專利名稱：無線通訊設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于數(shù)字無線通訊的無線通訊設(shè)備，特別涉及具有振幅調(diào)制(幅移鍵控下文中被稱為ASK調(diào)制)和正交相位調(diào)制(正交相移鍵控下文中被稱為QPSK調(diào)制)功能的無線通訊設(shè)備。
背景技術(shù)：
總的來說，在無線通訊設(shè)備中，使用不同的調(diào)制方法，諸如ASK調(diào)制，在其中，載波的振幅根據(jù)ASK數(shù)據(jù)信號調(diào)制，以及QPSK調(diào)制，在其中，載波的相位根據(jù)QPSK數(shù)據(jù)信號被調(diào)制成使用I-信號(同相位信號)和Q-信號(正交信號)的四種相位。
在已知的無線通訊設(shè)備中，根據(jù)兩種調(diào)制方法的調(diào)制器，諸如ASK調(diào)制器和QPSK調(diào)制器被連接，且每個(gè)調(diào)制器又分別與用于提供載波的高頻信號源、用于混合接收波和載波的混頻器以用于接收器檢測等共同構(gòu)成了用于處理高頻信號的RF單元。
在根據(jù)上述相關(guān)技術(shù)的無線通訊設(shè)備中，為了允許ASK調(diào)制和QPSK調(diào)制，必須根據(jù)兩種調(diào)制方法在單個(gè)無線通訊設(shè)備中提供兩個(gè)對應(yīng)的RF單元。
也就是說，必須分別單獨(dú)地提供用于ASK調(diào)制的RF單元和用于QPSK調(diào)制的RF單元，這與只具有調(diào)制功能中一個(gè)的無線通訊設(shè)備比起來將引起較高的生產(chǎn)成本。特別地，如果高頻信號源、混頻器等使用由GaAs等組成的昂貴IC來應(yīng)用，則生產(chǎn)成本將大大地提高。另外，因?yàn)樘峁┝藘蓚€(gè)RF單元，所以RF單元具有較大的占用面積并占據(jù)較大的空間，這將增加無線通訊設(shè)備的總尺寸。
考慮到這些問題，本發(fā)明提供了一種既可完成ASK調(diào)制又可完成QPSK調(diào)制的無線通訊設(shè)備，它可以低成本生產(chǎn)且具有小尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種無線通訊設(shè)備，它包括ASK調(diào)制器，用于使用數(shù)據(jù)信號對載波進(jìn)行ASK調(diào)制；以及QPSK調(diào)制器，用于使用I-信號和Q-信號對載波QPSK調(diào)制；其中，QPSK調(diào)制器的輸出終端連接于ASK調(diào)制器的載波輸入終端。因此，可不必如相關(guān)技術(shù)中那樣將單獨(dú)的高頻信號源分別與ASK調(diào)制器和QPSK調(diào)制器連接，而輸出QPSK-調(diào)制波以及ASK-調(diào)制波。也就是說，可以只將高頻信號源與QPSK調(diào)制器連接。從而，減少了元件的數(shù)量，用來降低生產(chǎn)成本并減小設(shè)備的總尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的無線通訊設(shè)備還可包括混頻器；設(shè)置在QPSK調(diào)制器、每個(gè)混頻器和ASK調(diào)制器之間的開關(guān)，該開關(guān)在發(fā)送時(shí)連接ASK調(diào)制器和QPSK調(diào)制器，在接收時(shí)連接混頻器和QPSK調(diào)制器；其中，QPSK調(diào)制器輸出正弦波用作在接收時(shí)的載波。因而，在發(fā)送時(shí)，開關(guān)連接ASK調(diào)制器和QPSK調(diào)制器，從而可輸出ASK-調(diào)制波或QPSK-調(diào)制波。在接收時(shí)，開關(guān)連接混頻器和QPSK調(diào)制器，而QPSK調(diào)制器輸出正弦波，從而混頻器混合接收波和正弦波，由此接收波被解調(diào)制成數(shù)據(jù)信號。
在根據(jù)本發(fā)明的無線通訊設(shè)備中，可如此設(shè)置，從而當(dāng)在發(fā)送時(shí)輸出QPSK-調(diào)制波時(shí)，QPSK調(diào)制器使用I-信號和Q-信號QPSK-調(diào)制載波以輸出QPSK-調(diào)制波，且ASK調(diào)制器以恒定的增益放大QPSK-調(diào)制波；即，可將ASK調(diào)制器用作放大器來輸出QPSK調(diào)制波。
也可這樣設(shè)置，從而當(dāng)在發(fā)送時(shí)輸出ASK-調(diào)制波時(shí)，QPSK調(diào)制器輸出正弦波，且ASK調(diào)制器使用數(shù)據(jù)信號ASK-調(diào)制正弦波；即，可將QPSK調(diào)制器用作高頻信號源來輸出ASK-調(diào)制波。
在根據(jù)本發(fā)明的無線通訊設(shè)備中，可這樣設(shè)置，從而當(dāng)在發(fā)送時(shí)輸出QPSK-調(diào)制波時(shí)，QPSK調(diào)制器接收數(shù)據(jù)信號的輸入分別作為I-信號和Q-信號并輸出QPSK-調(diào)制波，且ASK調(diào)制器接收具有恒定電壓的輸入信號作為數(shù)據(jù)信號并以恒定的增益放大QPSK-調(diào)制波。
在根據(jù)本發(fā)明的無線通訊設(shè)備中，可這樣設(shè)置，從而當(dāng)在發(fā)送時(shí)輸出ASK-調(diào)制波時(shí)，QPSK調(diào)制器接收具有固定相位差和固定振幅的信號輸入分別作為I-信號和Q-信號并輸出正弦波，且ASK調(diào)制器接收數(shù)據(jù)信號的輸入并ASK-調(diào)制正弦波以輸出ASK-調(diào)制波。
在根據(jù)本發(fā)明的無線通訊設(shè)備中，可這樣設(shè)置，從而當(dāng)在發(fā)送時(shí)輸出ASK-調(diào)制波時(shí)，QPSK調(diào)制器接收根據(jù)QPSK數(shù)據(jù)信號“00”作為I-信號和Q-信號并完成π/4移位操作以輸出正弦波，且ASK調(diào)制器接收數(shù)據(jù)信號的輸入并ASK-調(diào)制正弦波以輸出ASK-調(diào)制波。
在根據(jù)本發(fā)明的無線通訊設(shè)備中，可這樣設(shè)置，從而使QPSK調(diào)制器接收具有的頻率比預(yù)定頻率低傳輸率/4Hz的輸入載波并完成π/4的偏移QPSK操作以輸出具有預(yù)定頻率的正弦波。因此，即使如果輸出信號的頻率由于QPSK調(diào)制器的π/4偏移QPSK操作而相對于載波頻率被提高了傳輸率/4Hz，QPSK調(diào)制器仍可輸出具有預(yù)定頻率的正弦波。
在根據(jù)本發(fā)明的無線通訊設(shè)備中，可這樣設(shè)置，從而當(dāng)在發(fā)送時(shí)輸出QPSK-調(diào)制波時(shí)，QPSK調(diào)制器使用I-信號和Q-信號QPSK-調(diào)制載波以輸出QPSK-調(diào)制波，且ASK調(diào)制器以恒定的增益放大QPSK-調(diào)制波，而當(dāng)在發(fā)送時(shí)輸出ASK-調(diào)制波時(shí)，QPSK調(diào)制器接收具有分別相同固定相位差和在時(shí)間上一致變化的振幅的數(shù)據(jù)信號的輸入作為I-信號和Q-信號，并輸出ASK-調(diào)制波，且ASK調(diào)制器接收具有恒定電壓的輸入信號并作為數(shù)據(jù)信號以恒定的增益放大ASK-調(diào)制波。因此，即使ASK調(diào)制器操作不正常也可以輸出ASK-調(diào)制波。
根據(jù)本發(fā)明的無線通訊設(shè)備還可包括連接在ASK調(diào)制器和QPSK調(diào)制器之間的用于提高頻率的上混頻器。因此，即使比如，將高頻用于通訊，QPSK調(diào)制器也有能力輸出低頻信號。由此，比起高頻信號直接由QPSK調(diào)制器輸出的情況，QPSK調(diào)制器可容易地使用廉價(jià)的材料進(jìn)行生產(chǎn)。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的無線通訊設(shè)備中，ASK調(diào)制器、混頻器以及開關(guān)可集成為RF塊。因此，RF塊可容易地用于能夠進(jìn)行ASK調(diào)制和QPSK調(diào)制的通訊設(shè)備，諸如根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)例子，而且也可用于只需要ASK調(diào)制功能的通訊設(shè)備。由此，RF塊可大量地進(jìn)行生產(chǎn)，從而可降低生產(chǎn)成本。
附圖簡述

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的無線通訊設(shè)備的總框圖；圖2是圖1所示的QPSK調(diào)制器的框圖；圖3是顯示根據(jù)第一實(shí)施例的無線通訊設(shè)備，處于在發(fā)送時(shí)輸出QPSK-調(diào)制波狀態(tài)下的框圖；圖4是顯示根據(jù)第一實(shí)施例的無線通訊設(shè)備，處于在發(fā)送時(shí)輸出ASK-調(diào)制波狀態(tài)下的框圖；圖5是顯示根據(jù)第一實(shí)施例的無線通訊設(shè)備在接收時(shí)的框圖；圖6是根據(jù)第二實(shí)施例的無線通訊設(shè)備的總框圖；圖7是根據(jù)第三實(shí)施例的無線通訊設(shè)備的總框圖；圖8是根據(jù)第四實(shí)施例的無線通訊設(shè)備的總框圖；以及圖9是根據(jù)第五實(shí)施例的無線通訊設(shè)備的總框圖。
發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述現(xiàn)在將參考附圖對根據(jù)本發(fā)明幾個(gè)實(shí)施例的無線通訊設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的描述。
第一實(shí)施例圖1到圖5顯示了根據(jù)第一實(shí)施例的無線通訊設(shè)備。參考圖1到圖5，ASK調(diào)制器1具有輸入載波的載波輸入終端1A，以及輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號D(t)的數(shù)據(jù)輸入終端1B。ASK調(diào)制器1根據(jù)輸入到數(shù)據(jù)輸入終端1B的數(shù)據(jù)信號D(t)振幅-調(diào)制(ASK-調(diào)制)輸入到載波輸入終端1A的載波，并從輸出終端1C輸出ASK-調(diào)制波。
此外，QPSK調(diào)制器5通過稍后描述的開關(guān)15與ASK調(diào)制器1的載波輸入終端1A連接。此外，放大器2與ASK調(diào)制器1的輸出終端1C連接。帶通濾波器3和天線4通過稍后描述的開關(guān)16與放大器2的輸出連接。
QPSK調(diào)制器5具有輸入載波的載波輸入終端5A，根據(jù)QPSK數(shù)據(jù)信號分別輸入I-信號I(t)(同相信號)和Q-信號Q(t)(正交信號)的I-信號輸入終端5B和Q-信號輸入終端5C，以及輸出以QPSK-調(diào)制波等為形式的輸出信號S1(t)的輸出終端5D。
此外，如圖2所示，QPSK調(diào)制器5包括分別與I-信號輸入終端5B和Q-信號輸入終端5C相連的帶通濾波器6和7、分別與帶通濾波器6和7的輸出相連的混頻器8和9以及用于相加從混頻器8和9輸出的信號的加法器10。
與I-信號輸入終端5B相連的混頻器8直接與載波輸入終端5A相連，而與Q-信號輸入終端5C相連的混頻器9則間接通過90°相位移位器11與載波輸入終端5A相連。QPSK調(diào)制器5的載波輸入終端5A與稍后描述的高頻信號源12相連。由此，正弦波(sinωt)從稍后描述的高頻信號源12向混頻器8輸入，而向混頻器9輸入余弦波(cosωt)。此外，允許輸出終端5D選擇性地與ASK調(diào)制器1或混頻器13通過稍后描述的開關(guān)15連接。
如圖1所示，高頻信號源12與QPSK調(diào)制器5的載波輸入終端5A連接。高頻信號源12輸出頻率為，比如，1到10GHz數(shù)量級的正弦波(sinωt)。
混頻器13是用于接收的混頻器，且它具有通過放大器14、開關(guān)16和帶通濾波器3與天線4相連的接收波輸入終端(未顯示)?；祛l器13還具有通過開關(guān)15與QPSK調(diào)制器5的輸出終端5D相連的載波輸入終端(未顯示)?；祛l器13混合了從天線4輸入的接收波和從QPSK調(diào)制器5輸入的正弦波作為載波，檢波或解調(diào)ASK數(shù)據(jù)信號等，以輸出IF信號。
開關(guān)15和16用于發(fā)送和接收的切換。開關(guān)15和16在發(fā)送的時(shí)候在QPSK調(diào)制器5和天線4之間連接ASK調(diào)制器1，而在接收的時(shí)候在QPSK調(diào)制器5和天線4之間連接混頻器13。
現(xiàn)在參考圖1到圖5對根據(jù)第一實(shí)施例的無線通訊設(shè)備的操作進(jìn)行描述。
如圖3所示，當(dāng)在發(fā)送時(shí)輸出QPSK-調(diào)制波時(shí)，開關(guān)15和16將QPSK調(diào)制器5與ASK調(diào)制器1相連，同時(shí)將ASK調(diào)制器1與天線4相連。
在這種狀態(tài)下，從高頻信號源12輸出的載波被輸入到QPSK調(diào)制器5的載波輸入終端，且根據(jù)由以下的等式(1)所表達(dá)的QPSK數(shù)據(jù)信號的四個(gè)數(shù)字代碼(00，01，10和11)或四個(gè)符號的I-信號I(t)和Q-信號Q(t)被分別輸入到I-信號輸入終端和Q-信號輸入終端。
I(t)＝α1(t)cosφQ(t)＝α2(t)sinφ(1)α1(t)和α2(t)根據(jù)QPSK數(shù)據(jù)信號(α1(t)，α2(t)∈{1，-1})的每個(gè)符號被設(shè)為1或-1。相位φ被設(shè)為數(shù)量級為，比如，45°(π/4[rad])的固定值。
QPSK調(diào)制器5將每個(gè)I-信號I(t)和Q-信號Q(t)與來自高頻信號源12(見圖2)的載波(sinωt)混合并相加結(jié)果，輸出由以下等式(2)表示的輸出信號S1(t)S1(t)＝I(t)sinωt+Q(t)cosωt
＝α1(t)cosφsinωt+α2(t)sinφcosωt＝±sin(ωt±φ) (2)輸出信號S1(t)由此在四個(gè)相位中以相對于載波45°、135°、225°和315°的相位移位進(jìn)行切換，這四個(gè)角度分別對應(yīng)QPSK數(shù)據(jù)信號的四個(gè)符號。也就是說，QPSK調(diào)制器5以QPSK-調(diào)制波(±sin(ωt±φ))的形式輸出信號S1(t)。
此時(shí)，恒定電壓V作為數(shù)據(jù)信號D(t)輸入到ASK調(diào)制器1的數(shù)據(jù)輸入終端1B。由此，ADK調(diào)制器1以恒定增益放大從QPSK調(diào)制器5輸出的輸出信號S1(t)。即，ASK調(diào)制器1放大QPSK-調(diào)制波(±sin(ωt±φ))以輸出由以下等式(3)表示的輸出信號S2(t)S2(t)＝D(t)S1(t)＝±Vsin(ωt±φ) (3)如圖4所示，當(dāng)在發(fā)送時(shí)輸出ASK-調(diào)制波時(shí)，類似于圖3，開關(guān)15和16將QPSK調(diào)制器5與ASK調(diào)制器1相連，同時(shí)將ASK調(diào)制器1與天線4相連。
在該狀態(tài)下，從高頻信號源12輸出的載波(sinωt)被輸入到QPSK調(diào)制器5的載波輸入終端，而由以下等式(4)表示的I-信號I(t)和Q-信號Q(t)被分別輸入到I-信號輸入終端和Q-信號輸入終端。I-信號I(t)和Q-信號Q(t)相位被設(shè)為相同的固定值φ，比如，45°(π/4[rad])，且它們的振幅也被設(shè)為相同的固定值A(chǔ)。
I(t)＝AcosφQ(t)＝Asinφ(4)QPSK調(diào)制器5將每個(gè)I-信號I(t)和Q-信號Q(t)與來自高頻信號源12的載波(sinωt)混合并疊加結(jié)果，輸出由以下等式(5)表示的輸出信號S1(t)。即，QPSK調(diào)制器5以正弦波(Asin(ωt+φ))為形式的輸出信號S1(t)。
S1(t)＝I(t)sinωt+Q(t)cosωt＝Acosφsinωt+Asinφcosωt
＝Asin(ωt±φ)(5)此時(shí)，離散的ASK數(shù)據(jù)信號D(t)∈{0，1}被作為數(shù)據(jù)信號D(t)輸入到ASK調(diào)制器1的數(shù)據(jù)輸入終端。由此，ASK調(diào)制器以正弦波形式使用數(shù)據(jù)信號D(t)對從QPSK調(diào)制器5輸出的輸出信號S1(t)作1ASK-調(diào)制。即，ASK調(diào)制器1以由以下等式(6)表示的ASK調(diào)制波(D(t)Asin(ωt±φ))輸出輸出信號S2(t)S2(t) ＝D(t)S1(t)＝D(t)Asin(ωt±φ)(6)如圖5所示，在接收時(shí)，開關(guān)15和16將QPSK調(diào)制器5與混頻器13連接，同時(shí)將混頻器13與天線4連接。
在該狀態(tài)下，從高頻信號源12輸出的載波(sinωt)被輸入到QPSK調(diào)制器5的載波輸入終端。此外，I-信號I(t)和Q-信號Q(t)，其中相位被設(shè)為相同的固定值φ，比如45°(π/4[rad])，而振幅被設(shè)為相同的固定值A(chǔ)，被分別輸入到I-信號輸入終端和Q-信號輸入終端。由此，與輸出ASK-調(diào)制波的情況相似，QPSK調(diào)制器5以正弦波(sin(ωt+φ))的形式輸出信號S1(t)。
接著，混頻器13將由天線4接收的接收波與從QPSK調(diào)制器5輸出的輸出信號S1(t)混合，從而將接收波向下轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號IF。
如上所示，根據(jù)第一實(shí)施例，QPSK調(diào)制器5的輸出終端5D與ASK調(diào)制器1的載波輸入終端1A連接。從而，當(dāng)輸出QPSK-調(diào)制波時(shí)，QPSK調(diào)制器5輸出QPSK-調(diào)制波，而ASK調(diào)制器以恒定增益放大QPSK-調(diào)制波用于輸出。
另一方面，當(dāng)輸出ASK-調(diào)制波時(shí)，QPSK調(diào)制器5輸出正弦波，且ASK調(diào)制器使用數(shù)據(jù)信號D(t)1ASK-調(diào)制正弦波，由此輸出ASK-調(diào)制波。
因此，根據(jù)第一實(shí)施例，與相關(guān)技術(shù)相反，分離的高頻信號源不需要分別與ASK調(diào)制器1和QPSK調(diào)制器5連接。即，它只要能夠?qū)⒏哳l信號源12與QPSK調(diào)制器5連接。由此，減少了部件的數(shù)量，從而降低了成本，也減小了無線通訊設(shè)備的大小。
設(shè)置在QPSK調(diào)制器5和每個(gè)混頻器13以及ASK調(diào)制器1之間的開關(guān)15在發(fā)送時(shí)連接ASK調(diào)制器1和QPSK調(diào)制器5，而在接收時(shí)則連接混頻器13和QPSK調(diào)制器5。此外，QPSK調(diào)制器5在接收時(shí)輸出正弦波。因此，混頻器13將由天線4接收的接收波和從QPSK調(diào)制器5輸出的輸出信號S1(t)混合，從而將接收波檢波、解調(diào)或向下轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號。
第二實(shí)施例圖6顯示了根據(jù)第二實(shí)施例的無線通訊設(shè)備。第二實(shí)施例的特征在于，ASK-調(diào)制波由QPSK調(diào)制器輸出。在以下對第二實(shí)施例的描述中，與第一實(shí)施例中相同的元件由相同的字符表示，而且對其的描述也將省略。
參考圖6，QPSK調(diào)制器21的構(gòu)成與第一實(shí)施例中的QPSK調(diào)制器5類似。更特別的是，QPSK調(diào)制器21具有載波輸入終端、I-信號輸入終端、Q-信號輸入終端以及輸出終端(它們都未被顯示)。QPSK調(diào)制器21的輸出終端允許選擇性地通過開關(guān)15與ASK調(diào)制器1或混頻器12連接。
現(xiàn)在將對根據(jù)第二實(shí)施例的無線通訊設(shè)備的操作進(jìn)行描述。當(dāng)在發(fā)送和接收時(shí)輸出QPSK-調(diào)制波的操作與第一實(shí)施例中的相同，故對這些情況的描述被省略。
當(dāng)在發(fā)送時(shí)輸出ASK-調(diào)制波時(shí)，類似于第一實(shí)施例，開關(guān)15和16將QPSK調(diào)制器21與ASK調(diào)制器1相連，同時(shí)將ASK調(diào)制器1與天線4相連。
在該狀態(tài)下，從高頻信號源12輸出的載波(sinωt)被輸入到QPSK調(diào)制器21的載波輸入終端，且由以下等式(7)表示的I-信號I(t)和Q-信號Q(t)被分別輸入到I-信號輸入終端和Q-信號輸入終端。I-信號I(t)和Q-信號Q(t)的相位被設(shè)為相同的固定值φ，比如，45°(π/4[rad])，而它們的振幅α(t)根據(jù)ASK數(shù)據(jù)信號(α(t)∈{0，1})而在時(shí)間上一致地變化。
I(t)＝AcosφQ(t)＝Asinφ(7)QPSK調(diào)制器21將每個(gè)I-信號I(t)和Q-信號Q(t)與來自高頻信號源12的載波(sinωt)混合并相加結(jié)果，從而輸出由以下等式(8)表示的輸出信號S1(t)。即，QPSK調(diào)制器21根據(jù)振幅α(t)ASK-調(diào)制載波，從而以ASK-調(diào)制波(α(t)(sin(ωt+φ))的形式輸出輸出信號S1(t)。
S1(t)＝I(t)sinωt+Q(t)cosωt＝α(t)cosφsinωt+α(t)sinφcosωt＝α(t)sin(ωt±φ) (8)此時(shí)，具有恒定電壓V的信號被作為數(shù)據(jù)信號D(t)輸入到ASK調(diào)制器1的數(shù)據(jù)輸入終端。由此，ASK調(diào)制器1以恒定的增益放大從QPSK調(diào)制器21輸出的輸出信號S1(t)。即，ASK調(diào)制器1放大ASK調(diào)制波(α(t)sin(ωt±φ))以輸出由以下等式(9)表示的輸出信號S2(t)。
S2(t) ＝D(t)S1(t)＝Vα(t)sin(ωt±φ) (9)如上所示，第二實(shí)施例取得了與第一實(shí)施例相同的操作和優(yōu)點(diǎn)。此外，根據(jù)第二實(shí)施例，因?yàn)锳SK-調(diào)制波是使用QPSK調(diào)制器21輸出的，所以即使，比如，數(shù)據(jù)信號D(t)由于ASK調(diào)制器1中的故障不能被正確地調(diào)制，仍能輸出ASK-調(diào)制波。
第三實(shí)施例圖7顯示了根據(jù)第三實(shí)施例的無線通訊設(shè)備。第三實(shí)施例的特征在于，QPSK調(diào)制器通過π/4偏移的QPSK操作輸出正弦波。在以下對第三實(shí)施例的描述中，與第一實(shí)施例中相同的元件由相同的字符表示，而且對它們的描述被省略。
QPSK調(diào)制器31的構(gòu)成類似于第一實(shí)施例中的QPSK調(diào)制器5。更特別的是，QPSK調(diào)制器31具有載波輸入終端、I-信號輸入終端、Q-信號輸入終端以及輸出終端(它們都未被顯示)?？稍试SQPSK調(diào)制器31的輸出終端通過開關(guān)15選擇性地同ASK調(diào)制器1或混頻器13連接。
高頻信號源32的構(gòu)成類似于第一實(shí)施例中的高頻信號源12，并與QPSK調(diào)制器31的載波輸入終端相連。高頻信號源32的振蕩頻率f1被預(yù)先設(shè)定為一個(gè)值，該值低于用于ASK調(diào)制的頻率f0，當(dāng)進(jìn)行無π/4偏移的QPSK調(diào)制時(shí)就是輸入到調(diào)制器的載波頻率，或者當(dāng)進(jìn)行正交調(diào)制時(shí)就是輸入到調(diào)制器的載波頻率，由以下的等式(10)表示f1＝f0-(R/4) (10)其中，頻率單位是Hz。
R表示輸入到QPSK調(diào)制器31的QPSK數(shù)據(jù)信號的傳輸率。因而，高頻信號源32輸出對應(yīng)頻率f1的正弦波(sinωt)。
現(xiàn)在將對根據(jù)第三實(shí)施例的無線通訊設(shè)備的操作進(jìn)行描述。當(dāng)在發(fā)送和接收時(shí)輸出QPSK-調(diào)制波的操作與第一實(shí)施例中的相同，故對這些情況的描述被省略。
當(dāng)在發(fā)送時(shí)輸出ASK-調(diào)制波時(shí)，類似于第一實(shí)施例，開關(guān)15和16將QPSK調(diào)制器31與ASK調(diào)制器1相連，同時(shí)將ASK調(diào)制器1與天線4相連。
在該狀態(tài)下，從高頻信號源12輸出的載波(sinω1t)被輸入到QPSK調(diào)制器31的載波輸入終端，且由以下等式(11)表示的I-信號Ik和Q-信號Qk被分別輸入到I-信號輸入終端和Q-信號輸入終端。I-信號Ik和Q-信號Qk的相位φ1被設(shè)為，比如，45°(π/4[rad])，它對應(yīng)QPSK數(shù)據(jù)信號的符號“00”。Ik-1和Qk-1分別表示一個(gè)符號時(shí)間前的I-信號和Q-信號。
Ik＝Ik-1cosφ1-Qk-1sinφ1Qk＝Ik-1sinφ1+Qk-1cosφ1 (11)QPSK調(diào)制器31將每個(gè)I-信號Ik和Q-信號Qk與來自高頻信號源32的載波(sinω1t)混合并相加結(jié)果。由此，QPSK調(diào)制器31完成了π/4移位的QPSK操作，其中相位在每個(gè)符號時(shí)間(兩比特QPSK數(shù)據(jù)信號)旋轉(zhuǎn)π/4[rad]。
結(jié)果，QPSK調(diào)制器31以正弦波(sinω0t)的形式輸出信號S1(t)，其頻率f0(f0＝ω0/(2π))是比從高頻信號源32輸出的載波(sinω1t)的頻率f1高出QPSK數(shù)據(jù)信號傳輸率R/4 Hz的值(f0＝f1+R/4)。因此，QPSK調(diào)制器31作為輸出信號S1(t)輸出與用于ASK調(diào)制的頻率f0對應(yīng)的正弦波(sinω0t)。
此時(shí)，離散的ASK數(shù)據(jù)信號D(t)∈{0，1}被作為數(shù)據(jù)信號D(t)輸出到ASK調(diào)制器1的數(shù)據(jù)輸入端。由此，ASK調(diào)制器使用數(shù)據(jù)信號D(t)1ASK-調(diào)制以正弦波形式從QPSK調(diào)制器31輸出的輸出信號S1(t)，從而輸出以ASK-調(diào)制波(D(t)sinω0t)為形式的輸出信號S2(t)，S2(t)由以下的等式(2)表示S2(t)＝D(t)S1(t)＝D(t)sinω0t (12)如上所述，第三實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了與第一實(shí)施例相同的操作和優(yōu)點(diǎn)。
此外，如上所述，向QPSK調(diào)制器31輸入具有比用于ASK調(diào)制的預(yù)定頻率f0低傳輸率R/4Hz的頻率f1的載波。由此，即使從QPSK調(diào)制器31輸出的輸出信號S1(t)的頻率f0由于π/4的偏移QPSK操作而被提高傳輸率R/4.Hz，QPSK調(diào)制器31仍可輸出具有預(yù)定頻率f0的正弦波。由此，ASK調(diào)制器用數(shù)據(jù)信號D(t)1ASK-調(diào)制具有頻率f0的正弦波，從而輸出ASK-調(diào)制波。
雖然，本實(shí)施例中的操作，當(dāng)在發(fā)送和接收時(shí)輸出QPSK-調(diào)制波時(shí)與第一實(shí)施例中的相同，比如，當(dāng)輸出QPSK-調(diào)制波時(shí)，QPSK調(diào)制器31可完成π/4的偏移QPSK操作。此外，在接收時(shí)，QPSK調(diào)制器31可通過QPSK操作輸出正弦波，這類似于輸出ASK-調(diào)制波的情況。
第四實(shí)施例圖8顯示了根據(jù)第四實(shí)施例的無線通訊設(shè)備。第四實(shí)施例的特征在于，提高頻率的混頻器(下文中被稱為上混頻器)連接于ASK調(diào)制器和QPSK調(diào)制器之間。在以下對第四實(shí)施例的描述中，與第一實(shí)施例相同的元件由相同的字符表示，且它們的描述被省略。
參考圖8，上混頻器41連接于QPSK調(diào)制器5和開關(guān)5之間。上混頻器的一個(gè)輸入終端與QPSK調(diào)制器5的輸出終端相連，而上混頻器41的另一個(gè)輸入終端則與高頻信號源42相連用于提高頻率。上混頻器41的輸出終端通過帶通濾波器43與開關(guān)15連接。
為了將從QPSK調(diào)制器5輸出的輸出信號S1(t)的頻率提高預(yù)定的頻率，高頻信號源42輸出具有根據(jù)向ASK調(diào)制器1輸入的信號S1’(t)等和輸出信號S1(t)之間的頻率差異的頻率的正弦波(sinωt)。
從QPSK調(diào)制器5輸出的信號S1(t)的頻率被上混頻器41等提高，從而可選擇性地向ASK調(diào)制器1或混頻器13提供具有頻率被來自高頻信號源42的正弦波(sinωt)的頻率提高的信號S1’(t)。
如上所述，第四實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了與第一實(shí)施例相同的操作和優(yōu)點(diǎn)。此外，根據(jù)第四實(shí)施例，因?yàn)橛糜谔岣哳l率的上混頻器41連接于ASK調(diào)制器1和QPSK調(diào)制器5之間，所以即使，比如，射頻高到5GHz或以上，QPSK調(diào)制器5仍然有能力輸出具有頻率與1GHz一樣低或更低的輸出信號S1(t)。因此，與高頻信號直接從QPSK調(diào)制器5輸出的情況相反，該情況需要為QPSK調(diào)制器5使用諸如GaAs(砷化鎵)之類的昂貴材料以及高精確過程，但根據(jù)第四實(shí)施例，可相對容易地通過使用諸如硅之類的不昂貴材料來實(shí)現(xiàn)QPSK調(diào)制器5。由此，QPSK調(diào)制器5可以低成本容易地生產(chǎn)。
第五實(shí)施例圖9顯示了根據(jù)第五實(shí)施例的無線通訊設(shè)備。第五實(shí)施例的特征在于，ASK調(diào)制器、混頻器等，整體地形成為RF塊。在以下對第五實(shí)施例的描述中，與第一實(shí)施例相同的元件由相同的字符表示，且它們的描述被省略。
參考圖9，上混頻單元51連接于QPSK調(diào)制器和開關(guān)15之間。上混頻單元51包括上混頻器51A輸出端和連接于上混頻器51A的放大器51B。上混頻器51A的一個(gè)輸入終端連接于QPSK調(diào)制器5的輸出終端，而上混頻器51A的另一個(gè)輸入終端連接于高頻信號源52用于提高頻率。上混頻器51A的一個(gè)輸入終端通過放大器51B和帶通濾波器53連接到開關(guān)15。
RF塊54，比如，以IC或RF模塊元件形式集成了允許在無線通訊設(shè)備中進(jìn)行ASK調(diào)制操作的元件。RF塊54包括ASK調(diào)制器1、混頻器13、放大器2和14以及開關(guān)15和16。與開關(guān)15連接的RF塊54的一個(gè)終端通過帶通濾波器53等連接于QPSK調(diào)制器5，而與開關(guān)16連接的RF塊54的一個(gè)終端則通過帶通濾波器3連接到天線4。
根據(jù)第五實(shí)施例的無線通訊設(shè)備實(shí)現(xiàn)了與第一實(shí)施例相同的操作和優(yōu)點(diǎn)。此外，根據(jù)第五實(shí)施例，因?yàn)锳SK調(diào)制器1、混頻器13以及開關(guān)15和16等被集成為RF塊54，所以RF塊54可根據(jù)本發(fā)明被用于無線通訊設(shè)備，既可完成ASK調(diào)制又可完成QPSK調(diào)制，而且還可用于只需要ASK調(diào)制功能的無線通訊設(shè)備。由此，RF塊54可大量地生產(chǎn)，從而較少生產(chǎn)成本。
雖然上混頻單元51和帶通濾波器53在第五實(shí)施例中是連接于ASK調(diào)制器1和QPSK調(diào)制器5之間的，但也可類似于第一到第三實(shí)施例而省略上混頻單元51和帶通濾波器53。
雖然本發(fā)明已通過特定的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但對于技術(shù)熟練人士來說，明顯可以作許多其它變化和修改以及其它用途。因此，本發(fā)明并不受此處特定內(nèi)容的限制。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的無線通訊設(shè)備可以低成本進(jìn)行生產(chǎn)，并且其尺寸不大，因此可適用于數(shù)字無線通訊。
權(quán)利要求
1.一種無線通訊設(shè)備，包括ASK調(diào)制器，用于使用數(shù)據(jù)信號ASK-調(diào)制載波；以及QPSK調(diào)制器，用于使用I-信號和Q-信號QPSK-調(diào)制載波；其中，所述QPSK調(diào)制器的一個(gè)輸出終端連接于所述ASK調(diào)制器的載波輸入終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的無線通訊設(shè)備，其特征在于，還包含混頻器；以及設(shè)置在所述QPSK調(diào)制器、每個(gè)所述混頻器和所述ASK調(diào)制器之間的開關(guān)，所述開關(guān)在發(fā)送時(shí)連接所述ASK調(diào)制器和所述QPSK調(diào)制器，而在接收時(shí)連接所述混頻器和所述QPSK調(diào)制器；其中，所述QPSK調(diào)制器在接收時(shí)向所述混頻器輸出作為載波的正弦波。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的無線通訊設(shè)備，其特征在于，當(dāng)在發(fā)送時(shí)輸出QPSK-調(diào)制波時(shí)，所述QPSK調(diào)制器使用I-信號和Q-信號QPSK-調(diào)制載波以輸出QPSK-調(diào)制波，而所述ASK調(diào)制器以恒定的增益放大QPSK-調(diào)制波，以及當(dāng)在發(fā)送時(shí)輸出ASK-調(diào)制波時(shí)，所述QPSK調(diào)制器輸出正弦波，而所述ASK調(diào)制器使用數(shù)據(jù)信號ASK-調(diào)制該正弦波。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的無線通訊設(shè)備，其特征在于，在發(fā)送時(shí)輸出QPSK-調(diào)制波時(shí)，所述QPSK調(diào)制器分別作為I-信號和Q-信號接收數(shù)據(jù)信號的輸入并輸出QPSK-調(diào)制波，而所述ASK調(diào)制器接收具有恒定電壓的信號輸入作為數(shù)據(jù)信號并以恒定增益放大QPSK-調(diào)制波。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或權(quán)利要求4的無線通訊設(shè)備，其特征在于，當(dāng)在發(fā)送時(shí)輸出ASK-調(diào)制波時(shí)，所述QPSK調(diào)制器接收具有相同固定相位和固定振幅的信號輸入分別作為I-信號和Q-信號并輸出正弦波，而所述ASK調(diào)制器接收數(shù)據(jù)信號的輸入并ASK-調(diào)制正弦波以輸出ASK-調(diào)制波。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或權(quán)利要求4的無線通訊設(shè)備，其特征在于，當(dāng)在發(fā)送時(shí)輸出ASK-調(diào)制波時(shí)，所述QPSK調(diào)制器根據(jù)QPSK數(shù)據(jù)信號“00”接收信號的輸入作為I-信號和Q-信號并完成π/4偏移的QPSK操作以輸出正弦波，而所述ASK調(diào)制器接收數(shù)據(jù)信號的輸入并ASK-調(diào)制該正弦波以輸出ASK-調(diào)制波。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的無線通訊設(shè)備，其特征在于，所述的QPSK調(diào)制器接收所帶頻率比預(yù)定頻率低傳輸率/4.Hz的載波的輸入，并完成π/4偏移的QPSK操作以輸出具有預(yù)定頻率的正弦波。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的無線通訊設(shè)備，其特征在于，當(dāng)在發(fā)送時(shí)輸出QPSK-調(diào)制波時(shí)，所述QPSK調(diào)制器使用I-信號和Q-信號QPSK-調(diào)制一載波以輸出QPSK-調(diào)制波，而所述的ASK調(diào)制器以恒定增益放大QPSK-調(diào)制波，以及當(dāng)在發(fā)送時(shí)輸出ASK-調(diào)制波時(shí)，所述QPSK調(diào)制器接收具有分別相同固定相位和一致變化振幅的數(shù)據(jù)信號輸入作為I-信號和Q-信號，并輸出ASK-調(diào)制波，而所述的ASK調(diào)制器接收具有恒定電壓的信號的輸入作為數(shù)據(jù)信號并以恒定增益放大ASK-調(diào)制波。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8的無線通訊設(shè)備，其特征在于，還包含用于提高頻率的上混頻器，它連接于所述ASK調(diào)制器和所述QPSK調(diào)制器之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至8的無線通訊設(shè)備，其特征在于，所述ASK調(diào)制器、所述混頻器以及所述開關(guān)被集成為RF塊。
全文摘要
在具有ASK調(diào)制和QPSK調(diào)制功能的無線通訊設(shè)備中，其中該設(shè)備可以低成本制造且尺寸不大，QPSK調(diào)制器(5)的一個(gè)輸出終端(5Q)通過開關(guān)(15)與ASK調(diào)制器(1)的載波輸入終端(1A)相連。并且，天線(4)通過開關(guān)(16)與ASK調(diào)制器(1)的輸出終端(1C)相連。此外，在開關(guān)(15)和(16)之間設(shè)置混頻器(13)。開關(guān)(15)在發(fā)送時(shí)連接QPSK調(diào)制器(5)和ASK調(diào)制器(1)，而在接收時(shí)它連接QPSK調(diào)制器(5)和混頻器(13)。開關(guān)(16)在發(fā)送時(shí)連接ASK調(diào)制器(1)和天線(4)，而在接收時(shí)連接天線(4)和混頻器(13)。由此，在發(fā)送時(shí)，使用ASK調(diào)制器(1)和QPSK調(diào)制器(5)輸出ASK－調(diào)制波或QPSK－調(diào)制波。在接收時(shí)，由QPSK調(diào)制器(5)輸出正弦波，數(shù)據(jù)信號被混頻器(13)向下轉(zhuǎn)換、檢波或解調(diào)制。
文檔編號H04L27/04GK1488218SQ02800677
公開日2004年4月7日 申請日期2002年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月16日
發(fā)明者笹畑昭弘, 昭弘 申請人:株式會社村田制作所