[发明专利]基于三角积分的软件定义接收机的动态频率校正

说明书

技术领域

本发明总体上涉及设计成适于各种全球无线电标准的宽的带宽无线电系统，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。

背景技术

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渠道化方法。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、渠道化方法的主要缺点在于其变化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，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(ADC)的动态范围、灵敏度和多模式交错基本上更加困难。

软件定义无线电架构目前没有存在于汽车领域中，但是已经在其它非汽车应用中被提出和推行了，诸如具有多频带波形的军用无线电。然而，在这些领域，由于波形需求差异大、操作安全需求冲突和互操作性复杂，零中频方法已经证明在技术上难以实现。已知的软件定义无线电通常集中于后端处理，具体提供无缝基带操作以支持多个波形。适度的性能规范并没有要求前端架构更加激进。简单直接采样或1级混频方法在接收机中已经足够了。对于采用三角几分调制器的软件定义无线电，部件功能通常在下变频阶段之后被发现并且具有低通特性。关于发射机，支持不同频段和波形标准的并联多功率放大器链已经足以满足要求。

三角积分调制器在数字接收机中变得越来越普遍，因为除了提供宽带高动态范围操作之外，调制器还具有许多可调参数，使得它们成为可重构系统的良好候选者。

发明内容

根据本公开的方面，一种设备包括：天线，其可操作以接收RF信号；存储器，其用于存储配置参数；软件可定义无线电，其用于配置初始滤波器响应、对RF信号进行滤波以生成经滤波的RF信号，并且用于响应于配置参数而重新配置滤波器响应；以及处理器，其可操作以处理经滤波的RF信号、确定经滤波的RF信号的质量因子、响应于质量因子而检索配置参数，并且将配置参数耦合至软件可定义无线电。

根据本公开的第二方面，一种方法包括：配置具有第一带宽和第一中心频率的滤波器响应；对具有第二中心频率的导频信号进行滤波；确定第一中心频率与第二中心频率之间的频偏；响应于频偏生成配置参数；以及将配置参数存储在存储器中。

根据本公开的第三方面，一种配置软件可定义无线电的方法包括：检索第一配置参数；响应于第一配置参数而配置滤波器响应；对RF信号进行滤波；确定RF信号的中心频率与滤波器响应的中心频率之间的偏移；检索与该偏移相关联的第二配置参数；响应于该第二配置参数而重新配置滤波器响应；以及对RF信号进行滤波。