CN1507699A - 尤其是行动无线装置之传输装置及该传输装置之应用 - Google Patents
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Abstract
一种传输装置被提出，具有一基频模块(1)以及一射频模块(3)，且其尤其适用于行动无线装置目的用之传输。以专属数字为基础而设计之一接口(2)位于该基频模块(1)与该射频模块(3)之间，且较佳者，确保酬载资料(21)及结构资料(22)之完全分离传输。所述的原理允许基频模块(1)以完全数字之基础而设计，并允许高度的弹性藉由一单一基频模块(1)与二或更多不同射频模块(3)之组合。
Description
本发明系关于一种传输装置(transmission arrangement)，尤其是关于行动无线装置(mobile radio)之传输装置及传输装置之应用。
在行动无线装置中，具有二个或更多能够同时与一个固定的或基地站通信之行动站在行动站与固定站之间通常产生一差异，。
依据标准的调变方法，例如GSM(Global System for MobileCommunication，行动通信全球系统)，EDGE，TIA-EIA136，UTRAFDD(UMTS，Universal Mobile Telecommunication Standard，通用行动电信标准)，UTRA TDD，IS-95等等，一个藉由行动站之传输装置中的调变器以资料调变的载频被传输，例如通话资料或文字资料。通常，例如这些的调变器具有二或更多功能单元，例如基频部及射频部。基频系用以产生通常具有一复数值(complex value)并与一标准兼容的讯号，藉由从将被传输之数据处理而来的数字讯号。此复数值讯号在射频部中被偏移至一射频准位，例如使用零差(homodyne)或外差(heterodyne)传输架构，且经由射频频道在适当的功率放大之后被传输为一实数讯号，例如藉由天线。
因为基频部及射频部有不同的实体需求，这些功能单元通常是互相分离且藉由不同制程处理产生之集成电路的型态(chip)。在此情况中，必须在基频组件与射频组件之间提供一适合的接口，且此时通常是模拟讯号接口的形式。基频讯号于此情况中通常被产生为在此接口的复合(complex)基频讯号，被展开为一实部及一虚部，如同所谓的具有一同相成份以及相对于该同相成份相位偏移90°之九十度相差成份之IQ讯号。此I及Q成份的每一者通常被传输为一不同讯号，因此需要再提供二条线一次。除了因此而需要的大数目的接口线，且因此，大数目的被包含之集成电路用之接脚数目，此已知的讯号传输在射频侧及基频侧二者皆需要高品质模拟讯号处理成份，例如数字/模拟转换器及放大器。
此外，关于射频部之特定讯号处理步骤通常必须在基频部执行，以便预先补偿及校正射频部中之不一致性，非理想特征或误差。因此，不再可能独立考虑，分析及发展射频部的基频部。数字讯号处理领域及调变概念领域的持续发展已产生随基频内处理成比例增加，相较于整体讯号处理路径，至很大的程度，尤其是和与射频部份相关的交互作用。这产生不想要的基频模块或基频芯片之限制的弹性，因为基频模块现在仅可与已经为其特别发展之射频组件一起使用。
因此本发明之目的在指出一种传输装置，尤其是行动无线装置所用，以及此种传输装置之使用，这使得达成高度弹性是可能的，也就是说允许基频处理与射频部独立，而具有低程度的复杂度，尤其是小数目的接脚。
依据本发明，此目标藉由一种传输装置而达成，尤其是行动无线装置所用，具有
一基频成份，用以处理一基频讯号并具有为数字数据传输而设计之一输入/输出，以及
一射频成份，用于该基频讯号至一将被传输之射频讯号之转换，具有数字数据传输用并藉由一接口耦合至该基频成份之输入/输出用于将被传输之酬载(payload)资料以及射频成份之结构用之结构资料的传输用之一输入/输出。
在此情况中，将被传输的酬载资料表示在射频部内被调变于一载频上，且例如，由一天线传输。
所示的结构资料表示可被用以结构化射频成份的资料，例如传输器中调变的型态，振幅，传输功率轮廓(power profile)，传输频率，传输时间，传输期间，传输模式，传输器的开与关切换行为，所谓的功率斜面(power ramp)，等等。
所述之基频成份与射频成份之间的数字接口较好的情况是提供与射频部独立的基频处理。在基频成份中的传输讯号路径内不需要模拟电路成份，因此可以确保较高程度的积体密度，以及，尤其是，较高程度的制造分散的独立性。在基频部与射频部之间不需要任何的模拟接口。调变资料(酬载资料)及结构资料二者可以经由该所述之数字接口从基频部被传输至射频部。此外，所述的数字接口仅需要小数目的线以及低的资料速率。
讯号处理可以在基频成份内之信息位阶层执行，例如传输区块的形成，错误保护编码，位速率的适应，频道编码，例如回旋(convolution)及/或涡轮编码(turbo coding)，交错，传输串多路，讯框及封包区段等等。对应OSI层模型之层1之实体层上的讯号处理步骤例如脉波成形，调变，提前校正以及补偿，可藉由所述的数字接口完全在射频成份内执行，且因此独立于基频。
整体而言，所述的传输装置尤其适用于行动无线装置站，以支持GSM，EDGE TIA/EIA136行动无线装置站，以及支持第三代行动射频标准，例如，UTRA FDD，UTRA TDD或IS-95。
专用的数字接口允许基频模块及射频模块内相当简单的电路布局以及电路设计。此外，由于补偿及/或射频讯号预先校正用之数字讯号处理步骤可以直接在射频组件内，也就是说在射频成份内，执行的事实，因此可获得相当高程度的弹性，因此，依据此应用，一基频模块可被耦合至不同的射频模块。
基频模块的专门数字形式允许具有低复杂度的低成本生产处理，因为没有模拟电路需要被整合。此外，这允许以极低标准的复杂度与其它具有高集积密度的制造流程的匹配。
基频及射频成份可以是互相分离的集成电路(芯片)。
在本发明之一较佳实施例中，提供第一多重导体连接用于酬载资料的传输，一端连接至基频成份之该输入/输出，而另一端连接至该射频成份之该输入/输出，且其中提供一第二多重导体连接用于结构资料的传输，其一端连接至基频成份之输入/输出，而另一端连接至射频成份的输入/输出。
经由第一及第二多重导体连接之酬载资料及结构资料的分离数据传输简化并分离基频模块中处理的讯号结构，因为，一般此酬载信息及结构信息分别从基频模块中之一数字处理器与基频模块中之一微控器提供之结构信息，并且经由数字接口互相独立传输，当使用本发明装置时。
如已经描述的内容，酬载主要包括载频调变之射频模块用之调变资料，而结构资料包括射频成份本身的结构信息，例如传输频率，传输振幅，传输功率及其它传输参数。
酬载资料与结构资料的分离数字传输较好的情况是藉由讯息导向或封包导向传输协议而被执行。
互相独立的分离输入/输出可为了第一及第二多重导体连接分别在基频成份内与射频成份内形成。
举例而言，基频模块可以具有一第一输入/输出连接耦合至酬载数据传输用之数字讯号，而在基频成份上可提供结构数据传输用之一第二输入/输出，并连接至基频成份内之微控器。
较佳者，射频成份包含一调变器，一数字/模拟转换器以及一频率转换器用于来自基频之一讯号至一射频讯号的转换。此外，可以提供功率放大器，其输出耦合至一天线。
在本发明另一实施例中，第一数字多重导体连接包括
一资料线用于串行数据传输，
一位时脉线用于一时脉讯号的传输，具有与一时脉周期相关之资料线之1位，以及
一字符时脉线用于资料线上之位序列之传输启始的指示。
经由资料线将被传输的资料可在传输单元内被组织，称为讯息，每一讯息包括，例如串行形式之16位。来自传输电路之一传输脉波(爆冲)再次包括，例如，具有总共11讯息的序列，每一序列具有16位长度。对GSM而言。
由于将被传输之资料相当小的数量，可以使用串行的数字传输方法，尤其是具有标准化的传输协议或修改的传输协议，例如I2S或I2C。
在本发明之另一较佳实施例中，第二数字多重导体连接包括一资料线用于结构资料之串行数据传输，一位时脉线用于一时脉讯号传输，使用有一时脉周期与该资料线将被传输之一位相关的方式，以及一选择线用于该射频成份或该射频成份内之一电路组件的驱动。
此结构资料可以经由处于三导体接口形式之一第二数字多重导体连接并以以被组织为讯息的传输协议而被传输。可能存在互相跟随的个别讯息或一群讯息。因为，关于本发明的主题，此酬载资料可以完全独立于结构资料而被传输，表示，例如，基频模块内的的微控器传递在其本身所决定的时间传输参数至射频组件，没有任何基频模块内之数字讯号处理器上的干扰，也没有任何在酬载数据传输或处理中的中断需要，是可能的。
结构资料决定，例如，调变的型态，例如GMSK或QAM，振幅，传输功率轮廓，传输频率，传输时间，传输期间，传输模式，传输器的开启及关闭切换行为。
在本发明另一较佳实施例中，提供用于射频成份中之酬载资料同步之一同步线，其一端连接至基频成份的输入/输出，另一端连接至射频成份的输入/输出。
此同步线允许定义在射频成份之输出侧上之个别传输启始及结束之将被传输之同步资料，也就是说在射频载体阶层，例如当在时槽内传输时，称为爆冲(burst)。
在本发明另一较佳实施例中，基频成份及射频成份的输入/输出被设计为串行数据传输。串行数据传输，在本例中为串行数字数据传输，基于本例中将被传输资料之小数量，较好是允许具有标准化传输协议，例如I2S或I2C。
在本发明另一较佳实施例中，基频成份及射频成份之输入/输出系为从基频成份至射频成份之单向数据传输而设计，但不是在相反的方向。这使得在所述数字接口之实施用的复杂度中有相当程度地降低是可能的。
在本发明另一实施例中，一数字中断要求线被连接于基频成份与射频成份之间，用以初始化经过射频成份之基频成份之数据传输的重新开始。
在本发明之另一例中，在基频成份与射频成份之间提供一额外控制线用以驱动射频讯号放大用之一功率放大器。此功率放大器可以，例如被设置于射频放大成份中之输出侧，且例如，提供来自一频率转换器至一天线之耦合，该转换器转换基频至射频。为驱动功率放大器，尤其是其开启及关闭切换动作，或功率斜面，可以使用包括一低程度的电路复杂度之模拟驱动做为功率放大器而不使用数字驱动，依应用而定。
本发明其它细节系申请专利范围附属项之主题。
本发明将使用实施例及参照附图而被详细说明如下，其中：
图1表示本发明第一实施例之简要方块图，
图2表示经由图1所示之接口之酬载资料之传输用之三导体连接上之讯号波形实施例，
图3表示经由图1所示之接口之结构资料之传输用之三导体连接上之讯号波形实施例，
图4使用讯号波形表示结构资料，酬载资料及同步资料之传输之间的关系，以及经由图1所示之接口之传输功率之基本波形。
图1表示具有一基频成份1及经由一接口2与之连接之一射频成份3之一传输电路。基频成份1系用于将被传输之酬载资料之数字传输，并包括一数字讯号处理器11用以处理酬载资料，以及一微控器12用以藉由结构数据控制射频成份并用于控制整体序列控制。
本发明例示实施例之射频成份3包括一功率放大器31，其于另一实施例中，也可是与射频模块3分离之外部组件形式。功率放大器31之输出侧经由一天线的线32连接至一天线，该天线系为射频调变讯号之传输而设计。
基频成份1与射频成份之间的接口2包括一第一多重导体连接21，为来自数字讯号处理器11之酬载数据传输而设计，一第二数字多重连接22，为控制射频成份3用之结构资料之传输而设计并耦合至基频成份1中之微控器12，一同步线23用于传输讯号32内之传输时槽之启始及结束的定义，以及一中断要求线24，藉由该中断要求线该射频模块3促使基频模块1执行一新的动作，尤其是再次传输资料。
当二多重导体连接21，22以及同步线23于本例示实施例中处于单向资料线的形式中时，也就是说它们被设计为仅从基频成份1至射频成份3的方向中传输，中断要求线24被设计为在从射频成份3至基频成份1之相反讯号方向中传输。
因为接口2系一专属的数字接口，基频模块1可完全使用数字电路设计。此外，来自结构数据传输之个别数字酬载数据传输之完全分离允许基频成份1结构有相当程度的简化，因为来自数字讯号处理器11之资料与来自微控器12之资料的耦合。此外，没有之前在基频模块中常用的混合的需要(也就是说部份模拟及部份数字的电路)。
此外，接口2仅具有8条线，亦即有数字多重导体连接用之三条线，以及同步及中断要求用的一条线，因此允许被包含的芯片具有小量的接脚。
举例而言，图2表示三条线上的讯号波形，包括从第一数字多重导体连接21形成之字符线WA0，位时脉线CL0以及资料线TX。此第一数字多重导体连接21系一修饰的单向I2S接口，其具有字符时脉用，位时脉用以及数据传输用，WL0，CL0，TX，之一线连接。经由线TX之资料序列的传输在此例中被组织为讯息形式，在本例中具有包括串行形式之16位之一讯息。在本例中，最大有效位(MSB)首先被传输，而最小有效位(LSB)最后被传输。在本例中，最大有效位被用以识别15个较小有效位是否包括酬载信息，有就是说射频成份中之载体振荡之调变用的调变位，或控制信息，也就是说控制串行信息或串行传输本性以及酬载资料用之传输格式，也就是说是否有高斯最小键移(Gaussian minimum shift keying)，EDGE或其它型态调变。在资料线TX上之一调变位在周期时脉讯号CL0之每一下降时脉边缘被计入射频成份3的时脉，所谓的位时脉。字符时脉讯号WA0由发生在与一字符时脉相同时间之位时脉中的下降时脉边缘定义一讯息传输的启始。此数据传输随后在位时脉之下降时脉边缘上启始。
表一被表示如下，且藉由实施例，表示GMSK调变用之被当成总共11讯息之一序列完整GSM传输脉波(爆冲)之157调变位之传输，每一讯息具有16位长度。MSB是0，因此被传输的位为酬载资料，在此情况的调变位中。
| No. | 讯息 | 内容 | |||||||||||||||
| 1 | 0 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | 10-4 |
| 2 | 0 | 29 | 28 | 27 | 26 | 25 | 24 | 23 | 22 | 21 | 20 | 19 | 18 | 17 | 16 | 15 | 15-29 |
| 3 | 0 | 44 | 43 | 42 | 41 | 40 | 39 | 38 | 37 | 36 | 35 | 34 | 33 | 32 | 31 | 30 | 30-44 |
| 4 | 0 | 59 | 58 | 57 | 56 | 55 | 54 | 53 | 52 | 51 | 50 | 49 | 48 | 47 | 46 | 45 | 45-49 |
| 5 | 0 | 74 | 73 | 72 | 71 | 70 | 69 | 68 | 67 | 66 | 65 | 64 | 63 | 62 | 61 | 60 | 60-74 |
| 6 | 0 | 89 | 88 | 87 | 86 | 85 | 84 | 83 | 82 | 81 | 80 | 79 | 78 | 77 | 76 | 75 | 75-89 |
| 7 | 0 | 104 | 103 | 102 | 101 | 100 | 99 | 98 | 97 | 96 | 95 | 94 | 93 | 92 | 91 | 90 | 90-104 |
| 8 | 0 | 119 | 118 | 117 | 116 | 115 | 114 | 113 | 112 | 111 | 110 | 109 | 108 | 107 | 106 | 105 | 105-119 |
| 9 | 0 | 134 | 133 | 132 | 131 | 130 | 129 | 128 | 127 | 126 | 125 | 124 | 123 | 122 | 121 | 120 | 120-134 |
| 10 | 0 | 149 | 148 | 147 | 146 | 145 | 144 | 143 | 142 | 141 | 140 | 139 | 138 | 137 | 136 | 135 | 135-149 |
| 11 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 156 | 155 | 154 | 152 | 150 | 151 | 150 | 150-156 |
表一
举例而言，以下的表二表示经由酬载资料连接之控制串行传输之控制资料的传输。MSB为1，且因此指示此讯息包含控制信息。
| 讯息名称 | 位元数 | 描述 | |||||||||||||||
| 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | ||
| GMSK | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 此讯息由11个具有如表一所示之GMSK传输之调变位之其它讯息 |
| EDGE | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 此讯息由32个具有EDGE传输脉波之调变位之其它讯息 |
| 空白缓冲器 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 先前传输的讯息无效，清空输入缓冲器 |
| IRQ空白 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | x | x | x | x | x | x | 当有更多xxxxxxB未处理讯息在输入缓冲器中时，起始一中断要求(IRQ) |
| IRQ填满 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | x | x | x | x | x | x | 当仅有更多xxxxxxB讯息用之更多空间在输入缓冲器中时，起始一中断要求(IRQ) |
表二
图3表示经由如图1所示之第二数字多重导体连接22中之全部三条线之讯号的波形之实施例。第二数字多重导体连接22也为经由经由线data_out之串行数据传输而设计，且另外具有位时脉clk_ser用之线，如已经于图2中所述，以及模块选择用之一第三线en_div，藉其使接收结构资料或其电路组件之模块3被激励。经由线22之结构资料用之传输协议也以讯息为基础被组织，于该情况中，讯息可以是个别讯息或互相跟随的一群讯息。在此情况中之一讯息包括一定义的总数N+1位，例如24位，且由一地址部及一资料部组成。在此例中的地址部包括K位并由ADR定义，而资料部系由DTA定义并包括N-K+1位。在传输资料至连序地址的讯息组的情况中，地址部可以不省略，如果接收器已之初始地址。本例中之接收器是射频模块3，其于本例中接收结构数据，但经由一天线传输射频数据。此地址随后决定终点，例如资料于一射频模块3中应该被传输至其中之一功能方块。
如结合图1且从图2及三很明显地可见，微控器12可传递传输参数至射频模块3，独立于酬载数据，在其身自我定义之时，不让这干扰数字讯号处理器11，或即使数字处理器11必须中断其处理或酬载资料的传输，因此，整体而言，相当地简化基频模块1内的时脉及序列控制。
结构资料，例如调变型态，振幅，传输功率轮廓，传输频率，传输时间，传输期间，传输模式，传输器之开启及关闭行为，等等，经由第二多重导体连接22传输。
一特定的结构讯息可被用于在讯息群开始前之一讯息群的传输，定义此群的启始，长度及启始/终点地址。一讯息群被使用，例如，以设定与时间有关的有效率的传输器的基本结构。
在个别讯息的传输期间，讯息传输通常有决定新设定变得有效的时间。
资料也可有选择性地从射频部被传输至基频部，藉由一额外连接线的实施，其并未被表示于图式中，在此资料已先前藉由来自基频部之一特定讯息而被要求的情况。此要求讯息的特征可以是，例如，地址部内的位被用以指示其预计成为对该地址之一读取存取而非写入存取。
最后，图4表示在酬载资料之传输，结构资料与同步资料之间的关系，以及如图1所示之GSM控制传输讯号之传输功率的基本轮廓。此例中的酬载资料经由第一多重导体连接2 1被传输，结构资料经由第二多重导体连接22被传输，而同步资料经由同步线23被传输，如图1所示。
首先，这确保从射频成份经由一天线之传输所需的所有结构资料已经由第二数字多重导体连接22被传输至射频组件3，并且足够大数目的调变位已经由该第一数字多重导体连接21被写入射频组件3之一输入缓冲器。一启始讯号随后可经由该同步线23被传递至射频组件3内之调变器，以便激活调变及传输处理。例如一上升边缘识别传输激活，而一下降边缘识别一传输时槽(爆冲)的结束。整体而言，时间t1至t8指示后续传输器同步用之重要时间：
t1 结构信息传输之启始
t2 酬载信息传输之启始
t3 结构信息传输之结束
t4 调变器之启始
t5 向上功率斜面之启始
t6 酬载信息传输之结束
t7 传输脉波之初始化
t8 向上功率斜面之启始
组件符号表：
1基频成分
2接口
3射频成分
11数字讯号处理器
12微控器
21多重导体连接
22多重导体连接
23同步线
24中断要求线
CL0位时脉
WA0字符时脉
TX资料
en_div选择线
clk_ser位时脉
data_out资料
MSB最大有效位
LSB最小有效位
Claims (10)
1.一种传输装置，尤其是为行动无线装置所用，具有
一基频成份(1)，用以处理一基频讯号，并具有为了数字数据传输而设计之一输入/输出，以及
一射频成份(3)，用于该基频讯号至将被传输之一射频讯号之转换，具有为数字数据传输用并藉由一接口(2)耦合至该基频成份之该输入/输出以及用于将被传输之酬载资料以及射频成份之结构用之结构资料的传输之一输入/输出。
2.如申请专利范围第1项之传输装置，特征在于
一第一数字多重导体连接(21)，用于酬载资料的传输，其一端连接至该基频成份(1)之该输入/输出，而另一端连接至该射频成份(3)之该输入/输出，且其中
一第二数字多重导体连接(22)，用于结构资料的传输，其一端连接至该基频成份(1)之该输入/输出，而另一端连接至该射频成份(3)之该输入/输出。
3.如申请专利范围第2项之传输装置，特征在于
该第一数字多重导体连接(21)包括
-一资料线(TX)，为酬载资料之串行数据传输而设计，
-一位时脉线(CLO)，为一时脉讯号之传输而被设计，其中该资料线之一位于各情况下与一时脉周期相关，
-一字符时脉线(WAO)，为该资料线上之一位序列之传输的启始而被设计。
4.如申请专利范围第2或3项之传输装置，特征在于
该第二数字多重导体连接(22)包括
-一资料线(data_out)，为该结构资料之串行数据传输而设计，
-一位时脉线(clk_ser)，为一时脉讯号之传输而被设计，其中一时脉周期于各情况下与该资料线上于各情况下之一位相关，以及
-一选择线(en_div)，用于该射频成份之驱动。
5.如申请专利范围第1至4项任一项之传输装置，特征在于
一同步线(23)，用于该射频成份(3)内之该酬载资料之同步，其一端连接至该基频成份(1)之该输入/输出，而另一端连接至该射频成份(3)之该输入/输出。
6.如申请专利范围第1至5项任一项之传输装置，特征在于
该基频及该射频成份(1，3)之该输入/输出被设计为用于串行数据传输。
7.如申请专利范围第1至6项任一项之传输装置，特征在于
该基频及该射频成份(1，3)之该输入/输出被设计为用于从该射频成份(3)至该基频成份(1)之单向数据传输。
8.如申请专利范围第1至7项任一项之传输装置，特征在于
一数字中断要求线(24)连接于该基频成份(1)与该射频成份(3)之间，尤其是为起始经过该射频成份(3)之该基频成份(1)之数据传输之重新开始。
9.如申请专利范围第1至8项任一项之传输装置，特征在于
一控制线，用以驱动该射频讯号之放大用之一功率放大器，而设于该基频成份(1)与该射频成份(3)之间。
10.一种如申请专利范围第1至9项任一项之传输装置于与一基地站通信用之一行动站内之使用。
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