专利名称：用于独立边带信号的接收机的制作方法
技术领域：
本发明涉及接收并解调独立边带信号的一种接收机，包括受压缩的模拟语音取样。这种接收机可以用在一个话音寻呼系统中。
背景技术：
一个独立的边带信号(ISB)由两个独立的单边带信号组成。按其基带表示，该ISB信号因此是一个复信号。只有复数表示允许负频率不同于正频率。通常在某一时刻仅对边带中之一个边带感兴趣。按贯例，在模拟域中存在三个不同的方法以得到该边带之任一个作为一个实信号。这三个方法是滤波器法，调相法和编织(Weaver)法。在数字域中，通常使用等效调相法。使用希伯特(Hilbert)变换能得到所需要的宽带90°移位。
希伯特变换移位正频率-90°(引入一滞后)以及负频率90°(引入一超前)。一个复信号的虚部滞后其实部90°。如果一个复信号的虚部是希伯特变换的，其正频率表示-180°相移，而负频率表示0°相移。将该信号的原始实部附加到该希伯特变换部分将抵消由基带表示中上边带(USB)表示的正频率。由在另一侧上的下边带(LSB)表示的负频率在结构上增加。类似地，如果从该实部减去该希伯特变换的虚部，LSB抵消而将得到USB。实际上，在实际实施希伯特变换中所引入的延时在实信号通路中不得不进行补偿。一种对称的第N阶FIR近似法具有N/2的固定的群延时，它能容易地被引入该实信号通路。
附
图1表示这样一种基于一个希伯特变换FIR滤波器10的近似法。在图1中，与实虚基带相关的正交信号I和Q分别加到各自的同相和正交相位通路。
在正交相位通路中提供希伯特变换FIR滤波器10，它包括N个串接的延时级D1，D2，D3，D4…D(N-2)，D(N-1)，D(N)，每个引入延时Z-1。乘法器M0，M1，M2，M3…M(N-2)，M(N-1)，M(N)分别连接到第一延时级D1的输入以及所有延时级D1-D(N)的输出。系数C0，C1，C2，C3…C(N-2)，C(N-1)，CN分别加到乘法器M0…M(N)。
由乘法器M0-M(N)产生的积在求和装置12相加并出现在输出端14上。
同相通路包括一延时装置16将实I信号延时N/2。
在输出端14上的信号同来自延时装置16的信号在一信号组合级18相加，提供在带通滤波器22中已滤波的LSB信号。在一信号求差级20中从来自延时装置16的信号中减去输出端14上的信号，提供在带通滤波器24中已滤波的USB信号。
作为可供选择的方案该希伯特变换也可在该信号的实部上进行，而不在虚部上进行。之后交换LSB和USB的输出。该希伯特变换FIR滤波器的阶N赖于有害边带需要的压缩。一种理想的希伯特变换是有点像一个理想的伯雷克沃尔(brickwall)滤波器，该滤波器能仅通过充分大的N得到精确的近似。这种近似特别地将遭遇围绕OHZ，在那里相位响应形成从90°到-90°的跳跃。这意味着对于低频率而言，与剩余频带相比，有害边带的压缩不很高。
带通滤波器22，24对于压缩带外噪声和任何剩余载波噪声是必要的。
发明的公开本发明的目的在于减少恢复一个ISB信号的边带的复杂性。
按本发明的一个方面，提供了一个用于独立边带(ISB)信号的接收机，包括用于被调ISB信号的一个输入端，用于提供和零IF ISB信号有关的正交的装置以及解调装置，用于解调该零IF IBS信号，以产生各上和下边带信号，所说解调装置包括具有交替非零系数的第一和第二实数字滤波器，组合装置，用于得到该第一和第二滤波器输出的和作为一个下边带信号，以及求差装置，用于得到该第一和第二滤波器输出之间的差作为一个上边带信号。
本发明提供用于独立边带(ISB)信号的接收机，包括用于被调ISB信号的一个输入端，用于提供有关零IF ISB信号正交的装置以及解调装置，用于解调该零IF ISB信号以产生各上和下边带信号，所说解调装置包括第一和第二实滤波器，第一和第二实滤波器的输入端包括零IF ISB信号的各自的同相和正交相位分量，求和装置具有连接到第一和第二实滤波器输出端的第一和第二输入端，以及一个输出端，用于提供该独立边带信号之一个信号，以及具有连接到第一和第二实滤波器第一和第二输入端的求差装置，分别从该第一滤波器的输出减去第二滤波器的输出，以及一个输出端，用于提供另一个独立边带。
通过在两个正交相关信号通路中提供实滤波器，接收机的复杂性由其中包括不要求带通滤波器去消除任何带外噪声以及任何残留载波信号而减小。而通过将要求的频率响应插入ISB滤波装置就可能做到这点。
本发明乃基于这样一个事实，即通过集中在感兴趣的频带上，努力不需要耗费在试图产生一个围绕OHZ的理想的相位跳跃，在那里希伯特变换呈现出困难。
在本发明的一个实施例中，第一和第二实滤波器包括数字滤波器，每个滤波器包括N个串接的延时级，这里N是一个整数，其中，第一滤波器的奇数级的输出端连接到施加各系数的各个乘法器，乘法器的输出端连接到求和装置提供一和信号作为其输出以及其中输入端连接到第一级，以及第二滤波器偶数级的输出端连接施加各系数的各个乘法器，该乘法器的输出端连接到提供和信号作为其输出的求和装置。施加到第一和第二滤波器的乘法器的系数是实数的，虽然它们是由一个复数滤波器导出的。
按本发明的第二方面，提供了一个ISB滤波器，包括具有交替非零系数的第一和第二实数字滤波器，组合装置用于得到从该第一和第二滤波器输出的和，以及求差装置用于得到由该第一和第二滤波器输出间之差。
附图的简要说明现在将用例子，参照附图描述本发明，其中图1是解调一个ISB信号的一个已知方法的方块示意图，图2是按本发明制作的一个接收机的一个实施例的方块示意图，图3是用于解调各边带的一个FIR滤波器装置的方块示意图，图4是一个ISB话音信号的频谱，以及5A，5B和5C分别说明一个低通滤波器，以及由低通滤波器系数导出的一个USB滤波器和一个LBS滤波器的例子的特性。
在附图中相同的标号被用来指示对应的部件。
实现本发明的模式参照图2，接收机包括一付天线30，由一个带通滤波器32和一个rf放大器34连接到一个混频器36的输入端。第一本振38连接到该混频器36的第二输入端，并用来将输入信号下变频到一第一IF信号。第一IF信号在一带通滤波器40中进行滤波，之后在变频器42中使用由第二本振44给出的一个信号下变频到较低的第二IF信号。频率约10KHZ的第二IF信号被施加到降低信号带宽并消去所有dc分量的抑制-假频(anti-alias)滤波器46，而其输出在工作在4倍于第二IF的一个模/数转换器48中进行数字化。使用乘法器50，52和一个产生90°相移输出的频率源54该数字化信号将被下变频到正交相关的实和虚基带信号I和Q。该I和Q输出将施加到以下结合图3详述的FIR滤波器装置56。装置56的输出包括各上和下边带信号USB和LSB。这些都被储存在RAM58中，以备用状态供用户读出。为读USB和LSB信号，它们施加到重编话音消息，调整音调以及校正幅度涨落的扩展/均衡级60。该被重编的消息在数/模转换器62中转换成模拟信号，其输出被施加到一个音频换能器64。
示于图3中的FIR滤波器装置56包括分别处理I和Q信号的两个实低通滤波器。
对于I信号通路的情况，该滤波器包括串接的延迟级DI1，DI2，…DI(N)。乘法器M1，M3，…M(N-3)，M(N-1)连接到奇数延时级DI1，DI3，…DI(N-3)，DI(N-1)的输出。实系数C1，C3，…CN-3，和CN-1分别加到乘法器M1，M3…M(N-1)。产生的积在具有一个输出端14A的求和级12A中组合。
对于Q信号通路，该滤波器具有的相似度在于它包括串接的延时级DQ1，DQ2，…DQ(N-2)，DQ(N-1)，DQ(N)，乘法器M0，M2，M4，…M(N-2)，M(N)和求和级12B用于组合乘法器的输出，并在输出端14B上提供一个输出信号。然而差别在于乘法器M0…M(N)连接到第一延时级DQ1的输入端以及连接到偶数延时级DQ2，DQ4，…DQ(N-2)，DQ(N)的输出端。同样实系数C0，C2，C4，…CN-2，CN不同于加到其他滤波器的乘法器的实系数。
比较图1，图3具有两个实低通滤波器，每个具有一半延时级，然而每个滤波器的乘法器的数量为在图1中所示的希伯特滤波器中使用的一半。通过使用2个实低通滤波器，乘法器的整个数量不超过在希伯特滤波器中使用的数量，并且可使用求和级14A，14B的输出而不需要使用任何示於图1中装置所必需的附加带通滤波器。
ISB信号通常是音频信号，其频率范围从几百或200HZ开始到KHZ范围，包含总带宽fbw。如果系数为{C0，C1，…CN}的一个第N阶滤波器FIR具有截止频率为fbw/2的低通频率响应，则在从fs/4-fbw/2到fs/4+fbw/2的感兴趣的带宽内导出LSB和USB的滤波器能容易地用图3中所示的相同的系数构造，这里fs是该滤波器的取样频率。对于同样的有害边带衰减而言，图3中所示的该滤波器的滤波器阶小于希伯特变换的滤波器的阶。虽然使用两个滤波器用于I和Q，仍然只使用N+1个乘法器。具有一个较低阶的N意味较少的加和乘是必要的，并且电路的群延时更小。此外，例如使用这种近似法可免除对于噪声状况的附加滤除。
借助于将该FIR滤波器的系数同以下等式(1)所示的指数混合，一个实低通滤波器可用来导出一个复带通滤波器。C~k=Ck·ej(2πfkfs+P)---(1)]]>这里
是复带通FIR滤波器的系数，Ck是原始低通FIR滤波器的Kth系数，f是混合或移位频率，以及fs是取样频率，而P是一任一相位。通过选择P，该滤波器的幅度响应的倍量成为标量。2πffs---(2)]]>等式(1)因而写成C~k=Ck·ej(2πfk+1fs)---(3)]]>特别情况f=fs4---(4)]]>导至用于USB滤波器的系数C~k=Ck·ej2πk+14=Ck·jK+1---(5)]]>类似地，在负方向移位滤波器响应(f=-fs4)---(6)]]>我们得出LSB滤波器系数为C~k=Ck·j-(K+1)---(7)]]>因此对于USB和LSB的两个系数组分别为(jC0，-C1，-jC2，C3，jC4，-C5，-jC6，C7，…，jN+1CN) (8)以及(-jC0，-C1，jC2，C3，-jC4，-C5，jC6，C7，…，-jN+1CN)(9)可以观察到两个特别性质。首先，每个系数或实或虚但不混合。其次，对于USB和LSB滤波器的系数组仅仅在每个第二位置和仅仅在其符号上有差别。仅虚系数具有相反符号。利用这些性质导至如图3中所示的一种结构。
用作一个例子，对于标志N＝8的特定情况发现通过使用一第16阶FIR滤波器作为低通滤波器，能得到40dB的有害边带压缩。使用等波纹近似法已设计了这种滤波器。
为说明起见，图4说明一个ISB信号的一个例子，并且通过检查将指出USB和LSB是不相同的。
图5A说明一种原型低通滤波器在N＝16，fs＝6.4KHZ以及f＝1.6KHZ情况下的频率响应。
图5B和5C分别说明从该低通滤波器系数导出的USB滤波器和LSB滤波器的频率响应。
ISB滤波器可以使用在每逢存在AM-SSB信号的应用场所。ISB滤波器可以或用来自商用方的按FPGA编程的硬件实施，或为一个全一定制ASIC，或在DSP上软件运行。
在理解了本发明的公开文本之后，其他的修改对本领域技术人员将是明白的。这样的一些修改可以包括其他的特征，它们在设计(制造和使用ISB接收机以及其滤波器和元部件中是已知的，以及可以替换使用的或附加到在此已加以描述的特征。
工业应用独立边带通信系统，例如话音寻呼系统。
权利要求
1.一种用于独立边带(ISB)信号的接收机，包括用于一被调ISB信号的输入端，用于提供正交相关的零IF ISB信号的装置以及用于解调该零IF ISB信号的解调装置，以产生各个上和下边带信号，所说解调装置包括具有交替的非零系数的第一和第二实数字滤波器，组合装置用于得到从该第一和第二滤波器输出的和作下边带信号，以及求差装置用于得到由第一和第二滤波器的输出间差作为上边带信号。
2.一种用于独立边带(ISB)信号的接收机，包括用于一被调ISB信号的输入端，用于提供正交相关的零IF ISB信号的装置以及用于解调该零IF ISB信号的解调装置，以产生各个上和下边带信号，所说解调装置包括第一和第二实滤波器，第一和第二实滤波器的输入包括该零IF ISB信号各个同相和正交相分量，具有第一和第二输入端的求和装置连接到第一和第二实滤波器的输出端，以及一个输出端用于提供该独立边带信号之一个信号，以及具有第一和第二输入端的求差装置分别连接到该第一和第二实滤波器的输出端，用于从该第一滤波器的输出减去该第二滤波器的输出，以及一个输出端用于提供另一个独立边带。
3.如权利要求2的一种接收机，其特征在于第一和第二实滤波器为数字滤波器，其中交替系数是非零的。
4.如权利要求2的一种接收机，其特征在于第一和第二实滤波器包括数字滤波器，每个滤波器包括N个串接的延时级，这里N是整数，其中第一滤波器的奇数级的输出连接到各个施加各自系数的乘法器，乘法器的输出连接到提供和信号作为其输出的求和装置，以及其中输入端连接到第一级，而第二滤波器的偶数级的输出端连接到各个施加各自系数的乘法器，乘法器的输出连接到提供和信号作为其输出的求和装置。
5.如权利要求4的一种接收机，其特征在于施加到第一和第二滤波器的乘法器的系数是实的。
6.一种ISB滤波器包括具有交替非零系数的第一和第二实数字滤波器，组合装置，用于得到由第一和第二滤波器输出的和，以及求差装置，用于得到由第一和第二滤波器输出间之差。
7.如权利要求6的一种ISB滤波器，其特征在于第一和第二实滤波器包括数字滤波器，每个滤波器包括N个串接的延时级，这里N是一个整数，其中第一滤波器的奇数级的输出连接到各个施加各自系数的乘法器，乘法器的输出连接到提供一和信号作为其输出的求和装置，其中输入端连接到第一级，以及第二滤波器偶数级的输出连接到各个施加各自系数的乘法器，乘法器的输出连接到提供一和信号作为其输出的求和装置。
8.如权利要求7的一种ISB滤波器，其特征在于施加到第一和第二滤波器的系数是实的。
全文摘要
一种用于独立边带(ISB)信号的接收机包括装置30－54用于产生该接收信号的数字在正交相关零IF模式，该接收机信号被施加到一个复FIR滤波器结构(56)，该结构包括各个实低通滤波器，其中交替系数(C
文档编号H04B1/30GK1228222SQ98800783
公开日1999年9月8日 申请日期1998年3月12日 优先权日1997年6月10日
发明者H·C·马蒂斯 申请人:皇家菲利浦电子有限公司