专利名称：无线电收发机的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一个无线电收发机，尤其是涉及到通过混合本地振荡器频率信号和接收信号产生一个直接频率信号，通过一个带通滤波器限制该直接频率信号的带宽，以及通过解调制获得接收数据的无线电收发机。
这个申请是基于日本专利申请号No.Hei9-211855，其内容在此可结合参考。
一个常规的无线电收发机的结构如图6所示。(例如，日本专利申请第一公开号No.Hei 5-7166)。图6是一个显示常规无线电收发机例子的方框图。接收信号从输入端61输入到频率混合器62，并且根据来自本地振荡器63的信号变换为一个直接频率信号。该变换的直接频率信号经过一个BPF(带通滤波器)输入到解调器65，解调后作为一个解调的信号输出。
同时，用于检测本地振荡器63和BPF的周围温度的温度检测器66输出一检测信号给一个温度修正器67。温度修正器67输出一个预先确定的修正控制信号到频率控制器68为了修正由于温度变化而变化的本地振荡器63的振荡频率。频率控制器68根据输入修正控制信号控制本地振荡器63的振荡频率，从而避免由温度变化而引起的接收灵敏度的恶化。
本地振荡器63和BPF的周围温度被检测而本地振荡器的振荡频率即本振频率是根据检测结果修正的。然而，BPF的限制带宽(频率特性)由于周围温度的变化而变化，因此带来接收灵敏度恶化的问题。再者，由于温度的特性是没有规律的，所以接收机灵敏度的恶化是不可避免的。本发明的目的是提供一种能够避免由于温度变化引起的接收灵敏度恶化的无线电收发机。
为了达到所述目的，本发明的无线电收发机包括一个用于调制预定数据在预定接收频率获得接收信号的装置；一个用于产生本地振荡频率信号的本地振荡器；一个用于混合本地振荡器的频率信号和接收的信号而产生一个中间频率信号的装置；一个用于限制直接频率信号带宽的带通滤波器；一个用于通过解调带宽已被限定的直接频率信号获得接收数据的装置；一个用于通过比较接收数据和预定数据而测量接收灵敏度的测量装置；以及一个用于当期望的测量结果在测量装置中获得时用于修正本地振荡器频率信号和设置一个修正频率作为新的本地振荡器频率信号的频率修正确定器。
该测置装置在比特位基础上比较接收数据与预定数据并且输出比特误差产生比率作为检测结果。
本地振荡器频率信号的频率被修正，例如比特误差产生率，即接收灵敏度就通过比较接收数据和预定数据来测量，并且当期望的测量结果获得后一个修正的频率选为新的本地振荡器频率信号的频率。
本发明的另一方面，频率修正确定器用第一修正步长改变本地振荡器频率信号的频率，并且当获得最佳检测结果时设置该修正频率为新的本地振荡器频率信号的频率。
在本发明的另一方面中，频率修正确定器通过第二修正步长增加和减少本地振荡器频率信号的频率，比较当前的检测结果与过去的检测结果，当在通过第二修正步长增加本地振荡器频率信号的频率点获得较好的检测结果时，通过第一修正步长增加本地振荡器频率信号的频率和设置修正频率为新的本地振荡器频率信号的频率，以及当在通过第二修正步长减少本地振荡器频率信号的频率点获得较好的检测结果时，通过第一修正步长减少本地振荡器频率信号的频率和设置修正频率为新的本地振荡器频率信号的频率。
在本发明的另一方面中，频率修正确定器通过第一修正步长改变本地振荡器频率信号的频率，当获得较好的检测结果时设置该修正频率为新的本地振荡器频率信号的频率，并且重复本地振荡器频率的修正直到获得期望的结果。
在本发明的另一方面中，频率修正确定器比较本地振荡器频率信号一个频率点的检测结果与一个预定的阀值，当检测结果小于该阀值时修正本地振荡器频率信号的频率，并且在检测器件中获得期望的结果时设置该修正频率为新的本地振荡器频率信号的频率。
在本发明的另一方面中，测量装置通过比较接收数据与发射到另一装置的发射数据测量接收灵敏度。该发射数据被调制在接收频率上产生接收信号，该接收数据从接收信号中获得。
根据本发明，因为提供了接收灵敏度的自诊断功能以及根据诊断结果随着BPF(带通滤波器)的温度变化修正本地振荡器频率，所以混频器变换的中间频率信号的频率与BPF的带宽之间的间隙是可以修正的。因此，即使当BPF的温度特性是没有规律的，由于温度BPF的带宽变化引起接收灵敏度的恶化也能避免。
图1是一个显示本发明实施例的无线电收发机方框图。
图2是一个显示本发明第一个实施例的频率修正流程图。
图3是描述本发明第一个实施例的本地振荡器频率和BER(比特误差产生率)值之间的关系图。
图4是一个显示本发明第二个实施例的频率修正流程图。
图5是描述本发明第二个实施例的本地振荡器频率和BER(比特误差产生率)值之间的关系图。
图6是一个显示常规无线电收发机结构的方框图。
根据本发明的实施例，该无线电收发机的最佳模型将参照附图进行描述。
图1是一个根据本发明实施例的无线电收发机方框图。发射数据产生器13产生要发送给另一个装置的发射数据12，并且提供数据12给发射机14。发射机14将发射数据12调制在预先设置的接收频率上，并输出数据到接收放大器1。接收放大器1放大来自发射机14的输出并且输出它给混频器2。
混频器2接收来自接收放大器1的输出和来自本地振荡器8的输出，即一个本地振荡器频率信号，并执行频率变换以获得一个中间频率信号3。BPF(带通滤波器)4限制输入的中间频率信号3的带宽。解调器5解调BPF4的输出以获得接收数据6，并将其输送给比特误差检测器(以下称为BER测量器件)11。
比特误差检测器11在比特位基础上比较来自解调器5的接收数据6与自发射数据产生器13输出的发射数据12，确定比特误差产生率(以下称为BER值)，并输出测量结果给频率修正确定器10。频率修正确定器10根据BER测量结果输出一个频率修正信号16给频率控制器9。
频率控制器9根据频率修正信号16输入一个频率设置信号15给本地振荡器8。本地振荡器8输出一个具有与频率设置信号15一致的本地振荡频率信号7。因此，混频器2获得具有与本地振荡频率信号7频率一致的中间频率信号3。
本发明的工作将参照图1来描述。发射数据产生器13产生发射数据12并将其提供给发射机14和BER测量器11。发射机14调制发射数据12并输出一个发射信号。
虽然发射信号通常是发射给另一个装置，该信号也可以在本地振荡频率的频率修正测试中发射。在一个TDD型无线电收发机中，本地振荡器频率的频率修正测试可以通过在正常发射时间执行接收操作来完成，因为该接收操作不必与发射时序同步执行。
接收放大器1放大发射机14的输出并将其输送给混频器2，混频器2接收来自接收放大器1的输出和本地振荡器8的输出并且执行频率转换以产生具有相当于两个信号差的中间频率信号3。
BPF4接收该中间频率信号3，限制其带宽并将其输出。更可取地，由BPF4限制带宽的相当于一个中间频率信号3的中心频率，以便获得最佳接收灵敏度特性。解调器5接收BPF4的输出，执行解调，产生接收数据6，并输出该数据6给BER检测器11。
BER检测器11接收该接收数据6和发射数据12，在比特位基础上比较它们确定BER值，并且输出检测结果给频率修正确定器10。根据检测结果，频率修正确定器10决定频率修正是否必要。当检测到BER值大于预定的阀值，该频率修正信号16输出给频率控制器9。
根据频率修正信号16频率控制器9输出频率设置信号15给本地振荡器8。根据频率设置信号15本地振荡器8修正本地振荡器频率信号7的频率。根据本地振荡器频率信号7接收信号转换成中间频率信号3并且从检测器5的输出，以及BER值通过BER检测器11检测。
频率修正确定器10比较当前BER值与预定BER值以确定是否BER值已经改进，并且再产生频率修正信号16以便使BER值设置在最佳点。这个过程是重复的以至直接频率信号3的频率被调节到BPF 4的中心频率，这保证无线电收发机的接收灵敏度达到最佳状态。
参考图2和图3进一步描述第一个实施例，其中图1显示的无线电收发机是一种接收和发射频率设置在同一频带内的TDMA-TDD型无线电收发机。
图2显示第一实施例频率修正的流程图，而图3是描述第一实施例中本地振荡器频率和BER值之间关系图。
发射数据产生器13产生发射数据12并将其提供给发射机14和BER测量装置11。发射数据12被发射机14调制，被接收放大器1放大，并被输入混频器2。混频器2接收来自接收放大器1的输出和本地振荡器8的输出，并将它们转换成直接频率信号3。
直接频率信号3输入到BPF 4，在带宽上加以限制，由解调器5解调，作为接收数据6输出。BER测量器件11比较接收数据6与发射数据12来测量BER值。频率修正确定器10比较BER测量结果与预定阀值，从而确定对本地振荡器频率的频率修正是否必要。
当BER测量结果小于预定阀值时，就确定频率修正是必要的，该频率修正信号16被输出，而图2所示的频率修正开始。
频率控制器9输出频率设置信号15给本地振荡器频8是为了修正一个现行的本地振荡器频率信号7的频率f0到一个小于现行频率f0的频率f0-Δf1。
频率f0是本地振荡器频率信号7的频率初始值(现行值)，而Δf1对应于一个预定频率步长。本地振荡器8包括一个通过外部装置控制振荡频率的电压控制振荡器，并且是由用于控制来自本地振荡器8的振荡频率信号的一个锁相环电路(PLL)构成。本地振荡器8的输出，即本地振荡器频率信号7根据输入频率设置信号15被修正(在步骤20)。
因此，混频器2根据修正的本地振荡器频率信号7转换接收放大器1的输出为直接频率信号3。直接频率信号3由BPF4滤波器限定带宽，由解调器5解调，并作为接收数据6输出。BER测量装置11测量来自接收数据6和发射数据12的BER值(在步骤21)。
频率控制器9输出频率设置信号15至本地振荡器8用以修正本地振荡器频率信号7到一个大于现行频率f0的频率f0+Δf1。本地振荡器8输出的本地振荡器频率信号7根据输入频率设置信号15被修正(在步骤22)，并且当使用修正的本地振荡器频率信号7时BER值被测量(在步骤23)。因此，本地振荡器频率信号7的频率是用Δf正向修正或是负向修正并且测量BER值，以至在频率修正中的BER值显示出要改进的趋势。频率修正确定器10确定BER值测量结果的本地振荡器频率信号f=f0+Δf1或者f=f0-Δf1的哪个BER值较好(在步骤24)。
当本地振荡器频率信号7的频率正向修正时如果BER测量结果较好(在步骤24“yes”)，频率控制器9就在频率修正中用最小频率步长Δf增加本地振荡器频率信号的频率到一个测试频率f=f0+Δf×1(n=1)(在步骤25B)。接着，确定测试频率f是否小于频率修正范围的最高频率fh(在步骤26B)。
当测试频率f小于最高频率fh时(在步骤26B“yes”)，与频率f一致的频率设置信号被输出。与此对应，本地振荡器8输出具有测试频率f的本地振荡器频率信号7，并且通过BER测量器件11以上述类似方式测得BER值(在步骤27B)。
因此，本地振荡器频率信号7的频率f以Δf步长暂时地从f0到最高修正频率fh变化，在相应的频率f点BER值被测量(在步骤25B至28B)。例如，如图3显示，在相应的频率f点从f=f0+Δf(n=1)到f=f0+7Δf(n=7)BER值被测量，而在最佳BER值点的频率f，即f=f0+3Δf(n=3)被选为新的本地振荡器频率信号7的频率f0(在步骤29)。
当本地振荡器频率信号7的频率负向修正时如果BER测量结果较好(在步骤24“No”)，本地振荡器频率信号7的频率f以Δf步长暂时地从f0到最低修正频率fL变化，在相应的频率f点BER值被测量(在步骤25A至28A)，在最佳BER值点的频率f被选为新的本地振荡器频率信号7的频率f0(在步骤29)。
通过执行以上频率修正，本地振荡器频率信号7的频率恰当地被控制和选择为中间频率信号3作为BPF4的中间频率，从而避免接收灵敏度的恶化，甚至当BPF4的带宽由于周围温度变化或者接收灵敏度恶化等原因而变化时。
接下来，本发明的第二个实施例将参考图4和图5描述，其中图1显示一个发射和接收频率设置在同一频带内的TDMA-TDD-型无线电收发机。
图4是一个第二实施例频率修正流程图，而图5是描述第二实施例中本地振荡器频率信号7和BER值之间的关系图。
频率修正确定器10利用现行本地振荡器频率信号7比较来自BER测量器件11的BER测量结果与预定阀值，从而确定对本地振荡器频率的频率修正是否必要。当BER测量结果小于预定阀值时，就确定频率修正是必要的，该频率修正信号16被输出，而图4所示的频率修正开始。
频率控制器9输出频率设置信号15给本地振荡器频8是为了修正一个现行的本地振荡器频率信号7的频率f0到一个小于现行频率f0的频率f0-Δf1(在步骤40)。频率f0是本地振荡器频率信号7的初始值(现行值)，而Δf1是一个预定频率步长。
对应于频率设置信号15，本地振荡器8的PLL电路修正本地振荡器频率信号7的频率到f=f0-Δf，并且BER值是由BER测量器件11测量(在步骤41)。频率控制器9输出频率设置信号15修正本地振荡器频率信号到f-Δf(在步骤42)，而当频率是f=f0+Δf时BER值由BER测量器件11测量(在步骤43)。
这就是，本地振荡器频率信号7的频率是用Δf正向修正或是负向修正并且测量各自BER值。频率修正确定器10确定在频率f=f0+Δf或者f=f0-Δf时哪个BER值较好(在步骤44)。
当BER值在f=f0+Δf较好时(在步骤44“yes”)，则f=f0+Δf被选为新的本地振荡器频率信号7的频率(在步骤45B)。同时，当BER值在f=f0-Δf较好时(在步骤44“no”)，则f=f0-Δf被选为新的本地振荡器频率信号7的频率(在步骤45B)。
这就是，对应于较好的BER值从f0增加和减少Δf的频率之一被选为新的本地振荡器频率信号7的频率，并且BER值再一次由BER测量装置11测量(在步骤46)。
频率修正确定器10用预定阀值比较BER值(在步骤47)，而当BER值小于预定阀值时(在步骤47)，该过程返回到步骤40，在这步骤新的本地振荡器频率信号频率被选中。而当BER值大于预定阀值时(在步骤47“yes”)，这就确定期望的灵敏度已获得，而该处理终止。
在上面的描述中，作为一个例子发射和接收频率设置在同一频带内的TDMA-TDD-型无线电收发机被描述，而当发射该发射数据到另一个装置时，频率修正确定器10总是确定频率修正是否必要。由于这个原因，满意的灵敏度总是根据周围温度选择，而接收灵敏度的恶化就避免了。再有，这能够证实发射机中的调制和接收机中的解调的正确性。
根据这种状况，频率修正不需要自动执行，可以响应于外部的指令或操作来执行。当发射和接收频率没有设置在同一频带内时，上述同样的效果是通过提供一个调制器替代发射机14来获得，而该调制器用接收频率调制发射数据12并且输出该调制信号给接收放大器1。
本发明可以在不违背其精神下采用别的形式实施或用其它的方法实现。本实施例因此要在各方面考虑直观和无限制，由申请的权利要求描述的本发明范围，以及所有属于等效的意图和范围内的修改都意味着包括在内。
权利要求
1．一个无线电收发机包括一个用于调制预定数据在预定接收频率获得接收信号的装置；一个用于产生本地振荡频率信号的本地振荡器；一个用于混合所述本地振荡器的频率信号和所述接收信号而产生一个中间频率信号的装置；一个用于限制所述直接频率信号带宽的带通滤波器；一个用于通过解调带宽已被限定的所述直接频率信号获得接收数据的装置；一个用于通过比较所述接收数据与所述预定数据而测量接收灵敏度的测量装置；以及一个用于当期望的测量结果在所述测量装置中获得修正所述本地振荡器频率信号和设置一个所述修正频率作为新的所述本地振荡器频率信号的频率修正确定器。
2．根据权利要求1所述的无线电收发机，其特征在于所述测量装置在一个比特位基础上比较所述接收数据与预定数据并且输出比特误差产生比率作为所述检测结果。
3．根据权利要求1所述的无线电收发机，其特征在于所述频率修正确定器通过第一修正步长改变所述本地振荡器频率信号的频率，并且当获得较好的检测结果时设置所述修正频率为所述本地振荡器频率信号的新频率。
4．根据权利要求3所述的无线电收发机，其特征在于所述频率检测器通过第二修正步长增加和减少所述本地振荡器频率信号的频率，比较当前的检测结果和过去的检测结果，当在通过第二修正步长增加所述本地振荡器频率信号的频率点获得较好的检测结果时，通过第一修正步长增加所述本地振荡器频率信号的频率和设置所述修正频率为新的所述本地振荡器频率信号的频率，以及当在通过第二修正步长减少所述本地振荡器频率信号的频率点获得较好的检测结果时，通过第一修正步长减少所述本地振荡器频率信号的频率和设置所述修正频率为新的所述本地振荡器频率信号的频率。
5．根据权利要求1所述的无线电收发机，其特征在于所述频率修正确定器通过第一修正步长改变所述本地振荡器频率信号的频率，当获得较好的检测结果时设置所述修正频率为新的所述本地振荡器频率信号的频率，并且重复所述本地振荡器频率修正直到获得期望的结果。
6．根据权利要求1所述的无线电收发机，其特征在于所述的频率修正确定器比较所述的本地振荡器频率信号一个频率点的检测结果与预定的阀值，当所述的检测结果小于所述的阀值时修正所述的本地振荡器频率信号的频率，并且在所述的检测器件中获得期望的结果时设置所述的修正频率为新的所述的本地振荡器频率信号的频率。
7．根据权利要求1所述的无线电收发机，其特征在于所述的测量装置通过比较所述的接收数据与发射到另一装置的发射数据测量接收灵敏度。所述的发射数据被调制在所述的接收频率上来产生所述的接收信号，所述的接收数据从所述的接收信号中获得。
全文摘要
本发明无线电收发机包括:一个用于调制预定数据在预定接收频率获得接收信号的装置;一个用于产生本地振荡频率信号的本地振荡器;一个用于混合本地振荡器的频率信号和接收的信号而产生一个直接频率信号的装置;以及一个频率修正确定器。
文档编号H04L27/00GK1213904SQ98103348
公开日1999年4月14日 申请日期1998年7月30日 优先权日1997年8月6日
发明者竹村利喜男 申请人:日本电气株式会社