CN1716928A - 用于多模通信系统的模拟基带处理器和处理模拟基带的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了在多模通信设备中使用的模拟基带处理器和处理模拟基带的方法。该模拟基带处理器包括单个(共享)模数转换器、以及第一接收机数字前端和第二接收机数字前端中的至少一个。该模拟基带处理器可进一步包括第三或更多接收机数字前端。该模数转换器由接收机数字前端分时共享，并且(交替地)基于第一采样率将第一模式输入信号转换成第一数字信号，并且基于(相同的)第一采样率将第二模式输入信号转换成第二数字信号。第一接收机数字前端转换第一数字信号的第一采样率，而第二接收机数字前端转换第二数字信号的第一采样率。

Description

用于多模通信系统的模拟基带处理器和处理模拟基带的方法
要求的优先权
本中请要求2004年6月16日提交的韩国专利申请第2004-44517号在35USC§119下的优先权，在此为了所有目的通过引用而整体合并其内容。
技术领域
本发明涉及一种移动通信发射机/接收机以及一种发送/接收数字信号的方法，并更具体而言，涉及多模通信系统中的一种模拟基带处理器和一种处理模拟基带的方法。
背景技术
无线通信的多模(即移动通信标准/协议)可以用来允许移动终端(例如，蜂窝电话、PDA、便携式计算机)在移动通信网络中通信。通过包括全球移动通信系统(GSM)、通用无线分组业务(GPRS)、宽带码分多址(WCDMA)、CDMA2000、和时分同步码分多址(TD-SCDMA)的通信协议来实现这些模式。
一般而言，在数字通信系统中，模拟信号被转换为数字信号，或数字信号被转换为模拟信号。
在数字通信系统中，通常需要模数转换或数模转换(例如，降低传输路径上的噪音并改进传输性能)。
图1是说明传统的数字通信发射机/接收机的方框图。
根据图1，传统的数字通信发射机/接收机包括RF处理器102、IF处理器104、模拟基带(ABB)处理器106和数字基带(DBB)处理器108。
相关技术的接收/发送方案主要分为零差方案和外差方案。在接收/发送中，外差方案使用具有比RF信号更低频率的中频(IF)信号，以使得在收发两用系统中，可容易地执行放大，并且选择性和保真度可以很高。
当数字通信发射机/接收机接收射频(RF)信号(接收模式)时，RF处理器102把从天线接收的射频(RF)信号转换到中频(IF)(通过外差技术)，或者可替换地把RE信号直接转换到基带频率(直接变换，使用零-中间-频率；零差)。当数字通信发射机/接收机发送射频(RF)信号(发送模式)时，RF处理器102把IF信号或基带信号调制成RF信号以通过天线发送该RF信号。
在外差的发射机/接收机(使用中频(IF)信号)中采用该IF处理器104。在接收模式期间，IF处理器104将IF信号转换到基带频率，并且在发送模式期间，IF处理器104将基带信号转换成IF信号。
在接收模式期间，模拟基带(ABB)处理器106执行模拟基带信号的模数转换，并且把模拟基带信号转换成数字基带信号(以适当的采样率或采样频率)。所转换的基带信号被发送到数字基带(DBB)处理器108。在发送模式期间，模拟基带(ABB)处理器把数字信号转换成模拟基带信号(通过执行所接收的数字信号的数模转换ADC)，以输出模拟基带信号到IF处理器104。
数字基带(DBB)处理器108在接收模式中执行信号解调和信道解码，并且在发送模式中执行信号调制和信道编码。
图2是说明传统的模拟基带处理器的方框图。
根据图2，传统的模拟基带处理器200包括模拟基带接收机部件210和模拟基带发射机部件230。
模拟基带接收机部件210包括模数转换器(ADC)212和第一数字前端213。第一数字前端213包括抽取器(decimator)214和第一采样率转换器216。
模数转换器(ADC)212把模拟基带信号转换到数字基带信号(使用第一预定的采样率以产生离散时间信号)。第一数字前端213(使用第二预定采样率)对数字(离散时间)基带信号进行滤波，以向数字基带处理器240提供滤波后的数字基带信号。
抽取器214包括第一低通滤波器(LPF1)2141和第一下采样器(down-sampler)2143。抽取器214降低了转换的数字基带信号(离散时间信号)的采样率(频率)。抽取器241重新采样离散时间信号(数字基带信号)。使用具有下采样(down sampling)因子R1(R1是整数)的第一下采样器2143执行抽取。因此，其中输入到抽取器214的数字(离散时间)信号具有采样率f1，抽取器214的(重新采样)的输出信号具有采样率fl/R1。通过使用第一低通滤波器2141滤波离散时间信号，可以避免在重新采样的离散时间信号中的混叠(aliasing)。
第一采样率转换器216包括第一上采样器(up-sampler)2161、第二低通滤波器2163和第二下采样器2165来(用分数因子)执行(第二)采样率转换。第一上采样器2161具有上采样因子M1，以便用该因子M1(M1是整数)对抽取器214的输出信号进行上采样。第二低通滤波器2163防止由于上采样转换而造成的混叠。第二下采样器2165具有下采样因子L1，以便通过因子L1(L1是整数)对第二低通滤波器2163的输出信号进行下采样。因此，第一采样率转换器216用采样率转换因子M1/L1转换抽取器214的输出信号的采样率。
因此，从第一采样率转换器216输出的信号具有(转换的)采样率f1c，其等于f1/R1×M1/L1。因此，f1c＝f1×M1/(R1×L1)。
模拟基带发射机单元230包括数模转换器236和用于传输的第二数字前端231。第二数字前端231包括第二采样率转换器232和内插器234。第二采样率转换器232以分数因子(M2/L2)来转换数字基带处理器240的输出信号的采样率。例如，当数字基带处理器240的输出信号具有采样率f2/P2×L2/M2(即f2×L2/(P2×M2))时，第二采样率转换器232包括具有上采样因子M2(M2是整数)的第二上采样器2321、第三低通滤波器2323(用于防止由于上转换而造成的混叠)、和具有下采样因子L2(L2是整数)的第三下采样器2325，以使得通过因子M2对数字基带处理器240的输出信号进行上采样，并然后以因子L2进行下采样。因此，从第二采样率转换器232输出的信号具有采样率f2/P2。
内插器234包括具有上采样因子P2的第三上采样器2341和第四低通滤波器2343。第三上采样器2341采用因子P2对第二采样率转换器231的输出信号和第二下采样器2325的输出进行上采样。第四低通滤波器2343消除了由于上转换而造成的混叠。因此，内插器234的输出信号的采样率是f2。
数模转换器236把数字信号(来自第二采样率转换器231的输出信号)转换成模拟信号，以将所转换的模拟信号发送到RF信号处理器或IF信号处理器。
应用于数字基带处理器240的信号的采样率取决于模数转换器212的采样率f1，并且基于第一数字前端213的采样因子R1、M1和L1。此外，应用于数字基带处理器240的信号也取决于通信协议标准。
类似地，也由通信协议标准确定数字基带处理器240的输出信号的采样率。
例如，存在许多不同的通信协议标准，例如用于数字通信系统中的时分多址(TDMA)的GSM通信标准，和广泛普及的用于第3代无线和蜂窝标准的码分多址(CDMA)的cdma2000和W-CDMA通信标准。
在采用符合不同通信标准的各种通信系统的多模通信系统中，模拟基带处理器包括遵从不同通信标准的用于处理信号的并行数字前端。
图3是说明双(两个)模式接收机中的传统模拟基带处理器的方框图。
根据图3，用于双模接收机的传统模拟基带处理器包括在GSM/EDGE模式系统中使用的第一模数转换器(ADC)300、第一数字前端310、和在W-CDMA模式系统中使用的第二模数转换器(ADC)340和第二数字前端350。图3的传统的模拟基带处理器包括用于两个通信标准的两个模数转换器300和340。第一模数转换器(ADC)300以第一预定采样率(频率)f1进行采样。第二模数转换器(ADC)340以第二预定采样率(频率)f2进行采样。通常，采样率f1和f2彼此不同。
图3的模拟基带处理器选择性地处理GSM/EDGE信号或W-CDMA信号。两个数字前端310和350的每一个都具有与在图2中说明的数字前端(213)相似的配置与功能。第一数字前端310包括第一抽取器320和第一采样率转换器330。第一抽取器320具有第一低通滤波器(LPF1)322和第一下采样器324。第一采样率转换器330具有第一上采样器332、第二低通滤波器334和第二下采样器336。
类似地，第二数字前端350包括第二抽取器360和第二采样率转换器370。第二抽取器360包括第三低通滤波器362和第三下采样器364。第二采样率转换器370包括第二上采样器372、第四低通滤波器374和第二下采样器376。
为了支持多个通信标准(例如第2代GSM/EDGE(用于GSM演进的增强数据率)和IMT-2000通信系统中的第3代W-CDMA)，接收机需要多个模数转换器和多个数字前端(例如，具有用于每个不同通信标准的预定采样率的模数转换器(ADC))。
但是，当把两个或更多通信系统合并到双模或多模发射机/接收机中时，由于增加模数转换器(ADC)和数字前端的数目，可能增加芯片尺寸，并也可能增加设计复杂性。
发明内容
本发明的示例实施例提供了用于多模通信设备中的模拟基带处理器。
在本发明的一些实施例中，该模拟基带处理器包括用于交替处理不同模式(例如，GSM/EDGE、CDMA-2000、GPS等等)的多个信号中的每一个的单个模数转换器。该模拟基带处理器可进一步包括第一接收机数字前端和第二接收机数字前端，各自可操作地耦接到相同的模数转换器(ADC)。该模数转换器(ADC)交替地根据(以)第一采样率把第一模式输入信号转换到第一数字信号，并且根据(以)第一采样率把第二模式输入信号转换到第二数字信号。第一接收机数字前端转换第一数字信号的采样率，并且第二接收机数字前端转换第二数字信号的采样率(成为相同的采样率)。例如，第一接收机数字前端包括第一抽取器，其配置为以转换因子R1转换第一数字信号的采样率，R1是整数；和第一采样率转换器，其配置为以转换因子M1/L1转换第一抽取器输出信号的采样率，M1和L1是整数。例如，第二接收机数字前端包括第二抽取器，其配置为以转换因子R2转换第二数字信号的采样率，R2是整数；和第二采样率转换器，其配置为以转换因子M2/L2转换第二抽取器的输出信号的采样率，M2和L2是整数。例如，根据GSM/EDGE标准，第一采样率×M1/(L1×R1)等于大约1.625/N1 Msps(百万个采样每秒)，其中N1是大于1的整数；并且根据W-CDMA标准，第一采样率×M2/(L2×R2)等于大约3.84×N2Msps(百万个采样每秒)，其中N2是大于1的整数。上述变量N1、N2、R1、M1、L1、R2、M2和L2是确定的或预定的，使得1.625×106×(R1×L1)/(M1×N1)等于3.84×106×(N2×R2×L2)/M2。
在本发明的其他示例实施例中，该多模设备中使用的模拟基带处理器包括第一发射机数字前端、第二发射机数字前端和共享数模转换器。第一发射机数字前端转换第一数字输入信号的采样率。第二发射机数字前端转换第二数字输入信号的采样率。数模转换器交替地把第一发射机数字前端的输出信号转换到第一模拟信号，并且把第二发射机数字前端的输出信号转换到第二模拟信号，第一发射机数字前端的输出信号和第二发射机数字前端的输出信号分别具有相同的(例如相同的第一共享)采样率。
在本发明的其他示例实施例中，用于多模设备中的模拟基带处理器包括共享模数转换器、第一接收机数字前端、第二接收机数字前端、第一发射机数字前端、第二发射机数字前端和共享数模转换器。共享模数转换器交替地根据第一采样率把第一模式输入信号转换到第一数字信号，并且根据第一采样率把第二模式输入信号转换到第二数字信号。第一接收机数字前端转换第一数字信号的采样率，第二接收机数字前端转换第二数字信号的第一采样率。第一发射机数字前端转换第一数字输入信号的采样率，而第二发射机数字前端转换第二数字输入信号的采样率。(共享的)数模转换器交替地把第一发射机数字前端的输出信号转换成第一模拟信号，并且交替地把第二发射机数字前端的输出信号转换到第二模拟信号，第一发射机数字前端的输出信号和第二发射机数字前端的输出信号具有相同的(例如，第一)采样率。
本发明的示例实施例也可提供用于多模通信系统中的处理模拟基带的方法。根据本发明的一些实施例，在该方法中，根据第一采样率把第一模式输入信号转换到第一数字信号，且根据第一采样率把第二模式输入信号转换到第二数字信号。把第一数字信号的第一采样率转换到第二采样率，并且把第二数字信号的第一采样率转换到第三采样率。该方法可进一步包括(以相同的第一采样率)把第三模式输入信号转换到第三数字信号；并且转换第三数字信号的(第一)采样率以使得第三数字信号具有第四采样率。
根据本发明的其他示例实施例，在用于多模通信系统的处理模拟基带的方法中，转换(要发送的)第一数字信号的采样率以使得第一数字输入信号具有第一采样率。把第二数字输入信号的采样率转换到第一采样率；并且把已转换的第一和第二数字信号(由第一采样率)分别转换到第一模拟信号或第二模拟信号。该方法可进一步包括转换第三数字信号的采样率，使得第三数字输入信号具有第一采样率。
附图说明
通过参考附图详细说明本发明的示例实施例，本领域技术人员将更理解本发明，其中由相同的附图标记(或由相同的元件标签)表示相同的元件，并且给出这些附图仅仅为了说明而非限制本发明的示例实施例，并且：
图1是说明传统数字发射机/接收机的方框图；
图2是说明单一模式数字发射机/接收机中的传统模拟基带处理器的方框图；
图3是说明双模接收机中的传统模拟基带处理器的方框图；
图4是说明根据本发明的示例实施例的多模接收机中的模拟基带处理器的方框图；
图5是说明根据本发明的另一个示例实施例的多模接收机中的模拟基带处理器的方框图；
图6是说明根据本发明的另一个示例实施例的多模发射机中的模拟基带处理器的方框图；
图7是说明根据本发明的另一个示例实施例的多模发射机中的模拟基带处理器的方框图；以及
图8是说明根据本发明的另一个示例实施例的多模接收机/发射机中的模拟基带处理器的方框图。
具体实施方式
图4是说明根据本发明的实施例的多模接收机中的示例模拟基带处理器的方框图。
参考图4，多模接收机中的模拟基带处理器包括切换单元(例如多路复用器)401、单个模数转换器(ADC)400、第一数字前端410和第二数字前端440。
切换单元(例如多路复用器)401接收第一模式(例如，GSM/EDGE)输入信号和第二模式(例如，W-CDMA)输入信号，并且选择性地输出第一和第二模式输入信号中所选择的一个信号。第一和第二模式输入信号可以是模拟RF信号或IF信号。例如，第一模式输入信号可以是GSM/EDGE RF(或IF)信号，并且第二模式输入信号可以是W-CDMA RF(或IF)信号。
模数转换器(ADC)400使用采样频率f1把切换单元401的输出(第一和第二模式输入信号中所选择的一个信号)转换成具有采样率(或采样频率)f1的数字(离散时间)信号。
第一数字前端410包括第一抽取器420和第一采样率转换器430，并且以分数转换因子转换数字信号的采样率f1。第一抽取器420包括具有预定截止频率的第一低通滤波器422，以避免在转换的数字信号中的混叠。第一抽取器420进一步包括第一下采样器424，用于以整数下采样因子(R1)对接收的数字信号的采样率f1进行下采样。例如，第一下采样器424以下采样因子R1(R1是整数)对接收的数字信号的采样率f1进行下采样。
第一采样率转换器430以转换因子M1/L1转换来自第一抽取器420的输出信号的采样率。第一采样率转换器430包括第一上采样器432，用于以上采样因子M1对第一个抽取器420的输出信号的采样率(f1/R1)进行上采样。第一采样率转换器430进一步包括具有预定截止频率的第二低通滤波器(LPF2)434，以防止在第一上采样器432的输出信号中的混叠。第二低通滤波器(LPF2)434的输出信号输入到第二下采样器436。第二下采样器436以下采样因子L1对第二低通滤波器434的输出信号的采样率进行下采样。因此，第一采样率转换器430以转换因子M1/L1转换第一抽取器420的输出信号的采样率(f1/R1)。因此，第一数字前端410以转换因子M1/(L1×R1)转换第一抽取器420的输出信号的采样率(f1)。
第一数字前端410可以处理GSM/EDGE信号。在GSM/EDGE标准中，数字基带处理器470以大约1.625/N1(N1是大于1的整数)Msps(百万采样每秒)的采样率对输入或输出信号进行采样。因此，输入到数字基带处理器470的信号的采样率f1×M1/(L1×R1)(其中R1、M1和L1是大于1的整数)等于大约1.625/N1 Msps。
第二数字前端440以第二分数因子转换接收的数字信号的采样率f1。第二数字前端440包括第二抽取器450和第二采样率转换器460。
第二抽取器450包括用于对接收的数字信号进行滤波的第三低通滤波器(LPF3)452和用于用下采样因子1/R2(R2是整数)对接收的数字信号的采样率进行下采样的第二下采样器454。
第二采样率转换器460用转换因子M2/L2转换第二抽取器450的输出信号。第二采样率转换器460包括第二上采样器462、第四低通滤波器(LPF4)464和第四下采样器466。第二抽取器450的输出信号由第二上采样器462用上采样因子M2进行上采样，并然后输入以便由具有预定截止频率的第四低通滤波器(LPF4)464滤波以避免混叠。然后由第四下采样器466用下采样因子L2对滤波的信号进行下采样。因此，提供给数字基带处理器470的信号具有采样率f1×M2/(L2×R2)。
在本实施例中，在W-CDMA系统中可使用第二数字前端440，因此第二采样率转换器460的输出可输入到数字基带处理器470中的W-CDMA数字基带处理器。当根据W-CDMA标准操作时，数字基带处理器470以采样率3.84×N2(N2是大于1的整数)Msps(百万采样每秒)对输入或输出信号进行采样。因此，当根据W-CDMA标准操作时，输入到数字基带处理器470的信号的采样率f1×M2/(L2×R2)(其中R2、M2和L2是大于1的整数)等于3.84×N2Msps。
两个数字前端410和440可以共享相同的模数转换器(ADC 400)，因为它们具有(模数转换器400的)采样率f1。当适当地选择例如f1、R1、M1、K1、R2、M2、L2和N2的变量时，可由每个数字前端交替地使用由两个数字前端410和440共享的公共模数转换器400，以便可交替地处理两个不同模式的信号(例如GSM/EDGE信号和W-CDMA信号)。
因此，根据本发明的示例实施例，不必提供两个模数转换器ADC(参见图3中的300和340)以交替地处理GSM/EDGE信号和W-CDMA信号。相反，需要使用一个模数转换器(ADC 400)以在不同的操作模式中选择性地处理两个信号。例如，当接收GSM/EDGE信号时，使用第一数字前端410以处理GSM/EDGE信号，并且当接收W-CDMA信号时，使用第二数字前端440以处理W-CDMA信号。当激活第一数字前端410以处理GSM/EDGE信号时，第二数字前端440停止信号处理。当激活第二数字前端440处理W-CDMA信号时，第一数字前端410停止信号处理。
模拟基带处理器的采样率f1，特别是模数转换器(ADC 400)的采样率f1可以预定为具有可接受值域，然后其他剩余变量(N1、N2、R1、M1、L1、R2、M2和L2)的值可如下确定：
首先，可预定模数转换器的采样率f1。
例如，可把采样率f1限制在可接受值域中，例如在大约25MHz和大约35MHz之间的范围。
接下来，可确定用于GSM/EDGE和W-CDMA数字基带处理器的输入采样率的变量N1和N2。
例如，N1设置为6，且N2设置为2。
接下来，可确定用于各个抽取器和采样率转换器的采样率的变量R1、M1、L1、R2、M2和L2。
存在许多整数可使变量R1、M1、L1、R2、M2和L2满足条件f1/R1*M1/L1＝1.625/N1 Msps(用于处理GSM/EDGE信号)和条件f1/R2*M2/L2＝3.84*N2 Msps(用于处理W-CDMA信号)。可选择变量以便减少硬件复杂性。当上采样器和下采样器用于采样转换器时，上采样器的采样率比下采样器的采样率对采样率转换器的硬件复杂性具有更大的影响。因此，为了减少数字前端的设计复杂性，可选择尽可能小的变量M1和M2(即，各个上采样器的采样率)。当用于各个下采样器的采样率的变量(R1、L1、R2和L2)被选择为小时，也可减少硬件复杂性。
此外，尽管这里的讨论主要针对选择变量以减少硬件复杂性的方法，但是很显然本领域技术人员也可根据其他标准选择变量(例如，以便改进信号传输的准确性)。
接下来，使用表达式1可确定满足下列表达式1的一组变量。
【表达式1】
f1＝1.625×106/N1×R1/M1×L1＝3.84×106×N2×R2/M2×L2
接下来，在满足表达式1的多组变量之中，当给定采样率f1时，可选择提供M1+M2+R1+L1+R2+L2最小值的一组变量。
可由下列伪码实现用于选择上述变量而执行的步骤。
【伪码】
N1＝6
N2＝2
for R1＝1∶50
  for M1＝1∶50
    for L1＝1∶50
        f1＝(1.625/N1)*R1*L1/M1
        iff1＞＝25 & f1＜35
            for R2＝1∶50
              for M2＝1∶5O
                for L2＝1∶50
                   f2＝(3.84*N2)*R2*L2/M2
                   iff1＝＝f2
                       f1，R1，M1，L1，R2，M2，L2，M1+M2，R1+L1+R2+L2
                     end
                  end
               end
            end
         end
      end
   end
end，下表1示出了当N1设置为6且N2设置为2时满足表达式1的各组变量。
【表1】
  F1(MHz)   R1   M1   L1   R2   M2   L2   M1+M2   R1+L1+R2+L2
27.7333   16   5   32   5   18   13   23   66
  32   5   16   13   18   5   23   66
28.0   32   13   42   7   48   25   61   106
  32   13   42   25   48   7   61   106
  42   13   32   7   48   25   61   106
  42   13   32   25   48   7   61   106
30.0   36   13   40   5   32   25   45   106
  36   13   40   25   32   5   45   106
31.2   24   5   24   5   16   13   21   66
  24   5   24   13   16   5   21   66
32.0   32   13   48   5   6   5   19   90
  48   13   32   5   6   5   19   90
尽管在图4中示出了GSM/EDGE信号和W-CDMA信号被输入到用于选择性地处理两个模式信号中的所选择的一个信号的模数转换器(ADC 400)，但是对本领域技术人员来说，图4的模拟基带处理器可选择性地处理任何两个模式信号(例如，GSM/EDGE信号、W-CDMA信号和cdma-2000信号中的任何两个)是显而易见的。
此外，本发明可适于处理各种已知的或未来的通信系统模式信号，例如GSM/EDGE、W-CDMA、cdma-2000、GPS、蓝牙、W-LAN。
下表2示出了实施例中的各组变量R1、M1、L1、R2、M2和L2，在该实施例中，图4的一个模数转换器400和两个数字前端(410和440)被配置为选择性地把模拟cdma-2000和模拟GPS信号处理成数字信号。
【表2】
  f1(MHz)   R1   M1   L1   R2   M2   L2
  31.744   5   48   31   16   33   16
33.792   5   16   11   16   31   16
  11   16   5   16   31   16
在表2中，N1、R1、M1和L1是用于处理cdma-2000信号的变量，而N2、R2、M2和L2是用于处理GPS信号的变量。此外，N1设置为8而N2设置为4。
图5是说明根据本发明另一个示例实施例的多模接收机中的模拟基带处理器的方框图。
参考图5，图5中的多模接收机中的模拟基带处理器与图4中的模拟基带处理器相同，除了更大的切换单元(例如，多路复用器)501和第三数字前端570(例如，用于处理cdma-2000信号)之外。相同的附图标记在图4中表示类似的或相同的元件。因此，将仅仅说明切换单元501和第三数字前端570，并且省略第一和第二数字前端410和440的说明。
切换单元(例如，多路复用器)501接收第一模式输入信号、第二模式输入信号和第三模式输入信号以输出第一、第二和第三模式输入信号中所选择的一个信号。第一、第二和第三模式输入信号可以是模拟RF信号或IF信号。例如，第一模式输入信号可对应于GSM/EDGE RF(或IF)信号，第二模式输入信号可对应于W-CDMA RF(或IF)信号，并且第三模式输入信号可对应于CDMA-2000RF(或IF)信号。
第三数字前端570包括第三抽取器580和第三采样器速率转换器590。
第三抽取器580包括第五低通滤波器(LPF5)382，用于对模数转换器ADC500的输出信号(即具有采样率f1的数字信号)进行滤波以防止混叠。第三抽取器580还包括用于对通过第五低通滤波器(LPF5)382的数字信号进行下采样的第三下采样器584。例如，第三下采样器584以下采样因子1/R3(R3是整数)转换从第五低通滤波器(LPF5)382输出的数字信号的采样率f1。
第三采样率转换器590以转换因子M3/L3转换来自第三抽取器580的输出信号的采样率。第三采样率转换器590包括第三上采样器592，用于以上采样因子M3对来自第三抽取器580的输出信号的采样率进行上采样。
第三采样率转换器590还包括用于对第三上采样器592的输出进行滤波以便防止混叠的第六低通滤波器(LPF6)594。第六低通滤波器(LPF6)596的输出信号输入到第六下采样器596。第六下采样器596以下采样因子L3对第六低通滤波器(LPF6)596的输出信号的采样率进行下采样。因此，以转换因子M3/L3转换第三抽取器580的输出信号的采样率。
在此实施例中，第三数字前端570专用于处理cdma-2000信号。当根据cdma-2000标准操作时，数字基带处理器598以采样率大约1.2288×N3(N3是大于1的整数)Msps对输入或输出信号进行采样。因此，输入到数字基带处理器598的信号的采样率f1/R3×M3/L3(其中R3、M3、和L3是大于1的整数)等于1.2288×N3Msps。
因此，根据图5的本发明的示例实施例，可使用单个模数转换器(ADC)500交替地处理GSM/EDGE信号、W-CDMA信号和cdma-2000信号。例如，当未激活第一和第二数字前端410和440时，可由第三数字前端570处理cdma-2000信号。
为了对于上述三个通信系统使用公共数字-模拟转换器(ADC)500，可以与上述关于选择用于图4的转换器的变量类似的方式选择用于采样率的各个变量。
各个变量应该满足下列表达式2。
【表达式2】
f1＝1.625×106/N1×R1/M1×L1
  ＝3.84×106×N2×R2/M2×L2
  ＝1.2288×106×N3×R3/M3×L3，其中f1表示模数转换器500的采样频率。
下表3示出了当N1设置为6、N2设置为2、N3设置为2，并且模数转换器500的采样率f1设置为大于或等于大约25MHz且小于大约35MHz时，满足表达式2的各组变量。
【表3】
  f1(MHz)   R1   M1   L1   R2   M2   L2   R3   M3   L3
  28.4444   64   39   64   10   27   10   25   54   25
  32   32   13   48   5   6   5   25   48   25
  32   48   13   32   5   6   5   25   48   25
  33.28   48   25   64   12   3   1   25   24   13
  33.28   64   25   48   1   3   13   25   24   13
  33.28   64   25   48   12   3   1   25   24   13
图6是说明根据本发明另一个示例实施例的多模发射机中的模拟基带处理器的方框图。
参考图6，多模发射机中的模拟基带处理器包括第一数字前端610、第二数字前端640、切换单元(例如，多路复用器)601和单个模数转换器670。
第一数字前端610包括第一采样率转换器620和第一内插器630，用于以分数因子转换由数字基带处理器600输出的第一数字信号的采样率。
例如，第一采样率转换器620包括用于以上采样因子M1上采样第一数字输入信号的第一上采样器622，用于防止上转换的第一数字输入信号中的混叠的第一低通滤波器624，和用于以下采样因子L1下采样第一低通滤波器624的输出信号的采样率的第一下采样器626。
第一内插器630补偿由第一下采样器626下采样的采样。因此，内插器可一般地具有与上采样器类似或基本上相同的功能。第一内插器630可包括用于补偿由第一下采样器626下采样的采样的具有上采样因子P1的第二上采样器632，和用于防止混叠的第二低通滤波器634。
通过第二低通滤波器634的数字信号具有采样率(频率)f1并且(通过切换单元601)被输入到数模转换器(DAC)670，以由RF处理器(未示出)或IF处理器(未示出)处理。为了以采样率f1向数字模拟转换器(DAC)670提供信号，要求数字基带处理器600的采样率是f1×L1/(M1×P1)。
第二数字前端640包括第二采样率转换器650和第二内插器660，用于以分数因子转换从数字基带处理器600输出的第二数字输入信号的采样率。
第二采样率转换器650包括用于以上采样因子M2上采样从数字基带处理器600输出的第二数字输入信号的第三上采样器652、用于防止混叠的第三低通滤波器(LPF3)654、和用于以下采样因子L2下采样第三低通滤波器654的输出信号的采样率的第二下采样器656。
第二内插器660补偿由第二下采样器656下采样的采样。第二内插器660可包括第四上采样器662，它具有上采样因子P2，用于补偿由第二下采样器656下采样的采样，并包括用于防止混叠的第四低通滤波器(LPF4)664。
通过第四低通滤波器(LPF4)664的数字信号具有采样率f1，并且(通过切换单元601)被输入到数模转换器670以由RF处理器或IF处理器(未示出)处理。为了把数字基带处理器600的数字信号的采样率转换到数模转换器670的采样率f1，要求数字基带处理器600的采样率是f1×L2/(M2×P2)。
因此，当把GSM/EDGE和W-CDMA信号选择性地输入到数模转换器(DAC)670(并且为了调制的目的而转换为模拟信号)时，采样率f1满足下列表达式3。
【表达式3】
f1＝1.625×I06/N1×P1×M1/L1(在GSM/EDGE信号情况下)
  ＝3.84×106×N2×P2×M2/L2(在W-CDMA信号情况下)
另外，可在例如GSM/EDGE、W-CDMA、cdma-2000、GPS、蓝牙、W-LAN的各种通信系统中采用根据本发明的示例实施例的模拟基带处理器，。
此外，可根据在图4的示例实施例中说明的相同标准选择上述各个变量，以容易地实现滤波器以及减少的硬件复杂性或信号传输的最大精度。
图7是说明根据本发明另一个示例实施例的多模发射机中的模拟基带处理器的方框图。
参考图7，多模发射机中的模拟基带处理器可与在图6中的模拟基带处理器相同，除了更大的切换单元(例如，多路复用器)701以及附加的(第三)数字前端770(例如，用于处理cdma-2000信号)之外。相同的附图标记表示与图6中类似或相同的元件。因此，将仅仅说明图7的切换单元701和第三数字前端770并且省略说明第一和第二数字前端610和640(例如，用于处理GSM信号和W-CDMA信号)。
第三数字前端770包括用于以分数因子转换从数字基带处理器700输出的第三数字输入信号的采样率f1的第三采样率转换器780、和第三内插器790。
第三采样率转换器780包括用于以上采样因子M3上采样第三数字信号的第五上采样器782、用于防止混叠的第五低通滤波器(LPF5)784、和用于以下采样因子L3下采样第五低通滤波器784的输出信号的采样率的第五下采样器786。
第三内插器790补偿由第五下采样器786下采样的采样。例如，第五内插器790包括用于补偿由第五下采样器786下采样的采样的具有上采样因子P3的第六上采样器792，和用于防止混叠的第六低通滤波器(LPF6)794。
通过第六低通滤波器(LPF6)794的数字信号具有采样率f1，并且(通过切换单元701)被输入到数模转换器(DAC)759以由RF处理器(未示出)或IF处理器(未示出)处理。为了把数字基带处理器700的数字信号的采样率转换到数模转换器(DAC)795的采样率f1，要求数字基带处理器700的采样率是f1/P3×L3/M3。
因此，图7中示出的各个数字前端可使用单个公共数模转换器(DAC)795交替地处理三种(模式)数字信号，并且可将所处理的信号发送到RF处理器或IF处理器(未示出)。
例如，当这三种数字信号包括GSM/EDGE、WCDMA、cdma-2000信号时，可选择变量满足下列表达式4。
【表达式4】
f1＝1.625×106/N1×P1×M1/L1(在GSM/EDGE信号情况下)
  ＝3.84×106×N2×P2×M2/L2(在W-CDMA信号情况下)
  ＝1.2288×106×N3×P3×M3/L3(在cdma-2000信号情况下)
此外，也可在例如GSM/EDGE、W-CDMA、cdma-2000、GPS、蓝牙、W-LAN等各种通信系统中采用根据图7的示例实施例的模拟基带处理器。
图8是说明根据本发明另一个示例实施例的多模接收机/发射机中的模拟基带处理器的方框图。
参考图8，多模接收机/发射机中的模拟基带处理器包括第一切换单元(例如，多路复用器)801、用于把第一和第二模式输入信号转换到数字信号的第一模数转换器(ADC)800、用于交替地处理所接收的数字信号的第一和第二接收机数字前端810和830。多模接收机/发射机中的模拟基带处理器还包括用于选择性地处理数字基带处理器850的输出信号的第一和第二发射机数字前端860和880、第二切换单元(例如，多路复用器)881、和用于分别把第一和第二发射机数字前端860和880的输出信号转换到第一和第二模拟输出信号的数模转换器(DAC)890。
模数转换器(ADC)800、以及第一和第二接收机数字前端810和830具有与图4中说明的对应元件相同或相似的配置与功能。
第一接收机数字前端810包括第一抽取器812和第二采样率转换器816。例如，第一抽取器812包括第一低通滤波器(LPF1)813和第一下采样器814。另外，第一采样率转换器816包括第一上采样器817、第二低通滤波器(LPF2)818和第二下采样器819。相似地，接收机第二数字前端830包括第二抽取器832和第二采样率转换器836。例如，第二抽取器832包括第三低通滤波器(LPF3)833和第三下采样器834。另外，第二采样率转换器836包括第二上采样器837、第四低通滤波器(LPF4)838和第四下采样器839。
接收机数字前端810和830根据相应选择的通信协议操作。使用公共模数转换器800交替地处理两个不同的信号的方法与参考图4说明的方法相同。
第一和第二发射机数字前端860和880以及数模转换器(DAC)890具有与图6中说明的对应元件类似的配置与功能。
第一发射机数字前端860包括第三抽取器862和第一内插器866。例如，第三抽取器862包括第三上采样器863、第五低通滤波器(LPF)864和第五下采样器865。第一内插器866包括第四上采样器867和第六低通滤波器(LPF)868。
第二发射机数字前端880包括第四抽取器882和第二内插器886。第四抽取器882包括第五上采样器883、第七低通滤波器(LPF)884和第六下采样器885。第二内插器886包括第六上采样器887和第六低通滤波器(LPF)888。
在替换实施例中，图8的多模接收机/发射机中的模拟基带处理器可进一步包括用于处理的(在ADC 800和DBB 850之间连接的)第三接收机数字前端和(在DAC 890和DBB 850之间连接的)第三发射机数字前端，以便模拟基带处理器可处理符合GSM/EDGE、W-CDMA、CDMA-2000、GPS、蓝牙、W-LAN标准中的任何三个的信号。在那种情况下，接收机数字前端可具有与图5的接收机数字前端相同的配置，并且发射机数字前端可具有与图7的发射机数字前端相同的配置。
当接收机数字前端810和830被定义为交替地处理GSM/EDGE和W-CDMA信号时，发射机数字前端860和880也可被定义为处理相同的信号(GSM/EDGE和W-CDMA信号)。
进一步地，为了交替地处理符合不同的通信标准的通信系统的信号，接收机/发射机中的模拟基带处理器可以包括用于处理符合那些通信标准的信号的接收机数字前端和发射机数字前端。
如上所述，根据本发明的示例实施例的模拟基带处理器，可预定模拟基带处理器的采样频率(或采样率)，以便满足通信协议(GSM/EDGE、W-CDMA、CDMA-2000、GPS、蓝牙、WLAN等等)的不同组合，并且可仅仅使用一个模数转换器(或一个数模转换器)实现多模(或双模)接收机(或发射机或收发器)，从而降低接收机(或发射机或收发器)的硬件复杂性。
因此，可以使用更简单的硬件更有效地实现信号处理。
尽管已经说明了本发明的示例实施例，但是应当理解由所附权利要求限定的本发明不受以上描述中提出的具体细节的限制，因为在不背离下文中要求的精神或范围的情况下，许多明显的变化都是可能的。

Claims (41)

1、一种用于通信设备中的模拟基带处理器，该模拟基带处理器包括：
模数转换器，配置为以第一采样率将第一模式输入信号转换成第一数字信号；并且
其中该模数转换器还被配置为以第一采样率将第二模式输入信号转换成第二数字信号。
2、根据权利要求1的模拟基带处理器，进一步包括：
第一接收机数字前端，被配置为转换第一数字信号的采样率；以及
第二接收机数字前端，被配置为转换第二数字信号的采样率；
其中，该第一接收机数字前端包括：
第一抽取器，被配置为以转换因子R1转换第一数字信号的采样率，R1是整数；以及
第一采样率转换器，被配置为以转换因子M1/L1转换第一抽取器的输出信号的采样率，M1和L1是整数。
3、根据权利要求2的模拟基带处理器，其中该第一抽取器包括：
第一低通滤波器，被配置为从第一数字信号中去除高频分量；和
第一下采样器，被配置为以下采样因子R1转换第一低通滤波器的输出信号的采样率。
4、根据权利要求2的模拟基带处理器，其中该第一采样率转换器包括：
第一上采样器，被配置为以上采样因子M1转换第一抽取器的输出信号的采样率；
第二低通滤波器，被配置为从第一上采样器的输出信号中去除高频分量；和
第二下采样器，被配置为以下采样因子L1转换第二低通滤波器的输出信号的采样率。
5、根据权利要求2的模拟基带处理器，其中根据GSM/EDGE标准，第一采样率×M1/(R1×L1)大约等于1.625/N1Msps(百万个采样每秒)，N1是大于1的整数。
6、根据权利要求5的模拟基带处理器，其中N1是6。
7、根据权利要求2的模拟基带处理器，其中该第二接收机数字前端包括：
第二抽取器，被配置为以转换因子R2转换第二数字信号的采样率，R2是整数；和
第二采样率转换器，被配置为以转换因子M2/L2转换第二抽取器的输出信号的采样率，M2和L2是整数。
8、根据权利要求7的模拟基带处理器，其中该第二抽取器包括：
第三低通滤波器，被配置为从第一数字信号中消除高频分量；和
第三下采样器，被配置为以下采样因子R2转换第三低通滤波器的输出信号的采样率。
9、根据权利要求7的模拟基带处理器，其中该第二采样率转换器包括：
第二上采样器，被配置为以上采样因子M2转换第二抽取器的输出信号的采样率；
第四低通滤波器，被配置为从第二上采样器的输出信号中去除高频分量；和
第四下采样器，被配置为以下采样因子L2转换第四低通滤波器的输出信号的采样率。
10、根据权利要求7的模拟基带处理器，其中根据W-CDMA标准，第一采样率×M2/(L2×R2)等于大约3.84×N2Msps(百万个采样每秒)，其中N2是大于1的整数。
11、根据权利要求10的模拟基带处理器，其中N2是2。
12、根据权利要求10的模拟基带处理器，其中N1、N2、R1、M1、L1、R2、M2和L2使得1.625×106×(L1×R1)/(M1×N1)＝3.84×106×(L2×R2×N2)/M2。
13、根据权利要求12的模拟基带处理器，其中N1、N2、R1、M1、L1、R2、M2和L2使得M1和M2尽可能小。
14、根据权利要求2的模拟基带处理器，其中该模数转换器被配置为把第三模式输入信号转换成第三数字信号，并且该模拟基带处理器进一步包括配置为转换第三数字信号的采样率的第三接收机数字前端，其中该第三接收机数字前端具有与第一和第二接收机数字前端的采样率不同的采样率。
15、根据权利要求14的模拟基带处理器，其中该第三接收机数字前端包括：
第三抽取器，被配置为以转换因子R3转换第三数字信号的采样率，R3是整数；和
第三采样率转换器，被配置为以转换因子M3/L3转换第三抽取器的输出信号的采样率，M3和L3是整数。
16、根据权利要求15的模拟基带处理器，其中根据CDMA-2000标准，第一采样率M3/(L3×R3)大约等于1.2288×N3Msps(百万个采样每秒)，其中N3是大于1的整数。
17、根据权利要求16的模拟基带处理器，其中第一采样率以及N1、N2、N3、R1、M1、L1、R2、M2、L2、R3、M3和L3满足条件：第一采样率＝1.625×106×(R1×L1)/(M1×N1)＝3.84×106×(N2×L2×R2)/M2＝1.2288×106×(N3×R3×L3)/M3。
18、根据权利要求14的模拟基带处理器，其中第一接收机数字前端处理与GSM标准对应的第一模式输入信号，第二接收机数字前端处理与W-CDMA标准对应的第二模式输入信号，而第三接收机数字前端处理与cdma-2000标准对应的第三模式输入信号。
19、一种用于通信设备的模拟基带处理器，该模拟基带处理器包括：
第一发射机数字前端，被配置为转换第一数字输入信号的采样率；
第二发射机数字前端，被配置为转换第二数字输入信号的采样率；和
数模转换器，被配置为把第一发射机数字前端的输出信号转换成第一模拟信号，并且把第二发射机数字前端的输出信号转换成第二模拟信号，第一发射机数字前端的输出信号具有第一采样率，并且第二发射机数字前端的输出信号相应地具有第一采样率。
20、根据权利要求19的模拟基带处理器，其中该第一发射机数字前端包括：
第一采样率转换器，被配置为以转换因子M1/L1转换第一数字输入信号的采样率，M1和L1是整数；和
第一内插器，被配置为以转换因子P1转换第一采样率转换器的输出信号的采样率，P1是整数。
21、根据权利要求20的模拟基带处理器，其中该第一采样率转换器包括：
第一上采样器，被配置为以上采样因子M1转换第一数字输入信号的采样率；
第一低通滤波器，被配置为从第一上采样器的输出信号中去除高频分量；和
第一下采样器，被配置为以下采样因子L1转换第一低通滤波器的输出信号的采样率。
22、根据权利要求20的模拟基带处理器，其中该第一内插器包括：
第二上采样器，被配置为以上采样因子P1转换第一采样率转换器的输出信号的采样率；和
第二低通滤波器，被配置为从第二上采样器的输出信号中去除高频分量。
23、根据权利要求20的模拟基带处理器，其中根据GSM/EDGE标准，第一采样率等于大约1.625×(P1×M1)/(L1×N1)Msps(百万个采样每秒)，N1是大于1的整数。
24、根据权利要求20的模拟基带处理器，其中该第二发射机数字前端包括：
第二采样率转换器，被配置为以转换因子M2/L2转换第二数字输入信号的采样率，M2和L2是整数；和
第二内插器，被配置为以转换因子P2转换第二采样率转换器的输出信号的采样率，P2是整数。
25、根据权利要求24的模拟基带处理器，其中该第二采样率转换器包括：
第三上采样器，被配置为以上采样因子M2转换第二数字输入信号的采样率；
第三低通滤波器，被配置为从第三上采样器的输出信号中去除高频分量；和
第二下采样器，被配置为以下采样因子L2转换第三低通滤波器的输出信号的采样率。
26、根据权利要求24的模拟基带处理器，其中该第二内插器包括：
第四上采样器，被配置为以上采样因子P2转换第二采样率转换器的输出信号的采样率；以及
第四低通滤波器，被配置为从第四上采样器的输出信号中去除高频分量。
27、根据权利要求24的模拟基带处理器，其中根据W-CDMA标准，第一采样率等于大约3.84×(N2×P2×M2)/L2Msps(百万个采样每秒)，其中N2是大于1的整数。
28、根据权利要求27的模拟基带处理器，其中确定N1、N2、P1、M1、L1、P2、M2和L2使得1.625×(P1×M1)/(L1×N1)等于3.84×(N2×P2×M2)/L2。
29、根据权利要求20的模拟基带处理器，其中该模拟基带处理器进一步包括转换第三数字输入信号的采样率的第三发射机数字前端，该模数转换器把第三发射机数字前端的输出信号转换成第三模拟信号，并且第三发射机数字前端具有与第一和第二发射机数字前端的采样率不同的采样率。
30、根据权利要求29的模拟基带处理器，其中该数模转换器交替地接收从第一发射机数字前端的输出信号、第二发射机数字前端的输出信号、和第三发射机数字前端的输出信号中所选择的一个信号，并且把选择的接收信号分别转换成第一模拟信号，第二模拟信号、或第三模拟信号中的对应的一个。
31、根据权利要求29的模拟基带处理器，其中该第三发射机数字前端包括：
第三采样率转换器，被配置为以转换因子M3/L3转换第三数字输入信号的采样率，M3和L3是整数；和
第三内插器，被配置为以转换因子P3转换第三采样率转换器的输出信号的采样率，P3是整数。
32、根据权利要求31的模拟基带处理器，其中根据CDMA-2000标准，第一采样率M3/(L3×P3)等于大约1.2288×N3 Msps(百万个采样每秒)，其中N3是大于1的整数。
33、根据权利要求32的模拟基带处理器，其中第一采样率以及N1、N2、N3、P1、M1、L1、P2、M2、L2、P3、M3和L3满足条件：第一采样率＝1.625×106×(P1×M1)/(L1×N1)＝3.84×106×(N2×P2×M2)/L2＝1.2288×106×(N3×P3×M3)/L3。
34、根据权利要求30的模拟基带处理器，其中该第一数字输入信号对应于GSM标准，第二数字输入信号对应于W-CDMA标准，且第三数字输入信号对应于cdma-2000标准。
35、一种用于通信设备的模拟基带处理器，该模拟基带处理器包括：
模数转换器，被配置为基于第一采样率把第一模式输入信号转换成第一数字信号，并且以第一采样率把第二模式输入信号转换成第二数字信号；
第一接收机数字前端，被配置为转换第一数字信号的第一采样率；
第二接收机数字前端，被配置为转换第二数字信号的第一采样率；
第一发射机数字前端，被配置为转换第一数字输出信号的采样率；
第二发射机数字前端，被配置为转换第二数字输出信号的采样率；和
数模转换器，被配置为把第一发射机数字前端的输出信号转换成第一模拟信号，并且把第二发射机数字前端的输出信号转换成第二模拟信号，第一发射机数字前端的输出信号和第二发射机数字前端的输出信号具有相同的采样率。
36、根据权利要求35的模拟基带处理器，其中该模数转换器被配置为以第一采样率把第三模式输入信号转换成第三数字信号，并且该模拟基带处理器进一步包括被配置为转换第三数字信号的采样率的第三接收机数字前端，其中该第三接收机数字前端具有与第一和第二接收机数字前端的采样率不同的采样率。
37、根据权利要求35的模拟基带处理器，其中该模拟基带处理器进一步包括转换第三数字输出信号的采样率的第三发射机数字前端，该模数转换器把第三发射机数字前端的输出信号转换成第三模拟信号，并且该第三发射机数字前端具有与第一和第二发射机数字前端的采样率不同的采样率。
38、一种用于通信系统的处理模拟基带的方法，该方法包括：
交替地以第一采样率将第一模式输入信号转换成第一数字信号，并基于第一采样率将第二模式输入信号转换成第二数字信号；
转换第一数字信号的第一采样率，使得第一数字信号具有第二采样率；以及
转换第二数字信号的第一采样率，使得第二数字信号具有第三采样率。
39、根据权利要求38的方法，进一步包括：
以第一采样率将第三模式输入信号转换成第三数字信号；以及
转换第三数字信号的第一采样率，使得第三数字信号具有第四采样率。
40、一种用于通信系统的处理模拟基带的方法，该方法包括：
转换第一数字信号的采样率，使得第一数字信号具有第一采样率；
转换第二数字信号的采样率，使得第二数字信号具有第一采样率；以及
交替地将转换的第一数字信号转换成第一模拟信号，并将转换的第二数字信号转换成第二模拟信号。
41、根据权利要求40的方法，进一步包括转换第三数字信号的采样率，使得第三数字信号具有第一采样率。
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