CN1799272A - 频率复用体系结构 - Google Patents

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Abstract

一种接收机(10)，用于同步地接收至少第一射频信号(S1)和第二射频信号(S3)，其中，第一射频信号(S1)具有第一频带(1)，第二射频信号(S3)具有第二频带(3)，第二频带(3)与第一频带(1)至少部分地重叠。该接收机具有下变频模块(32，33)和复用模块(34)，其中，下变频模块(32，33)用于将至少第一射频信号(S1)和第二射频信号(S3)下变频成至少第一较低频率信号(S2)和第二较低频率信号(S4)，复用模块(34)用于将至少第一较低频率信号(S2)和第二较低频率信号(S4)顺序地复用成一个频率复用信号(S5)。

Description

频率复用体系结构
技术领域
本发明涉及一种接收机，用于同步地接收至少第一射频信号和第二射频信号，其中，第一射频信号具有第一频带，第二射频信号具有第二频带，第二频带与第一频带至少部分地重叠。
本发明还涉及一种发射机、一种收发信机、一种接收方法和一种同步地发送的方法。
本发明可被用于电信系统，例如多输入多输出或MIMO系统中，其中，发射机包括用于同步地且并行地发送数据的第一数目的并行发送支路，接收机包括用于同步地且并行地接收数据的第二数目的并行接收支路。发送支路的第一数目与接收支路的第二数目可以相同或者不同。通过使用这些并行支路，可以获得数据率和/或信道容量的提高。例如，MIMO系统可以被用于诸如GSM或UMTS这样的蜂窝式无线电系统、诸如DECT这样的无线式无线电系统和诸如LAN、WAN或PAN这样的无线网络中。
背景技术
现有技术的电信系统可见于US 6,314,147，其公开了一种接收机，该接收机包括连接到数字接收机的输入端的几个并行(模拟)接收支路。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的接收机，以在例如MIMO系统中使用。为此目的，该接收机用于同步地接收至少第一射频信号和第二射频信号，其中，第一射频信号具有第一频带，第二射频信号具有第二频带，第二频带与第一频带至少部分地重叠，该接收机包括：
下变频模块，用于将至少第一和第二射频信号下变频成至少第一和第二较低频率信号；
复用模块，用于将至少第一和第二较低频率信号顺序地复用成一个频率复用信号。
本发明所基于的见解是，噪声源会把相关噪声引入到多个并行接收支路中，其中，相关噪声被加到所接收到的信号上。例如，当本发明以硅片实现和/或多个接收支路共享一个用于处理所接收到的信号的公共合成器时，或者在硅片的某处存在一个公共噪声源时，相关噪声会降低接收机的数据率和/或信道容量。本发明所基于的另一个见解是，通过将所接收到的至少第一和第二射频信号频率复用成一个单独的频率复用信号，噪声源不再能够将相关噪声引入所接收到的信号中，这是因为，由于顺序的频率复用，因此在频率上第一和第二较低频率信号的频带是独立的。也就是说，包含在频率复用信号中的各个信号，受到噪声源不同非相关频谱成分的影响。
在根据本发明的一个实施例中，接收机还包括模数转换器，该模数转换器用于数字化频率复用信号。与每个所接收到的信号对应一个单独的模数转换器(ADC)相比，通过将包含在所接收到的多个射频信号中的信息复用成一个单独的频率复用信号，只需要一个单独的ADC来数字化所接收到的信号。
在根据本发明的一个实施例中，接收机还包括解复用模块，该解复用模块用于将数字化的频率复用信号解复用成至少第一和第二信号，其优点在于能够方便地处理数字化的信息。
在根据本发明的另一个实施例中，发射机用于同步地发送至少第一射频信号和第二射频信号，其中，第一射频信号具有第一频带，第二射频信号具有第二频带，第二频带与第一频带至少部分地重叠，该发射机包括：
信号复用模块，用于将至少第一和第二信号顺序地复用成一个频率复用信号；
解复用模块，用于将频率复用信号解复用成至少第一和第二较低频率信号；以及
上变频模块，用于将第一较低频率信号上变频成第一射频信号和将第二较低频率信号上变频成第二射频信号。该实施例的优点是：通过将第一和第二信号顺序地复用成一个单独的频率复用信号，噪声源不再能够将相关噪声引入信号中。
在根据本发明的一个实施例中，复用模块包括数模转换器(DAC)，该数模转换器用于将顺序复用的第一和第二数字信号转换成一个频率复用信号。该实施例的优点是：仅需要一个单独的DAC来将数字信号转换成一个频率复用信号。
根据本发明的收发信机的实施例、根据本发明的接收方法和发送方法的实施例与根据本发明的发射机和接收机的实施例相符。
从下文描述的实施例中，本发明的这些和其它方面将变得显而易见，并且将参照这些实施例来阐明本发明的这些和其它方面。
附图说明
图1示出根据本发明的两个射频信号的频带；
图2示出一个频率复用信号，该频率复用信号包括两个顺序复用的较低频率信号的频带；
图3示出根据本发明的接收机；
图4示出根据本发明的发射机；
图4a示出根据本发明的一个复用器；
图4b示出根据本发明的另一个复用器；
图5示出根据本发明的收发信机；
图6示出根据本发明的用于接收射频信号的方法的流程图；
图7示出根据本发明的用于发送射频信号的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出两个射频信号的频带1和3，依照示例，这两个射频信号具有完全重叠的相等带宽(f2-f1)，即它们占用相同的频率范围。作为示例，假定它们均为单边带信号。或者，频带1和3也可以部分重叠。
图2示出一个包括频带1和3的频率复用信号。依照示例，频带1和3被通过保护频带G分开。该频率复用信号占用整个带宽B。
图3示出根据本发明的接收机10，依照示例，该接收机有两个天线30和31，用于接收两个射频信号S1和S2。接收机10包括混频器32和33，用于将所接收到的射频信号S1和S3下变频成较低频率信号S2和S3。依靠复用器34，信号S2和S4被顺序地复用成频率复用信号S5。例如，复用器34可以包括常规的加法元件，用于将信号S2和S4加在一起。模数转换器35被用于数字化频率复用信号S5。因此，S6包括信号S2和S4的数字化频谱。为了满足香农定理(Shannon’s law)，模数转换器35的工作速度应该至少是频率复用信号S5的频带B的两倍。依靠解复用单元36，数字信号S7和S8可以被恢复，以便它们可以被用于处理模块37中的进一步处理。包含在S7和S8中的信息对应于包含在S1和S3中的信息。尽管与S1和S3相比，信号S7和S8是数字信号。图3所示的实施例的优点在于，噪声源不能将相关噪声引入到顺序复用信号S5中。该实施例的另一个优点在于，仅需要一个单独的数模转换器37来数字化所有接收到的信号。
图4示出根据本发明的发射机20。示出了已经被处理模块40处理过的两个信号S10和S11。依靠复用模块41，信号S10和S11被频率复用成信号S12。原则上，信号S10和S11可以是数字的或者模拟的。假设是数字信号S10或S11的情况，可以如图4a所示来构造复用模块41，其中，该复用模块包括复用器59，用于将数字信号S10和S11顺序地复用成信号S12d。依靠数模转换器(53)，信号S12d随后被转换成模拟频率复用信号S12。假设S10和S11是模拟信号的情况，可以如图4b所示来构造复用器，其中，倍频器54和55被用于提高信号S10和S11的频率。滤波器56和57，如带通滤波器，被用于在倍频之后移除不需要的频谱成分。依靠加法器58，信号S10和S11被加在一起，生成频率复用信号S12。因此，S12包括代表原始信号S10和S11的两个信号S13和S14。依靠解复用单元48，例如通过使用带通滤波器42和43，这两个信号S13和S14可以被恢复。依靠倍频器44和45，信号S13和S14被分别上变频成信号S15和S16。信号S15和S16随后经由天线46和47被发送到空中。该实施例的优点在于，一旦信号S10和S11被频率复用成信号S12，噪声源就不能将相关噪声引入到信号S10和S11中。此外，该实施例的另一个优点在于，仅需要一个单独的数模转换器53来将数字信号S10和S11转换成一个单独的频率复用信号S12。
图5示出根据本发明的收发信机50。该收发信机包括天线51和52，用于接收和发送数据。该收发信机包括连接到处理模块(此处未示出)的接收机10和发射机20，其中所述处理模块用于处理信号S7、S8、S10和S11。
图6示出根据本发明的用于接收射频信号的方法的流程图。在第一步骤60中，至少第一和第二射频信号S1和S3被下变频成至少第一较低频率信号S2和第二较低频率信号S3。在第二步骤61中，信号S2和S3被顺序地复用成频率复用信号S5。
图7示出根据本发明的用于发送射频信号的方法的流程图。在第一步骤70中，至少第一和第二信号S10和S11被顺序地复用成频率复用信号S12。然后，在步骤71中，信号S12被解复用成信号S13和S14。最后，在步骤72中，信号S13和S14被上变频成第一射频信号S15和第二射频信号S16。
值得注意的是，上述实施例仅是举例，而不是限定本发明，且本领域的技术人员将能够在不背离所附权利要求的范围的情况下，设计出许多可选择的实施例。使用模拟和数字部件，可以在模拟或数字域内实现这些实施例。“包括”一词并不排除出现除了在权利要求中列出的那些以外的元件或步骤。在元件之前的“一个”一词，并不排除出现多个这样的元件。在相互不同的从属权利要求中列举某些方法，仅仅这个事实并不表示这些方法的组合不具有优势。

Claims (10)

1、接收机(10)，用于同步地接收至少第一射频信号(S1)和第二射频信号(S3)，其中，所述第一射频信号(S1)具有第一频带(1)，所述第二射频信号(S3)具有第二频带(3)，所述第二频带(3)与所述第一频带(1)至少部分地重叠，所述接收机包括：
下变频模块(32，33)，用于将所述至少第一射频信号(S1)和第二射频信号(S3)下变频成至少第一较低频率信号(S2)和第二(S4)较低频率信号；
复用模块(34)，用于将所述至少第一较低频率信号(S2)和第二较低频率信号(S4)顺序地复用成一个频率复用信号(S5)。
2、如权利要求1所述的接收机(10)，其中，所述接收机(10)还包括模数转换器(35)，用于数字化所述频率复用信号(S5)。
3、如权利要求2所述的接收机(10)，其中，所述接收机(10)还包括解复用模块(36)，用于将所述数字化的频率复用信号(S6)解复用成至少第一信号(S7)和第二信号(S8)。
4、发射机(20)，用于同步地发送至少第一射频信号(S15)和第二射频信号(S16)，其中，所述第一射频信号(S15)具有第一频带(1)，所述第二射频信号(S16)具有第二频带(3)，所述第二频带(3)与所述第一频带(1)至少部分地重叠，所述发射机(20)包括：
信号复用模块(41)，用于将至少第一信号(S10)和第二信号(S11)顺序地复用成一个频率复用信号(S12)；
解复用模块(48)，用于将所述频率复用信号(S12)解复用成至少第一较低频率信号(S13)和第二较低频率信号(S14)；
上变频模块(44，45)，用于将所述第一较低频率信号(S13)上变频成所述第一射频信号(S15)和将所述第二较低频率信号(S14)上变频成所述第二射频信号(S16)。
5、如权利要求4所述的发射机(20)，其中，所述至少第一信号(S12)和第二信号(S11)是数字信号。
6、如权利要求5所述的发射机(20)，其中，所述复用模块(41)包括数模转换器(53)，用于将所述顺序复用的第一数字信号和第二数字信号(S12d)转换成一个频率复用信号(S12)。
7、收发信机(50)，包括接收机(10)，用于同步地接收至少第一射频信号(S1)和第二射频信号(S3)，其中，所述第一射频信号(S1)具有第一频带(1)，第二射频信号(S3)具有第二频带(3)，所述第二频带(3)与所述第一频带(1)至少部分地重叠，所述接收机(10)包括：
信号转换模块(32，33)，用于将所述至少第一射频信号(S1)和第二射频信号(S3)下变频成至少第一较低频率信号(S2)和第二较低频率信号(S4)；
复用模块(34)，用于将所述至少第一较低频率信号(S2)和第二较低频率信号(S4)顺序地复用成一个频率复用信号(S5)。
8、如权利要求7所述的收发信机(50)，所述收发信机还包括发射机(20)，用于同步地发送至少第三射频信号(S15)和第四射频信号(S16)，其中，所述第三射频信号(S15)具有第三频带(1)，所述第四射频信号(S16)具有第四频带(3)，所述第四频带(3)与所述第三频带(1)至少部分地重叠，所述发射机(20)包括：
信号复用模块(41)，用于将至少第三信号(S10)和第二信号(S11)顺序地复用成一个频率复用信号(S12)；
解复用模块(48)，用于将所述频率复用信号(S12)解复用成至少第三较低频率信号(S13)和第四较低频率信号(S14)；
上变频模块，用于将所述第三较低频率信号(S13)上变频成所述第三射频信号(S15)和将所述第四较低频率信号(S14)上变频成所述第四射频信号(S16)。
9、接收方法，用于接收至少第一射频信号(S1)和第二射频信号(S3)，其中，所述第一射频信号(S1)具有第一频带(1)，所述第二射频信号(S3)具有第二频带(3)，所述第二频带(3)与所述第一频带(1)至少部分地重叠，所述方法包括以下步骤：
将所述至少第一射频信号(S1)和第二射频信号(S3)下变频成至少第一较低频率信号(S2)和第二较低频率信号(S4)；
将所述至少第一较低频率信号(S2)和第二较低频率信号(S4)顺序地复用成一个频率复用信号(S5)。
10、发送方法，用于发送至少第一射频信号(S15)和第二射频信号(S16)，其中，所述第一射频信号(S15)具有第一频带(1)，所述第二射频信号(S16)具有第二频带(3)，所述第二频带(3)与所述第一频带(1)至少部分地重叠，所述方法包括以下步骤：
将至少第一信号(S10)和第二信号(S11)顺序地复用成一个频率复用信号(S12)；
将所述频率复用信号(S12)解复用成至少第一较低频率信号(S13)和第二较低频率信号(S14)；
将所述第一较低频率信号(S13)上变频成所述第一射频信号(S15)和将所述第二较低频率信号(S14)上变频成所述第二射频信号(S16)。
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