用于FM信号接收的宽带Σ-Δ调制器接收机制造技术

一种利用宽带射频滤波器捕获FM频带并配置Δ‑Σ调制器的特性以便处理FM频带内的所需信号的方法和设备。具体地，该系统和方法可操作以在FM频带内接收多个FM信号，使用宽带滤波器对频带进行滤波，使用Δ‑Σ调制器对多个FM信号进行调制，并行地对所需信号进行下变频和处理。

【技术实现步骤摘要】
用于FM信号接收的宽带Σ-Δ调制器接收机
本申请总体上涉及设计成适应各种全球无线电标准的宽带无线电系统，并且更具体地涉及采用能够提供FM频带中所有信号的数字表示的FM接收机架构的蜂窝无线电架构。该架构是建立在捕获FM频带中的所有信号并可同时产生每个信号的数字表示的单个宽带Δ-Σ调制器的基础上。
技术介绍
传统的蜂窝电话采用不同的操作模式和频带，而这些操作模式和频带已经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(GSM)、通用分组无线电业务(GPRS)等的三频或四频用户手机)中而得到支持。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了多静态通道化方法。这样的静态架构在很大程度上取决于窄带滤波器、双工器和标准特定的下变频至中频(IF)级。这种静态通道化方法的主要缺点在于其变化的标准和操作模式缺乏灵活性。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，并且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，这是因为蜂窝连接方法和架构在全球各地是不同的。另外，标准和技术不断变化，并且通常还具有比车辆的平均使用寿命快几倍的演进周期。更具体地说就是，用于车载无线电的当前RF前端架构是针对具体的RF频段进行设计的。需要在无线电平台上安装以正确频率加以调谐的专用硬件，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了其特定频段，那么，前一个频带进行了调谐的特定车辆(其可能具有15年至20年的使用寿命)可能无法在新频带下有效地操作。因此，这就要求汽车制造商维持无数的无线电平台、组件和供应商来支持每个所部署的标准，并且还随着蜂窝环境的变化提供可升级路径，这是一个昂贵且复杂的提议。Δ-Σ调制器在数字接收机中愈加常见，其原因归结起来就是：除了提供宽带高动态范围操作之外，这些调制器还具有许多可调参数，使得它们变成了可重构系统的优秀候选者。特别地，Δ-Σ调制器包括用于对输入RF信号进行噪声整形的软件可调谐滤波器。希望能利用Δ-Σ调制器的软件可编程特性来进一步降低系统数字信号处理器的处理负荷。
技术实现思路
根据本公开的实施例提供了许多优点。例如，根据本公开的实施例可以使得能接收控制数据，以供自主车辆软件、子系统等使用。该系统还可以用于接收娱乐、音频和视频节目，并且不局限于自主车辆。本公开描述了一种用于从第一频率带宽内滤波第一模拟信号的方法，包括：接收携带第一数据的第一模拟信号和携带第二数据的第二模拟信号；在第一带宽上对第一模拟信号和第二模拟信号进行滤波，其中第一模拟信号以第一带宽内的第一频率为中心，并且第二模拟信号以第一带宽内的第二频率为中心；对第一模拟信号和第二模拟信号进行Δ-Σ调制以生成第一数字信号；对第一数字信号进行下采样以生成基带数字信号；并且处理基带数字信号以提取第一数据。本公开的另一方面描述了一种用于配置Δ-Σ调制器的方法，包括：接收第一频率带宽内的携带第一数据的第一模拟信号；放大第一模拟信号以生成放大模拟信号；在第一频率带宽上对放大模拟信号进行滤波，以生成滤波模拟信号；根据Δ-Σ调制，对滤波模拟信号进行调制以生成第一数字信号；抽取第一数字信号以生成第二数字信号；并且处理第二数字信号以提取第一数据。本公开的另一方面描述了一种设备，包括：天线，用于接收第一频率带宽内的携带第一数据的第一模拟信号；低噪声放大器，用于放大第一模拟信号以生成放大模拟信号；滤波器，用于在第一频率带宽上对放大模拟信号进行滤波，以生成滤波模拟信号；Δ-Σ调制器，用于对滤波模拟信号进行调制以生成第一数字信号；抽取器，用于对第一数字信号进行下采样以生成第二数字信号；以及基带处理器，用于处理第二数字信号以提取第一数据。从结合附图进行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示出了适用的软件可编程蜂窝无线电架构的框图。图3示出了用于在软件定义无线电中实施宽带Σ-Δ调制器接收机的示例性系统。图4示出了用于在软件定义无线电中实施宽带Σ-Δ调制器接收机的示例性方法。具体实施方式针对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，并且决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针对车辆的应用。然而，如本领域技术人员将明白的，无线电架构可以具有除了汽车应用之外的应用。本文讨论的蜂窝无线电架构可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，既发射又接收的系统。对于只能接收的无线服务(比如，全球定位系统(GPS)、全球导航卫星系统(GNSS)以及诸如AM/FM、数字音频广播(DAB)、SiriusXM等各种娱乐无线电)，只有本文讨论的接收机设计将是必需的。而且，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起作用，从而通过软件更新适应各种全球无线标准。当新的无线标准部署在市场中时，这种无线电架构设计还将通过使得无线电能够适应这些无线标准而延长无线电硬件设计的使用寿命。例如，4G无线电技术的发展和频率分配的动态性非常高。因此，部署在市场中的无线电硬件在一两年之后可能会过时。对于诸如汽车领域的应用，寿命可能会超过十年。本专利技术使得固定硬件平台能够通过软件更新来得到更新，因此延长了硬件的使用寿命和全局重复使用率。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，天线结构12在关注频段下接收和发射RF信号。架构10还包括在架构10的最前端的开关14，开关14选择发射或接收信号目前用于哪个特定信道，并且将信号引导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，并且将信号分离成被发送至收发器20或从收发器20接收的同相和正交相位信号。收发器20还将模拟接收信号转换成数字信号，并且将数字发射信号转换成模拟信号。基带数字信号处理器22为特定应用提供发射或接收信号的数字处理。图2是提供如将在下面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包括能够接收和发射本文讨论(诸如在400MHz至3.6GHz的范围内)的蜂窝频率信号的天线结构32。由天线结构32接收和发射的信号通过包括三条信号路径的多路复用器34，其中每条路径被设计用于由每条路径中的频率选择性滤波器36确定的特定频段。在本实施例中，已经选择了三条信号路径，然而，架构30可被扩展至任意数量的信号路径。每条信号路径包括循环器38，循环器38分离和引导接收和发射信号，并且提供隔离以使得所发射的大功率信号不进入接收机侧，并使这些频段中的接收信号饱和。架构30还包括位于多路复用器34后面的前端收发器模块44，并且包括处理接收信号的接收机模块46和处理发射信号的发射机模块48。如图所示，接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于配置Δ‑Σ调制器的方法，包括：‑接收第一频率带宽内的携带第一数据的第一模拟信号；‑放大所述第一模拟信号以生成放大模拟信号；‑在所述第一频率带宽上对所述放大模拟信号进行滤波，以生成滤波模拟信号；‑根据Δ‑Σ调制，对所述滤波模拟信号进行调制以生成第一数字信号；‑抽取所述第一数字信号以生成第二数字信号；并且‑处理所述第二数字信号以提取所述第一数据。

【技术特征摘要】
2017.12.19 US 15/8468471.一种用于配置Δ-Σ调制器的方法，包括：-接收第一频率带宽内的携带第一数据的第一模拟信号；-放大所述第一模拟信号以生成放大模拟信号；-在所述第一频率带宽上对所述放大模拟信号进行滤波，以生成滤波模拟信号；-根据Δ-Σ调制，对所述滤波模拟信号进行调制以生成第一数字信号；-抽取所述第一数字信号以生成第二数字信号；并且-处理所述第二数字信号以提取所述第一数据。2.根据权利要求1所述的方法，还包括所述第一频率带宽内的第二模拟信号。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述滤波模拟信号包括所述第一模拟信号和所述第二模拟信号。4.根据权利要求3所述的方法，其中处理所述第二数字信号提取所述第一数据并拒绝所述第一频率带宽内的第二模拟信号所携带的第二数据。5.根据权利要求1所述的方法，还包括响应于所述第一模拟信号重新配置所述Δ-Σ调制，使得所述调制以所述第一模拟信号的中心频率为中心。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述放大所述第一模拟信号是响应于所述第一模拟信号的幅度而执行。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述Δ-Σ调制可操作以捕获所述第一频率带宽内的多个模拟信号，并且其中所述处理所述第二数字信号进一步操作以从所述多个模拟信号中的仅一个模拟信号中提取所...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·D·巴林杰，M·艾哈迈德，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