用于软件定义无线电中的联合均衡和噪声整形的方法和设备技术

一种用于动态地修改三角积分调制器的滤波器特性以便在三角信号调制器中执行信号的信号均衡的方法和设备。该系统用于设计成适于各种全球无线电标准的宽带宽无线电系统，并且更具体地，涉及一种蜂窝无线电架构，其采用单个循环器、可编程带通采样射频(RF)前端和优化的数字基带的组合，该优化的数字基带能够支持所有当前的蜂窝无线接入协议频段。

【技术实现步骤摘要】
用于软件定义无线电中的联合均衡和噪声整形的方法和设备
本申请总体上涉及设计成适于各种全球无线电标准的宽带宽无线电系统，并且更具体地，涉及一种蜂窝无线电架构，其采用单个循环器、可编程带通采样射频(RF)前端和优化的数字基带的组合，该优化的数字基带能够支持所有当前的蜂窝无线接入协议频段。该系统和方法结合数据转换器，其可通过将信道均化器结合至积分三角数据转换器中来同时对传入信号进行均衡和噪声整形。
技术介绍
传统的蜂窝电话采用在硬件中通过将多个不同的无线电前端和基带处理芯片集成至一个平台(诸如，支持全球移动通信系统、通用分组无线电业务(GPRS)等的三频或四频用户手机)中支持的不同模式和操作频带。已知的蜂窝接收机集成了某些天线和基带数据路径，但是用于大规模移动和车载无线电部署的现有最新技术仍然保留多静态信道化方法。这样的静态架构在很大程度上取决于窄带滤波器、双工器和标准的具体下变频至中频(IF)级。这种静态、信道化方法的主要缺点在于其改变操作标准和模式缺乏灵活性。随着蜂窝通信行业已经从2G、3G、4G及4G以上演进，每种新的波形和模式均需要对接收机的RF前端进行重新设计，以及扩展基带芯片集能力，因此需要新的手机。对于汽车应用而言，支持新兴用途的这种不灵活性对于最终用户是非常昂贵的且是非常麻烦的。从汽车制造商的观点来看，提供可靠的汽车无线接入是具有挑战性的，因为蜂窝连接方法和架构在全球各地不同。另外，标准和技术不断变化，并且通常具有比车辆的平均使用寿命快几倍的演进周期。更具体地，用于车载无线电的当前RF前端架构设计成用于具体的频段。需要在无线电平台上安装以正确频率调谐的专用硬件以用于无线电期望操作的特定频段。因此，如果蜂窝提供商改变其特定频段，那么前一个频带被调谐的特定车辆(可能具有15年至20年的寿命)可能无法以新频带有效地操作。因此，这要求汽车制造商维持无数的无线电平台、部件和供应商来支持每个部署的标准，并且随着蜂窝景观的变化，提供可升级的路径，这是一个昂贵而复杂的建议。已知的软件定义无线电架构通常集中在无缝基带操作上以支持多个波形并且已经假定类似的下变频至基带规范。类似地，对于发射机侧，用于不同频段的并联功率放大器链通常用于支持不同的波形标准。因此，接收机前端架构通常是简单直接采样或具有适度性能规范的一级混频方法。具体地，没有先前的应用需要具有相关IP3因子和功率处理需求的大于110dB的动态范围，这正是因为这种性能需求尚未通过互补金属氧化物半导体(CMOS)模拟技术来实现。目前尚不清楚如何使用CMOS装置的现有架构来实现这些度量，因此，多位模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)的动态范围、灵敏度和多模式交错基本上更加困难。三角积分调制器在数字接收机中变得更加普及，因为除提供宽带的高动态范围操作外，调制器还具有许多可调谐参数，使得它们成为可重新配置系统的良好候选者。具体地，三角积分调制器包括用于对传入RF信号进行噪声整形的软件可调谐滤波器。将希望利用三角积分调制器的软件可编程本质来进一步降低系统数字信号处理器的处理负载。
技术实现思路
本公开描述了一种用于配置三角信号调制器的方法，该方法包括：接收第一RF信号；响应于第一RF信号而配置三角积分调制器；响应于三角积分调制器的配置而确定第一滤波器参数；接收第二RF信号；响应于第一滤波器参数而配置三角积分调制器；以及处理第二RF信号。本公开的另一个方面描述了一种设备，该设备包括：天线，其用于接收第一RF信号和第二RF信号；存储器，其用于存储滤波器参数；三角信号调制器，其用于响应于滤波器参数而对第一RF信号和第二RF信号进行滤波；以及处理器，其用于响应于第一RF信号而调谐三角积分调制器、用于响应于三角信号调制器响应于第一RF信号的调谐而确定滤波器参数，以及用于响应于滤波器参数而配置三角信号调制器以处理第二RF信号。本公开的另一个方面描述了一种用于均衡RF接收机的方法，该方法包括：接收具有已知频率响应的导频信号；配置三角积分调制器以接收导频信号；响应于三角积分调制器的配置而生成滤波器参数以接收导频信号；接收RF信号；确定RF信号特性；响应于RF信号特性而使用滤波器参数来配置三角积分调制器；以及处理RF信号。从结合附图取得的以下描述和所附权利要求中，本专利技术的附加特征将变得显而易见。附图说明图1示出了已知的多模式、多频带蜂窝通信手机架构的框图；图2示出了可应用的软件可编程蜂窝无线电架构的框图；图3示出了用于实施软件定义无线电中的联合均衡和噪声整形的示例性系统。图4示出了具有用于实施软件定义无线电中的联合均衡和噪声整形的可调N阶滤波器的示例性三角信号调制器。图5示出了用于实施软件定义无线电中的联合均衡和噪声整形的示例性方法。具体实施方式关于蜂窝无线电架构的本专利技术的实施例的以下讨论本质上仅仅是示例性的，并且绝不旨在限制本专利技术或其应用或用途。例如，本专利技术的无线电架构被描述为具有用于车辆的应用。然而，如本领域技术人员将明白的是，无线电架构可具有除汽车应用之外的应用。本文讨论的蜂窝无线电架构不仅仅适用于蜂窝无线技术，例如WiFi(IEEE802.11)技术。另外，蜂窝无线电架构被呈现为全双工无线系统，即，能发送和接收的无线系统。对于仅接收的无线服务，诸如全球定位系统(GPS)、全球导航卫星系统(GNSS)和诸如AM/FM、数字音频广播(DAB)、SiriusXM等各种娱乐无线电，仅需要本文讨论的接收机设计。另外，所描述的无线电架构设计将使得一种无线电硬件设计能够在全球范围内运行，从而通过软件更新来适应各种全局无线标准。通过使得无线电在市场上部署时能够适应新的无线标准，还可实现无线电硬件设计的有用寿命的延长。例如，4G无线电技术的发展和频率分配是非常具有动态性的。因此，市场上部署的无线电硬件在一两年之后就可能已经过时了。对于诸如汽车领域中的应用，寿命可能超过十年。本专利技术使得固定硬件平台能够通过软件更新来更新，因此延长了硬件的有用寿命和全局重用。图1是用于典型蜂窝电话的已知多模式、多频带蜂窝通信用户手机架构10的框图。架构10包括天线结构12，其接收和发射感兴趣的频段的RF信号。架构10还包括在架构10的正前端的开关14，其选择所发射或接收的信号目前用于哪个特定信道，并且引导信号通过用于该特定信道的一组专用滤波器和双工器(由框16表示)。模块18提供接收和发射信号的多模式和多频带模拟调制和解调，并且将信号分离成发送至收发机20或从该收发机接收的同相和正交相位信号。收发机20还将模拟接收信号转换为数字信号和将数字发射信号转换为模拟信号。基带数字信号处理器22为特定应用的发射或接收信号提供数字处理。图2是提供如下文将详细讨论的软件可编程能力的蜂窝无线电前端架构30的示意性框图。架构30包括天线结构32，其能够接收和发射本文讨论的蜂窝频率信号(诸如在400MHz至3.6GHz的范围内)。由天线结构32接收和发射的信号通过包括三个信号路径的多路复用器34，其中每个路径均设计成用于由每个路径中的频率选择滤波器36确定的特定频段。在此实施例中，已经选择了三个信号路径，然而，架构30可扩展至任何数量的信号路径。每个信号路径包括循环器38，其分离和引导接收和发射信号，并且提供隔离，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于配置三角信号调制器的方法，包括：‑接收第一RF信号；‑响应于所述第一RF信号而配置所述三角积分调制器；‑响应于所述三角积分调制器的所述配置而确定第一滤波器参数；‑接收第二RF信号；‑响应于所述第一滤波器参数而配置所述三角积分调制器；以及‑处理所述第二RF信号。

【技术特征摘要】
2016.10.20 US 15/2987891.一种用于配置三角信号调制器的方法，包括：-接收第一RF信号；-响应于所述第一RF信号而配置所述三角积分调制器；-响应于所述三角积分调制器的所述配置而确定第一滤波器参数；-接收第二RF信号；-响应于所述第一滤波器参数而配置所述三角积分调制器；以及-处理所述第二RF信号。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一RF信号是具有已知频率和振幅的导频信号。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一滤波器参数表示响应于所述第一RF信号的期望值与所述第一RF信号的实际值之间的差。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述三角信号调制器的所述配置涉及改变滤波器的滤波器响应。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括响应于所述第二RF信号而重新配置所述三角信号调制器。6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括响应于处理所述第二RF信号而更新所述第一滤波器参数。7.一种设备，包括：-天线，其用于接收第...

【专利技术属性】
技术研发人员：YC·库安，M·艾哈迈德，C·巴林格，J·康，J·C·李，E·A·索韦罗，T·J·塔尔迪，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US