无线信号接收装置与方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于信号接收装置与方法，尤其是关于无线信号接收装置与方法。
【背景技术】
[0002]信号于电路中被处理时通常具有较低频率以利处理与节省功耗，然而于透过无线方式传输时则具有较高频率以避免传输损失，因此，低频的基频信号会先被射频电路转换为高频的射频信号以进行无线传输，而高频的射频信号则会被射频电路转换为低频的基频信号以便处理。以卫星定位信号的接收为例，常见卫星定位信号的频率多在1.5GHZ以上，该卫星定位信号经射频电路接收后先被转为中频信号(其频率约为数十MHz)，再被转为基频信号(其频率约为数MHz至十数MHz)，然而，若一卫星定位信号接收器支持复数种卫星定位系统(例如美国的全球定位系统(Global Posit1ning System, GPS)、欧洲的伽利略定位系统(Galileo Posit1ning System, Galileo)、俄国的全球导航卫星系统(GlobalNavigat1n Satellite System, Glonass)以及中国的北斗导航卫星系统(Beidou/CompassNavigat1n Satellite System, Beidou),由于不同卫星定位系统(例如 GPS 系统、Glonass系统与Beidou系统)之信号频率不同，该卫星定位信号接收器通常需针对每种卫星信号提供专用的本地振荡器与混频器，以产生相对应的中频信号，此种作法虽然直觉，但也提高了接收器的成本。其它先前技术可参考2013年IEEE国际固态电路会议第19堂的智能装置之无线传收机(”Wireless Transceivers of Smart Devices”, Sess1nl9, ISSCC, 2013)的讨论内容。
[0003]另外，前述射频信号在转为基频信号的过程中需经过模拟至数字转换器之取样处理。根据奈奎斯特(Nyquist)定理，取样频率需大于被取样信号之最高频率的二倍以重建被取样信号的波形，否则取样结果会产生混迭(Aliasing)，亦即取样结果会对应一镜像频率而非对应该被取样信号之频率，然而，取样频率愈高也代表对模拟至数字转换器的效能与功耗的需求愈大，同时也意味着更高的成本。
【发明内容】
[0004]鉴于先前技术之不足，本发明之一目的在于提供一种无线信号接收装置与方法，以解决先前技术之问题。
[0005]本发明之另一目的在于提供一种无线信号接收装置与方法，以利用单一本地振荡频率来处理复数种中心频率不同之无线信号，藉此节省成本。
[0006]本发明之又一目的在于提供一种无线信号接收装置与方法，以利用较低的取样频率对信号进行取样，藉此降低效能与功耗要求。
[0007]本发明披露了一种无线信号接收装置，能够接收至少三种中心频率不同之信号。所述装置之一实施例包含:一接收电路，用来接收一无线信号，并据以产生一接收信号，其中该无线信号包含一第一无线信号、一第二无线信号以及一第三无线信号，且该第一、第二与第三无线信号之中心频率均不同；一混频电路，用来依据一本地振荡频率处理该接收信号以产生一混频信号，其中该混频信号包含一第一中频信号、一第二中频信号以及一第三中频信号，该第一、第二与第三中频信号依序对应该第一、第二与第三无线信号或依序对应第三、第二与第一无线信号，且该第三中频信号之中心频率大于该第一与第二中频信号之中心频率；以及一数字信号产生电路，包含一第一数字信号产生路径、一第二数字信号产生路径以及一第三数字信号产生路径，其中该第一数字信号产生路径用来依据该第一中频信号之中心频率与带宽以及一第一取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第一数字信号，该第二数字信号产生路径用来依据该第二中频信号之中心频率与带宽以及一第二取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第二数字信号，该第三数字信号产生路径用来依据该第三中频信号之中心频率与带宽以及一第三取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第三数字信号，且该第三取样频率小于该第三中频信号之最高频率的二倍，藉此节省功耗。
[0008]本发明之无线信号接收装置之另一实施例包含:一接收电路，用来接收一无线信号，并据以产生一接收信号，其中该无线信号包含一第一无线信号、一第二无线信号以及一第三无线信号，且该第一、第二与第三无线信号之中心频率均不同；一混频电路，用来依据一本地振荡频率处理该接收信号以产生一混频信号，其中该混频信号包含一第一中频信号、一第二中频信号以及一第三中频信号，且该第三中频信号之中心频率为该第一、第二与第三中频信号之中心频率中最大者或最小者；以及一数字信号产生电路，包含一双模数字信号产生电路以及一单模数字信号产生电路，其中该双模数字信号产生电路用来依据该第一与第二中频信号之中心频率与带宽以及一第一取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第一数字信号，而该单模数字信号产生电路用来依据该第三中频信号之中心频率与带宽以及一第二取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第二数字信号。上述第三中频信号之中心频率若为最大者，该第二取样频率小于该第三中频信号之最高频率的二倍；该第三中频信号之中心频率若为最小者，该第一取样频率小于该第一与第二中频信号之最高频率的二倍，藉此节省功耗。
[0009]本发明另披露了一种无线信号接收方法，能够接收至少三种中心频率不同之信号。所述方法之一实施例包含下列步骤:接收一无线信号，并据以产生一接收信号，其中该无线信号包含一第一无线信号、一第二无线信号以及一第三无线信号，且该第一、第二与第三无线信号之中心频率均不同；依据至少一本地振荡频率处理该接收信号以产生一混频信号，其中该混频信号包含一第一中频信号、一第二中频信号以及一第三中频信号，该第一、第二与第三中频信号依序对应该第一、第二与第三无线信号或依序对应该第三、第二与第一无线信号，且该第三中频信号之中心频率大于该第一与第二中频信号之中心频率；依据该第一中频信号之中心频率与带宽以及一第一取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第一数字信号；依据该第二中频信号之中心频率与带宽以及一第二取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第二数字信号；以及依据该第三中频信号之中心频率与带宽以及一第三取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第三数字信号，其中该第三取样频率小于该第三中频信号之最高频率的二倍。
[0010]本发明之无线信号接收方法之另一实施例包含下列步骤:接收一无线信号，并据以产生一接收信号，其中该无线信号包含一第一无线信号、一第二无线信号以及一第三无线信号，且该第一、第二与第三无线信号之中心频率均不同；依据至少一本地振荡频率处理该接收信号以产生一混频信号，其中该混频信号包含一第一中频信号、一第二中频信号以及一第三中频信号，且该第三中频信号之中心频率为该第一、第二与第三中频信号之中心频率中最大者或最小者；依据该第一与第二中频信号之中心频率与带宽以及一第一取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第一数字信号；以及依据该第三中频信号之中心频率与带宽以及一第二取样频率来处理该混频信号的同相部分与正交相部分的至少其中之一，以产生一第二数字信号。上述第三中频信号之中心频率若为最大者，该第二取样频率小于该第三中频信号之最高频率的二倍；该第三中频信号之中心频率若为最小者，该第一取样频率小于该第一与第二中频信号之最高频率的二倍。
[0011]有关本发明的特征、实作与功效，兹配合图式作较佳实施例详细说明如下。
【附图说明】
[0012]图1为本发明之无线信号接收装置之一实施例的示意图；
[0013]图2为图1之无线信号接收装置之一实施例的信号频率分布示意图；
[0014]图3为图1之无线信号接收装置之另一实施例的信号频率分布示意图；
[0015]图4为图1之数字信号产生电路之一实施例的示意图；
[0016]图5为本发明之无线信号接收装置之另一实施例的示意图；
[0017]图6为图5之无线信号接收装置之一实施例的信号频率分布示意图；
[0018]图7为图5之无线信号接收装置之另一实施例的信号频率分布示意图；
[0019]图8为图5之数字信号产生电路之一实施例的不意图；
[0020]图9为本发明之无线信号接收方法之一实施例的示意图；及
[0021]图10为本发明之无线信号接收方法之另一实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0022]以下说明内容之技术用语系参照本技术领域之习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语之解释系以本说明书之说明或定义为准。
[0023]本发明之披露内容包含无线信号接收装置与方法，能够接收至少三种中心频率相异之无线信号。举例来说，该无线信号接收装置与方法能够接收至少三种卫星定位信号(例如中心频率为1575.42MHz且带宽为2.046MHz之GPS信号、中心频率同为1575.42MHz而带宽为4.4MHz之Galileo信号、中心频率为1602MHz且带宽为9.3MHz之Glonass信号、以及中心频率为1561.098MHz且带宽为4.092MHz之Beidou信号)，然此仅是举例，其它无线信号在实施为可能的前提下亦得由本发明接收与处理。
[0024]请参阅图1，其系本发明之无线信号接收装置之一实施例的示意图。如图所示，无线信号接收装置100包含:一接收电路110，用来接收一无线信号，并据以产生一接收信号，其中该无线信号包含一第一无线信号(例如Beidou信号)、一第二无线信号(例如GPS信号或Galileo信号)以及一第三无线信号(例如Glonass信号)，且该第一、第二与第三无线信号之中心频率均不同，本实施例中，该第一、第二与第三无线信号之带宽亦相异，且任二相邻无线信号之中心频率的间隔均不同，然而带宽与中心频率间隔等条件端视本发明之实施者的需求而定；一混频电路120，用来依据一本地振荡频率(例如频率为1558MHz或1607MHz之本地振荡频率)处理该接收信号以产生一混频信号，其中该混频信号包含一第一中频信号(例如频率为(1561.098 — 155