专利名称：减少干扰的方法,以及合成器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种减少数字合成器装置输出信号中的干扰信号的方法，该输出信号的频率由传送到该装置的某个信号决定，并且该信号与破坏信号周期性的信号相加。
在无线系统中，采用了不同的频率合成方法，这些方法例如使用了基准信号源或控制信号，例如它们生成一个或多个频率。在数字频率合成中，通常采用的方法包括DDS(直接数字合成)和NCO(数字控制振荡器)方法。尤其是在采用跳频的无线系统中，进行合成的合成器必须能够以较小的频率步进量在整个频段上快速调谐。合成方法和不同的调制方法一起使用。
在DA转换器中将数字频率信息转换成模拟形式是频率合成的缺陷之一。信号转换成模拟形式的过程容易在合成装置的输出中产生干扰信号。在AD转换信号中也会出现干扰信号。这些干扰信号导致合成器装置的输出信号频谱中出现干扰峰值。如果干扰信号超过了建议中提到的干扰信号限制，则无线系统某些部分的操作将会受损，也可能完全受阻。
在频率合成装置中，使用了不同方法以减少输出信号中的干扰信号。一种已知的方法采用了数字频率字，利用它可以确定从该装置输出中得到的信号的频率。在该方法中，信号的周期性被破坏，这使得输出信号中可能出现的干扰信号较少。信号在每个时钟周期都被破坏。破坏信号的值不断变化，每隔一个时钟周期该值为逻辑0，另一个时钟周期的值则为逻辑1。
上述方法的问题在于，信号的破坏并不充分有效。因此，在破坏之后，输出信号还包括干扰信号。
本发明的一个目的是提供一种解决上述问题的方法和合成器装置。这可以通过前序中描述的方法来实现，该方法的特征在于生成包含装置输出信号的相位信息的信号，生成伪随机信号，将包含相位信息的信号与用于确定频率的信号以及该伪随机信号相加，生成一个和信号，反馈包含输出信号相位信息的信号的一部分以生成下一和信号。
本发明还涉及一种合成器装置，用于减少数字合成器输出信号中的干扰信号，它包括接收确定输出信号频率的信号的接收装置，将破坏信号周期性的信号与接收信号相加。
合成器装置的特征在于，该装置包括根据接收的信号生成包含输出信号所用相位信息的信号的装置，生成伪随机信号的生成器装置，将包含相位信息的信号与确定频率所用的信号以及该伪随机信号相加，生成和信号的累加装置，在该累加装置中，该装置所生成的信号的一部分与下一和信号相加。
本发明的优选实施例在相关权利要求中公开。
本发明的基本思想在于，将伪随机信号与某个频率字相加，在相加后，转发包含伪随机信号的信号，将其与下一伪随机信号相加。
本发明的方法和装置具有多个优点。在该方法中，有效地破坏了信号的周期性，从而防止了装置输出信号的频谱中生成干扰限号。周期性的有效破坏基于以下事实将伪随机信号与和信号相加，前述和信号的生成过程中已使用了该伪随机信号。
此外，该方法使得可以在整个频段上以较小的步进量改变输出信号的频率。该装置例如通过分立元件实现较为容易。该装置可以相对容易地在已投入使用的DDS或NCO系统中实现。与已知方法相比较，通过该装置实现的无抖动范围更宽，因而可以通过更少的比特实现该装置。
下面结合附图的优选实施例，详细描述本发明，在附图中
图1示出了按照本发明的合成器装置的第一实施例；图2示出了按照本发明的合成器装置的第二实施例；图3示出了按照本发明的合成器装置的第三实施例；图4示出了采用按照本发明的方法的振荡器装置；
图5示出了采用按照本发明的方法的无线系统。
图1示出了按照本发明的合成器装置100的第一实施例。合成器装置100包括接收装置10、第一累加装置20、装置40、转换器50和信号生成器装置60。在按照该图的装置中，接收装置10的输出连接到了第一累加装置20的输入。累加装置20的输出连接到了装置40的输入。装置40的输出连接到了转换器50的输入，以及第一累加装置20的输入。生成器装置60连接到了第一累加装置20的输入。该装置所包含的装置10、40、60是同步的，工作在同一时钟信号上。
信号相位信息存储在装置40中，到达装置40的信号读取该信息。转换器50将来自装置40的相位信号转换成振幅信息。实际上，转换器50充当相位振幅转换器。在第一累加装置20中，生成器装置60生成的信号与接收装置10的输出信号，以及从装置40的输出得到的信号相加。
合成器装置100最好例如用于DDS或NCO系统。利用该装置，DDS或NCO系统的输出信号频谱中不会有干扰。DDS和NCO系统最好通过例如ASIC电路实现。
该合成器装置以以下方式工作。接收装置10接收数字信号，该信号一般是预定大小的数字频率字。该数字频率字包括合成器装置输出信号所用的频率信息。实际上，该频率字包括输出信号的绝对频率信息。该频率字首先被装入接收装置10，后者可以例如通过并行寄存器实现。频率字的宽度可以是例如24比特。接收装置10将频率字馈送到第一累加装置20，后者也从装置40的输出接收信号。累加装置20将频率字和来自装置40的输出的信号累加成一个和信号。生成器装置60破坏该和信号。破坏的方式如下生成器装置生成一个伪随机信号，在累加装置20中将该信号与和信号相加。
将包括伪随机信号的和信号连接到包含信号相位信息的装置40。装置40可以例如通过并行寄存器来实现。如果装置10、40所接收的信号字的大小增加了，则需要较小的频率差来增减输出信号的频率。频率字的大小影响从装置40检索到的相位信息的量。装置40的操作可以例如通过一个单位圆来解释。信号的不同相位可以通过单位圆曲线的值来描述。当信号相位超过360度时，则出现所谓的溢出情况。
每次输出信号的频率需要改变时，将频率字重新载入接收装置10。如果频率字的值变大，那么每个时钟信号周期的信号相位变化增加，从而相位振幅变化之后的信号频率也增大。
图2示出了本发明合成器装置的第二实施例。该合成器装置包括第二累加装置30，它从第一累加装置20和生成器装置60接收信号。在该实施例中，第一累加装置20从接收机10的输出以及装置40的输出接收信号。第一累加装置20将接收的信号累加成部分和信号，将其前转给第二累加装置30。
信号生成器装置60生成伪随机信号，在第二累加装置30中将该伪随机信号与第一累加装置20所生成的部分和信号相加。伪随机信号序列事先并不知道。与伪随机信号相加非常有效地破坏了部分和信号的周期性。累加装置30将部分和信号和伪随机信号相加，生成实际的和信号，该和信号还包括破坏信号。
在本装置中，与现有技术装置相比，信号周期性的破坏更为频繁。周期性的破坏防止了输出信号的频谱中生成干扰信号。累加装置30的输出信号包括前述伪随机信号，它被传送到装置40，后者利用接收的信号生成包含输出信号相位信息的信号。包含相位信息的信号被传送到转换器50，转换器50将相位信息转换成振幅信息。这样，合成器装置采用了“频率抖动”，其中通过伪随机信号与频率字相加来破坏频率字。
在装置20中，装置40的输出信号的一部分与接收装置10的输出信号相加。这样，装置20生成了包含伪随机信号的部分和信号。第二累加装置30将生成器装置生成的伪随机信号与该部分和信号相加。因此，第二累加装置30接收的信号包括两个伪随机信号。在这两个信号中，已加入部分和信号的伪随机信号来自累加装置20。累加装置20中将装置40的输出信号与包含相位信息的信号相加，这使得伪随机信号也影响以后生成的信号的相位信息。反馈使得伪随机信号的影响能够维持在该装置的存储器中。这意味着生成器装置60所生成的伪随机信号与某一信号相加，该信号至少在前一时钟周期中已与该伪随机信号相加。因此，破坏信号的有效性基于以下事实利用伪随机信号破坏这样的信号，该信号包含已与其相加的伪随机信号。
下面给出的公式(1)说明了如何生成包含相位信息的信号。该公式表明了根据下一相位信息前面的相位信息生成所述相位信息。公式中示出的信号是离散信号。
(1)y[n]＝x[n]+y[n-1]+s[n]，其中y[n]是相位信息，x[n]是确定频率的信号，y[n-1]是在相位信息y[n]之前的相位信息，s[n]是随机信号。
至少从长期统计来看，生成器装置60使得生成的伪随机信号的平均值尽可能接近0。与伪随机信号相加可以增大或减小和信号。如果伪随机信号的平均值从长远看与0相差很大，则接收装置10改变接收信号的值。换句话说，接收装置10补偿与0的偏差。可以例如通过串联的移位寄存器，以及将信号连回该移位寄存器的XOR电路来容易地实现生成器装置60。与确定频率的信号相比，生成器装置60所生成的伪随机信号的大小较小，这意味着与伪随机信号相加不会引起任何严重的频率差错。
图3示出了按照本发明的合成器装置的第三实施例。在该装置中，第一累加装置20将生成器装置60所生成的伪随机信号和从接收装置10的输出得到的信号累加成部分和信号。换句话说，在该装置中，将伪随机信号与确定频率过程中使用的信号相加，生成破坏信号。第二累加装置30累加该部分和信号和从装置40的输出得到的信号，生成实际的和信号。接着，实际的和信号被传送到装置40。
图4示出了采用按照本发明的方法的振荡器装置。该振荡器装置包括转换器70、装置80、乘法器90和合成器装置100。转换器70和装置80的输出连接到乘法器90。按照本发明的合成器装置100连接到装置80，后者由NCO振荡器实现。在按照该图的方案中，转换器70接收模拟信号，将该信号转换成数字信号。接着，转换器70将生成的数字信号馈送到乘法器90，后者根据转换器70转换的信号和来自装置80的信号生成输出信号。合成器装置100生成没有干扰的信号，传送到装置80，在这种情况下，还能够防止乘法器90的输出信号中生成干扰。
图4所示装置例如用于蜂房无线系统的基站。更确切地说，该方案用于例如下乘基站从无线路径接收的信号。类似的装置原则上也可以用于上乘信号。利用该装置，从装置80传送到乘法器的信号频谱中不会有干扰，在这种情况下，还可以减少乘法器90的输出信号中的可能干扰。该装置的无抖动范围比已知方案更宽。该装置的实现中使用的比特比已知方案更少。
图5示出了采用本发明方法的无线系统。该无线系统包括合成器装置100、基站110、基站控制器120和用户终端130。该图示出了合成器装置100与基站通信。实际上，合成器装置位于基站110的发射和接收侧。合成器装置100使得基站110能够在下乘接收信号之后生成高质量信号。合成器装置100还使得基站110能够向无线路径发送无干扰频谱的信号。按照本发明的方案最好至少用于基站110的接收侧。
尽管以上结合按照附图的例子描述了本发明，但显然本发明并不局限于此，在后附权利要求书所公开的创新思想范围内可以通过多种方式予以改变。
权利要求
1.一种减少数字合成器装置输出信号中的干扰信号的方法，该输出信号的频率由传送到该装置的某个信号决定，并且该信号与破坏信号周期性的信号相加，该方法的特征在于生成包含输出信号的相位信息的信号，生成伪随机信号，将包含相位信息的信号与用于确定频率的信号以及该伪随机信号相加，生成一个和信号，反馈包含输出信号相位信息的信号的一部分以生成下一和信号。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，根据包含伪随机信号的和信号确定输出信号所使用的相位。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，将伪随机信号与确定频率所用的信号相加，生成破坏部分和信号，将包含相位信息的信号与该破坏部分和信号相加，生成和信号，在包含相位信息的信号生成过程中使用该和信号。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，将包含相位信息的信号和确定频率所用的信号相加，生成部分和信号，将伪随机信号与该部分和信号相加，生成实际的和信号，在包含相位信息的信号生成过程中使用实际的和信号。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，将伪随机信号与某个信号相加，在该信号的生成过程中已使用了该伪随机信号。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于，至少在长期统计上保持伪随机信号的平均值，使其尽可能接近0。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，如果在长期统计上，伪随机信号的平均值与0相差很远，则改变传送到该装置的数字信号字的值。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于，将包含相位信息的信号转换成包含振幅信息的信号。
9.根据权利要求1的方法，其特征在于，增加伪随机信号，增大或减小了生成相位信息所用的信号。
10.根据权利要求1的方法，其特征在于，该方法用于生成无干扰的频谱，尤其是在DDS或NCO系统中。
11.一种合成器装置，用于减少数字合成器输出信号中的干扰信号，它包括接收确定输出信号频率的信号的接收装置(10)，将破坏信号周期性的信号与接收信号相加，该合成器装置的特征在于，它包括根据接收的信号生成包含输出信号所用相位信息的信号的装置(40)，生成伪随机信号的生成器装置(60)，将包含相位信息的信号与确定频率所用的信号以及该伪随机信号相加，生成和信号的累加装置(20)，在该累加装置中，该装置(40)所生成的信号的一部分与下一和信号相加。
12.根据权利要求11的合成器装置，其特征在于，该合成器装置包括接收伪随机信号的累加装置(30)，累加装置(30)将该伪随机信号与来自累加装置(20)，且已加上该伪随机信号的信号相加。
13.根据权利要求11的合成器装置，其特征在于，该合成器装置包括接收装置(40)反馈的信号的累加装置(30)，累加装置(30)进一步将该信号与来自装置(20)，且已加上该伪随机信号的信号相加。
14.根据权利要求11的合成器装置，其特征在于，累加装置(20)将反馈的信号和包含相位信息的信号相加，因而已加入的伪随机信号也会影响以后生成的输出信号的相位信息。
15.根据权利要求11的合成器装置，其特征在于，装置(40)接收包含伪随机信号的和信号，利用该和信号生成装置输出信号的相位信息。
16.根据权利要求11的合成器装置，其特征在于，生成器装置(60)至少在长期统计上保持伪随机信号的平均值，使其尽可能接近0。
17.根据权利要求11的合成器装置，其特征在于，如果伪随机信号的平均值与0相差很远，则接收装置(10)改变接收的数字的值。
18.根据权利要求11的合成器装置，其特征在于，该装置包括转换器(50)，后者从装置(40)接收包含相位信息的信号，并将相位信息转换成振幅信息。
19.根据权利要求11的合成器装置，其特征在于，累加装置(20)将包含相位信息的信号与伪随机信号相加，增大或减小了包含相位信息的信号的值。
20.根据权利要求11的合成器装置，其特征在于，该装置例如用于DDS或NCO系统中。
全文摘要
本发明涉及一种减少数字合成器装置输出信号中的干扰信号的方法,以及一种合成器装置,该合成器装置包括接收确定输出信号频率的信号的接收装置(10),将破坏信号周期性的信号与该接收信号相加。该合成器装置包括根据接收的信号生成包含输出信号所用相位信息的信号的装置(40),生成伪随机信号的生成器装置(60),将包含相位信息的信号与确定频率所用的信号以及该伪随机信号相加,生成和信号的累加装置(20),在该累加装置中,装置(40)所生成的信号的一部分与下一和信号相加。
文档编号G06F1/03GK1256826SQ99800215
公开日2000年6月14日 申请日期1999年3月4日 优先权日1998年3月5日
发明者阿基·哈博恩 申请人:诺基亚网络有限公司