專利名稱：信號處理中的采樣頻率的修正的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號處理領(lǐng)域，尤其是在通信系統(tǒng)中的信號處理。
背景技術(shù)：
從信號接收的觀點出發(fā)，移動電話典類型地包含一天線，用于接收發(fā)送到該電話的無線信號；一無線電段，用于處理在天線上收到的信號(例，放大，變頻)；及一數(shù)字段，用于處理由所述無線電段提供的信號，以復(fù)原包含在天線上所收到的信號中的信息(例如談話)。因為所述無線電和數(shù)字段分別處理模擬和數(shù)字信號上，一混合信號段設(shè)置于其間。該混合信號段執(zhí)行由所述無線電段所提供信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)，并調(diào)節(jié)所得的數(shù)字信號，使它們適宜于由所述移動電話的數(shù)字段來處理而恰當(dāng)?shù)靥峤凰鼈儭?br> 無線通信網(wǎng)絡(luò)運行的方式依賴于該網(wǎng)絡(luò)被設(shè)計以在其下運行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。也就是說，有若干技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，每個標(biāo)準(zhǔn)為運行無線通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)置一套不同的方案。這種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的例子有GSM，AMPS，CDMAOne和UMTS。因而產(chǎn)生的結(jié)果是移動電話的功能將在很大程度上被它預(yù)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所支配。隨之而來的另一個結(jié)果是移動電話只能在配備了與該移動電話同一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)匹配的遠程通信網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地理位置中運行，從而限制了該電話能被接通以建立一次呼叫的可能性。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個目的是提供一個在給定位置很可能能夠建立連接的接收器結(jié)構(gòu)(例如可被并入移動電話中)。
根據(jù)一方面的特性，本發(fā)明提供一種準(zhǔn)備信號的設(shè)備，該信號在無線通信設(shè)備處被接收，并由試圖復(fù)原該信號所傳遞信息的接收器對其進行處理，該設(shè)備包含濾波裝置，用于對在采樣頻率出現(xiàn)樣本的數(shù)字方式的信號濾波，以及用于調(diào)整采樣頻率的修正裝置，其中所述濾波裝置能以當(dāng)接收器是第一類型時所需的第一種方式將信號濾波，也能以當(dāng)接收器是第二類型時所需的第二種方式將信號濾波。所述修正裝置被安排用來在接收器是第二類型而非第一類型時對采樣頻率進行調(diào)整，該調(diào)整包括在該信號被濾波前改變采樣頻率，以允許該濾波裝置以第二種方式進行濾波，以及在該信號已被濾波后改變采樣頻率，以提供具有第二類型接收器所需的采樣頻率的信號。
本發(fā)明還包含一種準(zhǔn)備信號的方法，該信號在無線通信設(shè)備處被接收到，為并由試圖復(fù)原該信號所傳遞信息的接收器對其進行處理，該方法包括使用濾波器對在采樣頻率出現(xiàn)樣本的數(shù)字方式的信號進行濾波，當(dāng)接收器是第一類型時能用第一種方式將信號濾波、當(dāng)接收器是第二類型時能用第二種方式濾波信號，以及當(dāng)濾波將以第二種方式進行而不以第一種方式進行時，對該信號調(diào)整采樣頻率，其中所說的調(diào)整包括在該信號被濾波前調(diào)整采樣頻率，以允許該濾波裝置以第二種方式進行濾波，以及在該信號已被濾波后改變采樣頻率，以提供具有第二類型接收器所需的采樣頻率的信號。
從而，本發(fā)明提供了一能與不同類型類型接收器對接的處理級，即一無線通信網(wǎng)絡(luò)的參與者(例，一移動電話或一基站)能夠并入根據(jù)本發(fā)明而得的該處理級，使得網(wǎng)絡(luò)參與者設(shè)計成可靈活使用多于一種接收器結(jié)構(gòu)來建立呼叫。
根據(jù)本發(fā)明所得的處理方案能夠運行于所收到的格式化為第一和第二類型接收器的通信信號。通常，不同類型類型的接收器對處理所收到的數(shù)字域的通信信號會要求不同的采樣頻率。接收器結(jié)構(gòu)會使用晶體振蕩器，用于提供時鐘信號以控制用于所收到通信信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換的采樣頻率，結(jié)果是不同的接收器結(jié)構(gòu)會需要在不同頻率工作的晶體。通過修正該濾波裝置的輸出的采樣頻率，該采樣頻率可被設(shè)置成不同接收器結(jié)構(gòu)所需的頻率，而無須為每個接收器結(jié)構(gòu)提供專用的晶體振蕩器。
當(dāng)為第一類型的接收器調(diào)節(jié)信號時，所述濾波處理執(zhí)行第一類型濾波，當(dāng)為第二類型的接收器調(diào)節(jié)信號時，所述濾波處理執(zhí)行第二類型濾波。具有可調(diào)性質(zhì)的單一濾波裝置可被用來進行所述濾波，因而提供了無需為第一和第二類型濾波裝置就可為接收器準(zhǔn)備信號的優(yōu)點。
在一較佳實施例中，對信號的濾波是使用FIR濾波器進行的，該FIR濾波器被設(shè)置為當(dāng)在各類型接收器間切換操作時，其抽頭系數(shù)被調(diào)整。
在一較佳實施例中，當(dāng)為第二類型接收器調(diào)節(jié)信號，且該信號的采樣頻率在該濾波裝置之前和之后被改變，則可把該濾波裝置進行的濾波設(shè)計成消除因改變采樣頻率而產(chǎn)生的誤差。
當(dāng)信號在所述信號處理方案的各不同部分兩兩之間傳遞，可對本發(fā)明內(nèi)容的信號執(zhí)行其他信號處理操作。例如，將要提供給濾波過程的信號可先經(jīng)校正以減少該信號中任何直流(DC)偏移。
在一實施例中，第一類型接收器是一根據(jù)3G遠程通信標(biāo)準(zhǔn)(例，UMTS)運行且包括一RAKE接收器的接收器，第二類型接收器是一根據(jù)2G遠程通信標(biāo)準(zhǔn)(例，GPRS)運行且包括一均衡器的接收器。


僅作為示例，現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的一實施例，其中圖1是一混合信號芯片的框圖；圖2是運行于3G模式的圖1的芯片的框圖；圖3是運行于2G模式的圖1的芯片的框圖；圖4是一含有圖1芯片的移動電話的框圖。
具體實施例方式
圖1的混合信號芯片從接收器結(jié)構(gòu)的無線電段接收信號，并調(diào)節(jié)該信號以便由該接收器結(jié)構(gòu)的數(shù)字段處理(見圖4，稍后討論)。這樣的接收器結(jié)構(gòu)可被用于，例如，一無線通信網(wǎng)絡(luò)的基站或用戶單元。該芯片10被設(shè)計成既能處理所收到的UMTS標(biāo)準(zhǔn)(在圖中將“第三代”表示為3G)的無線電信號，又能處理所收到的GSM標(biāo)準(zhǔn)(在圖中將“第二代”表示為“2G”)的無線電信號。當(dāng)用GSM無線電信號運行時，該芯片10輸出經(jīng)調(diào)節(jié)的數(shù)字信號，以供組成包含該芯片10的接收器結(jié)構(gòu)的數(shù)字處理段之部分的數(shù)字信號處理器(DSP)中的均衡器使用。當(dāng)用UMTS無線電信號運行時，該芯片10輸出經(jīng)調(diào)節(jié)的數(shù)字信號，以供以硬件實現(xiàn)的、組成包含該芯片10的接收器結(jié)構(gòu)的數(shù)字處理段之部分的RAKE接收器使用。
應(yīng)當(dāng)注意的是，圖1到3只示意了該混合信號處理級的主要框，熟識本領(lǐng)域的讀者會理解可對芯片10中出現(xiàn)的或由其使用的信號或使用該信號進行附加的信號處理操作。
芯片10用GSM無線電信號或UMTS輸入信號方式的輸入運行，這些選擇由開關(guān)12指示。由所述接收器結(jié)構(gòu)的無線電段饋入的信號進入芯片10，并被饋至總共8位動態(tài)范圍的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)16。
ADC 16的輸出被饋至第二級抽選器18。該抽選器18用來降低ADC 16的輸出的采樣頻率。然而，該抽選器僅當(dāng)該芯片10用GSM信號工作時才起作用。否則，當(dāng)該芯片10工作于UMTS信號，該抽選器18是無效的。抽選器18的選擇操作由開關(guān)20圖解示意，當(dāng)該芯片10用UMTS信號時開關(guān)20運行被合上，當(dāng)該芯片10用GSM信號運行時開關(guān)20被斷開。
在可能有效或可能無效的抽選器18后，所述ADC 16的輸出被提供到DC校正單元22。校正單元22用于減少任何出現(xiàn)在該數(shù)字信號中的DC偏移誤差(例如提供該芯片10接收的無線電信號的接收器結(jié)構(gòu)的無線電段中的變頻所產(chǎn)生的DC偏移誤差)。這種校正單元以該方式實現(xiàn)已廣為人知。從該校正單元22出發(fā)，該數(shù)字信號傳遞到33-抽頭FIR數(shù)字濾波器24。該濾波器24的輸出然后可走兩條通路26、28之一。
通路26允許代表饋至芯片10無線電信號的數(shù)字信號被饋至接收器結(jié)構(gòu)數(shù)字段內(nèi)且實現(xiàn)為均衡器的DSP，通路28允許代表饋至芯片10無線電信號的該數(shù)字信號被饋至組成接收器結(jié)構(gòu)數(shù)字處理段部分的RAKE接收器。通路26包括一采樣頻率修正單元30，用于將在通路26上傳遞的數(shù)字信號的采樣頻率調(diào)節(jié)到所述均衡器所需的頻率。修正單元30包含第一級內(nèi)插器32和第二級抽選器34。該內(nèi)插器32把樣本加入通路26上傳遞的數(shù)字信號內(nèi)增加樣本，抽選器34從通路26上傳遞的數(shù)字信號移除樣本。通過恰當(dāng)?shù)剡x擇內(nèi)插器32和抽選器34分別用其增加和減少在通路26上傳遞的信號的采樣頻率的因子，可設(shè)定饋至DSP的信號的采樣頻率。
將分別參考圖2和3描述采用UMTS信號和GSM信號的芯片10的運行。
在圖2中，僅色差用于處理來自接收器結(jié)構(gòu)無線電段的UMTS信號的芯片10的主要元件。例如，抽選器18未在圖2中顯示。已參考圖1描述過的圖2中元件保留相同的參考號碼。
為了處理UMTS信號，該混合信號芯片10需要一有6位動態(tài)范圍、以19.2MHz頻率采樣的ADC。如圖2所示，一19.2MHz的時鐘信號沿通路36饋入，且被用來控制ADC 16及濾波器24的運行。該19.2MHz的時鐘信號由將位于包含該芯片10的單元(例，移動電話)中的3.84MHz晶體振蕩器的頻率乘以一因數(shù)5所取得。為來滿足UMTS信號的處理要求，該ADC 16使用其動態(tài)范圍的6個最低有效位來輸出6位數(shù)字信號。
該ADC 16以19.2MHz的采樣頻率輸出信號，該信號在校正單元22進行直流偏移校正，然后傳遞到FIR濾波器24。為了符合UMTS標(biāo)準(zhǔn)的要求，該FIR濾波器的抽頭被編程以實現(xiàn)余弦平方根響應(yīng)。該濾波器也可被編程以補償由該接收器結(jié)構(gòu)無線電段引入的頻率畸變。該濾波器的輸出然后被從芯片10傳遞到接收器結(jié)構(gòu)數(shù)字段的RAKE接收器，在那里它為數(shù)字段中的后續(xù)處理(例如，最終還原談話信息)作準(zhǔn)備。
在圖3中，示出了僅用于處理來自接收器結(jié)構(gòu)無線電段GSM信號的芯片10的主要元件。圖3中，參考圖1已描述過的元件保留相同的參考號碼，且只要它們的功能已參考圖2作過描述且以GSM運行模式仍保持不變，它們的功能就不再重新被描述。
為了處理GSM信號，該混合信號芯片10使用與用于UMTS運行同樣的19.2MHz時鐘信號。該19.2MHz信號沿通路38饋入。該19.2MHz時鐘信號被傳遞給時鐘分頻器40，它將該時鐘頻率折半至9.6MHz。該9.6MHz時鐘信號被用于對ADC 16和第二級抽選器18計時。因而，該ADC輸出采樣頻率9600ksps(千次采樣每秒)的數(shù)字信號。該ADC 16的輸出被饋至抽選器18，它對ADC 16的輸出的采樣頻率減少到原來的1/12。因而，該抽選器18的輸出有800ksps的采樣頻率。該第二級抽選器18的輸出在校正單元22進行DC偏移校正，然后被饋至FIR濾波器24。
因為濾波器的輸入具有800ksps的采樣頻率，用來對該濾波器計時的信號需要800kHz的頻率。該濾波器的時鐘信號由時鐘分頻器42提供，該分頻器運行于由時鐘分頻器40提供的9.6MHz時鐘信號上。時鐘分頻器42將9.6MHz時鐘信號減少到原來的1/12，產(chǎn)生濾波器24所需的800kHz頻率的時鐘信號。當(dāng)以GSM模式運行時，考慮到由抽選器18和修正單元30引入的頻譜誤差，濾波器24的抽頭系數(shù)被選擇成對標(biāo)準(zhǔn)GSM濾波器提供最優(yōu)匹配。即，該濾波器系數(shù)被選擇，以校正由抽選器18引起的頻譜的任何頻率畸變，并為任何將由所述修正單元30在下游引起的頻譜畸變提供預(yù)校正。該濾波器也可被編程以補償由該接收器結(jié)構(gòu)無線電段引入的頻率畸變。
所述修正單元30使用內(nèi)插和抽選的組合來允許濾波器24的輸出達到如GSM均衡器所需的270.83ksps的采樣頻率。在修正單元30內(nèi)，濾波器24的輸出首先被內(nèi)插，以將采樣頻率增加到原來的65倍(在32)，然后降低采樣頻率到原來的1/192(在34)。該修正單元30的凈效果是把濾波器24的輸出的采樣頻率改變到原來的65/192，即改變成采樣頻率270.83ksps的濾波器輸出。該修正單元30并非用饋至通路38的信號同步。該修正單元由DSP饋入的時鐘信號來計時，最小時鐘頻率為52MHz。假設(shè)內(nèi)插器32每個時鐘周期可插入一個樣本，52MHz是允許把該濾波器800ksps的輸出加添到原來的65倍的最小時鐘頻率。
在圖1，2和3的實施例中，為產(chǎn)生采樣頻率分別為270.83和19200ksps的GSM和UMTS輸出，19.2MHz的單時鐘信號被饋至混合信號芯片。因為該19.2MHz時鐘信號用于GSM和UMTS兩種模式，不需要為每個模式提供不同的時鐘信號，結(jié)果是只需要單個產(chǎn)生19.2MHz信號的晶體振蕩器。此外，使用可重配置濾波器(FIR濾波器24)允許使用單片濾波硬件來進行UMTS和GSM所要求的不同種類型的濾波。
該混合信號芯片10將典類型地構(gòu)成如圖4所示的例如位于移動電話之內(nèi)的接收器結(jié)構(gòu)的部分。圖4僅展示了移動電話接收信號所需的主要元件。信號在天線44被接收，且在無線電段46中被處理。處理后的所收到無線電信號然后需要由數(shù)字處理段48在數(shù)字域中處理，因而由所述混合信號芯片10適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種用于準(zhǔn)備信號的設(shè)備，所述信號在無線通信設(shè)備處被接收，并由試圖復(fù)原該信號所傳遞信息的接收器對其進行處理，其特征在于，所述設(shè)備包括對在采樣頻率出現(xiàn)樣本的數(shù)字方式的信號進行濾波的濾波裝置，以及用于調(diào)整采樣頻率的修正裝置，其中所述濾波裝置能以當(dāng)接收器是第一類型時所需的第一種方式將信號濾波，也能以當(dāng)接收器是第二類型時所需的第二種方式將信號濾波，所述修正裝置被設(shè)置成在接收器是第二類型而非第一類型時對采樣頻率進行調(diào)整，所述調(diào)整包括在該信號被濾波前改變采樣頻率，以允許該濾波裝置以第二種方式進行濾波，以及在該信號已被濾波后改變采樣頻率，以提供具有第二類型接收器所需的采樣頻率的信號。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述濾波裝置包括一有可調(diào)抽頭系數(shù)的FIR濾波器，其系數(shù)可被調(diào)節(jié)以允許該濾波器以第一種方式和以第二種方式進行濾波。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，所述濾波裝置被設(shè)置成校正由修正裝置引入的誤差。
4.如權(quán)利要求1，2或3所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一類型接收器是根據(jù)3G遠程通信標(biāo)準(zhǔn)運行、并包含用于處理該信號的RAKE接收器，第二類型接收器是根據(jù)2G遠程通信標(biāo)準(zhǔn)運行、并包含用于處理該信號的均衡器。
5.一無線通信網(wǎng)絡(luò)的參與者，其特征在于，該參與者包含權(quán)利要求1到4所述的任一設(shè)備。
6.一供給無線通信網(wǎng)絡(luò)參與者的混合信號段，其特征在于，所述混合信號段包含權(quán)利要求1到4所述的任一設(shè)備。
7.一種準(zhǔn)備信號的方法，所述信號在無線通信設(shè)備處被接收，并由試圖復(fù)原該信號所傳遞信息的接收器對其進行處理，所述方法包括使用過濾裝置對采樣頻率出現(xiàn)樣本的數(shù)字方式的信號濾波，該過濾裝置當(dāng)接收器是第一類型時能以第一種方式將信號濾波，當(dāng)接收器是第二類型時能以第二種方式將信號濾波，以及當(dāng)濾波將以第二種方式、而非第一種方式進行時對該信號調(diào)整采樣頻率，其中所述的調(diào)整包括在該信號被濾波之前調(diào)整采樣頻率，以允許所述濾波裝置以第二種方式進行濾波，以及在該信號被濾波之后調(diào)整采樣頻率，以提供具有第二類型接收器所需的采樣頻率的信號。
8.一種如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述濾波裝置包括具有可調(diào)抽頭系數(shù)的FIR濾波器，其系數(shù)可被調(diào)節(jié)成允許該濾波器以第一種方式和第二種方式進行濾波。
9.一種如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述第一類型接收器是根據(jù)3G遠程通信標(biāo)準(zhǔn)運行、并包含用于處理該信號的RAKE接收器，第二類型接收器是根據(jù)2G遠程通信標(biāo)準(zhǔn)運行、并包含用于處理該信號的均衡器。
10.一種調(diào)節(jié)所接收的通信信號的方法，其特征在于，所述方法實質(zhì)上如在上文參考圖1到3所描述的方法。
11.一種調(diào)節(jié)所接收的通信信號的的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備實質(zhì)上如在上文參考圖1到3所描述的設(shè)備。
全文摘要
此混合信號芯片(10)獲取在例如移動電話收到的模擬信號，并將其轉(zhuǎn)換到數(shù)字域以便進行后續(xù)處理。通過使用采樣頻率修正及可調(diào)濾波，該混合信號芯片可處理按不同標(biāo)準(zhǔn)格式化的無線電信號。
文檔編號H04B1/40GK1720671SQ200380105148
公開日2006年1月11日 申請日期2003年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月10日
發(fā)明者M·M·魯姆塞 申請人:Ttpcom有限公司