專利名稱：時分雙工收發信機中的發射機影像抑制的制作方法
背景技術：
1.發明領域本發明涉及通信領域，具體地說，涉及使用公共發送和接收頻率的時分雙工(TDD)收發信機。
2.相關技術說明時分雙工(TDD)收發信機通常用于提供使用單一載波信號頻率的雙向通信。

圖1說明利用正交調制的常規時分雙工收發信機100的示例方框圖。收發信機100包括將輸入數據信號切換成正交信號TI131和TQ 132的發射機130。本機振蕩器120提供同相振蕩信號121，移相器125提供正交相位振蕩信號122，該信號與同相振蕩信號121呈90度相位移。正交信號TI 131在142由同相振蕩信號121調制，而正交信號TQ 132在144由正交相位振蕩信號122調制。混合器150組合這些調制的信號以產生復合信號151。
傳送/接收切換器160交替選擇通過天線165傳輸的復合信號151。在交替循環中，傳送/接收切換器160提供來自天線165的輸入信號161。雖然圖1(和圖3)示出為天線165，但在本領域使用諸如導線或電纜等其它通信介質也是普通的。
輸入信號151是復合信號，由解調器172和174分別分離成相應的正交信號RI 173和RQ 175。用于調制傳送正交信號TI和TQ的本機振蕩器120被用來將接收輸入信號151解調為接收正交信號RI和RQ，這在本領域中是普通的。使用普通本機振蕩器120有許多優點。具體地說，本機振蕩器120一般是鎖相振蕩器，在傳送/接收切換器160的傳送和接收兩個階段都使用同一振蕩器120使得不需要在每次過渡重新定相或重新同步振蕩器120。此外，與每次傳送和接收操作使用單獨的振蕩器相比，使用同一振蕩器120節省了材料成本。接收機110處理正交信號RI 173和RQ 175以提供輸出信號102。
發射機130以預定中頻(IF)提供發送正交信號TI 131和TQ 132，這在本領域是普通的。同樣地，由與發射機130相似的遠距離發射機生成的正交信號RI 173和RQ 175也以預定中頻生成。預定中頻(IF)的正交信號TI 131和TQ 132與載頻Fc的本機振蕩信號121和122的調制142和144產生了兩個調制邊帶，一個在Fc+IF，另一個在Fc-IF。理想的情況是正交信號TI 131和TQ 132被構造得使其中一個邊帶，即想要的邊帶，含有最大功率，而另一邊帶，“影像”邊帶含有最小功率。
然而，由于部件的差異和其它因素，在正交信號TI 131和TQ 132之間，相位或振幅與理想關系的差異會導致具有相當大功率的影像邊帶。圖2說明常規發射機130的示例頻譜功率密度圖，其中不具有正交信號TI和TQ之間振幅或相位的理想關系。如圖所示，主要的功率位于220的想要的邊帶Fc+IF，但相當多的功率出現在120的載頻FC以及230的影像邊帶Fc-IF。為使解調的想要的信號的失真最小化，發射機或遠距離接收機必須對此不想要的載波和影像信號功率進行濾波。
在本領域公知，濾波過程的成本和復雜性高度依賴于濾波器所要求的“滾降(roll-off)”程度。頻率接近的兩個信號的選擇性濾波要求很陡峭的滾降，因此，它比頻率隔得遠的兩個信號的選擇性濾波成本更高，也更復雜。為此，含蓄地說，優選中頻IF應大，因為想要的220和不想要的230信號之間的間隔所述中頻的兩倍。然而，與低的中頻相比，高的中頻會導致發射機130和接收機110中使用的部件的額外成本和復雜性。發射機130最好盡可能設計得與理想情況相一致，以便發射機或遠距離接收機所需濾波的程度最小，并可以利用更低的中頻。但是，使用提供理想發射機性能的精確部件和魯棒性設計技術也是一個昂貴和復雜的方法。
發明簡述本發明的一個目的是提供一種方法和設備，用于將收發信機傳送的不想要的影像頻率信號減至最少。本發明的另一個目的是提供一種方法和設備，用于將從不需要使用精確部件的收發信機傳送的不想要的影像頻率信號減至最少。本發明的再一個目的是提供一種方法和設備，用于將收器傳送的不想要的影像頻率信號減至最少，其中允許動態調整收發信機性能以補償部件差異和環境變化。
通過提供一種用于確定收發信機傳送的影像信號能量特征并由此向發射機提供反饋以減少此影像信號能量的方法和設備來實現上述目的和其它目。影像信號能量由收發信機的接收機部件測量，并反饋給收發信機的發射機部件。發射機部件利用所述反饋信息來調整正交信號之間的增益和/或相位關系，所述正交信號隨后被正交相位調制并被傳送。可以采用多種技術，以允許接收機部件直接測量影像信號能量。發射機的相位調制信號可以進行交換，以便影像信號能量在想要的信號的邊帶傳送。另一方面，接收機的相位調制信號可以進行交換，以便接收機的操作頻率從發射機的想要的信號邊帶的頻率轉換到發射機的影像信號邊帶的頻率。
圖2說明正交信號之間具有非理想關系的先有技術正交相位發射機的示例頻譜圖。
圖3說明按照本發明的時分雙工收發信機的示例方框圖。
圖4說明按照本發明的正交相位發射機的示例頻譜圖。
圖5說明按照本發明的可選擇的時分雙工收發信機的示例方框圖。
圖6說明按照本發明的用于收發信機的雙正交模塊的示例方框圖。
在所有圖形中，相同的標號表示類似或對應的特性或功能。
發明詳述圖3說明按照本發明的時分雙工收發信機300的示例方框圖。發信機300被配置成允許收發信機300的接收機310接收來自收發信機300的發射機330的復合傳送信號151。切換器320在校準信號325被確定時實現復合信號151到解調器172和174的連接。圖中還示出任選的衰減設備360，該設備對切換的復合信號151進行衰減以形成某一信號強度的衰減復合信號361，所述信號強度對應于來自天線165的典型接收復合信號161的信號強度。在校準模式，接收/傳送切換器160斷開接收信號路徑的復合信號161。接收機310提供諸如一個或多個選擇頻率的信號強度指示的表征信號311，該信號反饋到發射機330，通常經由反饋設備340反饋。根據本發明，發射機330包括用于控制正交信號TI 131和TQ 132兩者或其中之一的相位和/或增益和/或本機振蕩信號121和122的相對相位的裝置。此類相位和增益控制裝置是本領域中普通的裝置并且包括電壓或開關受控移相器及可變增益放大器與濾波器。反饋設備340被配置成在有表征信號311時實現該信號的變換以提供適當的控制信號341和342來改變發射機330中的相位和/或增益和/或本機振蕩信號121和122的相對相位，這由實現此控制的選定裝置的具體特性確定。
根據本發明，表征信號311提供不想要的影像信號分量的表征，圖2中該分量是分量230，該表征包含在傳送的復合信號151中。處于校準模式時，發射機330應用對應于所述不想要的影像信號分量的控制信號341和342來減小所述不想要的信號分量的大小。本發明最佳實施例中包含了常規閉環反饋技術，以便響應表征信號311而使所述不想要的信號分量的大小最小。通過使復合信號151中不想要的影像信號分量的大小最小，為提供原輸入信息201的未失真表示而對發射機130或遠距離接收機(未示出)的濾波程度的要求大大降低。同樣地，通過使復合信號151中不想要的影像信號分量的大小最小，發射機330和接收機310使用的中頻可以變低。對本領域的普通技術人員來說，抑制傳送的復合信號中不想要的影像信號分量的上述及其它優點將是明顯的。
注意，要實現上述優點，表征信號311必須與不想要的信號分量的表征基本對應，接收機的靈敏度必須足以檢測到較低大小的不想要的影像信號分量。許多技術可以用于提供適當的表征信號311。在利用普通正交振蕩信號進行調制和解調的收發信機中，兩種此類技術特別適合于本發明的實施例。
圖3所示是一種系統的示例方框圖，該系統可以被配置成提供通常含有不想要的信號分量(圖2中的220)的邊帶中的不想要的信號分量(圖2中的230)。在此最佳實施例中的切換器320被配置成將同相振蕩信號121與正交相位振蕩信號122進行交換。這樣，因為用于調制傳送正交信號TI 131和TQ 132的振蕩信號321和322相對于用于解調接收正交信號RI 173和RQ 175的振蕩信號121和122進行交換，合成邊帶也在頻域中進行了交換。通過提供不想要的信號分量的常規邊帶中以前不想要的信號分量230，來自接收機310的表征信號311可以從常規接收機中出現的信號中容易地得到。例如，常規接收機通常包含內部增益控制信號，一般稱為自動增益控制(AGC)信號，或接收信號強度指示符(RSSI)信號，用于對來自天線165的不同復合信號161強度進行補償。常規提供的這個信號強度指示符被配置成提供想要的信號分量的信號強度的度量，圖2中該該分量為220。通過將不想要的信號分量230切換到常規含有想要的信號分量220的邊帶，在接收機310中常規提供的這個信號強度指示符可用作表征信號311。鑒于本發明，本領域的普通技術人員將明白，實現所述邊帶切換的其它方法也是可行的，例如，接收信號RI 173和RQ 175可以相對于振蕩信號121和122進行交換。
圖4說明按照本發明的正交相位發射機300的示例頻譜圖。圖4包括在圖3的校準信號325未確定時與常規傳送對應的頻譜響應曲線210、220和230(虛線)以及與確定的校準信號325對應的頻譜響應曲線410、420和430(實線)。因為振蕩頻率321和322相對常規振蕩頻率121和122，因此，合成的頻譜響應曲線410、420和430基本上是常規頻譜響應曲線210、220和230的鏡像。分量430對應于常規的不想要的信號分量230，只是分量430處于常規包含想要的信號分量220的邊帶Fc+IF。因為在校準控制信號325被確定時圖3的切換器320將對應于頻譜響應曲線410、420和430的復合輸出151連接到接收解調器172和174，因而圖3的接收機310中的常規電路對不想要的信號分量430進行處理，好像不想要的信號分量430是想要的信號分量220，在這種情況下，提供不想要的信號分量430的指示，所述指示用于提供表征信號311，所述表征信號311用于降低所述不想要的信號分量430。
圖5說明按照本發明的可選擇的時分雙工收發信機500的示例方框圖。與圖3的收發信機300相反，在校準控制信號325被確定時，切換器520用于交換接收解調器172和174使用的同相121和正交相位122振蕩信號。同相121與正交相位122振蕩信號的交換形成振蕩信號521和522，振蕩信號521和522與用于調制正交信號TI 131和132的振蕩信號121和122的常規關系相對，所述交換影響接收機310的中心頻率切換，以便與常規包含圖2中不想要的信號分量230的邊帶FC-IF相符合。與收發信機300的情況相類似，在校準控制信號325被確定且接收機中心頻率移動后，圖5的接收機310中的常規電路對不想要的信號分量230進行處理，好像是想要的信號分量220，在這種情況下，提供不想要的信號分量230的指示，所述指示用于提供表征信號311，表征信號311用于降低不想要的信號分量230。
如上所述，不想要的影像信號分量的大小相對低，而且在最佳實施例中，接收機被配置成對此類小信號敏感，并對發射機330所提供的影像分量361的帶寬之外的信號不敏感。圖6說明在按照本發明的收發信機300和500中使用的雙正交模塊600的示例方框圖。該雙正交模塊屬常規技術，它在收發信機300和500處于校準模式時在接收機提供更高的影像抑制，并提供對不想要的影像信號分量的更高靈敏度。由于本發明的公開，對本領域的普通技術人員來說，改進收發信機性能和靈敏度的其它技術將是明顯的。
上述內容只是本發明的原理。因此可以理解，本領域的技術人員將能夠設計出不同的設備，這些設備雖未在此明確描述或示出，但包含本發明的原理并因此在后附的權利要求書的精神和范圍中。
權利要求
1.一種收發信機(300)，它包括發射機(330)，它被配置成接收輸入信號(101)并由此生成第一傳送正交信號(131)和第二傳送正交信號(132)；調制器(142、144，150)，它被配置成調制所述第一傳送正交信號(131)和所述第二傳送正交信號(132)，并由此生成包括想要的信號分量(320)和不想要的信號分量(330)的復合信號(361)；解調器(172，174)，它被選擇性地配置成解調所述復合信號(361)并由此生成第一接收正交信號(173)和第二接收正交信號(175)；以及接收機(310)，它被配置成接收所述第一接收正交信號(173)和所述第二接收正交信號(175)，并由此生成基本上與所述復合信號(361)的所述不想要的信號分量(330)相關的表征信號(311)；其中所述收發信機(300)被配置成依據所述表征信號(311)來對所述第一傳送正交信號(131)和所述第二傳送正交信號(132)中至少一個信號的相位和振幅的至少一個進行調整。
2.權利要求1的收發信機(300)，其特征在于還包括本機振蕩器(120)，它被配置成提供第一振蕩信號(121)和第二振蕩信號(122)；以及其中通過修改所述第一振蕩信號(121)和所述第二振蕩信號(122)之間的相位關系來調整所述第一傳送正交信號(131)和所述第二傳送正交信號(132)中至少一個信號的相位。
3.權利要求1的收發信機(300)，其特征在于還包括雙正交模塊(600)，它在所述接收機(310)提供高影像抑制，從而提供對所述表征信號(173)的高靈敏度。
4.權利要求1的收發信機(300)，其特征在于所述想要的信號分量(320)位于第一邊帶頻率；所述不想要的信號分量(330)位于第二邊帶頻率；以及所述收發信機(300)還包括切換器(520)，切換器(520)被配置成實現所述接收機(310)上的頻率變化，以便所述接收機(310)居中預所述第二邊帶頻率。
5.權利要求4的收發信機(300)，其特征在于還包括本機振蕩器(120)，它被配置成提供同相振蕩信號(121)和正交相位振蕩信號(122)；并且其中所述解調器(172，174)被配置成依據所述同相振蕩信號(121)和所述正交相位振蕩信號(122)對所述復合信號(361)進行解調；以及所述切換器(520)被配置成通過交換所述同相振蕩信號(121)和所述正交相位振蕩信號(122)來實現所述調諧頻率變化。
6.權利要求1的收發信機(300)，其特征在于所述接收機(310)還被配置成依據接收機調諧頻率來生成所述表征信號(311)；并且所述收發信機(300)還包括切換器(320)，切換器(320)被配置成實現所述調制器(142、144，150)中的變化，以便所述不想要的信號分量(330)生成于所述接收機調諧頻率。
7.權利要求6的收發信機(300)，其特征在于還包括本機振蕩器(120)，它被配置成提供同相振蕩信號(121)和正交相位振蕩信號(122)；以及其中所述調制器(142、144，150)被配置成依據所述同相振蕩信號(121)和所述正交相位振蕩信號(122)來生成所述復合信號(361)；以及所述切換器(320)被配置成通過交換所述同相振蕩信號(121)和所述正交相位振蕩信號(122)來實現所述調制器(142、144，150)中的變化，以便在所述接收機調諧頻率生成所述不想要的信號分量(330)。
8.一種抑制收發信機(300)傳送的不想要的信號分量(330)的方法，所述方法包括以下步驟接收輸入信號(101)并由此生成第一傳送正交信號(131)和第二傳送正交信號(132)；調制所述第一傳送正交信號(131)和所述第二傳送正交信號(132)并由此生成包括想要的信號分量(320)和不想要的信號分量(330)的復合信號(361)；解調所述復合信號(361)并由此生成第一接收正交信號(173)和第二接收正交信號(175)；接收所述第一接收正交信號(173)和所述第二接收正交信號(175)并由此生成基本上與所述復合信號(361)的所述不想要的信號分量(330)相關的表征信號(311)；以及依據所述表征信號(311)對所述第一傳送正交信號(131)和所述第二傳送正交信號(132)中至少一個信號的相位和振幅的至少一個進行調整，以便抑制所述不想要的信號分量(330)。
9.一種收發信機(300)，它包括接收機(310)，它被配置成接收第一信息信號(161)；發射機(330)，它被配置成傳送第二信息信號(151)；以及切換器(320，520)，它被配置成連接所述發射機(330)和所述接收機(310)，以便在校準模式期間，所述接收機(310)接收的所述第一信息信號(161)對應于所述發射機傳送的所述第二信息信號(151)；其中所述收發信機(300)被配置成依據在校準模式期間接收的所述第一信息信號(161)來提供所述第二信息信號的相位和增益的至少一個的調整。
10.一種對包括接收機(310)的收發信機(300)中的發射機(330)進行校準的方法，它包括如下步驟通過所述發射機(330)傳送信號(151)；通過所述接收機(310)接收所述信號(151)以提供表征信號(311)；以及依據所述表征信號(311)來調整所述發射機(330)。
全文摘要
在包括傳送和接收功能的時分雙工(TDD)的收發信機中,確定收發信機傳送的不想要的影像信號能量的特征,并由此向發射機提供反饋以降低此不想要的影像信號能量。影像信號能量由收發信機的接收機部件測量,并反饋給收發信機的發射機部件。發射機部件使用反饋信息來調整正交信號之間的增益和/或相位關系,這些正交信號隨后會被正交相位調制并傳送出去。可以采用多種技術來允許接收機部件直接測量影像信號能量。發射機的相位調制信號可以進行交換,以便不想要的影像信號能量在想要的信號的邊帶中傳送。另一方面,接收機的相位調制信號可以進行交換,以便接收機的操作頻率從發射機的想要的信號邊帶頻率轉移到發射機的不想要的影像信號邊帶的頻率。
文檔編號H04B1/56GK1346544SQ00806030
公開日2002年4月24日 申請日期2000年11月29日 優先權日1999年12月14日
發明者R·莫欣德拉 申請人:皇家菲利浦電子有限公司