CN1977464A - 用于接收多种标准的接收机 - Google Patents

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Abstract

一个接收机被安排成接收至少两个RF信号(s1，s2)。所述至少两个射频信号(s1，s2)当中的第一RF信号具有第一中心频率，并且所述至少两个RF信号(s1，s2)当中的第二信号具有第二中心频率。该接收机包括：移频器(10，11)，其用于将第一中心频率偏移到第二中心频率；以及组合器(12)，其用于组合经过频移的第一RF信号(s3)与第二RF信号(s1)，以便获得组合的RF信号(s4)。该接收机还包括：下变频器(15，16)，其用于将该组合的RF信号(s4)下变频到组合的较低频率信号；以及解调器(19)，其用于解调该组合的较低频率信号。

Description

用于接收多种标准的接收机
本发明涉及一种被安排成接收至少两个RF信号的接收机以及包括该接收机的移动终端。本发明还涉及一种用于接收至少两个RF信号的方法。
将多种无线业务组合到单个移动终端中的重要性是众所周知的。例如，将诸如UMTS的3G业务与DVB业务相组合，从而使得移动UMTS终端能够接收视频广播信号。
本发明的一个目的是提供一种用于以高效的方式接收至少两个RF信号的接收机。因此，所述接收机被安排成接收至少两个RF信号，其中所述至少两个射频信号当中的第一RF信号具有第一中心频率，并且所述至少两个射频信号当中的第二信号具有第二中心频率，该接收机包括：
-移频器，用于将第一中心频率偏移到第二中心频率；以及
-组合器，用于组合经过频移的第一RF信号与第二RF信号，以便得到组合的RF信号；
-下变频器，用于将所述组合的RF信号下变频到组合的较低频率信号；以及
-解调器，用于解调该组合的较低频率信号。
本发明基于这样的认识：通过组合所接收的RF信号，有可能用单个RF前端来处理两个所接收的RF信号。然而，这要求第一RF信号的中心频率与第二RF信号的中心频率一致或者至少与之接近。
在根据本发明的接收机的一个实施例中，所述组合器被安排成使得第一RF信号与第二RF信号正交。通过将两个RF信号正交化，有可能把它们加到一起从而可以在后面的阶段将它们分离。
在根据本发明的接收机的另一实施例中，所述组合器包括用于将第一RF信号与第一代码序列相乘的至少第一多路复用开关，以及用于将第二RF信号与第二代码序列相乘的第二多路复用开关。通过选择合适的代码序列，所述信号可以被方便地正交化。例如，可以从Walsh码导出合适的代码序列。例如对于其中一个开关使用Wal(0)，对于另一个开关使用Wal(1)。
在根据本发明的接收机的另一个实施例中，所述接收机被安排成监视是否有第二RF信号的广播的存在。通过这种选项，有可能只在相关的第二RF信号被某个射频源播送的情况下才中断对第一RF信号的接收和处理。
在根据本发明的接收机的又一个实施例中，所述接收机被安排成接收用于同步对于至少两个RF信号的接收的同步信号。这样，可以在有可能损失所述至少两个RF信号当中的任一个的信息的情况下同时接收所述至少两个RF信号。
在根据本发明的接收机的一个实施例中，第一RF信号的带宽与第二RF信号的带宽相当。如果两个信号的带宽彼此相当，则有可能共享用于处理所述组合的RF信号的接收机的其他组件，比如放大器、下变频器、模数转换器和解调器。
利用下列附图可以进一步说明本发明的这些和其它方面。
图1示出根据本发明的接收机。
图2示出组合器的一个实施例。
图3示出在其操作环境中包括根据本发明的接收机的移动终端。
图4示出DVB帧。
图5示出UMTS传输和DVB传输的组合。
图6示出UMTS传输与DVB传输的组合的更加详细的视图。
在诸如移动电话、PDA等等的移动终端上把例如DVB业务与UMTS组合起来是当前所关注的。原则上可以区分下列情况或组合：
1、利用DVB在移动终端中接收所广播的视频或者TV信号。
2、利用UMTS网络用于DVB返回信道。
3、利用两种网络用于路由IP包。
在这些情形当中的每一种情形当中，在一个移动终端中将需要两个接收机，每个接收机用于其中一种所接收的业务(例如DVB或UMTS)。然而，根据本发明，有可能对于DVB和UMTS二者只使用单个接收机。这可以通过把DVB中心频率(700MHz)向上偏移到UMTS中心频率(2100MHz)(或者反之亦然)来实现。根据本发明的接收机的一种可能的实现方式如图l所示。图中示出耦合到本地振荡器11的混频器10，其用于把信号s2的中心频率偏移到与信号s1相同的中心频率。随后，信号s1与信号s2的经过频移的版本(即s3)被耦合到组合器12，从而它们可以被组合成一个组合的射频信号s4。该组合的射频信号通过滤波器13被滤波并且通过放大器14被放大。经由混频器15，该组合的射频信号s4被下变频到较低频率信号s5。为此，混频器15耦合到本地振荡器16。在本文中，较低频率意味着IF或者基带。该较低频率信号可以通过模数转换器18被数字化，之后其可以在解调器19中被解调，以便产生UMTS和DVB信号s5和s6。所述接收机进一步包括处理装置20，以便进一步处理已解调的UMTS和DVB信号。例如，该处理装置可以被安排成通过确定每个信号s5和s6的接收信号功率来检测信号s5和s6的其中之一的存在。这样，有可能在包含在信号s5和s6中的所接收业务之间进行切换。原则上，例如有可能根据预定义的或者用户定义的选项来为其中一个信号给出高于另一个信号的优先级。此外，所述接收机可以被安排成接收用于同步对至少两个所接收的RF信号的接收的同步信号。例如，该信号可以由接收机1接收，其在接收机1中被解码并且例如被耦合到处理装置19。天线2也可以是用来接收其它信号s1和s2的天线。或者，所述同步信号可以被封装在所述至少两个所接收的RF信号当中的任意一个之中。在这种情况下，可以利用处理装置19或者解调器18从所述至少两个RF信号当中的任意一个之中提取该同步信号。
图2示出组合器12的一个实例。信号s1和s3被耦合到多路复用开关21和22。这些多路复用开关的目的在于正交化信号s1和s3。其效果是有可能把s1和s3加在一起，同时可以在后面的时刻将它们分离开。多路复用开关21、22可以是BPSk(0/180度)相位调制器，其将所接收的信号乘以1和-1的序列。优选地，所述调制器被选择成使得它们具有低插入损失，从而它们不会降低所接收信号的质量。通过将所接收的信号乘以不同的序列，使得信号彼此正交。在后面的阶段，所组合的信号可以在下变频之后利用单个接收机分离。尤其对于本应用来说，正交码的一个很好的实例是所属领域技术人员所熟知的Walsh函数。根据本发明，Wal(0)可以被应用于多路复用开关21、22的其中之一，同时Wal(1)可以被应用于开关21、22当中的另一个。Wal(0)意味着将所接收的信号乘以序列1，1，而Wal(1)意味着将所接收的信号乘以序列1，-1。Wal(0)代表连续的DC信号。更高阶的Walsh函数也可以被用于编码所接收的信号。
作为保持所接收信号的完整性的附加措施，所述序列应当以所接收信号的额定采样速率的两倍被应用。也就是说，对于每个额定采样周期，所述序列的两部分都将被应用。因为DVB信号具有比UMTS更高的采样速率，因此所述序列将以两倍的DVB采样速率被应用于两个所接收信号。
或者，两个信号s1和s2可以通过利用时间多路复用而被组合，这也是所属领域里公知的。这里，其中一个多路复用开关21、22可以使用序列1，0，而另一个则将使用序列0，1。原则上，多路复用开关21、22可以被一起去除，并且两个信号(的频带)可以例如通过频率偏移振荡器11和混频器10而被放置得彼此邻近。
图3示出在其操作环境中包括根据图1的接收机的移动终端30。图中示出了两种配置。在图3a中，移动站30被耦合到两个射频源以用于接收两个RF信号s1和s2，所述两个信号例如可以代表被发送到移动站30的UMTS和DVB信号。在操作情况下，所有信号s1和s2可能不是同时激活的。在图3b示出的情况中，信号s1和s2从同一位置被发送。在这种情况下，所述一个或多个射频源也可以发射同步信号(未示出)到移动站30，以便将移动站与发射信号s1和s2的射频源同步。或者，(这里未示出)射频信号s1和s2可以由射频源33(其例如可以是基站)预先组合成单个无线电信号。
数字视频广播(DVB)信号是包括接收时隙41和中断周期时隙42的周期性时隙信号。在被称为DVB-H的DVB的一个典型的变体中，典型的接收时隙41具有可以是0.14s的持续时间T2，同时中断周期时隙40的持续时间T1可以高达如图4所示的6秒。典型地，不同的节目流在不同的时隙中被传输，但是DVB接收机不必接收所有这些时隙来确保可以接受的接收，原则上通过接收至少一个接收时隙将有可能确保可接受的接收。
假设在正常操作模式下，移动站30主要接收DVB传输。然而，移动站30还需要接收一些UMTS信息以便与UMTS网络保持同步。由于DVB传输是时间复用的，其可以在大约10％的可用时间内被接收，因此原则上有可能在不需要接收DVB传输的剩余的90％的时间期间接收UMTS信息。这种安排要求在移动站或者网络本身当中具有某种智能，以便确保DVB和UMTS传输在时间上保持分离。在终端处，这可以通过在要求UMTS接收时简单地忽略DVB接收来容易地实现。在网络中，这可以通过同步DVB和UMTS传输来建立，例如协同定位对应于DVB和UMTS的射频源以及协调每个射频源的发送时间。如果该功能只在移动终端中实现，则DVB分组将不可避免地丢失。
这在图5中更加详细地进行了说明。假设在该实施例中，UMTS接收处于等待中，同时数字视频广播在周期40c期间被接收。这意味着没有同时连接。然而，所述接收机持续地监视UMTS通信信道，例如通过监视所接收的信号强度或者通过监视数字域内的信道。这可以通过图1的处理单元19来完成。在时间T4，UMTS通信(例如连接请求)被该接收机检测到。因此，该接收机中断DVB接收，并且该接收机有效地简化为UMTS接收机。一旦UMTS连接在时间T5被终止，则恢复由40c代表的DVB传输。
可以通过在网络中合并某种附加的智能来达到更好的性能。将移动终端30与网络同步将是第一步。UMTS帧(图6c)包括15个时隙52，它们加在一起具有10ms的持续时间，即每个时隙0.66ms。DVB接收时隙41(图6a)具有14ms的持续时间，而且该时隙被划分到14个时隙51中(图6b)，其中每一个具有10ms的持续时间。这意味着图6c的UMTS帧“适配”到图6b的DVB时隙51中。这在图6d中更详细地示出。
这可以通过在网络中同步UMTS和DVB传输而容易地实现。同步的目的是对准UMTS信号和DVB信号的帧的定时。UMTS信号具有10ms的帧周期。DVB的帧周期更长，并且还是可变的。所述同步处理的另一个关键特征将是向UMTS发射机通知何时发生DVB传输及其重复频度。在这种情况下，DVB接收机将向UMTS发射机指示何时UMTS传输将不能被移动站接收。这需要UMTS发射机和DVB发射机之间的交互作用。
然而，所述接收机仍然需要与UMTS和DVB接收信号同步。在纯UMTS模式下，可以例如按照与传统UMTS移动电话相同的方式进行同步。当需要DVB接收时，移动电话必须确定DVB帧的正确部分的定时。例如这可以通过提取和利用在任一个信号中可获得的定时信息来实现，或者，所述网络可以提供专用的同步信号给移动站，这样可以进一步最小化数据丢失，因为按照这种方式UMTS和DVB信号可以以交替的方式被发送。这些同步信号可以是由任一个射频源31、32、33(图3)播送的附加信号，或者可以通过为同步信息分配专用的通信时隙而将所述同步信号合并到例如UMTS或DVB信号中。
根据该一更复杂的程序，将有可能建立并维持在网络与移动站之间的同时连接。这意味着有可能维持视频连接，同时UMTS连接就位。根据该程序，有可能在UMTS帧的时隙52为“空”的时间周期期间发送DVB信号。然而，在UMTS信息被播送/接收的周期期间，DVB传输将必须被射频源停止或者被接收机忽略。在图6c和6d中，该周期由时隙53表示。由于在UMTS和DVB之间切换可以非常快(典型地大约是10微秒)，将只有每帧1个UMTS时隙由于该原因被丢失。这将导致每6秒丢失总计14*10/15＝9.3ms，其低于DVB接收时间的0.2％。给定在例如MPEG中可用的高级纠错方法的可用性，低于0.2％的丢失率是不成问题的。
应当注意，上述实施例说明而不是限制本发明，所属领域技术人员在不背离所附权利要求书的范围的情况下能够设计许多替换实施例。在上述实施例中示出的所有信号处理可以在模拟域和数字域中实施。“包括”一词不排除权利要求中所列的元件或步骤之外的其他元件或步骤的存在。在互不相同的从属权利要求中阐述某些措施这一事实并不表示不能使用这些措施的组合来获益。

Claims (21)

1、用于接收至少两个RF信号(s1，s2)的接收机，其中所述至少两个射频信号(s1，s2)当中的第一RF信号具有第一中心频率，并且所述至少两个射频信号(s1，s2)当中的第二信号具有第二中心频率，该接收机包括：
-移频器(10，11)，用于将第一中心频率偏移到第二中心频率；
-组合器(12)，用于组合经过频移的第一RF信号(s3)与第二RF信号(s1)，以便获得组合的RF信号(s4)；
-下变频器(15，16)，用于将该组合的RF信号(s4)下变频到组合的较低频率信号；以及
-解调器(19)，用于解调该组合的较低频率信号。
2、根据权利要求1所述的接收机，其中，所述组合器(12)用于使第一RF信号(s2)与第二RF信号(s1)正交。
3、根据权利要求2所述的接收机，其中，所述组合器(12)包括用于将第一RF信号(s2)与第一代码序列相乘的至少第一多路复用开关(22)，以及用于将第二RF信号(s1)与第二代码序列相乘的第二多路复用开关(21)。
4、根据权利要求2所述的接收机，其中，所述多路复用开关(21，22)是BPSK相位调制器。
5、根据权利要求3所述的接收机，其中，所述第一和第二代码序列以等于相应的第一和第二RF信号(s1，s2)的采样速率的至少两倍的速率被应用于第一和第二RF信号(s1，s2)。
6、根据权利要求3所述的接收机，其中，所述第一代码序列是Wal(0)函数，第二代码序列是Wal(1)函数。
7、根据权利要求1所述的接收机，其中，所述组合器(12)被安排成对第一和第二RF信号(s1，s2)进行时间多路复用。
8、根据权利要求1所述的接收机，其中，所述组合器(12)被安排成把所述至少两个RF信号(s1，s2)的频带放置得彼此邻近。
9、根据权利要求1所述的接收机，其中，所述接收机被安排成接收用于对所述至少两个RF信号(s1，s2)的接收进行同步的同步信号。
10、根据权利要求1所述的接收机，其中，所述接收机被安排成监视第二RF信号的广播的存在。
11、根据权利要求1所述的接收机，其中，第一RF信号(s2)的带宽与第二RF信号(s1)的带宽相当。
12、根据权利要求1所述的接收机，其中，第一RF信号(s2)是DVB信号。
13、根据权利要求1或2所述的接收机，其中，第二RF信号(s1)是UMTS信号。
14、包括根据权利要求1的接收机的移动终端(30)。
15、包括根据权利要求1的接收机的电信系统。
16、根据权利要求15所述的电信系统，其中，所述网络被安排成发射用于同步所述接收机以便对所述至少两个RF信号(s1，s2)的接收进行同步的同步信号。
17、根据权利要求15所述电信系统，包括用于发射至少两个RF信号的至少两个射频源，所述射频源被安排成以同步的方式发射所述至少两个RF信号(s1，s2)。
18、根据权利要求17所述的电信信道，其中，所述至少两个射频源耦合在一起，以便对所述至少两个RF信号(s1，s2)的发射进行同步。
19、由网络发射的同步信号，其用于同步接收机以便对至少两个RF信号(s1，s2)的接收进行同步。
20、根据权利要求17所述的同步信号，其中，所述同步信号被合并到所述至少两个RF信号(s1，s2)的至少其中一个之中。
21、接收至少两个RF信号的方法，其中，所述至少两个RF信号当中的第一RF信号具有第一中心频率，并且所述至少两个RF信号当中的第二RF信号具有第二中心频率，该方法包括以下步骤：
-将第一中心频率偏移到第二中心频率；
-将经过频移的第一RF信号与第二RF信号多路复用成组合的RF信号；
-将该组合的RF信号下变频到组合的较低频率信号；以及
-解调该组合的较低频率信号。
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