CN1076545C - 数字无线系统,数字无线装置以及正交解调器 - Google Patents

数字无线系统,数字无线装置以及正交解调器 Download PDF

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Abstract

包括用于调相或调频的数字信号的在相关工作范围有很大幅度跌落的数字无线装置的数字无线系统是已知的。提供了一种配有不再有这种幅度跌落的正交解调器的数字无线装置。这是由解调器的正交分支中的移相网络实现的，它把电阻和电容的串联装置连接到一个接地的电感上。串联装置和电感之间的连接点构成正交分支的输出端。提供了另一个实施例。解调器避免了非对称数字信号失真，这种失真特别是对于GFSK信号或π/4-DQPSK信号等具有劣化效应，而且还避免了数据的噪声偏移，这对于低信噪比(S/N)系统，例如，寻呼系统来说是特别重要的。

Description

数字无线系统，数字无线装置以及 正交解调器
本发明涉及包括数字无线装置的数字无线系统，该数字无线装置包括用于接收调相或调频的射频信号的模拟接收部分，此接收部分被连接到用于从射频信号得出中频信号的下变频装置，数字无线装置还包括用于解调中频信号的正交解调器，此正交解调器在正交分支中有移相网络。这样的系统可以是寻呼系统，蜂窝移动无线系统，无绳电话系统，无绳LAN(局域网)等。在寻呼系统的情况下，数字无线装置通常只包括接收部分，在蜂窝无线系统或无绳电话等的情况下，数字无线装置是发射接收机，即也包括发射部分。
这种类型的数字无线装置可从日本摘要(Japanese Abstract)No.1-20706中得知，它描述了对于输入的FM信号的正交检波电路。正交检波器在正交分支中包括移相网络。移相网络包括在移相网络输出端一侧和接地的电抗元件相并联的阻尼电阻。这样的结构的缺点在于在解调数字信号时，由于在90°相移处的幅度跌落，对于各个要被解调的数据会出现非对称信号的情形。当滤波过的信号已包含符号间干扰时，例如应用于DECT系统或NA/WCPE系统中的其BT(带宽时间)乘积为0.5的GFSK信号的情况下，这个问题就更为严重。而且，在相关带宽上假定是白噪声分布时，平均噪声电平被移到相移偏离90°的频率上。这就导致在被检波数据中的任一个的直流电平偏移。在这种检波数据的基础上使用AFC(自动频率控制)时，这样的AFC就以错误信号进行工作。特别是在低信噪比水平的系统中，例如在寻呼系统中，数据的直流电平偏移会成为要克服的严重问题。
本发明的目的是提供一种包括没有已知系统缺点的数字无线装置的数字无线系统。
为此，按照本发明的数字无线装置的特征在于，移相网络包括第一电阻和第一类型电抗元件的串联装置或并联装置，该装置连接到一个第二类型的电抗元件，该串联装置和第二类型的电抗元件的一个连接点是提供正交信号的移相网络的输出端，通过它，第一电阻提供阻尼使得移相网络的总的品质因数明显地小于第二类型电抗元件的品质因数。本发明就是基于这样的观点，即在按照本发明的结构中，由于对于移相来说移相网络的电压转移特性与第一电阻无关，就可得到所希望的总的阻尼，而这时在90°相移处具有最小的幅度跌落。
在按照本发明的数字无线装置的一个实施例中，第二电阻被连接在第一电阻和地之间，以便允许独立调节正交支路的总的品质和增益。因为解调器通常由带有给定的源电阻的电压源供电，因而只有第一电阻不能提供这样的独立调节。第二电阻提供了在调节所述参量时的附加的自由度。
在按照本发明的数字无线装置的另一个实施例中，第一电抗元件可以是电容而第二电抗元件可以是电感，反之亦然。应用标准的网络变换把在给定频率下的串联网络变换成并联网络，例如在网络手册中所描述的，第一电阻和第一类型的电抗元件的串联装置可被变换为并联装置，或反之亦然。在本发明的一个实施例中，数字无线装置可以具有一个接收机分支和一个发射机分支，以便构成可使用于蜂窝无线系统或无绳电话系统的发射接收机。
现在将参照附图以实例的方式描述本发明，其中：
图1示意性地显示带有按照本发明的数字无线装置的数字无线系统，
图2显示了在正交解调器的正交分支中的作为频率的函数的幅度特性和相位特性之间的现有技术的关系，
图3显示了在按照本发明的系统中所使用的正交解调器的实施例，以及
图4显示了在按照本发明的正交解调器的正交分支中的作为频率的函数的幅度特性和相位特性之间的关系。
在所有图中，相同的参考数字被用于相同的部件。
图1示意性地显示了带有按照本发明的数字无线装置2和至少一个无线基站的数字无线系统1，这里显示了无线基站3。无线基站3和包括接收和发射部分的数字无线装置2进行通信，例如，可以通过使用TDMA(时分多址)通信方法，诸如按照所谓的DECT(欧洲数字无绳电信)标准。数字无线装置2包括用于接收调相或调频信号，例如正交GFSK(高斯频移键控)的调频数字信号或调相π/4-DQPSK信号的模拟接收部分4。接收部分4包括放大器/带通滤波器5，其输入端通过收/发开关7连接到天线6。在其输出端处，放大器/带通滤波器5被连接到混频器8以便在第一混频步骤把射频信号变换为中频。混频器8在其输出端处通过带通滤波器10被连接到第二混频器9。混频器9把低中频信号提供给下面的电路。低中频信号在模拟处理块11中被放大和滤波，然后在限幅器12中被限幅。限幅后的低中频信号被送到按照本发明的正交解调器13。数字无线装置2还包括发射机分支15，它包含上变频装置，后者连接到功率放大器16，接着是发送滤波器17，它接着再连接到收/发开关。在接收分支4中的混频器8被连接到由合成器18、环路滤波器19和接收压控振荡器(VCO)20构成的PLL(锁相环)。混频器9被连接到PLL(锁相环)21。高斯形状的数据Gdta被馈送到发送VCO22，它和接收VCO共用了环路滤波器19和合成器18。接收VCO20和发送VCO在同一时间只有一个在工作。
图2显示了现有技术在正交解调器的正交分支中的作为频率f的函数的幅度特性AMP和相位特性PHA之间的关系。可以看到，在解调器的正交分支中的90°相移附近的工作范围OPE中，出现明显的幅度跌落，造成在本申请的引言中所陈述的问题。幅度跌落出现在频率f＇0而最大幅度在f0。
图3显示了在按照本发明的系统1的数字无线装置2中所使用的正交解调器13的实施例。限幅器12的输出信号被送到正交解调器13。解调器13包括：包含电阻30的第一分支和包含电阻31和电容32的串联装置的正交分支。在连接点jct处，电容32被连接到电感33，而电感则进一步连到地。两个分支都被连接到在技术上是熟知的吉尔伯特(Gilbert)单元。在其输出端一侧，Gilbert单元34被连到低通滤波器35，滤波器的输出端处被连接到削波器36。削波器36在输出端处提供了在电容37上的直流信号，而低通滤波器35提供了叠加到直流信号上的数据。削波器36和低通滤波器35的输出都送到比较器38，比较器提供了解调后的数据Ddta。限幅器12、Gilbert单元34、低通滤波器35和削波器36可在市场上很容易得到的集成电路型号NE639中更详细地被揭示。为了对解调器13进行独立的增益和总的品质因数的控制，提供了另一个电阻39，还可能提供与电容32串联或并联的附加的阻尼电阻(图上未示出)。如果不用电阻31和电容32的串联装置，则可通过应用网络手册中所提供的熟知的单频变换方法以设计等效的并联电路。在后者的情况下，电阻39不再存在，这样就不可能独立控制增益和总的品质因数。另外电容32和电感33的角色可互换，然而应当留心符号相反。在实际例子中，电感33的品质因数是20-30，而总的品质因数是5-6。
图4显示了在按照本发明的正交解调器13的正交分支中的作为频率f的函数的幅度特性AMP和相位特性PHA之间的关系。可以看到，最小的幅度跌落出现在90°相移附近的相关工作范围OPE中。

Claims (7)

1.一种包括数字无线装置的数字无线系统，该数字无线装置包括用于接收调相或调频的射频信号的模拟接收部分，此接收部分被连接到用于从射频信号得出中频信号的下变频装置，该数字无线装置还包括用于解调中频信号的正交解调器，该正交解调器在正交分支中有一个输入端和一个移相网络，
其特征在于，该移相网络包括一个第一电阻和一个第一类型电抗元件的串联装置，该串联装置的第一端连接到该正交解调器的输入端，其第二端连接到第二类型的一个电抗元件，该串联装置的第二端是提供正交信号的移相网络的输出端，通过它，第一电阻提供阻尼以使移相网络的总的品质因数明显地小于第二类型电抗元件的品质因数。
2.按照权利要求1的数字无线系统，其特征在于，其中第二电阻被连接在第一电阻和地之间，以便能够独立地调节正交支路的总的品质和增益。
3.按照权利要求1或2的数字无线系统，其特征在于，其中第一类型电抗元件是电容而第二类型电抗元件是电感。
4.按照权利要求1或2的数字无线系统，其特征在于，其中第一类型电抗元件是电感而第二类型电抗元件是电容。
5.按照权利要求1，2，3或4的数字无线系统，其特征在于，其中数字无线装置还包括发射机分支。
6.一种包括用于接收调相或调频的射频信号的模拟接收部分的数字无线装置，此接收部分被连接到用于从射频信号得出中频信号的下变频装置，数字无线装置还包括用于解调中频信号的正交解调器，该正交解调器在正交分支中有一个移相网络，其特征在于，该移相网络包括第一电阻和第一类型电抗元件的串联装置，该串联装置的第一端连接到该正交解调器的输入端，其第二端连接到一个第二类型的电抗元件，该串联装置的第二端是提供一个正交信号的移相网络的输出端，通过它，第一电阻提供阻尼以使该移相网络总的品质因数明显地小于第二类型电抗元件的品质因数。
7.用于解调从调相或调频的射频信号得出的中频信号的正交解调器，该正交解调器在正交分支中有一个移相网络，其特征在于，该移相网络包括一个第一电阻和一个第一类型电抗元件的串联装置，该串联装置的第一端连接到该正交解调器的输入端，其第二端连接到一个第二类型的电抗元件，该串联装置的第二端是提供一个正交信号的移相网络的输出端，通过它，第一电阻提供阻尼以使该移相网络总的品质因数明显地小于第二类型电抗元件的品质因数。
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