專利名稱：移頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于無線通信系統(tǒng)的移頻器，尤其涉及一種極有用于設(shè)計(jì)做為具 有不同中心頻率的各種通訊系統(tǒng)的數(shù)字通訊系統(tǒng)的任意移頻器。
背景技術(shù)：
目前市面上有各種無線標(biāo)準(zhǔn)和通訊系統(tǒng)，例如移動電話、無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN) 系統(tǒng)以及藍(lán)芽裝置。實(shí)際上，訊號是被向上轉(zhuǎn)換為較高射頻(RF)且被傳輸。這是設(shè)計(jì)者的 選擇以將該RF訊號直接向下轉(zhuǎn)換到基頻、或是先通過中頻(IF)接著采用數(shù)位移相器以將 該訊號向下轉(zhuǎn)換到基頻。隨著市場成長，將不同系統(tǒng)整合到單一裝置為莫大的利益。一個 解決方案是每個通訊系統(tǒng)具有一組前端模擬或數(shù)字裝置，而其他較佳解決方案是僅設(shè)計(jì)一 個可運(yùn)作于不同RF或IF頻率的前端模擬或數(shù)字裝置以適用于不同通訊系統(tǒng)。本發(fā)明對于 能夠執(zhí)行任意頻移的數(shù)位移相器的設(shè)計(jì)，提供通用的理論。


圖1顯示習(xí)用技術(shù)的移頻器的一般實(shí)施。習(xí)知的移頻器100主要包含正或負(fù)的移 頻控制器110、相位累加器120、正弦和余弦函數(shù)計(jì)算器130以及移相器140。一般的移頻 器100是用來變換在頻域中原始訊號的任意頻率。該正或負(fù)的移頻控制器110是讓1位控 制器PN可以控制指示器&和S1的正負(fù)號(S1和&的值只可以是1或-1)。當(dāng)PN = 0時， 1-2XPN = S1S2 = 1，即 S1, S2 可同為 1 或-1，當(dāng) PN = 1 時，1-2XPN = S1S2 = -1，S1 與 & 必須不同號，即S1為1時，&必須為-1 ；而若S1為-1時，&必須為1。該相位累加器120 在每個取樣時間接收一個與符號指示器S1相乘后的相位增量Φ，用于計(jì)算與輸出一個相位 累積θ η至該正弦和余弦函數(shù)計(jì)算器130。接收了該相位累積θ 的該正弦和余弦函數(shù)計(jì) 算器130是用于提供正弦和余弦值至該移相器140。該移相器140從該正弦和余弦函數(shù)計(jì) 算器130接收該余弦值和與符號指示器&相乘過的正弦值，此時符號指示器&是用來決定 頻移的正負(fù)號，移相器140將輸入的復(fù)數(shù)訊號In+j(in，做等于或_ ·Δ的頻移，產(chǎn)生 復(fù)數(shù)訊號又+ jl。
其程序描述如下
權(quán)利要求
1. 一種移頻器，其用于任意無線通信系統(tǒng)中，將原始訊號作任意頻率偏移，其特征在 于，其包含一正或負(fù)的移頻控制器，用于提供控制符號指示器S1和&的1位控制器PN ； 一正數(shù)或倒數(shù)計(jì)算器，接收每一取樣時間的相位增量和符號指示器S1,且該符號指示 器S1用于輸出一整數(shù)參考時間指數(shù)I其在t = n時會等于對應(yīng)于該輸入訊號的所需相移 到任意頻移的累積相位增量θ η的追蹤，其中f,為正數(shù)；一余弦函數(shù)LUT T1和一正弦函數(shù)LUT T2,接收該參考時間指數(shù)只，用在提供正弦和余 弦值；以及一移相器，從該正弦和余弦函數(shù)LUTs中接收正弦和該余弦值和接收該符號指示器S2, 用在輸出具有該輸入訊號的頻移In+jl的一復(fù)雜訊號I + 其中該移相器的輸入和輸出的數(shù)學(xué)關(guān)系描述如下 X=InXri 閑]-QnX1S2XT2^] I=QnXT1[幻+ In X4S2 χT2間。
2.如申請專利范圍第1項(xiàng)所述的移頻器，其特征在于，其中該1位控制器PN和符號指 示器S1和&的關(guān)系定義如下1-2 X PN = S2XS1 ；若想要的頻移是正數(shù)，即+f.，則PN = O且(S1, S2) = (1,1)或(-1,-1)； 以及若想要的頻移是負(fù)數(shù)，即UJPN= 1且(S1, S2) = (1,-1)或(-1,1) ο
3.如申請專利范圍第1項(xiàng)所述的移頻器，其特征在于，其中該移頻器的采樣率代表正 If.數(shù)fs且其比例+為有理數(shù)并定義在如下的數(shù)學(xué)方程式其中N =
4.如申請專利范圍第1項(xiàng)所述的移頻器，其特征在于，其中該參考時間指數(shù)H是以模 2M運(yùn)算而取得，其相等于符合所需頻移的該累積相移θ n的模I π運(yùn)算。
5.如申請專利范圍第1項(xiàng)所述的移頻器，其特征在于，其中該參考時間指數(shù)5是描述 如下
6.如申請專利范圍第1項(xiàng)所述的移頻器，其特征在于，其中該正弦和余弦函數(shù)LUT為Tx[m\ - cosΚπ MJ.r2[w] = sinm-Κπ M,0 彡 m 彡 2M-1其中K和M為定義在申請專利范圍第3項(xiàng)的整數(shù)，且該正弦和余弦函數(shù)LUT的大小為 每一個2M且因此總計(jì)為4M。
7. —種移頻器，其在任意無線通信以用于偏移原始訊號的任意頻率，其特征在于，其包含一正或負(fù)的頻移控制器，用來提供控制符號指示器S1和&的1位控制器PN ； 一正數(shù)或倒數(shù)計(jì)算器，接收每一取樣時間的相位增量和該符號指示器S1，該符號指示 器S1于輸出一整數(shù)參考時間指數(shù)只，其在t = η時會等于對應(yīng)于該輸入訊號的所需相移到 任意頻移的累積相位增量θ η的追蹤，其中f,為正數(shù)；一正弦和余弦指數(shù)和符號計(jì)算器，接收該參考時間指數(shù)Ti，用在計(jì)算正弦函數(shù)的指數(shù) ns、余弦函數(shù)的指數(shù)η。、正弦函數(shù)的符號以及余弦函數(shù)的符號S。。s ；一正弦函數(shù)LUT T3，接收該指數(shù)~和11。，用在從該LUT中輸出相應(yīng)值T3[ns]，T3[n。]；以及一移相器，從該正弦和余弦函數(shù)LUT中接收該正弦和余弦值和接收該符號指示器&，用 在輸出具有該輸入訊號的頻移In+jl之一復(fù)雜訊號I + 其中該移相器的輸入和輸出的數(shù)學(xué)關(guān)系描述如下=I XScos Xr3[nc]-QnX^2X Ssin XT,[ns]Qη丨 η X ^cosχ r3|>J+ In χ S2 χχηS
8.如申請專利范圍第7項(xiàng)所述的移頻器，其特征在于，其中該1位控制器PN和符號指 示器S1和&的關(guān)系定義如下1-2 X PN = S2XS1 ；若想要的頻移是正數(shù)，即+f Δ，則PN = O和& = S1 = 1或& = S1 = -1 ； 如果想要的頻移是負(fù)數(shù)，即_^，則PN = 1和& = -S1 = 1或& = -S1 = -1。
9.如申請專利范圍第7項(xiàng)所述的移頻器，其特征在于，其中該移頻器的采樣率代表正 If.數(shù)fs且其比率+為有理數(shù)并定義在如下的數(shù)學(xué)方程式fsλ'λ 2 y /F N(2R χ Μ)+ KRxMRxM= 2Ν + ·KRxM其中N =F2RM,O彡K < 2RM，M乒0，R = 1或2，F(xiàn)，Μ，N，K且~位非負(fù)整數(shù)；以及η在此情況中，記號be」是等于或小于正值χ的最大整數(shù)。
10.如申請專利范圍第7項(xiàng)所述的移頻器，其特征在于，其中該參考時間指數(shù)H是以模 2XRXM運(yùn)算而取得，其相等于符合所需頻移的該累積相移θ n的模2 π運(yùn)算。
11.如申請專利范圍第7項(xiàng)所述的移頻器，其特征在于，其中該參考時間指數(shù)5是描 述如下
12.如申請專利范圍第7項(xiàng)所述的移頻器，其特征在于，其中該正弦和余弦指數(shù)和符號 計(jì)算器的輸入和輸出的數(shù)學(xué)關(guān)系描述如下
13.如申請專利范圍第7項(xiàng)所述的移頻器，其特征在于，其中該正弦函數(shù)LUT被定義如下
14.如申請專利范圍第7項(xiàng)所述的移頻器，其特征在于，其中該正弦函數(shù)LUT的兩個值 T3[n。]和1^[113]可以從具有兩個新的整數(shù)指數(shù)的小尺寸LUT T7來近似，其源自LUTs T3和 T7的大小，而表示新的LUT最接近的指數(shù)T7,其具有較原有者最接近的LUT值。其中T3和 T7的數(shù)學(xué)關(guān)系被定義如下
15.如申請專利范圍第7項(xiàng)所述的移頻器，其特征在于，其中該正弦函數(shù)LUT的兩個值 T3 [nj和T3[ns]可以從來自申請專利范圍第14項(xiàng)的T7的兩個最接近LUT值的線形內(nèi)插來近似如下
16.一種移頻器，其在任意無線通信以用于偏移原始訊號的任意頻率，其特征在于，其 包含一正或負(fù)的頻移控制器，用來提供控制一符號指示器S1的1位控制器PN ；一正數(shù)或倒數(shù)計(jì)算器，接收每一取樣時間的相位增量和該符號指示器S1，用在輸出一 整數(shù)參考時間指數(shù)H，其在t = η時會等于對應(yīng)于該輸?shù)挠嵦柕乃柘嘁频饺我忸l移±f Δ 的累積相位增量θ η的追蹤，其中為正數(shù)；一相位映射區(qū)塊，接收該輸入復(fù)雜訊號In+jl，用在輸出一參數(shù)α n以指出輸入復(fù)雜訊 號的相位；一正弦和余弦指數(shù)和符號計(jì)算器，接收修改后的參考時間指數(shù)€,用在計(jì)算正弦函數(shù) 的指數(shù)ns、余弦函數(shù)的指數(shù)η。、正弦函數(shù)的符號以及余弦函數(shù)的符號S。。s ；一正弦函數(shù)LUT T4,接收該指數(shù)ns和η。以及S。。s和，用在從該LUT中輸出相應(yīng)值 T4 [nJ和T4 [η。]且計(jì)算具有輸入訊號的頻移In+j(in的一復(fù)雜訊號I +其中修改后的參考時間指數(shù)g是從參考時間指數(shù)R計(jì)算出，設(shè)計(jì)參數(shù)R，M和αη;以及 移相器的輸出描述如下1H =SCOST4K] Qn =SsinT4K] 0
17.如申請專利范圍第16項(xiàng)的移頻器，其特征在于，其中該復(fù)雜輸入訊號In+j(in是在t =η時的1對1位數(shù)字訊號，即In或&為O或1 ；其中O或1代表固定的正或負(fù)的任意，即O或1可以代表正或負(fù)的固定數(shù)，即+A或-Α， 其中A是固定的任意正數(shù)。
18.如申請專利范圍第16項(xiàng)的移頻器，其特征在于，其中該相位映射區(qū)塊接收該復(fù)雜 訊號1 +州 且輸出根據(jù)以下方程序的參數(shù)αη:fo;若/ =+式 ρ =+」 l；^ In=-AQn=+A 2;若Jfj= -A,Qfl=-A 3;^In=+A,Qn=-A其中數(shù)字A是申請專利范圍第17項(xiàng)的任意正數(shù)。
19.如申請專利范圍第16項(xiàng)的移頻器，其特征在于，其中該1位控制器PN和該符號指 示器S1的關(guān)系定義如下1-2 X PN = S1 ；如果想要的頻移為正數(shù)，即，則PN = O和S1 = 1 ；以及如果想要的頻移為負(fù)數(shù)，即_^，則PN = 1和S1 = -1。
20.如申請專利范圍第16項(xiàng)的移頻器，其特征在于，其中該移頻器的采樣率為一正實(shí) 數(shù)并以fs表示，且比率f為一有理數(shù)且定義在如下的數(shù)學(xué)方程式
21.如申請專利范圍第16項(xiàng)的移頻器，其特征在于，其中該參考時間指數(shù)好是以模 2XRXM運(yùn)算取得，其等于累積相移&的模2 π運(yùn)作而符合所需頻移。
22.如申請專利范圍第16項(xiàng)的移頻器，其特征在于，其中該參考時間指數(shù)^描述如下
23.如申請專利范圍第16項(xiàng)的移頻器，其特征在于，其中該修改后的參考時間指數(shù)云 計(jì)算如下
24.如申請專利范圍第16項(xiàng)的移頻器，其特征在于，其中該正弦和余弦指數(shù)和符號計(jì) 算器的輸入和輸出的數(shù)學(xué)關(guān)系描述如下
25.如申請專利范圍第16項(xiàng)的移頻器，其特征在于，其中該正弦函數(shù)LUT定義如下
26.如申請專利范圍第16項(xiàng)的移頻器，其特征在于，其中，正弦和余弦LUT的兩個值 T4[n。]和1\[113]可以從具有兩個新的整數(shù)指數(shù)的小尺寸LUT 1~8來近似，其源自LUTs T4和 T8,的大小，而表示新的LUT最接近的指數(shù)，其具有較原有者最接近的LUT值。其中T4和T8 的數(shù)學(xué)關(guān)系被定義如下Τ4[η]^Τ8[ ],其中新的指數(shù)h為
27.如申請專利范圍第16項(xiàng)的移頻器，其特征在于，其中該正弦和余弦函數(shù)LUT的兩個 itT4[nc]和T4[ns]可以從來自申請專利范圍第沈項(xiàng)的LUT，T8的兩個值的線形內(nèi)插來近似 如下
28.如申請專利范圍第16項(xiàng)的移頻器，其特征在于，其中該LUT T8可以用另一 LUT替 換如下
全文摘要
本發(fā)明公開了一種移頻器，其包含一正或負(fù)的移頻控制器，用于提供控制符號指示器S1和S2的1位控制器PN；一正數(shù)或倒數(shù)計(jì)算器，接收每一取樣時間的相位增量和符號指示器S1，且該符號指示器S1用于輸出一整數(shù)參考時間指數(shù)，其在t＝n時會等于對應(yīng)于該輸入訊號的所需相移到任意頻移±fΔ的累積相位增量θn的追蹤，其中fΔ為正數(shù)；一余弦函數(shù)LUT T1和一正弦函數(shù)LUT T2，接收該參考時間指數(shù)，用在提供正弦和余弦值；以及一移相器，從該正弦和余弦函數(shù)LUTs中接收正弦和該余弦值和接收該符號指示器S2，用在輸出具有該輸入訊號的頻移In+jQn的一復(fù)雜訊號其中該移相器的輸入和輸出的數(shù)學(xué)關(guān)系描述如下本發(fā)明可程序化、數(shù)字實(shí)施以用于通信系統(tǒng)中將原始訊號作任意頻率偏移，可使用于各種需要移頻器的場合。
文檔編號H04B1/707GK102035775SQ20101014550
公開日2011年4月27日 申請日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者陳政宏 申請人:創(chuàng)杰科技股份有限公司