CN102611477A - 包括多个lo接收机的通信设备 - Google Patents

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Abstract

一种包括多个LO接收机的通信设备。本发明的一些实施例涉及多频带接收机，该多频带接收机包括至少一个具有不是二的除数的分频器单元。例如，在一些实施例中，除数是奇整数(例如，三)。此类除数允许多频带接收机中各个接收机子单元的振荡器具有彼此大不相同的频率，从而即使当接收机子单元同时接收相邻信道上的数据时也限制其间的串扰。为了促进该不是二的除数，经常使用相位误差补偿块来补偿使用不是二的除数的影响。

Description

包括多个LO接收机的通信设备
背景技术
在许多应用中，期望单个通信设备(例如，数字无线电手持设备或移动电话)同时接收多个信道上的数据。例如，一些数字无线电手持设备包括同时解调两个独立I/Q数据流的多个硬件子单元。可利用此类功能的通信标准的示例除其他之外包括3G双蜂窝高速下行链路分组接入标准(DC-HSDPA)和2GEDGE演进的下行链路双载波标准(2G DLDC)。
在尝试同时接收多个信道上的数据时，一些常规通信设备包括单独的第一和第二I/Q接收机子单元。第一本地振荡器(LO)信号发生器向第一I/Q接收机子单元提供第一对LO信号，其中该第一对LO信号共享共同频率但是彼此相对相移90°。类似地，第二LO信号发生器向第二I/Q接收机子单元提供第二对LO信号，其中该第二对LO信号也共享共同频率并且也彼此相对相移90°。虽然在一些场所此类常规的通信设备可能足够了，但是在至少两种情况下接收机子单元间的串扰可以严重降级接收质量。
首先，当用来产生用于第一接收机子单元的第一对LO信号的第一振荡器被调谐到接近用来产生用于第二接收机子单元的第二对LO信号的第二振荡器时可能产生串扰。例如，当第一和第二接收机接收相邻2G信道(例如，第一接收机在2GHz接收期望射频(RF)信号，并且第二接收机在2GHz+200kHz接收期望RF信号)上的数据流时可以产生串扰。在这种情况下，第一和第二振荡器分别向第一和第二二分频器(divide-by-two frequency divider)传递几乎相同的频率(如，分别是4GHz和4GHz+400KHz)。这些振荡频率的附近可以产生接收机子单元间的串扰，这使得准确下变频/解调困难。
其次，当一个接收机子单元中使用的谐频接近另一个接收机子单元中使用的期望RF频率(或，谐频)时也可能发生串扰。例如，考虑如下接收机，在该接收机中，向第一I/Q接收机提供LO信号的振荡器以200MHz的频率振荡(且因此具有400MHz、600MHz、800MHz等的谐频)。如果第二I/Q接收机的期望RF信号具有400MHz的频率，则来自第一I/Q接收机的谐频可使第二I/Q接收机上的信号降级，反之亦然，从而妨碍数据的准确接收。
因此，鉴于移动电话和其他通信设备内常规多频带接收机的缺点，发明人已经设计出改进的接收机，该改进的接收机限制由于接收机单元间串扰引起的信号降级。
附图说明
图1是示出了根据一些实施例的多频带接收机的框图。
图2是示出了分频器功能一个示例的一组时序图。
图3是示出了根据一些实施例的另一个多频带接收机的框图。
图4是示出了根据一些实施例的另一个接收机的框图。
图5是描述根据一些实施例的方法的流程图。
具体实施方式
现在参考附图描述要求保护的主题，其中通篇相同的附图标号用于指代相同的元素。在下面的描述中，为了解释目的，阐述了多个具体细节以便提供对要求保护主题的透彻理解。然而，明显的是，没有这些具体细节也可以实现保护的主题。
对照仪使用具有除数为2的分频器的常规多频带接收机，本发明的一些实施例涉及包括至少一个具有不为2的除数的分频器的多频带接收机。例如，在一些实施例中，分频器可具有为奇整数的除数，诸如三。此类除数允许多频带接收机中的各个接收机子单元的振荡器具有彼此完全不同的频率，从而即使是在接收机子单元正在同时接收相邻通道上的数据时也限制其间的串扰。如下面将更加详细描述的那样，为促进该不为2的除数，相位误差补偿块经常用于补偿由不为2的除数引起的从90°的相位偏移。
现在参考图1，可以看到根据一些实施例的多频带接收机100。图示的接收机100分别包括第一和第二接收机子单元102、104，该接收机子单元可以分别用于通过第一和第二RF天线106、108接收第一和第二数据流。第一和第二接收机子单元102、104包括第一和第二振荡器(分别为110、112)，第一和第二分频器(分别为114、116)，以及第一和第二解调单元(分别为118、120)。
特别地，不是在常规通信设备中具有除数为2的分频器，而是至少第一分频器114具有为N1的除数，其中N1是整数值，并且N1不是2的整数倍(例如，N1≠2、4、6、8......)。因此，第一分频器114将第一振荡器110的振荡频率减少N1倍，并且在第一LO信号122和第一相移LO信号124之间引起(induce)M1*180°/N1的预定相移，其中M1＜N1。通过对来自振荡器110的振荡器信号的时钟边缘计数，M1确定第一LO信号122和第一相移LO信号124之间的相移。在一个示例中，M1＝1，N1＝3，使得在LO信号122、124之间提供60°的预定相移。为补偿M1*180°/N1的预定相移和它从90°的偏移，第一解调器118中经常包括相位误差补偿块(例如，此处进一步参见图3-4)。
为了限制接收机子单元102、104之间的干扰，第二分频器116经常具有不同于除数N1的除数N2。下面将更详细地理解的是，相对于常规系统，使用不同的除数允许第一和第二振荡器110、112的振荡频率比先前的实施间隔更远。此外，使用是偶数的一个除数和是奇数的另一个除数有助于限制由于谐波的干扰，因为偶数和奇数除数的关联谐波相对不频繁地重叠。
图2示出了第一和第二分频器(例如，图1中的114、116)中的每个可以如何提供一对相移LO信号的一个示例的一对时序图。在图2的上半部，可以看到除数为三(例如，N1＝3，M1＝1)的第一分频器(例如，图1中的分频器114)可以如何运行的示例。如所示，第一分频器接收具有频率foscl的第一振荡器信号202，并且“计数”第一振荡器信号202的连续边缘。每次计数达到三时，第一LO信号204(例如，图1中的122)改变状态，如从第一振荡器信号202的上升边缘测量的那样。每次计数达到三时，第一相移LO信号206(例如，图1中的124)也改变状态，然而，从第一振荡器信号202的下降边缘对其进行测量。以此方式，为第一LO信号204和第一相移LO信号206提供相同频率(例如，1/3*foscl)并且在其间提供相移(例如，1*180°/3＝60°)。
为进行比较，图2的下半部示出了诸如在I/Q调制器中使用的除数为二(例如，N2＝2)的第二分频器(例如，图1中的分频器116)可以如何运行。如所示，第二分频器接收具有频率fosc2的第二振荡器信号210，并且“计数”第二振荡器信号210的连续边缘。每次计数达到二时，第二LO信号212改变状态，如从第二振荡器信号210的上升边缘测量的那样。每次计数达到二时，第二相移LO信号214也改变状态，然而，从第二振荡器信号210的下降边缘对其进行测量。以此方式，第二LO和第二相移信号共享共同频率(例如，1/2*fosc2)，并且具有其间的90°相移。
现在转到图3，可以看到根据一些实施例的多频带接收机300的另一个实施例。如图1的实施例，图3的实施例分别包括第一和第二接收机子单元302、304。第一和第二接收机子单元302、304包括第一和第二振荡器(分别为306、308)、第一和第二分频器(分别为310、312)和第一和第二解调器(分别为314、316)。第一解调器314包括源于第一RF天线322的第一和第二接收路径318、320。第一和第二混频器324、326分别布置于第一和第二接收路径318、320上。相位误差补偿块328布置于在第一解调器中的第一和第二混频器324、326的下游。第二解调器316包括源于第二RF天线334的第三和第四接收路径330、332。第三和第四混频器336、338分别布置在第三和第四接收路径330、332上。
出于说明的目的，下面关于示例来讨论该实施例，在该示例中，第一和第二接收机子单元302，304接收相邻2G信道(如，分别是2GHz和2GHz加200KHz)上单独的数据流。应当理解，在典型实施例中，在其上接收数据流的信道随时间改变，并且因此该示例仅代表多频带接收机300的即时快照。为了进一步说明的目的，在该示例中，第一分频器310被描述为具有除数三(例如，M1＝1，Nl＝3)，并且第二分频器312被描述为具有除数二(例如，N2＝2)。应当理解，这里讨论的数值不是以任何方式进行限制，而是仅仅用来说明可使用多频带接收机的一个实践上下文。
因为第一接收机子单元302包括具有除数三的分频器310且期望通过天线322接收2GHz的期望RF信号，因此第一振荡器306被配置为提供具有频率为6GHz的振荡器信号。在这个示例中，具有除数N1＝3的第一分频器310同时将6GHz频率切割为2GHz且同时提供第一LO信号340和第一相移LO信号342间的60°相移。因此，第一LO信号340和第一相移LO信号342两者都具有2GHz的频率，且彼此相对相移60°。
第一和第二混频器324，326将来自天线322的2GHz期望RF信号分别与第一相移LO信号342和第一LO信号340相混合。第一混频器324提供第一混合信号345(具行4GHz和基带的频率分量)，且低通滤波器346阻止4GHz分量，因此基带分量从那里穿过。然后，基带分量经放大器348放大且被模数转换器(ADC)350转换为数字信号。类似地，第二混频器326提供第二混合信号353(具有4GHz和基带的频率分量)且低通滤波器354阻止4GHz分量，因此，基带分量从那里穿过。然后，基带分量经放大器356放大且被模数转换器(ADC)358转换为数字信号。
因为第一接收路径318上的信号相对于第二接收路径320上的信号相移60°，所以相位误差补偿块328将60°相移数据(“Q-ish”)映射到正交坐标系统(例如，90°相移)。在示出的示例中，来自ADC 350的60°相移信道由I信号(例如，cos60°＝0.5)和Q信号(例如，sin60°＝0.5*sqrt(3))组成。因此，在该示例中，通过从第二混合信号减去0.5倍的第一混合信号的(例如，在356)并通过乘以(1/0.5*sqrt(3))来修正第二混合信号的幅度(例如，在358)，可以使第一混合信号345与第二混合信号353正交。
因为第二接收机单元304包括具有除数二的分频器312且期望接收2GHz+200KHz的期望RF信号，所以第二振荡器308提供具有频率为4GHz+400kHz的振荡器信号给第二分频器312。在该示例中，具有除数N2＝2的第二分频器312同时将4GHz+400kHz频率切割为2GHz+200kHz来下变频来自第二RF天线344的期望信号。因此，使用针对第一分频器310使用除数三结合针对第二分频器312使用除数二有助于防止串扰，因为第一和第二振荡器306、308分别提供的振荡器频率比使用第一和第二I/Q调制器的常规系统中的间隔远得多。具体地，在示出的示例中，第一振荡器306具有6GHz的频率并且第二振荡器308具有4GHz+4kHz的频率，这相对于常规方法易于限制干扰。
图4示出了单独的接收机子单元400，它使用具有不为2的除数的分频器和相应的不为90°的相移模块。该单独的接收机与图3中的第一接收机子单元302相同，且以单独的方式示出以指出所公开的结构适用于任何类型的接收机且不限制于多频带接收机。
图5示出了根据本公开一些实施例的方法。虽然这些方法在下面被示出和描述为一系列动作和事件，但是本公开不受示出的此类动作或事件的顺序所限制。例如，一些动作可以以不同的顺序发生和/或与本文示出和/或描述的那些之外的其他动作或事件同时发生。另外，并不是所有示出的动作都是需要的，且波形形状仪仪是示例性的且其他波形可以与示出的这些显著不同。而且，本文描述的一个或多个动作可以以一个或多个单独动作或阶段实现。还应当理解，之前在图1-3中示出的通信设备可包括实现这些方法的合适的硬件和/或软件。
图5的方法在通过RF天线接收具有期望RF频率的期望RF信号时在502开始。
在504，该方法提供振荡器频率fosc。振荡器频率经常是期望RF频率的整数倍。
在506，振荡器频率fosc被除以除数N/M。当该除法发生时，产生第一LO信号和第一相移LO信号。第一LO信号和第一相移LO信号共享共同频率(例如，fosc/N)且彼此相对相移M*180°/N，其中N≠2且M＜N。N经常是奇整数。在一些实现中，由于导致从理想90°偏离的寄生效应，相移在约81°和约99°之间变化。
在508，该方法将期望RF信号和第一LO信号混合来提供第一混合信号。第一混合信号包括期望RF信号和第一LO信号的和与差处的频率(和其的斜波)。
在510，该方法将期望RF信号和第一相移LO信号混合来提供第二混合信号。第二混合信号包括期望RF信号和第一相移LO信号的和与差处的频率(和其谐波)。
在512，该方法提供对第二混合信号的相位补偿，其中相位补偿解决第二混合信号从90°的相位偏移。
应当理解，下面阐述的权利要求不以任何方式限制上面示出和描述的示例。例如，虽然上述示例涉及在单个级中直接将期望RF频率下变频到基带的所谓“零IF”接收机，但在其他实施例中，可以在被下变频到基带之前将期望RF信号下变频到中间频率(IF)。而且，虽然上面描述了除数的特定示例(例如，N＝3的示例)，但是应当理解，认为任何不是2的整数值都落入本发明的范围内。例如，值4，5，6，7等可被选择用作除数。而且，虽然已示出了示例多频带接收机具有两个接收机子单元，但是根据本发明的多频带接收机可被扩展到任何数量的接收机子单元。
虽然关于一个或多个实现示出和描述了本公开，但是对本领域技术人员来说在阅读和理解了本说明书和附图的基础上将发生等同变更和修改。
本公开包括所有此类修改和变更且仅由以下权利要求书的范围限制。特别是关于上述部件(例如元件和/或资源)执行的各种功能，除非另外指出，用来描述此类部件的术语旨在对应于执行上述部件的特定功能的任何部件(例如，功能等价物)，即使结构上与执行本公开这里示出的示例性实现的功能的公开的结构不等同。另外，虽然仪关于若干实现之一公开了本公开的特定特征，但是如期望和对任何给定或特定应用有利的，此类特征可与其他实现的一个或多个其他特征组合。另外，在该申请和附后的权利要求书中使用的冠词“一”，“一个”可被理解为“一个或多个”。
另外，就术语“包括”，“具有”，“有”，“带有”或其变型用于详细描述或权利要求书来说，此类术语旨在与术语“包括”相似的方式是包含性的。

Claims (19)

1.一种接收机，包括
第一信号发生器，生成第一本地振荡器(LO)信号和第一相移LO信号，其中所述第一LO信号和所述第一相移LO信号两者都在第一LO频率振荡处振荡，但是彼此相对相移不是90°的预定相移；
第一射频(RF)天线，在其上接收第一RF信号，其中第一和第二接收路径源于所述第一RF天线；
第一混频器，位于所述第一接收路径上，其中所述第一混频器适于基于所述第一LO信号和所述第一RF信号提供第一混合信号；
第二混频器，位于所述第二接收路径上，其中所述第二混频器适于基于所述第一相移LO信号和所述第一RF信号提供第二混合信号；以及
所述第二混频器下游的相位补偿块，其中所述相位补偿块调整所述第二混合信号以补偿所述第一相移LO信号的预定相移。
2.权利要求1所述的接收机，其中所述第一一信号发生器包括：
第一振荡器，用于提供具有第一振荡频率的第一振荡信号；以及
第一分频器，具有奇数分频比，其中所述第一分频器将所述第一振荡信号转换为所述第一LO信号和所述第一相移LO信号，使得所述第一振荡频率等于所述第一LO频率乘以奇整数。
3.权利要求1所述的接收机，其中所述预定相移是约M*180°/N，其中M和N是整数并且其中M小于N。
4.权利要求3所述的接收机，其中M＝且N＝3。
5.权利要求1所述的接收机，其中所述预定相移在约81°和约99°之间。
6.权利要求1所述的接收机，进一步包括：
第二信号发生器，生成第二LO信号和第二相移LO信号，其中所述第二LO信号和第二相移LO信号两者都在第二LO频率处振荡，所述第二LO频率不同于所述第一LO频率；
第二RF天线，在其上接收第二RF信号，其中第三和第四接收路径源于所述第二RF天线；
第三混频器，位于所述第三接收路径上，其中所述第三混频器适于基于所述第二LO信号和所述第二RF信号提供第三混合信号；以及
第四混频器，位于所述第四接收路径上，其中所述第四混频器适于基于所述第二相移LO信号和所述第二RF信号提供第四混合信号。
7.权利要求6所述的接收机，其中所述第二LO信号和第二相移LO信号彼此相对相移约90°。
8.权利要求6所述的接收机，其中所述第一信号发生器包括：
第一振荡器，用于提供具有第一振荡频率的第一振荡信号；以及
第一分频器，具有奇数分频比，其中所述第一分频器将所述第一振荡信号转换为所述第一LO信号和所述第一相移LO信号，使得所述第一振荡频率等于所述第一LO频率乘以奇整数。
9.权利要求8所述的接收机，其中所述第二信号发生器包括：
第二振荡器，用于提供具有第二振荡频率的第二振荡信号，其中所述第二振荡频率不同于所述第一振荡频率；以及
第二分频器，具有偶数分频比，其中所述第二分频器将所述第二振荡信号转换为所述第二LO信号和所述第二相移LO信号，使得所述第二振荡频率是所述第二LO频率的偶整数倍。
10.一种多频带接收机，包括：
信号发生器，用于提供第一和第二本地振荡器(LO)信号以及第一和第二相移LO信号，其中所述第一LO信号和所述第一相移LO信号两者都具有第一LO频率但是彼此相对相移约90°，且其中所述第二LO信号和所述第二相移LO信号两者都具有第二LO频率但是彼此相对相移不是90°的预定相移；
第一接收机子单元，用于使用所述第一LO信号和所述第一相移LO信号下变频第一射频(RF)信号；以及
第二接收机子单元，用于使用所述第二LO信号和所述第一相移LO信号下变频第二RF信号。
11.权利要求10所述的多频带接收机，其中所述信号发生器包括：
第一振荡器，用于提供具有第一振荡频率的第一振荡信号；以及
第一分频器，具有奇数分频比，其中所述第一分频器将所述第一振荡信号转换为所述第一LO信号和所述第一相移LO信号，使得所述第振荡频率等于所述第一LO频率乘以奇整数。
12.权利要求11所述的多频带接收机，其中所述信号发生器进一步包括：
第二振荡器，用于提供具有第二振荡频率的第二振荡信号，其中所述第二振荡频率不同于所述第一振荡频率；以及
第二分频器，具有偶数分频比，其中所述第二分频器将所述第二振荡信号转换为所述第二LO信号和所述第二相移LO信号，使得所述第二振荡频率是所述第二LO频率的偶整数倍。
13.权利要求10所述的多频带接收机，其中所述第一接收机子单元包括：
第一混频器，用于将所述第一RF信号和所述第一LO信号混合以提供第一混合信号；
第二混频器，用于将所述第一RF信号和所述第一相移LO信号混合以提供第二混合信号；以及
所述第二混频器下游的相位补偿块，其中所述相位补偿块调整所述第二混合信号以补偿所述第一相移LO信号的所述预定相移。
14.权利要求13所述的多频带接收机，其中所述第二接收机子单元包括：
第三混频器，用于将所述第二LO信号和所述第二RF信号混合以提供第三混合信号；以及
第四混频器，用于将所述第二相移LO信号和所述第二二RF信号混合以提供第四混合信号。
15.权利要求10所述的多频带接收机，其中所述预定相移是在约9°和约81°之间的固定值。
16.权利要求10所述的多频带接收机，其中所述预定相移是约180°/N，其中N是奇整数。
17.一种方法，包括：
通过射频(RF)天线接收具有第一期望RF频率的第一期望RF信号；
提供第一振荡器频率；
将所述第一振荡器频率除以N以生成第一本地振荡器(LO)信号和第一相移LO信号，其中所述第一LO信号和所述第一相移LO信号共享共同第一频率且彼此相对相移M*180°/N，其中M和N是整数目M＜N；
混合所述第一期望RF信号和所述第一相移LO信号来提供第一混合信号；以及
对所述第一混合信号执行相位补偿以解决相对于所述第一LO信号从90°的相位偏移。
18.权利要求17所述的方法，进一步包括：
将所述第一期望RF信号与所述第一LO信号混合以提供第二混合信号；以及
使用所述第一和第二混合信号来取回在所述第期望RF信号中存在的第一数字比特流。
19.权利要求17所述的方法，进一步包括：
接收具有第二期望RF频率的第二期望RF信号；
提供与所述第一振荡器频率不同的第二振荡器频率；
将所述第二振荡器频率分频以生成第二(LO)信号和第二相移LO信号，其中所述第二LO信号和所述第二相移LO信号共享共同第二频率且彼此相对相移约90°的相移；
混合所述第二期望RF信号和所述第二LO信号来提供第三混合信号；
混合所述第二期望RF信号和所述第二相移LO信号来提供第四混合信号；
使用所述第三和第四混合信号来取回在所述第二期望RF信号中存在的第二数字比特流。
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