[发明专利]使用最大似然比特流编码的信号的直接数字合成

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年10月27日提交、题为“Software Digital Front End(SoftDFE)Signal Processing and Digital Radio”的美国专利临时申请No.61/552,242的优先权，其通过引用合并至此。

本申请涉及于2009年3月31日提交、题为“Methods and Apparatus for Direct Synthesis of RF Signals Using Delta-Sigma Modulator”的国际专利申请No.PCT/US09/38929，其通过引用合并至此。

技术领域

本发明涉及比特流编码技术，并且更具体地涉及使用最大似然比特流编码的RF信号的直接合成的技术。

背景技术

以通过将携带基带信号的初始信息乘以载波频率所获得的期望频率来传输通信信号。在射频(RF)发射器中，例如，通常通过将数字信号转换为模拟信号，然后使用一个或多个混合器将所述模拟信号与RF载波频率信号混合，来从携带数字基带信号的信息中获得期望的RF频率。

已经提出或建议了许多直接合成技术用于从携带数字基带信号的信息直接合成RF信号。例如，于2009年3月31日提交、题为“Methods and Apparatus for Direct Synthesis of RF Signals Using Delta-Sigma Modulator”的国际专利申请No.PCT/US09/38929公开了使用Δ-∑调制器直接合成RF信号的技术。

对于高精度数模转换，当可能进行大规模过采样(例如，在音频或无线基带应用中，信号带宽相对低并且10-1000次过采样是可能的)时，当使用一比特量化器、调制器(噪声整形器)(后接模拟滤波器)时，该Δ-∑调制器已经成功地用于实现高精度数模转换。然而，该Δ-∑调制器的反馈路径在较高采样频率(例如，1GHZ及更高)下难以实现。由于存在非线性量化器，算法在较低的时钟频率下难以并行并且因此难以实现。此外，输入信号通常被限制在所述参考电压的一部分，以确保调制器的稳定性(例如，所述技术的功率效率不是很高)。而且，较高的分辨率需要高的过采样率(100或更多)。

因此需要用于在较高采样频率下直接合成RF信号的改进的方法和设备。还需要用于RF信号的直接合成的稳定的调制器，在该稳定的调制器中过采样率降低并且提供相对于Δ-∑调制器改进的噪声性能，并且其能够在较高频率(几百兆赫兹到几千兆赫兹)下实现。例如，许多国家的GSM信号的中心频段在800MHz附近，并且WCDMA信号的中心频段在2.1GHz附近(基站发射器)。

发明内容

大体上，提供使用最大似然序列估计的直接合成RF信号的方法和设备。根据本发明的一方面，通过对数字RF输入信号执行最大似然序列估计来产生数字流，以使得产生的数字流在由原型滤波器滤波后产生基本上最小的误差来合成所述RF数字RF输入信号。所述基本上最小的误差包括所述原型滤波器的数字输出与所述数字RF输入信号之间的差。所述数字流基本上与所述输入数字RF信号相等。所述最大似然序列估计包括，例如，维特比解码、减少状态序列估计和/或M算法。

根据本发明的另一方面，所述数字流被施加到模拟复原滤波器。所述模拟复原滤波器的输出包括与所述数字RF输入信号近似的模拟RF信号。在不同实施例中，所述模拟复原滤波器包括，例如，无源滤波器、电阻-电感-电容(R-L-C)电路和/或传输线路。

所述原型滤波器具有与所述复原滤波器类似的频率响应。在不同实施例中，所述原型滤波器包括有限冲激响应滤波器或无限冲激响应滤波器。例如，所述原型滤波器可以是带通滤波器并且所述数字RF输入信号是在数字域被调制到RF频率的基带信号。或者，所述原型滤波器可以是基带滤波器并且所述数字RF输入信号是基带信号。

将通过参考以下详细描述和附图获得对于本发明的更全面的理解，以及本发明的进一步的特征和优点。

附图说明

图1示出了传统RF发射器；

图2示出了示例性Δ-∑调制器；

图3示出了示例性一比特Δ-∑调制器的频率响应；

图4是包含本发明的一些方面的示例的最大似然比特流编码系统的示意方块图；

图5是图4的最大似然比特流编码器的示例性实现方式的示意方块图；以及

图6A和6B分别示出了基带和带通实现方式的所述h(t)原型滤波器的示例性滤波器响应。