CN112088503B

CN112088503B - 无线电接收器设备与无线电信号接收方法

Info

Publication number: CN112088503B
Application number: CN201980029878.9A
Authority: CN
Inventors: 乔妮·简妮特伊
Original assignee: Nordic Semiconductor ASA
Current assignee: Nordic Semiconductor ASA
Priority date: 2018-04-13
Filing date: 2019-04-09
Publication date: 2024-04-12
Anticipated expiration: 2039-04-09
Also published as: GB201806129D0; US11777630B2; WO2019197420A1; EP3776931B1; US20210119719A1; CN112088503A; EP3776931A1

Abstract

一种无线电接收器设备(1)，其被布置成接收用多个数据符号调制的无线电信号(38)，其包括模数转换器(32)，所述模数转换器(32)由第一时钟信号(54)计时且被布置成接收所述无线电信号并产生数字信号(56，58)。被布置成接收由所述模数转换器产生的所述数字信号的数字电路部分(6)包括数字处理单元(62a‑c，64a‑c)，所述数字处理单元(62a‑c，64a‑c)由从所述第一时钟导出的第二时钟(84)计时且被布置成处理所述数字信号并以输出采样率产生输出信号(90，92)。由所述第二时钟计时的计数器(72)以输出采样率对样本数量进行计数。由网络时钟(76)的参考计时的网络计时器(74)产生与所述第一时钟同步(70)的接收器使能标志(78)。仅在所述同步标志(80)被设置时才启用所述计数器。所述计数器被布置成在所述样本数量超过预定阈值时设置触发标志(98)。缓冲器(100)被布置成接收所述输出信号且仅在所述触发标志被设置时才启用。

Description

无线电接收器设备与无线电信号接收方法

技术领域

本发明涉及经由无线电通信网络，具体来说，蜂窝网络，如长期演进(LTE)网络接收数据包，并且具体地说涉及解决在本地时序和网络时序之间的偏移。

背景技术

在过去的几十年，基于蜂窝的无线电通信系统的范围和技术能力得到了极大的扩展。多年来，已经开发了许多不同的基于蜂窝的网络，包含全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)、GSM演进增强数据速率(EDGE)和通用移动电信系统(UMTS)，其中GSM、GPRS和EDGE通常被称为第二代(或“2G”)网络，而UMTS被称为第三代(或“3G”)网络。

近来，第三代合作伙伴计划(3GPP)指定的第四代(或“4G”)网络标准-长期演进(LTE)网络因其相比早期2G和3G网络具有相对较高的上下行速度和更大的网络容量而获得普及。更准确地说，LTE是演进分组系统(EPS)的接入部分，EPS是纯粹基于互联网协议(IP)的通信技术，其中IP协议同时承载实时服务(例如语音)和数据服务。LTE的空中接口通常被称为演进UMTS地面无线电接入(或“E-UTRA”)。

然而，尽管“经典”LTE连接在电信行业中变得越来越普遍，但为了促进所谓的“物联网”(IoT)(IoT是物理设备(有时称为“智能设备”)网络互连的通用名称)，正在对通信标准进行进一步的开发，为过去可能尚未连接到任何网络的物理对象提供与其它物理和/或虚拟对象进行通信的能力。这类智能设备包含：车辆；建筑；家用电器，照明和供暖(例如用于家庭自动化)；和医疗设备。

这些智能设备通常为具有嵌入的电子设备、软件、传感器、执行器和网络连接性的现实世界对象，因此允许它们收集、共享和作用于数据。这些设备可与用户设备(例如与用户的智能电话接口连接)和/或与其它智能设备通信，因此提供“机器到机器”(或“机器类型”)通信。但是，LTE标准的发展使其直接连接到蜂窝网络更为可行。

为此目的，3GPP在LTE标准的第13版中指定了两个版本的LTE。其中第一个版本称为“窄带IoT”(NB-IoT)，有时被称为“LTE Cat NB1”，第二个版本称为“增强型机器类通信”(eMTC)，有时被称为“LTE Cat M1”。可以预见的是，在不久的将来，至少使用IoT的这些标准之一的设备数量将急剧增加。

从通信角度来看，LTE标准(包含NB-IoT和eMTC)使用正交频分多址(OFDMA)作为分配网络资源的基础。这允许由基站提供的，在给定小区中访问网络的用户设备(UE)之间共享可用带宽，所述基站在LTE中被称为“增强节点B”、“eNodeB”或简称为“eNB”。OFDMA为正交频分复用(OFDM)的多用户变体，其中总带宽被分为许多不重叠的子带，每个子带具有它自己的子载波频率的复用方案。在OFDM中，与其它频分复用(FDM)方案不同，这些子载波中的每个子载波彼此正交，从而理想地消除了子带之间的串扰且无需载波间保护带。

在物理层，在LTE连接的下行链路中，每个数据帧为10ms长并由十个子帧构成，每个子帧的持续时间为1ms。每个子帧含有两个等长的时隙，即两个0.5ms的时隙。每个时隙(并通过扩展，每个子帧和每个帧)通常将含有一定数量的“资源块”(其中每个子帧的资源块为时隙的两倍，且每个帧的资源块为子帧的十倍)。资源块在时域中的长度为0.5ms且在频域中的宽度为十二个子载波。一般来说，每个时隙有七个OFDM符号，且因此每个子帧有十四个OFDM符号。这些资源块可以可视化为“资源要素”的网格，其中每个资源要素为1/14ms长和一个子载波宽，使得每个资源块有八十四个资源要素(即，七乘以十二)且每个子帧有一百六十八个资源要素。

当UE(即，无线电接收器设备)连接到网络时，其最初使其时基同步到网络时基。当下一子帧的接收开始时，理想地，UE应被布置成分别在子帧开始和结束的确切时间处开始和停止其接收。多模式、多频带无线电接收器通常具备支持不同协议、带宽及/或采样率的多种接收器配置。然而，本身具备多种配置的本领域中已知的常规接收器通常会受其模数转换器采样率变得与网络时钟异步的困扰，使得为基带处理精确地提供准确样本更加困难(即，如果开始和停止时间并未正确对准)。申请人已意识到，改进接收器的定时精度可为有利的。

此外，通常对模数转换的结果进行数字滤波且降低采样率(抽取)。然而，数字滤波会导致出现在输出数据流的开始处的瞬变。这种瞬变导致实际上无用的数据，所述数据通常在基带处理中被去除。申请人已意识到，去除基带处理中的瞬变会浪费处理资源、存储器和功率。此外，接收开始和停止时间的不确定性也可能不利地影响接收器无需进一步处理即解调传入信号的能力。

本领域中本身已知的一些常规布置可以使用网络时钟频率(在LTE系统中为30.72MHz)并使用相对强大的数字信号处理器(DSP)，以便在存储器中向后和向前‘移动’存储的样本，以便获得正确的接收起点。然而，申请人已意识到，这引起了相对较高的功率需求，这对于在例如电池供电的便携式电子设备的低功率应用中使用可能是不合需要的，并且可能是禁止的。

发明内容

当从第一方面观察时，本发明提供一种无线电接收器设备，其被布置成接收来自传入位流的用多个数据符号调制的无线电信号，所述无线电接收器设备包括：

用于连接到天线的模拟电路部分，所述模拟电路部分包括由第一时钟信号计时的模数转换器，其中所述模数转换器被布置成接收所述无线电信号且从其产生数字信号；

数字电路部分，其被布置成接收由所述模数转换器产生的所述数字信号，所述数字电路部分包括：

一个或多个数字处理单元，其由从所述第一时钟导出的第二时钟计时，所述一个或多个数字处理单元被布置成处理所述数字信号并以输出采样率从其产生输出信号；

网络计时器，其由外部网络时钟的本地参考计时，所述外部网络时钟的频率大于所述第二时钟的频率，其中所述网络计时器被布置成产生接收器使能标志；

重新同步器，其被布置成使所述接收器使能标志与所述第一时钟同步，以产生同步的接收器使能标志；和

缓冲器，其被布置成从所述一个或多个数字处理单元接收所述输出信号，其中仅在所述同步接收器使能标志被设置时才启用所述缓冲器。

本发明的此第一方面扩展到一种操作来自传入位流的用多个数据符号调制无线电信号的方法，其中方法包括：

接收所述无线电信号；

将所述无线电信号从模拟转换为数字，由此从所述无线电信号产生数字信号；

处理所述数字信号并以输出采样率从其产生输出信号；

使用由外部网络时钟的本地参考计时的网络计时器来产生接收器使能标志，其中所述外部网络时钟的频率大于所述第二时钟的频率；

使所述接收器使能标志与所述第一时钟同步，以产生同步的接收器使能标志；

仅在同步接收器使能标志被设置时才启用被布置成接收输出信号的缓冲器。

因此，本领域技术人员将理解，本发明的实施例提供了一种改进的无线电接收器设备，其中同步接收器使能标志可以通过根据网络时间启用接收器来确保准确的接收。有利地，根据本发明的至少一些实施例的无线电接收器设备不需要使其内部时基与网络的时基同步。重新同步器用于以本领域本身已知的方式使接收器使能标志与第一时钟域，即与ADC时钟域同步。

如本领域技术人员将理解的，因为网络时钟具有比输出采样率大的频率，所以基于网络时钟的本地参考而不是输出采样率来开始接收，从而提高了接收器的定时精度，即定时分辨率提高。仅作为非限制性实例，输出采样率通常可以是1.92MHz，而网络时钟可以是30.72MHz。因此，在此特定实例中，启用基于网络时钟而不是输出采样率的接收可能会导致定时精度提高16倍。然而，数字处理单元(仅举例来说，其可以是DSP的一部分)可以有利地以比网络时钟频率低得多的时钟频率计时，其与使用DSP的常规接收器相比可导致功耗降低，DSP使用网络时钟频率作为基本采样率。

这种布置不依赖于接收器的时基与网络时基同步，即第一和第二时钟不需要与外部时钟信号同步。数字处理是在与模数转换器(ADC)相同的时钟域中进行的，但有利的是，这些时钟可以与网络时间异步。低功率设备(尤其是单模无线电接收器)最好在ADC时钟域中进行数字处理，因为这可以在不进行分数采样率转换的情况下进行抽取。

本发明的实施例还有利地允许改变ADC时钟频率，例如避免来自ADC时钟频率的谐波的干扰影响接收器内的其它系统，而不影响下游电路，例如基带处理电路所见的输出采样率。

由于数字处理与ADC同步，因此没有±1样本的不确定性，且无线电接收器设备可以准确确定其应接收信号的时间。虽然在与ADC时钟域同步时仍可能存在少量不确定性(例如±1ADC时钟周期)，但这种不确定性通常会比使用ADC进行过采样时的样本小得多。

从第一时钟导出第二时钟以使得数字处理单元在ADC的时钟域内。可以以任何合适的方式来实现第二时钟从第一时钟的导出，然而，在一些优选实施例中，无线电接收器设备进一步包括时钟分频器，所述时钟分频器被布置成将第一时钟的频率除以预定的比例因子以产生第二时钟。在其中无线电接收器设备包括如上文所描述的网络计时器和时钟分频器的一组实施例中，也可仅在同步接收器使能标志被设置时才启用时钟分频器，并且在时钟分频器停用时可以被重置。

在一些实施例中，无线电接收器设备进一步包括采样计数器，所述采样计数器由第二时钟计时的，以使得所述采样计数器以所述输出采样率对样本数量进行计数，所述采样计数器被布置成在所述样本数量超过预定阈值时设置触发标志；其中仅在所述同步接收器使能标志被设置时才启用采样计数器。通过等待直到样本数量超过预定阈值，本发明的实施例可以等待直到数字电路部分的瞬态响应已经发生(即，其达到稳态)之后，才启用从数字电路部分接收输出信号的缓冲器。应了解，模拟电路部分的稳定时间不是关键的，因为它通常在数字电路部分的瞬态响应结束之前就发生，因此不会影响定时精度。在一些优选实施例中，仅在所述触发标志和所述同步接收器使能标志都被设置时才启用所述缓冲器。

这种布置本身是新颖的并且是发明性的，因此，从第二方面来看，本发明提供了一种无线电接收器设备，其被布置成接收来自传入位流的用多个数据符号调制的无线电信号，所述无线电接收器设备包括：

采样计数器，其由所述第二时钟计时，以使得所述采样计数器以所述输出采样率对样本数量进行计数，所述采样计数器被布置成在所述样本数量超过预定阈值时设置触发标志；且

其中所述无线电接收器进一步包括缓冲器，所述缓冲器被布置成从所述一个或多个数字处理单元接收所述输出信号，其中仅在所述触发标志被设置时才启用所述缓冲器。

本发明的这一第二方面扩展到一种操作来自传入位流的用多个数据符号调制的无线电信号的方法，其中所述方法包括：

接收所述无线电信号；

处理所述数字信号并以输出采样率从其产生输出信号；

以所述输出采样率对样本数量进行计数；

在所述样本数量超过预定阈值时设置触发标志；

仅在所述触发标志被设置时才启用被布置成接收所述输出信号的缓冲器。

本领域技术人员将了解，通常，数字处理单元具有相关联的瞬态响应。在提供对预定阈值的适当选择的情况下，本发明的某些实施例可以允许瞬态响应在向缓冲器提供由数字处理单元产生的信号之前发生。换句话说，可以抑制瞬态响应，以使得其不会影响提供给缓冲器的信号的完整性。在一些实施例中，选择阈值以使得一个或多个数字处理单元的瞬态响应在设置触发标志之前基本上结束。应了解，虽然通常系统的瞬态响应在达到稳态值之前需要花费一定时间量(假设适当的阻尼)，但是本文中关于瞬态响应所用的术语“基本上结束”应理解为意味着一旦触发标志被设置，瞬态响应就不会影响提供给缓冲器的信号的完整性。

根据这类实施例的无线电接收器设备还可以有利地允许容易地改变采样率。由于采样计数器以采样率对样本进行计数，所以在一些实施例中，当输出采样率改变时，预定阈值可以改变。申请人已意识到，这种布置对于多模式、多频带无线电接收器是特别有益的。

这些原理对于许多不同的数字处理单元，例如数字滤波器，是有利的。然而，在本发明的前述方面中的任一方面的一些实施例中，一个或多个数字处理单元包括至少一个抽取器和至少一个采样率转换器。

多模式、多频带接收器可具有多种接收器配置，以便支持不同的协议、带宽和采样率。在某些情况下，其可有利于具有使用不同时钟频率、抽取和采样率转换率可能性。在前述方面中任一方面的一些实施例中，数字电路部分包括多个抽取器，每个抽取器连接到单独的采样率转换器，使得每个抽取器可以从ADC接收数字信号并产生输入到对应采样率转换器的相应抽取信号，所述采样率转换器产生相应转换信号。这些抽取器和采样率转换器对中的每对可以并行排列，其中可以选择特定的一对以便提供与所述一对相关联的特定的抽取率和/或采样率。

在一组实施例中，抽取器由第三时钟计时，所述第三时钟从所述第一时钟导出，并且所述采样率转换器由所述第二时钟计时。使用抽取器和采样率转换器可以允许分别将时钟频率除以整数和非整数比例因子。

在本发明的前述方面中的任一方面的一些实施例中，无线电接收器设备进一步包括基带电路部分，所述基带电路部分被布置成从缓冲器检索输出信号，其中基带电路部分由另一时钟计时。这种基带电路部分可以被布置成对接收到的数据进行进一步处理，例如以本领域本身已知的方式对信号进行解调并恢复数据符号。

虽然基带电路部分可以在一些不太优选的布置中以与接收器相同的频率运行，且随后可能不需要缓冲器。在这种布置中，基带电路部分和接收器将在同一时钟上运行，然而，这通常不是优选的，因为这样做可能会导致难以或可能无法提供动态电压和/或频率缩放。

在一组实施例中，缓冲器包括先进先出(FIFO)缓冲器，所述先进先出缓冲器被布置成以写入速率接收和存储来自数字电路部分的输出信号，并以读取速率检索并产生所存储的输出信号。在一组优选的实施例中，通过第二时钟设置写入速率。可以通过被布置成检索存储在FIFO缓冲器中的信号的任何下游电路设置读取速率。举例来说，在其中无线电接收器包括由如上文所描述的另一时钟(例如，基带时钟)计时的基带电路部分的实施例中，可以通过基带时钟来设置读取速率。然而，缓冲器可以替代地包括循环缓冲器。

在前述方面中的任一方面的一些实施例中，模数转换器被布置成产生同相数字信号和正交数字信号，其中一个或多个数字处理单元被布置成同时处理同相数字信号和正交数字信号。

在一些实施例中，模拟电路部分包括至少一个滤波器，所述至少一个滤波器连接在用于连接到天线的端子与模数转换器之间。模拟电路部分可以包括调谐到无线电信号的载波频率的带通滤波器，以便例如由于信号的噪声或不想要的图像而去除所关注频率范围之外的信号。

在一组可能重叠的实施例中，模拟电路部分包括至少一个放大器，所述至少一个放大器连接在用于连接到天线的端子与模数转换器之间。放大级可以将传入无线电信号的幅度增加到更适合由无线电接收器设备的其它组件进行处理的水平。

虽然应了解，本发明的原理可以容易地应用于各种各样的无线电通信方法和协议，但是在优选实施例中，无线电信号包括LTE信号。

预定阈值确定无线电接收器设备在启用缓冲器之前等待多长时间。此值可以是预定的，例如可以在设计和测试过程期间设置。然而，在一组实施例中，预定阈值是可变的。申请人已意识到，可变阈值对于多频带、多模式接收器可为特别有利的，在多频带、多模式接收器中，存在多种可能的配置，例如，如上文所描述的成对的抽取器和采样率转换器，其中每个配置可以具有不同的瞬态响应持续时间。有利地，这意味着系统不必限于等待最长的可能瞬态响应的持续时间。此外，通过允许改变预定阈值，用户可以将此等待时间调整为特定的实施方案，或者可以调整数字处理单元的瞬态响应被抑制的程度。

本领域技术人员将理解，上文关于本发明的前述方面中的特定方面描述的可选特征视需要同等地适用于本发明的其它方面。

附图说明

现将参考附图仅借助于实例来描述本发明的某些实施例，其中：

图1为根据本发明的实施例的无线电接收器设备的框图；

图2是示出图1的设备的操作的高级定时图；

图3是进一步示出图1的设备的操作的详细定时图；和

图4为根据本发明的另一实施例的无线电接收器设备的框图。

具体实施方式

图1为根据本发明的实施例的无线电接收器设备2的框图。接收器2被实现为片上系统(SoC)，并且包括：模拟电路部分4，其是接收器2的RF前端；数字电路部分6；和基带电路部分8。下面依次描述这些电路部分4、6、8中的每一个的结构和操作。

模拟RF前端电路部分4被布置成经由天线端子12连接到天线10，以用于接收通过空中接收的LTE无线电信号。模拟电路部分4包括：可变增益前置放大器14；混频器16；本地振荡器18；同相放大器20；正交放大器22；两个带通滤波器24、26；两个另外的放大器28、30；同相ADC 32，正交ADC 34；和可变时钟源36。

当经由天线10接收到传入的LTE无线电信号38时，首先将其输入到可变增益前置放大器14，所述可变增益前置放大器将信号38放大到适合下游电路处理的电平。通常，可变增益前置放大器14是低噪声放大器(LNA)，其本身是本领域中已知的一种放大器，特别适合于放大受关注信号同时抑制不想要的噪声。

所得的放大信号40被输入到混频器16，混频器16还被布置成接收由本地振荡器18生成的信号42作为另一输入。由本地振荡器18产生的信号42被设置成所关注的频率(即，与接收器2当前被调谐到的信道相关联的载波频率)。这将放大的信号38下混频到基带，并且还将所述信号分成同相信号42和正交信号44。

同相信号42和正交信号44分别通过同相放大器20和正交放大器22，以提供这些信号42、44中的每一个的进一步放大。所得的放大的同相信号46和放大的正交信号48分别通过相应的带通滤波器24、26，其中带通滤波器24、26被调谐以抑制特定频率范围之外的信号。这产生滤波后的同相信号50和滤波后的正交信号52。

在使滤波后的信号50、52经受进一步的放大级28、30之后，将同相和正交信号50、52分别输入到同相ADC 32和正交ADC 34。由可变时钟源36所产生的ADC时钟信号54计时的这些ADC将模拟信号50、52转换为数字同相信号56和数字正交信号58。然后将得到的数字信号56、58输入到数字电路部分6。

可通过将控制信号60设置成期望值来改变由可变时钟源36产生的时钟信号54的频率。在此实例中，控制信号60是n位控制字，并且所述字被设置成的值确定可变时钟源36产生的选自预定离散范围的频率。

数字电路部分6包括：三个抽取器62a、62b、62c；三个采样率转换器64a、64b、64c；多路复用器66；时钟分频器68；重新同步器70；和采样计数器72。下面详细概述数字电路部分6及其每个组件的操作。

数字电路部分6还连接到由网络时钟信号76计时的网络计时器74。网络计时器74对网络时钟信号76的脉冲进行计数，并产生被输入到重新同步器70的接收器使能信号78。重新同步器70由相同的ADC时钟信号54计时，所述ADC时钟信号54用于对模拟电路部分4中的ADC 32、34计时。然后，重新同步器提供同步的接收器使能信号80，所述同步器使能信号80与ADC时钟信号54同步，如参考图3进一步详细描述。此同步的接收器使能信号80用于启用时钟分频器68和采样计数器72。具体地，时钟分频器68和采样计数器72保持复位直到同步接收器使能信号80被设置成高为止。同步的接收器使能信号80充当标志，并且一旦被设置，就使时钟分频器68和采样计数器72从复位释放。网络计时器74和重新同步器70因此以网络时钟信号76的分辨率确定接收发生的时间，所述分辨率通常比采样率时钟信号84的分辨率大得多，并且可以大于ADC时钟信号54和抽取器时钟信号82的分辨率，下面将描述这些时钟信号的功能。网络时钟信号自身可以是例如30.72MHz，而输出采样率可能会大大降低，例如1.92MHz。与常规接收器相比，这可以减少无线电接收器设备2的功耗，常规接收器通常以与网络时钟频率相当的采样率进行操作。

时钟分频器68被布置成将ADC时钟信号54除以预定比例因子，并产生抽取器时钟信号82和采样率时钟信号84。抽取器时钟信号82用于对抽取器62a、62b、62c计时；采样率时钟信号84用于对采样率转换器64a、64b、64c和采样计数器72计时。

抽取器62a、62b、62c中的每一个分别连接到相关联的采样率转换器64a、64b、64c。抽取器62a、62b、62c和相关联的采样率转换器64a、64b、64c对输入到抽取器62a、62b、62c中的每一个的数字同相信号56和数字正交信号58进行下采样。各对抽取器62a、62b、62c和采样率转换器64a、64b、64c分别提供不同的抽取率和采样率，以便支持不同的接收模式。

举例来说，第一对62a、64a可以在5MHz带宽模式下为LTE提供7.68MHz的采样率；第二对62b、64b可以在10MHz带宽模式下为LTE提供15.36MHz的采样率；且第三对62c、64c可以在20MHz带宽模式下为LTE提供30.72MHz的采样率。

所得的经下采样的同相信号86a、86b、86c和正交信号88a、88b、88c被输入到多路复用器66。可以控制此多路复用器66，以便选择抽取器62a、62b、62c和相关联的采样率转换器64a、64b、64c的配对中的一对，以获取对应的同相信号86a、86b、86c和正交信号88a、88b、88c作为同相输出信号90和正交输出信号92。

采样计数器72由采样率时钟信号84计时，并具有作为输入的延迟值94和样本大小值96。延迟值94确定接收器2等待数字电路部分6的瞬变行为消退的时长。稍后解释样本大小值96的目的。

通常，延迟值94可以根据选择哪一对抽取器62a、62b、62c以及相关联的采样率转换器64a、64b、64c而变化，因为每一对可以具有与其相关联的不同的瞬变持续时间。

采样计数器72被布置成使得一旦从复位释放就对采样率时钟信号84的脉冲数进行计数。一旦脉冲数达到延迟值94，采样计数器72就将触发标志98设置成逻辑高。此触发标志98用于指示数字电路部分6的瞬态响应已经过去，例如在接收器设备2上电之后或在从低功率模式唤醒接收器2之后或在激活无线电接收器设备2之后，以便接收调度的子帧。

基带电路部分8包括双时钟异步FIFO 100。FIFO 100是缓冲器，被布置成存储由数字电路部分6产生的同相输出信号90和正交输出信号92的样本。FIFO 100具有由采样率时钟信号84计时的写入速率和由基带时钟信号102计时的读取速率。FIFO 100的使能输入连接到采样计数器72的输出，使得触发标志98在设置时能够写入到FIFO 100。

图2是示出图1的设备2的操作的高级定时图，下面参考图3以其它低级细节对其进行描述。在初始时间t₀，启用接收器2的模拟电路部分4。设计模拟电路部分4的稳定时间，以使模拟电路部分4在接收开始时稳定但又不是太早，以便使无线电接收器设备2的功耗最小。通常在设计阶段期间以本领域本身已知的方式确定此稳定时间。

当一旦网络计时器74将接收器使能信号78设置成逻辑高后其就启用数字电路部分6时，关键定时事件在t₁发生。在t₁处，时钟分频器68、抽取器62a、62b、62c、采样率转换器64a、64b、64c和采样计数器72均被启用。

然而，此时尚未启用FIFO 100，因为否则的话基带电路部分8将接收数字电路部分6的初始瞬态响应(例如，抽取器62a、62b、62c和采样率转换器64a、64b、64c的瞬态响应)，而不是接收所接收信号。

采样计数器72在t₁与t₂之间对FIFO 100进行门控，并等待直到所接收的信号已经通过数字电路部分6传播并且瞬态响应已经消失(即它已经稳定到稳态)为止。如上文所论述，采样计数器72被设置成等待由延迟值94设置的一定时间量。一旦预定的延迟已经过去(即，采样率时钟信号84的适当周期数已经超过了由延迟值94设置的阈值)，采样计数器72就将触发标志98恰好设置在t₂，表明它是FIFO 100接收传入数据(例如LTE帧或子帧)的时间。采样计数器72对传入样本进行计数，直到其达到由样本大小值96设置的量为止，所述量指示已接收到所需数量的样本(例如，与LTE帧或子帧相对应)，此时触发标志98被设置成逻辑低，从而禁止写入到FIFO 100。

图3是进一步示出图1的设备2的操作的详细定时图。如先前所描述，网络计时器74在t₁将接收器使能信号78设置成逻辑高。在t_1.1处，重新同步器70使接收器使能信号78同步到ADC的时钟域，即，通过将同步的接收器信号80设置成高，由ADC时钟信号54设置的时钟域。在t_1.2处，由时钟分频器68产生分频的时钟脉冲，并将其输出为抽取器时钟信号82和采样率时钟信号84。这些时钟信号82、84被提供给抽取器62a、62b、62c、采样率转换器64a、64b、64c和采样计数器72，这使得所有这些组件开始运行。

一旦采样计数器72运行，其就对采样率时钟信号84的脉冲进行计数。在t₂处，采样计数器72所保存的计数值达到延迟值94，并将触发标志98设置成逻辑高，从而启用FIFO100。

在t_2.1处，将第一有效样本100[0]存储到FIFO 100的存储器，且在t_2.2处，将第二采样100[1]存储到FIFO 100。随后，以这种方式将每个传入样本100[2]存储到FIFO 100，直到样本数量达到样本大小值96为止，此时将触发标志98设置成逻辑低(未绘示)，从而禁用FIFO 100。

这些样本以由基带时钟信号102设置的速率从FIFO 100中读取。虽然在图3中未示出读取过程，但是本领域技术人员将理解，以本领域本身已知的双时钟异步FIFO设备典型的正常方式进行读取过程。然而，应注意，基带时钟信号102不必与ADC时钟信号54或网络时钟信号76同步。

如果网络计时器74自身产生触发标志98，则由于一个样本不与ADC时钟域同步，其持续时间将存在不准确性。然而，在图1的接收器设备2中，不准确性是ADC时钟信号54的一个周期，其通常比网络时钟的周期短得多，例如，在此其短约二十倍。

图4为根据本发明的另一实施例的无线电接收器设备2'的框图。图4中所示的设备2'类似于上文参考图1所描述的实施例，其中相似附图标号表示相似的组件。

图4中所示的设备2'与先前描述的设备2之间的差异在于，采样计数器72'并不直接启用FIFO 100'，而是提供从数字电路部分6'输出的计数经过信号104'。此计数经过信号104'通过另一重新同步器108'输入到数字电路部分6'外部的接收控制单元106'。

功能上的差异在于，采样计数器72'并不控制采样过程停止的时间，而此实际上受接收控制单元106'控制，所述接收控制单元106'替代直接发出触发标志98'的采样计数器72'发出所述触发标志98'(通过另一重新同步器110')。

然而，这不是必须的，因为通常过程停止的时间并不像开始时那样时间要求严格，这是因为基带电路部分8'通常知道帧中有多少个样本。然而，通过使接收控制单元106'实际上处理停止时间，可以减小采样计数器72'的所要大小。假设通过接收控制单元106'的延迟小于采样周期，则图4的设备2'的不准确性与图1的设备2的不准确性相同。

因此，本领域技术人员将意识到，本发明的实施例提供了一种改进的无线电接收器设备，其与常规接收器相比具有改进的定时精度，而无需使其内部时基与网络时基同步。此外，根据本发明的实施例的无线电接收器设备可以使用采样计数器来抑制数字组件的瞬态响应。这类无线电接收器可以有利地不需要将采样率设置成等于网络时钟频率，从而潜在地节省了功耗。本技术人员应理解，上述实施例仅为示例性的，并且不限制本发明的范围。

Claims

1.一种无线电接收器设备，其被布置成接收来自传入位流的用多个数据符号调制的无线电信号，所述无线电接收器设备包括：

缓冲器，其被布置成从所述一个或多个数字处理单元接收所述输出信号，其中仅在所述同步的接收器使能标志被设置时才启用所述缓冲器。

2.根据权利要求1所述的无线电接收器设备，其进一步包括采样计数器，所述采样计数器由所述第二时钟计时，以使得所述采样计数器以所述输出采样率对样本数量进行计数，所述采样计数器被布置成在所述样本数量超过预定阈值时设置触发标志；其中仅在所述同步的接收器使能标志被设置时才启用采样计数器。

3.根据权利要求2所述的无线电接收器设备，其中仅在所述触发标志和所述同步的接收器使能标志都被设置时才启用所述缓冲器。

4.一种无线电接收器设备，其被布置成接收来自传入位流的用多个数据符号调制的无线电信号，所述无线电接收器设备包括：

其中所述无线电接收器进一步包括缓冲器，所述缓冲器被布置成从所述一个或多个数字处理单元接收所述输出信号，其中仅在所述触发标志被设置时才启用样本到所述缓冲器的存储。

5.根据权利要求4所述的无线电接收器设备，其中选择所述阈值以使得所述一个或多个数字处理单元的瞬态响应在设置所述触发标志之前基本上结束。

6.根据权利要求4或5所述的无线电接收器设备，其中所述预定阈值是可变的。

7.根据权利要求4或5所述的无线电接收器设备，其进一步包括时钟分频器，所述时钟分频器被布置成将所述第一时钟的频率除以预定的比例因子以产生所述第二时钟。

8.根据权利要求4或5所述的无线电接收器设备，其中所述一个或多个数字处理单元包括至少一个抽取器和至少一个采样率转换器。

9.根据权利要求8所述的无线电接收器设备，其中所述数字电路部分包括多个抽取器，每个抽取器连接到单独的采样率转换器，使得每个抽取器能够从所述模数转换器接收所述数字信号并产生输入到对应采样率转换器的相应抽取信号，所述采样率转换器产生相应转换信号。

10.根据权利要求8所述的无线电接收器设备，其中所述抽取器由第三时钟计时，所述第三时钟从所述第一时钟导出，并且所述采样率转换器由所述第二时钟计时。

11.根据权利要求4或5所述的无线电接收器设备，其进一步包括基带电路部分，所述基带电路部分被布置成从所述缓冲器检索所述输出信号，其中所述基带电路部分由另一时钟计时。

12.根据权利要求11所述的无线电接收器设备，其中所述缓冲器包括先进先出缓冲器，所述先进先出缓冲器被布置成以写入速率接收和存储来自所述数字电路部分的所述输出信号，并以读取速率检索并产生所存储的输出信号。

13.根据权利要求12所述的无线电接收器设备，其中通过所述第二时钟设置所述写入速率。

14.根据权利要求12所述的无线电接收器设备，其中通过另一时钟设置所述读取速率。

15.根据权利要求4或5所述的无线电接收器设备，其中所述模数转换器被布置成产生同相数字信号和正交数字信号，其中所述一个或多个数字处理单元被布置成同时处理所述同相数字信号和所述正交数字信号。

16.根据权利要求4或5所述的无线电接收器设备，其中所述无线电信号包括LTE信号。

17.一种操作来自传入位流的用多个数据符号调制的无线电信号的方法，其中所述方法包括：

接收所述无线电信号；

使用由第一时钟计时的模数转换器将所述无线电信号从模拟转换为数字，由此从所述无线电信号产生数字信号；

使用由第二时钟计时的数字处理单元处理所述数字信号并以输出采样率从其产生输出信号；

仅在所述同步的接收器使能标志被设置时才启用被布置成接收所述输出信号的缓冲器。

18.一种操作来自传入位流的用多个数据符号调制的无线电信号的方法，其中所述方法包括：

接收所述无线电信号；

处理所述数字信号并以输出采样率从其产生输出信号；

以所述输出采样率对样本数量进行计数；

在所述样本数量超过预定阈值时设置触发标志；

仅在所述触发标志被设置时才启用样本到被布置成接收所述输出信号的缓冲器的存储。