专利名称：具有公共采样速率的多个通信协议的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及无线电设备(radio)，特别涉及用于执行多个通信协议的无线电设备。
背景技术：
每个通信协议具有单独的射频(RF)到中频(IF)前端或处理信道、以及特定的采样速率。这导致在硬件、PC板空间、所消耗的功率以及硬件复杂性方面的额外支出。在图1中图示了典型示例，其中，GPS信道具有连接到数字信号处理器(DSP)的前端硬件，而无线局域网(WLAN)和蓝牙网络信道通过多路复用器以及共享的A/D和D/A转换器连接到DSP。根据正在通过多路复用器发送哪个信号，频率合成器必须向WLAN和蓝牙信道提供适当、单独的频率，并且向A/D和D/A转换器提供单独的频率。DSP根据正在处理哪个信道来控制频率合成器、多路复用器以及A/D和D/A转换器。
发明内容
本发明的无线电设备包括用于以第一频率接收信号的第一信道、以及用于以第二频率接收和发送信号的第二信道。多路复用器通过A/D和D/A转换器将第一和第二信道连接到数字信号处理器。振荡器连接到A/D和D/A转换器，并向其提供公共采样频率。数字信号处理器控制多路复用器，并使用公共采样速率来修正所接收的数字信号，以适应所述信道的不同载波频率。频率合成器连接到振荡器，并且提供用于所述信道的不同频率的信号。可以提供第三信道，用于以第三频率接收和发送信号，并且其也连接到多路复用器。处理器能够同时执行用于所述信道中的至少两个的通信协议。尽管第一信道可被设计用来接收GPS信号，但是可以将第二信道设计用于接收WLAN、蓝牙、GSM、GPRS和WCDMA中的一个或多个。
该无线电设备可以是软件定义的无线电设备(software-defined radio)。处理器通过采样频率的线性内插来适应不同频率的信号。从处于公共采样速率TS的两个样本Xn+1、Xn计算处于所希望的采样速率T0的每个内插样本Yn的线性内插为Yn＝Xn+n(T0-Ts)/Ts(Xn+1-Xn)。
当结合附图进行考虑时，根据对本发明的以下详细描述，本发明的这些和其它方面将变得清楚。
图1是现有技术的无线电设备的示意图。
图2是结合了本发明的原理的无线电设备的示意图。
具体实施例方式
将参照图1和2来描述现有技术和本发明的无线电设备。在这两幅图中，具有相同结构或公共结构的那些元件将具有相同的附图标记。
图1的无线电设备10(现有技术)具有用于提供三种通信协议的三个信道。第一信道包括连接到GPS前端22的天线20。通过解调器24和低通滤波器26将输出提供给具有处于基频f0的晶体振荡器28的A/D转换器27。通过基带处理器29将A/D转换器27的输出提供给数字信号处理器(DSP)50。第二信道包括天线30、以及连接到无线局域网(WLAN)34的发送/接收开关32。通过多路复用器(MUX)52将WLAN 34的输出提供给A/D转换器54，所述A/D转换器54的输出被提供给DSP 50。将发送信号从DSP 50通过D/A转换器56提供给多路复用器52、WLAN 34、发送/接收开关32和天线30。第三信道包括天线40、发送/接收开关42和连接到多路复用器52的蓝牙前端44。同样，由A/D转换器54和D/A转换器56来控制从多路复用器52到DSP 50的流信号。
DSP 50在线路51上将控制信号提供给多路复用器52。它还将控制信号(SPI)53提供给频率合成器60。将自动增益控制(AGC)信号55从DSP 50提供给GPS前端22、WLAN前端34和蓝牙前端44。计时器时钟输入59被提供给DSP 50。
频率合成器60包括晶体振荡器62。在来自DSP 50的SPI信号53的控制下，频率合成器60在66上将参考信号A提供给GPS前端22。根据多路复用器52正在处理哪个信号，合成器60将在68上把参考频率B提供给WLAN前端34并且将频率f1从端子64提供给A/D转换器54和D/A转换器56、或者将参考频率C提供给蓝牙前端44并且将频率f2从端子64提供给A/D转换器54和D/A转换器56。
为了减小硬件数量以便减小成本、空间、功耗等，本发明的无线电通信使用最小数量的振荡器和A/D转换器，并简化了频率合成器。如图2所示，这是通过使用公共的采样速率实现的。来自天线20、GPS前端22、解调器24和低通滤波器26的第一信道连接到多路复用器52。其输出通过A/D转换器54而被提供给DSP 50。在DSP 50中用软件来执行基带处理器29。第二信道和第三信道不变。通过仅在端子76、78、79处将频率信号A、B、C分别提供给GPS 22、WLAN 34和蓝牙44而使得频率合成器更加简单。在各个端子处的频率之间不存在切换。此外，到DSP 50的时钟或计数器59以及在74上用于A/D转换器54和D/A转换器56的采样频率f0是公共信号。
DSP 50使用公共采样速率来修正所接收和发送的数字信号，以便适应不同的载波频率。适应不同频率的一种简单方法是通过采样速率的线性内插。例如，其中，从处于公共采样速率TS的两个样本Xn+1、Xn计算处于所希望的采样速率T0的每个内插样本Yn的线性内插为Yn＝Xn+n(T0-Ts)/Ts(Xn+1-Xn)。如果在DSP 50中具有足够的处理能力，则可以使用更复杂的内插器。
作为示例，晶体72可具有32.768MHz的振荡频率，该频率对于GPS是典型的。WLAN载波频率可以是33MHz，并且蓝牙可以是32MHz。因此，DSP 50自己将不会修正GPS数字信息，但是它将修正基于更高或更低载波频率和采样频率的其它两个信道的数字信息。尽管使用这3个信道中的中间的信道的频率作为采样频率，但是可以使用其它频率中的任何一个。此外，可以使用第四频率，使得在DSP中修正全部3个信道。
能够执行这些操作的一个处理器是可从Sandbridge技术公司得到的多线程DSP SB9600。DSP 50能够同时执行所述协议中的至少两个。例如，可以同时与WLAN信号或蓝牙信号一起处理GPS信号。尽管在图2中示出了三个信道或三个协议处理，但是可以用两个信道或多于三个信道的方式来使用本发明的思想。此外，所给出的信道协议可以包括除了在此使用的示例中说明的那些协议以外的其它协议以解释本发明。这些可以包括但不限于GSM、GPRS和WCDMA。
尽管已经详细描述和图示了本发明，但是应当清楚地理解这仅仅是通过说明和示例进行的，并且不应被作为限制来对待。本发明的范围将仅受所附权利要求的条款限制。
权利要求
1.一种无线电设备，包括第一信道，用于以第一载波频率接收信号；第二信道，用于以第二载波频率接收和发送信号；多路复用器，连接到第一和第二信道；A/D转换器和D/A转换器，通过多路复用器将所述信道连接到数字信号处理器；振荡器，连接到A/D转换器和D/A转换器，并向其提供公共采样速率；以及数字信号处理器，控制多路复用器，并使用公共采样速率来修正所接收和发送的数字信号，以适应不同的载波频率。
2.根据权利要求1的无线电设备，包括频率合成器，其连接到振荡器，并且向第一和第二信道提供不同频率的信号。
3.根据权利要求1的无线电设备，包括第三信道，用于以第三载波频率接收和发送信号，并且连接到多路复用器。
4.根据权利要求3的无线电设备，包括频率合成器，其连接到振荡器，并向第一、第二和第三信道提供不同频率的信号。
5.根据权利要求3的无线电设备，其中，所述处理器同时执行用于所述信道中的至少两个的通信协议。
6.根据权利要求1的无线电设备，其中，所述处理器同时执行用于第一和第二信道的通信协议。
7.根据权利要求1的无线电设备，其中，第一信道被设计用来接收GPS信号，并且第二信道被设计用来从WLAN、蓝牙、GSM、GPRS和WCDMA组中接收信号。
8.根据权利要求1的无线电设备，其中，所述无线电设备是软件定义的无线电设备。
9.根据权利要求1的无线电设备，其中，所述处理器通过采样速率的线性内插来适应不同频率的信号。
10.根据权利要求9的无线电设备，其中，从处于公共采样速率Ts的两个样本Xn+1、Xn计算处于所希望的采样速率T0的每个内插样本Yn的线性内插为Yn＝Xn+n(T0-Ts)/Ts(Xn+1-Xn)。
全文摘要
一种无线电设备，包括用于以第一频率接收信号的第一信道、以及用于以第二频率接收和发送信号的第二信道。多路复用器通过A/D和D/A转换器将第一和第二信道连接到数字信号处理器。振荡器连接到所述A/D和D/A转换器，并向其提供公共采样频率。数字信号处理器控制多路复用器，并使用公共采样速率来修正所接收的数字信号，以适应所述信道的不同载波频率。频率合成器连接到振荡器，并提供用于所述信道的不同频率信号。可以提供第三信道，用于以第三频率接收和发送信号，并且也连接到多路复用器。处理器能够同时执行用于所述信道中的至少两个的通信协议。
文档编号H04B1/40GK1820422SQ200480019773
公开日2006年8月16日 申请日期2004年6月22日 优先权日2003年7月10日
发明者丹尼尔·艾恩库, 加里·纳瑟, 斯图尔特·G·斯坦利 申请人:桑德布里奇技术公司