專利名稱：提高零中頻射頻信號接收系統(tǒng)性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種射頻信號接收系統(tǒng)，特別關(guān)于一種可以克服信號直流損 傷以及提高零中頻射頻信號接收系統(tǒng)性能的方法。
背景技術(shù)：
因為零中頻直接變換接收機具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低的優(yōu)點，目前的數(shù)字衛(wèi)星接收機調(diào)諧器(高頻端部分)都采用零中頻直接變換(Zero IF Direct Conversion)接收機結(jié)構(gòu)來取代二次變頻的超外差結(jié)構(gòu)。但是零中頻直接變 換接收機會引入直流偏移，基帶1/Q輸出幅度、相位不平衡以及偶次諧波的 問題。而基帶I/Q輸出幅度與相位的不平衡會引入影像干擾(image interference),降低接收信號的質(zhì)量。而為解決直流偏移的問題，在調(diào)諧器中會增加直流消除電路(高通濾波 器)將直流部分消除，但是這樣也會將零頻附近的基帶信號消除，對有用的 信號能量造成損傷，降低信號的信噪比。圖1為一現(xiàn)有的射頻信號接收系統(tǒng) 的方塊示意圖。調(diào)諧器11包括一本地振蕩器16、第一低通濾波器13、第二 低通濾波器14以及直流消除電路15。調(diào)諧器11在接收到射頻信號后，會利 用本地振蕩器16將射頻信號將其中心頻率降至頻率0的位置，接著在通過第 一低通濾波器13與第二低通濾波器14將噪聲過濾后，在傳送到直流消除電 路15以消除直流偏移并產(chǎn)生同相調(diào)變信號Rx—I以及正交調(diào)變信號Rx—Q。解 調(diào)器12則根據(jù)同相調(diào)變信號Rx—I以及正交調(diào)變信號Rx—Q產(chǎn)生數(shù)據(jù)串流 (transport stream )。為更清楚說明現(xiàn)有的解調(diào)器ll所造成的直流損傷(DC offset),請參考 圖2。圖2為圖1的射頻信號接收系統(tǒng)的信號示意圖。信號SI為射頻信號的 示意圖，其中射頻信號分為兩個部分，主要的數(shù)據(jù)儲存在中心頻率為950MHz的頻帶，其余數(shù)據(jù)則儲存在中心頻率為120謹Hz的頻帶。當射頻信號經(jīng)過本 地振蕩器16降頻后，其信號示意圖如信號S2所示。接著，由第一低通濾波 器13將信號S2的高頻部分過濾掉之后，得到信號S3。再傳送至直流消除電 路15以消除直流偏移，其產(chǎn)生信號Rx—I。如信號S4所示，在頻率O附近的 部分頻語會有數(shù)據(jù)被過濾掉，造成直流損傷。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的為提供一種可以克服零中頻信號直流損傷以及提高射頻信 號接收系統(tǒng)性能的方法。本發(fā)明提供一種射頻信號接收系統(tǒng)，用以接收具有一第一頻率的一射頻 信號，包括一調(diào)諧器以及一基帶接收機。調(diào)諧器中具有一本地振蕩器，用以 將射頻信號轉(zhuǎn)換為具有一第二頻率的一第二信號，并輸出一同相調(diào)變信號以 及一正交調(diào)變信號；基帶接收機，接收并將同相調(diào)變信號以及正交調(diào)變信號 轉(zhuǎn)換為一數(shù)字信號，再通過一頻率偏移校正電路，用以將數(shù)字信號的頻率調(diào) 整為第一頻率。本發(fā)明還提供一種射頻信號接收系統(tǒng)，用以接收具有一第一頻率的一射 頻信號，包括一本地振蕩器、 一第一低通濾波器、 一第二低通濾波器、 一直 流消除電路以及一解調(diào)器。本地振蕩器，用以將射頻信號轉(zhuǎn)換為具有一第二 頻率的一第二信號；第一低通濾波器與第二低通濾波器用以接收并對第二信 號進行〗氐通濾波；直流消除電路，接收并消除第一低通濾波器與第二低通濾 波器的輸出信號的直流成分，用以輸出一同相調(diào)變信號以及一正交調(diào)變信號； 解調(diào)器，接收同相調(diào)變信號與正交調(diào)變信號并轉(zhuǎn)換為一第三信號，并將第三 信號的中心頻率變頻至頻率零。綜上所述，本發(fā)明的提高零中頻射頻信號接收系統(tǒng)性能的方法不用像傳 統(tǒng)的方法那樣把射頻信號直接變換到基帶，而是故意把它變換到零頻附近的 某一頻率，再通過一頻率偏移校正電路，把這個人為的頻偏糾正過來，再進 行隨后的信號處理，通過這樣的方法來提高射頻信號接收器的接收性能。


圖1為一現(xiàn)有的射頻信號接收系統(tǒng)的方塊示意圖；圖2為圖1的射頻信號接收系統(tǒng)的信號示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的射頻信號接收系統(tǒng)的一實施例的方塊示意圖；圖4為圖3的射頻信號接收系統(tǒng)的信號示意圖。主要元件符號說明12:解調(diào)器 14:第二低通濾波器 16:本地振蕩器 32:解調(diào)器302:第二低通濾波器 304:直流消除電路 306:頻率偏移校正電路 308:濾波器組 310:解碼單元ll:調(diào)諧器 13:第一低通濾波器 15:直流消除電路 31:調(diào)諧器301:第一低通濾波器 303:本地振蕩器 305:模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元 307:振蕩器309:時鐘恢復(fù)/載波恢復(fù)單元具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施例進行詳細說明。圖3為根據(jù)本發(fā)明的射頻信號接收系統(tǒng)的一實施例的方塊示意圖。解調(diào) 器31用以接收具有一第一頻率的一射頻信號，并輸出一同相調(diào)變信號以及一 正交調(diào)變信號，其中射頻信號的頻率范圍可為50MHz到2. lGHz之間。解調(diào)器 32接收并將同相調(diào)變信號以及正交調(diào)變信號轉(zhuǎn)換為一數(shù)據(jù)串流信號。解調(diào)器 31包括一本地振蕩器303、 一第一低通濾波器301、 一第二低通濾波器302以 及一直流消除電路304。本地振蕩器303用以將射頻信號轉(zhuǎn)換為具有一第二頻 率X的一第二信號。第一低通濾波器301與第二低通濾波器302用以接收并 對第二信號進行低通濾波。直流消除電路304，接收并消除第一低通濾波器 301與第二低通濾波器302的輸出信號的直流成分，用以輸出同相調(diào)變信號Rx —I以及正交調(diào)變信號Rx_Q。在本實施例中，第一低通濾波器301與第二低 通濾波器302具有一帶寬Bw，數(shù)據(jù)串流信號的的信號符號率為Rs,而第二頻 率X可由下列公式求得Bw = 2 *2 + X在本實施例中，還可將調(diào)諧器31的頻率漂移A考慮進去，因此第二頻率 X可進一步由下列公式求得Bw = 2 *2 + X + △解調(diào)器32中包括一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元305 、 一頻率偏移校正電路 (derotator) 306， 一振蕩器307、 一濾波器組308、 一時鐘恢復(fù)/載波恢復(fù) 單元309以及一解碼單元n0。 ^^莫擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元305用以接收同相調(diào)變信號 Rx—I與正交調(diào)變信號Rx—Q,并輸出一數(shù)字信號。頻率偏移校正電路306根據(jù) 振蕩器307的頻率，將數(shù)字信號的頻率調(diào)整為第一頻率。濾波器組308，耦接 頻率偏移校正電路306，用以過濾噪聲。時鐘恢復(fù)/載波恢復(fù)單元309，耦接 濾波器組308，其中時鐘恢復(fù)/載波恢復(fù)單元309包括一時鐘恢復(fù)單元以及一 載波恢復(fù)單元(圖上未繪出)。時鐘恢復(fù)單元根據(jù)時鐘誤差，通過反饋環(huán)路以 及插值濾波器來取得最佳的采樣點數(shù)值，使得射頻信號接收系統(tǒng)工作在信噪 比的最佳點。載波恢復(fù)單元通過反饋環(huán)路來消除星座圖的殘留頻差。解碼單 元310,接收并解碼時鐘恢復(fù)/載波恢復(fù)單元309的輸出信號，以輸出一數(shù)據(jù) 串流信號。解碼單元310的一較佳實施例為一維特比解碼器(VUerM decoder )。為更清楚說明本發(fā)明可避免直流損傷，請參考圖4。圖4為圖3的射頻信 號接收系統(tǒng)的信號示意圖。信號S1為射頻信號的示意圖，其中射頻信號分為 兩個部分，主要的數(shù)據(jù)儲存在中心頻率為95謹Hz的頻帶，其余數(shù)據(jù)則儲存在 中心頻率為1200MHz的頻帶。當射頻信號經(jīng)過本地振蕩器303降頻至一第二 頻率X后，其信號示意圖如信號S2所示。接著，由第一低通濾波器301將信號S2的高頻部分過濾掉之后，此時的數(shù)據(jù)儲存在中心頻率為X MHz的頻帶， 如信號S3所示。接著再將信號傳送至直流消除電路15以消除直流偏移。當 解調(diào)器32接收到調(diào)諧器傳送的同相調(diào)變信號Rx_I與正交調(diào)變信號Rx_Q時， 利用頻率偏移校正電路306與振蕩器307將數(shù)字信號的頻率調(diào)整為第一頻率， 如信號S4所示。如此一來，便可消除現(xiàn)有的射頻信號接收系統(tǒng)所造成的直流 損傷的問題。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何 熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與潤飾， 因此本發(fā)明的保護范圍當視申請專利權(quán)利要求范圍所界定者為準。
權(quán)利要求
1. 一種射頻信號接收系統(tǒng)，用以接收具有一第一頻率的一射頻信號，其特征在于，所述射頻信號接收系統(tǒng)包括一本地振蕩器，用以將所述射頻信號轉(zhuǎn)換為具有一第二頻率的一第二信號；一第一低通濾波器，接收并對所述第二信號進行低通濾波；一第二低通濾波器，接收并對所述第二信號進行低通濾波；一直流消除電路，接收并消除所述第一低通濾波器與所述第二低通濾波器的輸出信號的直流成分，用以輸出一同相調(diào)變信號以及一正交調(diào)變信號；一解調(diào)器，接收所述同相調(diào)變信號與所述正交調(diào)變信號并轉(zhuǎn)換為一第三信號，并將所述第三信號的中心頻率變頻至頻率零。
2. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻信號接收系統(tǒng)，其特征在于，所述解調(diào)器 包括一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元，接收所述同相調(diào)變信號與所述正交調(diào)變信號，并 輸出一數(shù)字信號；一頻率偏移校正電路，用以將所述數(shù)字信號的頻率調(diào)整為所述第一頻率； 一濾波器組，耦接所述頻率偏移校正電路；一時鐘恢復(fù)/載波恢復(fù)單元，耦接所述濾波器組；以及一解碼單元，接收并解碼所述時鐘恢復(fù)/載波恢復(fù)單元的輸出信號，以輸出一數(shù)據(jù)流。
3. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻信號接收系統(tǒng)，其特征在于，其中所述第 二頻率可由下列公式求得Bw = 7*2 + X,其中Bw為所述第一低通濾波器與所述第二低通濾波器的一帶寬，Rs為所述數(shù)據(jù)流的一信號符號率，X為所述第二頻率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻信號接收系統(tǒng)，其特征在于，所述第一頻率的范圍為50 MHz到2. 1 GHz。
5. —種射頻信號接收系統(tǒng)，用以接收具有一第一頻率的一射頻信號，其 特征在于，所述射頻信號接收系統(tǒng)包括一調(diào)諧器，具有一本地振蕩器，用以將所述射頻信號轉(zhuǎn)換為具有一第二 頻率的一第二信號，并輸出一同相調(diào)變信號以及一正交調(diào)變信號；以及一基帶接收機，接收并將所述同相調(diào)變信號以及所述正交調(diào)變信號轉(zhuǎn)換 為一數(shù)字信號，再通過一頻率偏移校正電路，用以將所述數(shù)字信號的頻率調(diào) 整為所述第一頻率。
6. 才艮據(jù)權(quán)利要求5所述的射頻信號接收系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)諧器 還包括一第一低通濾波器，接收并對所述第二信號進行低通濾波；一第二低通濾波器，接收并對所迷第二信號進行低通濾波；以及一直流消除電路，接收并消除所述第 一低通濾波器與所述第二低通濾波器的輸出信號的直流成分，用以輸出所述同相調(diào)變信號以及所述正交調(diào)變信號。
7. 才艮據(jù)權(quán)利要求5所述的射頻信號接收系統(tǒng)，其特征在于，所述基帶接 收機還包括一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元，接收所述同相調(diào)變信號與所述正交調(diào)變信號，并輸出一數(shù)字信號；一濾波器組，耦接所述頻率偏移校正電路，用以過濾噪聲；一時鐘恢復(fù)/載波恢復(fù)單元，耦接所述濾波器組；以及一解碼單元，接收并解碼所述時鐘恢復(fù)/載波恢復(fù)單元的輸出信號，以輸出一數(shù)據(jù)流。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的射頻信號接收系統(tǒng)，其特征在于，所述第二頻 率可由下列公式求得 生Bw = i*2 + X，其中Bw為所述第一低通濾波器與所述第二低通濾波器 的一帶寬，Rs為所述數(shù)據(jù)流的一信號符號率，X為所述第二頻率。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的射頻信號接收系統(tǒng)，其特征在于，所述第二頻 率可由下列公式求得，Bw = i*2 + X + △,其中Bw為所述第一低通濾波器與所述第二低通濾 波器的一帶寬，Rs為所述數(shù)據(jù)流的一信號符號率，X為所述第二頻率，A為 所述調(diào)諧器的修正頻偏。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的射頻信號接收系統(tǒng)，其特征在于，所述第一頻 率的范圍為50 MHz到2. 1 GHz。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可提高零中頻射頻信號接收系統(tǒng)性能的方法。射頻信號接收系統(tǒng)用以接收具有一第一頻率的一射頻信號，包括一調(diào)諧器以及一基帶接收機；調(diào)諧器中具有一本地振蕩器，用以將該射頻信號轉(zhuǎn)換并輸出一同相調(diào)變信號以及一正交調(diào)變信號的基帶信號。通過本發(fā)明，不用像傳統(tǒng)的方法那樣把射頻信號直接變換到基帶，而是故意把它變換到零頻附近的某一頻率，再通過一頻率偏移校正電路，把這個人為的頻偏糾正過來，再進行隨后的信號處理，通過這樣的方法來提高射頻信號接收器的接收性能。
文檔編號H04B7/185GK101227221SQ20071000421
公開日2008年7月23日 申請日期2007年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月18日
發(fā)明者李建新 申請人:揚智科技股份有限公司