CN109729030A

CN109729030A - 用于发送分组的发射机及其发送分组的方法

Info

Publication number: CN109729030A
Application number: CN201711023116.7A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Broadcom Integrated Circuit Shanghai Co Ltd
Current assignee: Beken Corp
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2019-05-07
Anticipated expiration: 2037-10-27
Also published as: CN109729030B; US10057092B1

Abstract

切换单元包括被配置为估计要切换的GFSK调制信号的相位与切换后的QPSK调制信号的相位之间的最大相位差的坐标旋转数字计算机(CORDIC)单元；通信地耦合到所述CORDIC单元并且被配置为根据切换时间和所述估计的最大相位差来生成自适应步长的定时单元，其中所述CORDIC单元还被配置为通过根据所述估计的最大相位差和所述自适应步长调整要切换的所述GFSK调制信号的相位来生成经调整的GFSK调制信号。

Description

用于发送分组的发射机及其发送分组的方法

技术领域

本申请涉及分组传输技术，更具体地，但非排他地，涉及一种用于发送蓝牙分组的发射机和方法。

背景技术

分组传输的过程通常需要从高斯频移键控(GFSK)模式切换到正交相移键控(QPSK)模式。由于在切换时刻功率放大器(PA)处于高功率模式，因此这种切换将导致传输期间的频谱泄漏。因此，希望减少频谱泄漏。

发明内容

根据本发明的一个实施例，一种用于发送分组的发射机，其中所述发射机被配置为从高斯频移键控(GFSK)调制信号切换到正交相移键控(QPSK)调制信号，所述发射机包括切换单元，该切换单元包括被配置为估计要切换的所述GFSK调制信号的相位与切换后的所述QPSK调制信号的相位之间的最大相位差的坐标旋转数字计算机(CORDIC)单元；通信地耦合到所述CORDIC单元并且被配置为根据切换时间和所述估计的最大相位差来生成自适应步长的定时单元，其中所述CORDIC单元还被配置为通过根据所述估计的最大相位差和所述自适应步长调整要切换的所述GFSK调制信号的相位来生成经调整的GFSK调制信号；通信地耦合到所述切换单元并且被配置为通过利用所述QPSK调制信号混合调制RF本地振荡信号来生成RF QPSK信号的调制器；以及通信地耦合到所述调制器并且被配置为通过分别放大所述RF QPSK信号来生成放大的QPSK信号的功率放大器。

根据本发明的另一个实施例，一种用于发送分组的方法，其中发射机被配置为从高斯频移键控(GFSK)调制信号切换到正交相移键控(QPSK)调制信号，所述方法包括：由坐标旋转数字计算机(CORDIC)单元估计要切换的所述GFSK调制信号的相位与切换后的所述QPSK调制信号的相位之间的最大相位差；由通信地耦合到所述CORDIC单元的定时单元根据切换时间和所述估计的最大相位差来生成自适应步长，由所述CORDIC单元通过根据所述估计的最大相位差和所述自适应步长调整要切换的所述GFSK调制信号的相位来生成经调整的GFSK调制信号；由通信地耦合到所述CORDIC单元的调制器通过利用所述QPSK调制信号调制RF本地振荡信号来生成RF QPSK信号；并且由通信地耦合到所述调制器的功率放大器通过分别放大所述RF QPSK信号来生成放大的QPSK信号。

根据本发明的各实施例，在基带中不发生频谱泄漏，并且提高了发射机的性能。

附图说明

参考以下附图描述本发明的非限制性和非穷尽性的实施例，其中除非另有说明，相同的附图标记表示各视图中的相同部件。

图1是根据本发明的实施例示出了用于发送分组的发射机的电路图。

图2A是根据本发明的另一实施例示出了用于发送分组的发射机的电路图。

图2B是根据本发明的另一实施例示出了用于发送分组的发射机的电路图。

图3是根据本发明的实施例示出了经调整的保护信号的相位的图。

图4A是根据本发明的实施例示出了经调整的保护信号的振幅的图。

图4B是根据本发明的另一实施例示出了经调整的保护信号的振幅的图。

图5是根据本发明的实施例示出了发送分组的方法的流程图。

具体实施方式

现在将描述本发明的各个方面和例子。以下描述提供了全面了解和实现描述性例子的具体细节。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有许多这些细节的情况下实施本发明。此外，一些公知的结构或功能可能不会被详细显示或描述，以避免不必要地模糊相关描述。

在下文所述的描述中使用的术语旨在以其最广泛合理的方式进行解释，即使其与本发明的某些具体例子的详细描述结合使用。某些术语甚至可能在下文中被强调，然而，在本详细描述部分中，旨在以任何限制方式解释的任何术语将被明确地和具体地定义。

图1是根据本发明的实施例示出了用于发送分组的发射机100的电路图。

发射机100包括用于从基带高斯频移键控(GFSK)调制信号切换到基带正交相移键控(QPSK)调制信号的切换单元110、调制器120和功率放大器(PA)130。调制器120被配置为通过利用基带QPSK调制信号混合调制RF本地振荡信号来生成RF QPSK信号。连接到调制器120的PA 130被配置为放大RF QPSK信号。

图2A是根据本发明的另一实施例示出了用于发送分组的发射机200A的电路图。

发射机200A被配置为从高斯频移键控(GFSK)调制信号切换到正交相移键控(QPSK)调制信号。发射机200A包括切换单元210、调制器220和功率放大器(PA)230。切换单元210包括坐标旋转数字计算机(CORDIC)单元212和定时单元214。CORDIC单元212被配置为估计要切换的GFSK调制信号的相位与切换后的QPSK调制信号的相位之间的最大相位差。具体地说，CORDIC单元212接收角度信息z，输出同相(I)分支信号I＝A*Sin(z)和正交(Q)分支信号Q＝A*Cos(z)信号。注意，QPSK信号具有固定的起始相位，即，和在一个实施例中，假设GFSK调制信号的振幅与切换后的QPSK调制信号的振幅相同，并且要切换的GFSK调制信号的相位为则估计的最大相位差为

定时单元214通信地耦合到CORDIC单元212，并且被配置为根据切换时间和估计的最大相位差生成自适应步长。保护时间，也称为保护周期或保护间隔，用于确保不同的传输不会相互干扰。保护时间的目的是对数字数据通常非常敏感的传播延迟、回波和反射引入抗扰度。例如，在一个实施例中，保护时间为5μs。此外，定时单元214被配置为确定切换时间是保护时间的一半，即，切换时间Δt被设置为Δt＝2.5μs。因此，定时单元214生成自适应步长为定时单元214还被配置为确定用于切换的最佳时间点，其确保系统成功地切换并且减少切换时间，同时保证信号是稳定的。注意，自适应步长可以根据切换时间和估计的最大相位差进行动态调整。

CORDIC单元212还被配置为通过根据估计的最大相位差和自适应步长调整要切换的GFSK调制信号的相位来生成经调整的GFSK调制信号。这种调整可能在保护时间期间发生。

图3是根据本发明的实施例示出了经调整的保护信号的相位的图300。参考图3，如上所述，要切换的GFSK调制信号的相位为CORDIC单元212生成具有相位的经调整的GFSK调制信号。换句话说，切换单元210通过逐渐地和自适应地将GFSK调制信号的相位从调整为来平滑地将基带GFSK信号切换到基带QPSK信号。注意，由于具有与的最大相位差，如果QPSK信号在而不是开始，切换单元210仍然可以通过在用于切换的固定时隙Δt之间划分最大相位差来平滑切换。

调制器220通信地耦合到切换单元210，并且被配置为通过利用QPSK调制信号混合调制RF本地振荡信号来生成RF QPSK信号。参考图3，在时间0-t2期间，具体地说，在切换前时间段0-t1、切换时间段t1-t3和切换后时间段t3-t2，基带GFSK信号、切换信号和QPSK信号全部与RF本地振荡(LO)信号相乘。切换期间的切换信号也被输出。此外，在基带和频带都有信号输出。因此，为了避免杂散，需要信号的平滑切换。

功率放大器230通信地耦合到调制器220，并且被配置为通过放大RF QPSK信号来生成放大的QPSK信号

图2B是根据本发明的另一实施例示出了用于发送分组的发射机200B的电路图。与发射机200A类似，发射机200B也包括如上面关于图2A所讨论的切换单元210B、调制器220和功率放大器230。此外，发射机200B中的切换单元也包括CORDIC单元212、定时单元214和滤波器216。可替代地或另外地，切换单元210B还可以包括被配置为使用任何窗口函数执行斜坡下降/上升操作的斜坡上升单元217和斜坡下降单元218，例如，汉明窗，布莱克曼窗，三角窗或高斯窗。例如，如图4A所示，斜坡上升单元217和斜坡下降单元218被配置为使用三角窗口来生成振幅信号GUARD_QPSK_AMP_UP和GUARD_GFSK_AMP_DN。

图4A是根据本发明的实施例示出了经调整的保护信号的振幅的图400A。此外，图4A中的上升虚线表示振幅信号GUARD_QPSK_AMP_UP，图4A中的下降虚线表示振幅信号GUARD_GFSK_AMP_DN。此外，图4A中的实线表示所需的信号Guard_AMP，它是GUARD_QPSK_AMP_UP和GUARD_GFSK_AMP_DN的总和。保护振幅信号Guard_AMP的t1'持续时间可以与保护相位信号Guard_PHA的Δt不同。或者，t1'的持续时间可以与保护相位信号Guard_PHA的Δt相同。

斜坡上升单元217和斜坡下降单元218都逐渐变化。结果，GFSK信号的终点的振幅与GUARD信号的起点的振幅基本相同，并且GUARD信号的终点的振幅与QPSK信号的起点的振幅基本相同，例如，如图4A所示。此外，GUARD信号的振幅也是连续的。结果，包络线的整个范围是连续的，例如，如图4A所示。类似地，GUARD信号的相位也是连续的，如图3所示。因此，在基带中不会发生频谱泄漏，并且提高了发射机的性能。

或者，切换单元210可以仅包括斜坡上升单元217，并且切换单元210不包括斜坡下降单元218。注意，信号的相位和频率均被调整以确保平滑的切换。在一个实施例中，GFSK信号和QPSK信号之间的振幅差在系统中是固定和预设的，因此切换单元210可以执行平滑的切换，并确保在切换前和切换后的振幅是连续的。

图4B是根据本发明的另一实施例示出了经调整的保护信号的振幅的图400B。在一个实施例中，QPSK调制信号的振幅保持不变，而斜坡上升单元217在保护期间逐渐斜升GFSK调制信号的振幅，以与QPSK信号的初始振幅相匹配，如图4B所示。

或者，尽管附图中未示出，但是在实施例中，GFSK调制信号的振幅在保护期间保持不变。另一方面，QPSK调制信号具有切换前的GFSK调制信号的起始振幅，并且斜坡上升单元217从该起始振幅逐渐斜升QPSK调制信号的振幅，以与切换后的QPSK信号的振幅相匹配。

或者，尽管附图中未示出，但是如果QPSK调制信号具有小于GFSK调制信号的振幅，则切换单元210可以仅包括斜坡下降单元218，没有斜坡上升单元217。

注意，图4A和图4B示出了在整个保护期间，GFSK调制信号和/或QPSK调制信号被调整。但是，切换时间可以被调整为，例如保护时间的一半。

或者，切换单元210还包括滤波器216。滤波器216通信地耦合到CORDIC单元212，并且被配置为通过对估计的最大相位差进行滤波来生成经滤波的最大相位差。估计的最大相位差被滤波以将估计的最大相位差的高频分量分解为多个调整步长，因此高频突变被滤除。因此，定时单元214还被配置为根据切换时间和经滤波的最大相位差来生成自适应步长。

图5是根据本发明的实施例示出了发送分组的方法500的流程图。

用于发送分组的方法500被配置为从高斯频移键控(GFSK)调制信号切换到正交相移键控(QPSK)调制信号。方法500包括：在方框510中，由坐标旋转数字计算机(CORDIC)单元估计要切换的GFSK调制信号的相位与切换后的QPSK调制信号的相位之间的最大相位差；在方框520中，由通信地耦合到CORDIC单元的定时单元根据切换时间和估计的最大相位差来生成自适应步长，并且在方框530中，由CORDIC单元通过根据估计的最大相位差和自适应步长调整要切换的GFSK调制信号的相位来生成经调整的GFSK调制信号；在方框540中，由通信地耦合到CORDIC单元的调制器通过分别利用经调整的GFSK调制信号调制RF本地振荡信号和利用QPSK调制信号调制RF本地振荡信号来生成RF QPSK信号；在方框550中，由通信地耦合到调制器的功率放大器通过放大RF QPSK信号来生成放大的QPSK信号。

或者，尽管附图中未示出，但是方法500还包括由通信地耦合到CORDIC单元的滤波器通过对估计的最大相位差进行滤波来生成经滤波的最大相位差；以及由定时单元根据切换时间和经滤波的最大相位差来生成自适应步长。

或者，方法500还包括由斜坡下降单元接收和斜降要切换的GFSK调制信号的振幅；并且由斜坡上升单元接收和斜升切换后的QPSK调制信号的振幅。

或者，保护时间为5μs，该方法还包括由定时单元根据保护时间来确定切换时间。

从上述可以理解，为了说明的目的，本文已经描述了该技术的具体实施例，然而可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种修改。因此，除了所附权利要求的精神以外，本发明不受限制。

本领域技术人员通过研究附图、公开内容和所附权利要求，在实施要求保护的发明时，可以理解和实现所公开的实施例的其它变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元素或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。即使在不同的从属权利要求中列举了特定特征，本发明还涉及包括所有这些特征的实施例。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

各种实施例的特征和方面可以被集成到其他实施例中，并且可以在没有所示或描述的所有特征或方面的情况下实现本文中所示的实施例。本领域技术人员将理解，虽然为了说明的目的已经描述了系统和方法的具体例子和实施例，但是可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种修改。此外，一个实施例的特征可以并入到其他实施例中，即使在本文中的单个实施例中这些特征没有一起描述的情况下也是如此。因此，本发明由所附权利要求描述。

Claims

1.一种用于发送分组的发射机，其特征在于，所述发射机被配置为从高斯频移键控(GFSK)调制信号切换到正交相移键控(QPSK)调制信号，所述发射机包括：

切换单元，包括：

坐标旋转数字计算机(CORDIC)单元，被配置为估计要切换的所述GFSK调制信号的相位与切换后的所述QPSK调制信号的相位之间的最大相位差；

定时单元，通信地耦合到所述CORDIC单元并且被配置为根据切换时间和所述估计的最大相位差来生成自适应步长，其中

所述CORDIC单元还被配置为通过根据所述估计的最大相位差和所述自适应步长调整要切换的所述GFSK调制信号的相位来生成经调整的GFSK调制信号；

调制器，通信地耦合到所述切换单元并且被配置为通过利用QPSK调制信号混合调制RF本地振荡信号来生成RF QPSK信号；

功率放大器，通信地耦合到所述调制器并且被配置为通过分别放大所述RF QPSK信号来生成放大的QPSK信号。

2.根据权利要求1所述的发射机，其特征在于，所述切换单元还包括：

滤波器，通信地耦合到所述CORDIC单元并且被配置为通过对所述估计的最大相位差进行滤波来生成经滤波的最大相位差；以及

所述定时单元还被配置为根据所述切换时间和所述经滤波的最大相位差来生成自适应步长。

3.根据权利要求1所述的发射机，其特征在于，所述切换单元还包括：

斜坡下降单元，被配置为接收和斜降要切换的所述GFSK调制信号的振幅；

以及

斜坡上升单元，被配置为接收和斜升切换后的所述QPSK调制信号的振幅。

4.根据权利要求1所述的发射机，其特征在于，保护时间为5μs，并且所述定时单元还被配置为根据所述保护时间确定所述切换时间。

5.一种用于发送分组的方法，其特征在于，发射机被配置为从高斯频移键控(GFSK)调制信号切换到正交相移键控(QPSK)调制信号，所述方法包括：

由坐标旋转数字计算机(CORDIC)单元估计要切换的所述GFSK调制信号的相位与切换后的所述QPSK调制信号的相位之间的最大相位差；

由通信地耦合到所述CORDIC单元的定时单元根据切换时间和所述估计的最大相位差来生成自适应步长，

由所述CORDIC单元通过根据所述估计的最大相位差和所述自适应步长调整要切换的所述GFSK调制信号的相位来生成经调整的GFSK调制信号；

由通信地耦合到所述CORDIC单元的调制器通过利用所述QPSK调制信号调制RF本地振荡信号来生成RF QPSK信号；以及

由通信地耦合到所述调制器的功率放大器通过分别放大所述RF QPSK信号来生成放大的QPSK信号。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

由通信地耦合到所述CORDIC单元的滤波器通过对所述估计的最大相位差进行滤波来生成经滤波的最大相位差；以及

由所述定时单元根据所述切换时间和所述经滤波的最大相位差来生成自适应步长。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

由斜坡下降单元接收和斜降要切换的所述GFSK调制信号的振幅；

由斜坡上升单元接收和斜升切换后的所述QPSK调制信号的振幅。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，保护时间为5μs，并且所述方法还包括由所述定时单元根据所述保护时间来确定所述切换时间。