專利名稱：用于寬帶正交頻分復(fù)用通信的準(zhǔn)并行多信道接收機(jī)及相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及無(wú)線電子通信，在一些實(shí)施例中，本發(fā)明涉及正交頻分復(fù)用通信。
背景正交頻分復(fù)用(OFDM)是采用符號(hào)調(diào)制正交副載波來(lái)傳送可用頻譜中的信息的多載波傳輸技術(shù)的一個(gè)實(shí)例。包括無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)在內(nèi)的許多現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)采用符號(hào)調(diào)制正交副載波作為調(diào)制方案，來(lái)幫助信號(hào)繼續(xù)存在于具有多徑反射和/或強(qiáng)干擾的環(huán)境中。采用符號(hào)調(diào)制副載波的許多傳統(tǒng)系統(tǒng)存在的一個(gè)問(wèn)題在于，信道帶寬被限制為獨(dú)立信道的帶寬。一些傳統(tǒng)的無(wú)線通信系統(tǒng)、例如實(shí)現(xiàn)OFDM通信的WLAN采用可能僅具有大約20MHz帶寬的信道進(jìn)行通信。因此，一般需要用于接收更寬帶寬的通信的系統(tǒng)及方法。
附圖概述所附權(quán)利要求針對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施例的一部分。但是，結(jié)合附圖考慮時(shí)，詳細(xì)說(shuō)明提供對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的更全面理解，其中整個(gè)附圖中相似的參考標(biāo)號(hào)表示相似項(xiàng)目，以及圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的接收機(jī)的框圖；圖2A和圖2B說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路；圖3說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的外差頻率發(fā)生器；圖4A和圖4B說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例、具有相應(yīng)放大器的子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路；
圖5說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的射頻(RF)和前端電路；圖6A、圖6B和圖6C說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的時(shí)序圖；以及圖7是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的信號(hào)接收程序的流程圖。
詳細(xì)描述以下描述和
本發(fā)明的具體實(shí)施例，足以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的實(shí)施例。其它實(shí)施例可結(jié)合結(jié)構(gòu)、邏輯、電氣、過(guò)程及其它變更。實(shí)例只代表可能的變化。除非明確要求，否則各個(gè)組件和功能是可選的，以及操作的順序可改變。一些實(shí)施例的部分和特征可包含在其它實(shí)施例的部分或特征中，或者作為其替代。本發(fā)明的實(shí)施例的范圍包含權(quán)利要求的完整范圍以及那些權(quán)利要求的所有可用等效物。本發(fā)明的這些實(shí)施例在本文中單獨(dú)或共同由術(shù)語(yǔ)“本發(fā)明”來(lái)表示，只是為了方便，而不是要隨意將本申請(qǐng)的范圍限制于任何單一發(fā)明或創(chuàng)造性概念(若實(shí)際上公開了一個(gè)以上)。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的接收機(jī)的框圖。接收機(jī)100可能是無(wú)線通信裝置的一部分，并且可能接收正交頻分復(fù)用(OFDM)通信信號(hào)。在一些實(shí)施例中，接收機(jī)100可在寬帶通信信道上接收OFDM符號(hào)。寬帶信道可包括一個(gè)或多個(gè)子信道。子信道可能是頻分復(fù)用的(即在頻率上分離的)，并且可能處于預(yù)定頻譜之內(nèi)。子信道可包括多個(gè)正交副載波。在一些實(shí)施例中，子信道的正交副載波可能是小間距OFDM副載波。為了實(shí)現(xiàn)小間距副載波之間的正交性，特定子信道的副載波實(shí)質(zhì)上在那個(gè)子信道的其它副載波的中心頻率上具有空值。
根據(jù)一些實(shí)施例，副載波可能已經(jīng)根據(jù)各個(gè)副載波調(diào)制分配經(jīng)過(guò)了符號(hào)調(diào)制。這可稱作自適應(yīng)位加載(ABL)。因此，一位或多位可通過(guò)副載波上調(diào)制的符號(hào)來(lái)表示。各個(gè)子信道的調(diào)制分配可基于那個(gè)副載波的信道特性或信道條件，但是本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。在一些實(shí)施例中，副載波調(diào)制分配的范圍可從每個(gè)符號(hào)零位直到每個(gè)符號(hào)十位或更多位。在調(diào)制等級(jí)方面，副載波調(diào)制分配可包括例如每個(gè)符號(hào)傳遞一位的二相相移鍵控(BPSK)、每個(gè)符號(hào)傳遞二位的正交相移鍵控(QPSK)、每個(gè)符號(hào)傳遞三位的8PSK、每個(gè)符號(hào)傳遞四位的16-正交調(diào)幅(16-QAM)、每個(gè)符號(hào)傳遞五位的32-QAM、每個(gè)符號(hào)傳遞六位的64-QAM、每個(gè)符號(hào)傳遞七位的128-QAM以及每個(gè)符號(hào)傳遞八位的256-QAM。還可接收每個(gè)副載波具有較高傳遞速率的調(diào)制分配。
OFDM符號(hào)可看作是各個(gè)副載波上調(diào)制的符號(hào)的組合。由于副載波上調(diào)制的每個(gè)符號(hào)的可變位數(shù)以及可構(gòu)成寬帶信道的子信道的可變數(shù)量，每個(gè)OFDM符號(hào)的位數(shù)可能極為不同。
根據(jù)一些實(shí)施例，接收機(jī)100通過(guò)RF和前端電路102接收射頻(RF)信號(hào)。電路102可采用帶通濾波器(BPF)144對(duì)通過(guò)天線142接收的RF信號(hào)進(jìn)行濾波。電路102還可采用低噪聲放大器(LNA)148對(duì)RF信號(hào)進(jìn)行放大。由電路102所提供的RF信號(hào)103可由同相(I)混頻器104根據(jù)外差頻率發(fā)生器116所生成的外差頻率117下變頻到基帶(例如零頻率)。I信道的基帶信號(hào)可由基帶放大器106來(lái)放大。
子信道濾波器選擇開關(guān)108可將基帶信號(hào)107耦合到多個(gè)子信道低通濾波器110中所選的一個(gè)。子信道低通濾波器110可在濾波器輸入抽樣間隔中累計(jì)來(lái)自子信道中相關(guān)的一個(gè)的信號(hào)信息。在濾波器輸入抽樣間隔中，外差頻率發(fā)生器116提供多個(gè)外差頻率之一，以便把可在所選子信道中接收的RF信號(hào)103轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)107。這可允許適當(dāng)?shù)淖有诺李l率到基帶的下變頻。來(lái)自各子信道的累計(jì)信號(hào)信息可由子信道濾波器110分別提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路126，以便轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)115。
對(duì)于正交相位(Q)信道分量，RF信號(hào)103可由混頻器154根據(jù)外差頻率發(fā)生器116所生成的外差頻率119下變頻到基帶(例如零頻率)。外差頻率119可由移相器118實(shí)質(zhì)上相移九十度。基帶信號(hào)可由基帶放大器156來(lái)放大。子信道濾波器選擇開關(guān)158可將基帶信號(hào)耦合到多個(gè)子信道低通濾波器160中所選的一個(gè)。子信道低通濾波器160可在濾波器輸入抽樣間隔中累計(jì)來(lái)自子信道中相關(guān)的一個(gè)的信號(hào)信息。來(lái)自各子信道的累計(jì)信號(hào)信息可由子信道濾波器160分別提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路166，以便轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)165。
數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)120其中還可對(duì)數(shù)字信號(hào)115和165(即I以及Q信道分量)執(zhí)行各子信道的快速傅立葉變換(FFT)。在一些實(shí)施例中，DSP 120的FFT電路可產(chǎn)生可包括子信道中每個(gè)的各符號(hào)調(diào)制副載波的時(shí)域樣本的并行組。在一些實(shí)施例中，DSP 120可包括多個(gè)FFT處理元件。
在一些實(shí)施例中，DSP 120可包括各子信道的FFT處理元件。在這些實(shí)施例中，各子信道的FFT可對(duì)于通過(guò)子信道接收的OFDM符號(hào)來(lái)執(zhí)行。
在接收機(jī)100在其中用作真正多信道接收機(jī)的其它實(shí)施例中，F(xiàn)FT可對(duì)于通過(guò)一個(gè)以上子信道所接收的OFDM符號(hào)執(zhí)行。在這些實(shí)施例中，F(xiàn)FT不需要同時(shí)開始它們的處理。
在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)控制器122可產(chǎn)生子信道選擇信號(hào)124，供子信道濾波器選擇開關(guān)108、158使用以及供外差頻率發(fā)生器116使用。在這些實(shí)施例中，所選子信道低通濾波器可與所選子信道關(guān)聯(lián)。外差頻率發(fā)生器116可響應(yīng)子信道選擇信號(hào)124來(lái)產(chǎn)生多個(gè)外差頻率之一，以便在濾波器輸入抽樣間隔中對(duì)于子信道中相應(yīng)的一個(gè)之內(nèi)的RF信號(hào)103進(jìn)行下變頻。子信道濾波器選擇開關(guān)108還可響應(yīng)子信道選擇信號(hào)124而在子信道低通濾波器110之間轉(zhuǎn)換，從而允許每個(gè)子信道濾波器在濾波器輸入抽樣間隔中累計(jì)從關(guān)聯(lián)子信道所接收的信號(hào)信息。在一些實(shí)施例中，子信道低通濾波器可分開地并行工作，從而累計(jì)來(lái)自各子信道的信號(hào)信息。在一些實(shí)施例中，子信道濾波器選擇開關(guān)108和158可在濾波器輸入抽樣間隔中向所選子信道低通濾波器提供信號(hào)能量，從而允許所選子信道濾波器累計(jì)信號(hào)信息并更新其狀態(tài)。
在一些實(shí)施例中，濾波器輸入抽樣間隔對(duì)于每個(gè)子信道可能以至少與子信道的帶寬的倒數(shù)一樣的頻度出現(xiàn)，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。濾波器輸入抽樣間隔可選擇成幫助確保來(lái)自子信道的信號(hào)信息在其它子信道的抽樣期間沒有丟失。在具有大約20MHz子信道的一些實(shí)施例中，濾波器輸入抽樣間隔可能每50ns至少出現(xiàn)一次，從而允許信號(hào)信息每50ns對(duì)于每個(gè)子信道被累計(jì)一次，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。
在一些實(shí)施例中，接收機(jī)100可能是寬帶信道接收機(jī)，用于接收包含頻率分離子信道的一個(gè)或多個(gè)的寬帶信道中的OFDM信號(hào)。在這些實(shí)施例中，每個(gè)子信道低通濾波器可與子信道之一關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施例中，子信道低通濾波器可具有大約為子信道帶寬的一半的濾波器帶寬。例如，當(dāng)子信道具有大約為20MHz的子信道帶寬時(shí)，子信道低通濾波器具有大約10MHz的3dB濾波器帶寬，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。
在一些實(shí)施例中，子信道低通濾波器110的每個(gè)和子信道低通濾波器160的每個(gè)可能實(shí)質(zhì)上相同。例如，在一些實(shí)施例中，所有子信道低通濾波器可具有相同的截止頻率和鑒別順序，以及它們可能屬于相同的濾波器類型。適當(dāng)?shù)臑V波器類型的實(shí)例包括橢圓濾波器、Tchebyshev濾波器以及Butterworth濾波器，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。
在一些實(shí)施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路126可包括全信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器114和子信道濾波器輸出選擇開關(guān)112(即對(duì)于同相信道分量)。在這些實(shí)施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路166可包括全信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器164和子信道濾波器輸出選擇開關(guān)162(即對(duì)于正交相位信道分量)。子信道濾波器輸出選擇開關(guān)112可響應(yīng)子信道濾波器輸出選擇信號(hào)125，并且可把來(lái)自子信道低通濾波器110中所選之一的累計(jì)信號(hào)輸出提供給全信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器114。子信道濾波器輸出選擇開關(guān)162還可響應(yīng)子信道濾波器輸出選擇信號(hào)125，并且可把來(lái)自子信道低通濾波器160中所選之一的累計(jì)信號(hào)輸出提供給全信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器164。在一些實(shí)施例中，當(dāng)寬帶信道包括多達(dá)四個(gè)或四個(gè)以上子信道時(shí)，全信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器114和164可包括至少9位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其具有至少與寬帶信道的帶寬同樣大的抽樣率。在達(dá)到80MHz寬帶信道的情況下，全信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器114和164可具有至少80MSPS的抽樣率，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。
全信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器114和164可產(chǎn)生從子信道抽樣的信號(hào)的組合(即不是和)。例如，在四個(gè)子信道的情況中，由全信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器114和164所提供的每第四個(gè)(時(shí)域)樣本可與相同的子信道關(guān)聯(lián)。作為一個(gè)實(shí)例，全信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器114和164可適合從四個(gè)20MHz子信道、兩個(gè)40MHz子信道、一個(gè)80MHz寬帶信道提供樣本，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。
子信道濾波器輸出選擇信號(hào)125可使開關(guān)112在子信道低通濾波器110的輸出之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以及可使開關(guān)162在子信道低通濾波器160的輸出之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而允許子信道低通濾波器110和160每個(gè)濾波器輸出抽樣間隔至少抽樣一次。下面更詳細(xì)說(shuō)明濾波器輸出抽樣間隔。
雖然全信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器114和164說(shuō)明為具有11位分辨率，但這不是一個(gè)要求，具有更低或更高分辨率的全信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器114和164也可能是適合的。接收更大數(shù)量的子信道的實(shí)施例可采用具有更大分辨率和/或抽樣率的全信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器114和164。在下面更詳細(xì)論述的其它實(shí)施例中，單信道ADC可用于具有更低抽樣率和/或更低分辨率的每個(gè)子信道，它其中還可有助于降低成本。
在一些實(shí)施例中，接收機(jī)100可確定寬帶信道的哪些子信道被用于傳送OFDM符號(hào)。在這些實(shí)施例中，信號(hào)檢測(cè)器可在子信道低通濾波器110、160的輸出端用來(lái)檢測(cè)子信道的哪一些同時(shí)傳送信息?？煞乐箤?duì)不活動(dòng)的子信道執(zhí)行包括模數(shù)轉(zhuǎn)換在內(nèi)的進(jìn)一步信號(hào)處理。
在一些實(shí)施例中，RF和前端電路102可在RF信號(hào)通路中包括衰減器146，它響應(yīng)子信道選擇信號(hào)124來(lái)衰減RF信號(hào)。衰減等級(jí)可基于每個(gè)子信道來(lái)選取，以便為電路126和166中的模數(shù)轉(zhuǎn)換提供歸一化信號(hào)電平。子信道上的歸一化信號(hào)電平的使用可允許使用更低分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
在一些實(shí)施例中，外差頻率發(fā)生器116包括產(chǎn)生恒定參考頻率的固定頻率壓控振蕩器(VCO)132以及響應(yīng)子信道選擇信號(hào)124而產(chǎn)生多個(gè)步進(jìn)頻率中所選之一的直接數(shù)字合成器(DDS)134。外差頻率發(fā)生器116還可包括頻率組合器136，以便組合參考頻率和所選步進(jìn)頻率之一，從而產(chǎn)生外差頻率117，從而將所選子信道中的RF信號(hào)下變頻為基帶信號(hào)。在一些實(shí)施例中，外差頻率發(fā)生器116還可包括鎖相環(huán)(PLL)合成器140和分頻器138，以便與VCO 132配合工作以產(chǎn)生外差頻率117。有選擇地產(chǎn)生外差頻率的其它配置也可適合與本發(fā)明的實(shí)施例配合使用。在其中的子信道的頻率分隔大約20MHz的一些實(shí)施例中，DDS 134所產(chǎn)生的步進(jìn)頻率可能為20MHz步長(zhǎng)的，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。
在一些實(shí)施例中，寬帶信道的頻譜可包括5GHz頻譜或者2.4GHz頻譜中的子信道。在這些實(shí)施例中，5GHz頻譜可包括范圍大約從4.9至5.9GHz的頻率，以及2.4GHz頻譜可包括范圍大約從2.3至2.5GHz的頻率，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面，因?yàn)槠渌l譜也同樣適用。
在一些實(shí)施例中，接收機(jī)100可能是個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、具有無(wú)線通信能力的膝上型或便攜計(jì)算機(jī)、萬(wàn)維網(wǎng)手寫板、無(wú)線電話、無(wú)線耳機(jī)、尋呼機(jī)、即時(shí)消息傳輸裝置、MP3播放器、數(shù)字相機(jī)、可無(wú)線地接收和/或發(fā)送信息的接入點(diǎn)或其它裝置的組成部分。在一些實(shí)施例中，接收機(jī)100可根據(jù)諸如用于無(wú)線局域網(wǎng)的IEEE 802.11(a)、802.11(b)、802.11(g/h)和/或802.16標(biāo)準(zhǔn)之類的特定通信標(biāo)準(zhǔn)接收RF通信，但是，接收機(jī)100也可適合根據(jù)包括數(shù)字視頻廣播地面(DVB-T)廣播標(biāo)準(zhǔn)和高性能無(wú)線電局域網(wǎng)(HiperLAN)標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)的其它技術(shù)接收通信。天線142可包括一個(gè)或多個(gè)定向或全向天線，包括例如適合接收將由接收機(jī)100所接收的頻譜內(nèi)的RF信號(hào)的偶極子天線、單極天線、環(huán)形天線、微帶天線或其它類型的天線或者它們的組合。
雖然本發(fā)明的實(shí)施例描述為適合接收和處理OFDM信號(hào)，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。其它實(shí)施例可適合于接收和處理具有其它類型的調(diào)制格式的信號(hào)。
雖然接收機(jī)100說(shuō)明為具有若干分開的功能元件，但是功能元件中的一個(gè)或多個(gè)可被組合，并且可通過(guò)諸如包括數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)在內(nèi)的處理元件之類的軟件配置元件和/或其它硬件元件的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，處理元件可包括一個(gè)或多個(gè)微處理器、DSP、專用集成電路(ASIC)以及用于至少執(zhí)行本文所述功能的各種硬件和邏輯電路的組合。
圖2A和圖2B說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路。在這些實(shí)施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路226可適合用作模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路126(圖1)，以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器266可適合用作模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路166(圖1)。在這些實(shí)施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路226可包括用于I相位信道分量的多個(gè)獨(dú)立子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器214，以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路266可包括用于Q相位信道分量的多個(gè)獨(dú)立子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器264。每個(gè)子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器214可接收來(lái)自子信道低通濾波器110(圖1)中相應(yīng)的一個(gè)的累計(jì)信號(hào)輸出，以及每個(gè)子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器264可接收來(lái)自子信道低通濾波器160(圖1)中相應(yīng)的一個(gè)的累計(jì)信號(hào)輸出。
在一些實(shí)施例中，獨(dú)立子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器214和264可包括至少9位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其具有至少與子信道的帶寬同樣大的抽樣率。在其中的子信道具有大約20MHz的帶寬的一些實(shí)施例中，抽樣率可能至少為20MSPS。雖然獨(dú)立子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器214和264說(shuō)明為11位獨(dú)立子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，但這不是一個(gè)要求，本發(fā)明的實(shí)施例可采用具有更低或更高分辨率的獨(dú)立子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
獨(dú)立子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器214和264的分辨率可從調(diào)制次序和子信道的副載波數(shù)量來(lái)估算。在64-QAM調(diào)制的情況中，對(duì)于副載波中的每個(gè)，對(duì)于每個(gè)I和Q分量可能需要至少三位的分辨率。當(dāng)子信道包括四十八個(gè)數(shù)據(jù)副載波時(shí)，可能需要分辨率的六個(gè)附加位(例如48的底數(shù)為2的對(duì)數(shù)的最高限度)。因此，在這個(gè)實(shí)例中，大約九位的分辨率可由獨(dú)立子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器214和264中的每個(gè)來(lái)提供。對(duì)于改進(jìn)的噪聲處理可增加附加分辨率，以及對(duì)于解碼還可增加軟判定能力。一般來(lái)說(shuō)，可將寬帶信道作為單信道來(lái)處理的傳統(tǒng)“單”信道接收機(jī)可能需要附加的2位(四倍)分辨率來(lái)取得類似的精度。這可能明顯更為昂貴。
在一些實(shí)施例中，衰減器、如衰減器146(圖1)所提供的衰減等級(jí)可基于每個(gè)子信道來(lái)選取，以便為所選子信道濾波器以及子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器214、264中相應(yīng)的一個(gè)提供歸一化信號(hào)電平。歸一化子信道信號(hào)電平可允許使用更低分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
取代單模數(shù)轉(zhuǎn)換器、如全信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器114(圖1)和164(圖1)的獨(dú)立子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的使用可允許使用具有更低抽樣率和/或更低分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。這可幫助顯著降低制造成本。
圖3說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的外差頻率發(fā)生器。外差頻率發(fā)生器316可適合用作外差頻率發(fā)生器116(圖1)，但其它外差頻率發(fā)生器也可能是適合的。外差頻率發(fā)生器316包括多個(gè)獨(dú)立外差頻率發(fā)生器302，其中的每個(gè)可包括固定頻率壓控振蕩器(VCO)332。每個(gè)固定頻率壓控振蕩器332可產(chǎn)生單一外差頻率，用于對(duì)特定子信道進(jìn)行下變頻。外差頻率發(fā)生器316還可包括子信道外差開關(guān)304，以便響應(yīng)子信道選擇信號(hào)324而從獨(dú)立外差頻率發(fā)生器302之一來(lái)選擇外差頻率。在一些實(shí)施例中，子信道選擇信號(hào)324可對(duì)應(yīng)于子信道選擇信號(hào)124(圖1)。
在一些實(shí)施例中，獨(dú)立外差頻率發(fā)生器302中的每個(gè)可包括鎖相環(huán)合成器340和分頻器338，以便與壓控振蕩器332配合工作以產(chǎn)生外差頻率。用于有選擇地產(chǎn)生外差頻率的其它配置也適合與本發(fā)明的圖4A和圖4B說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例、具有相應(yīng)放大器的子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路。在這些實(shí)施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路426可適合用作模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路126(圖1)，以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路466可適合用作模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路166(圖1)。在這些實(shí)施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路426可包括用于I相位信道分量的多個(gè)獨(dú)立子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器414及相關(guān)放大器412，以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路466可包括用于Q相位信道分量的多個(gè)獨(dú)立子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器464及相關(guān)放大器462。每個(gè)子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器414可接收來(lái)自子信道低通濾波器110(圖1)中相應(yīng)的一個(gè)的已放大累計(jì)信號(hào)輸出，以及每個(gè)子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器464可接收來(lái)自子信道低通濾波器160(圖1)中相應(yīng)的一個(gè)的已放大累計(jì)信號(hào)輸出。
根據(jù)一些實(shí)施例，放大器412和462可根據(jù)用于每個(gè)子信道的增益控制信號(hào)402來(lái)放大累計(jì)信號(hào)輸出。在這些實(shí)施例中，不一定需要RF信號(hào)通路中的衰減器、如衰減器146(圖1)，因?yàn)榉糯笃?12和462的增益可設(shè)置成向模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供歸一化信號(hào)電平。
在一些實(shí)施例中，獨(dú)立子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器414和464可包括至少9位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其具有至少與子信道的帶寬同樣大的抽樣率。在其中的子信道具有大約20MHz的帶寬的一些實(shí)施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的抽樣率可能至少為大約20MSPS。對(duì)輸出進(jìn)行歸一化的增益控制信號(hào)402的使用可允許使用更低分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。雖然獨(dú)立子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器414和464說(shuō)明為具有11位的分辨率，但這不是一個(gè)要求。具有更高和更低分辨率的獨(dú)立子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器414和464也可能是適合的。
圖5說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的RF和前端電路。RF和前端電路502可適合用作RF和前端電路102(圖1)，但其它電路也可能是適合的。在這些實(shí)施例中，接收機(jī)、如接收機(jī)100(圖1)可采用一個(gè)以上空間分集天線542將單個(gè)子信道“劃分”為一個(gè)或多個(gè)空間信道。在一些實(shí)施例中，每個(gè)天線542可接收來(lái)自一個(gè)空間信道的信號(hào)。在一些實(shí)施例中，每個(gè)空間信道可用于在與其它空間信道相同的副載波上傳遞分離或獨(dú)立數(shù)據(jù)流，從而允許接收附加數(shù)據(jù)，而無(wú)需頻率帶寬的增加。在另一些實(shí)施例中，每個(gè)空間信道可用于傳遞與其它空間信道相同的數(shù)據(jù)。在這些實(shí)施例中，空間信道的使用可利用特定子信道的多徑特性。在一些實(shí)施例中，空間信道可能是非正交信道(例如可能在頻率和/或在時(shí)間上交迭)，在一些實(shí)施例中，每個(gè)空間信道可采用與其它空間信道相同的副載波。
在一些實(shí)施例中，OFDM符號(hào)可通過(guò)包含多個(gè)空間信道的單個(gè)子信道來(lái)接收。每個(gè)空間信道可包括正交副載波的相同集合。在一些實(shí)施例中，單個(gè)子信道可具有大約20MHz的帶寬，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。
在一些實(shí)施例中，RF電路502可包括天線選擇開關(guān)540，以便響應(yīng)空間信道選擇信號(hào)524來(lái)選擇天線542之一。在可稱作開環(huán)多輸入多輸出(MIMO)實(shí)施例的這些實(shí)施例中，天線524中的每個(gè)可對(duì)應(yīng)于空間信道之一。在一些實(shí)施例中，電路502可采用帶通濾波器(BPF)544中相關(guān)的一個(gè)對(duì)于通過(guò)天線542所接收的RF信號(hào)進(jìn)行濾波，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。在一些實(shí)施例中，子信道低通濾波器110(圖1)中的每個(gè)可與空間信道之一關(guān)聯(lián)，以及子信道低通濾波器160(圖1)中的每個(gè)還可與空間信道之一關(guān)聯(lián)。在這些實(shí)施例中，獨(dú)立子信道低通濾波器可在濾波器輸入抽樣間隔期間累計(jì)來(lái)自特定空間信道的信號(hào)信息?？臻g信道選擇信號(hào)524可對(duì)應(yīng)于子信道選擇信號(hào)124(圖1)，并且可使天線選擇開關(guān)540選擇天線，用于在濾波器輸入抽樣間隔期間接收各空間信道。
在可稱作閉環(huán)MIMO實(shí)施例的一些實(shí)施例中，空間信道可能是正交空間信道，不需要天線542與空間信道之間的一一對(duì)應(yīng)。在這些實(shí)施例中，正交空間信道可在發(fā)射機(jī)上采用波束成形技術(shù)來(lái)產(chǎn)生，以及在接收機(jī)上采用波束成形技術(shù)來(lái)接收。在這些實(shí)施例中，DSP120(圖1)可配置成執(zhí)行接收波束成形以便從正交空間信道提取信息，這可稱作空間信道的正交化。與開環(huán)實(shí)施例相比，正交空間信道的使用可幫助減小空間信道之間的串?dāng)_。
在一些實(shí)施例中，外差頻率發(fā)生器可提供單個(gè)外差頻率，以便把單個(gè)頻率子信道的RF信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)?？臻g信道低通濾波器可在適當(dāng)?shù)臑V波器輸入抽樣間隔中累計(jì)空間信道中相應(yīng)的一個(gè)的信號(hào)信息。
圖6A、圖6B和圖6C說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的時(shí)序圖。圖6A定性地說(shuō)明兩個(gè)連續(xù)的50ns抽樣間隔。每個(gè)50ns時(shí)間間隔可能是濾波器輸入抽樣間隔，并且可包括每個(gè)子信道的抽樣子間隔。第一濾波器輸入抽樣間隔602可能處于當(dāng)前OFDM符號(hào)的末端，以及濾波器輸入抽樣間隔604可能處于下一個(gè)OFDM符號(hào)的開頭。在這個(gè)實(shí)例中，接收機(jī)100(圖1)可同時(shí)接收來(lái)自四個(gè)子信道的四個(gè)信號(hào)606、608、610和612。信號(hào)614說(shuō)明信號(hào)606、608、610和612的和，它可被看作來(lái)自寬帶信道(在本例中為80MHz)的整個(gè)信號(hào)。
濾波器輸入抽樣子間隔616中(即從0ns至12.5ns)的信號(hào)606可采用受控外差頻率下變頻為基帶。在抽樣子間隔616中，I以及Q子信道濾波器選擇開關(guān)108和158可分別將其輸出連接到第一子信道低通濾波器(分別對(duì)于I和Q信道分量)，以及來(lái)自第一子信道的基帶信號(hào)被濾波。
在下一個(gè)濾波器輸入抽樣子間隔618(即從12.5ns至25ns)中，信號(hào)608可采用受控外差下變頻到基帶，I以及Q子信道濾波器選擇開關(guān)108和158可將其輸出連接到第二子信道低通濾波器(分別對(duì)于I和Q信道分量)，以及來(lái)自第二子信道的基帶信號(hào)被濾波。
在下一個(gè)濾波器輸入抽樣子間隔620(即從25ns至37.5ns)中，信號(hào)610可采用受控外差下變頻到基帶，I以及Q子信道濾波器選擇開關(guān)108和158可將其輸出連接到第三子信道低通濾波器(分別對(duì)于I和Q信道分量)，以及來(lái)自第三子信道的基帶信號(hào)被濾波。
在下一個(gè)濾波器輸入抽樣子間隔622(即從37.5ns至50ns)中，信號(hào)612可采用受控外差下變頻到基帶，I以及Q子信道濾波器選擇開關(guān)108和158可將其輸出連接到第四子信道低通濾波器(分別對(duì)于I和Q信道分量)，以及來(lái)自第四子信道的基帶信號(hào)被濾波。
這個(gè)過(guò)程可對(duì)于各子信道執(zhí)行，并且不限于四個(gè)子信道的實(shí)例。這個(gè)過(guò)程還可以至少與子信道的帶寬的倒數(shù)一樣的頻度重復(fù)進(jìn)行，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。
采用外差頻率和子信道低通濾波器的同步轉(zhuǎn)換的寬帶信號(hào)處理可使子信道低通濾波器輸出信號(hào)電平與采用為相關(guān)子信道歸一化的每個(gè)子信道的獨(dú)立子信道接收機(jī)所得到的幾乎相同。在一些情況下，當(dāng)存在四個(gè)子信道時(shí)，子信道低通濾波器輸出電平可能比等效單個(gè)子信道接收機(jī)中的低通濾波器的輸出電平大約小四倍，因?yàn)樾盘?hào)能量的大約四分之一由子信道低通濾波器累計(jì)。極少或者沒有信噪比(SNR)降級(jí)可能發(fā)生，因?yàn)樵肼暪β室部蓽p少到大約四分之一，從而將SNR保持為大約與單個(gè)子信道接收機(jī)的情況相同。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，功耗可通過(guò)在子信道低通濾波器110(圖1)和160(圖1)之前提供附加增益來(lái)補(bǔ)償。電路426(圖4A)和電路466(圖4B)說(shuō)明這種情況的實(shí)例，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。
雖然濾波器輸入抽樣間隔602和604是表示為具有四個(gè)12.5ns的抽樣子間隔的50ns間隔，但這不是一個(gè)要求，因?yàn)樗f(shuō)明具有構(gòu)成有80MHz帶寬的寬帶信道的四個(gè)20MHz帶寬子信道的實(shí)施例。因此，本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。在一些實(shí)施例中，間隔602和604的長(zhǎng)度取決于子信道帶寬，以及抽樣子間隔的數(shù)量可取決于寬帶信道中的子信道的數(shù)量。
圖6B說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的衰減器信號(hào)輸出。在不同子信道上接收的信號(hào)電平可具有不同的平均功率電平，這可能在子信道低通濾波器的輸出上產(chǎn)生不同信號(hào)電平。一般要求更高分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)這類信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化。更高分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器往往極為昂貴。在一些實(shí)施例中，按照子信道的自動(dòng)增益控制可采用衰減器、如衰減器146(圖1)來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖6B所示，子間隔616中的衰減器輸出信號(hào)624可提供衰減等級(jí)，以便把送到第一子信道低通濾波器的輸入信號(hào)歸一化到后續(xù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)。在子間隔618期間，衰減器輸出信號(hào)可根據(jù)來(lái)自下一個(gè)子信道的信號(hào)電平來(lái)改變。這個(gè)過(guò)程可在每個(gè)子信道的濾波器輸入抽樣間隔中執(zhí)行，并且可為模數(shù)轉(zhuǎn)換提供更歸一化的輸出，從而允許使用更低分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路。
在備選實(shí)施例中，取代RF信號(hào)通路中的可選衰減器，可在子信道低通濾波器之前提供具有自動(dòng)增益控制的基帶放大器。這種情況的一個(gè)實(shí)例如圖4A和圖4B所示。
圖6C說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例、對(duì)子信道低通濾波器的基帶信號(hào)輸入。基帶信號(hào)輸入626、628、630和632可分別對(duì)應(yīng)于分別在抽樣子間隔616、618、620和622中接收的子信道信號(hào)606、608、610和612。如圖所示，基帶信號(hào)輸入626、628、630和632可歸一化到后續(xù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的范圍之內(nèi)。子信道信號(hào)606、608、610和612還表示為在下一個(gè)OFDM符號(hào)的開始處分別在下一個(gè)間隔604的抽樣子間隔634、636、638和640中被抽樣。在一些實(shí)施例中，子信道的抽樣可能以至少與子信道的帶寬的倒數(shù)一樣的頻度重復(fù)進(jìn)行，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。濾波器輸入抽樣間隔可選擇成幫助確保來(lái)自子信道的信號(hào)信息在其它子信道的抽樣期間沒有丟失。在具有20MHz子信道的圖6A、圖6B和圖6C所示的實(shí)例中，抽樣間隔可對(duì)于每個(gè)子信道每50ns至少出現(xiàn)一次，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的信號(hào)接收程序的流程圖。程序700可由接收機(jī)、如接收機(jī)100(圖1)來(lái)執(zhí)行，以便通過(guò)構(gòu)成寬帶信道的一個(gè)或多個(gè)子信道來(lái)接收OFDM符號(hào)。
在操作702，接收機(jī)的RF電路可同時(shí)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)子信道接收RF信號(hào)。操作702可由RF電路102(圖1)執(zhí)行，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。
在操作704，可產(chǎn)生外差頻率，以便將第一子信道中的RF信號(hào)下變頻為基帶。可響應(yīng)可選擇第一子信道的子信道選擇信號(hào)而為第一子信道產(chǎn)生適當(dāng)?shù)耐獠铑l率。在一些實(shí)施例中，可產(chǎn)生用于I信道和Q信道的基帶信號(hào)。操作704可由外差頻率發(fā)生器116(圖1)執(zhí)行，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。
在操作706，基帶信號(hào)可提供給與第一子信道關(guān)聯(lián)的子信道低通濾波器。子信道濾波器選擇開關(guān)可響應(yīng)子信道濾波器輸入選擇信號(hào)，以便向適當(dāng)?shù)淖有诺赖屯V波器提供基帶信號(hào)。操作706可由子信道濾波器選擇開關(guān)108和158(圖1)執(zhí)行，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。
在操作708，所選子信道低通濾波器可在濾波器輸入抽樣間隔的一部分中累計(jì)來(lái)自基帶信號(hào)的信號(hào)信息。在濾波器輸入抽樣間隔時(shí)間中，所選子信道低通濾波器可更新其狀態(tài)。操作708可在濾波器輸入抽樣間隔的一部分中執(zhí)行，它可能以至少與子信道帶寬的倒數(shù)一樣的頻度重復(fù)進(jìn)行。操作708可由用于I信道分量的子信道低通濾波器110(圖1)之一和用于Q信道分量的子信道低通濾波器160(圖1)之一來(lái)執(zhí)行，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。
操作710對(duì)第一子信道低通濾波器的已累計(jì)信號(hào)輸出執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。操作710可由用于I信道分量的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路126(圖1)和用于Q信道分量的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路166(圖1)來(lái)執(zhí)行，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。在一些實(shí)施例中，操作710可在濾波器輸出抽樣間隔中對(duì)第一子信道低通濾波器的已累計(jì)信號(hào)輸出執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
操作712產(chǎn)生子信道濾波器輸入選擇信號(hào)以便轉(zhuǎn)換到下一個(gè)子信道，以及操作704至708可對(duì)于下一個(gè)子信道重復(fù)進(jìn)行。子信道選擇信號(hào)可由系統(tǒng)控制器、如系統(tǒng)控制器122(圖1)產(chǎn)生，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。操作704至708可在子信道輸入抽樣間隔中對(duì)每個(gè)子信道執(zhí)行。另一方面，操作710可在每個(gè)濾波器輸出抽樣間隔對(duì)每個(gè)子信道執(zhí)行。濾波器輸入抽樣間隔和子信道輸出抽樣間隔可能至少與子信道帶寬的倒數(shù)同樣大。在20MHz子信道的情況中，這些抽樣間隔可小于大約每50ns出現(xiàn)，從而允許操作704至710對(duì)于各子信道至少每50ns執(zhí)行一次。雖然子信道輸入抽樣間隔和子信道輸出抽樣間隔可能相等，但不作這種要求。子信道輸出抽樣間隔可基于子信道帶寬的倍數(shù)，以便允許FFT處理。子信道輸入抽樣間隔還可經(jīng)過(guò)選擇，除其它的外，還減少?gòu)慕邮諜C(jī)100(圖1)的RF部分到ADC和DSP的不希望脈沖干擾。
一旦接收到足夠樣本，操作714對(duì)于從子信道(以及對(duì)于I和Q信道分量)所產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)執(zhí)行FFT，從而對(duì)OFDM符號(hào)解調(diào)，供以后用于產(chǎn)生解碼比特流。操作714可由DSP120(圖1)執(zhí)行，但本發(fā)明的范圍不限于這個(gè)方面。
在一些實(shí)施例中，程序700還可包括響應(yīng)子信道選擇信號(hào)來(lái)選擇衰減等級(jí)，從而在子信道低通濾波器的輸入處提供歸一化基帶信號(hào)電平。在其它實(shí)施例中，程序700還可包括向基帶放大器提供增益控制信號(hào)，以便使子信道低通濾波器的基帶信號(hào)電平輸入歸一化。
在其它一些實(shí)施例中，程序700可由接收機(jī)來(lái)執(zhí)行，以便通過(guò)包含多個(gè)空間信道的單個(gè)子信道來(lái)接收OFDM符號(hào)。在這些實(shí)施例中，多個(gè)空間分集天線中的每個(gè)可接收來(lái)自一個(gè)空間信道的信號(hào)。在一些實(shí)施例中，每個(gè)空間信道可用于通過(guò)與其它空間信道相同的副載波來(lái)傳遞分離或獨(dú)立數(shù)據(jù)流，從而允許接收附加數(shù)據(jù)，而無(wú)需頻率帶寬的增加。在其它實(shí)施例中，每個(gè)空間信道可用于傳遞與其它空間信道相同的數(shù)據(jù)。
雖然程序700的各個(gè)操作表示及描述為分開的操作，但是，各個(gè)操作中的一個(gè)或多個(gè)可同時(shí)執(zhí)行，并且不要求這些操作以所示順序來(lái)執(zhí)行。
本發(fā)明的實(shí)施例可通過(guò)硬件、固件和軟件其中之一或者它們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的實(shí)施例還可實(shí)現(xiàn)為存儲(chǔ)于機(jī)器可讀介質(zhì)中的指令，它們可由至少一個(gè)處理器讀取和運(yùn)行以便執(zhí)行本文所述的操作。機(jī)器可讀介質(zhì)可包括用于存儲(chǔ)或傳送機(jī)器(如計(jì)算機(jī))可讀形式的信息的任何裝置。例如，機(jī)器可讀介質(zhì)可包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，磁盤存儲(chǔ)媒體，光存儲(chǔ)媒體，閃存裝置，電、光、聲或其它形式的傳播信號(hào)(例如載波、紅外信號(hào)、數(shù)字信號(hào)等)等等。
提供“摘要”是為了符合37C.F.R.第1.72(b)小節(jié)，它要求允許讀者確定技術(shù)公開的性質(zhì)和要點(diǎn)的摘要。應(yīng)當(dāng)理解，它的提供并不是用于限制或解釋權(quán)利要求的范圍或含意。
在前面的詳細(xì)描述中，各種特征有時(shí)集中到單一實(shí)施例中，用于簡(jiǎn)化本公開。這種公開的方法不應(yīng)解釋為反映了要求權(quán)益的主題的實(shí)施例要求超過(guò)各權(quán)利要求中明確描述的特征的意圖。相反，如以下權(quán)利要求所反映的那樣，本發(fā)明在于少于單個(gè)公開實(shí)施例的全部特征。因此，以下權(quán)利要求結(jié)合到詳細(xì)說(shuō)明中，其中各權(quán)利要求本身代表單獨(dú)的優(yōu)選實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種接收機(jī)，包括子信道濾波器選擇開關(guān)，將基帶信號(hào)提供給多個(gè)子信道低通濾波器中所選的一個(gè)；以及外差頻率發(fā)生器，提供多個(gè)外差頻率之一，以便把在所選子信道內(nèi)接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)，其中所述子信道低通濾波器在濾波器輸入抽樣間隔期間累計(jì)來(lái)自多個(gè)子信道中相關(guān)的一個(gè)的信號(hào)信息。
2.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于，還包括系統(tǒng)控制器，用來(lái)為所述子信道濾波器選擇開關(guān)和所述外差頻率發(fā)生器產(chǎn)生子信道選擇信號(hào)，其中所述子信道低通濾波器中所選的一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)子信道中的所選子信道，其中所述外差頻率發(fā)生器響應(yīng)所述子信道選擇信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述外差頻率之一，以便在所述濾波器輸入抽樣間隔內(nèi)對(duì)于所述子信道中相應(yīng)的一個(gè)內(nèi)的射頻信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其中所述子信道濾波器選擇開關(guān)響應(yīng)所述子信道選擇信號(hào)而在所述子信道低通濾波器之間進(jìn)行切換，以及其中所述濾波器輸入抽樣間隔將以至少與子信道的帶寬的倒數(shù)一樣的頻度出現(xiàn)。
3.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于，所述接收機(jī)為寬帶信道接收機(jī)，其中還包括射頻電路，用以接收包括多個(gè)子信道的寬帶信道中的正交頻分復(fù)用信號(hào)，其中每個(gè)子信道低通濾波器對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)子信道之一，其中所述子信道具有子信道帶寬，以及其中所述子信道低通濾波器具有大約為所述子信道帶寬的一半的濾波器帶寬。
4.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于，所述接收機(jī)還包括全信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器；以及子信道濾波器輸出選擇開關(guān)，響應(yīng)子信道濾波器輸出選擇信號(hào)，把來(lái)自所選子信道低通濾波器的累計(jì)信號(hào)輸出提供給所述全信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
5.如權(quán)利要求4所述的接收機(jī)，其特征在于，寬帶信道包括多達(dá)四個(gè)所述子信道，所述子信道具有大約20MHz的帶寬，其中所述全信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括至少9位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它具有至少與所述寬帶信道的帶寬同樣大的抽樣率，以及其中所述外差頻率發(fā)生器在濾波器輸入抽樣間隔期間為每個(gè)子信道產(chǎn)生外差頻率，所述濾波器輸入抽樣間隔至少與所述子信道的帶寬的倒數(shù)同樣大，以及其中響應(yīng)所述子信道濾波器輸出選擇信號(hào)的所述子信道濾波器輸出選擇開關(guān)對(duì)于各濾波器輸出抽樣間隔把來(lái)自所述子信道低通濾波器中每個(gè)的累計(jì)信號(hào)輸出一次提供給所述全信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述濾波器輸出抽樣間隔至少與所述子信道的帶寬的倒數(shù)同樣大。
6.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于，還包括多個(gè)子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收來(lái)自所述子信道低通濾波器中相應(yīng)的一個(gè)的累計(jì)信號(hào)輸出。
7.如權(quán)利要求6所述的接收機(jī)，其特征在于，所述子信道具有大約20MHz的帶寬，其中所述子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括至少9位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它具有至少與所述子信道的帶寬同樣大的抽樣率，以及其中所述外差頻率發(fā)生器在濾波器輸入抽樣間隔中產(chǎn)生外差頻率或每個(gè)子信道，所述抽樣間隔至少與所述子信道的帶寬的倒數(shù)同樣大。
8.如權(quán)利要求6所述的接收機(jī)，其特征在于，還包括射頻信號(hào)通路中的衰減器，它響應(yīng)所述子信道選擇信號(hào)而衰減射頻信號(hào)，并且為所選子信道濾波器和所述子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器中相應(yīng)的一個(gè)提供歸一化信號(hào)電平。
9.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于，所述外差頻率發(fā)生器包括固定頻率壓控振蕩器，產(chǎn)生參考頻率；數(shù)字合成器，響應(yīng)子信道選擇信號(hào)而產(chǎn)生多個(gè)步進(jìn)頻率中所選的一個(gè)；以及頻率組合器，將所述參考頻率與所述步進(jìn)頻率中所選的一個(gè)組合，從而產(chǎn)生所述多個(gè)外差頻率之一。
10.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于，所述外差頻率發(fā)生器包括多個(gè)固定頻率壓控振蕩器，每個(gè)固定頻率壓控振蕩器產(chǎn)生所述多個(gè)外差頻率中相應(yīng)的一個(gè)；以及子信道外差開關(guān)，響應(yīng)子信道選擇信號(hào)而從所述固定頻率壓控振蕩器之一選擇外差頻率。
11.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于，還包括多個(gè)子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收來(lái)自所述子信道低通濾波器中相應(yīng)的一個(gè)的累計(jì)信號(hào)輸出；以及多個(gè)子信道放大器，根據(jù)增益控制信號(hào)來(lái)放大所述累計(jì)信號(hào)輸出，所述增益控制信號(hào)為每個(gè)子信道產(chǎn)生。
12.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于，所述接收機(jī)還包括在包含多個(gè)空間信道的單個(gè)子信道上接收信號(hào)的射頻電路，其中所述射頻電路包括天線選擇開關(guān)，用以選擇與所述空間信道之一對(duì)應(yīng)的多個(gè)天線之一，其中每個(gè)子信道低通濾波器對(duì)應(yīng)于所述空間信道之一，其中所述外差頻率發(fā)生器將提供單個(gè)外差頻率，用以把所述單個(gè)子信道的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)，以及其中所述子信道低通濾波器為所述空間信道中相應(yīng)的一個(gè)累計(jì)信號(hào)信息。
13.如權(quán)利要求12所述的接收機(jī)，其特征在于，還包括多個(gè)空間信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述空間信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收來(lái)自所述子信道低通濾波器中相應(yīng)的一個(gè)的累計(jì)信號(hào)輸出；以及數(shù)字信號(hào)處理器，對(duì)于來(lái)自所述空間信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器的比特流執(zhí)行快速傅立葉變換，以及為構(gòu)成所述單個(gè)子信道的多個(gè)符號(hào)調(diào)制副載波中的每個(gè)產(chǎn)生并行的時(shí)域樣本組。
14.如權(quán)利要求3所述的接收機(jī)，其特征在于，所述子信道包括多個(gè)符號(hào)調(diào)制正交副載波，以及其中相應(yīng)子信道的每個(gè)正交副載波實(shí)質(zhì)上在所述相應(yīng)子信道的其它副載波的中心頻率上具有空值。
15.如權(quán)利要求14所述的接收機(jī)，其特征在于，在由所述接收機(jī)接收之前，將根據(jù)包括無(wú)調(diào)制、二相相移鍵控(BPSK)、正交相移鍵控(QPSK)、8PSK、16-正交調(diào)幅(16-QAM)、32-QAM、64-QAM、128-QAM和256-QAM其中之一的單獨(dú)副載波調(diào)制分配分別對(duì)副載波進(jìn)行調(diào)制。
16.一種方法，包括在相關(guān)子信道低通濾波器中在濾波器輸入抽樣間隔期間累計(jì)來(lái)自多個(gè)子信道中所選的一個(gè)的信號(hào)信息；在所述濾波器輸入抽樣間隔期間對(duì)于所述子信道中的其它子信道重復(fù)所述累計(jì)；以及對(duì)于從來(lái)自所述多個(gè)子信道的所述累計(jì)信號(hào)信息所產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)執(zhí)行快速傅立葉變換，從而產(chǎn)生所接收正交頻分復(fù)用符號(hào)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還包括在所述濾波器輸入抽樣間隔期間將基帶信號(hào)提供給多個(gè)子信道低通濾波器中所選的一個(gè)；在所述濾波器輸入抽樣間隔期間提供多個(gè)外差頻率之一，以便把在所選子信道內(nèi)接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述基帶信號(hào)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，還包括產(chǎn)生子信道選擇信號(hào)，從而作為響應(yīng)而提供所述外差頻率之一，用以在所述濾波器輸入抽樣間隔內(nèi)對(duì)于所述子信道中相應(yīng)的一個(gè)內(nèi)的射頻信號(hào)進(jìn)行下變頻；以及響應(yīng)所述子信道選擇信號(hào)而在所述子信道低通濾波器之間進(jìn)行切換。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生所述子信道選擇信號(hào)，以便提供至少與子信道的帶寬的倒數(shù)一樣的頻度的所述濾波器輸入抽樣間隔。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，還包括接收來(lái)自所述子信道低通濾波器中相應(yīng)的一個(gè)的累計(jì)信號(hào)輸出；以及對(duì)所述累計(jì)信號(hào)輸出執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，還包括響應(yīng)所述子信道選擇信號(hào)而衰減所述射頻信號(hào)，從而為所選子信道濾波器提供歸一化信號(hào)電平，以及對(duì)所述累計(jì)信號(hào)輸出執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
22.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，還包括產(chǎn)生恒定參考頻率；響應(yīng)子信道選擇信號(hào)而采用數(shù)字合成器來(lái)產(chǎn)生多個(gè)步進(jìn)頻率中所選的一個(gè)；以及將所述參考頻率與所述步進(jìn)頻率中所選的一個(gè)組合，從而產(chǎn)生所述多個(gè)外差頻率之一。
23.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，還包括對(duì)于來(lái)自所述子信道低通濾波器中相應(yīng)的一些的累計(jì)信號(hào)輸出執(zhí)行各自的模數(shù)轉(zhuǎn)換；以及根據(jù)用于每個(gè)子信道的增益控制信號(hào)分別放大所述累計(jì)信號(hào)輸出。
24.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，還包括采用多個(gè)空間分集天線在包含多個(gè)空間信道的單個(gè)子信道上接收正交頻分復(fù)用符號(hào)；以及產(chǎn)生天線選擇信號(hào)，以便選擇與所述空間信道之一對(duì)應(yīng)的所述天線之一，其中每個(gè)子信道低通濾波器對(duì)應(yīng)于所述空間信道之一，其中所述外差頻率發(fā)生器提供單個(gè)外差頻率，用以把所述單個(gè)子信道的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)，以及其中所述子信道低通濾波器為所述空間信道中相應(yīng)的一個(gè)累計(jì)信號(hào)。
25.一種系統(tǒng)，包括實(shí)質(zhì)上全向的天線；子信道濾波器選擇開關(guān)，將基帶信號(hào)提供給多個(gè)子信道低通濾波器中所選的一個(gè)；以及外差頻率發(fā)生器，提供多個(gè)外差頻率之一，以便把在所選子信道內(nèi)接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)，其中所述子信道低通濾波器將累計(jì)在濾波器輸入抽樣間隔期間來(lái)自多個(gè)子信道中相關(guān)的一個(gè)的信號(hào)信息。
26.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括系統(tǒng)控制器，用以為所述子信道選擇開關(guān)和所述外差頻率發(fā)生器產(chǎn)生子信道選擇信號(hào)，其中所述子信道低通濾波器中所選的一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)子信道中的所選子信道，其中所述外差頻率發(fā)生器響應(yīng)所述子信道選擇信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述外差頻率之一，以便在所述濾波器輸入抽樣間隔內(nèi)對(duì)于所述子信道中相應(yīng)的一個(gè)內(nèi)的RF信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其中所述子信道選擇開關(guān)響應(yīng)所述子信道選擇信號(hào)而在所述子信道低通濾波器之間進(jìn)行切換，以及其中所述濾波器輸入抽樣間隔將以至少與子信道的帶寬的倒數(shù)一樣的頻度出現(xiàn)。
27.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括多個(gè)子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收來(lái)自所述子信道低通濾波器中相應(yīng)的一個(gè)的累計(jì)信號(hào)輸出；以及射頻信號(hào)通路中的衰減器，響應(yīng)所述子信道選擇信號(hào)而衰減射頻信號(hào)，并且為所選子信道濾波器和所述子信道模數(shù)轉(zhuǎn)換器中相應(yīng)的一個(gè)提供歸一化信號(hào)電平。
28.一種提供指令的機(jī)器可讀介質(zhì)，所述指令在由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使所述處理器執(zhí)行包括以下各項(xiàng)的操作在相關(guān)子信道低通濾波器中在濾波器輸入抽樣間隔期間累計(jì)來(lái)自多個(gè)子信道之一的信號(hào)信息；在所述濾波器輸入抽樣間隔期間對(duì)于所述子信道中的其它子信道重復(fù)所述累計(jì)；以及對(duì)于從來(lái)自所述多個(gè)子信道的所述累計(jì)信號(hào)信息所產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)執(zhí)行快速傅立葉變換，從而產(chǎn)生所接收正交頻分復(fù)用符號(hào)。
29.如權(quán)利要求28所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述指令在由所述處理器中的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)一步執(zhí)行時(shí)，使所述處理器執(zhí)行還包括以下各項(xiàng)的操作在所述濾波器輸入抽樣間隔期間將基帶信號(hào)提供給多個(gè)子信道低通濾波器中所選的一個(gè)；在所述濾波器輸入抽樣間隔期間提供多個(gè)外差頻率之一，用以把在所選子信道內(nèi)接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述基帶信號(hào)。
30.如權(quán)利要求28所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述指令在由所述處理器中的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)一步執(zhí)行時(shí)，使所述處理器執(zhí)行還包括以下各項(xiàng)的操作產(chǎn)生子信道選擇信號(hào)，從而作為響應(yīng)而提供所述外差頻率之一，以便在所述濾波器輸入抽樣間隔內(nèi)對(duì)于所述子信道中相應(yīng)的一個(gè)內(nèi)的射頻信號(hào)進(jìn)行下變頻；以及響應(yīng)所述子信道選擇信號(hào)而在所述子信道低通濾波器之間進(jìn)行切換。
全文摘要
一種準(zhǔn)并行接收機(jī)可同時(shí)接收構(gòu)成寬帶信道的若干子信道內(nèi)的信號(hào)。接收機(jī)包括將基帶信號(hào)提供給多個(gè)子信道低通濾波器中所選之一的子信道濾波器選擇開關(guān)。外差頻率發(fā)生器提供多個(gè)外差頻率之一，以便把在所選子信道中接收的RF信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)。子信道低通濾波器在濾波器輸入抽樣間隔中累計(jì)來(lái)自多個(gè)子信道中相關(guān)的一個(gè)的信號(hào)信息。在一些實(shí)施例中，獨(dú)立模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收來(lái)自相關(guān)子信道濾波器的累計(jì)信號(hào)輸出，并為后續(xù)傅立葉變換產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)。在一些實(shí)施例中，歸一化信號(hào)輸出可被提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，從而允許使用更低分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。模數(shù)轉(zhuǎn)換器可具有基于子信道帶寬的抽樣率。
文檔編號(hào)H04L27/26GK1902870SQ200480039126
公開日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2004年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月29日
發(fā)明者A·馬爾特塞夫, A·薩里, S·塞爾格耶夫, A·貝洛諾茲金, V·塞爾格耶夫 申請(qǐng)人:英特爾公司