專利名稱：產(chǎn)生移動無線信號的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種方法，用于在使用DDS(直接數(shù)字頻率合成)和調(diào)制器下產(chǎn)生移動無線信號，包括以下步驟A)通過采用DDS-控制字和DDS-時鐘頻率控制DDS產(chǎn)生中頻；B)在取決于調(diào)制器的基準(zhǔn)頻率使用調(diào)制器下，將中頻轉(zhuǎn)換為移動無線信號的發(fā)射頻率。
移動無線信號作為HF-信號以確定的發(fā)射頻率從移動站發(fā)射到基站。為了以所要求的頻率合成這種信號-例如目前通用的GSM-標(biāo)準(zhǔn)中所使用的900或者1800/1900MHz范圍內(nèi)的HF-發(fā)射頻率-通常是通過將基準(zhǔn)頻率混頻，倍增或者分頻來獲得這種頻率?；鶞?zhǔn)頻率一般是由作為頻率標(biāo)準(zhǔn)使用的石英振蕩器發(fā)出，它例如在26MHz下穩(wěn)定地振蕩。在產(chǎn)生移動無線信號時，直接或者調(diào)制后使用這種基準(zhǔn)頻率。
例如在上述的移動無線終端設(shè)備中，從基準(zhǔn)頻率出發(fā)借助于DDS(直接數(shù)字頻率合成)產(chǎn)生中頻，然后繼續(xù)處理。DDS通過DDS-控制字和DDS-時鐘頻率控制，其中，中頻的產(chǎn)生源于DDS中進(jìn)行的計(jì)數(shù)過程。在這種計(jì)數(shù)過程中，計(jì)數(shù)器以DDS-時鐘頻率的時鐘增量控制字，直至計(jì)數(shù)器達(dá)到DDS內(nèi)在的恒定最大值(相位累加寬度)，然后它在需要時重新利用與前面進(jìn)行的計(jì)數(shù)周期的溢出相應(yīng)的起始值復(fù)位。根據(jù)DDS的構(gòu)成，為了產(chǎn)生帶有中頻的信號或者利用通過計(jì)數(shù)器達(dá)到的最大值或者利用計(jì)數(shù)器增量的過程。這種信號因此取決于DDS-時鐘頻率和控制字。
出于實(shí)踐的原因，然后將由DDS以中頻發(fā)出的信號利用后置連接的調(diào)制器，例如補(bǔ)償-相位調(diào)節(jié)回路(O-PLL)轉(zhuǎn)換到移動無線-發(fā)射頻率的范圍內(nèi)。對此需要兩個振蕩器，其中，一個提供基準(zhǔn)頻率，匯入另一個電壓調(diào)節(jié)的發(fā)射振蕩器的調(diào)節(jié)中。
上述產(chǎn)生移動無線信號的方法要求相當(dāng)高的硬件費(fèi)用。特別是應(yīng)考慮到，迄今實(shí)現(xiàn)上述方法需要至少三個頻率振蕩器，即產(chǎn)生DDS-時鐘頻率的頻率振蕩器，產(chǎn)生O-PLL基準(zhǔn)頻率的頻率振蕩器和產(chǎn)生發(fā)射頻率的頻率振蕩器。然而，這種硬件費(fèi)用與那種發(fā)展趨勢背道而馳，即為大批量市場生產(chǎn)的高頻-發(fā)射-/接收功能塊，應(yīng)盡可能減少外部組件的數(shù)量和在良好的可重復(fù)性下具有很高的電路性能。為此，要求盡可能大程度地減少各電路組件的數(shù)量。此外，設(shè)計(jì)電路的目的在于，盡可能少地使用振蕩器，因?yàn)樗鼈兝缬捎谥C波形成，串?dāng)_或者這類現(xiàn)象干擾電路的性能。
本發(fā)明的目的因此在于，提供一種上述類型的方法，采用該方法可以減少所需要的振蕩器的數(shù)量。
該目的通過在使用DDS和調(diào)制器下產(chǎn)生移動無線信號的方法得以實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟A)通過采用DDS-控制字和DDS-時鐘頻率控制DDS產(chǎn)生中頻；B)在取決于調(diào)制器的基準(zhǔn)頻率使用調(diào)制器下，將中頻轉(zhuǎn)換為移動無線信號的發(fā)射頻率。在此方面，依據(jù)本發(fā)明調(diào)制器的基準(zhǔn)頻率-不變或者通過分配系數(shù)分配-作為DDS-時鐘頻率使用，其中，為產(chǎn)生中頻這樣選擇DDS-控制字，使其補(bǔ)償調(diào)制器基準(zhǔn)頻率的起伏。
通過將DDS后置連接的調(diào)制器的基準(zhǔn)頻率作為DDS-時鐘頻率使用，可以取消為提供時鐘頻率分配給DDS的振蕩器。通過這種措施簡化了對應(yīng)的電路的結(jié)構(gòu)，并提高了電路的性能及其可重復(fù)性。雖然在依據(jù)本發(fā)明的解決方案中，出現(xiàn)調(diào)制器的基準(zhǔn)頻率會產(chǎn)生起伏的問題，特別是在調(diào)制器的基準(zhǔn)頻率是通過用于形成移動無線信號定期更換頻道的頻道合成器產(chǎn)生的情況下。但是，這一問題在依據(jù)本發(fā)明的解決方案中由此得以考慮，即這樣選擇當(dāng)前的DDS-控制字，從而除了用于產(chǎn)生所要求的中頻的信息外，還含有附加信息，借助于這些附加信息可以補(bǔ)償調(diào)制器基準(zhǔn)頻率的起伏。由此，可以借助于DDS產(chǎn)生相當(dāng)穩(wěn)定的帶有所要求的中頻的信號，然后可以利用后置連接的調(diào)制器按所要求的發(fā)射頻率，例如GSM-標(biāo)準(zhǔn)中的900MHz或者1800/1900MHz向上轉(zhuǎn)換。也就是說，本發(fā)明指明一條道路，即在簡化產(chǎn)生DDS-時鐘頻率的高頻-發(fā)射功能塊電路的情況下，使用DDS后置連接的調(diào)制器的基準(zhǔn)頻率。
在本發(fā)明的進(jìn)一步構(gòu)成中，調(diào)制器的基準(zhǔn)頻率在頻道合成器中從電壓調(diào)節(jié)的振蕩器可變輸出頻率中通過轉(zhuǎn)換到基準(zhǔn)頻率產(chǎn)生。到基準(zhǔn)頻率的轉(zhuǎn)換可以通過合成器相位調(diào)節(jié)回路(PLL)進(jìn)行。
如上所述，必須根據(jù)調(diào)制器當(dāng)前基準(zhǔn)頻率的標(biāo)準(zhǔn)確定DDS-控制字。對此應(yīng)說明以下關(guān)系S＝[fout-DDS/fclk-DDS]·2N，其中S為控制字，fout-DDS為中頻，fclk-DDS為DDS-時鐘頻率，N為DDS的相位累加寬度。
若DDS的相位累加寬度N不變，控制字S因此應(yīng)從所要求的中頻和目前存在的時鐘頻率中計(jì)算得出，后者直接取決于調(diào)制器的基準(zhǔn)頻率。利用相當(dāng)少的硬件技術(shù)費(fèi)用即可進(jìn)行計(jì)算。
作為對從實(shí)際存在的參數(shù)，中頻和DDS-時鐘頻率中計(jì)算出DDS-控制字的選擇，依據(jù)本發(fā)明DDS-控制字從事先存儲的表格中在取決于當(dāng)前的DDS-時鐘頻率和所要求的中頻下確定。例如在成本低廉地具有足夠多的存儲位置下，可選擇本發(fā)明的這種方案。
在本發(fā)明的進(jìn)一步構(gòu)成中，DDS-控制字從另一調(diào)制器，特別是GMSK-調(diào)制器的輸出信號中產(chǎn)生。在這種情況下，DDS-控制字含有通過其他調(diào)制器調(diào)頻的信息，用于中頻和用于補(bǔ)償該調(diào)制器基準(zhǔn)頻率的起伏。但是，依據(jù)本發(fā)明的方法與其他調(diào)制器的類型無關(guān)，從而取代GMSK-調(diào)制器也可以使用其他類型的調(diào)制器。
本發(fā)明還涉及特別是按照上述方法產(chǎn)生移動無線信號的裝置，包括-DDS(直接數(shù)字頻率合成)，用于從DDS-控制字和DDS-時鐘頻率中產(chǎn)生中頻；-調(diào)制器用于在取決于調(diào)制器基準(zhǔn)頻率情況下將中頻轉(zhuǎn)換到移動無線信號的發(fā)射頻率上。
在該裝置中，從調(diào)制器的基準(zhǔn)頻率中得出DDS-時鐘頻率；DDS-控制字按調(diào)制器的基準(zhǔn)頻率的標(biāo)準(zhǔn)選擇。
在依據(jù)本發(fā)明裝置的進(jìn)一步構(gòu)成中，可以具有用于產(chǎn)生移動無線信號頻道的頻道合成器，其中，頻道合成器的輸出頻率-不變或者通過分頻系數(shù)分頻-作為基準(zhǔn)頻率輸送到調(diào)制器和作為DDS-時鐘頻率輸送到DDS。此外，依據(jù)本發(fā)明頻道合成器具有振蕩器，最好是電壓調(diào)節(jié)的振蕩器和該振蕩器后置連接的合成器-相位調(diào)節(jié)回路。
為使調(diào)制器的基準(zhǔn)頻率滿足控制DDS的要求，在依據(jù)本發(fā)明裝置的進(jìn)一步構(gòu)成中，可以具有將調(diào)制器的基準(zhǔn)頻率向下分頻到所要求的DDS-時鐘頻率的分頻器。在此方面，可以涉及傳統(tǒng)的分頻器或者其他的DDS。
如上所述，DDS-控制字可以計(jì)算得出或者從事先儲存的表格中讀出。根據(jù)所選擇的解決方案，在依據(jù)本發(fā)明的裝置中，該裝置因此具有用于計(jì)算DDS-控制字的計(jì)算單元或者用于存儲和讀出表格的存儲單元，該表格在取決于當(dāng)前DDS-時鐘頻率和所要求的中頻情況下說明DDS-控制字。
依據(jù)本發(fā)明，調(diào)制器可以作為相位調(diào)節(jié)回路，特別是作為補(bǔ)償-PLL構(gòu)成。這樣產(chǎn)生可以簡單集成和成本低廉實(shí)現(xiàn)向高轉(zhuǎn)換中頻的電路設(shè)計(jì)。當(dāng)然，也可以設(shè)想可以向高轉(zhuǎn)換中頻的其他類型可能開環(huán)回路的調(diào)制器。
此外，依據(jù)本發(fā)明的裝置包括另一調(diào)制器，特別是GMSK-調(diào)制器，前置連接產(chǎn)生DDS-控制字的DDS。
依據(jù)本發(fā)明的裝置可以通過上一級的控制單元控制，它例如作用于其他的調(diào)制器，DDS以及頻道合成器。
下面借助附圖舉例對本發(fā)明進(jìn)行說明。其中

圖1示出實(shí)現(xiàn)依據(jù)本發(fā)明方法可能性的功能塊圖；圖2示出采用依據(jù)本發(fā)明電路設(shè)計(jì)的集成高頻-發(fā)射-/接收功能塊發(fā)射電路的功能塊圖。
圖1中依據(jù)本發(fā)明的電路設(shè)置采用10標(biāo)注。該設(shè)置包括DDS(直接數(shù)字頻率合成裝置)12，它后置連接作為補(bǔ)償-PLL(補(bǔ)償-相位調(diào)節(jié)回路)14構(gòu)成的調(diào)制器。在補(bǔ)償-PLL14內(nèi)，由頻道合成器16通過線路18輸入帶有基準(zhǔn)頻率fref的信號。此外，將帶有基準(zhǔn)頻率fref的該信號通過線路20分接并輸送到分頻器22。在分頻器22內(nèi)頻率fref通過分頻系數(shù)N向下分頻，從而得到帶有頻率fclk-DDS的信號，該信號通過線路24作為時鐘信號輸送到DDS12。對這些信號頻率適用下列關(guān)系fout＝N·fclk-DDS。
依據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生移動無線信號的裝置工作方式如下為產(chǎn)生所要求的中頻fout-DDS，向DDS通過線路26輸送控制字S，通過線路24輸送帶有時鐘頻率fclk-DDS的時鐘信號。在DDS12內(nèi)，以本已公知的方式產(chǎn)生帶有中頻fout-DDS，例如20MHz的周期性信號。它由此產(chǎn)生，即帶有預(yù)先規(guī)定最大計(jì)數(shù)值(相位累加寬度)的計(jì)數(shù)器在由時鐘頻率fclk-DDS預(yù)先規(guī)定的每一時鐘內(nèi)下以各預(yù)先規(guī)定的控制字S增量，直至達(dá)到或者超過最大計(jì)數(shù)值(相位累加寬度)。然后計(jì)數(shù)器復(fù)位，其中，需要時將增量時超過最大計(jì)數(shù)值的數(shù)值在復(fù)位后被接受用于重新向上計(jì)數(shù)。接著，計(jì)數(shù)器重新增量。將增量的過程或者達(dá)到最大值用于產(chǎn)生帶有中頻fout-DDS的周期性信號。
然后，將帶有中頻fclk-DDS的該周期性信號通過補(bǔ)償-PLL-電路14向高轉(zhuǎn)換到發(fā)射頻率fout-RF。為此，首先在相位檢波器28內(nèi)，采集通過線路30由DDS輸出的帶有中頻fout-DDS的信號和在線路32上輸出到相位檢波器28上的比較信號之間的相位差。該比較信號通過將帶有頻率fout-RF的移動無線輸出信號和帶有頻率fref的基準(zhǔn)信號通過混頻器34混頻產(chǎn)生。
將由相位檢波器28通過線路36輸出的信號輸送到電荷泵38，由該電荷泵通過線路40控制環(huán)路濾波器42。
環(huán)路濾波器42的輸出信號通過線路44輸出用于控制電壓調(diào)節(jié)的振蕩器46，其中心頻率例如為1800MHz。
如從圖1所見，為產(chǎn)生補(bǔ)償-PLL14的基準(zhǔn)信號以及產(chǎn)生DDS12的時鐘信號，最終只使用一個和同一個振蕩器，即使用分配給頻道合成器16的振蕩器48。其輸出頻率通過另一相位調(diào)節(jié)回路50向上轉(zhuǎn)換到基準(zhǔn)頻率f-ref。由此在設(shè)計(jì)電路10時，可以取消為產(chǎn)生DDS12帶有時鐘頻率fclk-DDS信號而使用分開的振蕩器，從而簡化了依據(jù)本發(fā)明的裝置并提高了電路的性能。
圖2示出圖1依據(jù)本發(fā)明電路的實(shí)施例。為便于介紹和避免重復(fù)，與圖1所述相同的和同類型的部件采用相同的參考符號。
圖2示出發(fā)射-/接收功能塊52的示意圖，其中，僅示出對發(fā)射移動無線信號重要的電路設(shè)計(jì)。但應(yīng)當(dāng)指出的是，通過線路54連接到接收混頻器并由此連接到對接收移動無線信號重要的電路部件。
圖2示出-部分用虛線突出-本發(fā)明的三個主要部件，即DDS12，補(bǔ)償-PLL14以及頻道合成器16。此外，圖2還示出這些部件與發(fā)射-/接收功能塊52的電路設(shè)計(jì)相關(guān)情況。
從作為頻率標(biāo)準(zhǔn)使用的石英振蕩器56，通過線路58向電路輸入帶有例如26MHz基頻的fbase信號。該信號一方面通過線路62輸送到調(diào)制器60，其中，其頻率借助于帶有分頻系數(shù)M的分頻器64先向下分頻，例如分頻到2.16MHz的頻率。
調(diào)制器60通過線路66由控制單元68控制。該調(diào)制器60例如為GMSK-調(diào)制器?？刂茊卧?8還通過線路70控制加法器72，它將調(diào)制器60的輸出信號和控制單元68的輸出信號相加成控制字S，再將該控制字通過線路26輸送到DDS12。
此外，將帶有基頻fbase的信號作為基準(zhǔn)信號輸送到頻道合成器16的相位調(diào)節(jié)回路PLL50。PLL50以圖1所述的方式與電壓調(diào)節(jié)的振蕩器48共同作用，它例如輸出帶有頻率3.6GHz的信號。振蕩器48后置連接環(huán)路濾波器70。
帶有基準(zhǔn)頻率f-ref的PLL50的輸出信號通過線路18一方面輸送到補(bǔ)償-PLL14，另一方面通過線路20輸送到分頻器22。如上所述，基準(zhǔn)頻率f-ref借助于帶有分頻系數(shù)N的分頻器22向下分頻到時鐘頻率fclk-DDS，該時鐘頻率通過線路24作為時鐘信號的頻率輸送到DDS12。
DDS12在通過線路26輸入的控制字S和通過線路24輸入的時鐘頻率fclk-DDS的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生帶有中頻fout-DDS的信號，將其通過線路30輸送到補(bǔ)償-PLL14。該帶有中頻fout-DDS的信號如前面圖1所述那樣，在PLL14中，確切地說通過其部件相位檢波器28，電荷泵38，環(huán)路濾波器42和振蕩器46繼續(xù)處理。
需要指出的是，在圖2的實(shí)施例中，根據(jù)所要求的發(fā)射頻率，在補(bǔ)償-PLL14中具有兩個振蕩器，即振蕩器46和振蕩器74，其中，振蕩器46具有這樣的中心頻率，使其在1800或1900MHz的范圍內(nèi)提供發(fā)射頻率，而振蕩器74相反這樣設(shè)計(jì)，使其具有900MHz范圍內(nèi)的中心頻率。這樣提供帶有這些頻率范圍的兩個振蕩器，例如對在三個不同的GSM網(wǎng)中運(yùn)行的移動電話來說是需要的。
此外需要指出的是，通過線路18輸出的基準(zhǔn)頻率f-ref根據(jù)振蕩器46和74的激活狀態(tài)，通過可變調(diào)節(jié)分頻器76首先向下分頻，然后輸送到補(bǔ)償-PLL14并輸入到混頻器4內(nèi)。
帶有發(fā)射頻率fout-RF的輸出信號通過線路78輸送到發(fā)射輸出級的功率放大器80并放大。從該輸出級將發(fā)射信號輸送到天線82，并以電磁波的形式發(fā)射。
與圖2相關(guān)的上述介紹表明了這樣一種可能性，即依據(jù)本發(fā)明的電路設(shè)計(jì)可以這樣用于移動無線終端設(shè)備的發(fā)射-/接收功能塊52上，使其在簡化電路設(shè)計(jì)的情況下，在提高電路性能的同時，實(shí)現(xiàn)良好的可重復(fù)性。正如與圖1相關(guān)所述那樣，再次使用頻道合成器16的基準(zhǔn)頻率f-ref，既可以控制補(bǔ)償-PLL14，也可以-在借助于分頻器22向下分頻之后向DDS12發(fā)送時鐘。
權(quán)利要求
1.用于在使用DDS(12)(直接數(shù)字頻率合成)和調(diào)制器(14)下產(chǎn)生移動無線信號的方法，包括以下步驟A)通過采用DDS-控制字(S)和DDS-時鐘頻率(fclk-DDS)控制DDS(12)產(chǎn)生中頻(fout-DDS)；B)在取決于調(diào)制器(14)的基準(zhǔn)頻率(fref)使用調(diào)制器(14)下，將中頻(fout-DDS)轉(zhuǎn)換為移動無線信號的發(fā)射頻率(fout-RF)，其特征在于，調(diào)制器(14)的基準(zhǔn)頻率(fref)-不變或者通過分配系數(shù)(N)分配-作為DDS-時鐘頻率(fclk-DDS)使用，其中，為產(chǎn)生中頻(fout-DDS)這樣選擇DDS-控制字(S)，使其補(bǔ)償調(diào)制器(14)基準(zhǔn)頻率(fref)的起伏。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，調(diào)制器(14)的基準(zhǔn)頻率(fref)通過用于產(chǎn)生移動無線信號的頻道的頻道合成器(16)產(chǎn)生。
3.按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，調(diào)制器(14)的基準(zhǔn)頻率(fref)在頻道合成器(16)中從可變輸出頻率通過轉(zhuǎn)換到基準(zhǔn)頻率(fref)產(chǎn)生。
4.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，DDS-控制字(S)從下列公式中確定S＝[fout-DDS/fclk-DDS]·2N，其中S為控制字，fout-DDS為中頻，fclk-DDS為DDS-時鐘頻率，N為DDS的相位累加寬度。
5.按權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，DDS-控制字(S)從事先存儲的表格中在取決于當(dāng)前的DDS-時鐘頻率(fclk-DDS)和所要求的中頻(fout-DDS)下確定。
6.按前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，DDS-控制字(S)從另一調(diào)制器(60)，特別是GMSK-調(diào)制器的輸出信號中產(chǎn)生。
7.產(chǎn)生移動無線信號，特別是按照前述權(quán)利要求之一方法的裝置(52)，包括-DDS(12)(直接數(shù)字頻率合成)，用于從DDS-控制字(S)和DDS-時鐘頻率(fclk-DDS)中產(chǎn)生中頻(fout-DDS)；-調(diào)制器(14)，用于在取決于調(diào)制器(14)基準(zhǔn)頻率(fref)情況下將中頻(fout-DDS)轉(zhuǎn)換到移動無線信號的發(fā)射頻率(fout-DDS)上，其特征在于，從調(diào)制器(14)的基準(zhǔn)頻率(fref)中得出DDS-時鐘頻率(fclk-DDS)和DDS-控制字按調(diào)制器(14)基準(zhǔn)頻率(fref)的標(biāo)準(zhǔn)選擇。
8.按權(quán)利要求7所述的裝置(52)，其特征在于，頻道合成器(16)用于產(chǎn)生移動無線信號的頻道，其中，頻道合成器(16)的輸出頻率(fref)-不變或者通過分配系數(shù)(N)分頻-作為基準(zhǔn)頻率(fref)輸送到調(diào)制器(14)和作為DDS-時鐘頻率(fclk-DDS)輸送到DDS(12)。
9.按權(quán)利要求7或8所述的裝置(52)，其特征在于，頻道合成器(16)具有振蕩器(48)，最好是電壓調(diào)節(jié)的振蕩器(46)和該振蕩器后置連接的合成器-相位調(diào)節(jié)回路(50)。
10.按權(quán)利要求7-9之一所述的裝置(52)，其特征在于，分頻器(22)用于將調(diào)制器(14)的基準(zhǔn)頻率(fref)向下分頻到所要求的DDS-時鐘頻率(fclk-DDS)上。
11.按權(quán)利要求7-10之一所述的裝置(52)，其特征在于，計(jì)算單元(68)用于依據(jù)下列公式計(jì)算DDS-控制字(S)S＝[fout-DDS/fclk-DDS]·2N，其中S為控制字，fout-DDS為中頻，fclk-DDS為DDS-時鐘頻率，N為DDS的相位累加寬度。
12.按權(quán)利要求7-10之一所述的裝置(52)，其特征在于，存儲單元用于存儲和讀出表格，該表格在取決于當(dāng)前DDS-時鐘頻率(fclk-DDS)和所要求的中頻(fout-DDS)情況下說明DDS-控制字(S)。
13.按權(quán)利要求7-12之一所述的裝置(52)，其特征在于，調(diào)制器(14)作為相位調(diào)節(jié)回路(14)，特別是作為補(bǔ)償-PLL構(gòu)成。
14.按權(quán)利要求7-13之一所述的裝置(52)，其特征在于，另一調(diào)制器(60)，特別是GMSK-調(diào)制器，前置連接產(chǎn)生DDS-控制字(S)的DDS(12)。
15.按權(quán)利要求7-13之一所述的裝置(52)，其特征在于，控制單元(68)用于控制另一調(diào)制器(60)，DDS(12)以及頻道合成器(16)。
全文摘要
用于在使用DDS(12)(直接數(shù)字頻率合成)和調(diào)制器(14)下產(chǎn)生移動無線信號的方法，包括以下步驟A)通過采用DDS－控制字(S)和DDS－時鐘頻率(f
文檔編號H03C3/09GK1605156SQ02813935
公開日2005年4月6日 申請日期2002年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月10日
發(fā)明者F·利利 申請人:西門子公司