專(zhuān)利名稱(chēng)：不同移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)通信傳輸信號(hào)的系統(tǒng)獨(dú)立數(shù)字產(chǎn)生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及移動(dòng)(mobile)通信的處理器以及產(chǎn)生移動(dòng)通信傳輸信號(hào)的對(duì)應(yīng)的數(shù)字方法。尤其是，本發(fā)明涉及不同移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)通信傳輸信號(hào)被產(chǎn)生且對(duì)應(yīng)的數(shù)字電路被集成(integrated)于一單一芯片內(nèi)的信號(hào)處理器及方法。
背景技術(shù)：
在目前移動(dòng)通信中所使用之GSM標(biāo)準(zhǔn)中，所謂的GSMK(Gaussian MinimumShift Keying)調(diào)變(modulation)被使用，其使用具有展示180°相位差之信號(hào)點(diǎn)之一信號(hào)空間。此外，GPRS(General Packet Radio Service)被發(fā)展，于該系統(tǒng)中可使用較高的數(shù)據(jù)速率。做為目前所使用之進(jìn)一步的標(biāo)準(zhǔn)，TIA/EIA-136(IS-136)標(biāo)準(zhǔn)系為已知，其中使用π/4-DQPSK-(differentialQuaternary PSK)調(diào)變方法以產(chǎn)生傳輸信號(hào)。做為GSM與GPRS中間的標(biāo)準(zhǔn)，另一方面，與UMTS，EDGE標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)的EGPRS(Enhanced GPRS)封包服務(wù)被定義。雖然EDGE仍然是一種TDMA(Time Division Multiple Access)方法，其調(diào)變已從GMSK改變至8-PSK。在8-PSK調(diào)變中，具有8信號(hào)點(diǎn)的信號(hào)空間被使用，且獨(dú)立信號(hào)點(diǎn)之間的相位差為45°。
通常的目標(biāo)是去發(fā)展一種通信裝置，其被設(shè)計(jì)以便以不同數(shù)目標(biāo)移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)來(lái)運(yùn)作，且賓此可被用于不同的移動(dòng)射頻系統(tǒng)。然而，以上所述之調(diào)變方法需要不同信號(hào)時(shí)鐘脈沖速率的事實(shí)是一個(gè)問(wèn)題。此問(wèn)題至今為至已被解決-例如，由PrairieCom公司出品之分別為GSM及TIA/EIA-136與為GSM，EDGE所用之基頻處理器(base band proceSsor)PCI3700與PCI3800中，其中每一移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)使用個(gè)別的信號(hào)處理架構(gòu)，并被提供精確地調(diào)整至對(duì)應(yīng)移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)之信號(hào)速率。然而，這造成類(lèi)似工作需要多重電路方塊且必須提供不同的信號(hào)時(shí)鐘脈沖速率。因此，這導(dǎo)致組件及芯片區(qū)域的需求增加以不同的系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖速率操作因此令其鉸難以將數(shù)個(gè)功能集積于一組件中。由于以不同時(shí)鐘脈沖速率運(yùn)作之分離的處理系統(tǒng)，因此也不可能經(jīng)由統(tǒng)一的接口將信號(hào)轉(zhuǎn)換至轉(zhuǎn)換低通信號(hào)至載波頻率之模塊，因此在此種情況中需要數(shù)個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于說(shuō)明一信號(hào)處理器及一信號(hào)處理架構(gòu)以及移動(dòng)通信傳輸信號(hào)的數(shù)字產(chǎn)生方法，藉由本發(fā)明使不同移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)可以被提供降低的組件需求以及單一芯片上的芯片區(qū)域。
此目標(biāo)通過(guò)由獨(dú)立權(quán)利要求的特征而達(dá)成。
本發(fā)明之概念通常包括僅有一信號(hào)，不同移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)之信號(hào)處理及/或傳輸信號(hào)的D/A轉(zhuǎn)換芯片上之系統(tǒng)獨(dú)立時(shí)鐘脈沖，并真正僅使用一時(shí)鐘脈沖頻率產(chǎn)生器。
如果在由信號(hào)處理器所支持之移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)中所提供的時(shí)間基準(zhǔn)或調(diào)變速率不同，則大部份是這種情況，隨后必須執(zhí)行特定標(biāo)準(zhǔn)的傳輸信號(hào)進(jìn)入一個(gè)統(tǒng)一時(shí)間基準(zhǔn)參數(shù)的轉(zhuǎn)換/重新計(jì)算。此轉(zhuǎn)換通過(guò)由至少一內(nèi)插器(interpolator)，如信號(hào)處理路徑中之可控制的內(nèi)插器，所執(zhí)行。此內(nèi)插器為，例如，由，例如一相位累積器，所驅(qū)動(dòng)的一異步線(xiàn)性?xún)?nèi)插器。
此種“多相位內(nèi)插器(polyphase interpolator)”已于Dietmar Wenzel所著，名稱(chēng)為“Ein digitaler Fernseh-und Tonmodulator für digitaleBreitbandverteilnetze”[一種數(shù)字寬頻分布網(wǎng)絡(luò)之?dāng)?shù)為電視及聲音調(diào)變器]中被描述，其已被出版于Stuttgart大學(xué)的Institut fürNachrichtenübertragune中，并被發(fā)布于VDI Verlag，Düsseldorf，1999，Progress Reports之系列10Information Technology/Communication第617號(hào)(ISBN3-18-361710-2)(以下稱(chēng)為”Wenzel”)。此論文，尤其是第3.3至3.7節(jié)(多相位內(nèi)插器，M-tel帶通濾波器，M-tel帶通低通濾波器之設(shè)計(jì)，具有對(duì)稱(chēng)脈波響應(yīng)之M-tel帶通濾波器)以及第6.1至6.5節(jié)(異步取樣速率轉(zhuǎn)換)及附件8于此被包含于本申請(qǐng)之披露內(nèi)容之中。在這些論文中所發(fā)展的異步取樣速率轉(zhuǎn)換器系以具有分頻多任務(wù)(frequency-division multiplex)電視頻道設(shè)計(jì)，所需之頻寬以頻道增加的數(shù)目以及所需之取樣頻率增加的設(shè)置的問(wèn)題為基礎(chǔ)。如果有所的獨(dú)立移頻(frequency-shifted)信號(hào)及將被傳輸?shù)男盘?hào)被加總，則取樣速率必須被增加及調(diào)整。該內(nèi)插器系為此目的而被發(fā)展出來(lái)，于本發(fā)明中，此等內(nèi)插器被用以在一共同系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖頻率的協(xié)助下轉(zhuǎn)換個(gè)別移動(dòng)射頻標(biāo)轉(zhuǎn)之?dāng)?shù)據(jù)速率為所有移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)用的一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)。
此內(nèi)插器展示一可控制的內(nèi)插比例且其架構(gòu)最好是一單一結(jié)構(gòu)(例如一線(xiàn)性?xún)?nèi)插器)，但也有可能共同使用不同信號(hào)的許多功能方塊。
出現(xiàn)于信路處理路徑中之至少一內(nèi)插器可藉由，例如，一FIR(FiniteImpulse Response)內(nèi)插器濾波器所執(zhí)行。這些濾波器可被建構(gòu)為”M-tel帶通濾波器(band-pass filter)”，其藉由因子M＝L而執(zhí)行內(nèi)插，L是多相內(nèi)插器之濾波結(jié)構(gòu)中之分支的數(shù)目。
本發(fā)明因此避免了對(duì)應(yīng)被支持之多數(shù)移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)之多數(shù)時(shí)鐘脈沖頻率產(chǎn)生器的其中一個(gè)的設(shè)置需要，因?yàn)橛糜诿恳磺闆r中的信號(hào)處理結(jié)構(gòu)可被提供一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)的時(shí)鐘脈沖。此外，不同的其它模塊可被一起使用，例如取樣速率轉(zhuǎn)換，光譜噪聲形態(tài)，載頻偏移預(yù)先校正，符號(hào)相位誤差，I/Q相位以及所有信號(hào)處理路徑所使用的放大率誤差，振幅及DC組件校正。
如果需要的話(huà)，也可能使用調(diào)變器所需之部份電路，例如脈波成形用的FIR濾波器。
本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)在于共同的時(shí)鐘脈沖頻率不需要是個(gè)別移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)特定時(shí)鐘脈沖頻率的最小共同倍數(shù)或經(jīng)由有理數(shù)分割因子從所有這些而來(lái)推導(dǎo)。
因?yàn)榇诵盘?hào)系呈現(xiàn)于一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)中，在第一情況中在傳輸方向內(nèi)的I及Q成份中僅有需要一單一的D/A轉(zhuǎn)換器，此信號(hào)并可被輸出至經(jīng)由一及相同接口轉(zhuǎn)換低通信號(hào)至載頻用之模塊。此接口可包含在正常分量及正交分量，或振幅成份及相位成份形式中的二模擬(ana log)或數(shù)字(digital)信號(hào)。
本發(fā)明尤其可被使用于移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)GSM，EDGE以及TIA/EIA-136或混合的形式或這些標(biāo)準(zhǔn)的部份組合。


以下所描述的本發(fā)明例示實(shí)施例將參照附圖被詳細(xì)解釋?zhuān)渲袌D1表示依據(jù)本發(fā)明的支持?jǐn)?shù)個(gè)移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)的一信號(hào)處理器的方框圖；圖2A，2B，2C表示GMSK標(biāo)準(zhǔn)(A)，EDEG標(biāo)準(zhǔn)(B)以及IS-136標(biāo)準(zhǔn)(C)的信號(hào)處理路徑；圖3表示由GMSK標(biāo)準(zhǔn)，EDEG標(biāo)準(zhǔn)以及IS-136標(biāo)準(zhǔn)一起使用的信號(hào)處理路徑的一個(gè)端部的方框圖；圖4A，4B，4C表示具有55系數(shù)之11-tel帶通濾波器(A)的絕對(duì)頻率響應(yīng)及誤差范圍安排，具相位累積之非有理取樣速率用的內(nèi)插器(B)以及具有16位字符的32多相位的相位譯碼器。
具體實(shí)施例方式
在本實(shí)施例中，一信號(hào)處理器被說(shuō)明，其支持三種移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)GsM，EDGE以及TIA/EIA-136，且于此，展示具有104MHz系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖頻率的一單一時(shí)鐘脈沖頻率產(chǎn)生器。此移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)以下列的調(diào)變方法及數(shù)據(jù)速率而被運(yùn)作，已于一開(kāi)始即提及，且其本身已知為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)變 數(shù)據(jù)速率GSM GMSK 270.83kbits/sEDGE3π/8-8-PSK 812.5kbits/sTIA/EIA-136 π/4-DQPSK48.6kbits/s圖1表示信號(hào)處理器的獨(dú)立的功能方塊，其將被以時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器1所產(chǎn)生之104MHz的統(tǒng)一系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖而運(yùn)作。從RAM緩沖存儲(chǔ)器3，上述移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)用之調(diào)變器2a-c被提供將被調(diào)變的信號(hào)數(shù)據(jù)。圖中并未示出不同的調(diào)變器2a-c，如果需要的話(huà)，部份地使用相同的硬件，雖然它們具有不同的功能。GSM及EDGE信號(hào)基于相同的標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間基準(zhǔn)，而IS-136標(biāo)準(zhǔn)從此導(dǎo)出。
在EDGE及IS-136標(biāo)準(zhǔn)中的信號(hào)路徑中，由調(diào)變器所導(dǎo)出的信號(hào)被提供給一相位/頻率校正電路4，其亦被提供104MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖頻率。從此電路，此信號(hào)隨后被提供給一D/A轉(zhuǎn)換電路5。于此電路中，光譜噪聲形態(tài)，取樣速率轉(zhuǎn)換，載頻偏移預(yù)先校正，符號(hào)相位誤差，I/Q相位以及所有信號(hào)處理路徑所使用之放大率誤差，振幅及DC組件校正也被一起使用。因?yàn)樵贕MSK方法中不需要執(zhí)行相位/頻率校正，相位/頻率校正電路4于此信號(hào)路徑中不被使用，而由GSM調(diào)變器2a所提供的信號(hào)直接被提供至D/A轉(zhuǎn)換器電路5。之后，此低通信號(hào)于一RF調(diào)變器電路6中被轉(zhuǎn)換至所有信號(hào)處理路徑的載子頻率。
圖2A-2C表示圖1的之移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)之三個(gè)不同調(diào)變器2a-2c之基本的功能方塊。于此例中，一內(nèi)插濾波器8，20，28被用于內(nèi)插因子(factor)8，其同時(shí)執(zhí)行脈波成形。所有的調(diào)變器已知具有共同的特性，即它們提供以I及Q形式的取樣頻率2.166MHz之一復(fù)合(Complex)信號(hào)，其以圖3所示的電路被進(jìn)一步處理。
為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，例示實(shí)施例中的系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖頻率被選擇的方式為，在圖中以斜體表示的“虛擬”取樣頻率在GSM及EDGE的情況中可藉由積分分割(integral division)達(dá)成。在IS-136調(diào)變器2c中則不是這種情況，這就是為何該處使用執(zhí)行至2.166MHz共同時(shí)間基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換的額外內(nèi)插器。
詳言之，GMSK調(diào)變器2a具有一差分編碼器(differential coder)7，一FIR濾波器8(內(nèi)插器)，一相位產(chǎn)生積分器(integrator)9，以及一γ/φ-I/Q轉(zhuǎn)換器10。此EDEG調(diào)變器包括一串行/并列轉(zhuǎn)換器16用以形成三字節(jié)，結(jié)合一表內(nèi)存的一符號(hào)對(duì)映電路17，一3π/8旋轉(zhuǎn)用之旋轉(zhuǎn)電路18，結(jié)合一表內(nèi)存的一符號(hào)產(chǎn)生電路17，以及結(jié)合一FIR濾波器(內(nèi)插器)之一脈波成形電路20。相反地，IS-136調(diào)變器具有形成位對(duì)的一串行/并列轉(zhuǎn)換器25，一差分DQPSK編碼器26，結(jié)合一表內(nèi)存的一符號(hào)產(chǎn)生電路27以及結(jié)合具有8折(8-fold)向上調(diào)變FIR濾波器的一脈波成形電路20。此脈波成形電路因此提供具有194.4kHz“虛擬”取樣頻率的IS-136信號(hào)。為了盡可能簡(jiǎn)單地使用異步內(nèi)插用之內(nèi)插過(guò)濾器至2.166MHz的時(shí)間基準(zhǔn)，此is-136信號(hào)首先以具有11次的積分內(nèi)插因子的內(nèi)插濾波器29被帶入2.138MHz的“虛擬”頻率。為此目的，有效的多相位結(jié)構(gòu)可結(jié)合一開(kāi)始已經(jīng)提及之M-tel帶通濾波器而被使用。
圖4A表示波當(dāng)成內(nèi)插濾波器29使用之11-tel帶通濾波器的正規(guī)化(normalized)的絕對(duì)頻率響應(yīng)(frequency response)，以及例示的預(yù)先決定的誤差范圍安排。由于具有大約30kHz之IS-136信號(hào)的相當(dāng)窄的頻寬，這產(chǎn)生約70折的過(guò)度取樣(oversampling)。
以下的異步內(nèi)插器30隨后可具有對(duì)應(yīng)的窄停止帶，其由其低系數(shù)數(shù)目而被通知。于本情況中，此(線(xiàn)性)內(nèi)插器30具有32多相位及一內(nèi)插因子k＝(13000/6)/(88×24.3)＝1.0132，因此取樣頻率可從2.138到達(dá)2.166MhZ。
由于依據(jù)“Wenzel”之系統(tǒng)考量，異步內(nèi)插器所需之多相位數(shù)目L，且因此暫時(shí)解答，為L(zhǎng)≥fgfA·π3·2w-12]]>其中fg＝15kHz為IS-136之截止頻率(cut-off frequency)，而fa＝2.138為取樣頻率。W＝11為輸出信號(hào)位中的有效字符長(zhǎng)度。對(duì)所選擇的參數(shù)，獲得L≈18。
依據(jù)“Wenzel”，從內(nèi)插濾波器之有限停止帶(stop band)衰減所產(chǎn)生的信號(hào)/噪聲功率比可由以下關(guān)系得到S/N≈2fg·(Σi=1L-2∫ifA-fgifA+fg|H(f)|2df)-1]]>其中H(f)為內(nèi)插濾波器的轉(zhuǎn)換函數(shù)。對(duì)所選擇的參數(shù)而言，適合IS-136系統(tǒng)之信號(hào)/噪聲功率比已可依據(jù)以下關(guān)系以一線(xiàn)性?xún)?nèi)插而達(dá)到y(tǒng)(n)＝(1-p(n))·x (m-1)+p(n)·x(m)于具有一內(nèi)插器60的電路中，此權(quán)重(weight)或多相位p(n)分別可被圖4B的后方跟隨該相位譯碼器50的有限字長(zhǎng)度的一相位累積器40而有效率地決定。
圖4C表示允許取樣頻率比以16位的分辨率被設(shè)定并以32多相位驅(qū)動(dòng)一內(nèi)插器的一相位譯碼器之實(shí)施例。于一線(xiàn)性?xún)?nèi)插器中，多相位p(n)被內(nèi)插為一正的二的補(bǔ)碼(twos complement)且因此被設(shè)置于區(qū)間
之中。
依據(jù)本發(fā)明表示于圖3的方塊圖，此三種移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)處理路徑的功能方塊可被一起使用，如已經(jīng)于圖一中所示。依據(jù)本發(fā)明，已被帶入2.166MHz時(shí)間基準(zhǔn)中的此等信號(hào)首先被提供給偏移補(bǔ)償電路100，該補(bǔ)償電路永以補(bǔ)償I與Q成份之間的振幅錯(cuò)誤或不平衡。于后續(xù)的具有內(nèi)插因子6的內(nèi)插器及噪聲成形電路200中，2.166MHz的取樣頻率被轉(zhuǎn)換至13MHz。此信號(hào)隨后被提供給一結(jié)構(gòu)濾波電路400。如已于圖1中所示，最后，對(duì)載體頻率的調(diào)變藉由一RF調(diào)變器6而被執(zhí)行。
權(quán)利要求
1.一種與多個(gè)不同移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)兼容的數(shù)字地產(chǎn)生移動(dòng)通信傳輸信號(hào)的信號(hào)處理器，其特征在于該不同移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)的傳輸信號(hào)的該信號(hào)處理及/或數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換用的僅有的一時(shí)鐘脈沖頻率產(chǎn)生器(1)；一移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)的每一信號(hào)處理路徑中的至少一個(gè)內(nèi)插器(8，20，28，29，30)，尤其是用以轉(zhuǎn)換該被傳輸信號(hào)至一統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)的一個(gè)異步內(nèi)插器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理器，其特征在于一個(gè)相位累積器(40)，用于驅(qū)動(dòng)該內(nèi)插器(60)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的信號(hào)處理器，其特征在于一個(gè)統(tǒng)一的接口，用于傳輸該傳輸信號(hào)至轉(zhuǎn)換該低通信號(hào)至該載體頻率的模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的信號(hào)處理器，其特征在于該接口包括以一個(gè)正常分量與一個(gè)正交分量或振幅成份與相位成份的形式存在的二模擬或數(shù)字信號(hào)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求的其中任一所述的信號(hào)處理器，其特征在于該時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器(1)及該信號(hào)處理電路被設(shè)置于一個(gè)共同的芯片上。
6.一種與多個(gè)不同移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)兼容的數(shù)字地產(chǎn)生移動(dòng)通信傳輸信號(hào)的方法，其特征在于在傳輸模式中，一個(gè)共同系統(tǒng)獨(dú)立時(shí)鐘脈沖頻率為每一移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)的該傳輸信號(hào)的信號(hào)處理及/或D/A轉(zhuǎn)換而被產(chǎn)生，以及至少一個(gè)內(nèi)插器，尤其是一個(gè)異步內(nèi)插器，被使用于一個(gè)移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)的每一信號(hào)處理路徑中，用以轉(zhuǎn)換該傳輸信號(hào)至一統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于該內(nèi)插器系由一個(gè)相位累積器所驅(qū)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于該傳輸信號(hào)是由一個(gè)統(tǒng)一的接口被傳輸至轉(zhuǎn)換該低通信號(hào)至該載體頻率的模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8的其中之一所述的方法，其特征在于它是用于移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)GSM，EDGE以及TIA/EIA-136之中或這些標(biāo)準(zhǔn)的混合形式/部份組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9的其中之一所述的方法，其特征在于信號(hào)處理路徑中的電路組件，尤其是為了脈沖成形、取樣速率轉(zhuǎn)換、噪聲成形、相位及頻率校正、以及正常分量與正交分量的相位及振幅誤差校正，是由數(shù)個(gè)移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)一起使用的。
全文摘要
一種用于數(shù)字化地產(chǎn)生不同移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)的傳輸信號(hào)的信號(hào)處理及/或D/A轉(zhuǎn)換的機(jī)動(dòng)溝通傳輸信號(hào)的方法，其特征在于僅有一單一系統(tǒng)獨(dú)立時(shí)鐘脈沖速率產(chǎn)生，以及，因此僅有一時(shí)鐘脈沖頻率產(chǎn)生器被設(shè)置于芯片上。為此目的，每一移動(dòng)射頻標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)處理路徑展示于至少一內(nèi)插器上，尤其是一異步內(nèi)插器，用以轉(zhuǎn)換該傳輸信號(hào)至一統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)。
文檔編號(hào)H04L7/00GK1459177SQ01815665
公開(kāi)日2003年11月26日 申請(qǐng)日期2001年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月14日
發(fā)明者D·溫澤爾 申請(qǐng)人:因芬尼昂技術(shù)股份公司