專利名稱：實(shí)現(xiàn)測距信號接收機(jī)和方法的移動(dòng)終端的制作方法
背景技術(shù)：
無線通信系統(tǒng)已普遍在規(guī)定地理區(qū)域內(nèi)使用來提供到用戶的話音和數(shù)據(jù)通信。例如，模擬蜂窩電話系統(tǒng)已成功地在全世界部署。近來，已部署了數(shù)字蜂窩系統(tǒng)，例如北美“IS-136”標(biāo)準(zhǔn)下規(guī)定的系統(tǒng)和歐洲、北美及其他地區(qū)的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)標(biāo)準(zhǔn)下規(guī)定的系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)全球的統(tǒng)一和現(xiàn)代化，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)以通常所說的“3G”或“第三代”標(biāo)準(zhǔn)而達(dá)到頂峰。這些標(biāo)準(zhǔn)要求一個(gè)寬帶碼分多址(WCDMA)通信系統(tǒng)。用于該系統(tǒng)的用戶終端被稱為“通用移動(dòng)電信系統(tǒng)”終端，或簡單地稱為“UMTS”終端。3G和UMTS剛剛開始部署，而且正在國際電信聯(lián)盟(ITU)標(biāo)準(zhǔn)IMT-2000下廣泛討論，其最新版本在此結(jié)合作為參考。


圖1示出按包括IMT-2000的任何標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)典型的無線通信系統(tǒng)。圖1中，通信系統(tǒng)20包括一個(gè)或多個(gè)無線移動(dòng)終端22，該移動(dòng)終端與多個(gè)由基站26和移動(dòng)電話交換局(MTSO)28向其提供業(yè)務(wù)的小區(qū)24通信。為了清楚起見僅示出了三個(gè)小區(qū)，但一個(gè)典型網(wǎng)絡(luò)可包括幾百個(gè)小區(qū)。移動(dòng)通信系統(tǒng)20的用戶能通過公共交換電話網(wǎng)(PSTN)34與傳統(tǒng)的陸線電話32的用戶通信。
對移動(dòng)通信系統(tǒng)內(nèi)用戶位置的確定問題已經(jīng)提出很多年了。位置確定對定位一個(gè)發(fā)出了緊急呼叫的用戶可能是很重要的。使用移動(dòng)電話系統(tǒng)的用戶經(jīng)常是并不熟悉其所在位置的，而且可能無法對應(yīng)急服務(wù)人員描述清楚一個(gè)位置。因此很多要給無線電信基礎(chǔ)設(shè)施提供位置確定能力的建議已經(jīng)被提出。一個(gè)已經(jīng)以有限的形式實(shí)現(xiàn)的建議是用全球定位系統(tǒng)(GPS)確定移動(dòng)終端的位置。GPS是一個(gè)使用衛(wèi)星和計(jì)算機(jī)測量地球上任何地點(diǎn)的位置的基于空間的三角測量系統(tǒng)。GPS信號具有與UMTS或CDMA2000(第二代無線標(biāo)準(zhǔn))數(shù)字無線電信網(wǎng)的信號相似的或更窄的帶寬。因此，GPS接收能力可有效地結(jié)合到UMTS和一些第二代移動(dòng)終端中。然而，由于衛(wèi)星一直在移動(dòng)，因此定位算法很復(fù)雜。此外，GPS信號較弱，不是總能接收到。
最近所提出的建議是使用數(shù)字電視臺信號作為用于位置確定的測距信號(ranging signal)，而不是使用GPS信號。數(shù)字電視最早于1998年在美國被實(shí)現(xiàn)。到2000年底為止，已有167個(gè)電臺開始空中廣播數(shù)字電視信號。到2001年初，美國聯(lián)邦通訊委員會(huì)已批準(zhǔn)超過1000個(gè)數(shù)字電視臺的建造許可證生效。因此，至少在美國和可能的其他國家，數(shù)字電視臺，即圖1中的40，最終將與無線電信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施相鄰分布。然而，通過典型的移動(dòng)終端，甚至是UMTS(也稱為WCDMA)終端的元件來接收數(shù)字電視信號卻是困難的。這一困難起因于數(shù)字電視信號具有一個(gè)比移動(dòng)通信終端信號的帶寬更寬的帶寬的事實(shí)。
發(fā)明簡述本發(fā)明提供了一種將測距信號接收能力有效地結(jié)合到移動(dòng)終端的裝置，盡管實(shí)際上該測距信號具有甚至比WCDMA帶寬更寬的帶寬，因此其帶寬比例如UMTS終端內(nèi)的至少一些濾波器的帶通帶寬更寬。所公開的實(shí)施例討論在用于測距的數(shù)字電視信號內(nèi)使用同步脈沖串。然而，本發(fā)明廣泛地適用于對來自其帶寬比UMTS或其他類型的，包括CDMA2000、IS-95、Bluetooth等的移動(dòng)終端內(nèi)的濾波器的信號帶寬更寬的任何信號的信息的重復(fù)脈沖串的提取。
根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例，移動(dòng)終端包括無線電子系統(tǒng)，其接收本地的移動(dòng)終端信號。在一些實(shí)施例中本地?zé)o線電系統(tǒng)是一個(gè)碼分多址(CDMA)或?qū)拵DMA(WCDMA)系統(tǒng)。但使用的術(shù)語“本地”，“本地信號”，“無線電”和“無線電信號”等類似用語指的是任何標(biāo)準(zhǔn)雙向電信信號，系統(tǒng)是上述的特定移動(dòng)終端使用的系統(tǒng)。測距信號接收子系統(tǒng)也被包括在內(nèi)。該第二子系統(tǒng)接收包括在時(shí)間上間隔相等的同步脈沖串的地面測距信號。如前所述，數(shù)字電視(DTV)信號能很好地用于實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，盡管其他類型的信號將可能在未來發(fā)布而同樣能被使用。無線電子系統(tǒng)和測距信號接收子系統(tǒng)能共用多個(gè)公共元件。哪些元件被共用由移動(dòng)終端的具體實(shí)施例確定。但至少有一個(gè)公共濾波器可操作連接到無線電子系統(tǒng)和測距信號接收子系統(tǒng)。該濾波器通常是一個(gè)基帶濾波器，但也可能是一個(gè)中頻(IF)濾波器。該公共濾波器，主要是為無線電子系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，將具有一個(gè)比測距系統(tǒng)的帶寬更窄的帶通。但是，移動(dòng)終端的相關(guān)子系統(tǒng)通過使測距信號與已知序列相關(guān)能夠恢復(fù)同步脈沖串，該已知序列已經(jīng)預(yù)矯正以便考慮該公共濾波器的帶通。
與測距信號相關(guān)的速率和精確度能通過根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動(dòng)終端的大約位置限定要被搜索的相關(guān)窗口而得到提高?？商鎿Q地，可以在通過一個(gè)超過已知的同步脈沖串出現(xiàn)速率的速率所分隔的時(shí)間執(zhí)行復(fù)相關(guān)。如前所述，根據(jù)那些按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端的工程設(shè)計(jì)選擇，附加的元件能在無線電子系統(tǒng)和測距信號接收子系統(tǒng)之間被共同的共用。這些共用單元或級其中可包括共用混頻器，共用放大器，和/或共用本機(jī)振蕩器。而且，執(zhí)行相關(guān)功能和/或?yàn)V波功能的數(shù)字處理也能共享。
對于移動(dòng)終端非常典型的是，用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各種元件可以以硬件、微碼、軟件、或它們的組合來實(shí)現(xiàn)。相關(guān)子系統(tǒng)典型地在數(shù)字信號處理器中被實(shí)現(xiàn)，而且處理過程由安裝在終端中的微碼來控制。微碼控制移動(dòng)終端的操作以接收測距信號，傳遞測距信號通過公共濾波器和其他共用元件，將該測距信號與已預(yù)矯正的已知序列相關(guān)。移動(dòng)終端的硬件和微碼，或軟件組成實(shí)現(xiàn)本發(fā)明處理方法的裝置。這也能在如上所述的兩個(gè)功能之間被共享。
附圖簡述圖1示出用于本發(fā)明的操作環(huán)境。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的移動(dòng)終端相關(guān)子系統(tǒng)的功能框圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無線電信網(wǎng)的單個(gè)小區(qū)的簡圖，示出一種有助于相關(guān)搜索的方法。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的移動(dòng)終端相關(guān)子系統(tǒng)的另一個(gè)框圖。
圖5-8示出應(yīng)用本發(fā)明的移動(dòng)終端的各種可替換實(shí)施例的框圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳模式如前所述，先前已經(jīng)構(gòu)想和開發(fā)了GPS系統(tǒng)接收機(jī)和各種不同類型的移動(dòng)終端的組合。然而，GPS的信道帶寬和UMTS或一些到現(xiàn)在仍在使用的第二代無線終端系統(tǒng)的信道帶寬是相似的，或至少無線終端信號的帶寬比GPS信號的帶寬更寬。為適應(yīng)使用帶寬更寬的測距信號用于位置確定的期望，必須對兩種信號類型的帶寬之間的不匹配進(jìn)行處理。對于地面測距，數(shù)字電視(DTV)信號是可能的候選，因?yàn)闉榱四軌蜻M(jìn)行三角測量和位置確定，該信號包含重復(fù)的能夠被定時(shí)用于多個(gè)DTV電臺的同步脈沖串。在這種情況下，定時(shí)信息將必須從外部信源提供。然而，無線網(wǎng)絡(luò)基站可以容易地提供這種信息給移動(dòng)終端，尤其是UMTS類型的移動(dòng)終端。這樣的移動(dòng)終端被設(shè)計(jì)為允許以適當(dāng)?shù)母咚俾释瑫r(shí)交換語音和數(shù)據(jù)。
采用與GPS不同的DTV信號用于測距具有很多優(yōu)點(diǎn)。首先，DTV電臺在地理上是固定的-他們從不移動(dòng)。因此，位置信息不必如GPS一樣不斷更新。第二，DTV電臺以百萬瓦的有效輻射功率發(fā)射。因而，DTV信號典型地能在其中相對較弱的GPS信號有時(shí)被阻塞的建筑物和其他屏蔽區(qū)域內(nèi)接收到。另外，最終將有足夠多的DTV電臺以便能將有效冗余嵌入該系統(tǒng)中。DTV電臺彼此獨(dú)立地工作，將很少同時(shí)全部停播。
DTV信號能用于測距，是因?yàn)镈TV信號在信息的每個(gè)幀中包括同步脈沖串。事實(shí)上，每個(gè)幀包括兩個(gè)同步脈沖串，但實(shí)質(zhì)上一個(gè)是另一個(gè)的某些位反轉(zhuǎn)后的復(fù)制。每個(gè)同步脈沖串都是周期性的，并包括600到800比特。數(shù)字電視信號的格式由高級電視系統(tǒng)委員會(huì)(ATSC)在出版于2001年8月7日的標(biāo)準(zhǔn)文件A/53B中規(guī)定，其在此結(jié)合作為參考。如果定時(shí)信息對于移動(dòng)終端變得可用，而且如果同步脈沖串能從DTV信號恢復(fù)，則來自DTV電臺的傳播時(shí)間可與光速相乘來計(jì)算所考慮的每個(gè)DTV電臺所覆蓋的范圍。如果有三個(gè)DTV電臺可見，則三角測量能提供一個(gè)位置。如果僅有兩個(gè)DTV電臺可見，則正被訪問的無線電信網(wǎng)絡(luò)基站能提供一個(gè)第三三角測量點(diǎn)。定時(shí)計(jì)算、三角測量和定位技術(shù)的細(xì)節(jié)對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是公知的，不屬于本說明書公開的范圍。因此得出，為了能使用那些寬帶信源用于定位，能夠從例如數(shù)字電視臺之類的寬帶信源恢復(fù)同步脈沖串是必需的。
對于在此公開的特定實(shí)施例，應(yīng)該假定根據(jù)ATSC標(biāo)準(zhǔn)的DTV電視信號將在無線電信網(wǎng)絡(luò)中用于測距。而且，應(yīng)該假定其中實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的移動(dòng)終端是通過WCDMA協(xié)議通信的UMTS終端。在這種情況下，數(shù)字TV信號大約是6MHz寬。但是UMTS接收機(jī)的帶通只有大約4.2MHz寬。如果試圖使用公共的基帶濾波器既接收WCDMA信號又接收DTV信號，則DTV信號將由于高頻內(nèi)容的損失而衰減和失真。凈效應(yīng)將導(dǎo)致信號相關(guān)具有更多漂移(dispersion)，因此，導(dǎo)致通過在相關(guān)器中進(jìn)行比較而在接收信號和內(nèi)部產(chǎn)生的信號版本之間所進(jìn)行的時(shí)間對準(zhǔn)更加不精確。因而，傳統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)不能用于恢復(fù)和解調(diào)DTV信號以確定同步脈沖串的定時(shí)。
本發(fā)明利用了DTV信號中沒有實(shí)際的需要解調(diào)的信息這一事實(shí)，因此使用該信號用于測距。不同于GPS的情形，因?yàn)镈TV電臺是不動(dòng)的，其位置不改變，因此不需要將位置和速度信息報(bào)告給移動(dòng)終端。同樣地，如前所述，定時(shí)能由協(xié)議設(shè)定或信息能從另一個(gè)信源提供給移動(dòng)終端。因而，所必需的只是對移動(dòng)終端來說要能夠確定一個(gè)DTV信號中同步脈沖串的定時(shí)。該信號本身不需解調(diào)。
根據(jù)本發(fā)明，公共單元或級能用于WCDMA信號和DTV信號這兩種信號，其包括公共基帶濾波器。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可完全接受由帶寬相對較寬的寬帶DTV信號通過具有較窄帶通的濾波器所引起的重失真。通過在相關(guān)處理在考慮相對較窄的基帶濾波器帶通而代替采用通常的相關(guān)處理，使同步脈沖串被恢復(fù)和相關(guān)。限制接收機(jī)帶寬的效果是消除了DTV信號內(nèi)所有的高頻轉(zhuǎn)換。但所搜索的用于相關(guān)的該已知序列具有多個(gè)連續(xù)的1或0，其持續(xù)期間是兩個(gè)或多個(gè)啁啾。來自這些序列片段的能量不會(huì)由于窄的接收機(jī)帶寬而消除。因此，通過對正執(zhí)行相關(guān)操作的該已知序列進(jìn)行預(yù)矯正使得可以完成相關(guān)。例如，一個(gè)UMTS終端內(nèi)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣率可以是UMTS碼片速率的四倍或每秒15.36兆個(gè)抽樣。UMTS碼片速率指的是由UMTS發(fā)射機(jī)發(fā)射的每秒3.84兆個(gè)碼元的最高碼元速率。數(shù)據(jù)速率小于碼片速率。終端內(nèi)的數(shù)字信號處理器執(zhí)行兩個(gè)信號之間的相關(guān)，其中一個(gè)信號包含關(guān)于相對于終端的參考時(shí)間有些偏移的已知模式，并在時(shí)間上關(guān)于所接收的信號對該已知序列進(jìn)行移位直到其正確同步。這一處理導(dǎo)致了在該時(shí)間位置的一個(gè)相關(guān)尖峰。該窄濾波引起失真，該失真將導(dǎo)致錯(cuò)誤的相關(guān)以及得到不精確的結(jié)果。但是，如果所搜索的已知序列進(jìn)行了正確的預(yù)矯正，則相關(guān)將可以在兩個(gè)失真序列之間進(jìn)行，而不是在一個(gè)失真序列和一個(gè)不失真的序列之間進(jìn)行。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的相關(guān)子系統(tǒng)200的方法和設(shè)備的框圖。各方框間的箭頭既指示元件之間的操作連接又指示本發(fā)明的方法所指明的信號流。相關(guān)子系統(tǒng)可操作地連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)204。相關(guān)器202接收來自ADC的信號。相關(guān)器202將從ADC 204接收的信號與已知序列206進(jìn)行比較。在典型的相關(guān)子系統(tǒng)中，該已知序列直接與接收信號相關(guān)。然而，根據(jù)本發(fā)明所公開的實(shí)施例，在已知序列和相關(guān)器之間的信號通路中加入預(yù)矯正208。該預(yù)矯正基于移動(dòng)終端內(nèi)所用的基帶濾波器的特性。預(yù)矯正208使已知序列具有當(dāng)該序列是從ADC 204經(jīng)空中接收到時(shí)所具有的特性相同的特性。因此，相關(guān)峰值210由相關(guān)器輸出并可用來恢復(fù)具有足夠精確度的同步脈沖串定時(shí)。
如果測距信號內(nèi)的同步脈沖串足夠長，則一個(gè)迄今為止所討論的如圖2中所示的子系統(tǒng)對該信號進(jìn)行相關(guān)應(yīng)該沒有問題。這是一個(gè)典型地具有數(shù)字TV同步脈沖串的例子。然而，在新標(biāo)準(zhǔn)容許更短同步脈沖串的情況下，或容許具有重復(fù)的同步模式的其他類型的寬帶信號用于測距的情況下，改進(jìn)相關(guān)的速度和精確度來保持系統(tǒng)可用將是必需的。一種改進(jìn)如圖2所示的子系統(tǒng)的相關(guān)性能的方法是將相關(guān)范圍界限214輸入到相關(guān)器中。
圖3舉例說明這些界限是如何確定的。如在此所述在任何系統(tǒng)中，有一種無線電處理方法被支持，其與DTV同步脈沖串定時(shí)確定處理無關(guān)。由于移動(dòng)終端是與一個(gè)已知基站通信，因此其大約位置是已知的。設(shè)置相關(guān)器要搜索的相關(guān)窗口的上限和下限的范圍界限能用來限制對可能的定時(shí)移位范圍的搜索。圖3舉例說明該處理過程。可獲知小區(qū)302內(nèi)的移動(dòng)臺300正與特定基站304通信。對于任何給定的數(shù)字電視發(fā)射機(jī)306，通過RF信號從TV電臺分別傳播到移動(dòng)終端正在其中工作的小區(qū)的最近部分和最遠(yuǎn)部分或點(diǎn)308和310所用的時(shí)間，來確定可能的定時(shí)移位的范圍。當(dāng)然，為了設(shè)定關(guān)于相關(guān)搜索的界限，將必須使用外部所提供的時(shí)間參考信息。然而，如先前所討論的，這樣的定時(shí)信息對于使用DTV信號用于測距可能是無論如何都需要的。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的連接到ADC的相關(guān)子系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例。在這種情況下，復(fù)相關(guān)被執(zhí)行以保證準(zhǔn)確的相關(guān)，尤其在同步脈沖串比典型的數(shù)字TV同步脈沖串短的情況下。相關(guān)系統(tǒng)400包括一個(gè)復(fù)相關(guān)器402。信號通過ADC 404接收。如前所述，已知序列406已經(jīng)經(jīng)過預(yù)矯正模塊408。復(fù)相關(guān)導(dǎo)致了相關(guān)峰值410，這也類似于前面參考圖2所描述的。但是在這種情況下，要將重復(fù)率414輸入到復(fù)相關(guān)器以指定相關(guān)的通過多長時(shí)間發(fā)生一次。該重復(fù)率是基于測距信號內(nèi)同步脈沖串的出現(xiàn)率設(shè)定的。復(fù)相關(guān)在通過一個(gè)超過同步脈沖串重復(fù)率的速率所分隔的時(shí)間執(zhí)行。在更多脈沖串以等于一個(gè)超過同步脈沖串重復(fù)率的速率的時(shí)間被相關(guān)時(shí)，錯(cuò)誤地與信號的除同步脈沖串之外的任何部分相關(guān)的可能性變得小了。而且，用這種方式能量可被累加，并且補(bǔ)償由于基帶濾波器的窄通帶而損失的能量。用圖4中所示方法和設(shè)備進(jìn)行的相關(guān)不必參考外部定時(shí)信息，因而降低了相關(guān)的不定性。
圖5-8是結(jié)合本發(fā)明的移動(dòng)終端各種不同實(shí)施例的更完整的框圖。要著重說明的是圖中的框圖僅僅是舉例描述；移動(dòng)終端在不脫離本發(fā)明的范圍和實(shí)質(zhì)的情況下能以多種方式設(shè)計(jì)。圖5-8中所示的例圖僅僅描述了移動(dòng)終端的接收部分。沒有示出的級或單元應(yīng)理解為與現(xiàn)有技術(shù)中典型的形式相同。特別地，只有移動(dòng)終端的CDMA分部將包括發(fā)射單元。然而，為清楚起見這些單元被省略了。為了公開的目的，移動(dòng)終端的CDMA分部包括專用于接收和/或發(fā)射CDMA或WCDMA信號的任何單元和級。移動(dòng)終端的測距信號接收子系統(tǒng)包括專用于這個(gè)目的的任何單元和級。共用的單元和級是那些既用于CDMA信號接收又用于測距信號接收的單元和級。根據(jù)該實(shí)施例，哪些單元被共用以及哪些單元用在專用子系統(tǒng)中是能夠改變的。特定移動(dòng)終端的精確設(shè)計(jì)將基于工程師作出工程決策。
本公開中示出了該實(shí)施例的示例框圖，分離的I信號路徑和Q信號路徑如圖所示從射頻(RF)增益級一直延伸到數(shù)字信號處理器(DSP)。該系統(tǒng)的一個(gè)級包括I和Q兩種單元執(zhí)行相應(yīng)的功能，它們通常被實(shí)現(xiàn)在一起，有時(shí)對于UMTS和測距信號其數(shù)量可翻倍。在信號路徑的其中信號保持在一起的部分中，一個(gè)級包括用于UMTS信號的單個(gè)單元和用于測距信號的另一個(gè)單元。一個(gè)級還可以包括執(zhí)行不同但相關(guān)的功能的單元。其中只有一個(gè)單元用于組合UMTS信號和測距信號，一個(gè)級和一個(gè)單元是同義的。由于接收機(jī)不知道到達(dá)信號的相位，因此I信道和Q信道必須接收所有信號能量。最后，對這些圖中所描述的實(shí)施例，假定接收到的測距信號是UHF，數(shù)字電視信號。應(yīng)該理解，本發(fā)明能應(yīng)用于接收某些其他類型的測距信號的系統(tǒng)。
參考圖5，移動(dòng)終端500包括一個(gè)組合UHF和UMTS的天線502。該終端還包括開關(guān)504，用于在測距信號接收子系統(tǒng)和CDMA或UMTS子系統(tǒng)之間切換天線反饋。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，通過使用獨(dú)立的UMTS天線和UHF天線而且沒有開關(guān)也可以得到相同的結(jié)果，如參考圖8所示出和討論的。圖5的終端使用分離的RF頻帶濾波器用于測距信號接收機(jī)子系統(tǒng)和CDMA/UMTS子系統(tǒng)。在這個(gè)例子中，UHF頻帶濾波器506和UTMS頻帶濾波器508被提供。用于UHF和UMTS的分離增益單元分別如510和512所示被提供，并組成RF放大器級。在某些實(shí)施例中，這些增益單元將是單個(gè)的RF放大器。接下來，開關(guān)514切換用于共用基帶和/或接收機(jī)級的信號。根據(jù)接收機(jī)是否是直接單一轉(zhuǎn)換到基帶或者是具有多于一個(gè)轉(zhuǎn)換的超外差，存在多種共用接收機(jī)硬件的可能。在這個(gè)示例終端中，無論接收哪一信號的I支路和Q支路都是完全分開并單獨(dú)處理的。共用混頻器經(jīng)開關(guān)514可操作地連接到該子系統(tǒng)，包括I信道混頻器單元516和Q信道混頻器單元518。術(shù)語“可操作地連接”意思是連接以使信號從一個(gè)單元通往另一個(gè)單元，雖然可能有中介單元或級或信號可能在其間轉(zhuǎn)換。這些混頻器饋接到本機(jī)振蕩器520，共用本機(jī)振蕩器。分頻器(divider)524直接地把本機(jī)振蕩器信號傳送到混頻器516和正交相移器(QPS)522。該正交相移器提供本機(jī)振蕩器信號給混頻器518，其已經(jīng)以90度電子角度移位。這是通常的對單一轉(zhuǎn)換接收機(jī)的配置?；祛l器、本機(jī)振蕩器、正交相移器522和基帶濾波器526和528組成接收機(jī)。公共濾波器用于處理兩種信號。該公共濾波器的使用通過本發(fā)明的相關(guān)方法變得可能。公共濾波器在該實(shí)施例中包括用于I信道的基帶濾波器單元526和用于Q信道的基帶濾波器單元528。在其他實(shí)施例中，例如，超外差接收機(jī)配置中，該公共濾波器實(shí)際上可能是屬于IF級一部分的IF濾波器。分離的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)被提供在530用于I信道和在532用于Q信道。該濾波器和ADC組成基帶級。DSP 540根據(jù)本發(fā)明提供并實(shí)現(xiàn)相關(guān)子系統(tǒng)。還可能實(shí)現(xiàn)某些或所有的信道濾波，在這種情況下，濾波器526和528除非需要將較少被選擇。DSP的操作通過存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器542中的微碼來控制。
圖6示出實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法和設(shè)備的終端的另一個(gè)實(shí)施例。圖6的終端600包括大多數(shù)與圖5終端相同的單元和級，如相關(guān)的附圖標(biāo)記所示。這包括天線602、開關(guān)604、濾波器606和608、濾波器和/或混頻器單元616，618，626和628，以及ADC模塊630和632。本機(jī)振蕩器620饋接到分頻器624并直接連接到正交相移器622，這全都類似于圖5的終端。圖6的終端如前面所述也包括DSP 640和存儲(chǔ)器642。但是圖6的終端包括直接連接到RF濾波器606和608的開關(guān)645。圖6的終端還包括經(jīng)開關(guān)645可操作地連接到測距信號接收子系統(tǒng)和CDMA子系統(tǒng)的共用放大器650，并組成RF放大器級。共用放大器650是寬帶RF放大器。該放大器作為增益單元用于UHF頻帶和UMTS頻帶。這樣一個(gè)放大器能通過將可切換的或可變的單元結(jié)合到放大器設(shè)計(jì)中來實(shí)現(xiàn)，以便能適于在每個(gè)希望的頻帶中工作。
圖7是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的移動(dòng)終端的另一個(gè)實(shí)施例的框圖。圖7中的終端700也包括多個(gè)如參照圖5所述的相同的級和單元。這些也通過相關(guān)的附圖標(biāo)記來表示。這些單元包括天線702、開關(guān)704、RF濾波器706和708，以及增益單元710和712?；鶐V波器單元726和728如前所述組成共用濾波器。ADC 730和ADC 732如前所述分別共用于I信道和Q信道。DSP 740和存儲(chǔ)器742如前所述工作。但是終端700包括分別用于UHF子系統(tǒng)和UMTS子系統(tǒng)的分離的混頻器。每個(gè)混頻器也作為分別用于I信道和Q信道的分離的混頻器單元實(shí)現(xiàn)。I信道混頻器單元752和Q信道混頻器單元754作為用于測距信號接收子系統(tǒng)的混頻器使用，在本例中該子系統(tǒng)是UHF數(shù)字TV子系統(tǒng)。I信道混頻器單元756和Q信道混頻器單元758一起作為CDMA子系統(tǒng)混頻器使用，在本例中用于UMTS信號。開關(guān)760用于切換子系統(tǒng)，以便可操作地連接到公共濾波器，在本例中該公共濾波器由I基帶濾波器單元726和Q基帶濾波器單元728組成。如前述實(shí)施例中的情形，本機(jī)振蕩器信號由本機(jī)振蕩器720結(jié)合正交相移器722和分頻器724來提供。這四個(gè)混頻器單元和分頻器、本機(jī)振蕩器以及開關(guān)722組成圖7的終端的IF級。
圖8示出實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的移動(dòng)終端的另一個(gè)實(shí)施例，即移動(dòng)終端800。在這個(gè)示例中，天線配置不同于前面的例子。將分離的UHF頻帶和UMTS頻帶天線801和803分別提供給終端800。RF濾波器806和808以及增益單元810和812實(shí)際上與前面所述的例子相同。終端800包括由用于I信道的基帶濾波器單元826和用于Q信道的基帶濾波器單元828所組成的公共濾波器，這類似于前面所述。AD C830執(zhí)行對I信道的數(shù)模轉(zhuǎn)換，ADC 832執(zhí)行對Q信道的數(shù)模轉(zhuǎn)換。DSP 840和存儲(chǔ)器842的功能類似于前面所述實(shí)施例中具有相應(yīng)附圖標(biāo)記的DSP和存儲(chǔ)器的功能。終端800也包括如圖7所示的分別用于CDMA和測距信號接收子系統(tǒng)的分離的混頻器。這通過可操作地連接到開關(guān)860的混頻器單元852，854，856，858來實(shí)現(xiàn)。圖8終端和圖7終端之間的另一個(gè)不同是圖8終端包括用于每個(gè)接收子系統(tǒng)的專用本機(jī)振蕩器。本機(jī)振蕩器864用于測距信號UHF混頻器，本機(jī)振蕩器868用于UMTS CDMA子系統(tǒng)混頻器。要著重強(qiáng)調(diào)的是所示出的各種不同框圖僅僅是舉例說明，各個(gè)體系結(jié)構(gòu)的多個(gè)單元能以幾乎無限的方式組合。移動(dòng)終端體系結(jié)構(gòu)的精確設(shè)計(jì)是一個(gè)基于實(shí)際考慮所確定的工程決策。
本發(fā)明實(shí)施例的移動(dòng)終端的實(shí)現(xiàn)不必限于傳統(tǒng)的“蜂窩電話”類型的移動(dòng)終端，而是可以包括具有或沒有多線顯示的設(shè)備；所謂的個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)終端，它將數(shù)據(jù)處理傳真和數(shù)據(jù)通信能力結(jié)合到蜂窩電話中；包括管理器功能的個(gè)人數(shù)字助理(PDA)；包括英特網(wǎng)訪問、網(wǎng)頁瀏覽器和尋呼機(jī)的設(shè)備；以及包括無線電收發(fā)機(jī)的傳統(tǒng)膝上型或掌上型電腦。根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)終端還可能是所謂的(普適計(jì)算)設(shè)備。
本發(fā)明的特定實(shí)施例在此被描述。無線通信和信號處理領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識到本申請?jiān)谄渌h(huán)境中具有其他應(yīng)用。事實(shí)上，本發(fā)明的更多實(shí)施例和實(shí)現(xiàn)是可能的。下面的權(quán)利要求并不是意在將本發(fā)明限定于所述的特定實(shí)施例的范圍。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)終端，包括可操作用來接收無線電信號的無線電子系統(tǒng)；用于接收地面測距信號的測距信號接收子系統(tǒng)，地面測距信號包括在時(shí)間上間隔相等的同步脈沖串；可操作地連接到無線電子系統(tǒng)和測距信號接收子系統(tǒng)的公共濾波器，該公共濾波器具有比地面測距信號的帶寬更小的帶通；和可操作地連接到公共濾波器的相關(guān)子系統(tǒng)，該相關(guān)子系統(tǒng)通過將地面測距信號與已被預(yù)矯正從而考慮公共濾波器帶通的已知序列相關(guān)，能夠恢復(fù)同步脈沖串。
2.權(quán)利要求1的移動(dòng)終端，其中，相關(guān)子系統(tǒng)至少部分地通過搜索一個(gè)相關(guān)窗口與地面測距信號相關(guān)，該相關(guān)窗口至少部分地由移動(dòng)終端在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的大約位置來確定。
3.權(quán)利要求1的移動(dòng)終端，其中，相關(guān)子系統(tǒng)至少部分地通過如下方式來相關(guān)地面測距信號，在通過一個(gè)超過已知的同步脈沖串發(fā)生率的速率所分隔的時(shí)間執(zhí)行復(fù)相關(guān)。
4.權(quán)利要求1的移動(dòng)終端，進(jìn)一步包括可操作地連接到無線電子系統(tǒng)和測距信號接收子系統(tǒng)的共用混頻器。
5.權(quán)利要求4的移動(dòng)終端，進(jìn)一步包括可操作地連接到無線電子系統(tǒng)和測距信號接收子系統(tǒng)的共用放大器。
6.權(quán)利要求2的移動(dòng)終端，進(jìn)一步包括可操作地連接到無線電子系統(tǒng)和測距信號接收子系統(tǒng)的共用混頻器。
7.權(quán)利要求6的移動(dòng)終端，進(jìn)一步包括可操作地連接到無線電子系統(tǒng)和測距信號接收子系統(tǒng)的共用放大器。
8.權(quán)利要求3的移動(dòng)終端，進(jìn)一步包括可操作地連接到無線電子系統(tǒng)和測距信號接收子系統(tǒng)的共用混頻器。
9.權(quán)利要求8的移動(dòng)終端，進(jìn)一步包括可操作地連接到無線電子系統(tǒng)和測距信號接收子系統(tǒng)的共用放大器。
10.一種在實(shí)現(xiàn)了地面測距信號接收機(jī)的移動(dòng)終端中處理地面測距信號的方法，該方法包括接收該地面測距信號，該地面測距信號包括在時(shí)間上間隔相等的同步脈沖串；傳遞該地面測距信號經(jīng)過具有比地面測距信號帶寬小而基本等于或大于本地?zé)o線電信號帶寬的帶通的公共濾波器；和通過將地面測距信號與已被預(yù)矯正從而考慮公共濾波器帶通的已知序列進(jìn)行相關(guān)來恢復(fù)同步脈沖串。
11.權(quán)利要求10的方法，其中，同步脈沖串的恢復(fù)至少部分地通過搜索一個(gè)相關(guān)窗口來完成，該相關(guān)窗口由移動(dòng)終端在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的大約位置來確定。
12.權(quán)利要求10的方法，其中，同步脈沖串的恢復(fù)至少部分地通過如下方式來完成，在通過一個(gè)超過已知的同步脈沖串發(fā)生率的速率所分隔的時(shí)間執(zhí)行復(fù)相關(guān)。
13.一種提供移動(dòng)終端功能和地面測距信號功能的設(shè)備，該設(shè)備包括用于接收地面測距信號的裝置，該地面測距信號包括在時(shí)間上間隔相等的同步脈沖串；用于傳遞地面測距信號經(jīng)過具有比地面測距信號帶寬小而基本等于或大于本地?zé)o線電信號帶寬的帶通的公共濾波器的裝置；和用于通過將地面測距信號與一個(gè)已被預(yù)矯正從而考慮公共濾波器帶通的已知序列進(jìn)行相關(guān)來恢復(fù)同步脈沖串的裝置。
14.權(quán)利要求13的設(shè)備，其中，恢復(fù)裝置還包括用于搜索相關(guān)窗口的裝置，該相關(guān)窗口由移動(dòng)終端在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的大約位置來確定。
15.權(quán)利要求13的設(shè)備，其中，恢復(fù)裝置還包括用于在通過一個(gè)超過已知的同步脈沖串發(fā)生率的速率所分隔的時(shí)間執(zhí)行復(fù)相關(guān)的裝置。
全文摘要
一種實(shí)現(xiàn)了測距信號接收機(jī)和方法的移動(dòng)終端。一種裝置被提供用來將測距信號接收能力結(jié)合到移動(dòng)終端(例如UMTS終端)中，盡管實(shí)際上測距信號具有比該終端內(nèi)用于本地信號的濾波器的帶通更寬的帶寬。一個(gè)測距信號接收子系統(tǒng)接收包含時(shí)間上間隔相等的同步脈沖串的寬帶信號，例如來自數(shù)字電視臺的信號。一個(gè)公共濾波器將具有一個(gè)比測距信號的帶寬更小的帶通。然而，該移動(dòng)終端的相關(guān)子系統(tǒng)能夠通過將該測距信號與一個(gè)已被預(yù)矯正從而考慮該公共濾波器的帶通的已知序列進(jìn)行相關(guān)而能夠恢復(fù)同步脈沖串。
文檔編號H04B1/62GK1675847SQ03818660
公開日2005年9月28日 申請日期2003年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月16日
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