专利名称：具有从数字化中频信号中消除已知干扰信号的接收机的通信终端和从数字化中频信号中 ...的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及无线电信领域，并且特别是涉及具有从数字化中频信号中消除已知干扰信号的接收机的通信终端和从数字化中频信号中消除已知干扰信号的方法。
当然，上述接收机对于来自外部干扰设备和内部设备中的干扰很灵敏。例如，按照全球移动通信系统(GSM)标准而被使用的移动电话有可归于13MHz内部时钟的一个干扰问题，该13MHz内部时钟产生分别在信道5和70上干扰期望信号的第72次和第73次谐波。
当前，通过特别注意移动电话内的屏蔽和去耦(它们可能是一项昂贵并且复杂的任务)，可以处理由时钟谐波引起的干扰。现在使用来消除由13MHz内部时钟引起的已知干扰(例如，第72次和第73次谐波)的另一技术是在接收机中在模拟域中把从天线中收到的信号向下转换为基带，以使时钟谐波被转换为直流(DC)偏移电压，其然后通过模拟或数字DC偏移消除技术而被去掉。不幸地，在模拟域中把接收信号向下转换到基带的接收机也肯定会去掉许多由被使用来产生模拟基带信号的混频器或者由被使用来处理模拟基带信号的模拟电路所产生的外来DC偏移电压。外来DC偏移电压也可能是由于组件失配和载波泄漏所引起。因此，因为外来DC偏移电压可能比期望信号更大，所以它们必须被去掉。外来DC偏移电压是为什么把一个中频信号数字化比把基带信号数字化更吸引人的一个原因。
因此，需要包括一种接收机的一种通信终端并且需要一种方法，所述接收机和所述方法从最初在模拟域中从基带信号中分出来并随后在数字域中被数字化的接收IF信号中有效去掉已知频带内干扰信号，以避免与传统通信终端相关的不希望的外来DC偏移电压。通过本发明的通信终端和方法可满足此需要和其它需要。
根据本发明，提供一种方法和接收机，其使用一个数字DC偏移补偿器来从数字化IF信号中去掉包括由13MHz内部时钟的第72次和第73次谐波所引起的居中未调制干扰信号在内的已知干扰信号。
还是根据本发明，提供一种方法和接收机，其使用一个数字信号处理块来从数字化IF信号中去掉包括一个偏心的未调制干扰信号或已调制的干扰信号(其每一个都具有已知波形)在内的已知干扰信号。
最佳实施方式参见附图，其中，遍及
图1-6，类似数字表示类似部分，这里公开了根据本发明的一个可仿效通信终端100的两个实施例。
虽然将参考一个双变频超外差接收机110(图1-5)和一个低中频接收机610(图6)来描述通信终端100，但是应该理解，利用其它类型的接收机可以使用本发明，例如包括在模拟域中不把IF信号向下转换为基带的外差和超外差接收机。因此，所描述的通信终端100和双变频超外差接收机110不应该以这样一种限定的方式而被描述。
参见图1，说明了与本发明的通信终端100和双变频超外差接收机110相关的基础组件。基本上，通信终端100利用双变频超外差接收机110内的一个干扰消除系统130来通过去掉由居中未调制干扰信号所引起的一个DC偏移电压(第一实施例，参见图2和3)或者通过去掉偏心未调制干扰信号或已调制干扰信号的已知波形(第二实施例，参见图4)从而从一个数字化IF信号中有效消除已知干扰信号。换言之，通信终端100从最初在模拟域中从基带中分出来并随后在数字域中被数字化的IF信号中有效去掉已知干扰信号以避免与在模拟域中把IF信号转换到基带的那些传统通信终端相关的不希望的外来DC偏移电压。
通信终端100可以是通过无线通信链路进行通信的任何通信设备，比如一个无绳的或蜂窝移动电话、双向收音机、调制解调器(调制器-解调器)、收音机、基站等等。通信终端100合并了可仿效的双变频超外差接收机110，该接收机110包括在多个上行链路信道之一上接收信号并把信号输出到射频(RF)滤波器114中的一个天线112。RF滤波器114允许位于预确定通带内(例如，对于EGSM标准为925MHz到960MHz)的接收信号经过一个放大器116而进入第一混频器118，同时衰减位于该通带之外的接收信号。
第一混频器118在模拟域中把被RF滤波器114通过的接收信号的频率向下步进或转换到一个预确定第一中频信号，它从基带中分出来并被输入到第一中频滤波器120。连接到第一混频器118上的第一振荡器121实现该信号到第一中频信号的频率转换。
第一IF信号被第一中频滤波器120滤波并被输出到第二混频器122，第二混频器122把第一IF信号与来自第二振荡器123中的一个信号合并。使用来自第二振荡器123中的信号的第二混频器122操作来在模拟域中把第一IF信号的频率向下步进或转换到一个预确定第二IF信号。第二IF信号从基带中被分开来并被输入到第二IF(中频)滤波器124。应该理解，第二中频滤波器124的带宽优选地等于一个信道(例如，在GSM中的信道5或信道70)的带宽并且被第二中频滤波器124通过的频带中的每一信道具有一个唯一中心或中间的频率，其包含被天线112接收的信号的大部分(如果不是所有的)信息。
第二IF信号被输入到一个限幅器126，限幅器126可操作来防止第二IF信号的幅度超过一个预确定电平并且可操作来保护第二IF信号的幅度形状低于预确定电平。限幅器126把第二IF信号输出到一个数字转换器128。
数字转换器128操作来在数字域中把包含一个已知干扰信号(在下面描述)的第二IF信号数字化或数字转换为另外一个频率，其可能是一个新的IF或基带信号。数字转换器128可以被称为一个相位幅度数字转换器或一个IF抽样接收机。应该理解，数字转换器128应该在模拟数字(A/D)转换中具有足够分辨率以便处理已知干扰信号，例如一个对数幅度A/D转换器具有一个关于什么幅值的未调制同信道干扰可以被容忍的极限，因为具有较大干扰信号的期望信号的分辨率被降低。
数字转换器128把被数字转换的第二IF信号输出到干扰消除系统130，其有效消除包括在被数字转换的第二IF信号之内的已知干扰信号。已知干扰信号被分类为关于干扰消除系统130的第一实施例更详细地描述的一个居中未调制干扰信号(参见2和3)，或者被分类为关于干扰消除系统的第二实施例更详细地描述的一个已调制干扰信号或一个偏心未调制干扰信号(参见图3)。在从数字化的第二IF信号中去掉已知干扰之信号后，耦合到干扰消除系统130的一个数字解调器132操作来解调剩余的第二IF信号。
参见图2，更详细说明了干扰消除系统130的第一实施例。在第一实施例中，数字转换器128操作来在数字域中把第二IF信号数字转换为一个基带信号，以使已知干扰信号或居中未调制干扰信号能够被转换为可被干扰消除系统130去掉的一个DC偏移电压。更明确地，在模拟域中不处于基带的第二IF信号在数字域中被数字转换器128数字转换为一个基带信号，以使只有产生的DC偏移电压是与居中未调制干扰信号相关的DC偏移电压。而且，根据本发明，由于组件失配和载波泄漏(例如)引起的任何外来的DC偏移电压不被产生，因为被抽样的第二IF信号是″免除DC的″，这是由于它比进入数字转换器128之前的基带频率更高。
与第一实施例相关的居中未调制干扰信号是居中在被通信终端100使用的一个信道中间中的一个未调制干扰信号。例如，已知的居中未调制干扰信号可能是由13MHz内部参考时钟的第72次和第73次谐波所引起的，并且不使用本发明的技术，则第72次和第73次谐波将分别干扰由传统GSM移动电话使用的信道5和70上的期望信号。
根据第一实施例，干扰消除系统130包括一个频率调节器140，其可操作来相位旋转或″附加一个斜坡″到被数字转换的第二IF信号中的数字化相位抽样以便被转换成基带。相位旋转可能是需要的，因为在GSM中，抽样频率是13/48MHz而第二IF信号在6MHz处。频率调节器140可以被称为一个反旋单元或者一个频率标准(normation)单元。
频率调节器140可以被耦合到把旋转的第二IF信号从对数极性格式转换为一种笛卡尔(I和Q)格式的第一转换器142。其后，一个DC偏移补偿器144操作来去掉转换的第二IF信号中的DC偏移电压，在此，DC偏移电压是由于已知的居中未调制干扰信号所引起的。
DC偏移补偿器1444可以被耦合到把具有可去掉DC偏移电压的第二IF信号从笛卡尔格式转换为对数极性格式的第二转换器146。应该理解，DC偏移电压的消除与所进行的检测或A/D转换的类型无关并且可以以对数极性格式或笛卡尔格式检测第二IF信号同时应用同一干扰消除方案。
还应该理解，频率调节器140未必是必须把被数字转换的中频信号旋转到基带。例如，如果数字转换器对IF信号的子谐波上的模拟IF信号进行子抽样，则数字转换器128可以把被数字转换的中频信号自动地向下移动到基带。
参见图3，有一个表示在使用干扰消除系统130的第一实施例消除居中未调制干扰信号之后GSM通信终端100的改良性能的曲线图。传统的GSM通信终端(例如，GSM移动电话)将只容忍低于期望信号大约5dB的一个干扰信号。然而，当一个居中未调制干扰信号比期望信号强大约20dB时，它将不利地影响传统接收机的灵敏度达50％比特差错率(BER)(参见字母″a″)。相反，通过使用本发明的干扰消除系统130，相同的20dB强的居中未调制干扰信号将只向双变频超外差接收机110提供1dB的退敏(参见字母″b″)。因此，关于居中未调制干扰信号(例如，13MHz内部时钟123的第72次和第73次谐波)的干扰的至少一个20分贝改善可以被预期，其将充分改善有关被通信终端100使用的某些信道(例如，信道5和70)的性能。
参见图4，更详细示出了用带撇号参考数字说明的干扰消除系统130的第二实施例。在第二实施例中，数字转换器128操作来把第二IF信号数字转换，以使具有已知波形的已知干扰信号(包括调制的干扰信号或偏心的未调制干扰信号)可以通过干扰消除系统130′内的一个相关过程而被去掉。偏心未调制干扰信号是在被通信终端100使用的一个信道中间中偏离中心的一个未调制干扰信号。干扰消除系统130′可以包括第一转换器140′，其把包含偏心未调制干扰信号或调制干扰信号在内的第二IF信号从对数极性格式数字转换为笛卡尔(I和Q)格式。
第一转换器140’可以被耦合到一个相关器补偿器142’，其来把被数字转换的第二IF信号与干扰信号的已知波形相关，以便倘若一个相关因子超出预定门限值时实现已知波形的消除。同样，偏心未调制干扰信号或已调制干扰信号每个都具有一个已知波形。其后，相关器142’可以被耦合到第二转换器144’，其把剩余的第二IF信号从笛卡尔格式转换为对数极性格式。相关器补偿器142’还可以直接地被应用在数字化相位和幅度抽样上。因此，可以不需要块140’和144’。
相关器补偿器142’(例如，数字信号处理器)例如可以包括一个滑动相关器146’，其使用一个延迟块148’和乘法器150’来查找已知干扰信号的定时和幅度(参见图5)。相关器补偿器142’还包括一个减法器块152’，其从已经被迟延块154′延迟的接收信号中减去已找到的干扰。
例如，假定期望信号具有一个936.2MHz的频率而偏心未调制干扰信号为936MHz(例如，72*13MHz)，那么如果第二IF信号被向下数字转换为基带，则干扰信号被已知为200KHz处的正弦曲线。使用一个200KHz信号的相关器142’为该200KHz已知干扰信号估计一个乘法常数和一个定时，以便倘若相关因子大于预定门限值时被去掉。可以通过相关估计或维特比估计来估计该乘法常数。应该理解，200KHz干扰信号的波形或幅度被已知因此它可以被识别并被去掉。
本发明还可以处理这种情形在此，包括居中未调制干扰信号(例如，936MHz)和偏心未调制干扰信号(例如，936.2MHz)在内的两个已知干扰信号被数字转换以便获取可被第一实施例的DC偏移补偿器144去掉的一个DC偏移电压和可被第二实施例的相关器142’去掉的一个已知波形。
参见图6，说明了与本发明的通信终端100与低IF接收机610相关的基础组件。基本上，低IF接收机610包括用于接收来自发射机604中的信号的一个天线602。接收信号通过被设计来从接收信号中通过期望频带(例如，对于EGSM标准为925MHz到960MHz)的带通滤波器(BPF)606滤波。已滤波的信号在低噪声放大器(LNA)608中被放大并在混频器614a和614b中被混频。更明确地，每个混频器614a和614b在模拟域中把放大信号的频率向下步进或转换到从基带中分出来的一个预确定低IF频率。IF频率可以是半信道带宽或者具有一个较高的频率。混频器614a和614b把放大信号转换为一个同相(I)分量和一个正交(Q)分量，使用一个本机振荡器(LO)616，这两者处于彼此正交。这两个低IF频率信号(I和Q分量)然后分别被低通或带通滤波器618a和618b滤波，然后被模拟数字转换器(A/D)620a和620b数字化。其后，数字化的低IF频率信号被输入到干扰消除系统130，其有效消除包括在该数字化的低IF频率信号内的已知干扰信号。干扰消除系统130使用一个频率调节器和DC偏移补偿器(参见图2)或者使用如在上面在前面示例中所述的一个相关器(参见图4-5)来有效除去干扰。在从数字化的低IF信号中去掉已知干扰信号之后，耦合到干扰消除系统130的一个数字解调器622操作来解调剩余的低IF信号。
本领域技术人员从前述中应该容易理解本发明提供一种方法和接收机，其利用DC偏移补偿器来从一个数字化IF信号中去掉一个已知干扰信号，比如例如由13MHz内部时钟的第72次和第73次谐波所引起的一个居中未调制干扰信号。所公开的接收机和方法也可以操作来从一个数字化IF信号中去掉具有已知波形的一个已知干扰信号，比如一个偏心未调制干扰信号或一个已调制干扰信号。
虽然在附图中已经说明并且在前面的详细描述中已经描述了本发明的两个实施例，但是应该理解，本发明不局限于所公开的实施例，而是在不偏离所附权利要求阐明并定义的本发明精神的条件下，能够有很多的重新配置、修正和替代。
权利要求
1.一种具有用于从中频信号中充分去掉已知干扰信号的接收机的通信终端，所述通信终端包括混频器和滤波器的至少一个组合，用于在模拟域中把接收信号转换为中频信号同时保持从基带中分出来；一个数字转换器，用于把包含已知干扰信号的中频信号从所述模拟域数字转换成为数字域；一个耦合到所述数字转换器的干扰消除系统，用于从被数字转换的中频信号中充分去掉所述已知干扰信号；和一个耦合到所述干扰消除系统的数字解调器，用于在从那里消除所述已知干扰信号之后解调所述被数字转换的中频信号。
2.如权利要求1所述的通信终端，其中，所述已知干扰信号还包括居中在由接收机使用的一个信道的中间的第一未调制干扰信号，所述干扰消除系统还包括一个频率调节器，用于在数字域中把所述被数字转换的中频信号旋转到基带；和一个耦合到所述频率调节器的DC偏移补偿器，用于去掉在所述旋转的中频信号内的DC偏移信号，所述DC偏移信号由第一未调制干扰信号所引起。
3.如权利要求1所述的通信终端，其中，所述已知干扰信号还包括居中在由接收机使用的一个信道的中间的第一未调制干扰信号，所述干扰消除系统还包括所述数字转换器，用于把包含所述已知干扰信号的所述被数字转换的中频信号向下转换到基带；和一个耦合到所述数字转换器的DC偏移补偿器，用于去掉在所述中频信号内可归于第一未调制干扰信号的一个DC偏移信号。
4.如权利要求2所述的通信终端，其中，所述第一未调制干扰信号还包括一个13MHz内部时钟的第72次谐波，并且所述信道还包括由全球移动通信系统标准定义的信道5。
5.如权利要求2所述的通信终端，其中，所述第一未调制干扰信号还包括一个13MHz内部时钟的第73次谐波，并且所述信道还包括由全球移动通信系统标准定义的信道70。
6.如权利要求2所述的通信终端，其中，所述频率调节器还包括反旋单元和频率标准单元中选定的一个。
7.如权利要求1所述的通信终端，其中，所述接收机还包括外差接收机、超外差接收机、双变频超外差接收机和低中频接收机中选定的一个。
8.如权利要求1所述的通信终端，其中，所述数字转换器还包括中频抽样接收机和相位幅度数字转换器中选定的一个。
9.如权利要求1所述的通信终端，其中，具有已知波形的所述已知干扰信号还包括一个已调制干扰信号或从由接收机使用的信道的中间偏离中心的第二未调制干扰信号，所述干扰消除系统还包括一个数字信号处理装置，用于从所述被数字转换的中频信号中去掉所述已知干扰信号。
10.一种用于从中频信号中充分去掉居中未调制干扰信号的接收机，所述接收机包括混频器和滤波器的至少一个组合，用于在模拟域中把接收信号转换为中频信号同时保持从基带中分出来；一个数字转换器，用于把包含居中未调制干扰信号的中频信号从所述模拟域数字转换成为数字域；一个耦合到所述数字转换器的干扰消除系统，用于充分去掉在所述被数字转换的中频信号内的一个DC偏移，由所述居中未调制干扰信号所引起的所述DC偏移位于由接收机使用的一个信道的中间；和一个耦合到所述干扰消除系统的数字解调器，用于在从那里消除所述DC偏移之后解调所述被数字转换的中频信号。
11.如权利要求10所述的接收机，其中，所述干扰消除系统还包括一个频率调节器，用于在数字域中把所述被数字转换的中频信号旋转到基带；第一转换器，用于把旋转的中频信号从对数极性格式转换到笛卡尔格式；一个DC偏移补偿器，用于去掉在所述被转换的中频信号之内的所述DC偏移；和第二转换器，用于把具有可去掉的DC偏移的所述中频信号从笛卡尔格式转换到对数极性格式。
12.如权利要求10所述的接收机，还包括所述数字转换器，用于把包含所述居中未调制干扰信号的所述被数字转换的中频信号向下转换到基带；和所述干扰消除系统还包括一个DC偏移补偿器，用于去掉可归于所述居中未调制干扰信号的所述DC偏移信号。
13.如权利要求10所述的接收机，其中，所述居中未调制干扰信号还包括一个13MHz内部时钟的第72次谐波，并且所述信道还包括由全球移动通信系统标准定义的信道5。
14.如权利要求10所述的接收机，其中，所述第一未调制干扰信号还包括一个13MHz内部时钟的第73次谐波，并且所述信道还包括由全球移动通信系统标准定义的信道70。
15.如权利要求11所述的接收机，其中，所述频率调节器还包括反旋单元和频率标准单元中选定的一个。
16.如权利要求10所述的接收机，其中，所述数字转换器还包括中频抽样接收机和相位幅度数字转换器中选定的一个。
17.一种用于从中频信号中充分去掉其每一个都具有已知波形的偏心未调制干扰信号或已调制干扰信号的接收机，所述接收机包括混频器和滤波器的至少一个组合，用于在模拟域中把接收信号转换为中频信号同时保持从基带中分出来；一个数字转换器，用于把所述中频信号从所述模拟域转换到数字域，所述中频信号包含所述偏心未调制干扰信号或所述已调制干扰信号；一个耦合到所述数字转换器的干扰消除系统，用于从所述被数字转换的中频信号中充分去掉已知波形，所述已知波形与所述偏心未调制干扰信号或所述已调制干扰信号相关；和一个耦合到所述干扰消除系统的数字解调器，用于在从那里去掉所述已知波形之后解调所述被数字转换的中频信号。
18.一种用于从中频信号中充分去掉其每一个都具有已知波形的偏心未调制干扰信号或已调制干扰信号的接收机，所述接收机包括混频器和滤波器的至少一个组合，用于在模拟域中把接收信号转换为中频信号同时保持从基带中分出来；一个数字转换器，用于把所述中频信号从所述模拟域转换到数字域，所述中频信号包含所述偏心未调制干扰信号或所述已调制干扰信号；一个耦合到所述数字转换器的干扰消除系统，用于从所述被数字转换的中频信号中充分去掉已知波形，所述已知波形与所述偏心未调制干扰信号或所述已调制干扰信号相关；和一个耦合到所述干扰消除系统的数字解调器，用于在从那里去掉所述已知波形之后解调所述被数字转换的中频信号；其中，所述干扰消除系统还包括第一转换器，用于把被数字转换的中频信号从对数极性格式转换到笛卡尔格式；一个相关器，用于把所述被数字转换的中频信号和已知波形相关以便实现从所述被数字转换的中频信号中去掉所述已知波形；和第二转换器，用于把具有去掉的已知波形的所述被数字转换的中频信号从笛卡尔格式转换到对数极性格式。
19.一种用于从中频信号中充分去掉已知干扰信号的方法，所述方法包括如下步骤接收一个信号；在模拟域中把所述信号转换为中频信号同时保持从基带中分出来；把包含已知干扰信号的中频信号从所述模拟域数字转换成为数字域；从所述被数字转换的中频信号中去掉所述已知干扰信号；和在从那里去掉所述已知干扰信号之后解调所述被数字转换的中频信号。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述已知干扰信号还包括居中在由接收机使用的一个信道的中间中的第一未调制干扰信号，所述去掉所述已知干扰信号的步骤还包括如下步骤把包含所述已知干扰信号的所述被数字转换的中频信号向下转换到基带；和去掉在所述中频信号内可归于所述第一未调制干扰信号的DC偏移信号。
21.如权利要求19所述的方法，其中，所述已知干扰信号还包括居中在由接收机使用的一个信道的中间中的第一未调制干扰信号，所述去掉所述已知干扰信号的步骤还包括如下步骤在所述数字域中把所述被数字转换的中频信号旋转到基带；和去掉在所述中频信号内的一个DC偏移，所述DC偏移由所述第一未调制干扰信号所引起并可通过使用一个DC偏移补偿器而被去掉。
22.如权利要求21所述的方法，其中，所述第一未调制干扰信号还包括一个13MHz内部时钟的第72次谐波，并且所述信道还包括由全球移动通信系统标准定义的信道5。
23.如权利要求21所述的方法，其中，所述第一未调制干扰信号还包括一个13MHz内部时钟的第73次谐波，并且所述信道还包括由全球移动通信系统标准定义的信道70。
24.如权利要求19所述的方法，其中，所述接收机还包括外差接收机、超外差接收机、双变频超外差接收机和低中频接收机中选定的一个。
25.一种用于从中频信号中充分去掉已知干扰信号的方法，所述方法包括如下步骤接收一个信号；在模拟域中把所述信号转换为中频信号同时保持从基带中分出来；把包含已知干扰信号的中频信号从所述模拟域数字转换成为数字域；从所述被数字转换的中频信号中去掉所述已知干扰信号；和在从那里去掉所述已知干扰信号之后解调所述被数字转换的中频信号；其中，所述已知干扰信号具有已知波形并且包括一个已调制干扰信号或从由接收机使用的信道的中间偏离中心的第二未调制干扰信号，所述去掉已知干扰信号的步骤还包括如下步骤把所述被数字转换的中频信号和已知波形相关以便实现从所述被数字转换的中频信号中去掉所述已知波形，所述已知波形与所述第二未调制干扰信号或者所述已调制干扰信号相关。
全文摘要
提供一种具有一种接收机的通信终端并且提供一种方法，所述接收机和方法用于从一个被数字转换的中频信号中充分去掉已知干扰信号。更明确地，该接收机包括用于接收信号的一个天线，和混频器与滤波器的至少一个组合，用于在模拟域中把信号转换为中频信号同时保持从基带中分出来。该接收机还包括一个数字转换器，用于把包含已知干扰信号的中频信号从模拟域数字转换成为数字域，和一个干扰消除系统，用于通过利用一个DC偏移补偿器或者一个相关器补偿器来从被数字转换的中频信号中去掉已知干扰信号。
文档编号H03D1/06GK1413387SQ00817684
公开日2003年4月23日 申请日期2000年10月13日 优先权日1999年10月22日
发明者B·林奎斯特, S·马蒂松, J·塞兰德尔 申请人:艾利森电话股份有限公司