专利名称：用于系统内和系统间的滑动中频收发方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及无线通信系统，具体涉及IEEE 802.11a/b/g无线局域网(WLAN)系统。
背景技术：
最近几十年以来，与信息通信有关的技术得到了快速的发展。例如，在最近二十年中，无线通信技术已经从提供最初被看作新奇事物的产品转变为提供移动通信基础设备的产品。或许这些无线技术中最有影响力的是蜂窝电话系统和产品。蜂窝技术的出现提供了对现有电缆通信系统的移动扩展，使用传统的电路交换无线路径为用户提供了无所不在的覆盖范围。然而在近来，无线通信技术已经开始在几乎每一个通信领域中替代电缆连接。WLAN正在快速成为一种针对家庭和办公室中的常规电缆网络的流行选择。
当今许多WLAN系统根据IEEE 802.11b标准而操作。本领域的技术人员可以理解，IEEE 802.11规定WLAN设备使用两种扩频接入技术中的一种，具体地为跳频或码扩频。在跳频系统中，两个WLAN单元之间的无线连接将会根据预定的跳跃序列而周期性地改变频率。在码扩频(有时也被称作“直接序列扩频”)中，通过例如与伪随机噪声(PN)序列相乘而把无线数据信号分布在相关的宽带信道上。根据IEEE 802.11a或802.11g标准来设计其它的WLAN。这些标准使用正交频分复用技术(OFDM)为信号传输进行准备。在OFDM系统中，信号被划分到若干个窄带信道，每一个窄带信道都以不同的频率进行传输。在接收端，使用例如零差或外差接收机对窄带信道进行恢复，然后通过把来自各个窄带信道的数据进行组合而重新创建期望的信号。
零差接收机(也被称作直接转换或零-IF接收机)获得已接收的信号，并把这个信号从其无线载波频率直接转换到基带频率，在基带频率上，处理器可以对信号进行操作以便对信号的有效载荷信息进行解码。图1示出了零差接收机的示例。在图1中，通过天线10接收信号，使用例如带通滤波器12对信号进行滤波以仅获得感兴趣的频带，然后通过例如低噪声放大器(LNA)14进行放大。使用本地振荡器17和移相器19在混频器16和18中把已放大的信号下变频为基带频率，从而产生I和Q信号。如果需要，可以通过LPF 20和22对I和Q信号进行低通滤波以提取期望的窄带信道。然后对所产生的基带信号进一步做出处理以便对信号中接收到的信息进行解码，如单元24所示。然而，零差接收机受到DC偏置和I/Q不平衡问题的影响。
另一方面，外差接收机在把信号转换为基带之前，首先把无线载波频率转换为中频(IF)。图2示出了外差接收机的示例，其中使用相同的附图标记对与图1中零差接收机相似的元件进行标记，而且相似的功能如上所述。可用看出的是，外差接收机相对于图1中的零差接收机具有额外的部分26。镜像干扰抑制滤波器28对与RF信号相关的镜像(image)波段进行抑制。混频器30使用其时钟源/本地振荡器32把射频信号下变频为中频(IF)信号。然后，可以使用例如可变增益放大器(VGA)34对产生的IF信号进行放大，并以与上文关于图1中的零差接收机相似的方式把IF信号转换到基带。可以使用各种外差设计，例如具有相对低的IF的接收机或具有相对高的IF的接收机。高IF的接收机受到与用作镜像干扰抑制滤波器28的大表面声波有关的高成本的影响。低IF的接收机对802.11a/b/g系统中的镜像干扰抑制有非常严格的要求。
因此，期望提供这样的技术和设备，即能够用于提供避免传统技术中的问题的收发机。
发明内容
通过提供用于无线通信的方法以及与该方法有关的设备，根据本发明的系统和方法解决了这种需求和其它需求，其中所述方法和设备基于和无线台进行通信的具体信道和/或系统而改变中频。以这种方式对中频的选择进行处理能够更加容易地去除和外差处理所产生的镜像有关的信号能量。
根据本发明的一个典型实施例，一种用于无线通信的方法包括步骤基于用于进行通信的信道而选择多个预定中频中的一个中频；接收所述信道上的信号；使用选择的多个预定中频中的一个中频对所述信号进行下变频，以产生下变频后的信号；以及对所述下变频后的信号进行解调。
根据本发明的另一个典型实施例，一种接收机包括用于接收信号的天线；至少一个混频器，用于使用多个不同中频中的一个中频对所述信号进行下变频，其中基于用于接收所述信号的信道而选择所述多个不同中频中的一个中频；以及处理器，用于对所述下变频后的信号进行处理，以产生输出数据。
附图示出了本发明的典型实施例，其中图1示出了典型零差接收机的结构；图2示出了典型外差接收机的结构；图3示出了其中可以实现本发明的典型的WLAN系统；图4(a)-4(d)示出了根据本发明典型实施例使用选择的中频的信号处理；图5是示出了根据本发明典型实施例用于无线通信的典型方法的流程图；以及图6示出了根据本发明典型实施例的典型接收机的结构。
具体实施例方式
下文参考附图对本发明进行详细描述。不同附图中的相同附图标记表示相同或相似的元件。此外，下文的详细描述不会限制本发明。本发明的范围由所附权利要求而限定。
为了向这个讨论提供一些背景，首先参考图3来描述典型的WLAN系统。然而本领域的技术人员可以理解，本发明不限于在WLAN系统中实施。在图3中，有线网络40(例如以太网网络)具有与之相连的文件服务器42和工作站44。本领域的技术人员可以理解，典型的有线网络能够为多个固定的工作站44提供服务，然而为了简明仅在图3中示出了一个工作站。有线网络40还通过路由器48与WLAN 46相连。路由器48把WLAN 46的接入点(AP)与电缆网络相互连接，通过路由器48，接入点能够例如和文件服务器42进行通信。在图1中的典型WLAN系统中，所示出的三个小区50、52和53(有时也被称作基本服务集(BSS)或基本服务区(BSA))中的每一个都具有各自的AP，然而本领域的技术人员再次可以理解的是，WLAN 46中可以提供更多或更少的小区。在每一个小区内，各自的AP通过无线连接为多个无线台(W)提供服务。
根据本发明的典型实施例，例如根据IEEE 802.11a或802.11b/g，使用OFDM信号来执行AP与各自的无线台W之间的信号传输。具体地，期望提供如下收发机一方面能够使用IEEE 802.11b/g(2.4GHz波段)或IEEE 802.11a(5.0GHz波段)进行通信，另一方面能够使用低IF的外差结构并解决严格的镜像干扰抑制(image rejection)要求。根据本发明典型实施例的设备和方法提供了使用可变的中频来接收所述OFDM信号的技术，它具有如下效果把镜像干扰抑制的问题转换为相邻信道干扰的问题。用于减小相邻信道干扰的带通滤波器的设计比用于镜像干扰抑制的SAW滤波器的设计所涉及的复杂性明显要小，因而导致了具有成本效益的设计，该设计能够在802.11a或802.11b/g频带中操作。
考虑图4(a)-4(d)，这些图示出了在选择并使用具体的IF之后所产生的频域信号，其中所述IF基于用于和无线台W进行通信的具体系统和/或信道。在图4(a)中，802.11b/g/系统(2.4GHz波段)中的信道1用于和无线台W进行通信。根据本发明的典型实施例，无线台W针对这个系统/信道通信选择IF为25MHz。下文对用于选择外差接收机中使用的具体IF的典型技术做了更加详细的描述。在图4(a)中，在与本地振荡器(LO)频率偏离25MHz处示出了期望的信号(信道1)，而在50和75MHz的偏移处分别示出了其它两个信道。针对这种情况，与信道1有关的镜像位于图4(a)中的2387MHz处，频谱中的这一部分当前没有使用。这意味着与镜像有关的信号能量不是很强，并且能够通过镜像干扰抑制滤波器(例如多相滤波器等)进行抑制。可选择地，可以通过滤波而不是使用镜像干扰抑制技术来实现2.4GHz的带内干扰抑制。
现在参考图4(b)，如果802.11b/g系统使用信道6进行通信，则无线台W还会选择IF为25MHz。另外，选择这个IF导致了镜像信号能量转移到被定义为不能用于传输的一部分频谱，可以通过宽松的镜像干扰抑制滤波器容易地进行抑制。然而，如果802.11b/g系统中的信道11用于和无线台W进行通信，那么无线台W选择-25MHz作为对信号进行下变频时所使用的IF。针对信道11选择不同的IF导致了图4(c)所示的下变频后的频谱。其中信道11上期望的信号聚集在-25MHz的IF处，而信道1和6的信号能量分别位于-75和-50MHz。在这种情况下，通过选择适合的IF，与信道11的镜像有关的信号能量被转移到LO频率的右侧，再次落入期望的传输信号能量不是很强的频率区域中，从而能够使用镜像干扰抑制结构进行去除。
然而，如果无线台W与802.11a(5GHz)系统进行通信，那么无线台W将使用第三IF，如图4(d)所示。特别地，根据本发明的这个典型实施例，无线台选择IF为10MHz。在这种情况下，镜像信号位于距离LO频率为-10MHz的偏移处。然而，选择10MHz而不是25或-25MHz用于和802.11b/g系统进行通信导致了宽松的镜像干扰抑制要求，这是因为802.11a系统的相邻信道抑制要求非常宽松，而且35dB的镜像干扰抑制足以满足性能要求。
基于上文，图5的流程图中示出了根据本发明典型实施例的无线通信的一般方法。在图5中的步骤40处，无线台确定使用哪个信道(和系统)来建立通信。这一步骤能够以多种不同的方式来完成。例如，无线台W可以对其当前位置处可用的系统进行监听，并从这些系统中进行选择。可选择地，无线台W可以被预先编制为选择具体的系统和信道。另一种技术将会涉及向无线台发送信道分配的系统。
不考虑信道/系统分配如何发生，无线台W使用具体的信道和/或系统以确定将用于和所述信道和/或系统进行通信的IF。如上所述，在步骤42处，根据本发明的一个典型实施例，无线台W将会从3个不同的IF(例如25MHz、-25MHz、和10MHz)中进行选择，取决于所识别的用于进行通信的信道是例如2.4GHz波段中的信道1-6、2.4GHz波段中的信道7-11还是5GHz波段中的任意信道。然后，接收机在步骤44处使用所选择的IF对已接收信号进行下变频，并在步骤46处对下变频后的信号进行解调/解码。
多种接收机结构可以用于实现本发明。图6示出了根据本发明典型实施例的一般化的滑动IF接收机的结构。在图6中，天线60接收信号，该信号由带通滤波器62滤波为期望的频带并由LNA64进行放大。滤波器66(在这个示例中为具有可变中心频率的多相滤波器)对输入的信号执行滤波或镜像干扰抑制。处理器68基于当前用于接收的信道而控制滤波器66的中心频率。可以通过多相滤波器66的回旋器(gyrator)电路中电阻器(未示出)的电阻器切换而调整多相滤波器66的中心频率。混频器70把射频信号下变频至例如上文关于图4(a)-4(d)所述的3个不同的中频之一。基于当前用于通信的信道和/或系统，处理器68和例如可编程LO 72选择具体的IF。然后可以使用例如可变增益放大器(VGA)74对产生的IF信号进行放大，并通过元件76-84把IF信号转换到基带。
上述典型实施例完全是为了说明而不是限制本发明。因此，本发明能够对具体实施方式
进行多种改变，这些改变可以由本领域的技术人员根据这里包含的描述而导出。所有这些改变和修改被看作是处于所附权利要求限定的本发明的范围和精神之内。用于描述本发明的任何元件、工作或指令都不应被解释为对于本发明是关键的或本质的，除非清楚地得以说明。此外，正如这里所用，冠词“一个”将包括一个或多个项目。
权利要求
1.一种用于无线通信的方法，包括步骤基于要用于通信的信道来选择(42)多个预定中频中的一个中频；接收所述信道上的信号；使用所述多个预定中频中所述选择的一个中频对所述信号进行下变频(44)，以产生下变频后的信号；以及对所述下变频后的信号进行解调(46)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述信号是正交频分复用(OFDM)信号和补码键控(CCK)信号之一。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述选择步骤还包括步骤如果所述信道处于信道的第一范围内，则选择第一中频；如果所述信道处于信道的第二范围内，则选择第二中频。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述通信发生在802.11b/g系统中，所述信道的第一范围是信道1-6，所述信道的第二范围是信道7-11，所述第一中频是+25MHz且所述第二中频是-25MHz。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述通信发生在802.11b/g系统和802.11a系统中的一个系统中，所述信道的第一范围是所述802.11b/g系统中的信道1-11，所述信道的第二范围包括所述802.11a系统内的所有信道，所述第一中频是+/-25MHz且所述第二中频是10MHz。
6.一种接收机，包括用于接收信号的天线(60)；至少一个混频器(70)，用于使用多个不同中频中的一个中频对所述信号进行下变频，其中基于接收所述信号的信道来选择所述多个不同中频中的所述一个中频；以及处理器(68)，用于对所述下变频后的信号进行处理，以产生输出数据。
7.根据权利要求6所述的接收机，其中所述信号是正交频分复用(OFDM)信号和补码键控(CCK)信号之一。
8.根据权利要求6所述的接收机，其中所述处理器通过如下方式选择所述中频如果所述信道处于信道的第一范围内，则选择第一中频；如果所述信道处于信道的第二范围内，则选择第二中频。
9.根据权利要求8所述的接收机，其中在802.11b/g系统中接收所述信号，所述信道的第一范围是信道1-6，所述信道的第二范围是信道7-11，所述第一中频是+25MHz且所述第二中频是-25MHz。
10.根据权利要求8所述的接收机，其中在802.11b/g系统和802.11a系统之一的系统中传输所述信号，所述信道的第一范围是所述802.11b/g系统中的信道1-11，所述信道的第二范围包括所述802.11a系统内的所有信道，所述第一中频是+/-25MHz且所述第二中频是10MHz。
11.根据权利要求6所述的接收机，还包括具有可变中心频率的滤波器(66)，用于在对所述信号进行所述混频器下变频之前，对所述接收到的信号进行滤波。
12.根据权利要求11所述的接收机，其中所述处理器(68)基于用于接收所述信号的所述信道来选择所述可变中心频率。
全文摘要
根据本发明的系统和方法提供了用于无线通信的方法以及与该方法有关的设备，其中所述方法和设备基于和无线台进行通信的具体信道和/或系统而改变中频。以这种方式定制中频的选择能够更加容易地去除与外差处理所产生的镜像有关的信号能量。
文档编号H03D7/18GK101048943SQ200580036703
公开日2007年10月3日 申请日期2005年8月26日 优先权日2004年8月27日
发明者张益峰 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司