EA027066B1

EA027066B1 - Приемник промежуточной частоты с динамическим выбором используемой промежуточной частоты

Info

Publication number: EA027066B1
Application number: EA201590276A
Authority: EA
Inventors: Антонио Проспери; Филиппо Нези; Стефано Джулиани; Габриэле Фаджоли
Original assignee: СЕЛЕКС ЕС С.п.А.
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2017-06-30
Also published as: ES2606361T3; BR112015002137A2; AU2013298138A1; WO2014020558A1; BR112015002137B1; EP2880766B1; ITTO20120681A1; EP2880766A1; AU2013298138B2; US20150207654A1; SG11201500643XA; EA201590276A1; US9178733B2

Abstract

Изобретение относится к IF-приемнику, который имеет возможность решить проблему зеркальной полосы и, в частности, подавить любые сигналы помех для того, чтобы обеспечить правильную демодуляцию принятого полезного сигнала без необходимости прерывать услугу приема. Приемник (30) содержит ветвь наблюдения, сконфигурированную для того, чтобы отслеживать помехи, испытываемые на множестве промежуточных частот, пригодных для использования при приеме, и выбирать промежуточную частоту приема из промежуточных частот, пригодных для использования при приеме, на основе осуществляемого наблюдения за помехами. Кроме того, блок (40) наблюдения сконфигурирован с возможностью осуществлять наблюдение в реальном времени за помехами, испытываемыми на используемой в текущий момент промежуточной частоте приема, а также на других промежуточных частотах, пригодных для использования при приеме, и изменять в реальном времени используемую промежуточную частоту приема на основе наблюдения в реальном времени за помехами.

Description

(57) Изобретение относится к ΙΡ-приемнику, который имеет возможность решить проблему зеркальной полосы и, в частности, подавить любые сигналы помех для того, чтобы обеспечить правильную демодуляцию принятого полезного сигнала без необходимости прерывать услугу приема. Приемник (30) содержит ветвь наблюдения, сконфигурированную для того, чтобы отслеживать помехи, испытываемые на множестве промежуточных частот, пригодных для использования при приеме, и выбирать промежуточную частоту приема из промежуточных частот, пригодных для использования при приеме, на основе осуществляемого наблюдения за помехами. Кроме того, блок (40) наблюдения сконфигурирован с возможностью осуществлять наблюдение в реальном времени за помехами, испытываемыми на используемой в текущий момент промежуточной частоте приема, а также на других промежуточных частотах, пригодных для использования при приеме, и изменять в реальном времени используемую промежуточную частоту приема на основе наблюдения в реальном времени за помехами.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к приемнику промежуточной частоты, в котором промежуточная частота, используемая при приеме, динамически выбирается для того, чтобы подавить любые сигналы помех.

Уровень техники

Как известно, в текущий момент системы радиосвязи часто задействуют так называемые приемники промежуточной частоты (ΙΡ), которые выполнены с возможностью принимать радиочастотные (КР) сигналы;

смещать принятые КР-сигналы на предварительно определенную ΙΡ; обрабатывать, например фильтровать, ΙΡ-сигналы; смещать обработанные ΙΡ-сигналы в полосу частот (ВВ); обрабатывать ВВ-сигналы.

Использование ΙΡ-преобразования обеспечивает возможность использования электронных компонентов, таких как усилители, фильтры, аналогово-цифровые (Α/ϋ) преобразователи и т.д., для обработки ΙΡ-сигналов, причем эти компоненты являются менее дорогими и/или более эффективными, чем те, которые необходимы для соответствующей непосредственной обработки ΚΡ-сигналов. Например, использование ΙΡ-смещения обеспечивает возможность использования частотных фильтров с высокой избирательностью, что не могло быть сделано или было бы слишком дорого для непосредственной ΚΡ-обработки.

Фиг. 1 изображает функциональную структурную схему, которая представляет типичную архитектуру ΙΡ-приемника (указанного в целом ссылочной позицией 10).

В частности, как показано на фиг. 1, ΙΡ-приемник 10 содержит антенну 11, выполненную с возможностью принимать ΚΡ-сигнал;

усилитель 12, соединенный с антенной 11 и выполненный с возможностью усиливать ΚΡ-сигнал, принятый антенной 11;

векторный ΙΡ-демодулятор 13, который далее будет также называться аналоговым ΙΡ-микшером и который соединен с усилителем 12 и выполнен с возможностью смещать ΚΡ-сигнал, усиленный усилителем 12, на ΙΡ, выводящий соответствующую синфазную ΙΡ-составляющую (Ι) и соответствующую квадратурную ΙΡ-составляющую (О);

средство 14 фильтрации низких частот, соединенное с векторным ΙΡ-демодулятором 13 и выполненное с возможностью применять фильтрацию низких частот к ΙΡ-составляющим Ι и О, обеспеченным ΙΡ-демодулятором 13;

средство 15 Α/ϋ-преобразования, соединенное со средством 14 фильтрации низких частот и выполненное для преобразования аналоговых ΙΡ-составляющих Ι и О, фильтрованных средством 14 фильтрации низких частот, в соответствующие цифровые ΙΡ-составляющие Ι и О;

цифровой ВВ-демодулятор 16, который далее будет также называться цифровым ВВ-микшером и который соединен со средством 15 Α/ϋ-преобразования и сконфигурирован для демодуляции цифровых ΙΡ-составляющих Ι и О, обеспеченных средством 15 Α/ϋ-преобразования, выводящий соответствующий цифровой ВВ-сигнал;

цифровое средство 17 обработки, соединенное с цифровым ВВ-демодулятором 16 и сконфигурированное для обработки цифрового ВВ-сигнала, обеспеченного цифровым ВВ-демодулятором 16.

При использовании, когда он принимает сигнал от усилителя 12, имеющего ΚΡ Γ₀, векторный ΙΡдемодулятор 13 использует сигнал с частотой Р_Ои, генерируемый первым гетеродином (ОЬ1) 18, для преобразования ΚΡ-сигнала в соответствующие составляющие Ι и О, имеющие ΙΡ Γ_ΙΡ, равную Р₀-Г_Ои. Иными словами, аналоговый ΙΡ-микшер 13 выводит комплексный сигнал Ι0 с тем же самым содержимым информации, что и ΚΡ-сигнал, принятый антенной 11, но смещенный на ΙΡ ΓιΑΤο-ίΟ^. Средство 14 фильтрации низких частот работает на этой ΙΡ, причем это средство 14 фильтрации низких частот выбирает желаемый канал и посылает фильтрованный комплексный сигнал Ι0 средству 15 Α/ϋпреобразования, которое выполняет соответствующее Α/ϋ-преобразование.

Кроме того, цифровой ВВ-микшер 16 использует второй гетеродин (ОЬ2) 19 для смещения в ВВ (т.е. на -Γ_ΙΡ) цифрового комплексного сигнала Ю, обеспеченного средством 15 Α/ϋ-преобразования.

Удобно, если цифровой ВВ-микшер 16, цифровое средство 17 обработки и ОЬ2 19 осуществляются посредством процессора цифровых сигналов (ϋδΡ) и/или программируемой пользователем вентильной матрицы (ΡΡ0Α) (указаны в целом на фиг. 1 посредством ссылочной позиции 20). В частности, ОЬ2 19 может осуществляться посредством вычислительного процесса ΡΡ0Α или посредством программноаппаратных средств в ϋδΡ.

Как известно, ΙΡ-приемники страдают от так называемой проблемы зеркальной полосы. Для того чтобы описать эту проблему подробно, фиг. 2 изображает пример операционного сценария, в котором ΙΡ-приемник 10 выполнен для приема узкополосного полезного сигнала δ на ΚΡ ί₀=400 МГц с Г_ОЫ=399,9 МГц и, таким образом, с ί_ΙΡ=100 кГц. В этом сценарии, ввиду несовершенного балансирования ветвей Ι и О, сигнал помех ΙΙ, расположенный на 399,8 МГц, т.е. на -100 кГц относительно опорной точки на 0 Гц, как показано на фиг. 2, производит соканальный зеркальный сигнал Ι1Ϊ на +100 кГц, который накладыва- 1 027066 ется на полезный сигнал 8.

В общем, Ό8Ρ и/или РРСА 20 ΙΡ-приемников конфигурируются для выполнения так называемой функции компенсации дисбаланса КР для того, чтобы компенсировать геометрические искажения, присутствующие в последовательности приема, и ΙΡ-приемники подвергаются процессам калибрования на ветвях I и О конкретным образом для уменьшения проблемы зеркальной полосы. Однако всегда в отношении сценария на фиг. 2, если мощность сигнала помех II на -100 кГц много больше мощности полезного сигнала 8 на +100 кГц, в частности если разница Ό между мощностями двух сигналов Ι1 и 8 выше 40 дБ (т.е. Ό>40 дБ), функция компенсации дисбаланса КР и калибрование ветвей I и О может не гарантировать достаточного подавления сигнала помех II, или, точнее, может не гарантировать достаточно малого соканального зеркального сигнала Ш, чтобы обеспечить возможность правильной демодуляции и обработки полезного сигнала 8 посредством Ό8Ρ и/или РРСЛ 20.

Дополнительно, фиг. 2 также изображает дополнительный сигнал помех Ю на 0 Гц, производимый сигналами помех, даже далекими (>>0,1 МГц), благодаря квадратичной характеристике векторного Ш-демодулятора 13.

В прошлом некоторые способы были исследованы и разработаны для попыток уменьшить проблему зеркальной полосы. Например, заявка на патент Соединенных Штатов Америки И8 2006/0141974 А1 предлагает низкий ГР-микшер для преобразования с понижением частоты КР-сигнала на предварительно определенную фиксированную Ш, где энергия боковых полос предварительно определенной Ш оценивается для того, чтобы выбрать, для Ш-демодуляции КР-сигнала, частоту соответственного гетеродина (КР+Ш или КБ-Ш), ассоциированного с боковой полосой, имеющей более низкий уровень энергии. Иными словами, согласно И8 2006/0141974 А1, выбор частоты для гетеродина (КР+Ш или КР4Р) осуществляется на основе энергии, измеренной предварительно по спектру. В частности, согласно И8 2006/0141974 А1, значение частоты, выбранное для гетеродина (КР+Ш или КР4Р), является тем, которое, на основе выполненных ранее измерений энергии, обеспечивает возможность получения принятого сигнала, имеющего самый низкий уровень энергии.

К сожалению, микшер низкой Ш, описанный в И8 2006/0141974 А1, не обеспечивает возможность полного решения проблемы зеркальной полосы. В действительности, микшер низкой Ш в соответствии с и8 2006/0141974 А1 не обеспечивает возможность правильной демодуляции полезного сигнала, принятого в случае, когда сигналы помех создают помехи на обеих боковых полосах предварительно определенной Ш.

Кроме того, патент Соединенных Штатов Америки И8 8160529 В1 описывает КР-приемник, который включает в себя гетеродин, который принимает управляющий сигнал и который генерирует сигнал гетеродина на частоте гетеродина на основе управляющего сигнала; аналоговый Ш-микшер, который генерирует Ш-сигнал на основе КР-сигнала и сигнала гетеродина; цифровой ВВ-микшер, который генерирует ВВ-сигнал на основе Ш-сигнала и сигнала Ш-осциллятора; и модуль наблюдения канала, который генерирует управляющий сигнал на основе ВВ-сигнала.

К сожалению, приемник в соответствии с И8 8160529 В1 страдает от важной технической проблемы, а именно поиска и выбора новой Ш для использования при приеме для того, чтобы уменьшить помехи, что может быть осуществлено только путем прерывания услуги приема. Кроме того, при использовании приемника в соответствии с И8 8160529 В1 в сценарии переменного КР (стандартном в мобильных устройствах) может быть необходимо часто прерывать прием, производить непрерывные и продленные периоды недоступности услуг, что некоторые приложения могут не иметь возможности выдержать.

Для минимизации этой проблемы в патенте Соединенных Штатов Америки И8 8160529 В1 осуществляется ресурс для специально обеспеченной таблицы соответствия для хранения всех из полученных параметров оценки для того, чтобы иметь возможность вызывать их в случаях ухудшения приема. Однако, будучи заполненной полученными параметрами оценки, эта таблица более не обновляется и, следовательно, больше не может быть пригодной в случаях, если КР-сценарий в это время изменился.

Также следует заметить, что согласно И8 8160529 В1 для того, чтобы ускорить создание вышеупомянутой таблицы, количество Ш ограничено дискретными коэффициентами, кратными N (где N - положительное целое).

Кроме того, заявка на патент Соединенных Штатов Америки И8 2007/0207736 А1 описывает способ для уменьшения помех смежного канала, который включает в себя: определение желаемого канала КР-сигнала; определение множества локальных колебаний для желаемого канала; определение близкого уровня мощности зеркальной частоты каждого из множества потенциальных локальных колебаний для производства множества близких уровней мощности; и выбор одного из множества потенциальных локальных колебаний для преобразования с понижением частоты желаемого канала на основе множества близких уровней мощности.

Согласно и8 2007/0207736 А1 поиск благоприятной РР-частоты выполняется в течение предварительной фазы перед началом фактического приема (т.е. когда приемник все еще неактивен).

В процессе, как в случае из патента Соединенных Штатов Америки И8 8160529 В1, надежность услуги приема может быть недостаточной, если приемник является приемником мобильного типа, и, следовательно, уровни спектра приема переменны (с учетом того, что приемник может перемещаться).

- 2 027066

Для минимизации проблемы долгого ожидания и долгого прерывания услуги, согласно И8 2007/0207736 А1, вводится сохранение последней частоты локальных колебаний, используемое для конкретного ранее активированного канала приема. Однако этот способ не может решить проблемы для мобильных приемников, поскольку ввиду изменения позиции приемника может быть необходимо обнаружить новую благоприятную ΙΡ, и ранее используемая частота локальных колебаний может более не быть применимой.

Кроме того, заявка на патент Соединенных Штатов Америки И8 2009/0310721 А1 описывает способ выбора ΙΡ, который включает в себя измерение первого качества сигнала в первом канале на первой ΙΡ; измерение второго качества сигнала в первом канале на второй ΙΡ и выбор ΙΡ с наилучшим качеством сигнала.

В частности, заявка на патент Соединенных Штатов Америки И8 2009/0310721 А1 относится к сектору телевизионных приемников, где режим модуляции ΘΡΌΜ влечет использование быстрого преобразования Фурье (ΡΡΤ), необходимого для множественной ОР8К-демодуляции всех символов бесчисленных СР8К-несущи.\ в принятом канале.

Также в случае и8 2009/0310721 А1 (как для И8 8160529 В1 и И8 2007/0207736 А1) поиск лучшей ΙΡ выполняется с ущербом прерывания обычной услуги приема. Естественно, в секторе телевизионных приемников прерывание обычной услуги приема, чтобы обеспечить возможность поиска лучшей ΙΡ, приемлемо, поскольку этот поиск в общем случае включается в длину автоматического поиска телевизионных каналов. Кроме того, поскольку телевизионный приемник в общем случае стационарен, выбор лучшей ΙΡ будет применим в течение долгого времени.

Кроме того, заявка на патент Соединенных Штатов Америки И8 2005/0143040 А1 описывает способ и устройство для улучшения качества сигнала в беспроводном приемнике. Согласно И8 2005/0143040 А1, зеркальный сигнал желаемого сигнала преобразуется с понижением частот в соответствующий ВВсигнал цифровым преобразователем, и энергия этого ВВ-сигнала определяется. Если энергия ВВ-сигнала равна или больше предварительно определенного порога, то ΙΡ меняется для любых входящих сигналов. Вместо этого, если энергия ВВ-сигнала меньше предварительно определенного порога, то ΙΡ поддерживается для любых входящих сигналов.

В частности, беспроводной приемник в соответствии с И8 2005/0143040 А1 использует переключательную матрицу, которая обеспечивает возможность демодуляции в ВВ, в качестве альтернативы, желаемого канала или зеркальной частоты. Иными словами, беспроводной приемник в соответствии с И8 2005/0143040 А1 меняет составляющие Ι и О друг с другом и измеряет, в последовательные моменты времени, и энергию желаемого канала, и энергию сигнала зеркальной полосы. Однако также эта процедура (как и случай из И8 8160529 В1, И8 2007/0207736 А1 и И8 2009/0310721 А1) влечет прерывание обычной услуги приема.

Задача и сущность изобретения

Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить ΙΡ-приемник, который имеет возможность, в общем, решать проблему зеркальной полосы и, в частности, подавлять любые сигналы помех для того, чтобы обеспечить правильную демодуляцию принятого полезного сигнала без необходимости прерывать услугу приема.

Вышеупомянутая цель достигается посредством настоящего изобретения ввиду того, что оно относится к приемнику, как определено в прилагаемой формуле изобретения.

В частности, вышеупомянутая цель достигается посредством настоящего изобретения ввиду того, что оно относится к приемнику, сконфигурированному для приема радиочастотного сигнала и содержащему:

векторный демодулятор, сконфигурированный для демодуляции принятого радиочастотного сигнала на промежуточной частоте приема, выводящий соответствующую аналоговую синфазную составляющую и соответствующую аналоговую квадратурную составляющую, имеющие упомянутую промежуточную частоту приема;

первый гетеродин, связанный с векторным демодулятором и сконфигурированный для обеспечения упомянутого векторного демодулятора первой рабочей частотой, относящейся к промежуточной частоте приема;

средство фильтрации, сконфигурированное для фильтрации аналоговых синфазной и квадратурной составляющих;

средство аналогово-цифрового преобразования, сконфигурированное для преобразования фильтрованных аналоговых синфазной и квадратурной составляющих в соответствующие цифровые синфазную и квадратурную составляющие;

цифровой демодулятор основной полосы частот, сконфигурированный для выполнения демодуляции основной полосы частот цифровых синфазной и квадратурной составляющих, выводящий соответствующий цифровой сигнал основной полосы частот;

второй гетеродин, связанный с цифровым демодулятором основной полосы частот и сконфигурированный для обеспечения упомянутого цифрового демодулятора основной полосы частот второй рабочей частотой, относящейся к промежуточной частоте приема;

- 3 027066 цифровое средство обработки, сконфигурированное для обработки цифрового сигнала основной полосы частот;

ветвь наблюдения, сконфигурированную для того, чтобы осуществлять, на основе цифровых синфазной и квадратурной составляющих, наблюдение за помехами, испытываемыми на множестве промежуточных частот, пригодных для использования при приеме, и выбирать промежуточную частоту приема из промежуточных частот, пригодных для использования при приеме, на основе осуществляемого наблюдения за помехами.

Приемник согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что ветвь наблюдения содержит цифровой микшер, сконфигурированный для выполнения в реальном времени смещений частоты цифровых синфазной и квадратурной составляющих, выводящий, для каждого выполняемого в реальном времени смещения частоты, соответствующий смещенный цифровой сигнал; причем каждое смещение частоты в реальном времени, выполняемое цифровым микшером, ассоциировано с соответствующей промежуточной частотой, пригодной для использования при приеме;

третий гетеродин, связанный с цифровым микшером и сконфигурированный для обеспечения упомянутого цифрового микшера третьими рабочими частотами, причем каждая третья рабочая частота относится к соответствующей промежуточной частоте, пригодной для использования при приеме;

блок наблюдения, сконфигурированный с возможностью осуществлять, на основе смещенных цифровых сигналов, выводимых цифровым микшером, наблюдение в реальном времени за помехами, испытываемыми на используемой в текущий момент промежуточной частоте приема, а также на других промежуточных частотах, пригодных для использования при приеме;

изменять в реальном времени используемую промежуточную частоту приема на основе наблюдения в реальном времени за помехами путем изменения в реальном времени первой рабочей частоты, обеспеченной первым гетеродином, векторному демодулятору и второй рабочей частоты, обеспеченной вторым гетеродином, цифровому демодулятору основной полосы частот.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания настоящего изобретения некоторые предпочтительные варианты осуществления, обеспеченные в виде разъясняющего и неограничивающего примера, будут теперь проиллюстрированы со ссылками на приложенные чертежи (без соблюдения масштаба), где:

фиг. 1 схематически изображает типичную архитектуру ΙΡ-приемника согласно известному уровню техники;

фиг. 2 схематически изображает пример сценария работы, в котором ΙΡ-приемник с фиг. 1 страдает от так называемой проблемы зеркальной полосы;

фиг. 3 схематически изображает архитектуру ΙΡ-приемника согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 4 и 5 схематически изображают два возможных выбора ΙΡ для использования при приеме, которые могут быть задействованы ΙΡ-приемником с фиг. 3 для того, чтобы решить проблему зеркальной полосы, показанную на фиг. 2.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения

Следующее описание обеспечено для того, чтобы обеспечить возможность эксперту в этой области осуществить и использовать изобретение. Различные модификации над показанными вариантами осуществления будут автоматически очевидны экспертам, и общие принципы, описанные здесь, могут применяться к другим вариантам осуществления и применениям без выхода за пределы объема защиты настоящего изобретения.

Таким образом, настоящее изобретение не подразумевается как ограниченное вариантами осуществления, описанными и показанными здесь, но должно соответствовать самому широкому объему, согласующемуся с принципами и признаками, раскрываемыми здесь и определенными в прилагаемой формуле изобретения.

В общем, настоящее изобретение относится к ΙΡ-приемнику, выполненному с возможностью динамически выбирать ΙΡ, используемую при приеме, для того, чтобы подавлять любые сигналы помех.

В частности, ΙΡ-приемник согласно настоящему изобретению выполнен с возможностью смещать принятый ΚΡ-сигнал на ΙΡ посредством аналогового ΙΡ-микшера, который производит соответствующие сигналы Ι и С. которые получаются средством Λ/ϋ-преобразования высокой частоты сэмплирования и последовательно конвертируются из ΙΡ в ВВ в цифровой области посредством цифрового ВВ-микшера. Согласно настоящему изобретению, ΙΡ, используемая при приеме, выбирается динамически как функция от одного или нескольких возможных сигналов помех и полосы полезного сигнала.

Подробно, ΙΡ-приемник согласно настоящему изобретению использует ветвь наблюдения для обследования спектральной ситуации одновременно с приемом на рабочей частоте. Таким образом, ΙΡприемник имеет возможность предсказывать скачок частоты, который необходимо выполнить, если возникают такие ΚΡ-условия, что ΙΡ, выбранная для приема при рабочей частоте, должна быть покинута. Это предсказание обеспечивает возможность всегда осуществлять прием в наилучших условиях в плане радиопомех и шума, в отличие от приемника, который выбирает ΙΡ, используемую при приеме, только

- 4 027066 опытным путем или даже после выполнения приема на рабочей частоте в условиях возмущения осуществляет изменение ΙΡ без какой-либо гарантии надежности в отношении этого выбора.

Конкретным образом, ΙΡ-приемник согласно настоящему изобретению использует ветвь наблюдения с возможностью измерения мощности сигналов помех на частотах, которые могут вызывать понижение чувствительности приемника.

Более конкретным образом, в ΙΡ-приемнике согласно настоящему изобретению фоновое наблюдение осуществляется над сигналами помех на различных пригодных для использования ΙΡ посредством своевременного смещения частоты ветви, которая соединяется со средством Λ/ϋ-преобразования и которая обеспечивает возможность хранения актуальной таблицы значений ΙΡ с соответственным качеством приема, на основе которой может быть выбрано лучшее значение ΙΡ для использования. Таким образом, сигналы помех, которые входят в полосу средства Λ/ϋ-преобразования, обычно ±10 МГц, избегаются путем размещения полезного сигнала в позиции наименьшего возмущения.

Для лучшего понимания настоящего изобретения фиг. 3 изображает функциональную структурную схему, которая представляет архитектуру ΙΡ-приемника (указанного в целом ссылочной позицией 30) согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

В частности, ΙΡ-приемник 30 выполнен для приема сигнала на ΡΡ Г₀, а именно посредством подходящей антенны (не показана на фиг. 3 для простоты иллюстрации), удобно соединенной с усилителем (это также не показано на фиг. 3 для простоты иллюстрации) для усиления принятого КБ-сигнала.

Кроме того, как показано на фиг. 3, ΙΡ-приемник 30 содержит векторный ΙΡ-демодулятор 31, который далее будет также называться аналоговым ΙΡ-микшером и который выполнен с возможностью смещать принятый ΚΡ-сигнал на ΙΡ приема выводящий соответствующую составляющую Ι, имеющую упомянутую ΙΡ приема ί_ΙΡ, и соответствующую составляющую О. имеющую упомянутую ΙΡ приема ί_ΙΡ; причем упомянутый векторный ΙΡ-демодулятор 31 использует, для смещения на ΙΡ приема ί_ΙΡ, сигнал с частотой ГОыХ-Гц·, генерируемый первым гетеродином (ОЬ1) 32;

средство 33 фильтрации низких частот, связанное с векторным ΙΡ-демодулятором 31 и выполненное с возможностью применять фильтрацию низких частот к составляющим Ι и (), обеспеченным ΙΡдемодулятором 31;

средство 34 Λ/ϋ-преобразования, связанное со средством 33 фильтрации низких частот и выполненное для преобразования аналоговых составляющих Ι и Ц, фильтрованных средством 33 фильтрации низких частот, в соответствующие цифровые составляющие Ι и О;

цифровой ВВ-демодулятор 35, который далее будет также называться цифровым ВВ-микшером и который связан со средством 34 Λ/ϋ-преобразования и сконфигурирован для демодуляции цифровых составляющих Ι и Ц, обеспеченных средством 34 Λ/ϋ-преобразования, выводящим соответствующий цифровой ВВ-сигнал; упомянутый векторный ΙΡ-демодулятор 31, использующий второй гетеродин (ОЬ2) 36 для смещения в ВВ (т.е. на -ί_ΙΡ) цифрового комплексного сигнала Х обеспеченного средством 34 Λ/ϋ-преобразования;

цифровое средство 37 обработки, связанное с цифровым ВВ-демодулятором 35 и сконфигурированное для обработки цифрового ВВ-сигнала, обеспеченного цифровым ВВ-демодулятором 35;

вспомогательный цифровой микшер 38, связанный со средством 34 Λ/ϋ-преобразования и сконфигурированный для выполнения смещений частоты цифровых составляющих Ι и Ц, обеспеченных средством 34 Λ/ϋ-преобразования, с использованием третьего гетеродина (ОЬ3) 39 и выводящий, для каждого выполняемого смещения частоты, соответствующий смещенный цифровой сигнал; причем каждое смещение частоты, выполняемое вспомогательным цифровым микшером 38, и, таким образом, также и соответствующий смещенный цифровой сигнал, который выводится, ассоциированы с соответствующей наблюдаемой ΙΡ;

блок 40 наблюдения, связанный с вспомогательным цифровым микшером 38, с ОЬ1 32, с ОЬ2 36 и с ОЬ3 39, и сконфигурированный с возможностью вычислять соответственную мощность каждого смещенного цифрового сигнала, обеспеченного вспомогательным цифровым микшером 38, выбирать ΙΡ приема ί_ΙΡ из различных наблюдаемых ΙΡ на основе вычисленных мощностей, управлять операцией ОЬ1 32 путем установления соответственной рабочей частоты Г_ОЪ1 на основе выбранной ΙΡ приема ί_ΙΡ (где ГоиХ-ГД, управлять операцией ОЬ2 36 путем установления соответственной рабочей частоты Г_ОЪ2 на основе выбранной ΙΡ приема ί_ΙΡ (где Г_Оь2=-Гц·), управлять операцией ОЬ3 3 9 путем динамического варьирования соответственной рабочей частоты Г_Оьз для того, чтобы иметь возможность отслеживать множество предварительно определенных ΙΡ.

Удобно, если цифровой ВВ-микшер 35, ОЬ2 36, цифровое средство 37 обработки, вспомогательный цифровой микшер 38, ОЬ3 39 и блок 40 наблюдения осуществляются посредством ϋδΡ и/или ΡΡΟΆ (указанных в целом на фиг. 3 ссылочной позицией 41). В частности, ОЬ2 36 и ОЬ3 39 могут осуществляться посредством вычислительных процессов ΡΡΟΆ или посредством программно-аппаратных средств в ϋδΡ.

Предпочтительно средство 33 фильтрации низких частот содержит первый фильтр низких частот (не показан на фиг. 3 для простоты иллюстрации), выполненный с

- 5 027066 возможностью применять фильтрацию низких частот к составляющей I, обеспеченной ΙΡ-демодулятором

31;

второй фильтр низких частот (это также не показано на фиг. 3 для простоты иллюстрации), выполненный с возможностью применять фильтрацию низких частот к составляющей р, обеспеченной 1Р-демодулятором 31.

Всегда предпочтительно средство 34 А/Э-преобразования содержит первый А/О-преобразователь (не показан на фиг. 3 для простоты иллюстрации), связанный с первым фильтром низких частот и выполненный для преобразования аналоговой составляющей I, фильтрованной первым фильтром низких частот, в соответствующую цифровую составляющую I;

второй А/О-преобразователь (это также не показано на фиг. 3 для простоты иллюстрации), связанный со вторым фильтром низких частот и выполненный для преобразования аналоговой составляющей р, фильтрованной вторым фильтром низких частот, в соответствующую цифровую составляющую р.

Как происходит в стандартных супергетеродинных приемниках, использование ненулевой ΙΡ влечет наличие паразитной частоты приема на частоте ί₀-2ί_ΙΡ, когда ОЬ1 32 работает на частоте Γ₀-Γ_ΙΡ. Векторная структура ΙΡ-приемника 30 частично уменьшает нежелательную паразитную частоту, но без полного ее устранения ввиду несовершенной геометрии приемника 30 (дисбаланс фазы/усиления), получая коэффициент ослабления 40-60 дБ после подходящего калибрования.

Структура переменной ΙΡ согласно настоящему изобретению избегает возмущения сигнала, размещенного на зеркальной частоте, путем изменения значения ΙΡ для того, чтобы избежать/минимизировать это возмущение.

При использовании блок 40 наблюдения получает измерения в спектре полученного цифрового сигнала на частотах, где сигнал помех, если имеет высокий уровень, может создавать ухудшение в приеме полезного сигнала.

Если ΙΡ-приемник 30 настроен для приема КР Г₀ и использует ΙΡ ί_ΙΡ при приеме, паразитная зеркальная частота обеспечивается как ί₀-2ί_ΙΡ, что соответствует спектру в точке Г на полученном цифровом сигнале. Блок 40 наблюдения сравнивает мощность сигнала помех Ρ_Ι, измеренную на частоте ^{с р}и полезного сигнала, измеренного на для получения разницы Ό, которая представляет подходящий параметр для принятия решения об изменении ΙΡ. Удобно то, что блок 40 наблюдения принимает решение изменить ΙΡ, используемую при приеме, если обнаружено, что Ό>40 дБ. Этот критерий выбора применяется к каждой из ΙΡ, пригодных для использования при приеме.

В частности, при использовании блок 40 наблюдения сохраняет и хранит актуальную таблицу, содержащую значения ΙΡ, пригодные для использования при приеме и, таким образом, наблюдаемые, и для каждого наблюдаемого значения ΙΡ:

соответствующее значение зеркальной частоты Рг-Бп (частота, где присутствует паразитный зеркальный сигнал);

значение рабочей частоты Г_ОЬ1 ОЬ1 32; значение рабочей частоты Г_О|,₂ ОЬ2 36; соответствующее значение рабочей частоты Г_ОЪ3 ОЬ3 39;

мощность Ρ_Ι сигнала помех, измеренную на соответствующей зеркальной частоте Рг4т; и разницу Ό между упомянутой измеренной мощностью Ρ_Ι сигнала помех и измеренной мощностью

Р_и полезного сигнала.

В отношении этого ниже обеспечен пример таблицы, используемой блоком 40 наблюдения, который при использовании отслеживает четыре возможных значения ΙΡ, а именно ί_ΙΡ1, ί_ΙΡ2, ί_ΙΡ3 и ί_ΙΡ4 и который составляет эту таблицу, в то время как ΙΡ-приемник 30 использует ΙΡ Γ_ΙΡ=ί_ΙΡ2 при приеме.

	Рг-1т	£оы		ίοω	Ρι	ϋ
ίιπ	£θ~2£ΐΓ1	£θ~ £ΐΓ2	-&ΙΡ2	(£ΐΡ2~2£ΐΡΐ)	Ρπ	Ри - Ρο
			- £ϊΓ2	(£ΐΓ2~2£χρ2)	Ρχ2	Ρΐ2-Ρυ
		^Ο~^ΙΡ2	*£χΡ2	(£ιπ-2ίχρ3)	?Ι3	Ριι-Ρν
ί+га	£ο~2£τρ4	£θ~£τΡ2	-ίΐΡ2	- (£ΐ?2-2£χΡ4)	Ρΐ4	Ρΐ4 ~ &υ

Обновленная таблица обеспечивает возможность блоку 40 наблюдения заранее знать лучшую ΙΡ для использования при приеме, если возникают такие условия возмущения, что необходимо покинуть текущую ΙΡ ί_ΙΡ=Γ_ΙΡ2, т.е. в случае, когда блок 40 наблюдения находит Ρ_Ι2-Ρυ>₄₀ дБ.

Удобно то, что архитектура ΙΡ-приема согласно настоящему изобретению обеспечивает возможность наблюдения и, таким образом, также использования ί_ΙΡ=0 при приеме, т.е. она обеспечивает возможность ΙΡ-приемнику 30 также функционировать в качестве приемника непосредственного преобразования. Как известно, в случае приема непосредственного преобразования (т.е. с ί_ΙΡ=0), проблемы паразитного приема на зеркальной частоте не существует. Однако ввиду ограниченного подавления векторного ΙΡ-демодулятора 31 в отношении модулированных АМ-сигналов, ввиду не очень высокого значения (максимум +60 дБм) точки перехвата второго порядка (ΙΡ2), остаточное возмущение всех АМ-сигналов, представленных на входе векторного ΙΡ-демодулятора 31 накапливается точно около нулевой частоты,

- 6 027066 тем самым внося ухудшение качества принятого сигнала. Тем не менее, в случае, когда блок 40 наблюдения при использовании обнаруживает, что лучшей ΙΡ для использования при приеме в действительности является ^ίΙΡ=^0, может быть удобно побудить приемник 30 начать оперировать в режиме непосредственного преобразования.

Наконец, желательно обратить внимание на сценарий ΙΡ-приема, показанный на фиг. 2 и ранее описанный подробно. В этом сценарии блок 40 наблюдения обнаружит, что разница Ό между мощностью сигнала помех II на -100 кГц и мощностью полезного сигнала 8 на +100 кГц больше 40 дБ, и, таким образом, упомянутый блок 40 наблюдения примет решение изменить ΙΡ, используемую при приеме, путем выбора нового значения ΙΡ, ассоциированного с меньшей разницей мощности Ό, например он может выбрать значение ΙΡ ί_ΙΡ=-100 кГц, как показано на фиг. 4, или значение ΙΡ ί_ΙΡ=+150 кГц, как показано на фиг.

5.

Преимущества настоящего изобретения могут быть автоматически поняты из вышеупомянутого описания.

В частности, важно подчеркнуть, что архитектура ΙΡ-приема согласно настоящему изобретению чрезвычайно гибка, поскольку она комбинирует преимущества архитектуры приема низкой ΙΡ со способностью реагировать на присутствие близких и удаленных сигналов помех и осуществлять множество волновых форм с различными полосами частот (30 МГц-1 ГГц). Таким образом, приемник согласно настоящему изобретению может использоваться для обеспечения мобильных радиоустройств, как портативных, так и относящихся к транспорту, с очень высокой производительностью в плане покрытия полосы, режимов приема и волновых форм, используемых ими.

Кроме того, ΙΡ-приемник согласно настоящему изобретению может использоваться для множества применений, таких как профессиональные, военные и авионические применения и т.д., существует возможность использовать его в комбинации с различными типами связи, такими как технологии ТЕТКА, С8М-К и 8ΌΚ. В качестве альтернативы, ΙΡ-приемник согласно настоящему изобретению может также быть использован для произведения так называемого приемника цифрового мультимедиа (ЭМК).

В частности, ΙΡ-приемник согласно настоящему изобретению комбинирует преимущества супергетеродинных систем с преимуществами систем непосредственного преобразования. Фактически, как в супергетеродинных системах, ΙΡ-приемник согласно настоящему изобретению имеет возможность фильтровать близкие сигналы помех, действуя в качестве КС-фильтра, перед Α/ϋ-преобразованием подобно традиционному кварцевому фильтру. Кроме того, как в системах непосредственного преобразования, ΙΡ-приемник согласно настоящему изобретению использует только аналоговый микшер 1Ц для частотного преобразования и, следовательно, единственный гетеродин. Ввиду всех этих причин ΙΡ-приемник согласно настоящему изобретению имеет высокое сопротивление сигналам помех и, таким образом, высокую эффективность, высокую надежность, простоту и низкую стоимость производства, низкое потребление, гибкость полосы частот сигнала, легкость использования для конечных пользователей и подходит для покрытия широкого диапазона рабочих частот.

Кроме того, архитектура ΙΡ-приема согласно настоящему изобретению также обеспечивает возможность использования других возможных режимов приема, например она обеспечивает возможность выполнения непосредственного преобразования (т.е. ί_ΙΡ=0) или использования ΙΡ с высокими значениями (например, 1ιρ=70 ^4Гц или ί[Ρ =90 МГц) в случаях, когда есть смысл поддержать конкретные параметры приема.

Наконец, желательно подчеркнуть, что архитектура ΙΡ-приема согласно настоящему изобретению обеспечивает возможность поиска лучшей ΙΡ для использования при приеме путем выполнения адаптивного наблюдения в реальном времени за уровнем спектра всего принятого сигнала без какого-либо прерывания обычной услуги приема. В частности, адаптивное наблюдение в реальном времени за уровнем спектра всего принятого сигнала без прерывания услуги приема достигается настоящим изобретением благодаря использованию конкретной ветви наблюдения, содержащей вспомогательный цифровой микшер 38, третий гетеродин (ОЬ3) 39 и блок 40 наблюдения. Этот отличительный признак настоящего изобретения не может быть найден в известных на текущий момент ΙΡ-приемниках и, в частности, не может быть найден в ΙΡ-приемниках и способах ΙΡ-приема, описанных в И8 8160529 В1, И8 2007/0207736 А1, и8 2009/0310721 А1 и И8 2005/0143040 А1. Фактически, как объяснено ранее, эти документы предшествующего уровня техники предполагают, что поиск лучшей ΙΡ для использования при приеме осуществляется путем блокирования обычной услуги приема. Таким образом, вышеупомянутый отличительный признак настоящего изобретения (а именно адаптивное наблюдение в реальном времени за уровнем спектра всего принятого сигнала без прерывания услуги приема благодаря использованию вышеупомянутой конкретной ветви наблюдения), в отличие от ΙΡ-приемников и способов ΙΡ-приема, описанных в И8 8160529 В1, И8 2007/0207736 А1, И8 2009/0310721 А1 и И8 2005/0143040 А1, обеспечивает возможность гарантировать непрерывность услуги, даже когда спектральная тенденция принятого сигнала является переменной и, следовательно, также использовать ΙΡ-приемник согласно настоящему изобретению для мобильных приложений, которые предусматривают высокие скорости перемещения для задействованных приемников.

- 7 027066

Дополнительное различие между настоящим изобретением и патентом Соединенных Штатов Америки И8 8160529 В1 состоит в том, что количество ΙΡ, наблюдаемых ΙΡ-приемником согласно настоящему изобретению, не ограничивается дискретными коэффициентами, кратными N (как в случае υδ 8160529 В1). В действительности, согласно настоящему изобретению наблюдаемые ΙΡ могут также иметь непрерывное разрешение, следовательно, с большей вероятностью обнаружения более благоприятной ΙΡ.

Наконец, ясно, что различные модификации могут применяться к настоящему изобретению без выхода за пределы объема изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Приемник (30) для приема радиочастотного сигнала, содержащий векторный демодулятор (31), выполненный с возможностью демодуляции принятого радиочастотного сигнала на промежуточной частоте приема и вывода соответствующих аналоговой синфазной и аналоговой квадратурной составляющих, имеющих упомянутую промежуточную частоту приема;

первый гетеродин (32), соединенный с векторным демодулятором (31) и выполненный с возможностью передачи упомянутому векторному демодулятору (31) сигнала первой рабочей частоты, соответствующей промежуточной частоте приема;

средство (33) фильтрации, выполненное с возможностью фильтрации аналоговых синфазной и квадратурной составляющих;

средство (34) аналогово-цифрового преобразования, выполненное с возможностью преобразования фильтрованных аналоговых синфазной и квадратурной составляющих в соответствующие цифровые синфазную и квадратурную составляющие;

цифровой демодулятор (35) основной полосы частот, соединенный со средством (34) аналоговоцифрового преобразования для приема цифровых синфазной и квадратурной составляющих и выполненный с возможностью демодуляции основной полосы частот цифровых синфазной и квадратурной составляющих и вывода соответствующего цифрового сигнала основной полосы частот;

второй гетеродин (36), соединенный с цифровым демодулятором основной полосы частот (35) и выполненный с возможностью передачи упомянутому цифровому демодулятору основной полосы частот (35) сигнала второй рабочей частоты, соответствующей промежуточной частоте приема;

цифровое средство (37) обработки, выполненное с возможностью обработки цифрового сигнала основной полосы частот;

ветвь наблюдения, выполненную с возможностью осуществлять на основе цифровых синфазной и квадратурной составляющих наблюдение за помехами, присутствующими на множестве промежуточных частот, пригодных для использования при приеме;

выбирать промежуточную частоту приема из промежуточных частот, пригодных для использования при приеме, на основе осуществляемого наблюдения за помехами;

причем ветвь наблюдения содержит цифровой микшер (38), соединенный со средством (34) аналогово-цифрового преобразования для приема цифровых синфазной и квадратурной составляющих и выполненный с возможностью выполнения в реальном времени смещений частоты цифровых синфазной и квадратурной составляющих и вывода для каждого выполняемого в реальном времени смещения частоты соответствующего смещенного цифрового сигнала; причем каждое смещение частоты в реальном времени, выполняемое цифровым микшером (38), ассоциировано с соответствующей промежуточной частотой, пригодной для использования при приеме;

блок наблюдения (40), который соединен с цифровым микшером (38) для приема смещенных цифровых сигналов;

первым гетеродином (32) для установления первой рабочей частоты в векторном демодуляторе (31);

вторым гетеродином (36) для установления второй рабочей частоты в цифровом демодуляторе (35) основной полосы частот;

и выполнен с возможностью осуществлять на основе смещенных цифровых сигналов, выводимых цифровым микшером (38), наблюдение в реальном времени за помехами, присутствующими на используемой в текущий момент промежуточной частоте приема, а также на других промежуточных частотах, пригодных для использования при приеме;

изменять в реальном времени используемую промежуточную частоту приема на основе наблюдения в реальном времени за помехами путем изменения в реальном времени сигнала первой рабочей частоты, переданного первым гетеродином (32) векторному демодулятору (31), и сигнала второй рабочей частоты, переданного вторым гетеродином (36) цифровому демодулятору (35) основной полосы частот;

характеризующийся тем, что

- 8 027066 ветвь наблюдения дополнительно содержит третий гетеродин (39), соединенный с цифровым микшером (38) и выполненный с возможностью передачи в упомянутый цифровой микшер (38) сигналов с третьими рабочими частотами, причем каждая третья рабочая частота относится к соответствующей промежуточной частоте, пригодной для использования при приеме;

блок наблюдения (40) связан с третьим гетеродином (39) и дополнительно выполнен с возможностью динамического варьирования третьих рабочих частот в цифровом микшере (38) для обеспечения возможности наблюдения в реальном времени за помехами, присутствующими на всех промежуточных частотах, пригодных для использования при приеме приемником (30).
2. Приемник по п.1, в котором блок (40) наблюдения выполнен с возможностью осуществлять наблюдение в реальном времени за помехами путем вычисления в реальном времени и на основе смещенных цифровых сигналов, выведенных цифровым микшером (38), полезной мощности и мощности помех на используемой в текущий момент промежуточной частоте приема, для каждой из других промежуточных частот, пригодных для использования при приеме, соответствующей мощности помех на упомянутой промежуточной частоте, пригодной для использования при приеме;

изменять в реальном времени используемую промежуточную частоту приема на основе вычисленных мощностей.
3. Приемник по п.2, в котором блок (40) наблюдения дополнительно выполнен с возможностью вычисления в реальном времени первого указателя помех, присутствующих на используемой в текущий момент промежуточной частоте приема на основе вычисленной полезной мощности и вычисленной мощности помех на используемой в текущий момент промежуточной частоте приема;

для каждой из других промежуточных частот, пригодных для использования при приеме, соответствующего второго указателя помех, присутствующих на упомянутой промежуточной частоте, пригодной для использования при приеме, на основе вычисленной полезной мощности и соответствующей вычисленной мощности помех на упомянутой промежуточной частоте, пригодной для использования при приеме;

причем блок (40) наблюдения выполнен с возможностью изменения в реальном времени используемой промежуточной частоты приема на основе вычисленного первого и второго указателей.
4. Приемник по п.3, в котором блок (40) наблюдения дополнительно выполнен с возможностью проверять в реальном времени, превосходит ли вычисленный первый указатель предварительно определенный порог помех;

если вычисленный первый указатель превосходит предварительно определенный порог помех; выбирать в реальном времени новую промежуточную частоту приема из других промежуточных частот, пригодных для использования при приеме, на основе соответствующих вычисленных вторых указателей;

изменять в реальном времени первую рабочую частоту, заданную первым гетеродином (32) векторному демодулятору (31), путем установления новой первой рабочей частоты, относящейся к выбранной новой промежуточной частоте приема;

изменять в реальном времени вторую рабочую частоту, заданную вторым гетеродином (36) цифровому демодулятору (35) основной полосы частот, путем установления новой второй рабочей частоты, относящейся к выбранной новой промежуточной частоте приема.
5. Приемник по п.4, в котором блок (40) наблюдения выполнен с возможностью, если вычисленный первый указатель превосходит предварительно определенный порог помех, выбирать в качестве новой промежуточной частоты приема промежуточную частоту, пригодную для использования при приеме, для которой соответствующий второй указатель является самым низким из вычисленных вторых указателей.
6. Приемник по любому из предыдущих пунктов, в котором средство (33) фильтрации соединено с векторным демодулятором (31) для приема аналоговых синфазной и квадратурной составляющих;

средство (34) аналогово-цифрового преобразования соединено со средством фильтрации (33) для приема фильтрованных аналоговых синфазной и квадратурной составляющих;

цифровое средство (37) обработки соединено с цифровым демодулятором (35) основной полосы частот для приема цифрового сигнала основной полосы частот.
7. Приемник по любому из предыдущих пунктов, в котором средство (33) фильтрации содержит первый фильтр, выполненный с возможностью фильтрации аналоговой синфазной составляющей, выводимой векторным демодулятором (31);

второй фильтр, выполненный с возможностью фильтрации аналоговой квадратурной составляющей, выводимой векторным демодулятором (31);

причем средство (34) аналогово-цифрового преобразования содержит первый аналогово-цифровой преобразователь, соединенный с первым фильтром и выполненный с возможностью преобразования аналоговой синфазной составляющей, фильтрованной первым фильтром, в соответствующую цифровую синфазную составляющую;

- 9 027066 второй аналогово-цифровой преобразователь, соединенный со вторым фильтром и выполненный с возможностью преобразования аналоговой квадратурной составляющей, фильтрованной вторым фильтром в соответствующую цифровую квадратурную составляющую.