[发明专利]处理接收信号

说明书

发明领域

本发明涉及接收信号的处理，更具体地，但不仅仅是，涉及接收无线信号中直流电压的减少。可将本发明应用在，例如，用于在无线接口上接收数据的台站上。

发明背景

在无线通信系统中，通过空中接口在发送与接收站之间传输数据。可以在称为短脉冲串的数据实体中传输数据。可使几个站在单一的传输信道上传输短脉冲串。为此，在从站的发射机部分输出之前，通过适当的复用技术将这些短脉冲串多路复用。

例如，在GSM(全球移动通信系统)中，通过时分多路复用(TDM)可使八个移动站通过同一频率进行通信。该短脉冲串的长度对应于一个TDM时隙。利用TDM，通过单一的GSM频道传输8个时隙。几个站可使用同样的时隙，但却在不同的频道上。GSM使用时分多址(TDMA)技术为不同的传输分配时隙。

当在接收机上接收到射频(RF)信号时，通常需要从该射频下变频到基带频率。在直接变换接收机中。将射频信号直接转换为基带信号，而不首先将输入信号转换为一个或几个中频。因此，有时将直接变换接收机称为零中频接收机。

在通常的多频带和多系统直接变换接收机中，通过频带分离装置处理从无线装置获得的射频(RF)信号，分离成在适当频带中的信号。在这些频带的每个中，通过带通滤波器处理该信号。还可通过适当的前置放大装置时在每个这些频带中的信号进行放大。可使用增益控制功能(例如，低噪音放大器(LNA)增益控制)来控制增益的水平。如果自身接收的信号非常强，则在该放大(RF增益)级可将这些放大器的一个或多个切换到较小的放大水平。

然后，通过频带混合装置通常将每个频带中的放大RF信号解调成混频为基带同相(I)和正交(Q)信号。在通常的设备中，在同一时间只有该多个频带中的一个频带是有效的。所述的频带混合装置(例如，I/Q解调器)通常包括一个混频器对，一个用于0度的相移而另一个用于90度相移。可根据本地振荡器信号实现该解调功能。可从合成器接收该振荡器信号。也可在该混合装置之前，例如通过前面放大级的集电极负载将这些RF信号进行组合。在这种情况只需一个混频器对。

该混频器对通常共用一个公共集电极负载。即，该I频带的所有混频器共用一个公共集电极负载，而该Q频带的所有混频器共用一个公共集电极负载。因此，该解调步骤之后在各自的公共I和Q信号路径或信道上传输在所有频带上的这些I和Q信号。可将一电阻器负载用在该集电极上，将一电容器与该电阻器并联，以衰减该信道之外的任何强信号。做此的目的是为了避免强信号该路径上的“自身”信号干扰。

应注意，在本说明书中术语“自身”(“own”)是指要由在考虑中的特定接收机部件接收和/或处理的信号，短脉冲串，信道等。

在解调之后，将该信号放大并可能不要低通滤波，以便在将该信号输到现用信道滤波器之前，进一步衰减信道外的信号。为了能在该信道滤波器中采用很高阻抗水平而不使接收机的噪声性能变坏需要增益。

利用高阻抗水平能够采用小的集成电容器。这得能够将该信道滤波器与接收机的其它部件集成。还可将该信道滤波器做成是可编程的，从而使得对于不同通信系统的信号能够使用相同的信道滤波器。

在信道滤波之后，进行自动增益控制(AGC)和消除，即直流电压的补偿(DC补偿)。在AGC和直流电压减小功能之后，将该I和Q信号供给模数(A/D)转换器，并利用数字信号处理装置进行处理，使得能再现由发送信号表示的声音或数据。

该直接变换接收机不采用中频级，因此它的设计需要很少的部件。这允许该接收机有很简单的整体结构，因此使它在许多应用中都具优越性。

然而，在诸如移动电话的移动站中很少使用直接变换接收机。如果以工业的标准来制造这些移动站，先前所知的直接变换方法被认为是几乎不可能实施的。另外，这些已知的直接变换方案在不能解决数字移动通信系统的独有的特征和特有的问题。这是由于几个原因。

当实施直接变换接收机时面对的问题是偏移电压的控制。术语“偏移电压”(或直接变换偏移误差)称为误差电压，在接收机中变成归结为基本上直流电压的信号。然而，应该避免在接收的有用信号中包含该偏移电压。

对于偏移电压的一个一般的问题是该偏移电压可能变成到基带信号中。这可能发生在，例如，在移动通信中通常使用的I/Q接收机中，或在其中形成基带同相信号(I)和正交信号(Q)的任何其它接收机中。在直接变换接收机中这是一个特殊的问题，其中将接收的RF信号直接变换到伸展到零频的基带中。该偏移电压可明显高于前置级噪音。在这种情况，信噪比可能降低许多。