專利名稱：新型低成本/低功率模擬收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)的制作方法
發(fā)明
背景技術(shù)：
領(lǐng)域本發(fā)明總體涉及到收發(fā)機(jī)，并且特別涉及到具有單邊帶(SSB)頻移鍵控(FSK)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)以及用于接收被發(fā)送信號(hào)的相關(guān)零中頻(IF)結(jié)構(gòu)在內(nèi)的收發(fā)機(jī)。
相關(guān)技術(shù)描述低成本的900MHz和2.4GHz便攜式民用無線系統(tǒng)的多數(shù)結(jié)構(gòu)中都采用頻分雙工(FDD)或時(shí)分雙工(TDD)結(jié)構(gòu)。TDD結(jié)構(gòu)中采用數(shù)字調(diào)制方案，因此可以緩沖經(jīng)過數(shù)字化的語音，并在發(fā)射期間將其發(fā)送，以及在接收機(jī)基帶電路內(nèi)經(jīng)過速率轉(zhuǎn)換之后變換為正常速率。由于不需要雙工濾波器，而且還由于只需要一個(gè)鎖相環(huán)(PLL)去支持雙向的通信鏈路，因此TDD結(jié)構(gòu)可以得到成本非常低的射頻(RF)結(jié)構(gòu)。然而，由于實(shí)現(xiàn)具有所有必需的基帶信號(hào)處理的集成電路(IC)的成本限制，TDD方案并不是成本最低的方案。
頻分雙工通常被用于以明顯不同的頻段進(jìn)行發(fā)送和接收的模擬系統(tǒng)。為了防止發(fā)射機(jī)功率造成接收機(jī)性能的惡化，需要在前端使用昂貴的聲表面波(SAW)或者絕緣濾波器。在FDD中，由于模擬信號(hào)不需要被轉(zhuǎn)換到數(shù)字域就可以被發(fā)送，因此基帶部分的成本會(huì)比較低。然而其射頻部分會(huì)比較昂貴，而且接收和發(fā)送頻段只能占據(jù)可用頻譜的相對(duì)較小的帶寬。相反，TDD系統(tǒng)能夠在整個(gè)可用帶寬內(nèi)進(jìn)行操作。
相應(yīng)地，需要模擬收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)，以克服現(xiàn)有技術(shù)TDD和FDD結(jié)構(gòu)中的上述缺點(diǎn)。
發(fā)明概述通過本發(fā)明的單邊帶(SSB)模擬收發(fā)機(jī)，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題以及其它相關(guān)問題。本發(fā)明的SSB模擬收發(fā)機(jī)提供現(xiàn)有技術(shù)中的更昂貴的(就成本和功率而言)收發(fā)機(jī)的代替設(shè)備，同時(shí)與此相比，還可以提供多種隨之而來的好處。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供時(shí)分雙工(TDD)單邊帶(SSB)收發(fā)機(jī)。該收發(fā)機(jī)中包括發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)適于輸入模擬音頻信號(hào)，對(duì)模擬音頻信號(hào)進(jìn)行采樣，并且輸出對(duì)應(yīng)于模擬音頻信號(hào)的SSB頻移鍵控(FSK)信號(hào)，其中SSB FSK信號(hào)中包括模擬信息。接收機(jī)適于在接收外部SSB信號(hào)的上邊帶和下邊帶之間切換。
可以參考附圖閱讀隨后優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，而更加清楚地看到本發(fā)明的這些以及其它方面、特征和好處。
附圖描述

圖1是根據(jù)本發(fā)明的說明性實(shí)施例，給出的用于說明900MHz單邊帶(SSB)模擬收發(fā)機(jī)的框圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述本發(fā)明針對(duì)單邊帶(SSB)模擬收發(fā)機(jī)。在此處描述的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，收發(fā)機(jī)被用于低成本、高性能的900MHz模擬電話。
特別是，本發(fā)明提供實(shí)現(xiàn)采用準(zhǔn)零中頻(IF)方案的時(shí)分雙工(TDD)系統(tǒng)的技術(shù)，同時(shí)發(fā)送以4倍速率采樣的模擬信號(hào)，這一速率也被用作TDD速率。由音頻移相器172把音頻信號(hào)移相為0度和90度的信號(hào)，并且由正交調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制。正交調(diào)制器的輸出是包含模擬信息的SSB頻移鍵控(FSK)信號(hào)。偏差在-fm和f0之間。正交調(diào)制器(見圖1的170a、b)的輸出被合計(jì)，并且饋送給發(fā)射驅(qū)動(dòng)器，它可以向天線輸出0dBm的輸出信號(hào)。音頻移相器的180度和270度輸出可以被用于生成介于f0和+fm之間的上邊帶信號(hào)。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的說明性實(shí)施例，說明低功率900MHz SSB模擬收發(fā)機(jī)100的框圖。SSB收發(fā)機(jī)100中包括天線110、發(fā)射/接收轉(zhuǎn)換器(T/R)112、射頻(RF)濾波器114、低噪聲放大器(LNA)116、具有90度移相器118b的第一雙重雙平衡混合器118a、第一帶通濾波器(BPF)120、第二BPF122、第一可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)124、第二VGA126、包含I信道音頻移相器128和Q信道音頻移相器130在內(nèi)的音頻移相電路127、第一緩沖放大器131、第二緩沖放大器132、和網(wǎng)絡(luò)136、差分網(wǎng)絡(luò)138、RSSI 150、電平轉(zhuǎn)換器181、相位檢測器(PD)152、第一低通濾波器(LPF)154、VCXO箱156、綜合參考頻率生成器(ref)158、1/800除法器160、鎖相環(huán)(PLL)162、第二LPF164、變?nèi)荻O管166、壓控振蕩器(VCO)168、配有90度移相器170b的第二雙重雙平衡混合器170a、音頻移相器172、求和放大器174、功率放大器176以及鏈路管理設(shè)備182。
在接收機(jī)模式中，天線110接收信號(hào)，經(jīng)過RF濾波器114的濾波，由LNA116放大，然后被分割為兩個(gè)支路。來自+/-45度移相器118b(從本地振蕩器(VCO168)中接收輸入)的同相和正交相位信號(hào)與第一雙重雙平衡混合器118的兩個(gè)分支進(jìn)行混合，提供I和Q輸出。I和Q輸出分別由第一BPF120和第二BPF122濾波。BPF120和122可以是帶通或低通濾波器。經(jīng)過濾波的I和Q輸出分別由第一VGA124和第二VGA126進(jìn)行放大。然后，把經(jīng)過放大和濾波的I和Q輸出傳送到包含I信道音頻移相器128和Q信道音頻移相器130在內(nèi)的音頻移相電路127。在緩沖放大器131和132中經(jīng)過電平均衡之后，音頻移相電路127的輸出被輸入到和網(wǎng)絡(luò)136以及差分網(wǎng)絡(luò)138。由音頻移相器127以及和網(wǎng)絡(luò)136或差分網(wǎng)絡(luò)138所執(zhí)行的過程會(huì)導(dǎo)致具有90度相位偏移型式的I和Q的點(diǎn)積。和網(wǎng)絡(luò)136的輸出就是被發(fā)送信號(hào)的下邊帶，而差分網(wǎng)絡(luò)138的輸出是上邊帶。
對(duì)于能夠滿意操作的系統(tǒng)來說，必須首先補(bǔ)償由于手持設(shè)備發(fā)射機(jī)本地振蕩器(VCO168)與基站接收機(jī)本地振蕩器之間的RF載波偏差而造成的DC偏差。如果沒有對(duì)這一偏差進(jìn)行補(bǔ)償，則由于多普勒信號(hào)與想要的音頻信號(hào)疊加在一起，因此在解調(diào)的音頻中會(huì)存在畸變。接收機(jī)利用隨后立即描述的頻率跟蹤環(huán)路來跟蹤發(fā)射機(jī)的頻率。9.6MHz的ref158被用作PLL162的參考頻率振蕩器，去控制VCO168。使用唯一的參考頻率振蕩器156，使得+/-40kHz的跟蹤范圍是可實(shí)現(xiàn)的。參考頻率(9.6MHz)除以800(利用1/800除法器160)，得到12kHz的信號(hào)，該信號(hào)被用于觸發(fā)收發(fā)機(jī)從發(fā)送切換到接收狀態(tài)。接收機(jī)內(nèi)的可變?cè)鲆娣糯笃?24、126的設(shè)計(jì)必須要快于20毫秒，以確保接收機(jī)內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)本地振蕩器所引發(fā)的自擁塞。由于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)信號(hào)處于同一頻率，因此任何從發(fā)射機(jī)信號(hào)到接收機(jī)信號(hào)的泄漏都會(huì)造成接收機(jī)不能檢測來自天線110的任意低電平輸入信號(hào)。這樣，發(fā)射T/R信號(hào)以12kHz對(duì)FSK調(diào)制的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行采樣，這幾乎是音頻頻率的3倍頻，從而可以滿足奈奎斯特準(zhǔn)則。接收機(jī)首先跟蹤12kHz的T/R信號(hào)，并且比較接收到的12kHz與接收機(jī)的本地12kHz。相位檢測器152被用于查找本地12kHz信號(hào)中的頻率誤差，這一誤差被累計(jì)，并且作為控制信號(hào)發(fā)送給接收機(jī)VCXO156。在初始捕獲階段，鏈路中不發(fā)送數(shù)據(jù)。一旦跟蹤開始，則恢復(fù)的接收信號(hào)被饋送到帶通信號(hào)，它將濾出T/R信號(hào)，并且把接收到的音頻信號(hào)傳遞給揚(yáng)聲器。
現(xiàn)在給出描述，說明本發(fā)明多種好處中的某些好處。本發(fā)明提供漂移補(bǔ)償，由此提供長時(shí)間的穩(wěn)定性。而且，本發(fā)明允許在整個(gè)頻帶內(nèi)操作(26MHz)。另外本發(fā)明還不需要校準(zhǔn)。此外，本發(fā)明采用低成本RF結(jié)構(gòu)，并且與現(xiàn)有技術(shù)的收發(fā)機(jī)相比，可以提供二倍的信道數(shù)量(使得用戶可以確定是使用上邊帶還是下邊帶)。而且，本發(fā)明中包括自動(dòng)清除信道選擇(一種干擾避免機(jī)制)。干擾避免機(jī)制包括鏈路管理設(shè)備182，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)說明性實(shí)施例，它可以是基于宏控制器軟件的判決模塊。當(dāng)然，在維持本發(fā)明的精神和范圍的同時(shí)，還可以使用其它設(shè)備。當(dāng)在發(fā)送或者接收中檢測到干擾時(shí)，鏈路管理設(shè)備182從上邊帶切換到下邊帶，而且反之亦然。
盡管在此參考附圖描述了說明性實(shí)施例，但是應(yīng)該可以理解到，本發(fā)明并不局限于這些精確的實(shí)施例，而且本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都可以在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的前提下，做出各種其它變動(dòng)和修改。所有這些變動(dòng)和修改都被規(guī)定是處于隨后權(quán)利要求中定義的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種時(shí)分雙工(TDD)單邊帶(SSB)收發(fā)機(jī)，其中包括發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)適于輸入模擬音頻信號(hào)，對(duì)該模擬音頻信號(hào)進(jìn)行采樣，并且輸出對(duì)應(yīng)于該模擬音頻信號(hào)的SSB頻移鍵控(FSK)信號(hào)，該SSB FSK信號(hào)中包括模擬信息；以及適于在接收外部SSB信號(hào)的上邊帶和下邊帶之一間切換的接收機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的TDD SSB收發(fā)機(jī)，其中該接收機(jī)中包括適于生成模擬信號(hào)的接收機(jī)本地振蕩器；適于把由接收機(jī)本地振蕩器所生成的模擬信號(hào)的同相信號(hào)和正交相位信號(hào)與該外部SSB信號(hào)混合，以輸出混合同相信號(hào)和混合正交相位信號(hào)的雙重雙平衡混合器；適于執(zhí)行關(guān)于混合同相信號(hào)和混合正交相位信號(hào)的求和操作，以輸出該外部SSB信號(hào)的下邊帶的和網(wǎng)絡(luò)；以及適于執(zhí)行關(guān)于混合同相信號(hào)和混合正交相位信號(hào)的差分操作，以輸出該外部SSB信號(hào)的上邊帶的差分網(wǎng)絡(luò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的TDD SSB收發(fā)機(jī)，其中該發(fā)射機(jī)內(nèi)還包括適于把模擬音頻信號(hào)移相為0度、90度、180度和270度信號(hào)的移相器；以及適于從0度信號(hào)和90度信號(hào)中輸出模擬音頻信號(hào)的下邊帶信號(hào)，以及從180度信號(hào)和270度信號(hào)中輸出模擬音頻信號(hào)的上邊帶信號(hào)的正交調(diào)制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的TDD SSB收發(fā)機(jī)，還包括鏈路管理設(shè)備，適于當(dāng)該接收機(jī)接收該外部SSB信號(hào)的上邊帶和下邊帶之一時(shí)去檢測干擾，以便對(duì)此響應(yīng)，向該接收機(jī)提供控制信號(hào)，以及當(dāng)該發(fā)射機(jī)發(fā)送模擬音頻信號(hào)的上邊帶和下邊帶之一時(shí)去檢測干擾，以便對(duì)此響應(yīng)，向接收機(jī)提供該控制信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的TDD SSB收發(fā)機(jī)，其中該接收機(jī)適于響應(yīng)該控制信號(hào)，在接收外部SSB信號(hào)的上邊帶和下邊帶之一間進(jìn)行切換，以及該發(fā)射機(jī)適于響應(yīng)該控制信號(hào)，在發(fā)送模擬音頻信號(hào)的上邊帶和下邊帶之一間進(jìn)行切換。
6.一種時(shí)分雙工(TDD)單邊帶(SSB)收發(fā)機(jī)，其中包括適于對(duì)模擬音頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制以便發(fā)送的正交調(diào)制器；適于在發(fā)送模擬音頻信號(hào)的上邊帶信號(hào)和下邊帶信號(hào)之間切換的第一邊帶轉(zhuǎn)換器；以及適于在接收外部SSB信號(hào)的上邊帶信號(hào)和下邊帶信號(hào)之一間切換的第二邊帶轉(zhuǎn)換器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的TDD SSB收發(fā)機(jī)，其中還包括適于生成模擬信號(hào)的接收機(jī)本地振蕩器，而且其中該第二邊帶轉(zhuǎn)換器中包括適于把由接收機(jī)本地振蕩器所生成的模擬信號(hào)的同相信號(hào)和正交相位信號(hào)與該外部SSB信號(hào)混合，以輸出混合同相信號(hào)和混合正交相位信號(hào)的雙重雙平衡混合器；適于執(zhí)行關(guān)于混合同相信號(hào)和混合正交相位信號(hào)的求和操作，以輸出該外部SSB信號(hào)的下邊帶的和網(wǎng)絡(luò)；以及適于執(zhí)行關(guān)于混合同相信號(hào)和混合正交相位信號(hào)的差分操作，以輸出該外部SSB信號(hào)的上邊帶的差分網(wǎng)絡(luò)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的TDD SSB收發(fā)機(jī)，其中還包括適于把模擬音頻信號(hào)移相為0度、90度、180度和270度信號(hào)的移相器；以及其中該正交調(diào)制器適于從0度信號(hào)和90度信號(hào)中輸出該模擬音頻信號(hào)的下邊帶信號(hào)，以及從180度信號(hào)和270度信號(hào)中輸出該模擬音頻信號(hào)的上邊帶信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的TDD SSB收發(fā)機(jī)，還包括鏈路管理設(shè)備，適于當(dāng)該TDD SSB收發(fā)機(jī)接收該外部SSB信號(hào)的上邊帶和下邊帶之一時(shí)去檢測干擾，以便對(duì)此響應(yīng)，向第二邊帶轉(zhuǎn)換器提供控制信號(hào)，以及當(dāng)該TDD SSB收發(fā)機(jī)發(fā)送該模擬音頻信號(hào)的上邊帶和下邊帶之一時(shí)去檢測干擾，以便對(duì)此響應(yīng)，向該第一邊帶轉(zhuǎn)換器提供該控制信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的TDD SSB收發(fā)機(jī)，其中該第二邊帶轉(zhuǎn)換器適于響應(yīng)該控制信號(hào)，而在接收該外部SSB信號(hào)的上邊帶和下邊帶之一間進(jìn)行切換，以及該第一邊帶轉(zhuǎn)換器適于響應(yīng)該控制信號(hào)，而在發(fā)送該模擬音頻信號(hào)的上邊帶和下邊帶之一間進(jìn)行切換。
全文摘要
時(shí)分雙工(TDD)單邊帶(SSB)收發(fā)機(jī)中包括發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)適于輸入模擬音頻信號(hào)，對(duì)模擬音頻信號(hào)進(jìn)行采樣，并且輸出對(duì)應(yīng)于模擬音頻信號(hào)的SSB頻移鍵控(FSK)信號(hào)，該SSB FSK信號(hào)中包括模擬信息。接收機(jī)適于在接收外部SSB信號(hào)的上邊帶和下邊帶之間切換。
文檔編號(hào)H04B1/30GK1406416SQ01805773
公開日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2001年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月28日
發(fā)明者C·莫漢 申請(qǐng)人:湯姆森許可公司