分布式無線電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種分布式無線電系統(tǒng)包括第一接收機(1)和第二接收機(2)，每個接收機包括：調(diào)諧器(11，21)，適于接收無線電信號并發(fā)送調(diào)諧后的無線電信號；第一基帶單元(12，22)，與所述調(diào)諧器(11，21)相耦接，適于接收調(diào)諧后的無線電信號并對調(diào)諧后的無線電信號進行部分解調(diào)，所述第一基帶單元(12，22)還適于發(fā)送部分解調(diào)后的信號；第二基帶單元(14，24)。所述分布式無線電系統(tǒng)還包括數(shù)字通信信道(3)，適于接收部分解調(diào)后的信號，并向所述第二基帶單元(14，24)重新分配部分解調(diào)后的信號。
【專利說明】分布式無線電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種分布式無線電系統(tǒng)和一種操作無線電系統(tǒng)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]本申請中，術(shù)語“移動”的含義是安裝在例如汽車、飛機等交通工具上的設(shè)備。
[0003]例如接收機、發(fā)射機等移動設(shè)備越來越多地用于汽車、航空電子設(shè)備，S卩，實時改變位置的物體。通常使用無線通信來實現(xiàn)通信。在這些環(huán)境中使用的每個通信設(shè)備具有物理層。無線通信設(shè)備的物理層(PHY)通常包括天線、收發(fā)機和基帶處理單元。天線和收發(fā)機之間的連接通常使用線纜，該線纜應針對由天線捕獲的信號或由天線必須發(fā)送的信號具有良好傳輸特性(例如，小電抗、小阻抗)。通常在射頻(RF)調(diào)制這些信號，使得有可能通過空氣進行傳播。線纜特性必須使得受調(diào)制的信號幾乎不經(jīng)歷任何失真和衰減，例如，同軸線纜。由于衰減隨線纜長度而變化，線纜長度應保持為最小值。此外，由于成本原因，有動機將對具有嚴苛傳輸特性的較長線纜的使用降為最低。
[0004]在一些情況下，不能輕易地避免長線纜。例如，車輛中的通信設(shè)備經(jīng)受以下挑戰(zhàn):將天線置于有利于接收/發(fā)送條件的位置上(例如，車頂上)，將收發(fā)機和基帶處理單元置于頭單元處或行李箱中。將更多的天線用于接收/發(fā)送(Rx/Tx)分集和多輸入多輸出(MIMO)以改善通信特性(例如，魯棒性能、吞吐量)的趨勢增加了對很長線纜的需要。
[0005]此外，希望具有一種可擴縮的(scalable)解決方案，使得能夠容易地利用傳遞大量服務的更多通信設(shè)備來擴展傳遞服務的多天線通信設(shè)備，而無需大量高成本的線纜。
[0006]當收發(fā)機位于靠近天線處時，可以避免RF線纜。當基帶處理單元位于靠近天線處時，昂貴的RF線纜并非是必須的。
[0007]盡管是可能的，然而這種方法嚴重地限制了多天線解決方案的潛在分集增益。圖1示出了將可擴縮性與天線分集相結(jié)合的解決方案。在該解決方案中，組合了 DVB-T解調(diào)器的若干基帶信號，以便實現(xiàn)分集增益。該系統(tǒng)包括三個接收機100、105和110，每個接收機與相應的天線103、108、113相連以接收RF信號。每個接收機包括相應的調(diào)諧器101、106、111和相應的基帶(即，DVB-T)解調(diào)器102、107、112，以便對從相應的調(diào)諧器接收到的信號進行解調(diào)。該解決方案的不足在于=DVB-T解調(diào)器必須彼此靠近地位于一處，因此，在天線和調(diào)諧器之間無法避免使用很長的高成本線纜。
[0008]圖2示出了備選解決方案。圖2描述了在串行接口上使用的信號的結(jié)構(gòu)，所述串行接口用于在多個調(diào)諧器芯片和基帶芯片之間的通信。
[0009]該信號包括報頭,所述報頭包括白化種子(whitening seed) W和同步比特Y。報頭后面是有效載荷，有效載荷包括IQ信號和狀態(tài)比特。然而，圖2的系統(tǒng)共享相同的振蕩器，這在分布式架構(gòu)中是不可能的，所述分布式架構(gòu)涉及多個組件之間的長距離。在多個調(diào)諧器IC之間共享的信息包括轉(zhuǎn)發(fā)的時鐘信號。系統(tǒng)根據(jù)所發(fā)送信號中包括的白化數(shù)據(jù)信號提供時鐘恢復。
[0010]通過通信信道來實現(xiàn)該解決方案的自動增益控制(AGC)回路的一部分。這可能是不必要的限制，因為AGC回路可以實現(xiàn)為靠近天線但是也靠近通信信道。
[0011]圖2示出了用于在調(diào)諧器和基帶處理之間交換數(shù)據(jù)的幀的結(jié)構(gòu)，該特定結(jié)構(gòu)還可以用于其它配置中。
[0012]調(diào)諧器mat典型地包括用于適配于天線的輸入電路，天線接收特定頻率范圍內(nèi)的輸入RF射頻信號并具有特定調(diào)制，例如，頻率調(diào)制(FM)、幅度調(diào)制(AM)、正交頻分復用(OFDM)等。調(diào)諧器還包括:放大器，用于放大輸入的RF信號和傳遞放大后的RF信號。調(diào)諧器還包括:本地振蕩器(LO)，產(chǎn)生提供給混頻器的頻率f。的信號?；祛l器還接收頻率為fEF的放大后的RF信號，傳遞頻率為= fEF-f0的中頻(IF)信號。如果fEF = f。，則得到的信號處于基帶，將接收機稱作零IF接收機。混頻器可以是有源的或無源的。對于正交調(diào)制的輸入信號(例如，OFDM輸入信號)而言，混頻器包括兩個混頻部分:一個針對同相分量(I)，另一個針對正交分量(Q)。通常，提供從混頻器到放大器的反饋，以便獨立于輸入頻率將放大器的整體增益保持在所需水平。通常將這種反饋定義為自動增益控制(AGC)。通常由控制器來控制反饋，控制器在適合的時間事件處(例如，在分組的前導碼期間或保護間隔期間)調(diào)整反饋。可以將來自控制器的控制數(shù)據(jù)(通常是數(shù)字數(shù)據(jù))發(fā)送給無線電中的下一級。無線電還可以具有接收信號強度指示(RSSI)，RSSI是對接收到的RF信號強度的指示。RSSI信號還可用作數(shù)字信號，因此，可以將RSSI信號容易地發(fā)送給其它級。假定提供了并串轉(zhuǎn)換器，則可以將AGC和RSSI容易地嵌入任意串行傳輸?shù)男畔⒅小?br> [0013]模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)將IF信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。通過時鐘信號(Ck)控制ADC獲取過程和輸出產(chǎn)生。ADC可以是Nyquist (例如，閃速轉(zhuǎn)換器、連續(xù)逼近(SAR)轉(zhuǎn)換器)或Σ -Δ (SD)轉(zhuǎn)換器，但不限于此。例如，在閃速AD轉(zhuǎn)換器的情況下，數(shù)字信號可以呈現(xiàn)為并行數(shù)字字。在這種情況下，將串化器(即，并串轉(zhuǎn)換器)與將并行數(shù)字字轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字字的轉(zhuǎn)換器的輸出相連。備選地，ADC可以直接提供串行輸出。
[0014]認為基帶系統(tǒng)接收數(shù)字IF并根據(jù)信號的調(diào)制類型對其進行解調(diào)。這種解調(diào)應用特定算法，所述特定算法可以以硬件、軟件或其組合來實現(xiàn)?？梢酝耆庹{(diào)(即，在基帶系統(tǒng)輸出處獲得解調(diào)后的有用信號)或部分解調(diào)(即，在第一子系統(tǒng)內(nèi)執(zhí)行解調(diào)的一部分，在不同子系統(tǒng)中執(zhí)行解調(diào)的其它部分，其中所述不同子系統(tǒng)不必與第一子系統(tǒng)位于相同芯片或模塊上)。
[0015]在無線通信中，認為分集增益是由于某種分集方案而引起的信噪比的提升，或是當引入分集方案時在沒有性能損失的情況下可以降低的傳輸功率的程度。分集增益通常表示為分貝，有時表示為功率比。
[0016]貫穿本發(fā)明，在不同附圖中所用的相同附圖標記表示相同設(shè)備或特征。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明的目的在于提供一種分布式無線電系統(tǒng)，可以保持分集的優(yōu)點，并可以降低與較長的或昂貴的通信線纜相關(guān)的成本。
[0018]在分布式無線電系統(tǒng)中實現(xiàn)了這一目標，所述分布式無線電系統(tǒng)包括第一接收機和第二接收機，每個接收機包括:
[0019]調(diào)諧器，適于接收無線電信號并發(fā)送調(diào)諧后的無線電信號；
[0020]第一基帶單元，與所述調(diào)諧器相耦接，適于接收調(diào)諧后的無線電信號，對調(diào)諧后的無線電信號進行部分解調(diào)，所述第一基帶單元還適于發(fā)送部分解調(diào)后的信號；
[0021]第二基帶單元；
[0022]所述分布式無線電系統(tǒng)還包括數(shù)字通信信道，適于接收部分解調(diào)后的信號，向所述第二基帶單元重新分配部分解調(diào)后的信號。
[0023]由于數(shù)字通信信道通常使用更便宜的線纜，例如，以太網(wǎng)線纜、串行鏈路線纜、或在數(shù)字無線通信的情況下甚至沒有線纜，所提出的解決方案解決較長的并且昂貴的同軸線纜的問題。數(shù)字通信信道向每個基帶單元發(fā)送用于控制調(diào)諧器的增益的控制信號，并發(fā)送用于數(shù)據(jù)選擇的控制信號。
[0024]優(yōu)選地，串行發(fā)送部分解調(diào)后的信號。在這種情況下，當將串行發(fā)送所述信號所需的線纜的數(shù)目減少為兩個(單個線纜和地線)時，對成本的進一步降低是有可能的。
[0025]在實施例中，將調(diào)諧后的無線電信號輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器向第一基帶單元串行發(fā)送數(shù)字信號，以便對所述數(shù)字信號進行部分解調(diào)。在這種方式下，模數(shù)轉(zhuǎn)換器保留分集增益所需的所有信號信息。
[0026]優(yōu)選地，串行發(fā)送的信號是嵌入時鐘信號的無時鐘(clockless)數(shù)字信號，所述時鐘信號與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的時鐘具有固定關(guān)系。無時鐘數(shù)字信號是不具有針對時鐘信號的單獨通信連接的信號。在現(xiàn)有的接收機中，數(shù)字信號可以依賴于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的時鐘頻率和相位，其中在每個接收機內(nèi)本地產(chǎn)生所述時鐘。然而，如果串行信號包括單獨時鐘線，則依賴于串行通信信道覆蓋的距離，數(shù)字信號和時鐘信號之間的相移使得難以將其重新同步。為了避免這個缺陷，可以產(chǎn)生無時鐘串行數(shù)字信號，即，嵌入模數(shù)轉(zhuǎn)換器的時鐘信號的串行數(shù)字信號或嵌入與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的時鐘具有固定關(guān)系的時鐘信號的串行數(shù)字信號。這些信號保持數(shù)據(jù)信號和時鐘信號之間的相位關(guān)系，而無論通信鏈路有多長。此外，通過便宜的傳輸線纜或甚至通過無線方式容易地發(fā)送所述信號。在接收機端，恢復時鐘信息，因此，轉(zhuǎn)換器的時鐘信號變?yōu)槭强捎玫摹＿@樣，可以將多種無線電的數(shù)字發(fā)送信號帶入公共時鐘域表示，并且可以使用例如影響數(shù)字信號的互相關(guān)操作，恢復時間相位關(guān)系。
[0027]在另一實施例中，每個接收機包括布置在模數(shù)轉(zhuǎn)換器和對應的第一基帶單元之間的輸入/輸出系統(tǒng)，所述輸入/輸出系統(tǒng)適于:
[0028]從第一接收機的第一基帶單元向數(shù)字通信信道發(fā)送部分解調(diào)后的信號；
[0029]通過數(shù)字通信信道接收由第二接收機產(chǎn)生的部分解調(diào)后的信號；以及
[0030]向第一接收機的第二基帶單元發(fā)送接收到的第二接收機的部分解調(diào)后的信號，以便完全解調(diào)。
[0031 ] 分布式無線電系統(tǒng)可以適于根據(jù)相同或不同通信標準接收信號。這意味著接收機可以是或可以不是相同類型，例如，它們是相同類型的，希望在系統(tǒng)中保持分集性。然而，可以使接收機適配于不同無線電標準，例如，廣播FM無線電、RDS、W1-F1、不同種類的數(shù)字視頻廣播等。
[0032]在另一實施例中，每個接收機還包括第二調(diào)諧器，第一調(diào)諧器與第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器相耦接，第二調(diào)諧器與第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器相耦接。在該實施例中，第一和第二調(diào)諧器可以是相同的或是不同的，即，適于接收相同類型的輸入信號或不同類型的輸入信號。
[0033]在另一實施例中，第一接收機的輸入/輸出系統(tǒng)適于通過第一接收機所包括的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收串行發(fā)送的信號，通過數(shù)字通信信道向第二接收機的輸入/輸出系統(tǒng)發(fā)送串行接收到的信號，第二接收機的第二基帶單元對由兩個第二調(diào)諧器接收到的信號進行解調(diào)。
[0034]在再一示例實施例中，第二接收機的輸入/輸出系統(tǒng)適于通過第二接收機的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收串行發(fā)送的信號，通過數(shù)字通信信道向第一接收機的輸入/輸出系統(tǒng)發(fā)送串行接收到的信號，第一接收機的基帶單元對由兩個第一調(diào)諧器接收到的信號進行解調(diào)。
[0035]這樣，對在位于任意接收機中的任意調(diào)諧器的輸入處接收到的信號進行部分解調(diào)，將其串行發(fā)送到不同接收機，在不同接收機的基帶單元中進行最終解調(diào)。因此，可以根據(jù)僅在保持分集性的專用基帶單元中的特定標準對信號進行解調(diào)。由于將所述方法適于解調(diào)多種類型的無線電信號，可以在復雜的接收系統(tǒng)中執(zhí)行所述方法。
[0036]在實施例中，每個接收機包括:對應的數(shù)字前端，耦接在各模數(shù)轉(zhuǎn)換器之一和對應的輸入/輸出系統(tǒng)之間，用于校正在接收和轉(zhuǎn)換由第一或第二接收機接收到的信號期間發(fā)生的錯誤。數(shù)字前端可以是無源數(shù)字前端。在該方法中，將校正模擬前端缺陷的校正電路(即，調(diào)諧器)本地地直接置于ADC之后。該電路可以包括用于校正I/Q失配、DC偏移、載波頻率偏移和符號時間偏移的電路。在基帶單元中大概估計用于控制校正電路的數(shù)據(jù)值，然后通過數(shù)字通信信道傳送所述數(shù)據(jù)值。同樣可以經(jīng)由數(shù)字通信信道進行對調(diào)諧器的編程，例如，載波頻率和調(diào)諧器增益。由于ADC可以是過采樣的，可以抽取信號的十分之一以便降低數(shù)字通信信道上的數(shù)據(jù)速率。
[0037]此外，數(shù)字前端可以是有源數(shù)字前端。對于一些應用而言，有必要具有較短的延遲控制回路，尤其對于基于分組的通信而言，重要的是快速獲取接收到的信號。在這種情況下，可能有必要使一個或多個校正值的估計靠近應用所述校正值的位置。當校正值的校正和估計都是在靠近天線處本地執(zhí)行的時，將這種方法稱作“ADC和有源數(shù)字前端”。此外，調(diào)諧器增益控制算法可以位于本地。
[0038]在實施例中，每個接收機包括控制單元，適于控制調(diào)諧器的參數(shù)和第一基帶單元的操作，所述控制單元產(chǎn)生控制參數(shù)，接收機還包括復用單元，用于合并由第一基帶產(chǎn)生的部分解調(diào)后的信號，所述信號表示輸入信號的部分解調(diào)，所述復用單元還從控制單元接收控制參數(shù)，所述復用單元適于產(chǎn)生串行信號，表示所復用的部分解調(diào)后的信號和由控制單元產(chǎn)生的控制參數(shù)。
[0039]優(yōu)選地，所述復用單元包括復用器，與串化器相耦接。
[0040]所述分布式無線電系統(tǒng)包括芯片組，在單獨的芯片中實現(xiàn)每個接收機。
[0041]在實施例中，將無線電系統(tǒng)安裝在例如車輛的交通工具上。
[0042]在實施例中，提出了一種用于操作分布式無線電系統(tǒng)的方法，所述方法包括以下步驟:
[0043]在對應的調(diào)諧器中接收第一和第二無線電信號，產(chǎn)生調(diào)諧后的無線電信號；
[0044]向?qū)牡谝换鶐卧l(fā)送所述調(diào)諧后的無線電信號；
[0045]在第一基帶單元中對所述調(diào)諧后的信號進行部分解調(diào)，產(chǎn)生部分解調(diào)后的信號；
[0046]向數(shù)字通信信道發(fā)送所述部分解調(diào)后的信號；
[0047]向第二基帶單元重新分配所述部分解調(diào)后的信號。
[0048]所述方法還包括以下步驟:
[0049]模數(shù)轉(zhuǎn)換所述對應的解調(diào)后的無線電信號；
[0050]串行發(fā)送由模數(shù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的數(shù)字信號。
[0051]由獨立權(quán)利要求限定了本發(fā)明。從屬權(quán)利要求限定了有利實施例。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0052]根據(jù)對附圖的示例描述，將清楚以上和其他優(yōu)點，附圖中:
[0053]圖1描述了現(xiàn)有技術(shù)的分布式無線電；
[0054]圖2描述了串行發(fā)送的框架；
[0055]圖3描述了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的分布式無線電系統(tǒng)；
[0056]圖4描述了根據(jù)本發(fā)明另一方面的分布式無線電系統(tǒng)的更通用的結(jié)構(gòu)；
[0057]圖5描述了根據(jù)實施例的分布式無線電系統(tǒng)的更詳細結(jié)構(gòu)；
[0058]圖6描述了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的分布式無線電系統(tǒng)的接收機；
[0059]圖7描述了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的分布式無線電系統(tǒng)所包括的調(diào)諧器；以及
[0060]圖8描述了根據(jù)本發(fā)明的另一方面的分布式接收機所包括的基帶單元。

【具體實施方式】
[0061]圖3描述了根據(jù)本發(fā)明實施例的分布式無線電系統(tǒng)。所述分布式無線電系統(tǒng)包括第一接收機I和第二接收機2，每個接收機包括:調(diào)諧器11、21，適于接收無線電信號并發(fā)送調(diào)諧后的無線電信號；第一基帶單元12、22，與所述調(diào)諧器11，21相耦接，適于接收調(diào)諧后的無線電信號，對調(diào)諧后的無線電信號進行部分解調(diào)，所述第一基帶單元12、22還適于發(fā)送部分解調(diào)后的信號。接收機1、2還包括第二基帶單元14、24。分布式無線電系統(tǒng)還包括數(shù)字通信信道3，適于接收部分解調(diào)后的信號，向所述第二基帶單元14、24重新分配部分解調(diào)后的信號。這樣，可以在第二接收機2中對第一接收機I中獲得的部分解調(diào)后的信號進行完全解調(diào)。第一接收機1、第二接收機2和數(shù)字通信信道3可以實現(xiàn)在不同芯片上。通常，調(diào)諧器位于它們各自的天線附近，而數(shù)字通信信道3位于遠程位置。
[0062]在分布式無線電系統(tǒng)中，可以將各調(diào)諧后的無線電信號輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器向第一基帶單元12、22發(fā)送數(shù)字信號，以便對所述數(shù)字信號進行部分解調(diào)。優(yōu)選地，串行發(fā)送的信號是無時鐘數(shù)字信號，即，它們是不明確地具有單獨時鐘線的數(shù)字信號。無時鐘數(shù)字信號可以在較長距離上發(fā)送，保持時鐘和數(shù)據(jù)之間的相位關(guān)系。然而，例如，為了能夠一致地合并所述兩個信號，兩個信號的時鐘信息應是通過嵌入式時鐘信號可用的。例如，不歸零(NRZ)信號是這種信號，在數(shù)字無時鐘通信中經(jīng)常使用該信號。芯片之間的串聯(lián)可以是便宜的線纜，如果無線發(fā)送串行的信號，則線纜是不必要的。每個接收機1、2包括布置在模數(shù)轉(zhuǎn)換器和各第一基帶單元12、22之間的輸入/輸出系統(tǒng)13、23。輸入/輸出系統(tǒng)13、23適于:
[0063]從第一接收機I的第一基帶單元13向數(shù)字通信信道3發(fā)送部分解調(diào)后的信號；
[0064]通過數(shù)字通信信道3接收由第二接收機2產(chǎn)生的部分解調(diào)后的信號；以及
[0065]向第一接收機的第二基帶單元14發(fā)送接收到的第二接收機2的部分解調(diào)后的信號，以便完全解調(diào)。
[0066]盡管由接收機11、21接收的信號可以是相同種類的，S卩，使用相同類型的調(diào)制和相同頻率范圍，然而它們可能是非常不同的。如果信號是相同類型的并且還可以與不同信號進行適當工作，則該分布式系統(tǒng)提供用于保持分集性的所有必須裝置。
[0067]圖4描述了根據(jù)本發(fā)明實施例的分布式無線電系統(tǒng)。
[0068]在圖4所示的分布式無線電系統(tǒng)中，每個接收機1、2還包括第二調(diào)諧器15、25，其中第一調(diào)諧器11、21與第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器相耦接，將第二調(diào)諧器15、25與第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器相耦接。在該實施例中，認為在特定接收機芯片上存在兩個單獨的調(diào)諧器，每個調(diào)諧器有可能適于根據(jù)不同無線電標準接收不同無線電信號。備選地，接收機可以根據(jù)相同標準接收無線電信號。
[0069]第一接收機I的輸入/輸出系統(tǒng)13適于通過第一接收機I所包括的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收串行發(fā)送的信號，經(jīng)由數(shù)字通信信道3將所述串行接收到的信號發(fā)送到第二接收機2的輸入/輸出系統(tǒng)23，第二無線電2的第二基帶單元24對兩個第二調(diào)諧器15、25接收到的信號進行解調(diào)。
[0070]備選地，第二接收機2的輸入/輸出系統(tǒng)23適于通過第二接收機2的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收串行發(fā)送的信號，通過數(shù)字通信信道3向第一接收機I的輸入/輸出系統(tǒng)13發(fā)送串行接收到的信號，第一接收機I的第二基帶單元14對由兩個第一調(diào)諧器11、21接收到的信號進行解調(diào)。
[0071]以上解決方案也可以同時工作，意味著，例如可以將其布置為在第一接收機I中對由第一調(diào)諧器11、21接收到的信號進行完全解調(diào)，在第二接收機2中對由調(diào)諧器15、25接收到的信號進行完全解調(diào)，反之亦然。這樣，對在位于任意接收機中的任意調(diào)諧器的輸入處接收到的信號進行部分解調(diào)，將其串行發(fā)送到不同接收機，在不同接收機的基帶單元中進行最終解調(diào)。這樣，可以僅在專用基帶單元中對根據(jù)特定標準的信號進行解調(diào)，保持分集性。由于將所述方法適于對大范圍無線電信號進行解調(diào)，可以將所述方法應用于復雜接收系統(tǒng)中。
[0072]圖5描述了分布式系統(tǒng)的更詳細的實施例。
[0073]圖5示出的分布式無線電系統(tǒng)與圖4所示系統(tǒng)包括相同元件。每個接收機1、2還包括各數(shù)字前端17、27，耦接在各模數(shù)轉(zhuǎn)換器之一和各輸入/輸出系統(tǒng)13、23之間。數(shù)字前端17、27適于校正在接收和轉(zhuǎn)換由第一或第二接收機1、2接收到的信號期間發(fā)生的錯誤。
[0074]數(shù)字前端17、27可以是無源數(shù)字前端。在該方法中，將適于校正模擬前端的校正電路(即，調(diào)諧器)本地地直接置于ADC之后。該電路可以包括用于校正I/Q失配、DC偏移、載波頻率偏移和符號時間偏移的電路。在第一基帶單元中大概估計用于控制校正電路的數(shù)據(jù)值，然后通過數(shù)字通信信道傳送所述數(shù)據(jù)值。同樣可以經(jīng)由數(shù)字通信信道進行對調(diào)諧器的編程，例如，載波頻率和調(diào)諧器增益。由于ADC可以是過采樣的，可以抽取信號的十分之一以便降低數(shù)字通信信道上的數(shù)據(jù)速率。
[0075]此外，數(shù)字前端17，27可以是有源數(shù)字前端。對于一些應用而言，有必要具有較短的延遲控制回路，尤其對于基于分組的通信而言，重要的是快速獲取接收到的信號。在這種情況下，可能有必要使一個或多個校正值的估計靠近應用所述校正值的位置。當校正值的校正和估計都是在靠近天線處本地執(zhí)行的時，將這種方法稱作“ADC和有源數(shù)字前端”。此夕卜，調(diào)諧器增益控制算法可以位于本地。
[0076]還可以看出，即使將系統(tǒng)所有的調(diào)諧器適于接收相同類型的信號，接收機仍可以具有不同結(jié)構(gòu)。
[0077]圖6描述了分布式無線電系統(tǒng)的另一實施例。
[0078]在圖6所示的分布式無線電系統(tǒng)中，每個接收機包括控制單元305、405，適于控制調(diào)諧器的參數(shù)和對第一基帶的操作，所述接收機還包括復用單元303、403，用于合并由基帶組塊302、402產(chǎn)生的部分解調(diào)后的信號采樣，所述信號表示輸入信號的部分解調(diào)。所述復用單元303、403還從控制單元305、405接收控制參數(shù)，所述復用單元303、403適于產(chǎn)生無時鐘串行數(shù)字信號，表示與控制單元產(chǎn)生的控制參數(shù)進行復用的部分解調(diào)后的信號。復用單元包括與串化器304、404相耦接的復用器303、403。復用器303、403將部分解調(diào)后的信號和控制參數(shù)合并，串化器304、404創(chuàng)建純數(shù)字信號流或接著經(jīng)由數(shù)字通信信道發(fā)送的多個幀的流。在接收側(cè)，在數(shù)字接口電路501、504中接收由串化器304、404發(fā)送的信號，并在復用器電路502、505中對所述信號進行復用。合并由復用器電路502、505產(chǎn)生的信號，并在模塊503中進行同步。第二基帶單元506提供對所述信號的完全解調(diào)。
[0079]圖7描述了接收機的更詳細的實施例。
[0080]在圖7所示分布式無線電系統(tǒng)中，每個接收機包括控制單元305，適于控制調(diào)諧器的參數(shù)和對第一基帶的操作，所述接收機還包括復用單元304，用于合并由基帶組塊303產(chǎn)生的部分解調(diào)后的信號采樣，所述信號指示輸入信號的部分解調(diào)。復用單元304還從控制單元305接收參數(shù)Meta-Data,所述復用單元304適于產(chǎn)生無時鐘串行信號,表示與控制單元產(chǎn)生的控制參數(shù)進行復用的部分解調(diào)后的信號。
[0081]圖8描述了分布式接收機的更詳細的實施例。
[0082]在圖8中，描述了圖7所述無線電系統(tǒng)的接收部分。所述接收部分包括時鐘恢復電路601、602，與劃分器(slicer) 603、604相耦接，用于恢復在圖7所示的傳輸部分中使用的時鐘信號。接著在解串化器605、606中對所述數(shù)據(jù)進行解串行，其中由恢復時鐘信號fI控制所述解串化器605、606。解串化器605、606發(fā)送恢復后的采樣和元數(shù)據(jù)，例如，調(diào)諧器增益、輸入信號的強度(RSSI)。在電路組塊607中對采樣信號進行重復采樣，接著將得到的信號通過時間對準電路609、610，用于將其在時域?qū)省Ｗ罱K，在第二基帶單元612中合并對準后的信號并進行解調(diào)，用于獲得有用信號。
[0083]根據(jù)接收機系統(tǒng)要達到的標準，可以存在對物理層算法的不同優(yōu)選分割，因此可以進行針對分布式系統(tǒng)的不同選擇。
[0084]因此，可以如以下段落所述對接收機系統(tǒng)的前述部分(partit1n)中的任意部分進行組合。
[0085]對于AM無線電而言:當本地進行自動增益控制(AGC)(是元數(shù)據(jù)信號)時，需要將所應用的調(diào)諧器增益?zhèn)魉椭林醒氪渭壔鶐幚?，以便對兩個或更多無線電進行最優(yōu)組合。
[0086]對于FM無線電而言:由于FM閾值效應，優(yōu)選組合方法是相位分集，即，等增益組合。信號應在時間和相位上對準，因此，必須已知并補償所應用的調(diào)諧器增益。優(yōu)選地，AGC控制可以更靠近天線。利用所應用的增益來標記(tag)經(jīng)過增益補償?shù)臄?shù)字采樣。在組合單元處，應使用等增益組合來組合兩個或更多個流，所應用的調(diào)諧器增益用于此目的。此夕卜，在時間上組合兩個或更多個流，并這些流的相位應對準。因此，應使用互相關(guān)技術(shù)將所述流帶入公共時鐘域。應補償接收路徑延遲的差別。
[0087]對于使用OFDM (DAB、HD Rad1、DVB-T, ISDB-T)的數(shù)字無線電/TV而言:可以進行若干劃分，導致在要交換的數(shù)據(jù)速率和靠近天線的處理量之間的折中。劃分物理層的優(yōu)選位置是在子信道均衡之后。然而，對于軟件解映射而言，需要每個子信道的信道狀態(tài)信息，因此也應交換所述每個子信道的信道狀態(tài)信息?；贠FDM符號進行數(shù)據(jù)交換，元數(shù)據(jù)包括OFDM符號編號，以便組合對應的OFDM符號。
[0088]對于使用單載波調(diào)制的數(shù)字無線電/TV而言:當系統(tǒng)應當相對多個路徑而魯棒時，需要信道均衡。當使用判定引導的均衡時，對均衡器更新算法而言，組合信號的判定更可靠并且優(yōu)選。將均衡器置于靠近天線處需要向均衡器單元傳送在組合器之后做出的判定。當在中心基帶處理單元處針對各個無線電進行均衡時，不需要反饋判定。
[0089]對于IEEE802.11a, g, n, p&ac (WiFi, ITS)無線電而言:這些標準使用OFDM調(diào)制，所以關(guān)注接收機分割，同樣適于使用OFDM的數(shù)字無線電/TV。IEEE802.1lp不同在于其用于高移動性的信道中，使得基于前導碼的信道估計不足，可以使用判定引導的方法。另一差別在于IEEE802.11是半雙工通信標準，使得接收之后還應解決在多個天線(ΜΜ0和Tx分集)上的傳輸。所述標準需要從相同參考得到符號時鐘和載波頻率。此外，若干天線的傳輸應是時間對準的(可以將數(shù)字通信信道上的測距用于估計基帶和收發(fā)機之間的延遲)。
[0090]對于工作在60GHz頻率范圍內(nèi)并具有若干天線和組合器的雷達系統(tǒng)而言:在沒有處于同一位置的天線的情況下，本地振蕩器(LO)的分布可能是挑戰(zhàn)。當使用頻率調(diào)制的連續(xù)波(FMCW)時，使用用于發(fā)送的調(diào)制LO來進行接收/解調(diào)。分布式架構(gòu)上的相位對準LO分布可能是困難的。
[0091]如果信號是數(shù)字信號，例如，DAB、HD-rad1、中國多媒體移動廣播(CMMB)、地面集成服務數(shù)字廣播(ISDB-T)、DVB-T, W1-Fi IEEE802.1la等，該信號包括已知導頻形式的信息，所述信息可以用于尋找適合時間和頻率以及幀同步。接著組合單元能夠適當?shù)亟M合ADC的多個輸出?？梢酝ㄟ^剛好在ADC之后實現(xiàn)基帶處理的一部分，來實現(xiàn)數(shù)字信道上數(shù)據(jù)速率的降低。通常可以本地地運行將RF驅(qū)動到基帶模塊的所有功能。此外，可以本地運行數(shù)字數(shù)據(jù)的時間和頻率同步，信道估計以及導頻提取。此外，可以本地運行數(shù)據(jù)均衡，但是這然后可能需要通過數(shù)字通信信道傳輸不同的數(shù)據(jù)集。那么數(shù)據(jù)應包括信道狀態(tài)信息和時間戳。
[0092]應注意，本發(fā)明的保護范圍不限于這里所述的實施例。本發(fā)明的保護范圍同樣不受到權(quán)利要求中的附圖標記的限制。詞語“包括”并不排除除了權(quán)利要求中所述的元件之外的其它元件。在元件前面的詞語“一種”也不排除多個這種元件。構(gòu)成本發(fā)明一部分的裝置可以以專用硬件的形式或以編程用途處理器的形式來實現(xiàn)。本發(fā)明在于每個新特征或特征的組合。
【權(quán)利要求】
1.一種分布式無線電系統(tǒng)，包括第一接收機(I)和第二接收機(2)，每個接收機包括: 調(diào)諧器(11，21)，適于接收無線電信號并發(fā)送調(diào)諧后的無線電信號； 第一基帶單元(12，22)，與所述調(diào)諧器(11，21)相耦接，并適于接收調(diào)諧后的無線電信號和對調(diào)諧后的無線電信號進行部分解調(diào)，所述第一基帶單元(12，22)還適于發(fā)送部分解調(diào)后的信號； 第二基帶單元(14，24)； 所述分布式無線電系統(tǒng)還包括數(shù)字通信信道(3)，適于接收部分解調(diào)后的信號，并向所述第二基帶單元(14，24)重新分配部分解調(diào)后的信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式無線電系統(tǒng)，其中所述部分解調(diào)后的信號適于被串行傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分布式無線電系統(tǒng)，其中將各調(diào)諧后的無線電信號輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器適于向第一基帶單元(12，22)發(fā)送數(shù)字信號，以便對所述數(shù)字信號進行部分解調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的分布式無線電系統(tǒng)，其中所述數(shù)字發(fā)送的信號是嵌入時鐘信號的無時鐘數(shù)字信號，所述時鐘信號與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的時鐘具有固定關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分布式無線電系統(tǒng)，其中所述第一接收機(I)和第二接收機(2)包括: 輸入/輸出系統(tǒng)(13，23)，布置在模數(shù)轉(zhuǎn)換器和對應的第一基帶單元(12，22)之間，所述輸入/輸出系統(tǒng)(13, 23)適于: 從第一接收機(I)的第一基帶單元(12)向數(shù)字通信信道(3)發(fā)送部分解調(diào)后的信號；通過數(shù)字通信信道接收由第二接收機(2)產(chǎn)生的部分解調(diào)后的信號；以及向第一接收機的第二基帶單元(14)發(fā)送接收到的第二接收機(2)的部分解調(diào)后的信號，以便完全解調(diào)。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的分布式無線電系統(tǒng)，其中所述接收機(1，2)適于根據(jù)相應地相同通信標準或相應地不同通信標準接收信號。
7.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的分布式無線電系統(tǒng)，其中每個接收機(1，2)還包括: 第二調(diào)諧器(15，25)，第一調(diào)諧器(11，21)與第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器相耦接，第二調(diào)諧器(15，25)與第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器(16，26)相耦接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分布式無線電系統(tǒng),其中所述第一接收機(I)的輸入/輸出系統(tǒng)(13)適于通過第一接收機(I)所包括的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器(16)接收串行發(fā)送的信號，并通過數(shù)字通信信道(3)向第二接收機(2)的輸入/輸出系統(tǒng)(23)發(fā)送串行接收到的信號，第二接收機(2)的第二基帶單元(24)對由兩個第二調(diào)諧器(15，25)接收到的信號進行解調(diào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或8所述的分布式無線電系統(tǒng)，其中所述第二接收機(2)的輸入/輸出系統(tǒng)(23)適于通過第二接收機(2)的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收串行發(fā)送的信號，并通過數(shù)字通信信道(3)向第一接收機(I)的輸入/輸出系統(tǒng)(13)發(fā)送串行接收到的信號，第一接收機(I)的第二基帶單元(14)對由兩個第一調(diào)諧器(11，21)接收到的信號進行解調(diào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5到9中任一項所述的分布式無線電系統(tǒng)，其中每個接收機(1，2)包括: 數(shù)字前端(17，27)，耦接在各模數(shù)轉(zhuǎn)換器之一和輸入/輸出系統(tǒng)(13，23)之間，用于校正在接收無線電信號和轉(zhuǎn)換由第一或第二接收機(1，2)接收到的調(diào)諧后的無線電信號期間發(fā)生的錯誤。
11.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的分布式無線電系統(tǒng)，其中每個接收機包括 控制單元(305，405)，適于控制調(diào)諧器(301，401)的參數(shù)和第一基帶單元(302，402)的操作，所述控制單元產(chǎn)生控制參數(shù)，所述接收機還包括 復用單元(303，403)，用于合并由第一基帶(302，402)產(chǎn)生的部分解調(diào)后的信號，所述信號表示輸入信號的部分解調(diào)，所述復用單元(303，403)還從控制單元(305，405)接收控制參數(shù)，所述復用單元(303，403)適于產(chǎn)生串行信號，所述串行信號表示所復用的部分解調(diào)后的信號和由控制單元(305，405)產(chǎn)生的控制參數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的分布式無線電系統(tǒng)，其中所述復用單元(303，403)包括與串化器(304，404)相耦接的復用器。
13.一種分布式無線電系統(tǒng)，其中在單獨芯片中實現(xiàn)每個接收機。
14.一種交通工具，包括根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的分布式無線電系統(tǒng)。
15.一種用于操作根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式無線電系統(tǒng)的方法，包括以下步驟: 在對應的調(diào)諧器(11，21)中接收第一和第二無線電信號，產(chǎn)生調(diào)諧后的無線電信號； 向?qū)牡谝换鶐卧?12，22)發(fā)送所述調(diào)諧后的無線電信號； 在第一基帶(12，22)單元中對所述調(diào)諧后的信號進行部分解調(diào)，并產(chǎn)生部分解調(diào)后的信號; 向數(shù)字通信信道(3)發(fā)送所述部分解調(diào)后的信號； 向第二基帶單元重新分配所述部分解調(diào)后的信號。
【文檔編號】H04L25/03GK104283827SQ201410305866
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月1日
【發(fā)明者】阿里·吉爾特·科內(nèi)利斯·科佩拉爾, 阿萊西奧·菲利皮, 阿蒂爾·塔德烏什·伯查德, 李虹, 安德魯·特里 申請人:恩智浦有限公司