專利名稱：將多個頻率調制(fm)信號結合到接收機中的制作方法
將多個頻率調制(FM)信號結合到接收機中
背景技術：
在無線電中，特別在諸如頻率調制(FM)無線電之類的移動無線電中，在存在多徑 衰落的情況下信號質量能夠被損害。多徑衰落是一種普遍觀察到的損害，其中多個版本的 傳送信號以不同相位、延遲和衰減等級到達接收機，從而在接收機處導致破壞性干擾。該破 壞性干擾可以消極地影響無線電輸出端的質量。解決衰落問題的現(xiàn)有技術包括所謂的天線分集技術，在其中多個天線通常兩個這 種天線被連接到相同無線電接收機，并且選擇多個天線中的一個的輸出來用于處理和解 調。存在這種分集技術的不同變化，但是所有這些技術通常包括可以以不同相位定位的多 個天線，以使得如果天線之一經歷衰落，其他天線不會受到影響。典型地，兩個天線路徑之 間的選擇基于來自各個天線的輸入信號的監(jiān)控度量。然而，這種技術是次優(yōu)選的。

發(fā)明內容
根據本發(fā)明的一個方面，一種方法包括檢測在兩個不同信號路徑中接收到的恒模 (CM)信號的信號質量度量；以及至少部分基于所檢測的第一和第二信號質量度量來組合來 自兩個信號路徑的CM信號?？梢砸赃@種方式來實現(xiàn)對衰落的改進抵制，因為所檢測的具有 較大信號質量度量的CM信號可以在組合的CM信號中具有較大的加權。本發(fā)明的又另一方面針對用于組合從不同模擬前端獲得的基帶CM信號(例如，頻 率調制(FM)信號)的裝置，該模擬前端接收FM信號并將其下轉換成FM基帶信號。該裝置 還包括檢測器，用于測量第一 FM基帶信號的信號質量度量；鑒相器，用于接收第一 FM基 帶信號和第二 FM基帶信號并且確定它們之間的相位差；以及反饋回路，用于使用相位差來 調整第二 FM基帶信號的相位。更進一步，該裝置可以具有用于至少部分基于信號質量度量 來組合基帶信號的組合器。為了組合基帶信號，多個放大器可以使它們的增益由針對FM基 帶信號而確定的加權控制，所述多個放大器的輸出可以被組合。在某些實施方式中，該裝置 可以是集成電路FM接收機以操作上述處理(包括針對第一基帶信號的無線電處理)，并且它 被耦合到另一集成電路FM接收機以接收另一 FM基帶信號。本發(fā)明的又一方面針對一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一接收機，其包括第一模擬前 端，用于接收恒模(CM)信號并且將該CM信號下轉換成第一 CM基帶信號；第一檢測器，用于 測量第一 CM基帶信號的第一信號質量度量；第二檢測器，用于測量從第二接收機接收到的 第二 CM基帶信號的第二信號質量度量；以及組合器，用于至少部分基于第一和第二信號質 量度量來組合第一和第二 CM基帶信號。該系統(tǒng)還包括第二接收機，其自身包括接收CM信 號并且將該CM信號下轉換成第二 CM基帶信號的第二模擬前端。在這種系統(tǒng)中，在每一個 都位于不同集成電路的接收機之間可以僅發(fā)生最小的通信，如可以在汽車無線電系統(tǒng)中實 施的那樣。


圖1是根據本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)的高級框圖。4
圖2是根據本發(fā)明的另一實施例的系統(tǒng)的框圖。圖3是根據本發(fā)明的一個實施例的方法的流程圖。圖4是根據本發(fā)明的實施例的多接收機系統(tǒng)的框圖。
具體實施例方式在各種實施例中，在FM無線電中可以提供多個天線路徑?？梢曰谛盘柕南鄬| 量等級來以預定方式將來自這些多路徑的信號信息組合以向解調器提供組合信號，該組合 信號具有關于多徑衰落的改進線性度。雖然本發(fā)明的范圍不限于這一點，但是一些實施方 式可以使用最大比率組合(MRC)方法來組合來自多個信號路徑的信號信息。更進一步，雖 然本文所述的實施是在FM無線電的背景下，但是可以在其他通信協(xié)議(例如其他恒模(CM) 通信)中例如經由CM信號的接收和處理來使用實施例。實施方式可以變化。然而，可以針對汽車無線電來使用某些實施方式。在這樣的 汽車系統(tǒng)中，可以提供多個天線，其中將每個天線的輸出提供給單獨且獨立的信號路徑。在 某些實施方式中，這樣的信號路徑可以存在于不同集成電路(IC)中，盡管在其他實施方式 中可以在單個IC中形成多個信號路徑，或者在單獨的IC裸片(die)上或者在單個IC裸片 上?；谂c信號相關聯(lián)的一個或多個質量度量，實施例可以以預定方式組合來自多個路徑 的信號信息以提供可以耦合到解調器電路的信號輸出，所述解調器電路可以存在于IC之 一中(在多個IC實施方式中)或單個IC的一部分中(在單個IC實施方式中)。在其他實施 方式中，解調器可以是不同集成電路的部分。現(xiàn)在參考圖1，其示出根據本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)的高級框圖。如圖1所示， 系統(tǒng)10可以是具有多個信號路徑的汽車無線電的表示。在系統(tǒng)10中，示出兩個天線，即天 線1 和15b (—般為天線15)。盡管為了方便說明示出包括兩個天線和兩個信號路徑，但 是實施例不限于這一點并且更多個天線和信號路徑可以存在于其他實施例中。例如，在一 些系統(tǒng)中，可以存在高達六個這種天線和信號路徑?，F(xiàn)在參考存在于第一集成電路(IC) 20中的第一信號路徑，所述第一集成電路 (IC) 20可以是組合AM/FM接收機，其包括模擬和數字電路，例如能夠調諧到期望信號信道 并且處理下轉換信號信息以提供音頻輸出的混合信號電路。如圖1所示，IC 20包括所耦 合的模擬射頻(RF)前端22以從天線15a接收RF信號。在各種實施例中，前端22可以包括 低噪聲放大器(LNA)、濾波器、可編程增益放大器(PGA)以及混合器(其可以將RF信號下轉 換到中頻(IF)或基帶)，還有其他這種電路?？梢允荌F信號的RF前端22的輸出耦合到模 擬到數字轉換器(ADC) M，其根據從例如鎖相環(huán)(PLL) 30并經由分頻器31接收的采樣信號 來采樣RF信息。可以響應于來自芯片外振蕩器18的輸入參考信號來驅動PLL 30。可以是 晶體振蕩器、電壓控制振蕩器(VCO)或其他這種振蕩機制的振蕩器18向PLL 30提供參考 頻率，所述PLL 30接著生成到時鐘路徑的中頻信號，該時鐘路徑生成在輸入RF信號的下轉 換中使用的混合信號。ADC 24因此提供數字化信號(IF1(nT))，如在圖1中示出的那樣其可以處于IF級。 將這些信號提供給混合器沈，其將信號下轉換到基帶?？梢詮陌≒LL 30、積分器32和指 數函數34的時鐘路徑向混合器沈提供混合信號，該指數函數因此向混合器沈提供IF信 號以使得該混合器能夠提供對應于存在于RF信號中的調制消息信息的基帶輸出。該信號可以被提供給執(zhí)行信道濾波的信道濾波器27，以因此移除感興趣的頻帶之外的噪聲和其他 非期望信息。信道濾波器27可以因此信道化信號以拒絕頻帶外信道。注意在圖1中，較粗 線指復信號，并且較細線指實數值信號。而且，注意在一些實施例中，可以數字化地例如在 數字信號處理器(DSP)內實施信號路徑在ADC M之后的所有部分。如在圖1中進一步示出的那樣，也可以存在信道均衡器觀并且該信道均衡器觀 耦合到信道濾波器27的輸出。利用這樣的信道均衡器，使用本發(fā)明的實施例，除了可以解 決平坦衰落之外，還可以解決頻率選擇性衰落。注意，為了頻率選擇性衰落，因此可以均衡 信道，例如以在組合之前取消信道的影響。如在圖1中示出的那樣，信號檢測器35可以被耦合到均衡器觀的輸出以確定與 經過濾波的信號相關聯(lián)的一個或多個信號質量度量。在各種實施例中，信號檢測器35可以 是信噪比(SNR)檢測器、所接收的信號強度檢測器(例如RSSI檢測器)或者其他這種信號質量測量。來自均衡器觀的經過濾波的信息可以被耦合到第一放大器36，下面將進一步討 論它們的細節(jié)。更進一步，為了能夠確定多個信號路徑之間的相位差，還可以通過例如抽取 器四向第二 IC 40提供該信息，所述第二 IC 40包括第二信號路徑。注意，抽取器四可以 是可選擇的并且可以在關注處理效率的實施方式中移除該抽取器四。盡管被示出為提供給第二 IC 40，但是在一些實施方式中為了降低芯片間通信以 及從其產生的任何噪聲的量，將下文關于第二 IC 40描述的相位差確定可以被替代地在第 一 IC 20中執(zhí)行。仍參考圖1，耦合第二 IC 40以從第二天線1 接收輸入RF信號。注意，包含在兩 個路徑中的FM信號是相同的(即包括相同消息內容)，但是每一個可以具有不同衰落輪廓并 且也可以處于不同相位。第二 IC 40的前端可以包括RF前端42，其被配置成與第一 IC 20 的前端相似，除了來自除法器61的采樣時鐘所采樣的ADC 44之外。注意，來自ADC 44的 IF信號輸出可以處于相對于ADC 42的IF信號輸出的相位延遲上，盡管這兩個ADC可以在 相同的采樣頻率(即第一 IF信號IF1處于相位nT，而第二 IF信號(即IF2)處于相位(nT-d)) 上操作。第二 IC 40類似地包括將IF信號下轉換到基帶的混合器46、信道濾波器48、均衡 器51、抽取器49和信號檢測器47。如上文提到的那樣，在一些實施方式中還可以存在信道 均衡器。為了能夠確定兩個信號路徑之間的相位差并且將這些信號對準成同相，第二 IC 40可以包括鑒相器50。如在圖1中示出的那樣，鑒相器50可以包括復共軛函數52以獲得輸入第二信號信息的復共軛。復共軛可以用來生成復信號的虛部的負，換句話說復數可以被轉換成3‘· Θ。乘法器M然后可以執(zhí)行第一信號和第二信號之間的復數乘法，并且 可以使用坐標旋轉數字計算機(CORDIC)函數來實施的指數運算符56提供兩個信號之間的 相位差即Clate1 - date2。假設，從第一 IC 20到乘法器M的第一輸入是S1C ,、并且來自IC 40的第二信號是S2C /θ'。在復共軛函數52中得到第二信號的復共軛以獲得S2e戰(zhàn)。然后在乘法器M中乘以復數以獲得乘積Sie,1 S2G 當使用CORDic函數獲得角度部分時，獲得相位差
權利要求
1.一種方法，包括檢測在第一信號路徑中接收到的恒模(CM)信號的第一信號質量度量；檢測在第二信號路徑中接收到的CM信號的第二信號質量度量；以及基于所檢測的第一和第二信號質量度量來組合來自第一和第二信號路徑的CM信號。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括組合第一信號路徑CM信號和第二信號路徑CM 信號以使得具有較大信號質量度量的CM信號在所組合的CM信號中具有較大加權。
3.根據權利要求2所述的方法，還包括將所組合的CM信號提供給解調器。
4.根據權利要求1所述的方法，還包括根據第一算法組合第一信號質量度量和第二 信號質量度量以獲得針對第一信號路徑CM信號的第一加權和針對第二信號路徑CM信號的 第二加權。
5.根據權利要求4所述的方法，其中第一算法是將對應于第一信號質量度量與第一 信號質量度量和第二信號質量度量的和之間的比的第一加權應用于第一信號路徑CM信 號。
6.根據權利要求1所述的方法，還包括在包括第一信號路徑的第一接收機的反饋回 路中對準第一信號路徑CM信號和第二信號路徑CM信號的相位。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述對準包括補償第二信號路徑CM信號的相位 以將第二信號路徑CM信號相位設置成基本上等于第一信號路徑CM信號的相位。
8.一種裝置，包括第一模擬前端，用于接收輸入頻率調制(FM)信號并且將輸入FM信號下轉換成第一 FM 基帶信號；第一檢測器，用于測量第一 FM基帶信號的第一信號質量度量；鑒相器，用于從第二模擬前端接收第二 FM基帶信號和第一 FM基帶信號并且確定第一 和第二 FM基帶信號之間的相位差；反饋回路，用于使用相位差來調整第二 FM基帶信號的相位；以及組合器，用于至少部分基于第一信號質量度量和與第二 FM基帶信號相關聯(lián)的第二信 號質量度量來組合第一 FM基帶信號和第二 FM基帶信號。
9.根據權利要求8所述的裝置，其中所述組合器包括第一放大器，其具有被針對第 一 FM基帶信號的第一加權控制的增益；以及第二放大器，其具有被針對第二 FM基帶信號的 第二加權控制的增益；以及組合第一和第二放大器輸出的加法器。
10.根據權利要求8所述的裝置，其中所述裝置是第一集成電路FM接收機，并且還包 括耦合到第一集成電路FM接收機的用于提供第二 FM基帶信號的第二集成電路FM接收機。
11.根據權利要求10所述的裝置，其中第一集成電路FM接收機和第二集成電路FM接 收機二者都接收輸入FM信號。
12.根據權利要求8所述的裝置，其中反饋回路包括對鑒相器的瞬時相位差輸出濾波 的回路濾波器以及接收經過濾波的相位差輸出并將第一被乘數提供給乘法器的指數發(fā)生器。
13.根據權利要求12所述的裝置，其中乘法器接收第一被乘數以及對應于第二FM基 帶信號的第二被乘數。
14.一種系統(tǒng)，包括第一接收機，其包括第一模擬前端，用于接收恒模(CM)信號并且將所述CM信號下轉 換成第一 CM基帶信號；第一檢測器，用于測量第一 CM基帶信號的第一信號質量度量；第二 檢測器，用于測量從第二接收機接收到的第二 CM基帶信號的第二信號質量度量；以及組合 器，用于至少部分基于第一信號質量度量和第二信號質量度量來組合第一 CM基帶信號和 第二 CM基帶信號；以及耦合到第一接收機的第二接收機，所述第二接收機包括接收CM信號并且將所述CM信 號下轉換成第二 CM基帶信號的第二模擬前端。
15.根據權利要求14所述的系統(tǒng)，其中第一接收機和第二接收機每一個都位于在不 同集成電路中。
16.根據權利要求15所述的系統(tǒng)，其中第一接收機被耦合到汽車的第一天線并且第 二接收機被耦合到所述汽車的第二天線。
17.根據權利要求15所述的系統(tǒng)，其中第二接收機將第二CM基帶信號提供給在第 一信號線上的第一接收機，所述第一信號線是第一接收機和第二接收機之間的唯一通信路徑。
18.根據權利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述組合器包括第一放大器，其具有被針對 第一 CM基帶信號的第一加權控制的增益；以及第二放大器，其具有被針對第二 CM基帶信號 的第二加權控制的增益；以及組合第一和第二放大器輸出的加法器。
19.根據權利要求16所述的系統(tǒng)，其中第一接收機還包括鑒相器，用于接收第一 CM基帶信號和第二 CM基帶信號并且確定第一和第二 CM基帶信 號之間的相位差，所述CM信號對應于頻率調制(FM)信號；以及 反饋回路，用于使用所述相位差調整第二 CM基帶信號的相位。
20.根據權利要求19所述的系統(tǒng)，其中鑒相器包括 復共軛操作器，用于對第二 CM基帶信號進行操作；乘法器，用于獲得第一 CM基帶信號和第二基帶信號的復共軛的乘積；以及 坐標旋轉數字計算機(CORDIC)引擎，用于根據所述乘積獲得瞬時相位差。
全文摘要
在一個實施例中，本發(fā)明提供一種方法，其用于檢測在兩個不同信號路徑中接收到的恒模(CM)信號的信號質量度量，并且用于至少部分基于所檢測的第一和第二信號質量度量來組合來自兩個信號路徑的信號。可以在諸如汽車接收機之類的無線電接收機中實施這種方法。
文檔編號H04B1/06GK102047568SQ200980119721
公開日2011年5月4日 申請日期2009年5月21日 優(yōu)先權日2008年5月30日
發(fā)明者J·埃琳斯 申請人:硅實驗室公司