信号处理方法及接收机的制作方法

专利名称：信号处理方法及接收机的制作方法
信号处理方法及接收机技术背景
在现代射频系统中，天线接收到的信号频率很高而且只有极小的信道带宽。如 果考虑直接滤出所需信道，则滤波器的Q值将非常大，而且由于高频电路在增益、精 度、稳定性及功耗等方面的问题，在目前的技术条件下，对信号直接在高频段解调是不 现实的。使用混频电路将高频信号降频，在一个中频频率进行信道滤波、放大和解调可 以解决高频信号处理所遇到的上述困难，但是又会引入其他问题。
若采用低中频(LIF)技术，会引入镜频干扰。当两个信号的频率对称地位于本 振信号(LO)的频率的两边，那么经过混频后这两个信号都将被搬移到同一个中频频率。 如果其中一个是有用信号，另一个是噪声信号，那么噪声信号所在的频率就称为镜像频 率，这种经过混频后的干扰现象通常被称为镜频干扰。
若采用零中频(ZIF)技术，虽然可解决镜频干扰的问题，但有直流偏移、Ι/f噪 声以及信号泄漏等问题。
总体而言，零中频技术的实现相对较为简单，而低中频技术虽然实现相对较为 复杂，但其性能一般好于零中频技术。
Hooman Darabi 提出了 一种无 SAW (surface acoustic wave)滤波器的无线接收 机的阻断信号滤波技术(请参 “ A Blocker Filtering Technique for SAW-Less Wireless Receivers”，IEEE JSSC, Vol.42, No.12, Dec.2007, pp.2766-2773)。在该技术中，通过下变频、高通滤波以及上变频分离出阻断信号(blocker signal)，再从输入信号中减去该 滤出的阻断信号，从而获得有用信号。其中，平移环路(tanslational loop)与主信号路径 采用同一本振信号。该技术虽然在一定程度上解决问题，但还是存在一些缺陷。因此， 有必要提供一种新的滤波方法及接收机。
发明内容
本申请的一个方面是有关一种信号处理方法，尤其是有关一种干扰信号的分离 采用零中频方法而去干扰信号的下变频采用非零中频方法的信号处理方法。
本申请的一个方面是有关一种接收机，尤其是有关一种平移路径采用零中频方 法而主信号路径采用非零中频方法的接收机。
本申请的一方面提供了一种信号处理方法，其包括以下操作接收在第一频率 范围的一输入信号，输入信号包括一有用信号和一干扰信号；利用一偏置本振信号将输 入信号下变频至第二频率范围，其中，第二频率范围低于第一频率范围，偏置本振信号 的频率基本等于有用信号的中心频率；从下变频至第二频率范围的接收信号中分离出干 扰信号；利用偏置本振信号将分离出的干扰信号上变频至第一频率范围；将位于第一频 率范围的输入信号减去上变频至第一频率范围的干扰信号获得去干扰信号；以及利用一 本振信号将去干扰信号下变频至第三频率范围以用于解调，其中，第三频率范围低于第 一频率范围，本振信号的频率不等于偏置本振信号的频率。
在一个实施例中，第一频率范围为射频范围，第二频率范围和第三频率范围为中频范围。
在一个例子中，干扰信号是来自与有用信号所在信道邻近的信道。干扰信号可 以是任何频率与有用信号相近的信号。
在一个实施例中，信号处理方法还包括将上变频至第一频率范围的干扰信号 移相180度；以及将输入信号与移相的干扰信号相加以获得去干扰信号。
在一个实施例中，信号处理方法还包括将本振信号与一其频率等于本振信号 频率与有用信号中心频率之差的信号进行混频，以获得偏置本振信号。
射频并非限于某一特定的频带或者频率范围，它可以是任意无线或线缆传输的 信号频率范围。对于移动通信应用而言，射频信号可以是在1.9GHz范围、1.85GHz范 围、950MHz范围、880MHz范围等。对于调频应用而言，比如调频收音机，射频信号可 以是在IOOMHz范围。对于数字电视应用而言，射频信号可以是在600MHz范围。对于 双向无线通信应用而言，比如对讲机，射频信号可以是在410MHz。射频信号还可以是 其他传送频率范围的信号。中频可以是一可变的，低于射频的频率范围。接收机通常将 接收信号自射频下变频至中频以进行后续的处理。在一些情况下，中频频率范围可包括 相对射频接近零的频率，比如 ΙΚΗζ、12.5KHz、20KHz、1 OOKHz> 200KHz、500KHz、 900KHz、4MHz及36MHz等，或其他合适的中频。
本申请的另一方面提供了一种信号处理方法，包括以下步骤接收一在第一频 率范围的输入信号，该输入信号包括一有用信号和一干扰信号；利用零中频方法将输入 信号下变频至第二频率范围，其中，第二频率范围低于第一频率范围；从下变频至第二 频率范围的接收信号中分离出干扰信号；将分离出的干扰信号上变频至第一频率范围； 将位于第一频率范围的输入信号减去上变频至第一频率范围的的干扰信号获得去干扰信 号；以及利用非零中频方法将去干扰信号下变频至第三频率范围以用于解调。
在一个实施例中，第一频率范围为射频范围，第二频率范围和第三频率范围为 中频范围。
在一个例子中，干扰信号是有用信号邻近信道的干扰信号。
在一个实施例中，信号处理方法它还包括将上变频至第一频率范围的干扰信 号移相180度；以及将输入信号与移相的干扰信号相加以获得去干扰信号。
在一个实施例中，非零中频方法为以下之一低中频方法和高中频方法。
本申请的又一方面提供了一种接收机，包括一第一混频电路利用零中频方法 用于将一位于第一频率范围的接收信号下变频至第二频率范围，其中，第二频率范围低 于第一频率范围，接收信号包括一有用信号及一干扰信号；一滤波器用于从下变频的接 收信号中分离出干扰信号；一第二混频电路用于将由滤波器分离出的干扰信号上变频至 第一频率范围；一减法操作电路用于将接收信号减去上变频至第一频率范围的干扰信号 以获得去干扰信号；以及一第三混频电路利用非零中频方法将去干扰信号下变频至第三 频率范围以用于解调，其中，第三频率范围低于第一频率范围。
在一个实施例中，滤波器可以是高通滤波器或者带通滤波器。
在一个实施例中，第一频率范围为射频范围，第二频率范围和第三频率范围为 中频范围。
在一个例子中，干扰信号是有用信号邻近信道的干扰信号。
在一个实施例中，接收机还包括一本振信号源和一偏置本振信号源，其中，本 振信号源用于向第三混频电路提供本振信号用于将去干扰信号下变频至第三频率范围。 偏置本振信号源用于向第一混频电路提供偏置本振信号用于将输入信号下变频至所述第 二频率范围。
在一个实施例中，偏置本振信号源包括第四混频电路，将本振信号与一其频率 等于本振信号频率与有用信号中心频率之差的信号进行混频，以获得偏置本振信号。
在一个实施例中，第一混频电路包括一对混频器作为正交混频器，第二混频电 路包括一对混频器作为正交混频器，第三混频电路包括一对混频器作为正交混频器，第 四混频电路包括一对混频器作为正交混频器。
在一个实施例中，非零中频方法为以下之一低中频方法及高中频方法。

图Ia为一个例子中输入信号频谱图。
图Ib为利用低中频方法将图Ia所示的接收信号下变频获得的同相分量信号的频 谱图。
图Ic为利用低中频方法将图Ia所示的接收信号下变频获得的正交分量信号的频 谱图。
图Id为采用单边带方案获得的分离干扰信号的频谱图。
图Ie为将图Ia所示的接收信号减去图Id所示的分离干扰信号获得的去干扰信 号的频谱图。
图If为利用低中频方法将图Ia所示的接收信号下变频后的频谱图。
图Ig为采用双边带方案获得的分离干扰信号的频谱图。
图Ih为将图Ia所示的接收信号减去图Ig所示的分离干扰信号获得的去干扰信 号的频谱图。
图2为本申请一个实施例中的接收机的功能模块图。
图3a为本申请又一实施例中的偏置本振信号产生电路的功能模块图。
图3b为本申请又一实施例中的偏置本振信号产生电路的功能模块图。
图如为本申请一个例子中的接收信号的频谱图。
图4b为利用零中频方法将图如所示的接收信号下变频获得的同相分量信号的频 谱图。
图如为利用零中频方法将图如所示的接收信号下变频获得的正交分量信号的频 谱图。
图4d为采用单边带方案获得的分离干扰信号的频谱图。
图如为将图如所示的接收信号减去图4d所示的分离干扰信号获得的去干扰信 号的频谱图。
图4f为本申请又一个例子中的接收信号的频谱图。
图4g为利用零中频方法将图4f所示的接收信号下变频获得的同相分量信号的频 谱图。
图4h为利用零中频方法将图4f所示的接收信号下变频获得的正交分量信号的频谱图。
图4i为采用单边带方案获得的分离干扰信号的频谱图。
图4j为将图4f所示的接收信号减去图4i所示的分离干扰信号获得的去干扰信号 的频谱图。
图5为本申请一个实施例中信号处理方法的流程图。
具体实施方式
以下将对本申请的具体实施例进行详细描述，并且这些描述将详细到使业界一 般技术人员能够理解本申请。可以理解，除了本申请描述的具体实施例外，还可以在本 申请的精神下和范围内通过改变结构、逻辑以及电路以获得其他实施方案，这些实施方 案依然在本申请的保护范围之内。在描述以下具体实施例的过程中，为了对这些具体实 施例进行清楚的描述，将采用一些特定的术语，然而采这些术语的本意并非限制本申请 的保护范围，这些术语的范围应该扩展至任何以大致相同的手段达到大致相同的目的的 等效物。比如“连接” 一词，不仅包括直接连接，还包括通过其他电路连接。
本申请的发明人发现Hooman Darabi所提出的方案在主信号路径采用非零中频方 案的接收机中，如低中频方案或高中频方案等，无法消除或衰减与有用信号邻近的信道 的干扰，不仅如此，在某些情况下它还会引入更多的干扰信号，具体请参下文。非零中 频方案是指下变频所采用的本振信号的频率不等于有用信号的中心频率的方案。
图Ia为一输入信号100的频谱图。其中，横轴表示频率，纵轴表示幅度或能 量。输入信号100中包括干扰信号101，频带高于干扰信号101的有用信号102，以及频 带高于有用信号102的干扰信号103。其中，干扰信号101、有用信号102及干扰信号 103带宽相等。干扰信号101和103可能是有用信号102邻近信道的信号。假设主信号 路径采用低中频方案，且把本振信号频率设置在有用信号102频带和干扰信号103频带之 间，使得有用信号102的频带与干扰信号103的频带关于一穿过该本振信号频率的纵轴对 称，如图Ia所示。由于平移路径与主信号路径采用同样的本振信号，因此，平移路径也 是采用低中频方案对输入信号做下变频。
平移路径可采用单边带方案分离干扰信号，也可采用双边带方案分离干扰信 号。采用单边带方案时，可将输入信号100分I/Q两路进行处理。采用双边带方案时， 则可对输入信号100进行单路处理。因此，在一些情况下，采用双边带方案时有成本上 的优势，而采用单边带方案是可获得较好的性能。可通过采用单边带混频器实现单边带 方案，通过采用双边带混频器实现双边带方案。
图Ib为采用单边带方案时，输入信号100下变频后获得的输入信号同相分量 IOOJ的频谱图。输入信号同相分量100_1包括对应干扰信号101的干扰信号同相分量 101_1，对应有用信号102的有用信号同相分量102_1，以及对应干扰信号103的干扰信号 同相分量103_1。因为干扰信号103的频带和有用信号102的频带关于本振信号频率对 称，因此干扰信号同相分量103_1和有用信号同相分量102_1的频带重叠，而干扰信号同 相分量101_1的频带则高于有用信号同相分量102_1的频带，如图Ib所示。此时，通过 高通滤波将高于有用信号同相分量102_1频带的信号分离出，在该例子中，干扰信号同相 分量101_1被分离出，而干扰信号同相分量103_1成为了有用信号同相分量102_1的镜频干扰而无法被分离出。
图Ic为采用单边带方案时，输入信号100下变频后获得的输入信号正交分量 100_Q的频谱图。类似的，输入信号正交分量100_Q包括对应干扰信号101的干扰信号 正交分量101_Q，对应有用信号102的有用信号正交分量102_Q，以及对应干扰信号103 的干扰信号正交分量103_Q。因为干扰信号103的频带和有用信号102的频带关于本振信 号频率对称，因此干扰信号正交分量103_Q和有用信号正交分量102_Q的频带重叠，而 干扰信号正交分量101_Q的频带则高于有用信号正交分量102_Q的频带，如图Ic所示。 此时，通过高通滤波将高于有用信号正交分量102_Q频带的信号分离出，在该例子中， 干扰信号正交分量101_Q被分离出，而干扰信号正交分量103_(^成为了有用信号正交分 量102_Q的镜频干扰而无法被分离出。
利用本振信号将分离出的干扰信号同相分量和干扰信号正交分量上变频获得分 离干扰信号100_F。图Id是经过上述一系列处理后获得的分离干扰信号100_F的频谱 图，在这个例子中，由于干扰信号103为有用信号102的镜频干扰，故无法被分离，因此 分离干扰信号100_F只包括干扰信号101。接着，主信号路径将输入信号100减去分离 干扰信号100_F以获得去干扰信号。
图Ie为这个例子中的去干扰信号100_S的频谱图。因为干扰信号103在平移路 径中没有被分离出，从而没有被从输入信号100中除去，因此，去干扰信号100_S不仅包 括有用信号102，还包括干扰信号103。
由以上可知，若主信号路径采用低中频方案，Piooman Darabi所提出的方案无法 完全消除与有用信号在频率上接近的干扰信号，比如邻近信道的干扰信号。
图If为采用双边带方案时，输入信号100下变频获得的下变频输入信号100_D 的频谱图。下变频输入信号100_D包括下变频有用信号102_D，与下变频有用信号102_ D频带重叠的下变频干扰信号103_D，以及频带高于下变频有用信号102_D的下变频干扰 信号101_D。接着通过高通滤波将频率高于下变频有用信号102_D的信号滤出，获得下 变频干扰信号101_D。
因为采用双边带方案，利用本振信号将下变频干扰信号101_D进行上变频处 理后，所获得的分离干扰信号100_F'不仅包括干扰信号101，还包括一附加干扰信号 101'，附加干扰信号101'与干扰信号101关于经过本振信号频率的纵轴对称，如图Ig 所示。
图Ih为这个例子中的去干扰信号100_s'的频谱图。因为干扰信号103在平移 路径中没有被分离出，从而没有被从输入信号100中除去，因此，去干扰信号100_S不仅 包括有用信号102，还包括干扰信号103以及附加干扰信号101'。由此可见，当采用双 边带方案时，Hooman Darabi所提出的方案不仅无法完全消除与有用信号在频率上接近的 干扰信号，比如邻近信道的干扰信号，还可能引入额外的干扰信号。
对于某些要求较高的应用，要求采用低中频方案或超外差方案等非零中频方 案，将输入信号进行下变频处理，因为HoomanDarabi所提出的方案无法消除与有用信号 邻近的信道的干扰，因此在这些情况下将不再适用。
图2为本申请一个实施例的接收机200的功能模块图。接收机200包括晶振 201、放大器203、本振信号产生电路205、偏置本振信号产生电路207、平移路径209以及主信号路径211。晶振201与放大器203连接。晶振201产生一对差分信号经放大器 203放大后获得差分信号204。
本振信号产生电路205利用信号204产生本振信号228，并将其送至主信号路径 211。其中，在该实施例中，本振信号2 包括一对差分同相本振信号和一对差分正交本 振信号。本振信号产生电路205包括锁相回路221、压控振荡器223、放大器225以及分 频器227。锁相回路221的一个输入端与放大器203连接，以输入信号204，另一个输入 端与放大器225的输出端连接。锁相回路221的输出端与压控振荡器223的输入端连接。 分频器227的输入端与放大器225的输出端连接。锁相回路221、压控振荡器223及放大 器225的组合可利用信号204产生频率高于信号204的信号226。而分频器227则可利用 信号2 产生频率等于或低于信号226的本振信号228。
偏置本振信号产生电路207利用信号204产生偏置本振信号M0，并将其送至平 移路径209。其中，在该实施例中，偏置本振信号240包括一对差分同相偏置本振信号和 一对差分偏置正交本振信号。其中，偏置本振信号MO的频率基本位于有用信号频带的 中心位置。偏置本振信号产生电路207包括锁相回路229、压控振荡器231、放大器233、 分频器235、混频电路237以及滤波器239。与本振信号产生电路205类似，锁相回路 229、压控振荡器231及放大器233的组合可利用信号204产生较高频率的信号234。而 分频器235则可利用信号234产生频率等于或低于信号234的信号236。其中，信号236 包括一对差分同相信号和一对差分正交信号。其中，信号236的频率为有用信号中心频 率与本振信号2 频率之差，根据本振信号2 的频率与有用信号中心频率的关系，其可 以为正也可以为负。混频电路237利用本振信号2 和信号236产生频率为有用信号中 心频率的本振信号，该本振信号经滤波器239滤波后获得偏置本振信号M0。由于该实施 例采用差分信号，因此偶次谐波较小，滤波器239可设计成主要用于消除奇次谐波。其 中，混频电路237包括两个正交混频器。
平移路径209可利用零中频技术将输入信号206中的一些干扰信号分离出获得分 离干扰信号M6，并将其送至主信号路径201，由主信号路径201自输入信号206中减去 分离干扰信号M6以获得去干扰信号250。平移路径209包括混频电路Ml、高通滤波器 243以及混频电路M5。混频电路241利用偏置本振信号240将输入信号206进行下变 频，接着通过该下变频获得的信号被高通滤波器243过滤，最后混频电路245将过滤获得 的信号进行上变频以获得分离干扰信号M6。分离干扰信号246可包括阻断信号，也可以 包括与有用信号邻近信道的干扰信号。其中，混频电路241包括两个正交混频器，混频 电路245包括两个正交混频器。
主信号路径211包括放大器M7、减法器对9、放大器251、混频电路253、放大 器255、滤波器257以及放大器259。放大器247接收输入信号206，将其放大后送至减 法器M9。减法器249将输入信号206减去分离干扰信号M6，以从输入信号206中去除 干扰，获得去干扰信号250。去干扰信号250经放大器251放大后被送至混频电路253。 混频电路253利用本振信号2 将去干扰信号250进行混频以获得两个正交的分量信号。 在一个实施例中，可通过镜像抑制滤波器，比如多相滤波器，与同相正交分量信号的合 成来去除镜频干扰。因为在一些情况下，平移路径209可在一定程度上抑制镜频干扰， 因此镜像抑制滤波器是可选的。由此可见，混频电路253即可输出同相正交两路信号，9也可输出单路信号。其中，输出的信号可以是基带信号也可以是中频信号。这两个正交 的基带分量信号经放大器255、滤波器257以及放大器259处理后被送至解调器(图中未 示)进行解调。输入信号206可以是由天线接收到的无线信号，也可以是由电缆传送至 接收机的信号。输入信号206可以是射频信号。输入信号206可以包括有用信号以及若 干干扰信号。其中，混频电路253包括两个正交混频器。
在一个实施例中，对于宽带系统，高通滤波器243可由带通滤波器代替。在一 个实施例中，带通滤波器可由一个高通滤波器和一个低通滤波器的组合实现。
当混频电路253采用低中频方案时，若输入信号206中存在有用信号临近信道的 干扰信号时，由于平移路径209采用零中频方案，因此无镜频干扰，而可将这些干扰信 号基本分离出，从而使得去干扰信号250的信噪比得以提高。
图3a为本申请又一实施例的偏置本振信号产生电路207a的功能模块图。当本 振信号228a的频率与有用信号中心频率之差较小时，可直接利用晶振产生的信号2(Ma产 生信号236a。偏置本振信号产生电路207a包括分频器235a、混频电路237a以及滤波器 23^1。分频器235a利用信号204a产生信号23 ，其中，信号23 包括一对差分同相 信号和一对差分正交信号，并且其频率为本振信号228a与有用信号中心频率之差，根据 本振信号228a与有用信号中心频率的关系，它可以是正频率也可以是负频率。混频电路 237a将本振信号228a与信号23 进行混频，所获得的信号经滤波器239a进行滤波以去 除奇次谐波后获得偏置本振信号MOa。其中，混频电路237a包括两个正交混频器。
图3b为本申请又一实施例的偏置本振信号产生电路207b的功能模块图。在该 实施例中，偏置本振信号产生电路207b可直接利用晶振产生的信号204b产生偏置本振信 号MOb。本振信号产生电路207b包括锁相回路229b、压控振荡器231b、放大器233b、 分频器235b以及滤波器239b。锁相回路229b、压控振荡器231b及放大器233b的组合 可利用信号204b产生频率较高的信号234b。分频器23 则利用信号234b产生频率为有 用信号中心频率的两对差分正交信号，该两对差分正交信号经滤波器239b滤波后获得偏 置本振信号240b。
以上实施例中，本振信号和偏置本振信号均是利用同一参考晶振而产生，一般 而言，这样具有较好的同步性。在其他实施例中，本振信号和偏置本振信号也可以是利 用不同的晶振而产生。
图如为一例子中输入信号300的频谱图。其中，输入信号300包括第n-1个信 道的干扰信号301，有用信号302在第η个信道中传送，第η+1个信道的干扰信号303，第 η+2个信道的干扰信号304，以及第η+3个信道的干扰信号305。其中，干扰信号301、 303、304及305幅度相同并高于有用信号302。第η_1个信道至第η+3个信道带宽相 等。在一个实施例中，主信号路径采用低中频方案，本振信号LO频率位于干扰信号303 和304所在信道的频带之间的中心位置，从而使得干扰信号303和304的频带关于本振信 号频率对称。平移路径采用零中频方案，偏置本振信号LO_off的频率基本位于有用信号 302所在信道的频带的中心位置。
图4b为采用单边带方案时，输入信号300下变频后获得的输入信号同相分量 300_1的频谱图。输入信号同相分量300_1包括对应干扰信号301的干扰信号同相分量 301_1，对应有用信号302的有用信号同相分量302_1，对应干扰信号303的干扰信号同相分量303_1，对应干扰信号304的干扰信号同相分量304_1，以及对应干扰信号305的干 扰信号同相分量305_1。因为干扰信号301的频带和干扰信号303的频带关于偏置本振信 号LO_off的频率对称，因此干扰信号同相分量301_1和干扰信号同相分量303_1的频带 重叠。干扰信号同相分量301_1、303_1、304_1以及305_1的频带高于有用信号同相分量 302_1的频带，如图4b所示。此时，通过高通滤波将高于有用信号同相分量302_1频带 的信号滤出。在该例子中，干扰信号同相分量301_1、303_1、304_1以及305_1均被分离 出ο
图如为采用单边带方案时，输入信号300下变频后获得的输入信号正交分量 300_Q的频谱图。输入信号正交分量300_Q包括对应干扰信号301的干扰信号正交分量 301_Q,对应有用信号302的有用信号正交分量302_Q，对应干扰信号303的干扰信号正 交分量303_Q，对应干扰信号304的干扰信号正交分量304_Q，以及对应干扰信号305的 干扰信号正交分量305_Q。因为干扰信号301的频带和干扰信号303的频带关于偏置本 振信号LO_off的频率对称，因此干扰信号正交分量301_Q和干扰信号正交分量303_Q的 频带重叠。干扰信号正交分量301_Q、303_Q、304Q以及305_Q的频带高于有用信号正 交分量302_卩的频带，如图如所示。此时，通过高通滤波将高于有用信号正交分量302_ Q频带的信号滤出。在该例子中，干扰信号正交分量301_Q、303_Q、304_Q以及305_Q 均被分离出。
将分离出的干扰信号同相分量和干扰信号正交分量上变频获得分离干扰信号 300_F。图4d是经过上述一系列处理后获得的分离干扰信号300_F的频谱图。在这个 例子中，由于采用零中频方案，不存在镜频干扰，因此干扰信号301、303、304及305均 被分离出。接着，主信号路径将输入信号300减去分离干扰信号300_F以获得去干扰信 号。
图4e为这个例子中的去干扰信号300_S的频谱图。由于干扰信号301、303、 304及305均被分离出，因此，去干扰信号300_S基本不包括这些干扰信号。
图4f为又一例子中输入信号310的频谱图。其中，输入信号310包括第n-1个 信道的干扰信号311，有用信号312在第η个信道中传送，以及第η+1个信道的干扰信号 313。其中，干扰信号311及313幅度相同并高于有用信号312。第η_1个信道至第η+1 个信道带宽相等。在一个实施例中，主信号路径采用低中频方案，本振信号LO频率位 于干扰信号313频带的最高沿。平移路径采用零中频方案，偏置本振信号LO_off的频率 基本位于有用信号312所在信道的频带的中心位置。干扰信号311和313的频带关于一 穿过偏置本振信号LO_off频率的纵轴对称。
在一混频操作中，比如下变频，会产生第一组信号和第二组信号。其中，第 一组信号是通过把输入信号310在频率轴上向左搬移偏置本振信号的频率而获得，第二 组信号是通过把输入信号310在频率轴上向右搬移偏置本振信号的频率而获得。也就是 说，第一组信号的频率等于输入信号310的频率减去偏置本振信号的频率，而第二组信 号的频率等于输入信号310的频率加上偏置本振信号的频率。对于窄带系统而言，第二 组信号会被系统自动滤掉，但对于宽带系统而言，第二组信号依然存在于下变频所获得 的信号中。因此，对于宽带系统，如果仅采用高通滤波器，分离干扰信号将不仅包括干 扰信号311和313，还包括将输入信号310在频率轴上向右搬移偏置本振信号的频率而获得的信号。在这种情况下，带通滤波器是需要的。
图4g为采用单边带方案时，输入信号310下变频后获得的同相分量310_1和310_ I'的频谱图。输入信号同相分量310_1包括对应干扰信号311的干扰信号同相分量311_ I，对应有用信号312的有用信号同相分量312_1，以及对应干扰信号313的干扰信号同相 分量313_1。因为干扰信号311的频带和干扰信号313的频带关于穿过偏置本振信号LO_ off的频率的纵轴对称，因此干扰信号同相分量311_1和干扰信号同相分量313_1的频带重 叠。干扰信号同相分量311_1、及313_1的频带高于有用信号同相分量312_1的频带，如 图知所示。输入信号同相分量310_1'的频率等于输入信号310的频率加上偏置本振信 号的频率。输入信号同相分量310_1'包括对应干扰信号311的干扰信号同相分量311_ I'，对应有用信号312的有用信号同相分量312_1'，以及对应干扰信号313的干扰信号 同相分量313_1'。若采用带通滤波器，可以仅分离出频率高于有用信号312但低于同相 分量信号310_1'的信号，即干扰信号同相分量311_1与313_1。在另一实施例中，带通 滤波器可通过一高通滤波器和一低通滤波器的组合实现。其中，可将低通滤波器的拐角 频率设在同相分量信号310_1的最高频率和同相分量信号310_1'的最低频率之间。
图4h为采用单边带方案时，输入信号310下变频后获得的正交分量310_Q和 310_Q'的频谱图。类似的，输入信号正交分量310_Q包括对应干扰信号311的干扰信号 正交分量311_Q，对应有用信号312的有用信号正交分量312_Q，以及对应干扰信号313 的干扰信号正交分量313_Q。因为干扰信号311的频带和干扰信号313的频带关于穿过 偏置本振信号LO_off的频率的纵轴对称，因此干扰信号正交分量311_Q和干扰信号正交 分量313_Q的频带重叠。干扰信号正交分量311_Q、及313_Q的频带高于有用信号正交 分量312_卩的频带，如图知所示。正交分量310_Q'的频率等于输入信号310的频率加 上偏置本振信号的频率。输入信号正交分量310_Q'包括对应干扰信号311的干扰信号 正交分量311_Q'，对应有用信号312的有用信号正交分量312_Q'，以及对应干扰信号 313的干扰信号正交分量313_Q'。若采用带通滤波器，可以仅分离出频率高于有用信号 312但低于正交分量信号310_Q'的信号，即干扰信号正交分量311_0与313_0。
将分离出的干扰信号同相分量311_1与313_1和干扰信号正交分量311_Q与313_ Q上变频获得分离干扰信号310_F。图4i是经过上述一系列处理后获得的分离干扰信号 310_F的频谱图。在这个例子中，干扰信号311及313均被分离出。接着，主信号路径 将输入信号310减去分离干扰信号310_F以获得去干扰信号。
图4j为这个例子中的去干扰信号310_S的频谱图。由于干扰信号311及313均 被分离出，因此，去干扰信号310_S基本不包括这些干扰信号。
由此可见，若主信号路径采用低中频方案或超外差方案，而平移路径采用零中 频方案，那么，可以最大程度地优化系统的性能。
图5为本申请一实施例中一接收机中的一信号处理方法400的流程图。在步骤 401，接收一输入信号，该输入信号位于一第一频率范围，比如射频。该输入信号可以包 括一有用信号。在一些情况下，该输入信号还可以包括一干扰信号，该干扰信号可以是 与有用信号邻近的信道的干扰信号。
在步骤403，判断输入信号是否包干扰信号。步骤430是可选的。可以一探测 装置，比如能量探测装置或其他测量装置或电路来检测输入信号是否包括干扰信号。比如，若输入信号的能量明显大于有用信号的能量，则说明输入信号中包括干扰信号。
在步骤405，利用一偏置本振信号将输入信号下变频至一第二频率范围，比如中 频。其中，第二频率范围低于第一频率范围。其中，偏置本振信号的频率基本位于有用 信号的频带中心。也就是说，利用零中频方法将输入信号下变频至第二频率范围。
在步骤407，将干扰信号分离出。比如，可在第二频率范围利用高通滤波将干扰 信号分离出，获得分离干扰信号。
在步骤409，将分离干扰信号上变频至第一频率范围。
在步骤411，将上变频至第一频率范围的分离干扰信号从在第一频率范围的输入 信号中基本减去或者衰减，获得去干扰信号。
在步骤413，利用一本振信号将在第一频率范围的去干扰信号下变频至一第三频 率范围，以进行滤波、放大和解调。其中，第三频率范围与第一频率范围不同。其中， 本振信号与偏置本振信号的频率不同。也就是说，以非零中频方法，比如低中频方法， 将去干扰信号下变频至第三频率范围。
本申请所提供的方法和装置可应用于任何适用的通信系统，比如移动通信系 统，如手机，调频系统，如调频收音机，双向无线通信系统，如对讲机，卫星电视机顶 盒以及有线电视机顶盒等。
权利要求
1.一种信号处理方法，包括以下操作接收位于第一频率范围的一输入信号，该输入信号包括一有用信号和一干扰信号； 利用一偏置本振信号将所述输入信号下变频至第二频率范围，其中，第二频率范围 低于所述第一频率范围，所述偏置本振信号的频率基本等于所述有用信号的中心频率； 从下变频至第二频率范围的输入信号中分离出所述干扰信号； 利用所述偏置本振信号将所述分离出的干扰信号上变频至所述第一频率范围； 将所述输入信号减去所述上变频至所述第一频率范围的干扰信号获得去干扰信号；以及利用一本振信号将所述去干扰信号进行下变频至第三频率范围以用于解调，其中， 该第三频率范围低于所述第一频率范围，该本振信号的频率不等于所述偏置本振信号的 频率。
2.如权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，所述第一频率范围为射频范围， 所述第二频率范围和第三频率范围为中频范围。
3.如权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，所述干扰信号是所述有用信号邻 近信道的干扰信号。
4.如权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，它还包括 将所述上变频至第一频率范围的干扰信号移相180度；以及将所述位于第一频率范围的输入信号与所述移相的干扰信号相加以获得所述去干扰 信号。
5.如权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，它还包括将所述本振信号与一其频率等于所述本振信号频率与所述有用信号中心频率之差的 信号进行混频，以获得所述偏置本振信号。
6.一种信号处理方法，包括以下操作接收一位于第一频率范围的输入信号，该输入信号包括一有用信号和一干扰信号； 利用零中频方法将所述输入信号下变频至第二频率范围，其中，第二频率范围低于 所述第一频率范围；从所述下变频至第二频率范围的输入信号中分离出所述干扰信号； 将所述分离出的干扰信号上变频至所述第一频率范围；将所述输入信号减去所述上变频至所述第一频率范围的干扰信号获得去干扰信号；以及利用非零中频方法将所述去干扰信号下变频至第三频率范围以用于解调。
7.如权利要求6所述的信号处理方法，其特征在于，所述第一频率范围为射频范围， 所述第二频率范围和第三频率范围为中频范围。
8.如权利要求6所述的信号处理方法，其特征在于，所述干扰信号是所述有用信号邻 近信道的干扰信号。
9.如权利要求6所述的信号处理方法，其特征在于，它还包括 将所述上变频至第一频率范围的干扰信号移相180度；以及将所述位于第一频率范围的输入信号与所述移相的干扰信号相加以获得所述去干扰 信号。
10.如权利要求6所述的信号处理方法，其特征在于，所述非零中频方法为以下之 一低中频方法和高中频方法。
11.一种接收机，包括一第一混频电路利用零中频方法将一位于第一频率范围的接收信号下变频至第二频 率范围，其中，所述第二频率范围低于所述第一频率范围，所述接收信号包括一有用信 号及一干扰信号；一滤波器用于从所述下变频的接收信号中将所述干扰信号分离出；一第二混频电路用于将由所述滤波器分离出的干扰信号上变频至所述第一频率范围；一减法操作电路用于将所述位于第一频率范围的接收信号减去所述上变频至所述第 一频率范围的干扰信号以获得去干扰信号；以及一第三混频电路利用非零中频方法将所述去干扰信号下变频至第三频率范围以用于 解调，其中，第三频率范围低于第一频率范围。
12.如权利要求11所述的接收机，其特征在于，所述滤波器为高通滤波器或带通滤波器。
13.如权利要求11所述的接收机，其特征在于，所述第一频率范围为射频范围，所述 第二频率范围和第三频率范围为中频范围。
14.如权利要求11所述的接收机，其特征在于，所述干扰信号是所述有用信号邻近信 道的干扰信号。
15.如权利要求11所述的接收机，其特征在于，它还包括一本振信号源和一偏置本振 信号源，其中，本振信号源用于向所述第三混频电路提供本振信号用于将所述去干扰信 号下变频至第三频率范围，偏置本振信号源用于向所述第一混频电路提供偏置本振信号 用于将所述输入信号下变频至所述第二频率范围。
16.如权利要求15所述的接收机，其特征在于，所述偏置本振信号源包括一第四混频 电路，将所述本振信号与一其频率等于所述本振信号频率与所述有用信号中心频率之差 的信号进行混频，以获得所述偏置本振信号。
17.如权利要求16所述的接收机，其特征在于，所述第四混频电路包括一对混频器作 为正交混频器。
18.如权利要求11所述的接收机，其特征在于，所述第一混频电路包括一对混频器作 为正交混频器，所述第二混频电路包括一对混频器作为正交混频器。
19.如权利要求11所述的接收机，其特征在于，所述第三混频电路包括一对混频器作 为正交混频器。
20.如权利要求11所述的信号处理方法，其特征在于，所述非零中频方法为以下之 一低中频方法及高中频方法。
全文摘要
本申请提供了一种信号处理方法及接收机。该信号处理方法包括以下操作接收一输入信号，该输入信号位于第一频率范围，该输入信号包括一有用信号和一干扰信号；利用零中频方法把所述输入信号下变频至第二频率范围，其中，第二频率范围低于所述第一频率范围；分离出所述干扰信号；将所述分离出的干扰信号上变频至所述第一频率范围；将所述输入信号减去所述上变频至所述第一频率范围的干扰信号获得去干扰信号；以及利用非零中频方法将所述去干扰信号下变频至第三频率范围以用于解调。本申请的信号处理方法可有效去除与有用信号邻近信道的干扰信号。
文档编号H04B1/10GK102025382SQ20091019550
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月11日 优先权日2009年9月11日
发明者冯珅 申请人:澜起科技(上海)有限公司