專利名稱：數(shù)字調(diào)制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及一種包括輸出級和采樣級的數(shù)字調(diào)制器，其中該輸出級包括多個單位 晶格陣列。本申請還涉及一種包括所述數(shù)字調(diào)制器的通信設(shè)備、一種用于進(jìn)行數(shù)字調(diào)制的 方法以及一種計算機程序產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
一般來說，為了提高通信設(shè)備(特別是無線通信設(shè)備)中的數(shù)據(jù)速率，可以使用具 有非恒定包絡(luò)的調(diào)制類型。但是由于信號的非恒定包絡(luò)，在利用高效率放大器將所發(fā)送的 信號放大到適當(dāng)?shù)陌l(fā)送功率時可能會出現(xiàn)問題。在圖1中示出了傳統(tǒng)的同相/正交(IQ)發(fā)送器。從圖1可以看出，一個輸入信 號可以是同相分量2，可以由數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)6對其進(jìn)行處理。按照類似的方式，作 為第二輸入信號，可以對正交分量4進(jìn)行處理。同相分量2和正交分量4都可以由適當(dāng)?shù)?信號發(fā)生器生成，比如數(shù)字信號處理器(DSP)或類似裝置(未示出)。在經(jīng)過低通濾波器 8之后，同相分量2可以與第一本地振蕩器(LO)信號10混頻以進(jìn)行上變換，正交分量4也 可以與第二 LO信號12混頻以進(jìn)行上變換。第一 LO信號與第二 LO信號可以相差90度相 移。隨后可以組合所得到的信號并將其饋送到可編程增益放大器(PGA) 14和適當(dāng)?shù)耐獠抗?率放大器(PA) 16。但是由于所提供的DAC 6的不精確性，上述IQ發(fā)送器只有有限的信號帶寬。另一 個缺陷在于低通濾波器8所占用的較大的所需芯片面積。此外，在CMOS工藝中需要進(jìn)行復(fù) 雜的校準(zhǔn)以設(shè)定低通濾波器8的正確角度。通過實現(xiàn)直接數(shù)字射頻RF調(diào)制器以取代前面提出的IQ發(fā)送器可以省略低通濾波 器。一種可能性是采用線性內(nèi)插電流導(dǎo)引DAC，以便生成可以直接驅(qū)動混頻設(shè)備的基帶電 流信號。為了緩解仍然存在的有限帶寬問題，可以把DAC與上變換混頻器相組合，這是因為 DAC就是帶寬受限的原因。這樣的調(diào)制器設(shè)備可以包括由正交LO信號和數(shù)字IQ數(shù)據(jù)驅(qū)動 的單位晶格陣列。與前面提到的調(diào)制器相比具有更高功率效率的另一種適當(dāng)?shù)臄?shù)字RF調(diào) 制器是數(shù)字包絡(luò)調(diào)制的RF調(diào)制器。在這種調(diào)制器中，可以在RF輸出處對包絡(luò)信息與相位 信息進(jìn)行組合。由于從離散時間到連續(xù)時間的轉(zhuǎn)換，前面提到的所有現(xiàn)有技術(shù)解決方案都存在會 在載波頻率附近引入鏡像(image)或雜散(spur)的缺陷，這是由于采樣時鐘頻率與更高次 諧波的偏移而造成的。這些可能會違反頻譜掩蔽以及對帶外發(fā)射的約束。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)， 可以通過對PA的輸出進(jìn)行濾波來防止這些不合期望的雜散。但是分別需要額外的LC儲能 電路和LC諧振電路以及頻率調(diào)諧和較大芯片面積。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的另一種可能性是提高 采樣頻率并且對輸入進(jìn)行內(nèi)插，如圖2所示。在圖2中，多個單位晶格陣列20被設(shè)置成輸出電路或輸出級，每個輸出電路或輸 出級都通過線路觀和30連接到采樣設(shè)備22。為了把數(shù)據(jù)輸入信號上變換到載波頻率上， 通過輸入端子18為每一個單位晶格陣列20提供本地振蕩器信號或載波頻率信號?？梢杂蓡挝痪Ц耜嚵?0和采樣設(shè)備22對通過端子沈接收到的數(shù)據(jù)輸入信號執(zhí)行過采樣和折疊。 可以通過端子1到對.4為采樣設(shè)備22提供采樣時鐘信號。在本例中，在不同端子1 到24. 4處施加的采樣時鐘信號的相移不同。為了易于進(jìn)行信號處理，采樣時鐘信號被選擇 成基帶信號的帶寬的N倍。其中N是被用于內(nèi)插的折疊數(shù)或者所設(shè)置的單位晶格陣列20 的數(shù)目。但是這種系統(tǒng)不會抑制士N、士2N、士3N、……的偏移處的雜散。雖然可以按照簡 單的方式衰減正偏移處的雜散，但是在實際的實現(xiàn)方式中會由于從負(fù)的復(fù)數(shù)域到實頻域的 向回折疊而出現(xiàn)問題。換句話說，在把由于負(fù)頻率偏移而發(fā)生混疊的鏡像向回折疊到載波 頻率附近的某一頻率值時會導(dǎo)致雜散。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，可以采用所謂的SAW濾波器來抑制 載波頻率附近的這些雜散，但是SAW濾波器需要很大的芯片面積并且生產(chǎn)成本很高。此外，如果在通信設(shè)備內(nèi)采用要求不同頻帶的發(fā)送器和接收器的組合，則前面提 到的雜散會產(chǎn)生問題。舉例來說，在同時使用Bluetooth發(fā)送器(2.4-2. 5GHz)和全球移動 通信系統(tǒng)(GSM)接收器(1. 8-1. 9GHz)的應(yīng)用中，由發(fā)送器生成的雜散可能會在接收器頻帶 內(nèi)導(dǎo)致不合期望的峰值雜散。因此，本申請的一個目的是提供一種防止在載波頻率附近出現(xiàn)不合期望的雜散的 數(shù)字調(diào)制器。另一個目的是減小數(shù)字調(diào)制器所需的芯片面積。另一個目的是提供一種可以 以低成本生產(chǎn)的數(shù)字調(diào)制器。另一個目的是避免SAW濾波器的實現(xiàn)。另一個目的是對于同 時操作的不同頻帶防止不合期望的雜散。

發(fā)明內(nèi)容
上述和其他目的可以通過一種包括輸出級的數(shù)字調(diào)制器實現(xiàn)。該輸出級包括多個 單位晶格陣列，其中該輸出級包括被配置成接收載波頻率信號的至少一個載波頻率信號輸 入端子。該數(shù)字調(diào)制器包括可以連接到輸出級的采樣級，其中該采樣級被配置成對至少一 個數(shù)據(jù)輸入信號進(jìn)行過采樣。該數(shù)字調(diào)制器包括至少一個采樣時鐘生成設(shè)備，其被配置成 根據(jù)所設(shè)置的單位晶格陣列的數(shù)目以及載波頻率信號生成至少一個采樣時鐘信號。根據(jù)本申請，提供一種數(shù)字調(diào)制器，特別是直接數(shù)字RF調(diào)制器。這樣的數(shù)字調(diào)制 器可以被采用在用于發(fā)送信息的發(fā)送儀器中。本申請的數(shù)字調(diào)制器包括具有多個單位晶格 陣列的輸出級?？梢栽O(shè)置至少兩個單位晶格陣列以用于進(jìn)行內(nèi)插，特別是N倍折疊線性內(nèi) 插。單位晶格陣列可以包括至少兩個單位晶格，特別是多個單位晶格。該輸出級可以包括 輸出端子，其可以連接到諸如放大單元、天線元件之類的其他組件。此外，輸出級可以被配置成用于對諸如數(shù)字信號之類的數(shù)據(jù)輸入信號進(jìn)行上變 換。具體來說，每一個單位晶格陣列可以被配置成把數(shù)據(jù)輸入信號上變換到適當(dāng)?shù)?、合?期望的載波頻率上。該輸出級包括至少一個載波頻率信號輸入端子以用于接收載波頻率信 號。可以由適當(dāng)?shù)男盘柊l(fā)生器生成該載波頻率信號，比如壓控振蕩器(VCO)或類似裝置。此外，設(shè)置可以連接到輸出級的采樣級。該述采樣級被配置成對至少一個數(shù)據(jù)輸 入信號進(jìn)行過采樣。該采樣級可以包括用于接收數(shù)據(jù)輸入信號(比如由DSP生成的數(shù)字?jǐn)?shù) 據(jù))的輸入端子。此外，與過采樣相組合的內(nèi)插使得可以抑制一些不合期望的雜散。為了 進(jìn)行過采樣，可以為采樣級提供采樣時鐘信號或采樣頻率信號。與預(yù)期情況不同，根據(jù)本申請可以發(fā)現(xiàn)，通過實現(xiàn)被配置成根據(jù)所設(shè)置的單位晶
5格陣列的數(shù)目和載波頻率信號而生成至少一個采樣時鐘信號的至少一個采樣時鐘，特別在 載波頻率附近可以確保防止產(chǎn)生不合期望的雜散。具體來說，可以發(fā)現(xiàn)載波頻率信號與所 設(shè)置的單位晶格陣列的數(shù)目(或者換句話說就是折疊因數(shù))之間的相關(guān)性可以被用來在載 波頻率附近確保不會出現(xiàn)顯著的峰值雜散。本申請?zhí)峁┮环N數(shù)字調(diào)制器，其按照簡單的方式防止在載波頻率附近出現(xiàn)顯著的 雜散，并且只需要很小的芯片面積。此外，可以省略SAW濾波器或其他附加組件，從而得到 本申請的數(shù)字調(diào)制器的成本有效的設(shè)計。根據(jù)本申請的另一個實施例，各單位晶格陣列可以彼此平行地設(shè)置在輸出級中。 可以很容易地執(zhí)行內(nèi)插，并且還可以提供本申請的數(shù)字調(diào)制器的輸出級的簡單配置。此外，根據(jù)本申請的另一個實施例，采樣級可以包括采樣設(shè)備，其中每一個采樣設(shè) 備可以連接到多個單位晶格陣列中的一個?？梢院苋菀淄ㄟ^采樣設(shè)備驅(qū)動單位晶格陣列。 此外，這樣的設(shè)置允許順序地對各單位晶格陣列進(jìn)行開關(guān)。此外，采樣設(shè)備可以形成為解碼設(shè)備。由于單位晶格陣列可以包括多個單位晶格， 因此需要適當(dāng)?shù)尿?qū)動信號。根據(jù)本申請，可以使用解碼器，這是因為其可能特別適用于進(jìn)行 過采樣以及生成將由輸出設(shè)備處理的適當(dāng)?shù)妮敵鲂盘枴＞唧w來說，可以有利地使用二進(jìn)制 碼到溫度計碼解碼器。這樣的二進(jìn)制碼到溫度計碼解碼器可以被用來把二進(jìn)制碼編碼的輸 入數(shù)字字轉(zhuǎn)換成溫度計碼編碼的數(shù)字字。溫度計碼編碼的字會特別適用于驅(qū)動單位晶格陣 列。為了根據(jù)所設(shè)置的單位晶格陣列的數(shù)目從載波頻率信號導(dǎo)出適當(dāng)?shù)牟蓸訒r鐘信 號，根據(jù)本申請的另一個實施例，采樣時鐘生成設(shè)備可以被形成為除法設(shè)備。這樣的除法設(shè) 備可以很容易地被實施在數(shù)字調(diào)制器中。根據(jù)另一個實施例，采樣時鐘生成設(shè)備可以包括 至少一個除數(shù)。具體來說，該除數(shù)可以取決于所設(shè)置的單位晶格陣列的數(shù)目?？梢园凑找?種簡單的方式提供所設(shè)置的單位晶格的數(shù)目與載波頻率信號之間的相關(guān)。還發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本申請，采樣時鐘生成設(shè)備的除數(shù)可以是所設(shè)置的單位晶格陣列的 數(shù)目，或者是所設(shè)置的單位晶格陣列的數(shù)目的一半。具體來說，如果所設(shè)置的單位晶格陣列 的數(shù)目是偶數(shù)，則可以把除數(shù)確定為所設(shè)置的單位晶格陣列的數(shù)目的一半。可以很容易實 現(xiàn)具有所設(shè)置的單位晶格陣列的數(shù)目或該數(shù)目的一半的除數(shù)的除法器。此外，采樣時鐘生成設(shè)備可以包括至少一個相移單元。該相移單元可以被配置成 生成采樣時鐘信號，其包括取決于360度與所設(shè)置的單位晶格陣列的數(shù)目的比值的相移。 可以提供相移設(shè)備以用于順序地對各單位晶格陣列進(jìn)行開關(guān)，特別是通過N個經(jīng)過相移的 采樣時鐘信號進(jìn)行開關(guān)。舉例來說，如果設(shè)置了 4個單位晶格陣列(N = 4)，則第一采樣時 鐘信號的相移可以是零度，下一個采樣時鐘信號的相移可以是九十度，后面依此類推。應(yīng)當(dāng) 理解的是，可以僅僅設(shè)置一個相移單元來生成所有相移，也可以提供多于一個相移單元，比 如每一個相移單元分別用于生成具有不同相移的采樣時鐘信號。根據(jù)本申請的另一個實施例，單位晶格陣列可以包括NXN個單位晶格。每一個單 位晶格可以被配置成對適當(dāng)?shù)臄?shù)字輸入信號進(jìn)行上變換。各單位晶格可以被設(shè)置在N列和 N行中。根據(jù)本申請的其他變型，也有可能在單位晶格陣列中設(shè)置MXN個單位晶格。各單 位晶格陣列可以分別由相應(yīng)的采樣設(shè)備通過對應(yīng)于各行的至少一條線路和對應(yīng)于各列的 至少另一條線路來驅(qū)動。這樣就按照容易且高效的方式實現(xiàn)了直接數(shù)字調(diào)制。
根據(jù)本申請的另一個實施例的數(shù)字調(diào)制器可以通過CMOS技術(shù)、雙極型技術(shù)、 BiCMOS技術(shù)、GaAs、分立設(shè)備和/或其組合來實現(xiàn)。舉例來說，可以使用CMOS技術(shù)，這是因 為所需芯片空間可以非常小。但是根據(jù)不同的系統(tǒng)要求，通過其他技術(shù)來實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制器 也會是適當(dāng)?shù)?。本申請的另一方面是一種包括前面提到的數(shù)字調(diào)制器的通信設(shè)備。該通信設(shè)備可 以是任何無線通信設(shè)備。根據(jù)本申請的另一個實施例，通信設(shè)備還可以包括至少一個接收設(shè)備。為了在兩 個實體之間進(jìn)行雙向通信，除了設(shè)置具有數(shù)字調(diào)制器的發(fā)送器之外還可以設(shè)置接收設(shè)備。 根據(jù)本申請的其他變型，通信設(shè)備可以包括多于一個接收設(shè)備以及多于一個發(fā)送設(shè)備，其 中至少一個發(fā)送設(shè)備包括根據(jù)本申請的數(shù)字調(diào)制器。舉例來說，在每一種情況下，在一個通 信設(shè)備內(nèi)可以提供用于BlUet00th、GSM、WiMaX等的發(fā)送器和接收器。根據(jù)本申請，還發(fā)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制器的所設(shè)置的單位晶格陣列的數(shù)目可以取決于用于 防止不合期望的雜散的至少一條預(yù)先定義的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)另一個實施例，該至少一條預(yù)先定 義的標(biāo)準(zhǔn)可以是由至少一個接收設(shè)備所使用的頻帶和/或由至少一個數(shù)字調(diào)制器所使用 的頻帶。具體來說，該標(biāo)準(zhǔn)可以是接收設(shè)備的頻帶和數(shù)字調(diào)制器的頻帶兩者。取決于所使 用的頻帶(比如用于Bluetooth、GSM或WiMax的不同頻帶)，雜散可能由數(shù)字調(diào)制器產(chǎn)生 并且可能處于接收器頻帶內(nèi)。具體來說，如果具有不同頻帶的發(fā)送器和接收器同時操作，則 可以通過根據(jù)所使用的頻帶選擇所設(shè)置的單位晶格的數(shù)目來避免接收器頻帶中的不合期 望的雜散。本申請的另一方面是一種用于進(jìn)行數(shù)字調(diào)制的方法，其包括接收至少兩個數(shù)據(jù) 輸入信號；利用至少兩個采樣時鐘信號對數(shù)據(jù)輸入信號進(jìn)行過采樣；通過設(shè)置在輸出級中 的多個單位晶格陣列對過采樣的信號進(jìn)行內(nèi)插；由輸出級利用載波頻率信號對過采樣的信 號進(jìn)行上變換；以及根據(jù)載波頻率信號和所設(shè)置的單位晶格陣列的數(shù)目生成采樣時鐘信號。本申請的另一方面是一種在其上存儲有計算機程序的計算機可讀介質(zhì)，該計算機 程序包括適于使得處理器執(zhí)行前面提到的方法的指令。根據(jù)本申請的數(shù)字調(diào)制器可以被采用在多種通信設(shè)備中，比如移動電話和其他無 線通信設(shè)備。具體來說，該數(shù)字調(diào)制器可以被用在軟件定義無線電(SDR)發(fā)送器中，其可以 覆蓋窄帶和寬帶應(yīng)用兩者，比如增強數(shù)據(jù)速率的GSM演進(jìn)(EDGE)、寬帶碼分多址(WCDMA)、 全球微波接入互操作性(WiMax)、長期演進(jìn)(LTE)等等。參照以下附圖，本專利申請的上述和其他方面將變得顯而易見。前面給出的本申 請及其示例性實施例的各項特征應(yīng)當(dāng)被理解為還公開了其彼此之間的所有可能組合。


在附圖中圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的IQ發(fā)送器的一個實施例；圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的直接數(shù)字調(diào)制器的一個實施例；圖3是根據(jù)本申請的數(shù)字調(diào)制器的第一實施例；圖4是根據(jù)本申請的數(shù)字調(diào)制器的第二實施例；
圖5是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)字調(diào)制器的第一示例頻譜；圖6是根據(jù)本申請的數(shù)字調(diào)制器的第一示例頻譜；圖7是根據(jù)本申請的數(shù)字調(diào)制器的第三實施例；圖8是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)字調(diào)制器的第二示例頻譜；圖9是根據(jù)本申請的數(shù)字調(diào)制器的第二示例頻譜。不同附圖中的相同附圖標(biāo)記表示相同元件。
具體實施例方式在下面對本申請的詳細(xì)描述中，本申請的各示例性實施例將描述并指出一種數(shù)字 調(diào)制器，其在無需實現(xiàn)其他昂貴的組件(比如SAW濾波器)的情況下防止在載波頻率附近 出現(xiàn)不合期望的雜散。圖3示出了根據(jù)本申請的數(shù)字調(diào)制器的第一示例性實施例。該數(shù)字調(diào)制器包括輸 出級1，其具有N個所設(shè)置的單位晶格陣列20。單位晶格陣列20可以包括設(shè)置成NXN矩 陣形式的單位晶格。單位晶格可以包括電流源電路、本地振蕩器開關(guān)電路以及數(shù)據(jù)開關(guān)電路。此外，單 位晶格可以生成經(jīng)過上變換的輸出信號?；鶐盘?優(yōu)選地是數(shù)字基帶信號)可以驅(qū)動數(shù) 據(jù)開關(guān)電路。本地振蕩器開關(guān)電路可以由載波頻率信號驅(qū)動。此外，本地振蕩器開關(guān)電路 可以被配置成用于把數(shù)字基帶信號上變換到適當(dāng)?shù)臒o線電頻率。所提供的開關(guān)電路可以包 括諸如晶體管之類的適當(dāng)?shù)拈_關(guān)元件，分別根據(jù)本地振蕩器信號和數(shù)字基帶信號的極性或 邏輯值將開關(guān)元件配置為導(dǎo)通或不導(dǎo)通。此外，輸出級1連接到采樣級3，采樣級3可以被配置成對通過輸入端子沈接收到 的數(shù)據(jù)輸入信號進(jìn)行過采樣。此外，通過端子18將本地振蕩器信號或載波頻率信號提供到 輸出級1。此外還描繪了采樣時鐘生成設(shè)備5，其還連接到本地振蕩器(未示出)和采樣級 3。采樣時鐘生成設(shè)備5被配置成分別根據(jù)本地振蕩器信號和載波頻率信號以及設(shè)置在輸 出級1中的單位晶格陣列的數(shù)目來生成至少一個采樣時鐘信號。在圖4中示出了根據(jù)本申請的數(shù)字調(diào)制器的第二實施例。從該圖中可以看出，N個 單位晶格陣列20被設(shè)置成輸出級?？梢愿鶕?jù)用戶希望或系統(tǒng)要求來選擇單位晶格陣列20 的數(shù)目N，下文中將對此進(jìn)行闡述。每一個單位晶格陣列20可以包括多個單位晶格，其用于把諸如同相和正交信息 之類的輸入數(shù)據(jù)上變換到載波頻率上以便發(fā)送該信息。本申請的單位晶格陣列20被設(shè)置 成彼此并行。此外，每一個單位晶格陣列20包括一個輸出端子，其中可以把輸出信號饋送 到輸出匹配網(wǎng)絡(luò)等等。此外，在每一個單位晶格陣列20處提供載波頻率信號輸入端子18。諸如壓控振蕩 器(VCO)之類的本地振蕩器(未示出)生成適當(dāng)?shù)谋镜卣袷幤餍盘?，其頻率取決于特定發(fā) 送標(biāo)準(zhǔn)所需的載波頻率?？梢詾槊恳粋€所設(shè)置的單位晶格陣列20提供相同的載波頻率信號。此外，各單位晶格陣列20通過兩條線路觀和30連接到采樣設(shè)備22，其中第一線 路洲可以被設(shè)置成驅(qū)動NXN個單位晶格的各行，第二線路30可以被設(shè)置成驅(qū)動NXN個 單位晶格的各列。應(yīng)當(dāng)理解的是，根據(jù)本申請的其他變型，可以提供更多或更少線路。在所示出的實施例中，附圖標(biāo)記觀表示各行，附圖標(biāo)記30表示各列。采樣設(shè)備22可以被形成為解碼設(shè)備，比如用于按照適當(dāng)方式驅(qū)動對應(yīng)的單位晶 格陣列20的二進(jìn)制碼到溫度計碼解碼器。各采樣設(shè)備22也彼此并行設(shè)置，并且每一個采 樣設(shè)備22被設(shè)置成與一個單位晶格陣列20串聯(lián)。此外，每一個所提供的采樣設(shè)備22包括 兩個輸入端子26和34。輸入端子沈可以作為數(shù)據(jù)輸入端子26。具體來說，采樣設(shè)備22可以通過數(shù)據(jù)輸 入端子26接收二進(jìn)制輸入數(shù)據(jù)。另一個輸入端子34可以作為采樣時鐘輸入端子34。從而 可以通過端子34. 1提供具有第一相移的第一采樣時鐘信號，可以通過端子34. 2提供具有 第二相移的第二采樣時鐘信號，后面依此類推。采樣時鐘信號由采樣時鐘生成設(shè)備32生成。該采樣時鐘生成設(shè)備32可以被形成 為除法單元。在本實施例中，采樣時鐘生成設(shè)備32被形成為除N(dividing-by-N)單元32， 其中N是單位晶格陣列的數(shù)目。除N單元32可以包括輸入端子36，其連接到前面提到的本 地振蕩器設(shè)備。下面將闡述圖4中示出的本實施例的功能?？梢酝ㄟ^將輸入載波頻率LO除以折 疊倍數(shù)或所設(shè)置的單位晶格陣列的數(shù)目N來生成采樣時鐘信號或采樣頻率fs。具體來說， 可以由下面的等式來表示采樣頻率Λ =^-(a)此外，可以通過下面的等式確定施加在各采樣設(shè)備22的不同采樣時鐘輸入端子 34. 1到34. 3處的采樣時鐘信號之間的相位差Δ f
λ 360 .,S Δ =--( b )
NN是單位晶格陣列的數(shù)目。由此可以得出，在第一端子34. 1處可以施加相移為0° 的采樣時鐘信號，在最后一個端子34. 3處可以施加相移為360° (N-I)/N的采樣時鐘信號。 換句話說，可以通過所施加的采樣時鐘信號順序地對各單位晶格陣列20進(jìn)行開關(guān)。應(yīng)當(dāng)理 解的是，具體相移可以取決于所選擇的起始相位。下面的一個例子將指出本申請的數(shù)字調(diào)制器與現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)字調(diào)制器相比的優(yōu) 點。在該例中，載波頻率被設(shè)定為1800MHz，N被設(shè)定為4，已調(diào)信號是包括20MHz帶寬的正 交頻分多路復(fù)用(OFDM)。舉例來說，對于GSM 1800標(biāo)準(zhǔn)采用1800MHz的載波頻率。根據(jù)現(xiàn) 有技術(shù)，采樣頻率被設(shè)定為帶寬的整數(shù)倍。在該例中，采樣頻率被設(shè)定為400MHz。在圖5中描繪了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)字調(diào)制器的第一示例頻譜。其中，附圖標(biāo)記40 表示頻譜[dBV/lOOkHz]，附圖標(biāo)記42表示頻率[MHz]。從該圖中可以看出，頻譜在載波頻 率處具有其最大值。此外，在等于或大于3000MHz的頻率處有顯著的峰值雜散。由于這些 較高的雜散與載波頻率的距離較遠(yuǎn)，因此對這些雜散的處理不會造成問題。但是附圖標(biāo)記44表示載波頻率附近的顯著峰值雜散。該雜散44位于約1400MHz 處。此外，該雜散44是由復(fù)數(shù)域內(nèi)的-3200MHz的偏移處的鏡像導(dǎo)致的，該鏡像被折疊回到 實頻域內(nèi)的1400MHz，從而在載波頻率附近。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，只能利用需要較大芯片面積和 高生產(chǎn)成本的SAW濾波器來抑制該雜散44。否則諧波濾波器在該雜散44上的衰減將非常 有限，這是因為其位置靠近載波頻率。
在圖6中示出了根據(jù)本申請的數(shù)字調(diào)制器的第一示例頻譜。利用如圖4所示的數(shù) 字調(diào)制器會導(dǎo)致采樣時鐘信號或采樣頻率發(fā)生改變。根據(jù)等式a，可以從載波頻率導(dǎo)出采樣 頻率。因此，由fs = 1800MHz/4 = 450MHz給出對應(yīng)于前面提到的例子的采樣頻率。從圖6可以看出，通過根據(jù)折疊倍數(shù)N從載波頻率信號導(dǎo)出采樣時鐘信號使得防 止在載波頻率附近出現(xiàn)顯著的峰值雜散。在該例中，第一峰值鏡像位于復(fù)數(shù)域內(nèi)的1800MHz 處，并且被折疊回到實數(shù)域內(nèi)的DC。第二鏡像峰值位于復(fù)數(shù)域內(nèi)的-3600MHz處，并且被折 疊回到實數(shù)域內(nèi)的1800(即載波頻率)。這樣就可以省略SAW濾波器的使用。與現(xiàn)有技術(shù) 的調(diào)制器不同，本申請的數(shù)字調(diào)制器確保在載波頻率附近沒有顯著的峰值雜散。圖7示出了根據(jù)本申請的數(shù)字調(diào)制器的第三實施例。該第三實施例類似于圖3中 所示的第一實施例。為了避免重復(fù)，下面將僅僅指出兩個實施例之間的差別。圖7的數(shù)字調(diào)制器與根據(jù)圖4的數(shù)字調(diào)制器的不同之處在于，其采樣時鐘生成設(shè) 備38被形成為除N/2單元38。根據(jù)本申請發(fā)現(xiàn)，如果N是偶數(shù)，則還可以通過除N/2單元 38從載波頻率導(dǎo)出被提供用于對基帶信號進(jìn)行過采樣的采樣時鐘信號。應(yīng)當(dāng)提到的是，由 于當(dāng)前這種差分(differential)配置，仍然可以實現(xiàn)具有360° /N相移的N個采樣時鐘。隨后將借助另一個例子來闡述根據(jù)圖7的數(shù)字調(diào)制器的功能。選擇700MHz的頻 率作為載波頻率(可能針對WiMax)。此外，N被設(shè)定為4，已調(diào)信號的帶寬是包括20MHz 的OFDM。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，采樣時鐘被設(shè)定為帶寬的整數(shù)倍。在該例中，采樣頻率被設(shè)定為 400MHz。圖8示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)字調(diào)制器的第二示例頻譜。該頻譜同樣在載波頻率 處具有其最大值。此外，顯著的雜散峰值46位于載波頻率附近的900MHz處，另外兩個雜散 位于2. 3GHz和2. 5GHz處。位于900MHz處的雜散46對應(yīng)于-1600MHz偏移。第一顯著鏡 像雜散46位于復(fù)頻域內(nèi)的-900MHz處。該鏡像雜散46被折疊回到實頻域內(nèi)的900MHz。如 前所述，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)只能利用適當(dāng)?shù)腟AW濾波器來抑制該峰值雜散46。在圖9中描繪了同一個例子，其中使用根據(jù)圖7的數(shù)字調(diào)制器以替代根據(jù)現(xiàn)有技 術(shù)的數(shù)字調(diào)制器。具體來說，通過采用除N/2單元38使得采樣時鐘或采樣頻率被設(shè)定為 350MHz。從圖9可以看出，載波頻率附近沒有不合期望的雜散。僅僅在2100MHz處產(chǎn)生峰 值雜散，其與載波頻率的距離足夠遠(yuǎn)。如前所述，被用于內(nèi)插的折疊倍數(shù)N或者所設(shè)置的單位晶格陣列20的數(shù)目N可 以取決于對應(yīng)的通信系統(tǒng)。除了用于進(jìn)行發(fā)送的數(shù)字調(diào)制器之外，諸如移動電話之類的無 線通信系統(tǒng)還可以包括接收設(shè)備。調(diào)制器和接收設(shè)備所使用的頻帶有可能不同?？梢愿?據(jù)發(fā)送和接收設(shè)備所使用的頻帶來確定被用于內(nèi)插的折疊倍數(shù)N。舉例來說，利用適當(dāng)?shù)?GSM頻帶的GSM接收器(1.8-1. 9GHz)和包括前面提到的數(shù)字調(diào)制器的Bluetooth發(fā)送器 (2. 4-2. 5GHz)可以同時工作。為了防止由于數(shù)字調(diào)制器導(dǎo)致的并且位于GSM接收器頻帶內(nèi) 的峰值雜散，可以根據(jù)對應(yīng)的頻帶調(diào)節(jié)數(shù)目N。在前面提到的例子中，如果N是4，則可能會 出現(xiàn)不合期望的峰值。如果根據(jù)對應(yīng)的頻帶調(diào)節(jié)數(shù)目N，則可以把數(shù)目N設(shè)定為6，從而導(dǎo) 致沒有不合期望的干擾。可以設(shè)置適當(dāng)?shù)奶幚韱卧?，以用于在通信設(shè)備中提供多個不同的 發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備的情況下適配實際使用的數(shù)目N。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以很容易看出，在前面的描述中給出的示意性方框圖中 的各邏輯塊和各算法步驟可以至少部分地用電子硬件和/或計算機軟件來實現(xiàn)，其中用硬
10件或軟件實現(xiàn)邏輯塊或算法步驟的程度取決于邏輯塊和算法步驟的功能以及對應(yīng)設(shè)備的 設(shè)計約束。例如可以用一個或更多數(shù)字信號處理器、專用集成電路、現(xiàn)場可編程門陣列或其 他可編程設(shè)備來實現(xiàn)所給出的邏輯塊和算法步驟。計算機軟件可以被存儲在電、磁、電磁或 光學(xué)的多種存儲介質(zhì)中，并且可以由諸如微處理器之類的處理器讀取并執(zhí)行。為此，處理器 和存儲介質(zhì)可以相互耦合以互換信息，或者可以把存儲介質(zhì)包括在處理器中。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字調(diào)制器，其包括一包括多個單位晶格陣列00)的輸出級(1)，一其中，所述輸出級(1)包括被配置成接收載波頻率信號的至少一個載波頻率信號輸 入端子(18)；一可以連接到輸出級(1)的采樣級(3)，一其中，所述采樣級C3)被配置成對至少一個數(shù)據(jù)輸入信號進(jìn)行過采樣；以及一至少一個采樣時鐘生成設(shè)備(5，32，38)，其被配置成根據(jù)所設(shè)置的單位晶格陣列 (20)的數(shù)目(N)以及載波頻率信號生成至少一個采樣時鐘信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)字調(diào)制器，其中，各單位晶格陣列00)被彼此平行地設(shè)置在輸 出級(1)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)字調(diào)制器，其中，所述采樣級(3)包括各自分別連接到單位晶格 陣列OO)中的一個的多個采樣設(shè)備02)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的數(shù)字調(diào)制器，其中，所述采樣設(shè)備0 形成為解碼設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)字調(diào)制器，其中，所述采樣時鐘生成設(shè)備(5，32，38)形成為除法 設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)字調(diào)制器，其中，所述采樣時鐘生成設(shè)備(5，32，38)包括至少一 個除數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的數(shù)字調(diào)制器，其中，所述采樣時鐘生成設(shè)備(5，32，38)的除數(shù)至少 是以下各項之一A)所設(shè)置的單位晶格陣列OO)的數(shù)目(N)；B)所設(shè)置的單位晶格陣列OO)的數(shù)目(N)的一半。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)字調(diào)制器，其中，所述采樣時鐘生成設(shè)備(5，32，38)包括至少一 個相移單元(33)，其中所述相移單元(3 被配置成生成采樣時鐘信號，所述采樣時鐘信號 包括取決于360度與所設(shè)置的單位晶格陣列OO)的數(shù)目(N)的比值的相移。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)字調(diào)制器，其中，所述單位晶格陣列OO)包括NXN個單位晶格。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)字調(diào)制器，其中，所述數(shù)字調(diào)制器至少由以下各項之一實現(xiàn)A)CMOS 技術(shù)；B)雙極型技術(shù)；OBiCMOS 技術(shù)；D)GaAs；E)分立設(shè)備；F)上述各項的組合。
11.一種包括權(quán)利要求1的數(shù)字調(diào)制器的通信設(shè)備。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的通信設(shè)備，其還包括至少一個接收設(shè)備。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的通信設(shè)備，其中，所述數(shù)字調(diào)制器的所設(shè)置的單位晶格陣列 (20)的數(shù)目(N)取決于至少一條預(yù)先定義的標(biāo)準(zhǔn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的通信設(shè)備，其中，所述至少一條預(yù)先定義的標(biāo)準(zhǔn)是由所述至少 一個接收設(shè)備所使用的頻帶和/或由至少一個數(shù)字調(diào)制器所使用的頻帶。
15.一種用于進(jìn)行數(shù)字調(diào)制的方法，其包括 一接收至少兩個數(shù)據(jù)輸入信號；一利用至少兩個采樣時鐘信號對數(shù)據(jù)輸入信號進(jìn)行過采樣；一通過設(shè)置在輸出級⑴中的多個(N)單位晶格陣列00)對過采樣的信號進(jìn)行內(nèi)插；一由輸出級(1)利用載波頻率信號對過采樣的信號進(jìn)行上變換；以及一根據(jù)載波頻率信號和所設(shè)置的單位晶格陣列00)的數(shù)目(N)生成采樣時鐘信號。
16.一種在其上存儲有計算機程序的計算機可讀介質(zhì)，所述計算機程序包括 一適于使得處理器執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求15的方法的指令。
全文摘要
本申請涉及一種包括輸出級和采樣級的數(shù)字調(diào)制器，其中該輸出級包括多個單位晶格陣列。本申請還涉及一種包括所述數(shù)字調(diào)制器的通信設(shè)備、一種用于進(jìn)行數(shù)字調(diào)制的方法以及一種計算機程序產(chǎn)品。具體來說，該數(shù)字調(diào)制器包括輸出級，該輸出級包括多個單位晶格陣列，其中該輸出級包括被配置成接收載波頻率信號的至少一個載波頻率信號輸入端子。該數(shù)字調(diào)制器包括可以連接到輸出級的采樣級，其中該采樣級被配置成對至少一個數(shù)據(jù)輸入信號進(jìn)行過采樣。該數(shù)字調(diào)制器包括至少一個采樣時鐘生成設(shè)備，其被配置成根據(jù)所設(shè)置的單位晶格陣列的數(shù)目以及載波頻率信號生成至少一個采樣時鐘信號。
文檔編號H03C5/00GK102113205SQ200980130089
公開日2011年6月29日 申請日期2009年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月7日
發(fā)明者何新, 內(nèi)納德·帕夫洛維茨, 揚·范辛德恩, 馬內(nèi)爾·科拉多斯·阿森西奧 申請人:意法愛立信有限公司