信号发送/接收方法和装置与流程

文档序号:11236792
信号发送/接收方法和装置与流程

本公开涉及信号发送/接收的方法和装置。



背景技术:

为满足由于第四代(4G)通信系统进入市场而引起的对于无线数据业务猛增的需求,正在致力于开发增强的第五代(5G)通信系统或pre-5G通信系统。为此,5G通信系统或pre-5G通信系统被称为超4G网络通信系统或后LTE系统。

为了实现更高的数据传输速率,考虑在毫米波(mmWave)频带(诸如例如60Ghz的频带)中实施5G通信系统。为了缓和在超高频带中的信道损耗并增加无线电波的到达范围,对于5G通信系统,考虑以下技术:波束形成、大规模多输入多输出(MIMO)、全维度MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束形成和大规模天线。

对于5G通信系统还正在开发各种技术以具有增强网络,诸如演进或高级小小区、云无线电接入网络、超密集网络、设备到设备(D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协作多点(CoMP)和干扰消除。

其它被开发用于5G系统的技术中有作为高级编码调制(ACM)方案的混合频移键控(FSK)和正交幅度调制(QAM)(FQAM)和滑动窗口叠加编码(SWSC)以及作为高级接入技术的滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址(NOMA)和稀疏码多址(SCMA)。

对于通过无线蜂窝通信进行高速数据传输的需求处于持续增长趋势。在传统4G长期演进(LTE)无线通信系统中采用载波聚合使得能够以理论上高达100Mbps的速率进行数据传输,这允许无处不在的高速传输。

近来,出于云计算或超高清(UHD)视频数据传输的目的,存在对于Gbps或者更高的超高速率通信的更多需求,从而带来了在支持下一代通信中的Gbps或更高数据传输的技术的发展。

当前的蜂窝频带(即5GHz或更低频带)已经饱和。因此,为了支持5Gbps或更高宽带通信,除了使用还没有用于传统蜂窝通信的毫米波频带以外,没有其他选择。毫米波频带,与传统蜂窝通信方案相比,由于其高频特性,要求系统以完全不同的方式实现。因此,应根据整体系统的优化而构想一种与传统方法完全不同的新方法。

同时,由于安装便利性的问题,无线通信单元(例如,用于毫米波频带通信用途的射频集成电路(RFIC))被放置于终端的几个独立单元中。在这种情况下,使用最少数量的电缆(或传输线)以实现多个无线通信单元之间各种信号(例如,直流(DC)功率信号、时钟信号、控制信号和射频(RF)/中频(IF)信号)的发送和接收是很关键的。根据传统技术,已经在使用信号通过频分方案来划分并且然后再进行发送和接收的这样的方法。

然而,在这种情况下,基于频率划分每一信号的选频器在设计上变得复杂。换句话说,如果在本质上与考虑信号间干扰的设计相关的选频器中通过电缆要发送的信号数目增加,则设计难度和复杂度将成指数增加。

而且,不可避免被发送并且通常达到几tend或几百MHz的时钟信号使得选频器比毫米波信号笨重。而且,当差分时钟信号时,时钟信号中的相位变化可能增加抖动。因此,需要一种能够实现多个无线通信单元之间更高效率地进行信号发送和接收的方法。

同时,以上信息仅作为背景信息被提供,用来更好地理解本公开。对于本节中所描述内容是否可用作与本发明相关的现有技术,没有进行任何决定和声明。



技术实现要素:

技术问题

根据本发明实施例,提出一种用于发送和接收信号的方法和装置。

根据本公开实施例,提出一种能够通过区别地发送/接收多种信号而降低复杂度的信号发送/接收方法和装置。

根据本公开实施例,提出一种基于时分多址(TDMA)发送/接收控制信号和时钟信号以及基于频分多址(FDMA)发送/接收DC功率信号和RF/IF信号的方法和装置。

根据本公开实施例,提出一种通过基于脉冲发送控制信号和时钟信号而降低与经其它频带被发送/接收信号的干扰以及能够考虑例如数据传输率和功耗而使用不同脉冲符号的方法和装置。

技术方案

根据本发明一实施例,一种由射频(RF)处理装置发送信号的方法包括步骤:生成包括控制信号和用于获得与经由一个接口连接的其它RF处理装置同步的时钟信号的脉冲信号,并向其它RF处理装置发送脉冲信号、用于和基站通信的RF信号以及用于向其它RF处理装置供电的功率信号中的至少一个,其中,所述时钟信号和控制信号被分配给不同的时间单元,以及其中,所述脉冲信号、RF信号和功率信号为不同频带的信号。

根据本发明一实施例,一种射频(RF)处理装置接收信号的方法包括步骤:从经由一个接口连接的其它RF处理装置接收包括控制信号和用于获得与其它RF处理装置同步的时钟信号的脉冲信号、用于与基站通信的RF信号以及用于向RF处理装置供电的功率信号中的至少一个,其中,所述时钟信号和控制信号被分配给不同的时间单元,以及其中,所述脉冲信号、RF信号和功率信号为不同频带的信号。

根据本发明一实施例,一种射频(RF)处理装置包括:脉冲信号发生器,用于生成包括控制信号和用于获得与经由一个接口连接的其它RF处理装置同步的时钟信号的脉冲信号,和发送器,用于向其它RF处理装置发送脉冲信号、用于和基站通信的RF信号以及向其它RF处理装置供电的功率信号中的至少一个,其中,所述时钟信号和控制信号被分配给不同的时间单元,以及其中,所述脉冲信号、RF信号和功率信号为不同频带的信号。

根据本发明实施例,一种射频(RF)处理装置,包括:接收器,用于从经由一个接口连接的其它RF处理装置接收包括控制信号和用于获得与其它RF处理装置的同步的时钟信号的脉冲信号、用于和基站通信的RF信号以及用于向RF处理装置供电的功率信号中的至少一个,其中,所述时钟信号和控制信号被分配给不同的时间单元,以及其中,所述脉冲信号、RF信号和功率信号为不同频带的信号。

对于本行业一般技术人员来说,从以下结合附图进行的对本发明示范实施例的详细描述中,本发明的其它方面、优点和核心特点将是清楚的。

在进行对本公开的详细描述之前,定义在本文中使用的特定词语和短语是有利的。如在本文中所使用的,词语“包括”和“包含”及其派生词可以表示包括但没有任何限制。如在本文中所使用的,术语“或者”可以表示“和/或”。如在本文中所使用的,短语“相关”和“与之相关”及其派生词可表示“包括”、“被包含在内”、“与…联系”、“包含”、“被包含在内”、“连接到或与…连接”、“耦合到或与…耦合”、“与…可通信”、“与…协作”、“交错”、“并列”、“接近”、“绑定或与…绑定”、“具有或具有…特性”。如在本文中所使用的,术语“控制器”可表示控制至少一个操作的任何设备、系统或其部分。这样的设备可以以硬件、固件或软件或者上述中的至少两个的结合实现。应该注意与任何特定控制器相关的功能可被集中或分布或被本地或者远程实现。本领域一般技术人员应该理解,在现在和将来的很多情况下,或者即使不是大多数情况下,可采用在本文中使用的特定术语或短语的定义。

有益技术效果

在终端中的无线通信单元可被分开提供为用于高频处理的组件和用于中频处理的组件,并且该组件可经由一个电缆来连接。在这种情况下,根据本发明一实施例,控制信号和时钟信号基于TDMA方案被发送和接收,而DC功率信号和RF/IF信号基于FDMA方案被发送和接收。这样的信号发送/接收方案的使用可降低选频器设计和区分信号的操作的复杂度并解决时钟信号引起的抖动增加。

而且,根据本发明一实施例,控制信号和时钟信号基于脉冲被发送,这降低了与其它频带信号的干扰并解决电磁干扰(EMI)问题。而且,根据本发明一实施例,各种脉冲符号被提供以用于给定的数据传输速度和功耗。因此,减小了系统的开销。

而且,根据本发明一实施例,通过有区别地发送/接收多种信号,信号发送和接收有可能降低复杂度。

而且,根据本发明一实施例,控制信号和时钟信号可基于时分多址(TDMA)被发送和接收,而DC功率信号和RF/IF信号可基于频分多址(FDMA)被发送和接收。

而且,根据本发明一实施例,通过基于脉冲发送控制信号和时钟信号,可降低与通过其它频带发送/接收信号的干扰,并且可以使得能够例如考虑数据速率和功耗而使用各种脉冲符号。

附图说明

从下面结合附图进行的详细描述中,本发明的特定优选实施例及前述和其它方面、特点和优点将更加清楚,其中:

图1是示意性地图解根据本发明一实施例的在终端中的无线通信单元的内部结构的图;

图2是示意性地图解在RFA和RFB中包含的选频器的图;

图3是图解DC功率信号、时钟信号、控制信号和RF/IF信号的频带的图;

图4是示意性地图解根据本发明一实施例的信号发送/接收装置的内部结构的图;

图5是图解根据本发明一实施例的第一和第二选频器的内部结构的图;

图6是图解根据本发明一实施例的DC功率信号、PPM信号和RF/IF信号的频带的图表;

图7是图解根据本发明一实施例的时钟/控制信号分配器的内部配置的图;

图8是图解根据本发明一实施例的从PPM信号检测到的时钟信号和控制信号的图;

图9是图解根据本发明一实施例的其中在每一时间间隔内两个比特被发送作为控制信号的示例的图;

图10是图解根据本发明一实施例对称地执行的双侧传输的示例的图;

图11是图解根据本发明一实施例不对称地执行的双侧传输的示例的图;

图12是图解根据本发明一实施例的在RFA和RFB之间的连接的结构的图;

图13是图解根据本发明一实施例的基于总线结构的从RFB发送到RFA的信号的图;

图14是图解根据本发明一实施例的脉冲信号的波形的图;和

图15是图解根据本发明一实施例的用于确定脉冲信号的波形的过程的流程图。

应该注意,贯穿附图,相同或相似的参考标注用于指示相同或相似的元件、特点或结构。

具体实施方式

提供以下结合附图进行的详细描述以帮助综合理解由所附权利要求或其等效定义的本发明的各种实施例。然而,在详细描述中阐述的各种特定细节应该仅仅被视为示例。因此,本领域一般技术人员应该认识到,在不脱离本发明的精神或范围的前提下,可对实施例进行各种变化或修改。为了简洁和清晰,可排除对与本发明相关的公知功能和组件的描述。

在本文中使用的术语和短语不应限于其字面含义,并且应该注意,它们被提供仅仅用于清楚和一致地理解本发明。因此,对于本领域一般技术人员来说,很明显,对本发明各种实施例的详细描述仅出于描述的目的,而不是出于限制由所附权利要求及其等效定义的本发明的主题的目的。

如在本文中所使用的,除非上下文清楚地描述,否则单数形式“一”、“一个”和“这个”也意欲包括复数形式。因此,作为示例,一个“组件表面”包括一个或多个组件表面。

带诸如“第一”和“第二”之类的序数词的术语用于指代各种组件,但是所述组件并不被该术语限制。该术语只是用来将一个组件与另一组件区分开。例如,在不背离本发明范围的前提下,第一组件可用于指代第二组件,反之亦然。术语“和/或”可指代所列多个相关项的组合或者项中的任何一个。

在本文中使用的术语被提供仅仅用于描述其某些实施例,但是并不限制本发明。应该理解,除非上下文清楚第描述,否则单数形式“一”、“一个”和“这个”也用于包括复数名词。还应该理解,术语“包括”和/或“具有”当在本说明书中被使用时指示所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在,但是并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或组的存在或者增加。

除非另有定义,在本文中使用的包括技术和科学术语的所有术语都与本发明实施例所属行业的一般技术人员所通常理解的意思相同。像这些一般在词典中定义的术语应该被理解为与相关技术的语境意义一致。

根据本发明一实施例,所述终端可包括通信功能。例如,终端可以是智能手机、平板电脑、个人电脑(PC)、移动电话机、视频电话机、电子书阅读器、台式电脑、笔记本电脑、上网本电脑、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、MP3播放器、移动医疗设备、摄像机、可穿戴设备(例如,头戴式设备(HMD))、电子服装、电子手镯、电子项链、电子配件、电子纹身或者智能手表。

根据本发明各种实施例,所述终端可以是带通信功能的智能家电。例如,智能家电可以是电视机、数字视频光盘(DVD)播放器、音频播放器、冰箱、空调、真空吸尘器、烤箱、微波炉、洗衣机、干燥器、空气过滤器、机顶盒、TV盒(例如Samsung HomeSyncTM、Apple TVTM或者Google TVTM)、游戏控制台、电子词典、摄像机和电子相框。

根据本发明各种实施例,所述终端可是医疗设备(例如,磁共振血管造影(MRA)设备、磁共振影像(MRI)设备、计算机断层扫描(CT)设备、成像设备或者超声设备)、导航装置、全球定位系统(GPS)接收机、行车记录仪(EDR)、飞行数据记录仪(FDR)、车载信息娱乐设备、船用电子设备(例如船用导航装置、陀螺或罗盘)、航空电子设备、安全设备或者家用或工业用机器人。

根据本发明各种实施例,所述终端可以是具有通信功能的一件家具、建筑物/结构的一部分、电路板、电子签名接收装置、投影机或者各种测量设备(例如测量水、电、煤气或电磁波的设备)。

根据本发明各种实施例,所述终端可以是以上所列设备的组合。

本行业一般技术人员应该理解,所述终端不限于以上所述的设备。

根据本发明一实施例,提出了一种发送和接收信号的方法和装置。

根据本发明一实施例,提出了一种能够通过有区别地发送/接收多种信号来降低复杂度的信号发送/接收方法和装置。

根据本发明一实施例,提出了一种基于时分多址(TDMA)发送/接收控制信号和时钟信号以及基于频分多址(FDMA)发送/接收DC功率信号和射频(RF)/中频(IF)信号的方法和装置。

根据本发明一实施例,提出了一种能够通过基于脉冲发送控制信号和时钟信号来降低通过其它频带发送/接收的信号的干扰以及使得能够考虑例如数据速率和功耗而使用各种脉冲符号的方法和装置。

同时,根据本发明实施例提出的装置和方法可适用于各种通信系统,诸如长期演进(LTE)移动通信系统、高级长期演进(LTE-A)移动通信系统、辅助访问许可(LAA)-LTE移动通信系统、高速下行链路分组接入(HSDPA)移动通信系统、高速上行链路分组接入(HSUPA)移动通信系统、第三代合作伙伴2(3GPP2)高速分组数据(HRPD)移动通信系统、3GPP2宽带码分多址(WCDMA)移动通信系统、3GPP2码分多址(CDMA)移动通信系统、电气和电子工程师学会(IEEE)802.16ad通信系统、IEEE 802.16m通信系统、IEEE 802.16e通信系统、演进分组系统(EPS)和移动互联网协议(移动IP)系统。

首先,参考图1描述根据本发明一实施例的在终端中的无线通信单元的内部结构。

图1是示意性地图解根据本发明一实施例的在终端中的无线通信单元的内部结构的图。

参照图1,所述终端主要包括处理高频信号的组件(下文称为“RFA”)和处理通过将高频信号转换为低频信号并根据预先设定的调制方案调制该低频信号而得到的IF信号的组件(下文称为“RFB”)。

所述终端可包括多个RFA以使用多输入多输出(MIMO)技术。图1示出其中所述终端包括两个RFA(即第一RFA 110和第二RFA 120)的示例。第一RFA 110和第二RFA 120以预定间隔彼此分开放置在终端内。因此,如在图1中所示,第一RFA 110和第二RFA 120分别被放置在终端的左上角和右下角以便第一RFA 110和第二RFA 120可被放置在终端的对角线上。

第一RFA 110和第二RFA 120是用于高频通信并且使得能够进行通过天线的信号发送和接收的组件。第一RFA 110包括作为与空间媒介的接口的第一天线112、从第一天线112接收信号或者向第一天线112传送信号的第一前端模块(FEM)114和用于与RFB 130接口连接的第一RF单元116。

第二RFA 120包括作为与空间媒介的接口的第二天线122、从第二天线122接收信号或者向第二天线122传送信号的第二FEM 124和用于与RFB 130接口连接的第二RF单元126。

第一天线112和第二天线122均以阵列的形式被配置,在这种情况下,第一FEM 114和第二FEM 124也可以以与每一天线形成一一对应关系的阵列的形式被配置。

RFB 130包括基带(BB)单元132和分别与第一RFA 110和第二RFA 120连接的第一IF单元134和第二IF单元136。BB单元132生成数字信号并将所生成的数字信号传送给第一IF单元134和第二IF单元136。第一IF单元134和第二IF单元136均将所接收的数字信号转换为模拟信号并将该模拟信号调制以便利通过空间媒介的传播。第一IF单元134和第二IF单元136将调制的信号分别传送给第一RFA 110和第二RFA 120。

第一RFA 110(或第二RFA120)和RFB 130可经由一个接口连接在一起(例如,电缆或传输线-下文中,描述了其中它们经由电缆连接的示例)。在这种情况下,RFB 130可通过该电缆向第一RFA 110发送用于向第一RFA 110供电的直流(DC)功率信号、用于与第一RFA110同步的时钟信号、用于控制第一RFA110的控制信号以及用于与基站通信的RF/IF信号(上行链路/下行链路信号)中的至少一个。

这里,在使用其中基于频分方案发送和接收DC功率信号、时钟信号、控制信号和RF/IF信号的常规信号发送/接收方法时,RFA和RFB均可包括如在图2中所示配置的选频器。

图2是示意性地图解在RFA和RFB中包含的选频器的图。

参照图2,RFA和RFB经由一电缆200连接在一起,均包括第一选频器210和第二选频器220,第一选频器210和第二选频器220的每个包括能够区别直流(DC)功率信号、时钟信号、控制信号和RF/IF信号的滤波器。

如图3中所示,在其中DC功率信号、时钟信号、控制信号和RF/IF是不同频带的信号的情况下,第一选频器210可包括能检测DC功率信号的T型偏置212、能检测RF/IF信号的第一频带选择滤波器214、能检测控制信号的第二频带选择滤波器216以及能检测时钟信号的第三频带选择滤波器218。这里,图3是图解DC功率信号、时钟信号、控制信号和RF/IF信号频带的图表。

第二选频器220可包括能检测DC功率信号的T型偏置222、能检测RF/IF信号的第四频带选择滤波器224、能检测控制信号的第五频带选择滤波器226以及能检测时钟信号的第六频带选择滤波器228。

因此,当包含DC功率信号、时钟信号、控制信号和RF/IF信号中的至少一个的信号通过电缆200从RFA发送时,RFB可使用T型偏置222、第四频带选择滤波器224、第五频带选择滤波器226和第六频带选择滤波器228中的至少一个从所接收的信号检测DC功率信号、时钟信号、控制信号和RF/IF信号中的至少一个。

而且,当包含DC功率信号、时钟信号、控制信号和RF/IF信号中的至少一个的信号通过电缆200从RFB发送时,RFA可使用T型偏置212、第一频带选择滤波器214、第二频带选择滤波器216和第三频带滤波器218中的至少一个从所接收的信号检测DC功率信号、时钟信号、控制信号和RF/IF信号中的至少一个。

同时,虽然图2将在RFA和RFB中包含的选频器图解为独立单元,诸如第一选频器210和第二选频器220,但是在RFA和RFB中包含的选频器也可以以单个处理器来实现。

而且,虽然图2图解其中第一选频器210以独立单元(诸如T型偏置212、第一频带选择滤波器214、第二频带选择滤波器216以及第三频带选择滤波器218)实现的情形,但是第一选频器210也可被实现以便T型偏置212、第一频带选择滤波器214、第二频带选择滤波器216以及第三频带选择滤波器218中的至少两个集成在一起。而且,第一选频器210也可以以单个处理器实现。

而且,虽然图2图解其中第二选频器220以独立单元(例如T型偏置222、第四频带选择滤波器224、第五频带选择滤波器226以及第六频带选择滤波器228)实现的情形,但是第二选频器220也可被实现以便T型偏置222、第一频带选择滤波器224、第二频带选择滤波器226以及第三频带选择滤波器228中的至少两个集成在一起。而且,第二选频器220也可以以单个处理器实现。

同时,经由一根电缆200发送不同频带的信号从而基于频分方案划分信号的方法要求最小化信号间的干扰。因此,随着要发送的信号的数目增加,选频器的设计复杂度和难度将急剧增加。例如,当发送N个频带的信号时,频率中应该考虑的干扰数目是2N。

而且,时钟信号与其它信号相比具有较低的频率,通常几个tend或几百MHz,从而要求更大尺寸的选频器。而且,当检测到时钟信号时,由于时钟信号中的相位变化而引起抖动增加。

而且,当区别多种信号时,考虑信号间的干扰而设计滤波器。与其它信号相比,控制信号是具有更高功率电平的数字信号,从而引起干扰或电磁干扰(EMI)。因此,应该考虑降低控制信号的功率电平。

结果,如图1所示包含经由一根电缆连接在一起的RFA和RFB的终端中使用基于通常的频分方案的信号发送/接收方法要求考虑几个因素,这对实际实现造成了限制。

因此,根据本发明一实施例,提出了基于TDMA方案和FDMA方案经由一根线缆实现DC功率信号、时钟信号、控制信号和RF/IF信号的发送和接收的方法和装置。根据本发明一实施例,DC功率信号和RF/IF信号可基于FDMA方案来划分,而控制信号和时钟信号可基于TDMA方案来划分,然后可发送和接收所述信号。

参考图4描述根据本发明一实施例的信号发送/接收装置的内部结构。

图4是示意性地图解根据本发明一实施例的信号发送/接收装置的内部结构的图。

参照图4,发送器410和接收器420均可以是RFA和RFB之一并经由一根电缆400连接在一起。发送器410包括符号发生器412、脉冲位置调制(PPM)调制器414、发送(TX)线路驱动器416和第一选频器418。

如果控制信号和时钟信号被输入PPM调制器414,符号发生器412就生成对应于该控制信号和时钟信号的符号(脉冲信号)并将该符号输出到PPM调制器414。

PPM调制器414基于符号发生器412生成的控制信号和时钟信号的符号使用TDMA方案将控制信号和时钟信号调制在一起并输出。也就是说,PPM调制器414将控制信号和时钟信号分配给不同的时隙并输出以便控制信号和时钟信号在不同的时间点发送。这里,时隙仅仅是单位时间的例子,例如,时间的单位,除了时隙外,时间单位也可以以各种形式实现,诸如子帧、帧或超帧。

同时,例如,PPM调制器414周期地将时钟信号分配给预定时隙,将控制信号分配给在被分配给时钟信号的时隙之间的时间,并将其输出。

TX线路驱动器416放大被调制的信号(下文中,被称为“PPM信号”)并将其输出到第一选频器418。第一选频器418接收PPM信号、RF/IF信号以及DC功率信号,并使用能区别PPM信号、RF/IF信号以及DC功率信号的滤波器划分PPM信号、RF/IF信号以及DC功率信号。第一选频器418通过电缆400将PPM信号、RF/IF信号以及DC功率信号发送给接收器420。

接收器420包括第二选频器422、接收(RX)信号放大器424、时钟/控制信号分配器426、时钟恢复电路428和PPM解调器430。

第二选频器422基于FDMA方案从通过电缆400接收的信号检测PPM信号、RF/IF信号和DC功率信号。为此,第二选频器422可包括多个滤波器以检测PPM信号、RF/IF信号和DC功率信号。

同时,由第二选频器422检测到的DC功率信号可用于给接收器420供电,RF/IF信号可被发送给单独的组件(图4中未示出)并被解调。PPM信号可由接收(RX)信号放大器424放大且然后被输入到时钟/控制信号分配器426。

时钟/控制信号分配器426基于PPM信号的脉冲定时位置划分时钟信号和控制信号。时钟信号被输出到时钟恢复电路428。时钟恢复电路428可使用锁相环(PLL)或延迟锁相环(DLL)将时钟信号生成为具有更高频率的时钟信号。从时钟/控制信号分配器426输出的控制信号和从时钟恢复电路428输出的时钟信号被解调并从PPM解调器430输出。

同时,虽然图4图解了信号发送/接收装置以独立单元(诸如发送器410、接收器420)实现的情形,但是信号发送/接收装置也可以以单个处理器实现。

虽然图4图解了发送器410以独立单元(诸如符号发生器412、PPM调制器414、TX线驱动器416和第一选频器418)实现的情形,但是发送器410也可如此实现使得符号发生器412、PPM调制器414、TX线驱动器416和第一选频器418中的至少两个被集成在一起。而且,发送器410也可以以单个处理器实现。

而且,虽然图4图解了其中接收器420以独立单元(诸如第二选频器422、接收(RX)信号放大器424、时钟/控制信号分配器426、时钟恢复电路428和PPM解调制器430)实现的情形,但是接收器420也可如此实现使得第二选频器422、接收(RX)信号放大器424、时钟/控制信号分配器426、时钟恢复电路428和PPM解调制器430中的至少两个被集成在一起。而且,接收器420也可以以单个处理器实现。

已经参考图4进行了描述根据本发明一实施例的信号发送/接收装置的内部结构。现在将参考图5对第一选频器418和第二选频器422的内部结构进行描述。

图5是示意性地图解根据本发明一实施例的第一和第二选频器的内部结构的图。

参照图5,第一选频器418包括第一频带选择滤波器500、第二频带选择滤波器502和T型偏置502。第一频带选择滤波器500从输入到第一选频器418的信号当中检测RF/IF信号并输出该RF/IF信号。第二频带选择滤波器502从输入到第一选频器418的信号当中检测PPM信号并输出该PPM信号。而且,T型偏置504从输入到第一选频器418的信号当中检测DC功率信号并输出该DC功率信号。

如图6所示,由于RF/IF信号、PPM信号和DC功率信号是不同频带的信号,所以第一频带选择滤波器500、第二频带选择滤波器502和T型偏置504可基于要检测的每一信号的频带使用滤波器检测相应的信号。这里,图6是图解根据本发明一实施例的DC功率信号、PPM信号和RF/IF信号频带的图表。具体说,由于DC功率信号是接近于0GHz的非常低的频带的信号,RF/IF信号是接近于28GHz的非常高的频带或者毫米波频带的信号,所以在DC功率信号和RF/IF信号之间的频率干扰小,这允许滤波器以非常简单的方式设计。

从第一频带选择滤波器500、第二频带选择滤波器502和T型偏置504所输出的信号经由电缆400而被发送给接收器420的第二选频器422。

第二选频器422包括T型偏置506、第三频带选择滤波器508和第四频带选择滤波器510。T型偏置506从输入到第二选频器422的信号当中检测DC功率信号并输出该DC功率信号。第三频带选择滤波器508从输入到第二选频器422的信号当中检测RF/IF信号并输出该RF/IF信号。第四频带选择滤波器510从输入到第二选频器422的信号当中检测PPM信号并输出该PPM信号。

像如上所述的第一频带选择滤波器500、第二频带选择滤波器502和T型偏置504类似,第三频带选择滤波器508、第四频带选择滤波器510和T型偏置506可基于要检测的每个信号的频带而使用滤波器检测相应的信号。

而且,虽然图5图解了第一选频器418以独立单元(诸如第一频带选择滤波器500、第二频带选择滤波器502和T型偏置504)实现的情况,但是,第一选频器418也可以如此实现以便第一频带选择滤波器500、第二频带选择滤波器502和T型偏置504中的至少两个被集成在一起。而且,第一选频器418也可以以单个处理器实现。

而且,虽然图5图解了第二选频器422以独立单元(诸如T型偏置506、第三频带选择滤波器508、第四频带选择滤波器510)实现的情况,但是,第二选频器422也可以如此实现以便T型偏置506、第三频带选择滤波器508、第四频带选择滤波器510中的至少两个被集成在一起。而且,第二选频器422也可以以单个处理器实现。同时,从第二选频器422输出的PPM信号可被放大并输入到时钟/控制信号分配器426。下文中,将参照图7描述时钟/控制信号分配器426的内部结构。

图7是示意性地图解根据本发明一实施例的时钟/控制信号分配器的内部配置的图。

参照图7,时钟/控制信号分配器426包括脉冲检测器700、使用计数型触发器的时序选择有限状态机702和时钟分配器704。当输入PPM信号时,脉冲检测器700从PPM信号中检测脉冲信号。脉冲检测器700确定在每一时间间隔(各循环时间段)中生成的第一脉冲信号为时钟信号并确定在每一时间间隔中生成的第二脉冲信号为控制信号。由于时钟信号是每一时间间隔生成的周期信号,所以在每一时间间隔生成的第一脉冲信号的定时位置可以是相同的。反之,在每一时间间隔生成的第二脉冲信号的定时位置可以不同,控制信号可依据相应定时位置而取值0或者1。

时序选择有限状态机702在从脉冲检测器700接收到对应于时钟信号的脉冲信号时改变输出值。例如,当对应于时钟信号的脉冲信号被输入(1(或0)被输出作为第一输出值)时,时序选择有限状态机702可输出0(或者1)作为第二输出数值。时序选择有限状态机702的输出值可被用作时钟信号的值。

如果输出带有时序选择有限状态机702生成的值的时钟信号,则时钟分配器704检测仅响应时钟信号上升沿而顺序生成的的信号。在时钟信号和两个或更多数据被发送的情况下,除了仅仅触发器以外,可能需要顺序选择三个或更多脉冲信号的有限状态机。

虽然图7图示了其中时钟/控制信号分配器426以独立单元(诸如脉冲检测器700、时序选择有限状态机702和时钟分配器704)实现的情形,但是时钟/控制信号分配器426也可如此实现使得脉冲检测器700、时序选择有限状态机702和时钟分配器704中的至少两个集成在一起。而且,时钟/控制信号分配器426也可以以单个处理器实现。

已参照图7描述了根据本发明一实施例的时钟/控制信号分配器的内部结构。现在将参照图8描述根据本发明一实施例的从PPM信号检测的时钟信号和控制信号。

图8是图解根据本发明一实施例的从PPM信号检测到的时钟信号和控制信号的图。

如图8(a)所示,当输入PPM信号时,时钟信号800和控制信号810由如图8(b)所示的时钟/控制信号分配器426划分。具体地,图8(a)中在每一时间间隔产生的第一脉冲信号被检测作为时钟信号800。可在每一预定时间段(TCLK)检测时钟信号800。而且,时钟信号800的值可由时钟/控制信号分配器426中的计数型触发器702重复示出为0和1(或者1和0)。

在图8(a)中,在每一时间间隔生成的第二脉冲信号被检测为控制信号810。控制信号810具有值0或者1。例如,在每一时间间隔对应于时钟信号800的脉冲信号的出现时间之后的第一时间生成的脉冲信号可代表控制信号0,对应于时钟信号800的脉冲信号的出现时间之后的第二时间生成的脉冲信号可代表控制信号1。第一时间和第二时间代表不同的时间。第一时间可以比第二时间长或者短。在图8(a)和图8(b)中,第一时间被示出为比第二时间短。

同时,虽然控制信号被描述为被二进制编码,但是控制信号也可为n进制编码以表示更高的数据速率。在这种情况下,每个时间间隔可发送n比特作为控制信号的值。例如,和在图8中示出的在每个时间间隔一个比特被发送作为控制信号的值不同,如图9所示,每个时间间隔两个比特被发送作为控制信号的值。

已参照图8描述了根据本发明一实施例的从PPM信号检测的时钟信号和控制信号,以下将参照图9描述根据本发明一实施例的其中在每个时间间隔内两个比特被发送作为控制信号的示例。

图9是图解根据本发明一实施例的其中在每一时间间隔内的两个比特被发送作为控制信号的示例的图。

参照图9,在每一时间间隔的时钟信号的出现时间之后的第一时间、第二时间、第三时间和第四时间分别生成的脉冲信号可分别表示控制信号00、01、10和11。第一时间至第四时间表示不同时间。例如,“第一时间<第二时间<第三时间<第四时间。”

图9示出其中具有值00、01、11、10的控制信号被发送的示例。如此,在一个时间间隔期间发送两个比特的情况下,与一个比特被发送时相比,数据传输速度增加,并且数据速率可提高。而且,可生成对于PPM信号的更微小的脉冲信号。因此,与发送具有一个比特的控制信号时相比,时钟/控制信号分配器426可被要求用更高的性能检测和恢复时钟信号。

已参照图9描述了根据本发明一实施例的其中在每一时间间隔两个比特被发送作为控制信号的示例。现在将参照图10描述根据本发明一实施例的对称地执行的双侧传输的示例。

图10是图解根据本发明一实施例对称地执行的双侧传输的示例的图。

参照图10,根据本发明一实施例,由于总是在不同于发送时钟信号的时间复用和发送控制信号的情况下发送时钟信号,因此使得双向通信成为可能。时钟信号可被周期性地发送,而控制信号(或数据)可在不考虑时钟信号发送的情况下被发送。例如,由于在每一时间间隔内在其中时钟信号被分配的时隙之后分配发送(TX)时隙和接收(RX)时隙,所以使得发送器和接收器之间的双向传输成为可能。这里,发送器和接收器都发送一个比特值的数据,从而它们具有相同的数据速率。因此,图9所示的双向通信可视为被对称地执行。

已参考图10描述了根据本发明一实施例的对称执行的双向传输示例。现在将参考图11描述根据本发明一实施例的非对称执行的双向传输的示例。

图11是图解根据本发明一实施例的非对称执行的双向传输的示例的图。

参照图11,在发送器和接收器具有不同数据速率的情况下,可执行非对称双向传输。例如,在发送器的数据速率是接收器的数据速率两倍的情况下,发送器可每两个时间间隔发送两个比特,而接收器可每一时间间隔发送一个比特。

如此,根据本发明一实施例,发送器和接收器可执行双向通信,即使在发送器和接收器具有不同数据速率的情况下,双向通信也很容易地被执行。而且,可对在一个时间间隔内发送器和接收器发送的比特数设置各种值。此外,可执行各种的分配时隙方法,例如,分配时隙以使得在发送器执行N次传输之后接收器执行N次传输。在这种情况下,需要顺序选择两个或更多脉冲信号的有限状态机,而不是触发器。

根据本发明一实施例,可依据发送器和接收器的数据传输速度和时钟信号的期望性能设计各种链路。最优时分设计依据频率计划和所要求的数据传输速度而变化。随着脉冲间信号间隔增加,链路的误比特率(BER)呈现出更好的性能,虽然在这种情况下,最大数据传输速率降低了。

同时,在基于TDMA方案发送时钟信号和控制信号的情况下,在终端中的RFA和RFB之间的连接结构可以是总线结构,将参考图12对其进行详细描述。

图12是图解根据本发明一实施例的RFA和RFB之间的连接的结构的图。

如在图12(a)中所示,在基于通常的频分方案使用信号发送/接收方法的情况下,发送信号的RFB 1200应执行与被假定接收信号的RFA的数目一样多的信号发送操作。换句话说,RFB 1200应经由分别与第一RFA 1210、第二RFA 1220、第三RFA 1230和第四RFA 1240连接的电缆执行四次信号发送操作。

然而,在根据本发明一实施例使用控制信号和时钟信号被基于TDMA方案复用并被发送的这样的方法的情况下,如图12(b)所示,虽然RFB 1200基于总线结构执行一次信号发送操作,但是第一RFA 1210、第二RFA 1220、第三RFA 1230和第四RFA 1240的每一个可接收到相应信号。该总线结构表示其中RFB 1200的传输线连接到与第一RFA 1210、第二RFA 1220、第三RFA 1230和第四RFA 1240连接的单条线路的结构。

RFB 1200可发送对第一RFA 1210、第二RFA 1220、第三RFA 1230和第四RFA 1240中的所有RFA公共的信号作为时钟信号,这允许RFA同步在一起。RFB 1200可对第一RFA 1210、第二RFA 1220、第三RFA 1230和第四RFA 1240的相应控制信号分配不同时隙以便第一RFA 1210、第二RFA 1220、第三RFA 1230和第四RFA 1240在分别分配给其的时隙接收其相应的信号。

现在将参照图13对根据本发明一实施例的基于总线结构的从RFB发送到R FA的信号进行描述。

图13是图解根据本发明一实施例的基于总线结构的从RFB发送到RFA的信号的图。

如图13(a)中所示,RFB 1200可经由总线结构与第一RFA 1210、第二RFA 1220连接。在这种情况下,如在图13(b)中所示,RFB 1200向第一RFA 1210、第二RFA 1220发送PPM信号。

具体地,时钟信号是由第一RFA 1210和第二RFA 1220共同使用的信号。第一RFA 1210和第二RFA 1220从PPM信号检测时钟信号并执行同步操作。

由于第一RFA 1210和第二RFA 1220的各自控制信号被分配给位于每个时间间隔上发送时钟信号的时隙之后的时隙,所以第一RFA 1210、第二RFA 1220接收对应于其分别分配的时隙的控制信号。所分配的分别对应于第一RFA 1210和第二RFA 1220的时隙可彼此不同。图13(b)图解其中对应于第一RFA 1210分配的时隙A在对应于第二RFA 1220分配的时隙的前面的示例。

已结合图13描述了其中RFB 1200与第一RFA 1210和第二RFA 1220经由总线结构连接的示例。然而,在如图12所示RFB 1200与第一RFA 1210、第二RFA 1220、第三RFA 1230和第四RFA 1240经由总线结构连接的情况下,对应于第三RFA 1230和第四RFA 1240分配的时隙可添加到图13(b)中的对应于第一RFA 1210和第二RFA 1220所分配的时隙A和B上。

已参照图13描述了根据本发明一实施例的基于总线结构从RFB发送到RFA的信号。现在将参照图14描述根据本发明一实施例的脉冲信号的波形。

图14是图解根据本发明一实施例的脉冲信号的波形的图。

用作单位符号的脉冲信号可依据应用具有不同波形。根据本发明实施例,PPM信号的频率成分可依据脉冲信号的波形和脉冲重复频率(PRF)而不同。因此,可根据使用而使用不同的脉冲信号波形。

例如,在不需要发送DC功率信号的情况下(即,时钟信号和控制信号被发送直到其中频率为0的区域),可使用如图14(a)所示的脉冲信号的单脉冲波形。

在需要发送DC功率信号的情况下,应该使用DC平衡符号。因此,可使用如图14(b)和(c)所示的脉冲信号的双脉冲或多周期脉冲波形。

要使用的脉冲信号的波形也可由给定数据传输速率而确定。为增加数据传输速率,可使用具有短符号持续时间的脉冲信号的单脉冲波形。在使用脉冲信号的单脉冲波形时,可降低功耗。

当脉冲信号的宽度减小时,信号可被认为是宽频带信号。因此,当几个信号被混频或者RF信号的频率较低以致于带宽需要减小时,可使用脉冲信号的多周期脉冲波形。

在使用脉冲信号的多周期脉冲波形时,脉冲信号的谱可显著变窄。因此,与其它信号的干扰可减小。然而,由于脉冲信号出现的时间段增加,所以整个数据速率降低,并且功耗也增加了。

如上所述,由于脉冲信号根据其波形具有不同特点,所以依据给定的应用或使用确定合适波形的脉冲信号是很重要的,这将参考图15来描述。

图15是图解根据本发明一实施例的确定脉冲信号波形的过程的流程图。

参照图15,在步骤1500,发送器基于在考虑是否发送DC功率信号、RF/IF信号的载波频率和干扰的情况下是否设置频率极限(例如,限制最低频率)确定可用于控制信号的最大带宽。

在步骤1502,发送器依据所要求的数据传输速率和执行双向还是单向传输确定一个比特的符号持续时间。步骤1502可在步骤1500之前执行。

在步骤1504,发送器基于所确定的最大带宽和符号持续时间确定要使用的脉冲信号的波形。也就是说,发送器确定单脉冲波形、双脉冲波形和多周期脉冲波形中的一个以用于使用。

以上确定方法可在第一时间执行一次或者根据链路状态而自适应执行。在后一种情况下,发送器和接收器经由一根电缆连接并被实现为能够使用单脉冲波形、双脉冲波形和多周期脉冲波形的脉冲信号以便然后可选择并使用适合链路状态的最优波形的脉冲信号。

例如,在控制信号需要较高以用于例如波束校准和自动增益控制的目的时,发送器可发送适合于高数据传输速率和单向传输的波形的脉冲信号。在控制信号由于例如进入节电模式而需要降低的情况下,发送器可发送适合于低数据传输速率的波形的脉冲信号。由于数据传输速率和功耗依据每一脉冲信号的波形而变化,所以脉冲信号的最优波形的选择和使用可导致整个系统开销的降低。

同时,虽然图15图解根据本发明以实施例确定脉冲信号的波形的过程,但是也可对图15进行其它改变。作为示例,虽然在图15中示出了连续步骤,但是在图15中的步骤可重叠或并行或以不同的顺序发生,或者多次发生。

本发明的特定方面可被实现为计算机可读记录介质中的计算机可读代码。计算机可读记录介质是可存储计算机系统可读的数据的数据存储设备。计算机可读记录介质的示例可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、致密只读存储器(CD-ROM)、磁带、软盘、光数据存储设备和载波(例诸如在互联网上的数据传输)。计算机可读记录介质可通过计算机系统在网络上分布,相应地,计算机可读代码可以以分布方式存储和运行。对于本领域一般程序员来说,很容易理解,实现本发明各种实施例的函数程序、代码和代码段属于本发明的范畴。

根据本发明实施例的装置和方法可以以硬件、软件或软件和硬件的结合实现。这样的软件被记录在易失性或非易失性存储设备中,诸如ROM、诸如RAM的存储器、存储芯片、存储设备或集成电路设备、致密盘(CD)、DVD、磁盘、磁带或机器(例如,计算机)可读存储介质内的其它光或磁存储设备。根据本发明实施例的方法可由包括控制器和存储器的计算机或便携式终端执行。存储器可以是适当保存包含实现本发明实施例的指令的程序的示范机器可读存储介质。

相应地,本发明包括含实现在本发明的权利要求中阐述的设备或方法的代码的程序以及存储该程序的机器(例如,计算机)可读存储介质。该程序可经诸如通过有线或无线连接发送的通信信号这样的任何介质被电子发送,本发明适当包括其等效。

根据本发明实施例的装置可从与其有线或无线连接的程序提供设备接收程序并将其存储。程序提供装置可包括:存储器,用于存储包含使程序处理装置执行预定信号发送/接收方法的指令以及信号发送/接收方法所需的信息、用于与图像处理装置进行有线或无线通信的通信单元以及自动或根据图像处理装置要求向图像处理装置发送程序的控制器。

虽然以上已描述了本发明的特定实施例,但是在不背离本发明范围的前提下,可以对其进行各种变化。因此,本发明的范围不应限制为上述实施例,而是应由以下权利要求及其等效定义。

再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1