CN106998209A - 无线信号接收装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种无线信号接收装置与方法，能够接收至少三种中心频率不同之信号。所述装置之一实施例包含：一接收电路，用来依据一无线信号产生一接收信号，其中该无线信号包含中心频率不同之第一、第二以及第三无线信号；一混频电路，用来依据一本地振荡频率处理该接收信号以产生一混频信号，其中该混频信号包含第一、第二与第三中频信号，且第三中频信号之中心频率大于第一与第二中频信号之中心频率；以及一数字信号产生电路，用来依据第一和第二取样频率分别处理第一、第二与第三中频信号，以产生第一、第二与第三数字信号。

Description

无线信号接收装置与方法

本申请是2013年11月19日提交的申请号为2013105851956、发明名称为“无线信号接收装置与方法”的分案申请。

技术领域

本发明是关于信号接收装置与方法，尤其是关于无线信号接收装置与方法。

背景技术

信号于电路中被处理时通常具有较低频率以利处理与节省功耗，然而于透过无线方式传输时则具有较高频率以避免传输损失，因此，低频的基频信号会先被射频电路转换为高频的射频信号以进行无线传输，而高频的射频信号则会被射频电路转换为低频的基频信号以便处理。以卫星定位信号的接收为例，常见卫星定位信号的频率多在1.5GHz以上，该卫星定位信号经射频电路接收后先被转为中频信号(其频率约为数十MHz)，再被转为基频信号(其频率约为数MHz至十数MHz)，然而，若一卫星定位信号接收器支持复数种卫星定位系统(例如美国的全球定位系统(Global Positioning System，GPS)、欧洲的伽利略定位系统(Galileo Positioning System，Galileo)、俄国的全球导航卫星系统(GlobalNavigation Satellite System，Glonass)以及中国的北斗导航卫星系统(Beidou/CompassNavigation Satellite System，Beidou)，由于不同卫星定位系统(例如GPS系统、Glonass系统与Beidou系统)之信号频率不同，该卫星定位信号接收器通常需针对每种卫星信号提供专用的本地振荡器与混频器，以产生相对应的中频信号，此种作法虽然直觉，但也提高了接收器的成本。其它先前技术可参考2013年IEEE国际固态电路会议第19堂的智能装置之无线传收机(”Wireless Transceivers of Smart Devices”，Session 19，ISSCC，2013)的讨论内容。

另外，前述射频信号在转为基频信号的过程中需经过模拟至数字转换器之取样处理。根据奈奎斯特(Nyquist)定理，取样频率需大于被取样信号之最高频率的二倍以重建被取样信号的波形，否则取样结果会产生混迭(Aliasing)，亦即取样结果会对应一镜像频率而非对应该被取样信号之频率，然而，取样频率愈高也代表对模拟至数字转换器的效能与功耗的需求愈大，同时也意味着更高的成本。

发明内容

鉴于先前技术之不足，本发明之一目的在于提供一种无线信号接收装置与方法，以解决先前技术之问题。

本发明之另一目的在于提供一种无线信号接收装置与方法，以利用单一本地振荡频率来处理复数种中心频率不同之无线信号，藉此节省成本。

本发明之又一目的在于提供一种无线信号接收装置与方法，以利用较低的取样频率对信号进行取样，藉此降低效能与功耗要求。

本发明披露了一种无线信号接收装置，能够接收至少三种中心频率不同之信号。所述装置之一实施例包含：一接收电路，用来接收一无线信号，并据以产生一接收信号，其中该无线信号包含一第一无线信号、一第二无线信号以及一第三无线信号，且该第一、第二与第三无线信号之中心频率均不同；一混频电路，用来依据一本地振荡频率处理该接收信号以产生一混频信号，其中该混频信号包含一第一中频信号、一第二中频信号以及一第三中频信号，该第一、第二与第三中频信号依序对应该第一、第二与第三无线信号或依序对应第三、第二与第一无线信号，且该第三中频信号之中心频率大于该第一与第二中频信号之中心频率；以及一数字信号产生电路，包含一第一数字信号产生路径、一第二数字信号产生路径以及一第三数字信号产生路径，其中该第一数字信号产生路径用来依据该第一中频信号之中心频率与带宽以及一第一取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第一数字信号，该第二数字信号产生路径用来依据该第二中频信号之中心频率与带宽以及一第二取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第二数字信号，该第三数字信号产生路径用来依据该第三中频信号之中心频率与带宽以及一第三取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第三数字信号，且该第三取样频率小于该第三中频信号之最高频率的二倍，藉此节省功耗。

本发明之无线信号接收装置之另一实施例包含：一接收电路，用来接收一无线信号，并据以产生一接收信号，其中该无线信号包含一第一无线信号、一第二无线信号以及一第三无线信号，且该第一、第二与第三无线信号之中心频率均不同；一混频电路，用来依据一本地振荡频率处理该接收信号以产生一混频信号，其中该混频信号包含一第一中频信号、一第二中频信号以及一第三中频信号，且该第三中频信号之中心频率为该第一、第二与第三中频信号之中心频率中最大者或最小者；以及一数字信号产生电路，包含一双模数字信号产生电路以及一单模数字信号产生电路，其中该双模数字信号产生电路用来依据该第一与第二中频信号之中心频率与带宽以及一第一取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第一数字信号，而该单模数字信号产生电路用来依据该第三中频信号之中心频率与带宽以及一第二取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第二数字信号。上述第三中频信号之中心频率若为最大者，该第二取样频率小于该第三中频信号之最高频率的二倍；该第三中频信号之中心频率若为最小者，该第一取样频率小于该第一与第二中频信号之最高频率的二倍，藉此节省功耗。

本发明另披露了一种无线信号接收方法，能够接收至少三种中心频率不同之信号。所述方法之一实施例包含下列步骤：接收一无线信号，并据以产生一接收信号，其中该无线信号包含一第一无线信号、一第二无线信号以及一第三无线信号，且该第一、第二与第三无线信号之中心频率均不同；依据至少一本地振荡频率处理该接收信号以产生一混频信号，其中该混频信号包含一第一中频信号、一第二中频信号以及一第三中频信号，该第一、第二与第三中频信号依序对应该第一、第二与第三无线信号或依序对应该第三、第二与第一无线信号，且该第三中频信号之中心频率大于该第一与第二中频信号之中心频率；依据该第一中频信号之中心频率与带宽以及一第一取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第一数字信号；依据该第二中频信号之中心频率与带宽以及一第二取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第二数字信号；以及依据该第三中频信号之中心频率与带宽以及一第三取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第三数字信号，其中该第三取样频率小于该第三中频信号之最高频率的二倍。

本发明之无线信号接收方法之另一实施例包含下列步骤：接收一无线信号，并据以产生一接收信号，其中该无线信号包含一第一无线信号、一第二无线信号以及一第三无线信号，且该第一、第二与第三无线信号之中心频率均不同；依据至少一本地振荡频率处理该接收信号以产生一混频信号，其中该混频信号包含一第一中频信号、一第二中频信号以及一第三中频信号，且该第三中频信号之中心频率为该第一、第二与第三中频信号之中心频率中最大者或最小者；依据该第一与第二中频信号之中心频率与带宽以及一第一取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第一数字信号；以及依据该第三中频信号之中心频率与带宽以及一第二取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第二数字信号。上述第三中频信号之中心频率若为最大者，该第二取样频率小于该第三中频信号之最高频率的二倍；该第三中频信号之中心频率若为最小者，该第一取样频率小于该第一与第二中频信号之最高频率的二倍。

有关本发明的特征、实作与功效，兹配合图式作较佳实施例详细说明如下。

附图说明

图1为本发明之无线信号接收装置之一实施例的示意图；

图2为图1之无线信号接收装置之一实施例的信号频率分布示意图；

图3为图1之无线信号接收装置之另一实施例的信号频率分布示意图；

图4为图1之数字信号产生电路之一实施例的示意图；

图5为本发明之无线信号接收装置之另一实施例的示意图；

图6为图5之无线信号接收装置之一实施例的信号频率分布示意图；

图7为图5之无线信号接收装置之另一实施例的信号频率分布示意图；

图8为图5之数字信号产生电路之一实施例的示意图；

图9为本发明之无线信号接收方法之一实施例的示意图；及

图10为本发明之无线信号接收方法之另一实施例的示意图。

具体实施方式

以下说明内容之技术用语系参照本技术领域之习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语之解释系以本说明书之说明或定义为准。

本发明之披露内容包含无线信号接收装置与方法，能够接收至少三种中心频率相异之无线信号。举例来说，该无线信号接收装置与方法能够接收至少三种卫星定位信号(例如中心频率为1575.42MHz且带宽为2.046MHz之GPS信号、中心频率同为1575.42MHz而带宽为4.4MHz之Galileo信号、中心频率为1602MHz且带宽为9.3MHz之Glonass信号、以及中心频率为1561.098MHz且带宽为4.092MHz之Beidou信号)，然此仅是举例，其它无线信号在实施为可能的前提下亦得由本发明接收与处理。

请参阅图1，其系本发明之无线信号接收装置之一实施例的示意图。如图所示，无线信号接收装置100包含：一接收电路110，用来接收一无线信号，并据以产生一接收信号，其中该无线信号包含一第一无线信号(例如Beidou信号)、一第二无线信号(例如GPS信号或Galileo信号)以及一第三无线信号(例如Glonass信号)，且该第一、第二与第三无线信号之中心频率均不同，本实施例中，该第一、第二与第三无线信号之带宽亦相异，且任二相邻无线信号之中心频率的间隔均不同，然而带宽与中心频率间隔等条件端视本发明之实施者的需求而定；一混频电路120，用来依据一本地振荡频率(例如频率为1558MHz或1607MHz之本地振荡频率)处理该接收信号以产生一混频信号，其中该混频信号包含一第一中频信号(例如频率为(1561.098-1558)＝3.098MHz或(1607-1602)＝5MHz之中频信号)、一第二中频信号(例如频率为(1575.42-1558)＝17.42MHz或(1607-1575.42)＝30.58MHz之中频信号)以及一第三中频信号(例如频率为(1602-1558)＝44MHz或(1607-1561.098)＝45.902MHz之中频信号)，该第一、第二与第三中频信号依序对应前述第一、第二与第三无线信号或依序对应第三、第二与第一无线信号，且第三中频信号之中心频率大于第一与第二中频信号之中心频率；以及一数字信号产生电路130，包含第一、第二与第三数字信号产生路径132、134、136，用来产生第一、第二与第三数字信号。所述第一数字信号产生路径132用来依据第一中频信号之中心频率与带宽以及一第一取样频率来处理该混频信号的同相(In-Phase)部分与正交相(Quadrature-Phase)部分的至少其中之一，以产生一第一数字信号；所述第二数字信号产生路径134用来依据第二中频信号之中心频率与带宽以及一第二取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第二数字信号；所述第三数字信号产生路径136用来依据第三中频信号之中心频率与带宽以及一第三取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第三数字信号，其中第三取样频率小于第三中频信号之最高频率的二倍，换句话说，第三取样频率小于该些中频信号之最大频率的二倍，藉此降低效能与功耗要求。此外，本实施例进一步包含一移频电路140，用于在任一前述数字信号位于一负镜像频率或一高镜像频率时进行移频，亦即依据至少一个待移频之数字信号产生至少一个移频信号，然而，若该些数字信号无移频需求，移频电路140即非必要。本实施例另可包含一基频电路(未显示)或与一独立的基频电路共同运作，该基频电路能够依据前述第一数字信号或其移频信号之频率、第二数字信号或其移频信号之频率以及第三数字信号或其移频信号之频率来处理该些数字信号及/或移频信号。

承上所述，本实施例中，第三取样频率大于或等于第一与第二取样频率，因此数字信号产生电路130之最高的取样频率(即第三取样频率)是小于该些中频信号之最高频率(亦即第三中频信号的最高频率)的二倍，藉此减少电路性能与功耗的需求，其中该些取样频率可相等或不相等，端视实施本发明者之需求而定。另外，由于第三取样频率小于第三中频信号之最高频率的二倍，第三中频信号的取样结果(即第三数字信号)会产生混迭(Aliasing)，亦即该取样结果会出现在第三中频信号之镜像频率(亦即(±kfs±fa)，其中k为正整数)上，非出现在第三中频信号之原频率上，而本发明即是利用此混迭现象来进行谐波取样(Harmonic Sampling)。更多关于混迭之说明可由书籍或已公开之文献获得。

承上所述，举例来说，如图2所示，假定该第一、第二与第三无线信号依序为Beidou信号、GPS信号与Glonass信号，本地振荡频率之频率为1558MHz，透过适当地选用已知的混频架构，图1之混频电路120可产生中心频率为(1561.098-1558)＝3.098MHz之第一中频信号(IF1)、中心频率为(1575.42-1558)＝17.42MHz之第二中频信号(IF2)以及中心频率为(1602-1558)＝44MHz的第三中频信号(IF3)，此时，第一、第二与第三中频信号分别对应第一、第二与第三无线信号，又若前述第一、第二与第三取样频率同为32.736MHz，由于该取样频率大于第一中频信号之最高频率(即(3.098+4.092/2)＝5.144MHz)的二倍，但小于第二中频信号之最高频率(即(17.42+2.046/2)＝18.443MHz)与第三中频信号之最高频率(即(44+9.3/2)＝48.65MHz)的二倍，因此第一、第二与第三中频信号之较佳取样结果(亦即第一、第二与第三数字信号D1、D2、D3)会依序出现在原频率3.098MHz、镜像频率±(32.736-17.42)＝±15.316MHz以及镜像频率±(32.736-44)＝±11.264MHz上，由于上述第二及/或第三数字信号可能位于一负频率或位于较高频的正频率上，图1的移频电路140可对第二及/或第三数字信号进行移频以产生位于适当正频率的移频信号，该移频信号之中心频率可由实施本发明者视其需求选用已知的移频设计来决定。请注意，上述例子中，由于无线信号的种类、本地振荡频率之频率、取样频率以及取样结果的频率等均可事先得知、设定与推论，因此，若位于负频率的第二及/或第三数字信号被采用，且为了让移频电路140能够对位于负频率的信号进行移频，第二数字信号产生路径134及/或第三数字信号产生路径136需设计来处理该混频信号之同相与正交相部分以产生该第二及/或第三数字信号；又既然第一数字信号无需移频，第一数字信号产生路径132仅需处理该混频信号之同相或正交相部分即可。

再举例来说，如图3所示，假定该第一、第二与第三无线信号依序仍为Beidou信号、GPS信号与Glonass信号，本地振荡频率之频率为1607MHz，透过适当地选用已知的混频架构，图1之混频电路120可产生中心频率为(1607-1602)＝5MHz之第一中频信号(IF1)、中心频率为(1607-1575.42)＝31.58MHz之第二中频信号(IF2)以及中心频率为(1607-1561.098)＝45.902MHz的第三中频信号(IF3)，此时，第一、第二与第三中频信号分别对应第三、第二与第一无线信号，若第一、第二与第三取样频率仍为32.736MHz，由于该取样频率大于第一中频信号之最高频率(即(5+9.3/2)＝9.65MHz)的二倍，但小于第二与第三中频信号之最高频率(即(31.58+2.046/2)＝32.603MHz与(44+4.092/2)＝47.948MHz)的二倍，因此第一、第二与第三中频信号之较佳取样结果(亦即第一、第二与第三数字信号D1、D2、D3)在合理的取样带宽下会分别出现在原频率5MHz、镜像频率±(32.736-31.58)＝±1.156MHz、以及镜像频率±(32.736-45.902)＝±13.184MHz其中之一上，若采用位于负频率或高频之数字信号，图1的移频电路140会对该数字信号进行移频以产生位于适当正频率的移频信号，类似地，该移频信号之中心频率可由实施本发明者视其需求选用已知的移频设计来决定。上述例子中，若欲采用位于负频率之信号，且为了让移频电路140能够对该负频率之信号进行移频，第二数字信号产生路径134及/或第三数字信号产生路径136应处理该混频信号之同相与正交相部分，至于第一数字信号产生路径132仅需处理该混频信号之同相或正交相部分即可。

根据上述，本实施例之取样结果是否需进行移频可归纳如下：若第一中频信号之最高频率小于第一取样频率的二倍，且第一数字信号之频率为负或高于一默认值，移频电路140即依据该第一数字信号产生一第一移频信号；若第二中频信号之最高频率小于第二取样频率的二倍，且第二数字信号之频率为负或高于该默认值，移频电路140即依据该第二数字信号产生一第二移频信号；若第三中频信号之最高频率小于第三取样频率的二倍，且第三数字信号之频率为负或高于该默认值，移频电路140即依据该第三数字信号产生一第三移频信号。所述默认值可由本技术领域人士依实施需求(例如基频电路的效能)来决定。

请注意，前述本地振荡频率之频率以及第一、第二与第三取样频率之数值是供本领域人士了解本发明之用，非用以限制本发明。在不同的效能、成本以及设计需求的考虑下，本领域具有通常知识者能选择其它本地振荡频率之频率(其可依无线信号之频率而定，例如该振荡频率小于复数无线信号之最小频率、大于该复数无线信号之最大频率或介于该些无线信号之任二相邻信号的频率之间等)，并能选择其它取样频率。另外，为产生前述混频信号之同相部分与正交相部分，图1之混频器120可包含一第一混频单元与一第二混频单元(未显示)，分别用来依据相位为0度以及90度之本地振荡频率来产生该同相部分与正交相部分，然而若仅同相或正交相部分为必要，混频器120亦可仅产生该同相或正交相部分，由于此部分及其实施变化属于已知技术，本说明书将不对其详加阐述。再者，图1之接收电路110可包含至少一天线或与至少一独立天线共同运作以接收该无线信号，并可包含至少一放大电路以放大该无线信号来产生该接收信号，类似地，由于此部分属于已知技术，进一步之说明在此予以节略。

请参阅图4，其系图1之数字信号产生电路130之一实施例的示意图。如图4所示，第一数字信号产生路径132包含：一第一滤波器412，用来依据第一中频信号之中心频率与带宽来处理混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，并据以产生一第一滤波信号，更精确地说，第一中频信号可经由第一滤波器412而滤出；一第一增益控制器414，用来依据该第一滤波信号产生一第一增益处理信号；以及一第一模拟至数字转换器416，用来依据前述第一取样频率将该第一增益处理信号转换为第一数字信号。第二数字信号产生路径134包含：一第二滤波器422，用来依据第二中频信号之中心频率与带宽来处理混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，并据以产生一第二滤波信号，更精确地说，第二中频信号可经由第二滤波器422而滤出；一第二增益控制器424，用来依据该第二滤波信号产生一第二增益处理信号；以及一第二模拟至数字转换器426，用来依据前述第二取样频率将该第二增益处理信号转换为第二数字信号。第三数字信号产生路径136包含：一第三滤波器432，用来依据第三中频信号之中心频率与带宽来处理混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，并据以产生一第三滤波信号，更精确地说，第三中频信号可经由第三滤波器432而滤出；一第三增益控制器434，用来依据该第三滤波信号产生一第三增益处理信号；以及一第三模拟至数字转换器436，依据前述第三取样频率将该第三增益处理信号转换为第三数字信号。前述第一、第二与第三滤波器412、422、432可依实施需求选自现有的滤波器(例如复合滤波器(Complex Filter)或带通滤波器)，而第一、第二与第三增益控制器414、424、434同样可依实施需求选自现有的增益控制器(例如可程序化增益放大器或自动增益控制器等)。

另外，图1之无线信号接收装置100可进一步包含：一控制电路(未显示)，耦接数字信号产生电路130，用来依据一预设条件关闭第一、第二与第三数字信号产生路径132、134、136的至少其中之一的至少一部分，藉此节省功耗。当然，此控制电路可进一步耦接移频电路140，以依据该预设条件关闭该移频电路140之一部或全部，藉此节省更多功耗。举例来说，假定第一、第二与第三数字信号产生路径132、134、136分别用来产生对应Beidou信号、GPS信号与Glonass信号之第一、第二与第三数字信号，倘用户仅欲使用Beidou信号来进行定位，则控制电路可依据该默认条件(例如基于效能与功耗考虑所订的条件)来关闭第二与第三数字信号产生路径134、136的部分电路(例如第二与第三模拟至数字转换器426、436)或全部电路，又若第一数字信号产生路径132所产生之第一数字信号无移频需求，控制电路可进一步依据该预设条件关闭该移频电路140之一部或全部，以避免不必要的电力浪费。由于本领域具有通常知识者能够依据本说明书之披露来利用软硬件实现该控制电路(例如一开关电路)，因此在不影响可实施性及披露要求的前提下，冗余之说明将予以节略。

请参阅图5，其系本发明无线信号接收装置之另一实施例的示意图，本实施例与图1之实施例的主要差别在于数字信号产生电路的架构，因此后续说明将着重图1之实施例未提及的部分，相同或类似的部分因可由前揭说明获得充份了解，故将被适度地节略。如图5所示，无线信号接收装置500包含：一接收电路510，用来接收一无线信号，并据以产生一接收信号，其中该无线信号包含一第一无线信号(例如Beidou或Glonass信号)、一第二无线信号(例如GPS信号或Galileo信号)以及一第三无线信号(例如Glonass或Beidou信号)，且该第一、第二与第三无线信号之中心频率均不同；一混频电路520，用来依据至少一本地振荡频率处理该接收信号以产生一混频信号，其中该混频信号包含一第一中频信号、一第二中频信号以及一第三中频信号，且该第三中频信号之中心频率为该第一、第二与第三中频信号之中心频率中最大者或最小者；以及一数字信号产生电路530，包含一双模数字信号产生电路532与一单模数字信号产生电路534，该双模数字信号产生电路532用来依据该第一与第二中频信号之中心频率与带宽以及一第一取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第一数字信号同时对应该第一与第二中频信号，而单模数字信号产生电路534则用来依据该第三中频信号之中心频率与带宽以及一第二取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第二数字信号对应该第三中频信号，其中若第三中频信号之中心频率为第一、第二与第三中频信号之中心频率中最大者，第二取样频率将限制于小于该第三中频信号之最高频率的二倍，若第三中频信号之中心频率为第一、第二与第三中频信号之中心频率中最小者，第一取样频率将限制于小于该第一与第二中频信号之最高频率的二倍，简言之，数字信号产生电路530之最大取样频率将小于该些中频信号之最高频率的二倍，藉此节省效能与功耗需求。类似图1之实施例，本实施例进一步包含一移频电路540，用来于前述数字信号之任一位于一负镜像频率或一高镜像频率时进行移频，以依据至少一待移频之数字信号产生至少一移频信号，然而，若该些数字信号无移频需求，移频电路540即非必要。另外，本实施例可进一步包含或搭配一基频电路(未显示)，该基频电路能够依据前述第一数字信号或其移频信号之频率以及第二数字信号或其移频信号之频率来处理该第一数字信号或其移频信号以及该第二数字信号或其移频信号。

承上所述，如图6所示，假定第一、第二与第三无线信号依序为Beidou信号、GPS信号与Glonass信号，本地振荡频率之频率介于第一与第二无线信号频率之间为1564MHz，透过适当地选用已知的混频架构，图5之混频电路520可产生中心频率为(1561.098-1564)＝一2.902MHz之第一中频信号(IF1)、中心频率为(1575.42-1564)＝11.42MHz之第二中频信号(IF2)以及中心频率为(1602-1564)＝38MHz的第三中频信号(IF3)，若前述第一与第二取样频率同为26MHz，由于该取样频率大于第一与第二中频信号之最大频率绝对值(即|-2.902-4.092/2|＝4.948MHz与(11.42+2.046/2)＝12.443MHz)的二倍，但小于第三中频信号之最高频率(即(38+9.3/2)＝42.65MHz)的二倍，因此第一、第二与第三中频信号之较佳取样结果(亦即第一与第二数字信号D1、D2)在合理的取样带宽下会分别出现在频率原频率-2.902MHz(带宽4.092MHz)、原频率11.42MHz(带宽2.046MHz)、以及镜像频率±(26-43.15)＝±17.15MHz其中之一(带宽9.3MHz)上，基于第一数字信号有部分位于负频率上以及第二数字信号之频率可能为负或高于一默认值，图5的移频电路540可对第一与第二数字信号进行移频以分别产生位于适当正频率之第一与第二移频信号，所述默认值及移频信号之中心频率可由实施本发明者视其需求来决定。请注意，上述例子中，为处理位于负频之信号，双模与单模数字信号产生电路532、534均藉由处理该混频信号之同相与正交相部分来产生第一与第二数字信号；但若第二数字信号仅需位于正频率之信号，单模数字信号产生电路534处理该混频信号之同相或正交相部分即可。

再举例来说，如图7所示，假定第一、第二与第三无线信号依序仍为Beidou信号、GPS信号与Glonass信号，本地振荡频率之频率介于第二与第三无线信号频率之间为1588.71MHz，透过适当地选用已知的混频架构，图5之混频电路520可产生中心频率为(1588.71-1561.098)＝27.612MHz之第一中频信号(IF1)、中心频率为(1588.71-1575.42)＝13.29MHz之第二中频信号(IF2)以及中心频率为(1588.71-1602)＝-13.29MHz的第三中频信号(IF3)，若前述第一与第二取样频率同为32.736MHz，第一、第二与第三中频信号之较佳取样结果(亦即第一与第二数字信号D1、D2)会依序出现在镜像频率±(32.736-27.612)＝±5.124MHz(带宽4.092MHz)、原频率13.29MHz(带宽2.046MHz)以及原频率-13.29MHz上(带宽9.3MHz)，由于取样带宽的考虑，第一中频信号的较佳取样结果应为5.124MHz之信号，因此仅有第二数字信号会位于负频率，并需藉由图5的移频电路540来进行移频，同样的，该移频信号之中心频率可由实施本发明者视其需求选用已知的移频电路来决定。请注意，上述例子中，双模数字信号产生电路532仅需处理该混频信号之同相或正交相部分，但单模数字信号产生电路534因涉及负频信号，故仍需处理该同相与正交相部分。

根据上述，本实施例之取样结果是否需进行移频可归纳如下：若第一与第二中频信号之最高频率小于该第一取样频率的二倍，且第一数字信号之频率为负或高于一默认值，移频电路540即依据该第一数字信号产生一第一移频信号；若第三中频信号之最高频率小于该第二取样频率的二倍，且第二数字信号之频率为负或高于该默认值，移频电路540依据该第二数字信号产生一第二移频信号。所述默认值可由本技术领域人士依实施需求决定。

请参阅图8，其系图5之数字信号产生电路530之一实施例的示意图。如图所示，双模数字信号产生路径532包含：一第一滤波器812(例如一低通滤波器)，用来依据该第一与第二中频信号之中心频率与带宽来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，并据以产生一第一滤波信号，更精确地说，第一与第二中频信号可经由第一滤波器812而滤出；一第一增益控制器814，用来依据该第一滤波信号产生一第一增益处理信号；以及一第一模拟至数字转换器816，用来依据该第一取样频率将该第一增益处理信号转换为该第一数字信号。单模数字信号产生路径534包含：一第二滤波器822(例如一复合滤波器)，用来依据该第三中频信号之中心频率与带宽来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，并据以产生一第二滤波信号，更精确地说，第三中频信号可经由第二滤波器822而滤出；一第二增益控制器824，用来依据该第二滤波信号产生一第二增益处理信号；以及一第二模拟至数字转换器826，用来依据该第二取样频率将该第二增益处理信号转换为该第二数字信号。

另外，图5之实施例同样可包含：一控制电路(未显示)，耦接该数字信号产生电路530，用来依据一预设条件关闭该第一与第二数字信号产生路径532、534的至少其中之一的至少一部分。该控制电路可进一步耦接该移频电路540，以依据该预设条件关闭该移频电路540之一部或全部。

除前面所披露之装置发明外，本发明亦批露一种无线信号接收方法，能够接收至少三种中心频率不同之信号。如图9所示，该方法之一实施例包含下列步骤：

Step 910：接收一无线信号，并据以产生一接收信号，其中该无线信号包含一第一无线信号(例如Beidou信号)、一第二无线信号(例如GPS信号或Galileo信号)以及一第三无线信号(例如Glonass信号)，且该第一、第二与第三无线信号之中心频率均不同。本步骤可藉由图1之接收电路110或其等效电路来执行；

Step 920：依据至少一本地振荡频率处理该接收信号以产生一混频信号，其中该混频信号包含一第一中频信号、一第二中频信号以及一第三中频信号，该第一、第二与第三中频信号依序对应该第一、第二与第三无线信号或依序对应该第三、第二与第一无线信号，且该第三中频信号之中心频率大于该第一与第二中频信号之中心频率。本步骤可藉由图1之混频电路120或其等效电路来执行；

Step 930：依据该第一中频信号之中心频率与带宽以及一第一取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第一数字信号。本步骤可藉由图1之第一数字信号产生路径132或其等效电路来执行；

Step 940：依据该第二中频信号之中心频率与带宽以及一第二取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第二数字信号。本步骤可藉由图1之第二数字信号产生路径134或其等效电路来执行；以及

Step 950：依据该第三中频信号之中心频率与带宽以及一第三取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第三数字信号，其中该第三取样频率小于该第三中频信号之最高频率的二倍，藉此降低效能及功耗要求。本步骤可藉由图1之第三数字信号产生路径136或其等效电路来执行。

由于本技术领域具有通常知识者能藉由图1之实施例及其相关说明来了解本方法发明之细节与变化包含信号之移频、本地振荡频率之频率、取样频率与取样结果的关系等，因此在不影响本实施例之可实施性及充份披露的前提下，重复之说明将予以节略。

此外，如图10所示，本发明之无线信号接收方法之另一实施例包含：

Step 1010：接收一无线信号，并据以产生一接收信号，其中该无线信号包含一第一无线信号(例如Beidou信号)、一第二无线信号(例如GPS信号或Galileo信号)以及一第三无线信号(例如Glonass信号)，且该第一、第二与第三无线信号之中心频率均不同。本步骤可藉由图5之接收电路510或其等效电路来执行；

Step 1020：依据至少一本地振荡频率处理该接收信号以产生一混频信号，其中该混频信号包含一第一中频信号、一第二中频信号以及一第三中频信号，且该第三中频信号之中心频率为该第一、第二与第三中频信号之中心频率中最大者或最小者。本步骤可藉由图5之混频电路520或其等效电路来执行；

Step 1030：依据该第一与第二中频信号之中心频率与带宽以及一第一取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第一数字信号。本步骤可藉由图5之双模数字信号产生电路532或其等效电路来执行；以及

Step 1040：依据该第三中频信号之中心频率与带宽以及一第二取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第二数字信号。本步骤可藉由图5之单模数字信号产生电路534或其等效电路来执行。上述第三中频信号之中心频率若为该第一、第二与第三中频信号之中心频率中最大者，该第二取样频率小于该第三中频信号之最高频率的二倍；该第三中频信号之中心频率若为该第一、第二与第三中频信号之中心频率中最小者，该第一取样频率小于该第一与第二中频信号之最高频率的二倍，藉此避免效能与功耗的浪费。

类似地，由于本技术领域具有通常知识者能藉由图5之实施例及其相关说明来了解本方法发明之细节与变化包含信号的移频、本地振荡频率之频率、取样频率与取样结果的关系等，因此在不影响本实施例之可实施性及充份披露的前提下，重复之说明将予以节略。

请注意，前揭图标中，组件之形状、尺寸、比例以及步骤之顺序等仅为示意，系供本技术领域具有通常知识者了解本发明之用，非用以限制本发明。再者，本技术领域人士可依本发明之披露内容及自身的需求选择性地实施任一实施例之部分或全部技术特征，或者选择性地实施复数个实施例之部分或全部技术特征之组合，藉此增加本发明实施时的弹性。

综上所述，本发明之无线信号接收装置与方法包含至少下列优点：其一，可利用单一本地振荡频率来降频至少三种中心频率不同之无线信号，从而节省成本；其二，可利用较低的取样频率来进行模拟至数字转换，藉此降低电路的性能与功耗要求，换言之，本发明利用原本应滤除之混迭信号来达成谐波取样，以平衡效能与成本；其三，可利用控制电路来关闭未使用之电路，以进一步节省功耗。

虽然本发明之实施例如上所述，然而该些实施例并非用来限定本发明，本技术领域具有通常知识者可依据本发明之明示或隐含之内容对本发明之技术特征施以变化，凡此种种变化均可能属于本发明所寻求之专利保护范畴，换言之，本发明之专利保护范围须视本说明书之请求项所界定者为准。

符号说明

100 无线信号接收装置

110 接收电路

120 混频电路

130 数字信号产生电路

132 第一数字信号产生路径

134 第二数字信号产生路径

136 第三数字信号产生路径

140 移频电路

412 第一滤波器

414 第一增益控制电路

416 第一模拟至数字转换器

422 第二滤波器

424 第二增益控制电路

426 第二模拟至数字转换器

432 第三滤波器

434 第三增益控制电路

436 第三模拟至数字转换器

500 无线信号接收装置

510 接收电路

520 混频电路

530 数字信号产生电路

532 双模数字信号产生电路

534 单模数字信号产生电路

540 移频电路

812 第一滤波器

814 第一增益控制电路

816 第一模拟至数字转换器

822 第二滤波器

824 第二增益控制电路

826 第二模拟至数字转换器

S910 接收一无线信号，并据以产生一接收信号

S920 依据一本地振荡频率处理该接收信号以产生一混频信号包含一第一中频信号、一第二中频信号以及一第三中频信号，其中该第三中频信号之中心频率大于该第一与第二中频信号之中心频率

S930 依据该第一中频信号之中心频率与带宽以及一第一取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第一数字信号

S940 依据该第二中频信号之中心频率与带宽以及一第二取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第二数字信号

S950 依据该第三中频信号之中心频率与带宽以及一第三取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第三数字信号，其中该第三取样频率小于该第三中频信号之最高频率的二倍

S1010 接收一无线信号，并据以产生一接收信号

S1020 依据一本地振荡频率处理该接收信号以产生一混频信号包含一第一中频信号、一第二中频信号以及一第三中频信号

S1030 依据该第一与第二中频信号之中心频率与带宽以及一第一取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第一数字信号

S1040 依据该第三中频信号之中心频率与带宽以及一第二取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第二数字信号。若该第三中频信号之中心频率最高，该第二取样频率小于该第三中频信号之最高频率的二倍，若该第三中频信号之中心频率最低，该第一取样频率小于该第一与第二中频信号之最高频率的二倍。

Claims (14)

1.一种无线信号接收装置，能够接收至少三种中心频率不同之信号，包含：

一接收电路，用来接收一无线信号，并据以产生一接收信号，其中该无线信号包含一第一无线信号、一第二无线信号以及一第三无线信号，且该第一、第二与第三无线信号之中心频率均不同；

一混频电路，用来依据至少一本地振荡频率处理该接收信号以产生一混频信号，其中该混频信号包含一第一中频信号、一第二中频信号以及一第三中频信号，且该第三中频信号之中心频率为该第一、第二与第三中频信号之中心频率中最大者或最小者；以及

一数字信号产生电路，包含：

一双模数字信号产生电路，用来依据该第一与第二中频信号之中心频率与带宽以及一第一取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第一数字信号；以及

一单模数字信号产生电路，用来依据该第三中频信号之中心频率与带宽以及一第二取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第二数字信号，

其中若该第三中频信号之中心频率为该第一、第二与第三中频信号之中心频率中最大者，该第二取样频率小于该第三中频信号之最高频率的二倍；若该第三中频信号之中心频率为该第一、第二与第三中频信号之中心频率中最小者，该第一取样频率小于该第一与第二中频信号之最高频率的二倍。

2.如权利要求1所述之无线信号接收装置，进一步包含：

一移频电路，用来依据该第一与第二数字信号的至少其中之一产生至少一移频信号。

3.如权利要求2所述之无线信号接收装置，其中若该第一与第二中频信号之最高频率小于该第一取样频率的二倍，且该第一数字信号之频率为负或高于一默认值，该移频电路依据该第一数字信号产生一第一移频信号；若该第三中频信号之最高频率小于该第二取样频率的二倍，且该第二数字信号之频率为负或高于该默认值，该移频电路依据该第二数字信号产生一第二移频信号。

4.如权利要求1所述之无线信号接收装置，其中该第一、第二与第三无线信号之任二相邻无线信号之中心频率的间隔均不同。

5.如权利要求1或4所述之无线信号接收装置，其中该第一、第二与第三无线信号之带宽均不同。

6.如权利要求1所述之无线信号接收装置，其中该第一数字信号产生路径包含：

一第一滤波器，用来依据该第一与第二中频信号之中心频率与带宽来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，并据以产生一第一滤波信号；

一第一增益控制器，用来依据该第一滤波信号产生一第一增益处理信号；以及

一第一模拟至数字转换器，用来依据该第一取样频率将该第一增益处理信号转换为该第一数字信号；以及

该第二数字信号产生路径包含：

一第二滤波器，用来依据该第三中频信号之中心频率与带宽来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，并据以产生一第二滤波信号；

一第二增益控制器，用来依据该第二滤波信号产生一第二增益处理信号；以及

一第二模拟至数字转换器，用来依据该第二取样频率将该第二增益处理信号转换为该第二数字信号。

7.如权利要求1所述之无线信号接收装置，其中该至少一本地振荡频率为一单一频率，其频率介于该第一、第二与第三无线信号之任二相邻无线信号的频率之间。

8.如权利要求1所述之无线信号接收装置，进一步包含：

一控制电路，耦接该数字信号产生电路，用来依据一预设条件关闭该第一与第二数字信号产生路径的至少其中之一的至少一部分。

9.如权利要求8所述之无线信号接收装置，其中该控制电路耦接该移频电路，以依据该默认条件关闭该移频电路之一部或全部。

10.一种无线信号接收方法，能够接收至少三种中心频率不同之信号，包含：

接收一无线信号，并据以产生一接收信号，其中该无线信号包含一第一无线信号、一第二无线信号以及一第三无线信号，且该第一、第二与第三无线信号之中心频率均不同；

依据至少一本地振荡频率处理该接收信号以产生一混频信号，其中该混频信号包含一第一中频信号、一第二中频信号以及一第三中频信号，且该第三中频信号之中心频率为该第一、第二与第三中频信号之中心频率中最大者或最小者；

依据该第一与第二中频信号之中心频率与带宽以及一第一取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第一数字信号；

依据该第三中频信号之中心频率与带宽以及一第二取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第二数字信号，

其中若该第三中频信号之中心频率为该第一、第二与第三中频信号之中心频率中最大者，该第二取样频率小于该第三中频信号之最高频率的二倍，若该第三中频信号之中心频率为该第一、第二与第三中频信号之中心频率中最小者，该第一取样频率小于该第一与第二中频信号之最高频率的二倍。

11.如权利要求10所述之无线信号接收方法，进一步包含：依据该第一与第二数字信号的至少其中之一产生至少一移频信号。

12.如权利要求11所述之无线信号接收方法，其中若该第一与第二中频信号之最高频率小于该第一取样频率的二倍，且该第一数字信号之频率为负或高于一默认值，产生该移频信号之步骤依据该第一数字信号产生一第一移频信号；若该第三中频信号之最高频率小于该第二取样频率的二倍，且该第二数字信号之频率为负或高于该默认值，产生该移频信号之步骤依据该第二数字信号产生一第二移频信号。

13.如权利要求11所述之无线信号接收方法，其中该至少一本地振荡频率为一单一频率，其频率介于该第一、第二与第三无线信号之任二相邻无线信号的频率之间。

14.如权利要求11所述之无线信号接收方法，其中该第一、第二与第三无线信号之任二相邻无线信号之中心频率的间隔均不同，且该第一、第二与第三无线信号之带宽均不同。