SE519614C2 - Flerstandardssändtagare med trebandsarkitektur för WLAN - Google Patents

Description

25 30 u! U'| 519 614 2 möjligt att implementera en trebandsarkitektur för en heterodyn sändtagare, som arbetar i de bàda WLAN- standarderna IEEE802.lla och IEEE802.llb, med största möjliga hàrdvarudelning för att minimera effektförbruk- ning av brickarea.

Uppfinningen bestàr av en bredbandig heterodyn- sändare med dubbelomvandling, vilken är kapabel att arbeta i bägge standarderna IEEE802.lla och IEEE802.llb.

Uppfinningen bestàr av en spegelundertryckningsmot- tagare som är kapabel att arbeta i bägge WLAN- standarderna IEEE802.lla och IEEE802.llb.

Uppfinningen baseras pà Weavers spegelundertryck- ningsarkitektur. Den första mellanfrekvensen (IFf) väljs sà att de tvà önskvärda banden är spegelbilder av varand- ra. Bandselektering uppnås genom att man raderar eller subtraherar den andra blandarens utsignaler. RF-fronten hàlls àtskild för de tvà standarderna för att underlätta optimering av prestanda, medan återstoden av sändtagaren är inrättad för trebandsfunktionen.

Frekvensplanen för denna arkitektur är vald så att frekvenssyntetiserarna delas av sändaren och mottagaren, och bandundertryckningen bekräftar spegelundertrycknings- schemat enligt Weavers arkitektur.

Kort beskrivning av ritningarna Den exakta naturen hos denna uppfinning, liksom dess ändamål och fördelar, kommer att framgår klart av den följande detaljerade beskrivningen tillsammans med de åtföljande ritningarna, där: Fig l visar kanaltilldelningen för de tvá häri an- givna standarderna.

Fig 2 visar frekvensplanen för det föreslagna sche- mat för uppnàende av trebandsfunktionen med ett minimum av administrativ maskinvara.

Fig 3 är ett blockschema över den föreslagna sända- ren för trebandsfunktion. 10 15 20 25 30 LA) UI 519 614 3 Fig är ett blockschema över den föreslagna mottaga- ren för trebandsfunktion.

Fig 5 är ett blockschema som àskàdliggör de fre- kvenssyntetiserare som är användbara i de arkitekturer som visas i Fig 3 och Fig 4.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Frekvensplanen är en viktig aspekt av den föreslagna arkitekturen. En stor del av den återanvändning av maskinvara som leder till lägre effektförbrukning och mindre brickarea uppnàs genom mer noggrann frekvensplanering. Frekvensplanen som används i den föreslagna trebandsarkitekturen sammanfattas nedan: Frekvensplanen för trebandssändtagaren visas i Fig 2. Den första lokaloscillatorn har tvà àtskilda frekven- ser 3840 MHz och 4320 MHz för att translatera kanaler fràn tre RF-band till ett mellanfrekvensomràde mellan 1340 MHz och 1480 MHz. frevekens 3840 MHz translaterar kanaler från RF-banden 2,4 GHz respektive 5,15-5,35 GHz till mellanfrekvensban- det. Den första lokaloscillatorns frekvens 4320 MHz translaterar kanaler fràn RF-bandet 5745-5805 MHz till Den första lokaloscillatorns mellanfrekvensbandet. En enda mellanfrekvens kommer att alstra ett brett mellanfrekvensband, vilket utgör en stor utmaning för mellanfrekvenssyntetisatorns utformning på grund av ett mycket stort delningsförhállande.

Sändaren använder en tvàstegs uppomvandlings- arkitektur för att utnyttja samma lokaloscillatorer som används i mottagarkedjan, för att spara brickarea och effekt. Sändararkitekturen visas i Fig 3.

I fas- och kvadraturkanalerna (I- och Q-kanalerna) fràn basbandet passerar först genom ett làgpassfilter där övertoner i DAC-utsignalen filtreras bort. En första kvadratur-LO utför kanalselektering som generera center- frekvenser. Den första blandarens utsignal kombineras för alstring av ett enkelt sidband. Det enkla sidbandet uppomvandlas till RF-bärarnivàer i de relevanta banden 10 15 20 25 30 UJ U'I 519 614 :n- ._ 4 med de tvà fasta lokaloscillatorfrekvenser. RF-signalen vid nivàn 5 GHz, intern effektförstärkare, vilken antingen kan användas fràn RF-blandarens utgàng, matas till en ensam eller för att driva en extern effektförstärkare.

Mottagarens funktion är att framgångsrikt demodulera den önskade signalen i närvaron av stark interferens och starkt brus. Superheterodynmottagaren erbjuder överlägsna prestanda vad beträffar selektivitet och känslighet genom (IF) och filter. Fig 4 visar den föreslagna mottagararkitekturen som är inrättad ett lämpligt val av mellanfrekvens för trebandsfunktion. RF-filterna har ett passband vid 5150 MHz till 5350 MHz, 5725 MHz till 5825 MHz (för 5 GHz banden) och 2400 MHz till 2 480 MHz (för bandet IEEE802.llb). Förutom att selektera ut det önskade bandet ger det undertryckning av det andra bandet. RF-fronten i mottagaren bestàr av en lágbrusig förstärkare (LNA), som förstärker den svaga RF-signalen med ett ytterst litet brusbidrag. Denna följs av en nedomvandlingsblandare som (IF).

Banden 5 GHz och 2,4 GHz har åtskilda RF-fronter i avsikt translaterar RF-signalen till en mellanfrekvens att optimera mottagarens prestanda. Lokaloscillatorns (LO1) frekvens väljs sà att den ger làg frekvensinjektion (low side injection) jektion för 2,4 GHz-bandet. den önskade RF-signalen i báda banden till samma IF-band, för 5 GHz-banden och högfrekvensin- Denna operation translaterar som visas i Fig 2. Frekvenserna 3840 MHz och 4320 MHz för LO1 uppfyller detta kriterium. Bägge banden kommer att translateras till ett IF-område omkring 1400 MHz. Motta- garfiltret programmeras för att välja ut det önskade bandet före den andra nedomvandlingen. Den andra ned- omvandlingen har kvadraturnatur för att underlätta sig- nalbehandling av i fas- och kvadratursignalerna (I- och Q-signalerna). Selektiviteten ästadkoms av làgpassfiltret (LPF), vars brytfrekvens är programmerbar för val av den önskade kanalen. Utsignalen fràn LPF matas till en krets med automatisk förstärknng (AGC) för att åstadkomma variabel förstärkning för uppnàende av ett stort dyna- 10 15 20 519 614 5 miskt område hos mottagaren. Utsignalen fràn AGC omvand- las till digital domän av analog-digitalomvandlaren (ADC) för digital signalbehandling.

Kanalerna och centerfrekvenserna för specifikatio- nerna IEEE802.lla respektive IEEE802.llb visas i Tabell respektive Tabell 2.

Kanalselekteringen sker i den andra nedomvandlingen vilken alstrar i fas- och kvadraturutsignaler vid bas- bandsfrekvens. Den andra lokaloscillatorn (LO2) alstrar centerfrekvensen för den önskade kanalen, sàsom visas i Tabell l och Tabell 2.

RF-fronten i mottagaren bestár av en làgbrusig för- stärkare (LNA) och en blandare för varje band. Detta möjliggör en optimal utformning av varje block vad be- träffar systemprestanda och effektförbrukning. Det block som arbetar i det oanvända bandet kan slás fràn för att minska effektförbrukningen.

Bandpassfilterna i mottagarvägen undertrycker spe- gelfrekvensen för den andra mellanfrekvensen, och lättar därigenom kraven pà den andra nedomvandlingsblandaren.

Làgpassfilterna utför kanalselektering. 3: s ~ . , _ 5 9 i j' '“ ' ",° väv-J» i" k' ~._; , , , í _-\_ o; , fi - 1:a' Égf i? '< " v- i ~ - H .e »l.. . v :v 6 Tabell 1: IEEE802.lla Band (GHz) Kanalcentrumfrekvenser (MHz) 5180 U-NII lägre bandet 5200 (5.l5-5.25) 5220 5240 5260 U-NII mittbandet 5280 (5.25-5.35) 5300 5320 5745 U-NII övre bandet 5765 (5.725-5.825) 5785 5805 Tabell 2: IEEE802.llb kanalspecifikationer Kanalnummer Kanalcentrumfrekvenser (MHz) 1 2412 3 2422 5 2432 7 2442 9 2452 ll 2462

Claims (8)

10 15 20 25 30 LU U'| 519 614 ç. .,,. PATENTKRAV

1. Radiofrontsändtagare som är inrättad att ta emot och sända radiosignaler i olika frekvensband och med olika modulationsformat, varvid sändtagaren innefattar: (i) en första mottagarväg som är inrättad för att mottaga signaler med ett första modulationsformat i ett första radiofrekvensband; (ii) en andra mottagarväg som är inrättad för mot- tagning av signaler av ett andra, annat modulationsformat i ett andra, annat radiofrekvensband; (iii) en första sändarväg som är inrättad för sänd- ning av signaler med det första modulationsformatet och i det första radiofrekvensbandet; (iv) en andra sändarväg som är inrättad för sändning av signaler med det andra modulationsformatet i det andra radiofrekvensbandet; (V) en kretsanordning för omvandling mellan respek- tive radiofrekvensband och mellanfrekvens i var och en av vägarna; (vi) en mellanfrekvenskretsanordning för omvandling mellan respektive mellanfrekvens och basbandet i var och en av vägarna, varvid åtminstone någon del av mellanfre- kvenskretsanordningen är gemensam för bägge mottagar- vägarna och àtminstone någon del av sändarvägarna varvid mellanfrekvenskretsanordningen innefattar àtskilda kanal- filter för de olika radiobanden och mellanfrekvenskrets- anordningen är gemensam för bägge varvid sändtagaren vidare innefattar: (vii) en frekvenssyntetisator, som är inrättad att härleda lokaloscillatorfrekvensband som är lämpliga att använda av mellanfrekvenskretsanordningen i var och en av grenarna; och varvid lokaloscillatorfrekvensbanden för sändning och mottagning är inrättade att överlappa var- andra.

2. Radiofrontsändtagare enligt krav 1, varvid två frekvenssyntetisatorer vidare är inrättade att härleda 10 15 20 25 30 La.) U'I 519 614 8 lokaloscillatorkrav för bruk av kretsanordningen för omvandling av signaler mellan radiofrekvensbanden och mellanfrekvensbanden.

3. Radiofrontsändtagare enligt krav l, varvid en enda, fast första lokaloscillator är drivbar för omvand- lingen fràn radiofrekvens till mellanfrekvens, varvid den första lokaloscillatorn är inrättad att ta emot styrsig- naler som avser insignalens frekvensband och modulations- format samt signaler fràn en àterkopplad, faslàst slinga (PLL) som innefattar en programmerbar delare.

4. Radiofrontsändtagare enligt krav 3, varvid PLL- frekvenssyntetisatorn innefattar en första lokal slinga, som är inrättad att härleda lokaloscillatorfrekvensbanden för sändare- och mottagarvägarna sä att dessa band över- lappar varandra.

5. Radiofrontsändtagare enligt krav 1, varvid sänd- tagaren innefattar en enda andra lokaloscillator (LO2), varvid de erforderliga basbandsfrekvenssignalerna, i mottagarväg, erhålls genom en blandning av mellanfre- kvenssignalerna med de signaler som härleds ur heltals- delning av den andra lokaloscillatorns utsignal.

6. Metod att driva en radiofrontsändtagare enligt krav l, varvid metoden innefattar stegen att: (i) ta emot radiosignaler; (ii) omvandla radiosignalerna till signaler i ett mellanfrekvensband; (iii) omvandla signalerna i mellanfrekvensbandet till basbandssignaler.

7. Metod att driva en radiofrontsändtagare enligt krav l, innefattande stegen att: (i) erhålla basbandssignaler; (ii) omvandla basbandssignalerna till ett mellanfre- kvensband; (iii) omvandla signalerna i mellanfrekvensbandet till radiosignaler och sända radiosignalerna.

8. Trebandsradiosändtagare, som innefattar flera kretsar och som är drivbar i enlighet med tvà frekvens- 10 15 , . < . , . 519 614 ' 9 band och tvà modulationsformat, varvid, i en gemensam första krets, distinkta radioluftsgränssnittssignaler nedomvandlas, med en första lokaloscillator, och filtre- ras med programmerbara mellanfrekvensfilter, förstärks och omvandlas med hjälp av en andra lokaloscillator till i fas- och kvadraturbasbandssignaler, varvid, i en andra krets, i fas- och kvardratursignaler med ett distinkt basbandsmodulationsformat uppomvandlas sina respektive distinkta radioluftgränssnittssignaler i en gemensam krets, vilken är konfigurerad som en uppomvandlande modulator med faslàst slinga, vilken använder den första lokaloscillatorn tillsammans med den första kretsen och en frekvensreferens som härleds fràn den andra lokalos- cillatorn, varvid frekvenssyntesen är sà anordnat att det en- dast erfordras två faslàsta, spänningsstyrda oscillato- rer, vilka samtliga härleds ur samma frekvensreferens för bàde mottagar- och sändarvägarna.