CN1479978A - 多路通信接收机 - Google Patents

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纳迪姆·赫拉特
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Abstract

多路宽带通信接收机(100)具有多个覆盖不同但是重叠的频带的RF信号通路(116、136)，和多个基带信道通路(140、150、160、170、180、190)，所述通路可以重新配置，以用于按不同的方式共享所述第一和第二通路，以便于处理在不同的模式下接收到的信号。同样，瑞克接收机(800)使用∑－Δ调制器装置(810)和可编程延迟来提供细微的延迟调节。所述∑－Δ调制器(810)可以使用所述接收机(100)的基带通路中的∑－ΔA/D转换器的∑－Δ电路，这样，如果在没有使用∑－ΔA/D转换器的特殊接收配置下，这也可以实现而不影响功能。

Description

多路通信接收机
发明领域
本发明涉及通信接收机，具体地说，涉及诸如移动电话的无线通信接收机。
背景技术
在本发明的领域中，从所周知。希望无线通信接收机能够在多种模式下工作(即，可以在多种不同模式中的任意一种模式下工作，多种模式包括窄带和宽带模式，例如2G/2.5G/3G蜂窝模式(“2G”、“3G”和“2.5G”分别指第二代、第三代和它们之间的蜂窝系统)，和GPS(卫星全球定位模式))。
为了制造出多模式无线通信接收机，可能要在一个电路中将分离的接收机部件合并在一起，每个接收机部件都是供有限的几种模式专用的。例如，GSM接收机部件可以和WB-CDMA(宽带码分多址)接收机部件合并在一起来制成一个3G/2G接收机。这种方法的优点是它允许同时进行多模式的操作，但是它的缺点是对于有限的灵活性(通常在WB-CDMA接收机中使用的流水式(pipelined)A/D(模拟/数字)转换器解决方案很难扩展到10位之外)来说它的成本不会很低(它包含许多冗余的部件)，并且由于各个接收机部件的结构式不同的(一个部件是超外差式接收机，另一个部件是直接变换接收机(DCR))，所以它将会有非常多的部件。
现有技术
国际专利申请WO-A1-0052840(Conexant系统公司)中描述了多频带收发器直接将接收到的信号转换成基带频率。US专利US-A-5999 990(摩托罗拉公司)中描述了能够动态地变换以处理不同的任务的可重新配置的通信装置(communicator)。为了获得用于特殊任务的希望的拨令，可以访问资源库。
尽管可以制造出可以对每个电路块编程的单一接收机，并且这种方法的优点是具有灵活性而又没有冗余，但是这种方法的缺点是它不能支持同时进行的多模式操作(为了在两种不同的模式之间进行无缝的切换，可能会需要这样。
因此所需要的是能够减轻上述缺点(一个或多个)的多路通信接收机。
发明内容
如同在权利要求1中所要求的，本发明的第一个方面提供了一种多路通信接收机。
如同在权利要求7中所要求的，本发明的第二个方面提供了一种在通信接收机中使用的瑞克接收机(rake receiver)。
附图说明
现在将仅以举例的方式，并参考附图，来介绍本发明中的一种多路宽带通信接收机，在附图中：
图1显示了多路宽带通信接收机的电路方框图；
图2显示了图1中多路宽带通信接收机的电路方框图，多路宽带通信接收机经过配置可以用于在WBCDMA UMTS或CDMA2000 DS模式下，和GSM或EDGE模式下同时接收和处理信号；
图3显示了图1中多路宽带通信接收机的电路方框图，多路宽带通信接收机经过配置可以用于在WBCDMA2000 MC模式下接收和处理信号；
图4显示了图1中多路宽带通信接收机的电路方框图，多路宽带通信接收机经过配置可以用于同时接收和处理不同的天线所接收的EDGE信号，以实现分集；
图5显示了图1中多路宽带通信接收机的电路方框图，多路宽带通信接收机经过配置可以用于在中频带(mudium-band)/窄带模式和蓝牙模式下同时接收和处理信号；
图6显示了图1中多路宽带通信接收机的电路方框图，多路宽带通信接收机经过配置可以用于在宽带模式和中频带模式下同时接收和处理信号；
图7显示了图1中多路宽带通信接收机的电路方框图，多路宽带通信接收机经过配置可以用于在CDMA模式和中频带/窄带模式下同时接收和处理信号；和
图8显示了瑞克接收机的电路方框图，它可以有利地在图1中的多模式宽带接收机中使用。
优选实施例描述
首先参看图1，可重新配置的多路宽带通信接收机100具有第一运算放大器102，用于接收来自第一RF信道滤波器(没有显示)的RF信号。放大器102的输出连接到混频器104和106，混频器104和106的其它输入被连接以通过分相器(phase splitter)110接收来自第一RF本地振荡器108的对等的信号(opposite signal)。混频器104和106的输出(它应当理解为是承载关于来自所接收到的RF信号的同相和正交相位信息)分别连接到(将在后面详细描述的)宽/中频带放大器/滤波器装置(arrangement)112和114。因此应当理解，元件102-114代表RF通路116。
第二运算放大器122接收来自第二RF信道滤波器(没有显示)的RF信号。放大器122的输出连接到混频器124和126，混频器124和126的其它的输入被连接以通过分相器130接收来自第二RF本地振荡器128的对等的信号。混频器124和126的输出(它应当理解为是承载关于来自所接收到的RF信号的同相和正交相位信息)分别连接到(将在后面详细描述的)中/窄带放大器/滤波器装置132和134。因此应当理解，元件122-124代表RF通路136。
放大器/滤波器装112、114、132和134的输出连接到沃尔什码(Walsh code)切换矩阵(switching matrix)138，沃尔什码切换矩阵执行任何所需的下变频和，根据所接收的RF信号的调制模式，把(从输入导出的)输出应用到(如同将要在后面详细描述的)六个平行的基带通路140、150、160、170、180和190中相应的一个通路。应当理解，尽管在这个例子中使用了沃尔什编码，如果需要，也可以使用其它类型的编码。基带通路140、150、160、170、180和190中的每一个都包括∑-Δ(sigma-delta)模拟到数字转换器(分别为142、152、162、172、182和192)和抽取/选择(decimation/selectivity)滤波器装置(分别为144、154、164、174、184和194)。平行的基带通路140、150、160、170、180和190的输出连接到混合距阵(mixingmatrix)196的输入端。切换矩阵138和混合距阵196由编码发生器(coding generator)(例如，诸如沃尔什码生成器)198控制。基准锁相环(phase-locked-loop)199提供低频信号fs1、fs2、等等，以用于对∑-Δ模拟到数字转换器142、152、162、172、182和192计时。
应当理解，作为替换，切换矩阵138的元件可以直接包含在平行基带通路(140、150、160、170、180和190)的∑-Δ模拟到数字转换器(142、152、162、172、182和192)中。
如同将在下面更详细的描述的，接收机100可以具有多路宽带接收机的功能，并具有：
●使用混合的DCR(直接转换接收)和DVLIF(数字甚低中频)-这两个术语在这里都将由术语DCR含盖-它可以获得只需要较少数量的外部组件的有效的结构；
●两个平行的RF通路(116和136)和六个平行的基带通路(140、150、160、170、180和190)，它们可以根据(将在后面更详细的描述的)接收到的信号1的调制机制(一个或多个)获得最佳的多路处理；
●两个供不同(但是重叠的)频率范围专用的平行的RF通路(116和136)，它们可以在编程的范围(programming range)内同时进行多种模式的操作；
●六个平行的基带通路(140、150、160、170、180和190)，它们可以用提供在低时钟频率下的高分辨率的∑-Δ转换器进行A/D转换(提供了较低的能量消耗，并且不需要额外的PLL)；和
●六个平行的基带通路(140、150、160、170、180和190)，它们可以处理多载波(multi-carrier)宽带信号(例如，每个载波一条通路)或同时进行的多模式操作(例如，2条通路用于宽带，1条通路用于中/窄带)。
下表显示了与图1中的接收机所支持的各种模式相关的主要接收机特征。
    标准   模式   带宽I或Q   平行的∑ΔA/D数    A/D分辨率   取样频率 多模式(同时：2个天线)   多模式(双重计时)
   WB-CDMACDMA2000-DS   DCR  1.92MHz      2    12位   30.72MHz    GSM和GPS   所有模式
  CDMA2000-MC   DCR   3×625KHz    每载波1个    12位   19.648MHz       无   所有模式
    CDMA   DCR   625KHz       1    12位   19.648MHz    GSM/EDGE、TDMA、iDEN、蓝牙、GPS    WB-CDMA
   GSM/EDGE   DVLIF   180KHz       1   13.5位   13MHz   CDMA、TDMA、iDEN、蓝牙、GPS    WB-CDMA
    TDMA   DVLIF    30KHz       1   14.5位   3.888MHz      CDMA、GSM/EDGE、iDEN、蓝牙、GPS    WB-CDMA
    iDEN   DCR    9KHz       1    15位    8.4MHz       CDMA、GSM/EDGE、TDMA、蓝牙、GPS    WB-CDMA
    蓝牙   DCR   600KHz       1   9-10位    6-13MHz       CDMA、GSM/EDGE、TDMA、iDEN、GPS    WB-CDMA
    GPS   DCR   750KHz       1    10位   24.552MHz    所有模式
现在参看图2，在图中所示的配置下，图1中的接收机支持WBCDMA UMTS或CDMA2000 DS模式与GSM或EDGE模式同时接收。
宽/中频带通路设置了大约2MHz的带宽。WBCDMA DS模式使用两个∑-Δ转换器。在∑-Δ输入处提供了一位的开关控制信号(+1或-1)。设备在DCR模式下工作。中/窄带通路设置了大约500KHz的带宽。GSM/EDGE操作使用一个∑-Δ转换器。设备在数字甚低IF模式下工作。
现在参看图3，在图中所示的配置下，图1中的接收机支持WBCDMA CDMA2000 MC 3X模式。宽/中频带通路设置了大约2MHz的带宽。在∑-Δ输入处提供了一位的时钟开关控制信号(+1或-1)。设备执行用于多载波频率的复数下变换(fmc＝1.22Mhz，H_cos在载波频率处，并有两个电平(+1，-1)，且H_sin与H_cos有pi/2的偏移)。激励响应(spur response)在3*fmc处发生，在流程的较早的时候进行滤波。也可能使用两极调制，两极调制使用沃尔什码或类似的序列以通过在fmc频率下切换取样电路的电容值来降低激励响应的等级。复数下变换使用I和Q。每个∑-Δ调制器都用来在至少12位上数字化多载波信道。
现在参看图4，在图中所示的配置下，图1中的接收机进行EDGE分集接收(diversity reception)，各个RF信道都接收由不同的天线接收到的EDGE信号。
现在参看图5，在图中所示的配置下，图1中的接收机支持在一个RF信道上的中/窄带模式和在另一个RF信道上的蓝牙模式的同时工作。
现在参看图6，在图中所示的配置下，图1中的接收机支持在一个RF信道上的中频带模式和在另一个RF信道上的窄带模式的同时工作。
现在参看图7，在图中所示的配置下，图1中的接收机支持在一个RF信道上的CDMA模式和在另一个RF信道上的中/窄带模式的同时工作。
现在参看图8，图中显示了可以优选地用于图1中的接收机中的瑞克接收机800。瑞克接收机800具有用于接收将被耙型滤波的信号的∑-Δ调制器810。∑-Δ调制器810的输出经数字噪声消除装置820输入到四个平行的信号通路830、840、850和860。四个平行的信号通路830、840、850和860中除了一个以外，其余的都具有各自的可编程延迟(842、852、862)，每个通路都包括抽选滤波器、第一混频器、累加器滤波器和第二混频器。来自每个平行的信号通路830、840、850和860的输出在合成器(combiner)870中合成，以生成Rake输出。
应当理解，通过使用∑-Δ调制器810和可编程延迟，Rake接收机800就可以提供细微的延迟调节。还应当理解，∑-Δ调制器810可以使用图1中的接收机的基带通路中提供的∑-ΔA/D转换器(142、152、162、172、182和192)中的一个∑-Δ电路，并且，如果在没有使用∑-ΔA/D转换器的特殊配置下，这也可以实现而不影响功能。
当然，应当理解，本发明和上述实施例(一个或多个)提供了易于以集成电路形式的使用，使用一个或更多集成电路会使本发明的优点更加显著。

Claims (9)

1.一种多路通信接收机(100)，包括：
至少一个用于在第一频带中处理接收到的信号的第一通路(116)；
至少一个用于在第二频带中处理接收到的信号的第二通路(136)，所述第二频带与所述第一频带不同但互相重叠；
所述第一和第二通路使用用于处理接收到的信号的直接转换/低IF处理装置，且所述第一和第二通路可以重新配置以用于按不同的方式共享所述第一和第二通路，以便于在不同的模式中处理接收到的信号。
2.如权利要求1中所述多路通信接收机，其中所述第一频带覆盖宽带和中频带频率，且所述第二频带覆盖中频带和窄带频率。
3.如权利要求1或2中所述多路通信接收机，还包括多个平行基带通路(140、150、160、170、180、190)，它们中的每个都使用∑-Δ模拟到数字转换装置(142、152、162、172、182、192)，可以对所述∑-Δ模拟到数字转换装置进行配置以在宽带模式下在两个共享的所述基带通路中处理接收到的信号，或在平行的两个所述基带通路中同时处理在第一模式下的第一频率中接收到的第一信号和在第二模式下的第二频率中接收到的第二信号。
4.如权利要求3中所述多路通信接收机，其中所述接收机包括六个所述平行的基带通路(140、150、160、170、180、190)。
5.如权利要求1、2、3或4中所述多路通信接收机，其中所述接收机可以在下述模式中的至少一种模式下接收和处理接收到的信号，这些模式包括：宽带CDMA2000、CDMA2000、CDMA、UMTS、GSM/EDGE、TDMA、iDEN、蓝牙、GPS。
6.一种在多路通信接收机(100)中使用的集成电路装置，所述集成电路装置包括：
至少一个用于在第一频带中处理接收到的信号的第一通路(116)；
至少一个用于在第二频带中处理接收到的信号的第二通路(136)，所述第二频带与所述第一频带不同但互相重叠；
所述第一和第二通路使用用于处理接收到的信号的直接转换/低IF处理装置，且所述第一和第二通路可以重新配置以用于按不同的方式共享所述第一和第二通路，从而便于在不同的模式中处理接收到的信号。
7.一种在多路通信接收机中使用的瑞克接收机(800)，所述瑞克接收机包括：
用于接收将被进行Rake滤波的输入信号的∑-Δ调制装置(810)；
多个平行延迟通路(830、840、850、860)，包括延迟装置(842、852、862)和滤波器装置，用于接收∑-Δ调制装置的输出和用于生成各自的延迟和经过滤波的输出；和
用于合成所述多个平行延迟通路的输出的合成装置(870)。
8.如权利要求3、4或5中所述多路通信接收机还包括权利要求7中所述瑞克接收机，其中所述∑-Δ调制装置(810)可以通过重新配置至少一个所述平行基带通路中的∑-Δ模拟到数字转换装置(142、152、162、172、182、192)来得到。
9.一种在通信接收机中使用的瑞克接收机(800)中使用的集成电路装置，所述集成电路装置包括：
用于接收将被进行Rake滤波的输入信号的∑-Δ调制装置(810)；
多个平行延迟通路(840、850、860)，它们每个都包括延迟装置(842、852、862)和滤波器装置，用于接收∑-Δ调制装置(810)的输出，且用于生成各自的延迟和经过滤波的输出；和
用于合成所述多个平行延迟通路的输出的合成装置(870)。
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