本发明专利技术涉及一种具有以第一速率对信号进行采样的调制器的射频数字接收机。该接收机具有至少一个处理单元。该处理单元具有将信号分开并以小于第一速率的速率重组该信号的多个数字带通滤波器。该处理单元具有以小于第一速率的速率调整频率偏移或中心调整信号的数字下变频器。具有当两个或更多处理单元在接收机内时，该接收机具有耦合于相邻处理单元的至少一个速率控制缓冲器。
【技术实现步骤摘要】
本公开的实施例主要涉及通信系统，尤其是其涉及低功率射频数字接收机，其可以在射频(RF)域中可以执行任意带通过滤和可以将经过滤的射频信号下变频到数字域。
技术介绍
无线电接收机可以将无线电天线信号转换为可用的形式。用于转换从天线接收信号的设计架构可以包括低噪音放大器(LNA)，下变频混频器，电压控制振荡器(VC0)，低通滤波器(LPFs)，合成回路，标准信号发生器，模拟-数字转换器(ADCs)和可以包括解调器的数字信号处理器(DSP)。架构中，RF单元和模拟基带以及混合信号电路的这些块，消耗了设计工作的重要部分和集成接收机设计的实施成本。随着处理技术的进步和电源电压的下降，非数字电路的使用可能还会提出有限电压(幅度)净高的问题。在一个架构中，设计通过消除大多数RF和模拟基带电路，可以由LNA放大天线的输入信号并由ADC直接采样 ，来减少复杂性和减缓净高问题。大多数模拟信号被推迟到DSP内处理。这样的架构会在ADC上提出严格的要求。ADC的采样频率可以是比信号带宽高的RF载波频率的尼奎斯特速率(Nyquist rate)。这会导致ADC同步采样时钟的设计复杂性和功率消耗的开销。虽然可以采用带通采样策略(under sampling strategy),额外的噪音可以折叠到会降级接收机信噪比(SNR)的基带内。因此，提供克服上述问题的系统和方法会是有利的。
技术实现思路
射频数字接收机具有以第一速率对信号进行采样的调制器。接收机具有至少一个处理单元。处理单元具有多个分开信号并以小于第一速率的速率重组信号的数字带通滤波器。处理单元具有调整频率偏移或以小于第一速率的速率集中或中心调整信号(centeringthe signal)的数字下变频器。当两个或更多处理单元在接收机内时,接收器具有至少一个耦合相邻处理单元的速率控制缓冲器。多声上变频器具有配置用于接收信号的数字上变频器。多个数字带通滤波器耦合于配置为用于分开信号的数字上变频器。数字路由器耦合于多个用于组合信号的带通滤波器。数字-模拟转换器耦合于用于将信号转换为模拟信号的数字路由器。用于减少射频接收机功率消耗的方法，其包括接收信号；过滤信号；以第一速率对信号进行采样；以及在至少一个处理单元中以小于第一速率的处理速率将信号分开为子频带(sub-bands )；以所述处理速率将子频带的信号重组；以及以处理速率纠正频率偏移或中心调整信号。这些特征、功能以及优势可以在本公开的不同实施例中单独实现或者可以和其他实施例组合在一起实现。附图说明通过下面的详细描述和附图，本公开的实施例会变得更加易于全面理解，其中图1示出具有同种处理的接收机一般架构框图；图2示出通过多级将载频信号转换为基带过程的示意图，其中多级的每级由一个处理单元执行；图3示出接收机具体实例的框图；图4示出接收机等价组合的框图；图5示出接收机具体实例模拟结果示意图；图6示出接收机操作过程图；图7不出RF音调发生器框图；图8示出RF音调发生器操作过程图；以及图9示出RF音调发生器模拟结果示意图。具体实施例方式参考图1，其示出具有相同性质处理的接收机100 —般架构框图。接收机100可以具有低功率射频( RF)数字基带设计。下面描述有关移动平台的接收机100。接收机100可以放置在处理进来RF通信的智能手机、蜂窝电话或其类似物内。接收机100还可以用于软件定义无线电台(SDRs)、智能无线电台、车载通信和车载资讯娱乐等。接收机100可以以低复杂性和省电的方式执行带通滤波，采样，下变频和抽取(decimating)的处理。与已有做法不同，其可以包括跨越RF、模拟和数字域并且在数字电路中以非常高的时钟速率运行的几个组成部件，接收机100可以利用多速率数字信号处理(MDSP)和带通连续时间Λ Σ模拟-数字转换器((BP-CT-Λ Σ-ADC))的组合，在感兴趣信号带宽时钟频率上，以流水线和透明机制执行上述过程。这可以提供从输入数据到输出信号的更短延迟，需要更少数量的组成部件以及比以前的架构更少功耗。而且，该设计可以消除安排在模拟-数字转换器(ADC)上的严格要求。接收机100可以具有减少RF电路的模拟电路或数字电路的组成部件，使得接收机100对现代超大规模集成(VLSI)技术中的处理变化具有抵抗力。接收机100可以执行在RF域的任意带通过滤。在图1示出的实施例中，接收机100可以将过滤的RF信号下变频在数字域中。接收机100可以利用混合信号电路设计策略并且以尼奎斯特速率处理信号。接收机100可以提供低功耗和低复杂设计的重要优势。接收机100可以基于MDSP和BP-CT- Δ Σ -ADC 104的技术。接收机100不是以载频倍数的速率处理信号，而是以覆盖信号带宽的速率处理信号。这个处理速率的减少会节省处理带宽并减少整体功耗。低功耗射频数字基带接收机100，还可以具有程序化和调整到所希望的输入频率范围和穿过软件定义模块输出数据速率的组成部件。接收机100的MDSP部分可以配置为变成多音调(tone)上变频器，其可以用作接收机100操作开始时校准过程的音频发生器或音调发生器(tone generator)0在图1提供的实施例中，进来的RF信号可以通过天线引入，未示出。天线可以接收无线电波并将其转换为电流。天线可以耦合于放大器102。放大器102可以是低噪音放大器(LNA) 102并且可以增加由接收机100天线接收信号的功率。LNA 102可以耦合于调制器104。调制器104可以从放大器102接收信号。在图I示出的实施例中，调制器104可以是BP-CT-Λ S-ADC104A，并且可以通过过滤和采样来处理该信号。通过将信号引入数字域，BP-CT-Λ Σ-ADC 104A可以提供抗扰度、健壮性和灵活性，并且可以带来性能、功耗和成本降低的潜在改善。BP-CT-AS-ADC 104A可以在保持功耗和芯片面积低的同时，允许更高速度的操作。可以以示出为Xk(η)的速率Fin k在BP-CT-Δ Σ-ADC 104Α输出生成过滤信号的采样。该输出可以提供高度可编程性，并且对多标准RF接收机是理想的。BP-CT- Δ Σ -ADC 104Α可以将LNA 102接收的进来信号下变频到基带。调制器104适于在窄带信号上执行带通ADC。通过调制器104的连续时间Λ Σ部分(CT-Λ Σ )可以将经过滤的信号数字化。BP-CT-Λ S-ADC104A可以混合输入信号并数字化，其会需要LNA102的放大。BP-CT-AS-ADC 104A可以使用正弦脉冲的整数用于反馈。反馈基础功能可以是固有的带通。这可以明显改善调制器104在时间延迟抖动(jitter)和脉冲宽度抖动存在方面的性能。而且，调制器104的采样频率可以小于调制器104调谐到的中心频率。调制器104可以耦合于如图1实施例中所示的数字多相滤波器(DPF)IOet5DPF 106可以接收BP-CT-Λ Σ-ADC 104Α的输出，其是Xk(n)。DPF 106可以实施下变频和抽取信号的MDSP。滤波器106可以将输入信 号Xk(η)分成多个等距离子频带120，其根据因子M 二次采样的、以便他们被严格采样。子频带120可以是带通有限长度滤波器(FLFs)120的阵列，其将输入信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种射频数字接收机（100），其包括：以第一速率对信号进行采样的调制器（104）；至少一个处理单元（110），其包括：将所述信号分开并以小于所述第一速率的速率重组该信号的多个数字带通滤波器（120）；以小于所述第一速率的速率调整频率偏移或中心调整所述信号的数字下变频器（108）；以及当两个或更多处理单元（110）在接收机（100）内时，耦合于相邻处理单元（110）的至少一个速率控制缓冲器。
【技术特征摘要】
2011.09.15 US 13/233,9381.一种射频数字接收机(100)，其包括 以第一速率对信号进行采样的调制器(104)； 至少一个处理单元(110)，其包括 将所述信号分开并以小于所述第一速率的速率重组该信号的多个数字带通滤波器(120)； 以小于所述第一速率的速率调整频率偏移或中心调整所述信号的数字下变频器(108);以及 当两个或更多处理单元(110)在接收机(100)内时，耦合于相邻处理单元(110)的至少一个速率控制缓冲器。2.根据权利要求1所述的射频数字接收机(100)，其包括控制器(140)，所述控制器用于当两个或更多处理单元(110)在接收机(100)内时，配置所述至少一个处理单元(110)和所述至少一个速率控制缓冲器之间连接。3.根据权利要求1和2中任意一项所述的射频数字接收机(100)，其进一步包括放大器(102)，用于在调制器(104)接收信号前接收和放大信号。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的射频数字接收机(100)，其中所述调制器(104)是带通连续时间Δ Σ模拟-数字转换器。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的射频数字接收机(100)，其中在每个处理单元(110)中的多个数字带通滤波器(120)以数字多相滤波器(106)的形式提供。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的射频数字接收机(100)，其中所述在每个处理单元(110)中的多个数字带通滤波器(120)包括总数为M的子有限长度滤波器，其中的每个子有限长度滤波器以小于第一速率的速率运行，其中当当前处理单元(110)邻接调制器(104)时，M是第一速率与当前处理单元(110)的处理速率的比率，否则，M是之前处理单元(110)的处理速率与当前处理单元(110)的处理速率的比率。7.根据权利要求6所述的射频数字接收机(100)，其中当当前处理单元(110)邻接调制器(104)时，通过调制器(104)的时分复用输出对每个处理单元110中的所述M个子有限长度滤波器提供输入，否则，通过之前处理单元(110)的时分复用输出对每个处理单元(110)中的M个子有限长度滤波器提供输入。8.根据权利要求1-7中任意一项所述的射频数字接收机(100)，其中所述调制器(104)以大于载频的第一速率处理信号，并且在每个处理单...
【专利技术属性】
技术研发人员：YC·关，Z·徐，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：
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