CN1507699B - 移动无线传输装置 - 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)，且其尤其适用于移动无线装置目的用的传输。以专属数字为基础而设计的一接口(2)位于该基频模块(1)与该射频模块(3)之间，且较佳者，确保有效载荷数据(21)及结构数据(22)的完全分离传输。所述的原理允许基频模块(1)以完全数字的基础而设计，并允许高度的弹性通过一单一基频模块(1)与二或更多不同射频模块(3)的组合。
Description
技术领域
本发明系关于一种传输装置(transmission arrangement)，尤其是关于移动无线装置(mobile radio)的传输装置及传输装置的应用。
背景技术
在移动无线装置中，具有二个或更多能够同时与一个固定的或基地站通信的移动站在移动站与固定站之间通常产生一差异，。
依据标准的调制方法，例如GSM(Global System for MobileCommunication，移动通信全球系统)，EDGE，TIA-EIA136，UTRAFDD(UMTS，Universal Mobile Telecommunication Standard，通用移动电信标准)，UTRA TDD，IS-95等等，一个通过移动站的传输装置中的调制器以数据调制的载频被传输，例如通话数据或文字数据。通常，例如这些的调制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)并与一标准兼容的信号，通过从将被传输的数据处理而来的数字信号。此复数值信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信号，例如通过天线。
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通过不同制程处理产生的集成电路的型态(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，且此时通常是模拟信号接口的形式。基频信号于此情况中通常被产生为在此接口的复数(complex)基频信号，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°的九十度相差成份的IQ信号。此I及Q成份的每一者通常被传输为一不同信号，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，大数目的被包含的集成电路用之接脚数目，此已知的信号传输在射频侧及基频侧二者皆需要高品质模拟信号处理部件，例如数字/模拟转换器及放大器。
此外，关于射频部的特定信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的不一致性，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。数字信号处理领域及调制概念领域的持续发展已产生随基频内处理成比例增加，相较于整体信号处理路径，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的限制的弹性，因为基频模块现在仅可与已经为其特别发展的射频组件一起使用。
发明内容
因此本发明的目的在指出一种传输装置，尤其是移动无线装置所用，以及此种传输装置的使用，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，此目标通过一种传输装置而达成，尤其是移动无线装置所用，具有
一基频部件，用以处理一基频信号并具有用于数字数据传输的一输入/输出，以及
一射频部件，用于该基频信号至一将被传输的射频信号的转换，具有数字数据传输用并通过一接口耦合至该基频部件的输入/输出用于将被传输的有效载荷(payload)数据以及射频部件的结构用之结构数据的传输用的一输入/输出。
在此情况中，将被传输的有效载荷数据表示在射频部内被调制于一载频上，且例如，由一天线传输。
所示的结构数据表示可被用以结构化射频成份的数据，例如传输器中调制的型态，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。
所述的基频部件与射频部件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。在基频部件中的传输信号路径内不需要模拟电路部件，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。调制数据(有效载荷数据)及结构数据二者可以经由该所述的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数据速率。
信号处理可以在基频部件内的信息位阶层执行，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层模型的层1的实体层上的信号处理步骤例如脉冲成形，调制，提前校正以及补偿，可通过所述的数字接口完全在射频部件内执行，且因此独立于基频。
整体而言，所述的传输装置尤其适用于移动无线装置站，以支持GSM，EDGE TIA/EIA136移动无线装置站，以及支持第三代移动射频标准，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/或射频信号预先校正用之数字信号处理步骤可以直接在射频组件内，也就是说在射频部件内，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。
基频及射频部件可以是互相分离的集成电路(芯片)。
在本发明的一较佳实施例中，提供第一多重导体连接用于有效载荷数据的传输，一端连接至基频部件的该输入/输出，而另一端连接至该射频部件的该输入/输出，且其中提供一第二多重导体连接用于结构数据的传输，其一端连接至基频部件的输入/输出，而另一端连接至射频部件的输入/输出。
经由第一及第二多重导体连接的有效载荷数据及结构数据的分离数据传输简化并分离基频模块中处理的信号结构，因为，一般此有效载荷信息及结构信息分别从基频模块中的一数字处理器与基频模块中的一微控器提供的结构信息，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，有效载荷主要包括载频调制的射频模块用的调制数据，而结构数据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。
有效载荷数据与结构数据的分离数字传输较好的情况是通过消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部件内与射频部件内形成。
举例而言，基频模块可以具有一第一输入/输出连接耦合至有效载荷数据传输用的数字信号，而在基频部件上可提供结构数据传输用的一第二输入/输出，并连接至基频部件内的微控器。
较佳者，射频部件包含一调制器，一数字/模拟转换器以及一频率转换器用于来自基频的一信号至一射频信号的转换。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
一数据线用于串行数据传输，
一位时钟线用于一时钟信号的传输，具有与一时钟周期相关的数据线的1位，以及
一字时钟线用于数据线上的位序列的传输启始的指示。
经由数据线将被传输的数据可在传输单元内被组织，称为消息，每一消息包括，例如串行形式的16位。来自传输电路的一传输脉冲(脉冲串)再次包括，例如，具有总共11消息的序列，每一序列具有16位长度。对GSM而言。
由于将被传输的数据相当小的数量，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。
在本发明的另一较佳实施例中，第二数字多重导体连接包括一数据线用于结构数据的串行数据传输，一位时钟线用于一时钟信号传输，使用有一时钟周期与该数据线将被传输的一位相关的方式，以及一选择线用于该射频部件或该射频部件内的一电路组件的驱动。
此结构数据可以经由处于三导体接口形式的一第二数字多重导体连接并以以被组织为消息的传输协议而被传输。可能存在互相跟随的个别消息或一群消息。因为，关于本发明的主题，此有效载荷数据可以完全独立于结构数据而被传输，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的数字信号处理器上的干扰，也没有任何在有效载荷数据传输或处理中的中断需要，是可能的。
结构数据决定，例如，调制的型态，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，提供用于射频部件中的有效载荷数据同步的一同步线，其一端连接至基频部件的输入/输出，另一端连接至射频部件的输入/输出。
此同步线允许定义在射频部件的输出侧上的个别传输启始及结束的将被传输的同步数据，也就是说在射频载体阶层，例如当在时隙内传输时，称为脉冲串(burst)。
在本发明另一较佳实施例中，基频部件及射频部件的输入/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数据的小数量，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，基频部件及射频部件的输入/输出用于从基频部件至射频部件的单向数据传输，但不是在相反的方向。这使得在所述数字接口的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部件与射频部件之间，用以初始化经过射频部件的基频部件的数据传输的重新开始。
在本发明的另一例中，在基频部件与射频部件之间提供一额外控制线用以驱动射频信号放大用的一功率放大器。此功率放大器可以，例如被设置于射频放大部件中的输出侧，且例如，提供来自一频率转换器至一天线的耦合，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的模拟驱动作为功率放大器而不使用数字驱动，依应用而定。
附图说明
本发明其它细节在具体实施方式部分进行了说明。
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的简要方块图，
图2表示经由图1所示的接口的有效载荷数据的传输用的三导体连接上的信号波形实施例，
图3表示经由图1所示的接口的结构数据的传输用的三导体连接上的信号波形实施例，
图4使用信号波形表示结构数据，有效载荷数据及同步数据的传输之间的关系，以及经由图1所示的接口的传输功率的基本波形。
具体实施方式
图1表示具有一基频部件1及经由一接口2与之连接的一射频部件3的一传输电路。基频部件1系用于将被传输的有效载荷数据的数字传输，并包括一数字信号处理器11用以处理有效载荷数据，以及一微控器12用以通过结构数据控制射频部件并用于控制整体序列控制。
本发明例示实施例的射频部件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分离的外部组件形式。功率放大器31的输出侧经由一天线的线32连接至一天线，该天线用于射频调制信号的传输。
基频部件1与射频部件之间的接口2包括一第一多重导体连接21，为来自数字信号处理器11的有效载荷数据传输而设计，一第二数字多重连接22，为控制射频部件3用的结构数据的传输而设计并耦合至基频部件1中的微控器12，一同步线23用于传输信号32内的传输时隙的启始及结束的定义，以及一中断要求线24，通过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，尤其是再次传输数据。
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数据线的形式中时，也就是说它们被设计为仅从基频部件1至射频部件3的方向中传输，中断要求线24被设计为在从射频部件3至基频部件1的相反信号方向中传输。
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，来自结构数据传输的个别数字有效载荷数据传输的完全分离允许基频部件1结构有相当程度的简化，因为来自数字信号处理器11的数据与来自微控器12的数据的耦合。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的三条线，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表示三条线上的信号波形，包括从第一数字多重导体连接21形成的字线WA0，位时钟线CL0以及数据线TX。此第一数字多重导体连接21系一修饰的单向I2S接口，其具有字时钟用，位时钟用以及数据传输用，WL0，CL0，TX，的一线连接。经由线TX的数据序列的传输在此例中被组织为消息形式，在本例中具有包括串行形式的16位的一消息。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有效载荷信息，有就是说射频部件中的载体振荡的调制用的调制位，或控制信息，也就是说控制串行信息或串行传输本性以及有效载荷数据用的传输格式，也就是说是否有高斯最小移位键控(Gaussian minimum shift keying)，EDGE或其它型态调制。在数据线TX上的一调制位在周期时钟信号CL0的每一下降时钟边缘被计入射频部件3的时钟，所谓的位时钟。字时钟信号WA0由发生在与一字时钟相同时间的位时钟中的下降时钟边缘定义一消息传输的启始。此数据传输随后在位时钟的下降时钟边缘上启始。
表一被表示如下，且通过实施例，表示GMSK调制用的被当成总共11消息的一序列完整GSM传输脉冲(脉冲串)的157调制位的传输，每一消息具有16位长度。MSB是0，因此被传输的位为有效载荷数据，在此情况的调制位中。
表一
举例而言，以下的表二表示经由有效载荷数据连接的控制串行传输的控制数据的传输。MSB为1，且因此指示此消息包含控制信息。
表二
图3表示经由如图1所示的第二数字多重导体连接22中的全部三条线的信号的波形的实施例。第二数字多重导体连接22也为经由经由线data_out的串行数据传输而设计，且另外具有位时钟clk_ser用的线，如已经于图2中所述，以及模块选择用的一第三线en_div，藉其使接收结构数据或其电路组件的模块3被激励。经由线22的结构数据用的传输协议也以消息为基础被组织，于该情况中，消息可以是个别消息或互相跟随的一群消息。在此情况中的一消息包括一定义的总数N+1位，例如24位，且由一地址部及一数据部组成。在此例中的地址部包括K位并由ADR定义，而数据部系由DTA定义并包括N-K+1位。在传输数据至连序地址的消息组的情况中，地址部可以不省略，如果接收器已的初始地址。本例中的接收器是射频模块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，例如数据于一射频模块3中应该被传输至其中的一功能方块。
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，独立于有效载荷数据，在其身自我定义之时，不让这干扰数字信号处理器11，或即使数字处理器11必须中断其处理或有效载荷数据的传输，因此，整体而言，相当地简化基频模块1内的时钟及序列控制。
结构数据，例如调制型态，振幅，传输功率轮廓，传输频率，传输时间，传输期间，传输模式，传输器的开启及关闭行为，等等，经由第二多重导体连接22传输。
一特定的结构消息可被用于在消息群开始前的一消息群的传输，定义此群的启始，长度及启始/终点地址。一消息群被使用，例如，以设定与时间有关的有效率的传输器的基本结构。
在个别消息的传输期间，消息传输通常有决定新设定变得有效的时间。
数据也可有选择性地从射频部被传输至基频部，通过一额外连接线的实施，其并未被表示于图式中，在此数据已先前通过来自基频部的一特定消息而被要求的情况。此要求消息的特征可以是，例如，地址部内的位被用以指示其预计成为对该地址的一读取存取而非写入存取。
最后，图4表示在有效载荷数据的传输，结构数据与同步数据之间的关系，以及如图1所示的GSM控制传输信号的传输功率的基本轮廓。此例中的有效载荷数据经由第一多重导体连接21被传输，结构数据经由第二多重导体连接22被传输，而同步数据经由同步线23被传输，如图1所示。
首先，这确保从射频部件经由一天线的传输所需的所有结构数据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制位已经由该第一数字多重导体连接21被写入射频组件3的一输入缓冲器。一启始信号随后可经由该同步线23被传递至射频组件3内的调制器，以便激活调制及传输处理。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隙(脉冲串)的结束。整体而言，时间t1至t8指示后续传输器同步用的重要时间：
t1结构信息传输的启始
t2有效载荷信息传输的启始
t3结构信息传输的结束
t4调制器的启始
t5向上功率斜面的启始
t6有效载荷信息传输的结束
t7传输脉冲的初始化
t8向上功率斜面的启始
组件符号表：
1基频部件
2接口
3射频部件
11数字信号处理器
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位时钟
WA0字时钟
TX数据
en_div选择线
clk_ser位时钟
data_out数据
MSB最大有效位
LSB最小有效位
Claims (9)
1.一种广播装置，具有
一基频部件(1)，用以处理一基频信号，并具有用以传输数字数据的一输入/输出，
一射频部件(3)，用于该基频信号至将被传输的一射频信号的转换，具有用于将被传输的有效载荷数据的传输以及用于射频部件的结构用的结构数据的传输的一输入/输出，该射频部件的该输入/输出是为了数字数据传输用，并通过一接口(2)而耦合至该基频部件的该输入/输出，
一第一数字多重导体连接(21)，用于有效载荷数据的传输，其一端连接至该基频部件(1)的该输入/输出，而另一端连接至该射频部件(3)的该输入/输出，以及
一第二数字多重导体连接(22)，用于该结构数据的传输，其一端连接至该基频部件(1)的该输入/输出，而另一端连接至该射频部件(3)的该输入/输出，
其中该第一数字多重导体连接(21)包括
-一数据线(TX)，用于传输有效载荷数据的串行数据，
-一位时钟线(CL0)，用于传输一时钟信号，其中该数据线的一位于各情况下与一时钟周期相关，
-一字时钟线(WA0)，用于指示该数据线上的一位序列的传输的启始。
2.如权利要求1的广播装置，特征在于
该第二数字多重导体连接(22)包括
-一数据线(data_out)，用于传输该结构数据的串行数据，
-一位时钟线(clk_ser)，用于传输一时钟信号，其中一时钟周期于各情况下与该数据线上于各情况下的一位相关，以及
-一选择线(en_div)，用于该射频部件的驱动。
3.一种广播装置，具有
一基频部件(1)，用以处理一基频信号，并具有用于传输数字数据的一输入/输出，
一射频部件(3)，用于该基频信号至将被传输的一射频信号的转换，具有用于将被传输的有效载荷数据的传输以及用于射频部件的结构用的结构数据的传输的一输入/输出，该射频部件的该输入/输出是为了数字数据传输用，并通过一接口(2)而耦合至该基频部件的该输入/输出，
一第一数字多重导体连接(21)，用于有效载荷数据的传输，其一端连接至该基频部件(1)的该输入/输出，而另一端连接至该射频部件(3)的该输入/输出，以及
一第二数字多重导体连接(22)，用于该结构数据的传输，其一端连接至该基频部件(1)的该输入/输出，而另一端连接至该射频部件(3)的该输入/输出，
其中该第二数字多重导体连接(22)包括
-一数据线(data_out)，用于传输该结构数据的串行数据，
-一位时钟线(clk_ser)，用于传输一时钟信号，其中一时钟周期于各情况下与该数据线上于各情况下的一位相关，以及
-一选择线(en_div)，用于该射频部件的驱动。
4.如权利要求1至3其中任一项的广播装置，特征在于
一同步线(23)，用于该射频部件(3)内的该有效载荷数据的同步，其一端连接至该基频部件(1)的该输入/输出，而另一端连接至该射频部件(3)的该输入/输出。
5.如权利要求1至3其中任一项的广播装置，特征在于
该基频及该射频部件(1，3)的该输入/输出用于传输串行数据。
6.如权利要求1至3其中任一项的广播装置，特征在于
该基频及该射频部件(1，3)的该输入/输出用于从该射频部件(3)传输单向数据至该基频部件(1)。
7.一种广播装置，具有
一基频部件(1)，用以处理一基频信号，并具有用于传输数字数据的一输入/输出，
一射频部件(3)，用于该基频信号至将被传输的一射频信号的转换，具有用于分离地将被传输的有效载荷数据的传输以及用于射频部件的结构用的结构数据的传输的一输入/输出，该射频部件的该输入/输出是为了数字数据传输用，并通过一接口(2)而耦合至该基频部件的该输入/输出，以及
一数字中断要求线(24)连接于该基频部件(1)与该射频部件(3)之间，根据该数字中断要求线(24)的指示，该射频部件(3)促使该基频部件(1)执行数据的再次传输。
8.如权利要求1至3和7其中任一项的广播装置，特征在于
一控制线，用以驱动该射频信号的放大用的一功率放大器，而设于该基频部件(1)与该射频部件(3)之间。
9.如权利要求1至3和7其中任一项的广播装置，该广播装置被用于与一基地站进行通信的一移动站。
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