载波频率偏移量的一校正参数，以调整该模拟滤波器的中心频率。
6.如权利要求5所述的中心频率调整装置，其特征在于，该查找表包含有多个校正参数。
7.一种通信接收机，其特征在于，该通信接收机包含有：
一天线，用来接收一输入信号；
一模拟滤波器，耦接于该天线，用来对该输入信号进行滤波，以产生一输出信号；
一信号处理装置，用来对一数字信号进行解码；以及
一中心频率调整装置，耦接于该模拟滤波器及该信号处理装置之间，包含有：
一模数转换器，耦接于该模拟滤波器，用来将该模拟滤波器所产生的该输出信号转换为该数字信号；
一频率偏移估测器，耦接于该模数转换器，用来根据该数字信号，估测该通信接收机的一载波频率偏移量；以及
一控制电路，耦接于该模拟滤波器及该频率偏移估测器，用来根据该载波频率偏移量，调整该模拟滤波器的中心频率。
8.如权利要求7所述的通信接收机，其特征在于，该中心频率调整装置还包含有一混频器，耦接于该模数转换器及该频率偏移估测器，用来根据一补偿信号，对该数字信号进行混频，以补偿该数字信号的相位差。
9.如权利要求8所述的通信接收机，其特征在于，该中心频率调整装置还包含有一信号产生单元，耦接于该频率偏移估测器及该混频器，用来根据该载波频率偏移量，产生该补偿信号。
10.如权利要求7所述的通信接收机，其特征在于，该频率偏移估测器包含有：
一相位检测器，用来估测该数字信号的相位差；以及
一回路滤波器，耦接于该相位检测器，用来根据该数字信号的相位差，产生该载波频率偏移量。
11.如权利要求7所述的通信接收机，其特征在于，该控制电路包含有一查找表，用来储存对应于该载波频率偏移量的一校正参数，以调整该模拟滤波器的中心频率。
12.如权利要求11所述的通信接收机，其特征在于，该查找表包含有多个校正参数。
13.一种用于一通信接收机的一模拟滤波器的中心频率调整方法，其特征在于，该方法包含有：
将该模拟滤波器的一输出信号转换为一数字信号；
根据该数字信号，估测该通信接收机的一载波频率偏移量；以及
根据该载波频率偏移量，调整该模拟滤波器的中心频率。
14.如权利要求13所述的中心频率调整方法，其特征在于，该方法还包含：
根据一补偿信号，对该数字信号进行混频，以补偿该数字信号的相位差。
15.如权利要求14所述的中心频率调整方法，其特征在于，该方法还包含：
根据该载波频率偏移量，产生该补偿信号。
16.如权利要求13所述的中心频率调整方法，其特征在于，根据该数字信号，估测该通信接收机的该载波频率偏移量的步骤，包含有：
估测该数字信号的相位差；以及
根据该数字信号的相位差，产生该载波频率偏移量。
17.如权利要求13所述的中心频率调整方法，其特征在于，根据该载波频率偏移量调整该模拟滤波器的中心频率的步骤，是根据该载波频率偏移量，由一查找表选择一校正参数，以调整该模拟滤波器的中心频率。
18.如权利要求17所述的中心频率调整方法，其特征在于，该查找表包含有多个校正参数。
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