CN111886815B - 用于生成无线电信号接收选项的模块 - Google Patents

Abstract

本发明是针对用于生成信号接收选项的生成模块（100），其被配置成接收由至少一个天线（2a、2b）传输的至少一个信号；生成模块（100）包括至少一个混频器组（5a、5b、5c）和至少一个输入模块（3a、3b、3c）；至少一个混频器组（5a、5b、5c）包括数量Y个混频器，其中Y为等于或大于1的整数；至少一个输入模块（3a、3b、3c）耦合到该至少一个混频器组（5a、5b、5c），并被配置成提供可用于接收所述至少一个信号的数量Z个接收选项，数量Z至少取决于数量Y和/或由该至少一个混频器组（5a、5b、5c）接收的信号类型的数量来确定。

Description

用于生成无线电信号接收选项的模块

技术领域

本发明总体上涉及信号接收模块。

本发明更特别地针对安装在机动车辆的多媒体系统中的射频信号接收模块。

背景技术

已知机动车辆装有包括无线电接收器的多媒体系统。众所周知，无线电接收器能够接收RF（“Radio Fréquence”的缩写，射频）信号，尤其是FM、AM和DAB信号，FM、AM和DAB分别是针对“Frequency Modulation”，意指“频率调制”，“Amplitude Modulation”，意指“幅度调制”，以及“Digital Audio Broadcasting（数字音频广播）”，意指“数字无线电广播”。这三种类型的信号AM/FM/DAB在不同的频带中传输。例如，根据世界标准，AM信号在525到1705 kHz的中等频带中传输，而FM信号在88到108 MHz的中等频带中传输。

多媒体系统可以包括软件无线电系统，也称为SDR系统（针对“Software-DefinedRadio（软件定义的无线电）”，意指“软件无线电”），以便更有效并以更低的成本来处理RF和/或数字信号。SDR系统是一个平台，其能够担负具有可变的信号带宽、载波频率和传输功率的各种通信标准。

由无线电接收器以调制形式接收的RF信号经过各种传感器和匹配滤波，以便能够在良好的条件下、尤其是在机动车辆的乘客室中播放对应的经解调的RF信号。

本领域技术人员知道调制RF信号被合适的接收器接收以便被解调然后播放给听众的操作原理。

传统上，车辆的无线电接收器可以包括一个或多个天线、一个或多个混频器（也称为“mixer(s)”）、以及与各种天线连接兼容的天线切换矩阵。在一般情况下，车辆的无线电接收器包括两个或三个天线和多个混频器。接下来的段落以及图1中描述了具有天线切换矩阵的无线电接收器的示例。

无线电接收器的天线可以用于传输在不同频带中传输的多个信号；换言之，一个天线可以接收一个AM信号和/或一个FM信号和/或一个DAB信号，但它不能用于接收两个AM信号或多个FM信号。根据图1所示的示例，使用三个天线a1、a2、a3分别用于传输AM信号、FM信号和DAB信号。

无线电接收器包括混频器，其中每个混频器旨在接收一个AM、FM或DAB信号。更确切地说，混频器保留以特定频率发射的信号部分，并拒绝以其他频率发射的信号部分。

图1所示的切换矩阵包括三个输入e1、e2、e3和三个输出s1、s2、s3。三个天线a1、a2、a3分别耦合到三个输入e1、e2、e3之一，并且三个输出s1、s2、s3分别耦合到三个混频器t1、t2和t3之一。三个输入e1、e2、e3各自包括开关，其数量（在该示例中即3个）优选地等于接收器的（一个或多个）混频器的数量。三个输入e1、e2、e3的开关和三个输出s1、s2、s3的开关之间的耦合是预先实现的。

通过使用这些开关，当天线a1、a2、a3接收AM信号时，这些AM信号被发送到混频器t1。类似地，当天线a1、a2、a3接收FM/DAB信号时，这些FM/DAB信号被发送到混频器t2/t3。于是，根据由三个天线a1、a2、a3接收的信号来实现连接的切换。图1所示的示例显示了三个连接c1、c2和c3。连接c1被实现为使得由天线a1传输的AM信号被混频器t1接收。类似地，连接c2和c3被实现为使得天线a2/a3传输的FM/DAB信号被混频器t2/t3接收。

然而，这样的切换矩阵的使用增加了无线电接收器的制造成本。另外，另一缺点在于，由于穿过切换矩阵而导致RF信号在噪声和信号表现方面的性能降级。

为了解决上述缺点，在采用自动增益控制的上下文中，本发明的目的是实现一种不再使用切换矩阵的信号接收模块，以便降低RF信号性能降级和制造成本。

发明内容

为了达成该结果，本发明涉及一种用于生成信号接收选项的生成模块，其被配置成接收由至少一个天线传输的至少一个信号；生成模块包括至少一个混频器组和至少一个输入模块。该至少一个混频器组包括数量Y个混频器，其中Y为等于或大于1的整数。该至少一个输入模块耦合到该至少一个混频器组并被配置成提供可用于接收所述至少一个信号的数量Z个接收选项，数量Z至少取决于数量Y和/或由该至少一个混频器组接收的信号类型的数量来确定。

于是，本发明使得能够生成可用于由至少一个混频器组接收至少一个天线传输的至少一个信号的多个接收选项。于是，不再需要使用如前所述的切换矩阵。由于没有切换矩阵，降低了RF信号在噪声和信号表现方面的性能降级以及无线电接收器的制造成本。

有利地，接收选项的数量Z至少取决于至少一个混频器组提供的接收选项的数量Zi来确定。

有利地，由至少一个混频器组提供的可用接收选项的数量Zi至少取决于数量Y和/或由该至少一个混频器组接收的信号类型的数量来确定。

优选地，至少一个天线包括多个天线；可用接收选项的数量Z等于或小于接收选项的数量Zi的乘积（multiplication）。

优选地，由至少一个混频器组在不同频带中接收的信号类型选自以下信号：AM信号、FM信号和DAB信号。

有利地，至少一个混频器组包括多个混频器组，由各混频器组接收的信号是由不同的天线并在不同的频带中传输的。

有利地，混频器组的数量大于或等于由至少一个天线传输的信号数的最大值。

优选地，数量Y等于2。

优选地，生成模块耦合到至少一个处理模块，该至少一个处理模块被配置成实现包括以下的计算：将至少一个信号转换为数字信号和/或对信号进行数字处理，该至少一个处理模块耦合到SDR系统（针对“Software-Defined Radio（软件定义的无线电）”，意指“软件无线电”），以便解调该至少一个信号。

本发明还涉及一种信号处理系统，该系统包括如上所述的生成模块、如前面提到的处理模块以及旨在解调至少一个信号的SDR系统。

附图说明

通过阅读以下描述，本发明的其他特征和优点将愈发显现。该描述纯粹是例证性的，并且应参考附图进行阅读，在附图中：

图1示意性地示出了传统的切换矩阵；

图2示意性地示出了根据本发明的一个实施例的具有一个天线的生成模块；

图3示出了根据图2的示例的可用于接收由天线传输的信号的接收选项的表格；

图4示意性地示出了根据本发明的一个实施例的具有两个天线的生成模块；

图5示出了根据图4的示例的可用于接收由天线传输的信号的接收选项的表格；

图6示意性地示出了根据与图4所示的实施例不同的实施例的具有两个天线的生成模块；

图7示出了根据图6的示例的可用于接收由天线传输的信号的接收选项的表格；

图8示意性地示出了根据本发明的输入模块的电路的示例；

图9示意性地示出了根据本发明的输入模块的电路的示例；

图10示意性地示出了根据本发明的输入模块的电路的示例。

需注意到，各图详细地呈现了本发明以便实施本发明，因此所述图当然能够在必要的情况下用来更好地限定本发明。

具体实施方式

本发明涉及用于生成信号接收选项的生成模块100，其包括混频器。生成模块100通过与至少一个处理模块和SDR系统8协作而被配置成生成可用于接收至少一个信号的接收选项，该至少一个信号是先前调制的、然后由至少一个天线传输。如前面提到的，所述至少一个信号是AM、FM或DAB类型的RF信号。然而，本发明不限于AM、FM和/或DAB信号，并且可应用于其他RF信号的接收和处理。在接下来的段落中并且在图2和图4中将更详细地描述根据本发明的生成模块100。

耦合到生成模块100的至少一个处理模块被配置成接收和处理所述至少一个信号，所述至少一个信号包括与先前应用于所述至少一个信号的调制有关的数据。至少一个处理模块例如包括诸如模数转换器（英语为“Analog to Digital Converter”，模拟到数字转换器）和数字信号处理器DSP（针对“Digital Signal Processing”，意指“数字信号处理”）之类的元件。耦合到所述至少一个处理模块的SDR系统8被配置成基于关于先前应用的调制的所述数据来解调被转换为数字信号并由该至少一个处理模块处理了的所述至少一个信号。

要注意到，本发明不限于至少一个处理模块的实现或SDR系统8的实现。例如，模数转换器可以安装在生成模块100的混频器中，而不是在至少一个处理模块中。另外，其他等效设备和/或被配置成实现其他计算的元件可以安装在所述至少一个处理模块和/或SDR系统8中而不会就此脱离本发明的范围。

图2和图4分别示出了根据本发明的实施例的生成模块100的示例，生成模块100在图2中具有第一天线2a并且在图4中具有两个天线（其中包括第一天线2a和第二天线2b）。图3和图5分别示出了对应于图2所示的示例或图4所示的示例的接收选项表格。要注意到，为了便于示例的图示，在图4的示例中再次采用了图2的示例的第一天线2a。

生成模块100耦合到至少一个天线，如图2和图4的示例中所示。此外，如先前提到的，天线各自用于传输数量X个RF信号，这些RF信号在不同的频带中传输。X是等于或大于1的整数。以图4所示的示例为例，第一天线2a用于传输/接收AM、FM和DAB类型的三个信号（即，对于第一天线2a，X=3），并且第二天线2b用于传输/接收FM和DAB类型的两个信号（即，对于第二天线2b，X=2）。

生成模块100包括至少一个混频器组和至少一个输入模块。至少一个输入模块被配置成管理至少一个混频器组中的混频器，以便提供可用于接收由至少一个天线传输的所述至少一个信号的接收选项。在接下来的段落中更详细地描述了可用的接收选项的确定。

至少一个混频器组包括一个或多个混频器组。优选地，混频器组的数量是取决于天线传输的信号的数量X而确定的。在天线用于传输各种数量的信号的情况下，混频器组的数量大于或等于数量X的最大值。以图4所示的示例为例，为了提供可用于接收第一天线2a传输的三个信号AM、FM和DAB（即，对于第一天线2a，X=3）和可用于接收第二天线2b传输的两个信号FM和DAB（即，对于第二天线2b，X=2），混频器组的数量因此应包括至少三个混频器组5a、5b和5c。

在一个实施例中，单个输入模块和/或单个处理模块耦合到多个混频器组5a、5b和5c，以便与混频器组5a、5b和5c协作。在一个有利实施例中，至少一个输入模块包括多个输入模块3a、3b、3c，并且至少一个处理模块包括多个处理模块7a、7b、7c。对于一个混频器组5a、5b或5c，一个输入模块和一个处理模块仅专用于所述一个混频器组。一个混频器组及其输入模块和其处理模块形成一个处理块。以图2所示的示例为例，处理块6a包括混频器组5a，其与其输入模块3a和其处理模块7a耦合。处理块6b和6c以相同的方式形成。

要注意到，本发明不限于处理块6a、6b、6c的唯一实施例。各种等效设备可以用来实现处理块6a、6b、6c而不会就此脱离本发明的范围。根据一个实施例，处理块6a、6b、6c是多标准超高频（HF，hyperfréquence）模块。

混频器组5a、5b、5c各自包括数量Y个混频器，每个数量Y为等于或大于1的整数。优选地，混频器组5a、5b、5c具有相同数量Y个混频器。有利地，对于所有混频器组5a、5b、5c，Y等于2，如图2和图4的示例中所示。优选地，通过与输入模块3a、3b和3c配合，混频器组5a、5b和5c中的每个混频器能够实现其频带的自调节，以便能够接收在所述频带中传输的信号。

优选地，至少一个输入模块包括至少一个LNA模块（LNA是英语“Low NoiseAmplifier”的缩写，意指低噪声放大器），其被配置成对来自至少一个天线的低接收信号进行整形。在本实施例中，处理块6a、6b、6c各自包括一个LNA模块，其耦合到其输入模块3a/3b/3c或者被包括在其输入模块3a/3b/3c中。

如先前提到的，至少一个输入模块3a、3b、3c通过与SDR系统8配合来确定由至少一个混频器组5a、5b、5c提供的多个接收选项。输入模块3a、3b、3c各自包括多个输入，以用于由混频器组中的混频器接收信号。如经由图2的示例描述的，混频器组5a包括两个混频器5a-1和5a-2。耦合到混频器组5a的输入模块3a不仅包括用于混频器5a-1接收信号的用途的输入FM1、AMa、DAB3a和DABLa，而且还包括用于混频器5a-2接收信号的用途的输入FM2、AMb、DAB3b和DABLb。要注意到，由于输入模块的LNA模块有两个输出，因此单个混频器能够同时接收两个信号DAB3a/DABLa、DAB3b/DABLb。因此，输入模块3a对于每个混频器包括两个可用于接收DAB信号的路径（即，用于混频器5a-1的路径DAB3a和DABLa，用于混频器5a-2的路径DAB3b和DABLb）。输入模块3b和3c分别具有与输入模块3a的结构类似的结构。混频器组5b和5c分别具有与混频器组5a的结构类似的结构。

由生成模块100提供的接收选项的数量由数量Z表示。在一个优选实施例中，可用于接收所有天线传输的所有信号的接收选项的数量Z是取决于分别由混频器组5a、5b、5c之一提供的接收选项的数量Zi确定的。有利地，可用接收选项的数量Z等于或小于接收选项的所有数量Zi的乘积。

优选地，从由对应的混频器组接收的信号的类型（例如，AM、FM、DAB）的数量来确定数量Zi。有利地，数量Zi还取决于对应的混频器组中的混频器的数量Y来确定。

以图2所示的示例为例，单个天线2a用于传输AM、FM、DAB类型的三个信号。根据本示例的天线连接的配置，由第一天线2a传输的FM、DAB、AM信号分别被混频器组5a、5b、5c接收。在天线连接的另一种配置（图中未示出）中，由所述天线2a传输的FM、DAB、AM信号分别被混频器组5b、5c、5a接收。

根据图2所示的示例，由于混频器组5a接收单个FM信号，因此由混频器组5a提供的接收选项的数量Zi等于1。输入模块3a包括电路（如图8所示），该电路被配置成接收由第一天线2a传输的FM信号，并然后对其进行处理和复制以生成两个相同的信号FM'，它们随后分别被混频器5a-1的输入FM1和混频器5a-2的输入FM2接收。图8示出了该电路具有用于接收一个信号FMx（例如，由第一天线2a传输的FM信号）的单个输入以及用于发送两个相同信号FMx'的两个输出。

类似地，由于混频器组5c接收单个AM信号，因此由混频器组5c提供的接收选项的数量Zi等于1。输入模块3c包括与图8所示的电路类似的电路。

当混频器组5b接收单个DAB信号时，由混频器组5b提供的接收选项的数量Zi等于1。更确切地说，输入模块3b包括电路（如图9所示），该电路被配置成接收由第一天线2a传输的DAB信号，并然后对其进行处理和复制以生成两个信号DABx和DABy，它们分别被混频器5b-1的输入DAB3a和混频器5b-2的输入DAB3b接收。另一路径是混频器5b-1的输入DABLa和混频器5b-2的输入DABLb分别接收信号DABx和DABy。然而，以上两条路径被认为是同一个接收选项。图9示出了该电路具有用于接收一个DAB信号的单个输入和用于发送两个信号DABx和DABy的两个输出。

如上所述，可用于接收由第一天线2a传输的所有信号的接收选项的数量Z等于1，这是通过将三个混频器组5a、5b、5c的全部三个接收选项数量Zi（分别等于1、1和1）相乘而获得的。换言之，生成模块100生成可用于藉由三个混频器组5a、5b和5c接收由第一天线2a传输的三个信号的单个接收选项。所述生成的接收选项在图3所示的表格中描述。

以图4所示的示例为例，第一天线2a用于传输三个信号AM、FM和DAB，并且第二天线2b用于传输两个信号FM和DAB。根据本示例的天线连接的配置，由第一天线2a传输的FM、DAB、AM信号分别被混频器组5a、5b、5c接收。由第二天线2b传输的FM和DAB信号分别被混频器组5b和5c接收。图6示出了天线连接的另一种配置，其中相同的信号由相同的天线2a和2b传输但分别由不同的混频器组接收。在接下来的段落中将更详细地描述图6所示的示例。

根据图4所示的本示例，由于混频器组5a接收由第一天线2a传输的单个FM信号，因此由混频器组5a提供的接收选项的数量Zi等于1。

由于混频器组5b接收由第一天线2a传输的DAB信号和由第二天线2b传输的FM信号，因此由混频器组5b提供的接收选项的数量Zi等于3。混频器组5b提供的三个接收选项包括：接收由第一天线2a传输的单个DAB信号、接收由第二天线2b传输的单个FM信号、以及接收分别由天线2a和2b传输的两个信号DAB和FM。

与计算由混频器组5b提供的接收选项的数量Zi类似，由混频器组5c提供的接收选项的数量Zi等于3。由混频器组5c提供的三个接收选项包括：接收由第一天线2a传输的单个AM信号、接收由第二天线2b传输的单个DAB信号、以及接收分别由天线2a和2b传输的两个信号AM和DAB。

接收选项的数量Z等于或小于9，这是通过将三个混频器组5a、5b、5c的全部三个选项数量Zi（分别等于1、3和3）相乘而获得的。因此，生成模块100生成可用于由三个混频器组5a、5b和5c接收5个信号的9个接收选项，这五个信号中的三个信号由第一天线2a传输并且两个信号由第二天线2b传输。在图5中示出了包括所生成的9个接收选项的表格。图4实际上示出了与图5中描述的表格的接收选项（9）相对应的天线连接的配置。

有利地，由混频器组5a、5b、5c之一接收的信号可以是由不同的天线并在不同的频带中传输的。

根据图6所示的本示例，当混频器组5a接收分别由两个天线2a和2b传输的同一个FM类型的两个信号时，由混频器组5a提供的接收选项的数量Zi等于1。输入模块3a包括开路（如图10所示），其被配置成接收由天线2a和2b传输的两个FM信号，并然后对其进行处理以生成两个信号FM'（分别对应于两个FM信号），它们随后分别被混频器5a-1的输入FM1和混频器5a-2的输入FM2接收。图10示出了该开路具有用于接收两个信号FM(2a)和FM(2b)（例如，天线2a和2b传输的两个FM信号）的两个输入、以及用于发送两个信号FM(2a)'和FM(2b)'的两个输出。类似地，在由两个不同天线传输的两个AM信号被输入模块3a至3c之一接收到的情况下，所述输入模块包括与图10所示的开路类似的开路。

混频器组5b提供的接收选项的数量Zi等于1，因为如上所述，混频器组5b接收由第一天线2a传输的单个DAB信号。

混频器组5c提供的接收选项的数量Zi等于3。混频器组5c提供的三个接收选项包括：接收由第一天线2a传输的单个AM信号、接收由第二天线2b传输的单个DAB信号、以及接收分别由天线2a和2b传输的两个信号AM和DAB。

接收选项的数量Z等于或小于3，这是通过将三个混频器组5a、5b、5c的全部三个选项数量Zi（分别等于1、1和3）相乘而获得的。因此，生成模块100生成可用于由三个混频器组5a、5b和5c接收5个信号的3个接收选项，这五个信号中的三个信号由第一天线2a传输并且两个信号由第二天线2b传输。在图7中示出了包括所生成的3个接收选项的表格。图6实际上示出了与图7中描述的表格的接收选项（3）相对应的天线连接的配置。

于是，生成模块100生成可用于藉由至少一个混频器组接收由至少一个天线传输的至少一个信号的多个接收选项。如前文提到的SDR系统8能够基于关于在传输所述至少一个信号之前先前应用的调制的所述数据并且基于从至少一个输入模块接收的数据来识别和解调所述至少一个信号。于是，不再需要使用如前所述的切换矩阵。由于没有切换矩阵，降低了RF信号在噪声和信号表现方面的性能降级以及无线电接收器的制造成本。

要明确的是，本文使用的术语“耦合”可以对应于有线的电气连接或者以电磁方式实现的远程连接的实现。可以安装和使用用于实现这些连接的设备而不会就此脱离本发明的范围。

本发明不限于上述实施例，而是扩展至符合其精神的所有实施例。

Claims (10)

1.用于生成信号接收选项的生成模块（100），其被配置成接收由至少一个天线（2a、2b）传输的至少一个信号；生成模块（100）包括：

a）至少一个混频器组（5a、5b、5c），混频器组包括数量Y个混频器，其中Y为等于或大于1的整数；

b）至少一个输入模块（3a、3b、3c），其耦合到该至少一个混频器组（5a、5b、5c），并被配置成提供可用于接收所述至少一个信号的数量Z个接收选项，所述接收选项中的每一个包括至少两个传输的信号的组合，数量Z至少取决于数量Y和/或由该至少一个混频器组（5a、5b、5c）接收的信号类型的数量来确定。

2.根据权利要求1所述的生成模块（100），其中，接收选项的数量Z至少取决于至少一个混频器组（5a、5b、5c）提供的接收选项的数量Zi来确定。

3.根据权利要求2所述的生成模块（100），其中，由至少一个混频器组（5a、5b、5c）提供的可用接收选项的数量Zi至少取决于数量Y和/或由该至少一个混频器组（5a、5b、5c）接收的信号类型的数量来确定。

4.根据权利要求2和3中的任一项所述的生成模块（100），其中，至少一个天线（2a、2b）包括多个天线（2a、2b）；可用接收选项的数量Z等于或小于接收选项的数量Zi的乘积。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的生成模块（100），其中，由至少一个混频器组（5a、5b、5c）在不同频带中接收的信号类型选自以下信号：AM信号、FM信号和DAB信号。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的生成模块（100），其中，至少一个混频器组包括多个混频器组（5a、5b、5c），由各混频器组（5a、5b、5c）接收的信号是由不同的天线并在不同的频带中传输的。

7.根据权利要求6所述的生成模块（100），其中，混频器组（5a、5b、5c）的数量大于或等于由至少一个天线（2a、2b）传输的信号数的最大值。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的生成模块（100），其中，数量Y等于2。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的生成模块（100），其耦合到至少一个处理模块（7a、7b、7c），该至少一个处理模块（7a、7b、7c）被配置成实现包括以下的计算：将至少一个信号转换为数字信号和/或对信号进行数字处理，该至少一个处理模块（7a、7b、7c）耦合到软件无线电系统（8），以便解调该至少一个信号。

10.信号处理系统，其包括根据权利要求9所述的生成模块（100）、以及旨在解调至少一个信号的软件无线电系统（8）。

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