專利名稱：倍頻和調(diào)制的組合的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明總體上涉及將倍頻和調(diào)制(例如，線性調(diào)制)相組合的方法。
生成用于通信系統(tǒng)(例如，無線通信系統(tǒng))的高頻載波信號(例如，微波載波信號)存在急待解決的問題。例如，微波壓控振蕩器(VCO)在集成電路中的實現(xiàn)，使得讓這些VCO穩(wěn)定并能夠產(chǎn)生干凈的載波信號變得日益困難，在考慮到讓這些VCO以不斷增加的頻率工作的趨勢時尤其如此。此外，更難于為此類高頻設計這些VCO的鎖相環(huán)。
由于這些原因，可使用在

圖1中所示的調(diào)制系統(tǒng)10。在調(diào)制系統(tǒng)10中，本機振蕩器12(例如VCO)生成具有基頻的信號(例如正弦信號)，所述基頻是載波信號頻率的分數(shù)(例如三分之一)。來自于振蕩器12的所述信號由倍頻器14接收，所述倍頻器14倍增(例如乘以3)所述信號的頻率以產(chǎn)生載波信號，所述載波信號的基頻是來自振蕩器12的信號基頻的3倍。所述載波信號可由調(diào)制器16使用來以載波頻率調(diào)制輸入信號，以產(chǎn)生調(diào)制信號。由此，與直接生成載波信號的振蕩器相比，振蕩器12的設計因其工作頻率較低而被簡化。
然而，調(diào)制系統(tǒng)10存在的難題是倍頻器14可能在非載波頻率的頻率處將大量的頻譜能量引入到載波信號中。載波信號的這種失真反過來又可能使調(diào)制信號擴大或失真。雖然能夠預失真原始調(diào)制以補償由倍頻器14引入的失真，但是這種預失真因各種原因而不可能總是理想。
由此，一直需要一種技術(shù)和/或方案以解決上述一個或多個難題。
附圖簡述圖1是現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)制系統(tǒng)的示意圖。
圖2是依照本發(fā)明實施例的調(diào)制系統(tǒng)的示意圖。
圖3是依照本發(fā)明實施例的圖2的調(diào)制器的示意圖。
圖4是依照本發(fā)明實施例的發(fā)射器的示意圖。
詳細描述參考圖2，依照本發(fā)明的調(diào)制系統(tǒng)的實施方式50包括調(diào)制器62，所述調(diào)制器62調(diào)制復合輸入信號，以便在調(diào)制系統(tǒng)50的輸出端72產(chǎn)生調(diào)制信號(稱為S2)。調(diào)制器62可以是例如線性調(diào)制器，所述線性調(diào)制器依照正交幅度調(diào)制(QAM)技術(shù)(例如)來線性調(diào)制輸入信號的幅度。
S2信號表明以載波頻率對輸入信號的調(diào)制。然而，與常規(guī)的調(diào)制系統(tǒng)不同，調(diào)制器62不使用以載波頻率循環(huán)的信號來調(diào)制輸入信號。作為代替，調(diào)制器62包括乘法器63(下文將更加詳細地描述)，以便使用相移載波信號(稱為M1和M2)來調(diào)制輸入信號，其中每個相移載波信號的基頻是S2信號載頻的分數(shù)。M1和M2信號由本機振蕩器52產(chǎn)生，所述本機振蕩器52以M1、M2信號的基頻工作。在本發(fā)明的一些實施例中，由乘法器63執(zhí)行的調(diào)制產(chǎn)生一個調(diào)制信號(稱為S1并且出現(xiàn)在乘法器63的輸出端68)，所述調(diào)制信號的載頻位于M1、M2信號的基頻附近。
由此，S1信號的載頻(以及振蕩器52的工作頻率)是S2信號的載頻的分數(shù)。然而，由于在乘法器63使用M1和M2信號來調(diào)制輸入信號時發(fā)生的倍頻，因而允許振蕩器52以此低頻操作。以這種方式，由乘法器63執(zhí)行的調(diào)制產(chǎn)生如下頻譜分量(在S1信號中)，所述頻譜分量位于例如M1、M2信號的基頻的奇倍數(shù)(三倍、五倍、七倍等)。這些作為M1、M2信號的基頻的倍數(shù)的更高頻率被稱為諧波，并且每個這些諧波附近的頻譜能量表明以特定諧波對輸入信號的調(diào)制。
因此，為生成S2信號，調(diào)制系統(tǒng)50包括帶通濾波器(BPF)70，所述帶通濾波器與乘法器63相耦合以將調(diào)制調(diào)諧到所選擇的諧波，由此產(chǎn)生所期望的S2信號的載頻。為了實現(xiàn)這個，BPF 70具有集中在所選擇的一個諧波附近的通帶，并且BPF 70具有適當?shù)臐L降(rolloff)特性，以創(chuàng)建一個抑止頻帶(stopband)，來抵制位于S1信號的載頻的頻譜分量(S1信號的)以及抵制存在于S1信號中的其他諧波。這一濾波產(chǎn)生如下S2信號，所述S2信號在所選擇的諧波附近比在M1、M2信號的基頻附近包含更多的頻譜能量。由此，S2信號表明以載頻對輸入信號的調(diào)制，不過這一載頻要比振蕩器52的工作頻率要高得多。
由于調(diào)制器62將調(diào)制和倍頻組合，振蕩器52就不以S2信號的載頻操作，借此簡化了振蕩器52的設計。此外，不使用外在的倍頻器。
如圖2所示，在本發(fā)明的一些實施例中，S1和S2信號是分離的信號。然而，如下文另一個實施例所描述的，BPF 70與乘法器63相耦合以將調(diào)制調(diào)諧，以至于使得乘法器63在其輸出端提供S2信號。由此，在這些實施例中，S2信號直接由乘法器63提供，而不生成S1信號。
作為更加具體的例子，在本發(fā)明的一些實施例中，M1和M2信號可以是正弦信號，且M1、M2信號的基頻可以是S2信號的載頻的三分之一。BPF 70可以具有如下的通帶，以產(chǎn)生S2信號，所述通帶使與S1信號的三次諧波相關(guān)聯(lián)的S1信號頻譜能量通過。所述S2信號的載頻是M1、M2信號基頻的三倍。由此，在所述實例中，通過BPF 70濾波產(chǎn)生了S2信號，所述S2信號在M1、M2信號基頻的三次諧波附近比在基頻附近或其他諧波附近包含更多的頻譜能量。
M1和M2信號可由90°移相器56來提供，所述移相器56從振蕩器52的輸出端54接收正弦(例如)信號。移相器56使來自于振蕩器52的正弦信號通過，以便在移相器56的輸出端58產(chǎn)生M1信號。移相器56還將從振蕩器52接收的正弦信號相移90°，以產(chǎn)生M2信號。由此，M1和M2信號具有相同的基頻，但是以90°相移分開。在本發(fā)明的一些實施例中，振蕩器52可以是壓控振蕩器(VCO)。
所述輸入信號是由用模擬信號(稱為Q)表示的實分量以及用模擬信號(稱為I)表示的虛分量形成的復合信號(complex signal)。I和Q信號分別由調(diào)制器62的輸入端64和66差動地接收。
參考圖3，在本發(fā)明的一些實施例中，乘法器63可由兩個吉爾伯特單元乘法器(Gilbert cell multiplier)100和120構(gòu)成。吉爾伯特單元乘法器100使用M1信號和I信號相乘，吉爾伯特單元乘法器120使用M2信號和Q信號相乘。乘法器100和120被耦合在一起以便結(jié)合由BPF 70提供的調(diào)諧，來產(chǎn)生S2信號，所述S2信號在輸出端72出現(xiàn)。對圖3中所示的實施例來說，調(diào)制器62的輸出端68也是BPF 70的輸出端72。
在吉爾伯特單元乘法器100中，輸出端58(參見圖2)差動地接收M1信號。輸入端64差動地接收I信號。其中一個輸出端58控制晶體管142，所述晶體管142調(diào)制經(jīng)過差動晶體管對144的電流(來自于稱為Iss的電流源)，所述差動晶體管對144輪流由I信號來控制。另一個輸出端58控制晶體管146，所述晶體管146調(diào)制來自于Iss電流源、流經(jīng)差動晶體管對150的電流。差動晶體管對150也輪流由I信號來控制。差動晶體管對144和150的輸出端交叉耦合到一起，以形成吉爾伯特單元乘法器100的輸出端104，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠意識到的那樣。
在吉爾伯特單元乘法器120中，輸出端60(參見圖2)差動地接收M2信號。輸入端66差動地接收Q信號。其中一個輸出端60控制晶體管130，所述晶體管130調(diào)制來自于Iss電流源、經(jīng)過差動晶體管對132的電流，其中所述差動晶體管對132輪流由Q信號來控制。另一個輸出端60控制晶體管134，所述晶體管134調(diào)制來自于Iss電流源、流經(jīng)差動晶體管對136的電流。所述晶體管對136也輪流由Q信號來控制。差動晶體管對132和136的輸出端交叉耦合到一起，以形成吉爾伯特單元乘法器120的輸出端124，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠意識到的那樣。
吉爾伯特單元乘法器100的輸出端104由差動晶體管對144和150的輸出端構(gòu)成。吉爾伯特單元乘法器120的輸出端124由差動晶體管對132和136構(gòu)成。吉爾伯特單元乘法器100的輸出端104與吉爾伯特單元乘法器120的輸出端124被并聯(lián)地耦合，以形成輸出端68和72。
圖3中還更加詳細地描述了BPF 70的實施例。如圖所示，BPF 70可包括電感器125和電容器128，所述電感器125和電容器128被并聯(lián)地耦合在輸出端68和72之間。選取這些元件的電感值和電容值來調(diào)諧BPF 70的通帶，以便選擇所期望的諧波來產(chǎn)生S2信號。
圖4描述了使用調(diào)制系統(tǒng)50的無線發(fā)射器300的實施例。作為例子，發(fā)射器300可以是正交頻分多路復用(OFDM)發(fā)射器，不過任意類型的發(fā)射器(無線以及非無線)都可被用于調(diào)制系統(tǒng)50并且包含在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
在其操作過程期間，發(fā)射器300的編碼器312接收將要經(jīng)由無線鏈路發(fā)送的數(shù)據(jù)(經(jīng)由通信線路311)。編碼器312例如可將糾錯方案引入所述數(shù)據(jù)中。編碼器312例如還可對接收數(shù)據(jù)執(zhí)行其他的操作，諸如映射操作。更具體地說，編碼器312可將由編碼器312接收的數(shù)據(jù)依照正交幅度調(diào)制(QAM)映射到復值(complex value)空間。由編碼器312執(zhí)行的其他以及不同的操作也是可能的。
編碼器312將已編碼的數(shù)據(jù)(經(jīng)由通信線路313)提供到發(fā)射器300的快速傅立葉逆變換(IFFT)引擎314。已編碼數(shù)據(jù)可視為被分成段，每個段表示一與OFDM副載波的一個子集相關(guān)聯(lián)的系數(shù)，所述OFDM副載波被分配給發(fā)射器300。
IFFT引擎314使用已分配的副載波來調(diào)制這些系數(shù)，以產(chǎn)生隨時間變化的數(shù)字實信號和虛信號。將這些數(shù)字信號輪流傳送(經(jīng)由通信線路319)到數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)320中，所述數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器320將這些數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬的I信號和Q信號，所述模擬I信號和Q信號出現(xiàn)在調(diào)制系統(tǒng)50的輸入端64和66上。出現(xiàn)在調(diào)制系統(tǒng)50的輸出端72的模擬信號，被傳送到天線接口330上，所述天線接口330使用所述模擬信號來驅(qū)動天線340。
雖然已經(jīng)參照有限數(shù)目的實施例公開了本發(fā)明，但是從本公開內(nèi)容獲益的本領(lǐng)域技術(shù)人員將會從其中理解到許多修改和變化。因此附加的權(quán)利要求期望覆蓋落在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有這些修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括以下步驟生成具有基頻的第一信號；使用所述第一信號調(diào)制輸入信號；以及將所述調(diào)制調(diào)諧為基頻的諧波，以產(chǎn)生具有在所述諧波附近的載頻的調(diào)制信號。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)制信號在所述諧波附近比在基頻附近具有更多的頻譜能量。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)諧包括為調(diào)制而建立濾波通帶，所述通帶包括諧波附近的頻率。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)諧包括濾除基頻附近的調(diào)制信號的頻譜能量。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述諧波包括奇次諧波。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述輸入信號包括復合信號。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)制包括向至少一個吉爾伯特單元乘法器提供所述輸入信號和載波信號。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)諧包括將帶通濾波器耦合到至少一個吉爾伯特單元乘法器的輸出端。
9.一種系統(tǒng)，包括振蕩器，用于生成具有基頻的第一信號；調(diào)制器，用于使用所述第一信號調(diào)制輸入信號；以及耦合到調(diào)制器的濾波器，用于將調(diào)制調(diào)諧為所述基頻的諧波，以產(chǎn)生具有在所述諧波附近的載頻的調(diào)制信號。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述調(diào)制信號在所述諧波附近比在基頻附近具有更多的頻譜能量。
11.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述濾波器為調(diào)制而建立通帶，所述通帶包括諧波附近的頻率。
12.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述濾波器濾除位于基頻附近的頻譜能量。
13.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述諧波包括奇次諧波。
14.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述輸入信號包括復合信號。
15.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述調(diào)制器包括至少一個吉爾伯特單元乘法器。
16.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述濾波器包括帶通濾波器。
17.一種發(fā)射器，包括調(diào)制系統(tǒng)，用于接收具有基頻的第一信號，接收輸入信號，以及使用所述第一信號來調(diào)制輸入信號，以產(chǎn)生具有如下載頻的調(diào)制信號，所述載頻位于第一信號的基頻的諧波附近；以及用于將調(diào)制信號傳送到通信介質(zhì)的電路。
18.如權(quán)利要求17所述的發(fā)射器，其中所述調(diào)制系統(tǒng)包括調(diào)制器，用于使用所述第一信號調(diào)制輸入信號；以及耦合到所述調(diào)制器的濾波器，用于將調(diào)制調(diào)諧為基頻的諧波以產(chǎn)生調(diào)制信號。
19.如權(quán)利要求18所述的發(fā)射器，其中所述濾波器為調(diào)制而建立通帶，所述通帶包括諧波附近的頻率。
20.如權(quán)利要求18所述的發(fā)射器，其中所述濾波器濾除第二信號位于基頻附近的頻譜能量。
21.如權(quán)利要求18所述的發(fā)射器，其中所述濾波器包括帶通濾波器。
22.如權(quán)利要求17所述的發(fā)射器，其中所述諧波包括奇次諧波。
23.如權(quán)利要求17所述的發(fā)射器，其中所述輸入信號包括復合信號。
24.如權(quán)利要求17所述的發(fā)射器，其中所述調(diào)制器包括至少一個吉爾伯特單元乘法器。
25.一種方法，包括以下步驟接收具有基頻的第一信號；以及使用所述第一信號調(diào)制輸入信號，以產(chǎn)生具有在第一信號的諧波附近的基頻的調(diào)制信號。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述調(diào)制信號在諧波附近比基頻附近具有更多的頻譜能量。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，進一步包括濾除位于基頻附近的頻譜能量。
28.如權(quán)利要求25所述的方法，進一步包括調(diào)諧濾波器以使所述調(diào)制信號位于載頻附近的頻譜能量通過。
29.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述諧波包括三次諧波。
30.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述調(diào)制包括向至少一個吉爾伯特單元乘法器提供輸入信號以及載波信號。
全文摘要
一種技術(shù)，包括生成具有基頻的第一信號并以第一信號來調(diào)制輸入信號。所述調(diào)制被調(diào)諧為基頻的諧波，以產(chǎn)生具有在所述諧波附近的載頻的調(diào)制信號。
文檔編號H04L27/36GK1513248SQ02810882
公開日2004年7月14日 申請日期2002年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月31日
發(fā)明者M·納蒂安, M 納蒂安 申請人:英特爾公司