CN108242937B - 多速率的能量有效型Delta-sigma转换器 - Google Patents

多速率的能量有效型Delta-sigma转换器 Download PDF

Info

Publication number
CN108242937B
CN108242937B CN201711326442.5A CN201711326442A CN108242937B CN 108242937 B CN108242937 B CN 108242937B CN 201711326442 A CN201711326442 A CN 201711326442A CN 108242937 B CN108242937 B CN 108242937B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
frequency
analog
sampling rate
digital
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201711326442.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108242937A (zh
Inventor
C·D·巴林格
M·艾哈迈德
J·康
Y-C·库安
J·C·李
E·A·索韦罗
T·J·塔尔迪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN108242937A publication Critical patent/CN108242937A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108242937B publication Critical patent/CN108242937B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/0003—Software-defined radio [SDR] systems, i.e. systems wherein components typically implemented in hardware, e.g. filters or modulators/demodulators, are implented using software, e.g. by involving an AD or DA conversion stage such that at least part of the signal processing is performed in the digital domain
    • H04B1/0007—Software-defined radio [SDR] systems, i.e. systems wherein components typically implemented in hardware, e.g. filters or modulators/demodulators, are implented using software, e.g. by involving an AD or DA conversion stage such that at least part of the signal processing is performed in the digital domain wherein the AD/DA conversion occurs at radiofrequency or intermediate frequency stage
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M3/00—Conversion of analogue values to or from differential modulation
    • H03M3/30—Delta-sigma modulation
    • H03M3/458—Analogue/digital converters using delta-sigma modulation as an intermediate step
    • H03M3/466—Multiplexed conversion systems
    • H03M3/468—Interleaved, i.e. using multiple converters or converter parts for one channel, e.g. using Hadamard codes, pi-delta-sigma converters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/10—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
    • H04B1/1027—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference assessing signal quality or detecting noise/interference for the received signal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/50—Circuits using different frequencies for the two directions of communication
    • H04B1/52—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa
    • H04B1/525—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa with means for reducing leakage of transmitter signal into the receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0002—Modulated-carrier systems analog front ends; means for connecting modulators, demodulators or transceivers to a transmission line

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Transceivers (AREA)

Abstract

一种宽带宽无线电系统，其设计为适用于各种全球无线电标准，更具体地，是一种系统和方法，其通过降低数模转换器和模数转换器的工作频率并通过放大带通滤波器输出信号以补偿单个衰减来降低软件控制的无线电的功耗。

Description

多速率的能量有效型Delta-sigma转换器
技术领域
本申请总体涉及设计成适用于各种全球无线电标准的宽带宽无线电系统，并且更具体地，涉及一种蜂窝无线电架构，其配置为：通过使用各种对Delta-sigma转换器的数字转换器/ADC(模数转换器)和DAC(数模转换器)而言低而足的时钟速率，还使用用于补偿由于使用高阶/上奈奎斯特区信号而导致的DAC路径处的信号损失的辅助低噪声放大器(A-LNA)和带通滤波器，来降低基于Delta-sigma的软件无线电的功耗。
背景技术
传统蜂窝电话采用不同的模式和操作频带，这些模式和操作频带已经通过将多个不同的无线前端和基带处理芯片集成到一个平台中而得到硬件的支持，该平台的例子有：支持全球移动通信(GSM)系统的三频或四频用户手机和通用分组无线业务(GPRS)等。已知的蜂窝接收器已经集成了一些天线和基带数据路径，但是用于大规模移动和车载无线电部署的现有技术仍然是多静态信道化方法。这种静态结构很大程度上依赖于窄带滤波器、双工器和趋向中频(IF)级的标准特异性的下变频。这种静态的、渠道化的方法的主要缺点在于其不断变化的标准和操作模式。随着蜂窝通信行业从2G、3G、4G以及以后的发展，每种新的波形和模式都需要重新设计接收器的射频前端，同时扩大基带芯片组功能，因此需要新的手机。对于汽车应用来说，在支持新兴用途方面缺乏灵活性的代价是极为昂贵的，对终端用户也会产生妨碍。
从汽车制造商的角度来看，提供可靠的汽车无线接入是具有挑战性的，因为全球各地的蜂窝连接方法和架构各不相同。此外，标准和技术不断变化，并且其演进周期通常比车辆的平均使用寿命快数倍。更具体地，用于车辆无线电的当前RF前端架构设计成用于特定的RF频带。需要在无线电平台上安装以适当频率调谐的专用硬件，以用于无线电计划运行的特定频带。因此，如果蜂窝提供商改变他们的特定频带，则可能具有15到20年寿命的先前频带所调谐的特定车辆可能无法在新频带有效运行。因此，这就要求汽车制造商要维护大量的无线电平台、组件和供应商，以支持每个部署的标准，并为蜂窝状态变化提供可升级性的途径，这一假设昂贵而复杂。
通常，已知的软件无线电架构都集中于支持多个波形的无缝基带操作，并且已经假定类似的趋向基带的下变频的规范。类似地，对于发射器侧，用于不同频带的并行功率放大器链通常用于支持不同的波形标准。因此，接收器前端架构通常是径直的直接采样或具有适度性能规格的单级混频方法。特别地，没有任何先前的应用精确地需要与IP3系数和功率处理相联系的大于110dB的动态范围，因为互补金属氧化物半导体(CMOS)模拟技术不能实现这样的性能需求。如何使用CMOS器件的现有架构实现这些指标并不显而易见，因此针对多位模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)两者的动态范围、敏感度和多模交错是实质上更具难度的问题。
Delta-sigma调制器在数字接收器中越来越普遍，因为除了提供宽带高动态范围操作之外，调制器还具有使其成为可重构系统的理想选择的许多可调参数。特别地，Delta-sigma调制器包括用于噪声整形输入的RF信号的软件可调谐滤波器。运用Delta-sigma调制器的软件可编程特性来进一步降低软件可控无线电的功耗将是可取的。
发明内容
本公开描述了一种装置，其包括：调制器，其用于将具有载波频率的RF信号转换为调制信号；模数转换器，其用于响应采样率将调制信号转换成数字信号，其中该采样率低于载波频率；数模转换器，其用于响应于时钟信号将数字化信号转换为模拟信号，其中该时钟信号具有比采样率更高的频率，并且其中该时钟信号具有比载波频率更低的频率；以及组合器，其用于组合RF信号和模拟信号以生成组合信号。
本公开的另一方面描述了一种方法，其包括：接收具有载波频率的RF信号；调制RF信号以产生调制的RF信号，以采样率将调制的RF信号数字化，其中第一采样率低于产生数字化信号的载波频率；响应于时钟信号处理数字化信号以生成模拟信号；以及组合模拟信号和RF信号以产生组合信号。
本公开的另一方面描述了一种软件控制无线电，其包括：输入，其用于接收RF信号，其中RF信号具有载波频率和带宽；组合器，其用于组合RF信号和模拟信号以产生组合的模拟信号；模数转换器，其用于响应于采样率将组合的模拟信号转换为数字信号，其中采样率低于载波频率；数模转换器，其用于响应于时钟信号将数字化信号转换为模拟信号，其中时钟信号具有比采样率更高的频率，并且其中时钟信号具有比载波频率更低的频率；以及数字信号处理器，其用于响应于数字化信号产生数据信号。
结合附图，根据以下描述和所附权利要求书，本发明的附加特征将变得显而易见。
附图说明
图1示出了已知的多模式、多频带蜂窝通信手机架构的框图；
图2示出了可应用的软件可编程蜂窝无线电架构的框图；
图3示出了示例性的具有降低的功耗的基于软件的无线电架构；
图4示出了说明用于处理RF信号的示例性方法的流程图。
具体实施方式
针对蜂窝无线电体系架构的本发明的实施例的以下讨论本质上仅仅是示例性的，并且决不旨在限制本发明或其应用或用途。例如，据描述，本发明的无线电体系架构具有用于车辆的应用。然而，如本领域技术人员将理解的，无线电体系架构可以具有除了汽车应用之外的应用。
本文讨论的蜂窝无线电架构不仅可应用于蜂窝无线技术，还可应用于比如WiFi(IEEE 802.11)技术。此外，蜂窝无线电架构呈现为全双工无线系统，即，既发送又接收的系统。对于诸如全球定位系统(GPS)、全球导航卫星系统(GNSS)以及诸如AM/FM、数字音频广播(DAB)、SiriusXM等的各种娱乐无线电的仅作接收的无线服务，将只需要本文所讨论的接收器设计。另外，通过软件更新来适应各种全球无线标准，所描述的无线电体系架构设计将使得一项无线电硬件设计能够在全球范围内起到作用。它还将使无线电设备在市场上部署时适应新的无线标准，从而延长无线电硬件设计的使用寿命。例如，4G无线电技术的发展和频率分配是非常动态的。因此，部署在市场上的无线电硬件在一两年之后可能会过时。对于诸如汽车领域内的应用，寿命可能会超过十年。本发明使固定硬件平台能够通过软件更新来更新，从而延长了硬件的使用寿命和全球范围的重新使用。
图1是用于通常的蜂窝电话的已知多模式多频带蜂窝通信用户手机体系架构10的框图。架构10包括天线结构12，其在相关频带处接收和发送RF信号。架构10还包括位于架构10的最前端的交换机14，其选择发送或接收的信号当前正在使用哪个特定的信道，并将该信号引导通过由特定信道的方框16表示的一组专用滤波器和双工器。模块18提供接收和发射信号的多模式和多频带模拟调制和解调，并将信号分离为发送到收发器20或从收发器20接收的同相和正交相位信号。收发器20还将模拟接收信号转换成数字信号，并将数字发送信号转换成模拟信号。基带数字信号处理器22为特定应用提供发送或接收信号的数字处理。
图2是提供软件可编程能力的蜂窝无线电前端架构30的示意性框图，下文将对其作详细讨论。架构30包括能够接收和发送本文讨论的比如在400MHz-3.6GHz的范围内的蜂窝频率信号的天线结构32。由天线结构32接收和发送的信号通过包括三个信号路径的复用器34，其中每个路径设计成用于由每个路径中的频率选择性滤波器36确定的特定频带。在本实施例中，已经选择了三个信号路径，然而，架构30可以扩展到任意数量的信号路径。每个信号路径包括分离并指引接收和发射信号的循环器38，并且提供隔离，使得正在发射的高功率信号不会进入接收器侧并使接收信号在这些频带饱和。
架构30还包括在多路复用器34后面的前端收发器模块44，并包括处理接收信号的接收器模块46和处理发射信号的发射器模块48。如图所示，接收器模块46包括三个接收器通道50，一个用于通过多路复用器34的每个信号路径，其中不同的一个接收器通道50连接到不同的一个循环器38。如下文将要讨论的，每个接收器通道50包括Delta-sigma调制器52，其在特定频带处接收模拟信号，并且使用交错处理结合以高时钟速率运行的多个N位量化器电路来生成数字数据的代表性流。如将进一步讨论的，Delta-sigma调制器52比较接收信号与反馈信号之间的差异以生成表示正在接收的数字数据的误差信号。将数字数据比特提供给提取数字数据流的数字信号处理器(DSP)54。数字基带处理器(DBP)56以本领域技术人员很好理解的方式接收和操作数字数据流以进行进一步的信号处理。发送器模块48接收从处理器56发送的数字数据。模块48包括具有将来自数字基带处理器56的数字数据转换为模拟信号的Delta-sigma调制器的发送器电路62。模拟信号由可调谐带通滤波器(BPF)60进行过滤，以从带外发射中去除并发送到交换机66，交换机66将信号引导到为发送信号频带而加以优化的选定功率放大器64。在该实施例中，已经选择了三个信号路径，然而，发射器模块48可以使用任何数量的信号路径来实现。根据正在发送的频率将放大的信号发送到多路复用器34中的特定循环器38。
从下文的讨论中可以看出，架构30的配置通过高性能Delta-sigma调制器提供软件可编程能力，该Delta-sigma调制器在相关信号频带中提供优化的性能并可以在广泛的载波频率上进行调谐。架构30通过将频率范围划分为三个不连续的频带，满足0.4-2.6GHz频率范围内的当前蜂窝无线接入协议。然而，需要注意的是，信号路径和带宽的其他组合当然是可能的。多路复用器34通过将在天线结构32处接收到的RF载波传递到三个信号路径中的一个来实现频域解多路复用。相反地，发送信号通过多路复用器34而多路复用到天线结构32上。对于车载无线接入应用来说，这种低成本的集成设备对于降低部件成本、复杂性、过时可能性以及实现全球无缝部署是理想的。
Delta-sigma调制器52可以位于天线结构32附近，以便将RF接收信号直接转换成接收器模块46中的比特，并将比特直接转换成发射器模块48中的RF信号。在接收器通道50中使用Delta-sigma调制器52的主要益处是允许可变的信号捕获带宽和可变的中心频率。如下文将要讨论的，这一点能够实现是因为架构30使调制器滤波器系数的软件操纵能够改变信号带宽并且调谐整个RF频带的滤波器特性。
架构30允许改变信号捕获带宽的能力，可以利用该能力来实现连续的载波聚合波形的接收，而不需要附加的硬件。载波聚合是一种技术，通过这种技术，将用于正常独立信道的多个载波相关联的数据带宽进行合并，为单个用户提供比单个载波大得多的数据速率。与MIMO一起，这个特性是现代4G标准的一个要求，可以通过实现高效的频谱使用的正交频分复用(OFDM)系列波形来实现。
通过Delta-sigma调制器52，架构30可以通过带通带宽的软件调整来处理精确的载波聚合场景和频带组合的情况，并因此实现多段捕获能力。动态范围随着更宽的带宽而降低，在更宽的带宽中，更多噪声进入采样带通。然而，假设当用户具有良好的信噪比时载波聚合通常是有意义的，并且在当连接性本身可能是临界时不处于单元边界边缘。注意，由于多路复用器34在信道50中馈送独立调制器，所以架构30自动处理带间载波聚合。循环器38将来自发射器模块48的发射信号路由到天线结构32，并且还提供高功率发射信号与接收器模块46之间的隔离。尽管循环器38提供了有效的信号隔离，但在循环器38内存在一些端口到端口的泄漏，该循环器38在发射器模块48和接收器模块46之间提供信号路径。由于来自天线结构32的反射以及收发机中可能的其他部件，出现第二不希望的信号路径。结果，由于传输线阻抗和天线的输入阻抗之间的不匹配，发射信号的一部分将从天线结构32产生反射。该反射的能量遵循与进入的期望信号返回到接收器模块46相同的信号路径。
架构30还灵活适应其他无线通信协议。例如，可以提供由DBP56控制的一对交换机40和42，以通过诸如全球移动通信系统(GSM)RF前端模块或WiFi前端模块之类的专用固定RF设备58引导接收和发送信号。在这个实施例中，一些选择信号路径通过传统的RF设备来实现。图2只显示了一条附加信号路径，然而，根据使用情况和服务，这个概念可以扩展到任何数量的附加信号路径。
Delta-sigma调制器是用于实现模数转换的众所周知的一类设备。所利用的基本属性是过采样和错误反馈(delta)，该错误反馈经累积(sigma)将期望的信号转换成脉冲调制流，该脉冲调制流随后可以经过过滤以读取数字值，同时通过成形手段有效地降低噪声。已知的Delta-sigma调制器的关键限制是脉冲转换过程中的量化噪声。Delta-sigma转换器需要较大的过采样率才能为给定输入产生足够数量的位流脉冲。在直接转换方案中，采样比大于用以简化数字滤波的RF载波频率的四倍。因此，所需的多GHz采样率已经限制了在较高频率应用中使用Delta-sigma调制器。降低噪声的另一种方法是使用更高阶的Delta-sigma调制器。然而，尽管一阶标准型Delta-sigma结构稳定，但更高阶的可能不稳定，尤其是考虑到较高频率的容差。由于这些原因，现有技术的高阶Delta-sigma调制器已经被限制在用于音频应用或专用的高频率交错的音频频率范围，即时间交错Delta-sigma调制器。
为了补偿多普勒频移，可以有效地修改Delta-Sigma调制器的滤波器特性。当信号的发射器相对于接收器移动时，发生多普勒频移。相对运动改变了信号的频率，使其在接收器处与在发射器处不同。根据本公开的示例性系统利用软件定义的无线电架构快速估计载波频率的偏移并在信号中断或退化之前重新调整滤波器的中心。在正常操作中，调制器滤波器的陷波以接收信号的期望载波频率为中心，信号频带信息以载波频率为中心并且不超过调制器滤波器的带宽。多普勒偏移将使载波偏移Δf的量，从而导致信号内容随着频带一侧的噪声增加而降低。根据本文所述的方法和系统，无线蜂窝通信系统中的收发器可以适应RF载波频率的变化，并且可以通过将滤波器陷波移位与载波频率相同的量来保持信号完整性。
基于软件的无线电架构的一个潜在缺点是Delta-sigma调制器的功耗。降低基于Delta-sigma的软件定义无线电的功耗将是可取的。实现这一结果的一种方法是降低Delta-sigma转换器的量化器/ADC(模数转换器)和DAC(数模转换器)的时钟速率。另外，可以使用辅助低噪声放大器和带通滤波器来补偿由于使用高阶/上奈奎斯特区信号而在DAC路径处产生的信号损失。
基于Delta-sigma的无线电的量化器/ADC和DAC通常以四倍于载波频率的单个时钟速率运行。当这种无线电应用于运行在高(载波)频带的通信/联网系统时，所需的高ADC和DAC时钟速率将不可避免地增加整体功耗。为了降低功耗，系统可以为量化器/ADC和DAC实现不同的时钟速率，其中这两个时钟速率可以小于载波频率。这将导致整体功耗降低，并为量化器/ADC和DAC提供时钟速率灵活性。
现在转到图3，示出了具有降低的功耗的基于软件的无线电架构300。该架构包括天线305、LNTA 310、调制器315、量化器/模数转换器335、数字信号处理器340、数模转换器345、可调谐带通滤波器360、辅助低噪声放大器370和分数-N频率合成器380。
首先，该系统可操作以通过天线305接收RF信号。该信号可以是在正常操作期间用于系统初始化和/或均衡的导频信号或者期望的RF信号。天线可以在系统外部或整合在系统内部。RF信号通过功率组合器375从天线305耦合到信号处理电路。天线可以直接耦合到功率组合器375，或者通过传输线耦合。功率组合器375是可以组合多个模拟信号的一种功率组合器。功率组合器375可操作以将来自天线的RF信号与Sigma-delta调制器的反馈信号组合。功率组合器375耦合到LNTA 310。LNTA 310可操作以放大从功率组合器375耦合的RF信号，同时对信噪比的影响最小。然后，基于软件的无线电架构300用作基于Delta-sigma的无线电，并使用调制器315内的第一可调谐振器执行噪声整形操作。
分数-N频率合成器380可操作来分别为量化器/ADC 335和DAC 345生成以fadc和fdac频率运行的时钟。为了降低功率，所期待的情形是：fadc大于接收到的RF信号的“信号带宽”，但小于接收到的RF信号的载波频率。例如，给定具有20MHz信号带宽的2.18GHz LTE频带，fadc可以是大约500MHz至1GHz，而不是8.72GHz(4×2.18GHz)。fdac可以与fadc不同，并且可以大于fadc以放宽DAC 345输出之后的滤波器的设计规格。
使用前述的LTE 2.186GHz频带作为示例性实施例，fdac和fadc可以分别生成为1GHz和500MHz，且DSP340用于补偿fdac和fadc的速率失配。由于接收信号在2.18GHz的频率工作，所以fdac可以近似为第四奈奎斯特区域信号，并且fadc可以近似为载波频率的一半。输出可以用在反馈路径上。另外，带通滤波器360滤除与第四奈奎斯特区信号相邻的信号以使反馈信号具有更好的信噪比和/或信号干扰比。可以放大BPF输出信号而不显著降低其SNR的辅助低噪声放大器370补偿由第四奈奎斯特操作的SINC包络自然引起的信号衰减。
现在转到图4，示出了图示用于处理RF信号400的示例性方法的流程图。在第一步中，系统可操作以接收RF信号410，其中RF信号首先用数据调制。该数据可以用于通信，例如语音通信、用于控制自主车辆的控制数据，或用于提供其他信息、娱乐或车辆控制信息。RF信号具有载波频率和带宽。载波频率和带宽可以响应调制的数据和格式、系统性能或环境影响或地理位置而改变。系统可操作以重新调整和重新编程软件可控无线电和调整参数，从而解释不同的RF信号等。
然后，该方法可操作以将RF信号与模拟反馈信号420组合。利用固有的交差信道泄露，可以使用诸如威尔金森功率组合器/分路器的功率组合器来组合信号，或者可以使用循环器。接下来，该方法可操作以调制RF信号和模拟信号430从而生成调制的RF信号。然后，该方法以一定的采样率对经调制的RF信号440进行数字化，该采样率中，第一采样率低于用以生成数字化信号的载波频率。接着，数字化信号被耦合到数字信号处理器和其他电路。下一步是响应于时钟信号处理数字化信号450，以产生用于反馈目的的模拟信号。在该示例性实施例中，第二采样率高于第一采样率并且也小于载波频率。具体地，载波频率可以是2.8GHz，第一采样率是500MHz，并且时钟信号的频率大于500MHz。根据该方法的另一方面，该系统进一步可操作以处理该数字化信号从而产生具有等于第二采样率的修改采样率的修改数字信号。该方法可以进一步处理数字化信号440以生成供自动车辆使用的基带数据信号。
如本领域技术人员将很好地理解的，本文讨论的用于描述本发明的若干多种步骤和过程可以指由计算机、处理器或使用电气现象来操控和/或转化数据的其他电子计算设备来执行的操作。该计算机和电子设备可以采用各种易失性和/或非易失性存储器，包括其上存储有可执行程序且包括能够由计算机或处理器执行的各种代码或可执行指令的非暂时性计算机可读介质，其中存储器和/或计算机可读介质可以包括所有形式和类型的存储器和其他计算机可读介质。
上文的讨论仅公开和描述了本发明的示例性实施例。本领域技术人员将从这一讨论以及附图和权利要求中容易地认识到：在不脱离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变、修改和变化。

Claims (9)

1.一种蜂窝无线电架构，包括：
调制器，其用于将具有载波频率的RF信号转换为调制信号；
模数转换器，其用于响应于采样率将所述调制信号转换成数字化信号，其中所述采样率低于所述载波频率；
数模转换器，其用于响应于时钟信号将所述数字化信号转换为模拟信号，其中所述时钟信号具有比所述采样率高的频率，且其中所述时钟信号具有比所述载波频率低的频率；以及
组合器，其用于组合所述RF信号和所述模拟信号以生成组合信号，
其中所述组合器耦合到低噪声放大器，以放大来自所述组合器的组合信号。
2.如权利要求1所述的蜂窝无线电架构，其中所述载波频率为2.8GHz，所述采样率为500MHz，所述时钟信号的频率大于500MHz。
3.如权利要求1所述的蜂窝无线电架构，进一步包括数字信号处理器，其用于处理所述数字化信号以生成具有等于所述时钟信号的频率的修改采样率的修改数字信号。
4.如权利要求1所述的蜂窝无线电架构，进一步包括基带处理器，其用于处理所述组合信号以生成基带数据信号。
5.如权利要求1所述的蜂窝无线电架构，进一步包括频率合成器，其用于以所述采样率和所述时钟信号生成计时信号。
6.如权利要求1所述的蜂窝无线电架构，其中所述采样率和所述时钟信号的频率是软件可控的。
7.一种用于处理RF信号的方法，包括：
接收具有载波频率的RF信号；
调制所述RF信号以生成调制的RF信号；
以一定的采样率对所述调制的RF信号进行数字化，其中所述采样率低于用以生成数字化信号的所述载波频率；
响应于时钟信号处理所述数字化信号以生成模拟信号；以及
组合所述模拟信号和所述RF信号以产生组合信号，
其中利用低噪声放大器来放大所述组合信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述采样率小于所述时钟信号的频率。
9.一种基于软件的无线电架构，包括：
输入，其用于接收RF信号，其中所述RF信号具有载波频率和带宽；
组合器，其用于组合所述RF信号和模拟信号以产生组合的模拟信号；
模数转换器，其用于响应采样率将所述组合的模拟信号转换为数字化信号，其中所述采样率低于所述载波频率；
数模转换器，其用于响应于时钟信号将所述数字化信号转换为所述模拟信号，其中所述时钟信号具有比所述采样率高的频率，且其中所述时钟信号具有比所述载波频率低的频率；以及
数字信号处理器，其用于响应所述数字化信号产生数据信号；
其中所述组合器耦合到低噪声放大器，以放大来自所述组合器的组合信号。
CN201711326442.5A 2016-12-15 2017-12-13 多速率的能量有效型Delta-sigma转换器 Expired - Fee Related CN108242937B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201615380012A 2016-12-15 2016-12-15
US15/380012 2016-12-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108242937A CN108242937A (zh) 2018-07-03
CN108242937B true CN108242937B (zh) 2021-07-09

Family

ID=62251068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711326442.5A Expired - Fee Related CN108242937B (zh) 2016-12-15 2017-12-13 多速率的能量有效型Delta-sigma转换器

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN108242937B (zh)
DE (1) DE102017129864A1 (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3560014B2 (ja) * 1998-12-11 2004-09-02 株式会社ルネサステクノロジ オーバーサンプリング型ａ／ｄ変換器
US6987953B2 (en) * 2003-03-31 2006-01-17 Nortel Networks Limited Digital transmitter and method
US7315269B2 (en) * 2005-08-09 2008-01-01 Analog Devices, Inc. Continuous time ΔΣ modulator system with automatic timing adjustment
CN101079634B (zh) * 2007-06-06 2010-06-23 华东师范大学 一种流水线结构的数字∑-△调制器
CN102006065B (zh) * 2009-09-02 2012-09-05 中国科学院微电子研究所 一种用于减少σδ调制器量化噪声的分数锁相环结构
US8421660B1 (en) * 2011-11-25 2013-04-16 Hong Kong Applied Science & Technology Research Institute Company., Ltd. Configurable cascading sigma delta analog-to digital converter (ADC) for adjusting power and performance
CN105406822B (zh) * 2015-12-01 2018-04-20 浙江大学 开关电容型带通前馈sigma‑delta调制器

Also Published As

Publication number Publication date
CN108242937A (zh) 2018-07-03
DE102017129864A1 (de) 2018-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9698855B1 (en) Performance optimization of power scaled delta sigma modulators using a reconfigurable gm-array
CN108337078B (zh) 用于软件定义无线电的多载波聚合的设备
US9692458B2 (en) Software programmable cellular radio architecture for telematics and infotainment
US9985809B2 (en) Dynamic range of wideband RF front end using delta sigma converters with envelope tracking and injected digitally equalized transmit signal
US9537514B2 (en) High oversampling ratio dynamic element matching scheme for high dynamic range digital to RF data conversion for cellular communications
US9698845B2 (en) High oversampling ratio dynamic element matching scheme for high dynamic range digital to RF data conversion for radio communication systems
US9912348B1 (en) Method and apparatus for hybrid delta-sigma and Nyquist data converters
US9622181B2 (en) Power efficient, variable sampling rate delta-sigma data converters for flexible radio communication systems
US9660690B2 (en) Optimized data converter design using mixed semiconductor technology for flexible radio communication systems
US9853843B2 (en) Software programmable, multi-segment capture bandwidth, delta-sigma modulators for flexible radio communication systems
US9648562B2 (en) Transceiver front-end circuit for a cellular radio that employs components for reducing power consumption
US10404293B2 (en) Dynamic frequency correction in delta-sigma based software defined receiver
US20180102793A1 (en) Location aware software defined radio optimization architecture
US20180115328A1 (en) Method and apparatus for joint equalization and noise shaping in a software defined radio
CN109936384B (zh) 用于汽车应用的数据转换器的温度补偿的方法和设备
US9722638B2 (en) Software programmable, multi-segment capture bandwidth, delta-sigma modulators for cellular communications
US9780942B2 (en) Optimized data converter design using mixed semiconductor technology for cellular communications
CN108242937B (zh) 多速率的能量有效型Delta-sigma转换器
EP1473844A1 (en) Analog front end for a digital dual-band intermediate frequency sampling receiver
US20190190533A1 (en) Wideband sigma delta modulator receiver for fm signal reception

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20210709

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee