CN1794616A - 用于无线收发器的噪声去除设备 - Google Patents

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CN1794616A CNA2005101324579A CN200510132457A CN1794616A CN 1794616 A CN1794616 A CN 1794616A CN A2005101324579 A CNA2005101324579 A CN A2005101324579A CN 200510132457 A CN200510132457 A CN 200510132457A CN 1794616 A CN1794616 A CN 1794616A
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Abstract

本发明公开了一种用于无线收发器的噪声去除设备，该设备包括：发送频率控制电压产生单元，用于产生控制发送频率的发送频率控制电压，发送频率被用于将被发送的基带信号变换成具有发送频带的信号；和带阻滤波器，通过基于发送频率控制电压来控制衰减极点使其与发送频带一致，来防止包括在接收信号中的发送频带信号通过。通过使用带阻滤波器，该噪声去除设备可准确和充分地去除包括在接收信号中的发送信号。此外，具有该噪声去除设备的无线收发器通过充分去除包括在接收信号中的发送信号，可防止由包括在接收信号中的发送信号导致的CM噪声的出现。

Description

用于无线收发器的噪声去除设备
                           技术领域
本发明涉及一种无线收发器，更具体地讲，涉及一种用于去除由引入无线收发器中的接收器的发送信号产生的噪声的设备。
                           背景技术
通常，交叉调制(CM)现象指的是出现在实际接收信号的载波中的由不期望的信号引起的互调。
就无线收发器而言，引入接收器的发送信号部分引起与实际接收信号的互调。由这种互调引起的噪声被称为CM噪声，CM噪声降低了信号接收的灵敏性。
如上所述，CM噪声是当已引入接收器的发送信号通过有源装置时产生的非线性成分，主要是由低噪声放大器(LNA)和混频器产生的。
图1A至图1D是示出在传统无线收发器中CM噪声产生步骤的示图。如图1A所示，接收信号包括发送信号和实际接收信号，当发送信号通过接收器的有源装置诸如低噪声放大器时产生CM噪声。
因此，如图1B所示，现有技术利用带通滤波器(BPF)或双工器通过仅使实际接收信号通过来去除包括在接收信号中的发送信号。
然而，尽管如上所述发送信号被去除，但是如图1C所示一部分发送信号仍然保留在接收信号中。当仍然保留在接收信号中的发送信号部分通过低噪声放大器或混频器时，如图1D所示，用带内单音干扰器来调制它，从而引起CM噪声。这种CM噪声对接收信号的频带施加不良影响，从而降低了信号接收性能。因此，必须充分去除发送信号以防止产生CM噪声。
近来，已使用将具有优良性能的双工器用于从接收信号中分离发送信号的方案和使用多个带通滤波器的方案来充分去除包括在接收信号中的发送信号。然而，就诸如分集接收器的子接收器而言，由于不需要从接收信号中分离发送信号，所以不可以采用使用双工器的发送信号去除方案。此外，使用多个带通滤波器的方案导致高成本，并且由于所安装的带通滤波器的数量而增大了无线收发器的体积。
                        发明内容
因此，进行本发明以解决出现在现有技术中的上述问题，并且本发明的一目的是提供一种噪声去除设备，该噪声去除设备在确保低成本和占据较小区域的同时，通过使用带阻滤波器来去除具有预定频带的信号，可充分去除包括在接收信号中的具有发送频带的信号。
本发明的另一目的是提供一种噪声去除设备，该噪声去除设备以带阻滤波器的衰减极点可准确地与发送频带相同的方式，通过将带阻滤波器安装在接收器中，可充分去除包括在接收信号中的具有发送频带的信号。为了实现这些目的，根据本发明的一方面，提供了一种用于无线收发器的噪声去除设备，该设备包括：发送频率控制电压产生单元，用于产生控制发送频率的发送频率控制电压，所述发送频率被用于将将被发送的基带信号变换成具有发送频带的信号；和带阻滤波器，通过基于发送频率控制电压来控制衰减极点使其与发送频带一致，来防止包括在接收信号中的发送频带信号通过。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于无线收发器的噪声去除设备，该无线收发器包括：发送器，用于将将被发送的基带发送信号与发送频率混合以将基带发送信号变换成具有发送频带的信号；第一接收器，用于将接收频带的接收信号变换成第一基带接收信号；和第二接收器，用于将接收频带的分集信号变换成第二基带接收信号，所述设备包括：发送频率控制电压产生单元，用于产生控制压控振荡器的频率的控制电压，所述压控振荡器为发送器提供发送频率；和带阻滤波器，连接在天线和第二接收器之间，以基于发送频率控制电压来控制衰减极点使其与发送频带一致，从而防止包括在所述接收信号中的发送频带信号通过。
                          附图说明
从下面结合附图的详细描述，本发明的上述和其他目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
图1A至图1D是示出在传统无线收发器中CM噪声产生步骤的示图；
图2是示出根据本发明第一实施例的无线收发器的方框图；
图3是根据本发明实施例的带阻滤波器的电路图；
图4示出利用根据本发明实施例的带阻滤波器来去除发送频带信号的示例；和
图5是示出根据本发明第二实施例的无线收发器的方框图。
                         具体实施方式
以下，将参考附图来描述本发明的优选实施例。在本发明实施例的下面描述中，当对包含于此的公知的功能和构造的详细描述会使本发明的主题内容变得不清楚时，将略掉对这些公知的功能和构造的详细描述。
图2是示出用于发送/接收单频带信号的无线收发器的方框图。该图中示出的无线收发器具有包括主接收器和子接收器(分集接收器)以单独接收单频带信号的双接收器结构。该无线收发器包括双工器100、第一接收器200、发送器300和第二接收器400。
双工器100连接至天线、第一接收器200和发送器300，并通过天线输出从发送器300输出的发送信号。此外，双工器100将通过天线接收的信号中与接收信号相应的频带信号提供给第一接收器200。
作为主接收器的第一接收器200包括第一低噪声放大器210、第一带通滤波器(BPF)220和第一混频器230。第一低噪声放大器210放大从双工器100提供的接收信号。第一BPF 220对低噪声放大的信号执行带通过滤操作以去除噪声信号并仅使实际接收信号通过。第一混频器230下变换已进行带通过滤的接收信号以将下变换的信号作为基带的第一接收信号输出。
发送器300包括功率放大器310、第二BPF 320、第二混频器330、压控振荡器(VCO)340和发送频率控制电压产生单元350。
发送频率控制电压产生单元350可包括PLL控制器351和环路滤波器352。PLL控制器351改变提供给环路滤波器352的电荷量以将VCO 340的振荡频率调谐至发送频率。环路滤波器352基于电容器累积的电荷量的改变为VCO 340提供发送频率控制电压。VCO 340以与从环路滤波器352输入的发送频率控制电压相应的发送频率振荡。第二混频器330将基带的发送信号和由VCO 340振荡的发送频率混合，从而将发送信号上变换为发送频带信号。第二BPF 320接收第二混频器330的输出信号并对该输出信号执行带通过滤操作，从而仅使发送频带信号通过。
功率放大器310从第二BPF 320接收发送频带信号，对接收的发送频带信号进行功率放大并将该信号发送到双工器100。双工器100通过天线输出已从功率放大器310接收的发送频带信号。
第二接收器400是通过分离的子天线接收子信号的子接收器。可用分集接收器来构造子接收器以接收分集信号。第二接收器400包括带阻滤波器410、第三BPF 420、第二低噪声放大器430、第四BPF 440和第三混频器450。
带阻滤波器410对通过子天线接收的信号执行带阻过滤操作以防止具有发送频带的信号从其通过。带阻滤波器410通过基于从环路滤波器352输出的发送频率控制电压将其自身的衰减极点控制为与发送频带相同来准确充分地防止具有发送频带的信号从其通过。第三BPF 420执行仅使实际接收信号通过的带通过滤操作以去除保留在已去除具有发送频带的信号的接收信号中的噪声信号。
第二低噪声放大器430接收并低噪声放大实际接收信号，带阻滤波器410和第三BPF 420已从实际接收信号中去除了发送频带的信号和噪声信号。
第四BPF 440执行仅使实际接收信号通过的带通过滤操作以从由第二低噪声放大器430低噪声放大的信号中去除除接收信号以外的噪声信号(诸如图像信号)。
第三混频器450下变换已通过第四BPF 440进行了带通过滤操作的接收信号带，从而输出基带的第二接收信号。如上所述，根据基于本发明第一实施例的无线收发器，带阻滤波器410连接至接收器，并且用于使VCO 340以与发送频带对应的频率振荡的发送频率控制电压施加于带阻滤波器410。然后，带阻滤波器410通过基于用于使VCO 340以与发送频带对应的频率振荡的发送频率控制电压来控制使其自身的衰减极点与发送频带一致来防止具有发送频带的信号通过。
图3是根据本发明实施例的带阻滤波器410的电路图。带阻滤波器410包括电容器(C)、可变电容二极管(被称为“变容二极管”)412和感应器(L)。电容器(C)和变容二极管412彼此串联，并且分别具有电容元件。电容器(C)的电容元件具有固定值，而变容二极管412的电容元件的值根据其两端之间施加的电压而改变。感应器(L)并行连接至彼此串联的电容器(C)和变容二极管412，并且具有感应元件。这种带阻滤波器的衰减极点根据电容和感应的值而改变。根据本发明，通过利用发送频率控制电压来改变变容二极管412的两端之间施加的电压，将带阻滤波器410的衰减极点控制为与发送频带一致。因此，通过使用带阻滤波器410，本发明的无线收发器可准确充分地去除包括在接收信号中的发送信号。
图4是示出利用根据本发明实施例的带阻滤波器来去除发送频带信号的示例的示图。参照图4，根据本发明的带阻滤波器410的衰减极点基于使VCO以发送频率振荡的发送频率控制电压来移动以使其与发送频带一致，从而准确地防止包括在接收信号中的具有发送频带的信号从其通过。因此，根据本发明的无线收发器的接收器可防止由于发送信号而导致的CM噪声的出现。
尽管已针对用于发送/接收单频带的信号的无线收发器描述了本发明的第一实施例，但是可将本发明应用于用于发送/接收多个不同频带的信号的无线收发器设备。
图5是示出根据本发明第二实施例的无线收发器的构造的方框图。即，图5示出发送/接收两个不同频带即蜂窝带和美国个人通信服务(US PCS)带的信号的无线收发器。根据本发明第二实施例的无线收发器包括第一接收器510、发送器520、第一双工器551、第二双工器552、第一RF开关560、第二接收器570和第二RF开关590。
作为主接收器的第一接收器510包括用于接收和处理蜂窝带信号的蜂窝接收器505和用于接收和处理US PCS带信号的US PCS接收器515。蜂窝接收器505将接收的蜂窝带信号变换成第一基带信号并输出该第一基带信号。蜂窝接收器505包括低噪声放大器501、BPF 502和混频器503。低噪声放大器501低噪声放大通过第一双工器551提供的接收的蜂窝带信号。BPF 502执行带通过滤操作，以在防止噪声通过的同时仅允许低噪声放大的信号的实际接收信号通过。混频器503将已通过BPF 502去除噪声的接收的蜂窝带信号下变换成第一基带信号，然后输出该第一基带信号。
US PCS接收器515将接收的US PCS带信号变换成第二基带信号，并输出该第二基带信号。US PCS接收器515包括低噪声放大器511、BPF 512和混频器513。
低噪声放大器511低噪声放大通过第二双工器552提供的接收的US PCS带信号。BPF 512执行带通过滤操作，以在防止噪声通过的同时仅允许低噪声放大的信号的具有US PCS带的实际接收信号通过。混频器513将已通过BPF 512从其中去除噪声的接收的US PCS带信号下变换成第二基带信号，然后输出该第二基带信号。
发送器520包括：用于发送蜂窝带信号的蜂窝发送器525、用于发送USPCS带信号的US PCS发送器535、VCO 542和发送频率控制电压产生单元548。VCO 542基于发送频率控制电压以发送频率振荡。发送频率控制电压产生单元548产生用于控制VCO 542的控制电压，以使VCO 542产生与期望的发送频率相同的振荡频率。发送频率控制电压产生单元548包括PLL控制器544和环路滤波器546。PLL控制器544改变提供给环路滤波器546的电荷量以将VC0振荡频率调谐至US PCS带的发送频率。环路滤波器546基于电容器累积的电荷量的改变来输出US PCS带的发送频率控制电压。根据本发明的本实施例，将US PCS带的发送频率控制电压施加于VCO 542，从而VCO 542可将其振荡频率控制为与US PCS带的发送频率相同。此外，US PCS带的发送频率控制电压被施加于US PCS分集接收器585的带阻滤波器581，以使带阻滤波器581的衰减极点移动至与US PCS发送频率相同。
蜂窝发送器525将将被发送的具有基带信号的信号变换成蜂窝带的发送信号，并输出该蜂窝带的发送信号。蜂窝发送器525包括功率放大器521、BPF 522和混频器523。混频器523将将被发送的基带信号的发送信号与蜂窝带的发送频率混合，从而将基带信号的发送信号上变换成蜂窝带的发送信号。BPF 522接收混频器523的输出信号，并对接收信号执行带通过滤操作以在防止噪声通过的同时仅允许具有蜂窝带的发送信号通过。功率放大器521对已通过BPF 522进行了带通过滤操作的蜂窝带的发送信号进行功率放大并将其输出。
US PCS发送器535将将被发送的具有基带信号的信号变换成US PCS带的发送信号，并输出该US PCS带的发送信号。US PCS发送器535包括功率放大器531、BPF 532和混频器534。混频器534将将被发送的基带信号的发送信号与US PCS带的发送频率混合，从而将基带信号的发送信号上变换成US PCS带的发送信号。BPF 532接收混频器533的输出信号，并对接收信号执行带通过滤操作以在防止噪声通过的同时仅允许US PCS带的发送信号通过。功率放大器531对已通过BPF 532进行了带通过滤操作的US PCS带的发送信号进行功率放大并将其输出。
第一双工器551连接至主天线、蜂窝接收器505和蜂窝发送器525，并将从蜂窝发送器525输出的发送信号输出到主天线。此外，第一双工器551为蜂窝接收器505提供通过主天线接收的信号中的接收的蜂窝带信号。第二双工器552连接至主天线、US PCS接收器515和US PCS发送器535，并将从US PCS发送器535输出的发送信号输出到主天线。此外，第二双工器552为US PCS接收器515提供通过主天线接收的信号中的US PCS带信号。
第一RF开关560执行切换操作，以将主天线连接至第一双工器551或第二双工器552。
第二接收器570是子接收器，该子接收器通过分离的子天线接收每个带(蜂窝带和US PCS带)的分集信号，并处理接收信号。第二接收器570可包括用于接收蜂窝带的分集信号的蜂窝分集接收器575和用于接收US PCS带的分集信号的US PCS分集接收器585。第二RF开关590执行切换操作以将子天线连接至蜂窝分集接收器575或US PCS分集接收器585。
蜂窝分集接收器575接收并处理从第二RF开关590提供的接收的蜂窝带的分集信号。由于声表面波(SAW)滤波器具有窄通频带，所以它具有优良性能，所述声表面波滤波器是使用声表面波的带通滤波器。就接收信号和发送信号之间的间隔不是非常窄的蜂窝信号而言，蜂窝分集接收器575通过使用SAW滤波器可几乎完全去除包括在接收信号中的发送信号。
因此，蜂窝分集接收器575包括SAW滤波器571、低噪声放大器572和BPF 573。SAW滤波器571仅使通过子天线接收的信号中的接收的具有蜂窝带的分集信号通过，从而去除包括在接收信号中的发送信号。低噪声放大器572接收并低噪声放大已由SAW滤波器571去除发送信号的接收信号。BPF573对低噪声放大的信号执行带通过滤操作以在防止噪声通过的同时仅允许低噪声放大的信号的实际接收信号通过。
同时，US PCS分集接收器585接收并处理接收的US PCS带的分集信号。US PCS带信号具有60MHz的宽通频带，并且US PCS带的发送信号和接收信号之间的频率间隔非常窄。因此，尽管具有优良性能的SAW滤波器被用于处理US PCS带信号，但是难以充分去除包括在接收信号中的发送信号。因此，需要一种能够更充分地去除包括在接收信号中的发送信号的方法。为此，根据本发明的实施例，在US PCS分集接收器585中连接有带阻滤波器581，从而可通过带阻滤波器581首先去除包括在接收信号中的发送信号，然后可将已去除发送信号的接收信号提供给SAW滤波器582。
根据本发明，US PCS分集接收器585可包括带阻滤波器581、SAW滤波器582、低噪声放大器583和BPF 584。带阻滤波器581对通过子天线接收的信号执行带阻过滤操作以防止具有US PCS带的发送信号通过带阻滤波器581。带阻滤波器581基于从环路滤波器546输出的VCO控制电压控制使其自身的衰减极点与US PCS带的发送频率一致，从而去除US PCS发送频带的信号。SAW滤波器582接收已通过带阻滤波器581去除发送频率信号的接收信号，并仅使接收的US PCS带的分集信号通过，从而再次去除包括在接收信号中的发送信号和噪声。低噪声放大器583接收并低噪声放大通过SAW滤波器582过滤的接收信号。BPF 584对低噪声放大的信号执行带通过滤操作以在防止噪声通过的同时仅允许低噪声放大的信号的具有US PCS带的实际接收信号通过。
如上所述，根据基于本发明第二实施例的无线收发器，带阻滤波器581连接至子接收器中的用于接收US PCS带信号的接收器，并且用于使VCO 542以与US PCS带对应的发送频率振荡的VCO控制电压被施加于带阻滤波器581。带阻滤波器581基于用于使VCO 542以US PCS带的发送频率振荡的VCO控制电压来控制使其自身的衰减极点与发送频带一致，从而防止接收信号的US PCS发送频带的信号通过带阻滤波器581。因此，本发明的第二实施例的无线收发器可防止由包括在接收信号中的发送信号导致的CM噪声的出现。
即，通过使用带阻滤波器，根据本发明的噪声去除设备可准确充分地去除包括在接收信号中的发送信号。此外，具有噪声去除设备的无线收发器通过充分去除包括在接收信号中的发送信号，可防止由包括在接收信号中的发送信号导致的CM噪声的出现。
尽管已参照本发明的某些优选实施例显示并描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。具体地讲，尽管已针对将带阻滤波器使用在具有双接收器结构的无线收发器中的情况描述了本发明的实施例，但是根据本发明的带阻滤波器还可被应用于具有单接收器结构的无线收发器，因此本发明不限于是具有特定结构的无线收发器。因此，本发明的范围不是由以上实施例限制而是由权利要求及其等同物来限制。

Claims (7)

1、一种用于无线收发器的噪声去除设备，该设备包括：
发送频率控制电压产生单元，用于产生控制发送频率的发送频率控制电压，所述发送频率用于将将被发送的基带信号变换成具有发送频带的信号；和
带阻滤波器，通过基于所述发送频率控制电压来控制衰减极点使其与发送频带相同，来防止包括在接收信号中的发送频带信号通过。
2、如权利要求1所述的设备，其中，所述带阻滤波器包括变容二极管，在所述带阻滤波器中，所述变容二极管的电容元件根据所述发送频率控制电压而改变，以使衰减极点与发送频带一致。
3、如权利要求1所述的设备，其中，所述发送频率控制电压产生单元包括：
PLL控制器，提供电荷量以用于控制以发送频率振荡的压控振荡器的振荡频率；和
环路滤波器，基于PLL控制器提供的电荷量的改变来输出发送频率控制电压。
4、一种用于无线收发器的噪声去除设备，该无线收发器具有：发送器，用于将将被发送的基带发送信号与发送频率混合以将基带发送信号变换成具有发送频带的信号；第一接收器，用于将接收频带的接收信号变换成第一基带接收信号；和第二接收器，用于将接收频带的分集信号变换成第二基带接收信号，所述设备包括：
发送频率控制电压产生单元，用于产生控制压控振荡器的频率的控制电压，所述压控振荡器为发送器提供发送频率；和
带阻滤波器，连接在天线和第二接收器之间，以基于发送频率控制电压将衰减极点控制为与发送频带相同，从而防止包括在所述接收信号中的发送频带信号通过。
5、如权利要求4所述的设备，其中，所述带阻滤波器包括变容二极管，在所述带阻滤波器中，所述变容二极管的电容元件根据所述发送频率控制电压而改变，以使衰减极点与发送频带一致。
6、如权利要求4所述的设备，其中，所述发送频率控制电压产生单元包括：
PLL控制器，提供电荷量以用于控制以发送频率振荡的压控振荡器的振荡频率；和
环路滤波器，基于PLL控制器提供的电荷量的改变来输出发送频率控制电压。
7、如权利要求4所述的设备，其中，所述发送频带和所述接收频带与US PCS带对应。
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