專利名稱：天線矩陣系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種無線電收發(fā)器及天線系統(tǒng)。尤其是本發(fā)明關(guān)于用 于無線通信系統(tǒng)的基站收發(fā)臺和天線。
背景技術(shù)：
無線通信技術(shù)在近年已經(jīng)大幅發(fā)展，目前可通用的高性能數(shù)字移 動(dòng)電話即是例證。根據(jù)用戶的需要，移動(dòng)通信已經(jīng)在世界許多區(qū)域具
有幾乎100%覆蓋面積。用戶希望從其所在的任何位置都能通過他們
的移動(dòng)電話(移動(dòng)臺)進(jìn)行通信。
因此，移動(dòng)臺的數(shù)量和已建立的通信鏈路的數(shù)量正在增加。此外， 通過通信鏈路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也正穩(wěn)定增加，因?yàn)槠洳粌H被期望傳輸髙 質(zhì)量的語音消息或短消息，還要增加數(shù)據(jù)量，例如圖像，電影或音樂 等。
為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，基站收發(fā)臺(BTS)需要在移動(dòng)臺的范圍內(nèi)。 然后在移動(dòng)臺和基站收發(fā)臺之間建立通信鏈路，其中通信數(shù)據(jù)通過射 頻信號在移動(dòng)臺和基站收發(fā)臺發(fā)送和接收?；臼瞻l(fā)臺進(jìn)一步將通信 資料傳輸?shù)诫娫捇蚱渌ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)。
移動(dòng)運(yùn)營商必需保證他們的客戶可以在任何位置都與基站收發(fā) 臺建立連接。因此，基站收發(fā)臺不得不分散以便獲得更大的覆蓋面積。 此外，足夠數(shù)量的基站收發(fā)臺需要安裝在城鎮(zhèn)區(qū)域，那里要同時(shí)實(shí)現(xiàn) 大量的移動(dòng)通信。
現(xiàn)代化的基站收發(fā)臺需要覆蓋很寬的頻帶和高動(dòng)態(tài)范圍。
為了提供更好的接入，基站收發(fā)臺的天線通常在暴露位置，如屋 頂，塔頂或支架上，以便不被墻壁或景觀本身遮擋，并且覆蓋面積也 可以最大化?，F(xiàn)有技術(shù)
本領(lǐng)域內(nèi)公知的基站收發(fā)臺(BTS)通常包含塔頂裝置和基站。 塔頂裝置主要包含形成天線的多個(gè)天線單元，天線安裝在暴露位 置如屋頂，支架等，這樣射頻信號可以在盡可能較少障礙下在移動(dòng)臺 和基站之間交互。當(dāng)暴露地安裝時(shí)，天線也廣泛可見。然而這并不總 是理想的，并且頻繁弓I起與居住在天線附近居民之間的問題。
現(xiàn)有技術(shù)中公知的塔頂裝置的天線通過天線的天線單元與用于 收發(fā)射頻信號的無線電單元連接。無線電單元用于作為射頻信號變?yōu)?數(shù)字基帶信號的變換器，并且通常與基站內(nèi)的基站收發(fā)臺所需的其它 電子設(shè)備位于一處。目前，基站需要理想的空間，通常是小房間大小。 這種房間或空間可以位于地下室內(nèi)或安裝有天線的建筑物屋頂上?；?站和無線電單元與天線相距相等距離，因此需要在它們之間建立連 接。
無線電單元和天線單元利用共軸電纜連接，以便盡可能遠(yuǎn)的防止 電噪聲。這些共軸電纜目前長度約為10-50 m，這是由于天線和無線 電單元之間的距離。電路長度是能量和信號對噪聲損失的固有缺陷。 共軸電纜經(jīng)常沿著建筑物外部鋪設(shè)，因此不美觀。
第GB 2 393 580A號英國專利申請描述了具有線性功率放大器的 有源天線矩陣，線性功率放大器靠近天線單元連接?；竞蜔o線電單 元之間的連接是數(shù)字的?；鶐Ш洼d波帶之間的上轉(zhuǎn)換和下轉(zhuǎn)換在模擬 域進(jìn)行。上行鏈路信號和下行鏈路信號的放大由模擬元件進(jìn)行，如線 性功率放大器或低噪聲放大器。
第EP 0 924 864 A3號歐洲專利申請關(guān)于一種自動(dòng)數(shù)字無線電系 統(tǒng)，其支持將蜂窩電話的功能集成到車用數(shù)字無線電內(nèi)。因此，無線 電系統(tǒng)的蜂窩電話部分對應(yīng)無線通信系統(tǒng)中的移動(dòng)臺(MS)。無線 電系統(tǒng)是數(shù)字的，因?yàn)榉植际浇M件(AM/FM天線，蜂窩天線，揚(yáng)聲 器，麥克風(fēng)等)通過數(shù)字連接與數(shù)字無線電信號處理器連接。然而， 在分布式組件內(nèi)，信號處理以模擬方式進(jìn)行，例如位于天線位置的天 線模組在模擬域處理許多調(diào)節(jié)函數(shù)，然后將信號變?yōu)閿?shù)字信號并發(fā)送
8給數(shù)字無線電信號處理器。
第2004/0198451號美國專利申請描述一種中頻(IF)光纖通信鏈 接，其在安裝在天線安裝內(nèi)的分布式有源天線和基站電子設(shè)備之間對 接收信號和發(fā)送信號進(jìn)行通信。在稱為塔頂天線的結(jié)構(gòu)內(nèi)，只有數(shù)字 信號處理與到基站的通信鏈接相關(guān)。在特定上轉(zhuǎn)換/下轉(zhuǎn)換和放大中， 對模擬信號進(jìn)行進(jìn)一步的信號處理。
因此，需要減小或防止射頻信號電損失并使用擴(kuò)展數(shù)字信號處理 優(yōu)點(diǎn)的系統(tǒng)。
還需要一種需要更小空間并易于安裝和維護(hù)的基站收發(fā)臺。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明目的在于提供一種不使用用于傳輸信號的共軸電纜
的基站收發(fā)臺。
本發(fā)明再一 目的是提供低空間要求的基站收發(fā)器。 本發(fā)明再一目的是提供低功率電子的基站收發(fā)器。 本發(fā)明再一目的是提供一種可以安裝在靠近天線的基站收發(fā)臺
的塔頂裝置上的數(shù)字無線電單元。
本發(fā)明再一目的是提供用于全數(shù)字天線的數(shù)字無線電單元。 本發(fā)明的這些目的以及其它目的通過連接至基站的天線系統(tǒng)實(shí)
現(xiàn)。該天線系統(tǒng)包括可連接至至少一天線元件的數(shù)字無線電單元，其
中該數(shù)字無線電單元包括至少一數(shù)字微無線電，用于接收/發(fā)送數(shù)字
無線電信號，其具有一數(shù)字下轉(zhuǎn)換器/數(shù)字上轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器; 從而所述至少一數(shù)字微無線電將數(shù)字無線電信號轉(zhuǎn)換為模擬RF(射頻) 信號以及執(zhí)行相反的轉(zhuǎn)換；至少一集線器，用于處理數(shù)字無線電信號和 控制信號，通過至少一數(shù)字鏈路和至少一接口路由所述數(shù)字無線電信號 和控制信號，所述至少一數(shù)字鏈路(260)提供在所述至少一集線器和 所述至少一數(shù)字微無線電(230)之間。
所述無線電通信固定發(fā)送/接收設(shè)備可以用在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中也可 以用于其他通信網(wǎng)絡(luò)中。所述無線電通信發(fā)送/接收設(shè)備可以是固定的。固定設(shè)備是用做基 站或用作基站的天線以與移動(dòng)通信裝置建立通信的設(shè)備。術(shù)語固定設(shè)備 可以包括，但不僅限于，無線電通信發(fā)送/接收設(shè)備，其可以從一個(gè)地 方移動(dòng)至另一地方，例如安裝在位于一區(qū)域中的車輛上的基站，其具有 高速接入請求，例如事件等。
數(shù)字無線電單元可以靠近地連接至少一個(gè)天線元件。應(yīng)當(dāng)理解的 是術(shù)語"靠近"表示數(shù)字無線電單元和至少一天線元件相互靠近。這 避免了使用長的同軸電纜，否則其是必須的且在本領(lǐng)域是公知的。天線 元件和數(shù)字無線電單元可以安裝在單個(gè)電路板上，或者天線元件可以直 接連接數(shù)字無線電單元。 一個(gè)或多個(gè)天線單元可以連接至單個(gè)數(shù)字無線 電單元。
數(shù)字無線電信號可以是數(shù)字基帶信號，數(shù)字帶通信號或可被調(diào)制的 其他信號。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述至少一數(shù)字微無線電可在FDD模式下操 作，且包括FDD濾波器單元，其在接收輸出端連接至低噪聲模-數(shù)轉(zhuǎn) 換器(ADC)的輸入端，且進(jìn)一步在發(fā)送輸入端連接至功率數(shù)-模轉(zhuǎn)換 器(PDAC)的輸出端；數(shù)字收發(fā)器(DTRX)，其在信號(IdO的瑜出端 連接至PDA的輸入端，且進(jìn)一步在信號(Rs)的輸入端連接至ADC的輸 出端，數(shù)字收發(fā)器DTRX具有接收段和發(fā)送段，數(shù)字上轉(zhuǎn)換為發(fā)送段 的一部分，數(shù)字下轉(zhuǎn)換為接收段的一部分接收時(shí)鐘振蕩單元(RCLK)， 用于為ADC和數(shù)字收發(fā)器的接收段提供采樣時(shí)鐘，且進(jìn)一步為接收段 提供子采樣脈沖；接收時(shí)鐘振蕩單元(TCLK)，用于為PDAC和數(shù)字收 發(fā)器的發(fā)送段提供采樣時(shí)鐘。
在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述至少一數(shù)字微無線電可在TDD模式 下操作，且包括TDD濾波器單元，與TDD開關(guān)連接，該TDD開關(guān) 在接收輸出端連接至模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的輸入端，且進(jìn)一步在發(fā)送 輸入端連接至功率數(shù)-模轉(zhuǎn)換器(PDAC)的輸出端；數(shù)字收發(fā)器 (DTRX)，其在信號(Idl)的瑜出端連接至PDAC的輸入端，且進(jìn)一歩 在信號(Rs)的輸入端連接至ADC的輸出端，該DTRX具有接收段和發(fā)送段，數(shù)字上轉(zhuǎn)換為發(fā)送段的一部分，數(shù)字下轉(zhuǎn)換為接收段的一部分； 至少一時(shí)鐘振蕩單元(TRCLK)，用于為ADC、PDAC和數(shù)字收發(fā)器(300) 提供采樣時(shí)鐘，且進(jìn)一步為DTRX的接收段提供子采樣脈沖以及為 TDD開關(guān)提供時(shí)間控制信號。
所述至少一個(gè)時(shí)鐘振蕩器單元可以是單個(gè)收發(fā)器時(shí)鐘振蕩器單元。 可替換的，多個(gè)時(shí)鐘振蕩器中的每一個(gè)可以給數(shù)字無線電單元的多個(gè)部 件提供采樣脈沖。
在一個(gè)實(shí)施例中，模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)是低噪聲模-數(shù)轉(zhuǎn)換器。該 ADC包括低噪聲放大器，其跟隨有時(shí)間連續(xù)西格瑪-德爾塔帶通調(diào)制 器，用于在輸入端將RF信號直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字單個(gè)/1.5比特帶通輸出信 號(Rs)。
在如上所述的天線系統(tǒng)的另一實(shí)施例中，功率數(shù)-模轉(zhuǎn)換器(PDAC) 利用2或3電壓電平，將數(shù)字單個(gè)/1.5比特帶通輸入信號(IDJ直接 轉(zhuǎn)換為RF輸出信號。
在另 一優(yōu)選實(shí)施例中，微無線電通過微電子方式被整體地集成或集 成為多芯片模塊。
包括至少一微無線電單元和至少一集線器的數(shù)字無線電單元同樣 可以被整體地集成或集成為多芯片模塊。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，為每個(gè)天線元件提供一個(gè)數(shù)字無線電單元。


圖1為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。
圖2為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明的基站結(jié)構(gòu)。
圖3a至圖3c為根據(jù)本發(fā)明的所有數(shù)字天線系統(tǒng)的不同結(jié)構(gòu)。
圖4a為根據(jù)本發(fā)明的用于頻分雙工無線電鏈接的數(shù)字無線電單 元的元件的細(xì)節(jié)。
圖4b為圖4a中C-集線器和p-無線電之間使用的數(shù)字幀格式的示例。圖4c為根據(jù)本發(fā)明的用于時(shí)分雙工無線電鏈接的微型無線電元 件的細(xì)節(jié)。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的在4:1模式下數(shù)字收發(fā)器(DTRX)的功能 模塊圖。
圖6a和圖6b為4:3模式下數(shù)字收發(fā)器的兩個(gè)實(shí)施例的功能模塊圖。
圖7a為具有1:2過采樣前段的通用數(shù)字正交調(diào)制器的模塊圖，其 與圖5中的數(shù)字上轉(zhuǎn)換器的通過復(fù)用和循環(huán)否定進(jìn)行正交調(diào)制模塊具 有相同的功能。
圖7b為具有圖7a的1:2過采樣前段的通用數(shù)字正交調(diào)制器的信 號的示例。
圖8a至圖8i為圖7a所示的同相位內(nèi)數(shù)字正交調(diào)制器的不同線路
上的信號的示例。
圖9為圖5的數(shù)字上轉(zhuǎn)換器的通過2:1復(fù)用和循環(huán)否定進(jìn)行正交
調(diào)制的模塊的流水線實(shí)現(xiàn)。
圖10為其后連接有低通抽取器的通用數(shù)字正交解調(diào)器結(jié)構(gòu)，其
與圖5的數(shù)字下轉(zhuǎn)換器的通過解復(fù)用和循環(huán)否定進(jìn)行正交解調(diào)的模塊
以及低通抽取器具有相同功能。
圖11為圖10的不同線路的信號的示例。
圖12為用于數(shù)字下轉(zhuǎn)換的脈動(dòng)N:1抽取器的模塊圖。
圖13為實(shí)現(xiàn)1.5比特信號的N:l抽取的脈動(dòng)數(shù)字下轉(zhuǎn)換器模塊。
圖14為用于N:l抽取的脈動(dòng)數(shù)字下轉(zhuǎn)換器模塊內(nèi)的巻積單元的位片。
具體實(shí)施例方式
圖l所示為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的總示意圖。當(dāng)移動(dòng)臺2處于基站收發(fā) 臺(BTS) 100的范圍4內(nèi)時(shí)，移動(dòng)臺2通過無線電鏈接與基站收發(fā) 臺100通信。移動(dòng)臺2可以是任何移動(dòng)或非移動(dòng)通信裝置，其通常在 800 MHz至幾GHz的射頻(RF)內(nèi)允許通過無線電鏈接通信。移動(dòng)
12臺的一個(gè)普通示例是移動(dòng)電話，掌上電腦和數(shù)據(jù)卡等，但不限于此。
如果移動(dòng)臺2處于基站收發(fā)臺100的范圍內(nèi)，那么可以在移動(dòng)臺2 和基站收發(fā)臺100之間建立通信。數(shù)據(jù)通信可以用于傳輸語音和/或數(shù) 據(jù)。在通信過程中，基站收發(fā)臺100發(fā)送移動(dòng)臺2通過無線電下行鏈路 接收的射頻信號，并接收移動(dòng)臺2通過無線電上行鏈路發(fā)送的射頻信 號。在頻分雙工(FDD)模式下，使用兩個(gè)不同的頻帶區(qū)分無線電上行 鏈路和無線電下行鏈路。然而，在時(shí)分雙工(TDD)模式下，上行鏈 路和下行鏈路方向上僅使用 一個(gè)頻帶。通過在上行鏈路和下行鏈路交替 使用相同的頻帶在時(shí)域上實(shí)現(xiàn)分隔。因此，在時(shí)分雙工模式下，天線加 上帶通濾波器周期性地切換到發(fā)送路徑或接收路徑。這兩種模式在不同 的移動(dòng)無線電標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)使用，盡管頻分雙工比時(shí)分雙工更普遍。
數(shù)據(jù)(包括數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)和語音數(shù)據(jù))從基站收發(fā)臺100發(fā)送到基 站控制器12?；究刂破?BSC) 12區(qū)分語音數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)， 并將語音數(shù)據(jù)和SMS發(fā)送到移動(dòng)交換中心(MSC) 16，語音數(shù)據(jù)和 SMS從移動(dòng)交換中心16被進(jìn)一步發(fā)送到與之連接的電話網(wǎng)絡(luò)30。其它 數(shù)據(jù)被基站控制器12發(fā)送到服務(wù)和網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(GSN) 18， 并被進(jìn)一步傳輸?shù)綌?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)40如因特網(wǎng)。可以理解的是所有的通信流 可都以在兩個(gè)方向上。反方向地，數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)40和/或電話網(wǎng)絡(luò)30 發(fā)送到基站收發(fā)臺100，其中數(shù)據(jù)從基站收發(fā)臺IOO通過無線電波作為 射頻信號發(fā)送到移動(dòng)臺2。若干個(gè)移動(dòng)臺2可以同時(shí)與一個(gè)基站控制器 12通信。
圖2所示為基站收發(fā)臺100的三個(gè)不同結(jié)構(gòu)。所有的基站收發(fā)臺 IOO都包含通常安裝在高處如屋頂或塔頂上的塔頂裝置102以便將基站 收發(fā)臺100的覆蓋面積最大化，塔頂裝置102在介紹中描述。塔頂裝置 102連接到基站104，基站104可以位于距離塔頂裝置一定距離或旁邊 的特定建筑內(nèi)。
在本領(lǐng)域內(nèi)公知的第一結(jié)構(gòu)(A)中，用于從移動(dòng)臺2接收或發(fā)送 無線電信號的一組天線或天線單元120通過同軸電纜122連接到轉(zhuǎn)交 (collocated)無線電單元124。模擬射頻由這組天線或天線單元120接收，并被傳輸?shù)睫D(zhuǎn)交無線電單元124。在轉(zhuǎn)交無線電單元124內(nèi)，模擬 無線電射頻信號被放大，與載頻分離并變?yōu)閿?shù)字信號。然后數(shù)字信號被 進(jìn)一步傳輸?shù)綌?shù)字無線電服務(wù)器128，數(shù)字信號從數(shù)字無線電服務(wù)器 128通過并傳輸?shù)交究刂破?2，如圖1所示，或反之。同軸電纜的長 度影響信噪比以及基站收發(fā)臺100的效率，以及所需電子元件的耗電和 結(jié)構(gòu)。
如上所述，在多數(shù)情況下塔頂裝置位于暴露的位置，如塔頂，屋頂 或支架上，以將天線覆蓋的區(qū)域最大化。因此同軸電纜122的長度毫無 效率地變長。
在第二結(jié)構(gòu)(B)中，遠(yuǎn)程無線電單元134安裝在塔頂裝置102上。 通過這樣的方式，可以使用更短的同軸電纜132以便連接天線或天線單 元130與遠(yuǎn)程無線電單元134。遠(yuǎn)程無線電單元134根據(jù)通用射頻接口 或開放式基站結(jié)構(gòu)接口標(biāo)準(zhǔn)將調(diào)制后的射頻信號變?yōu)閿?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)格式的 通信信號。然后通信信號通過光纖136傳輸?shù)綌?shù)字無線電服務(wù)器138， 其基本與數(shù)字無線電服務(wù)器128相同或相似。
在結(jié)構(gòu)(A)和結(jié)構(gòu)(B)內(nèi)，多個(gè)天線單元形成天線120和130， 其分別通過同軸電纜122和132連接到一個(gè)無線電單元124和134。無 線電單元124和134必需將從多個(gè)天線單元接收到的信號分離，以便分 離并行處理的不同的通信鏈接。
在本發(fā)明的第三結(jié)構(gòu)(C)中，數(shù)字無線電單元200直接連接到形 成天線的多個(gè)天線單元220。每個(gè)天線單元220因此直接連接到數(shù)字無 線電單元或其元件。在本實(shí)施例中，無需同軸電纜連接數(shù)字無線電單元 200與天線單元220。數(shù)字無線電單元200將通過天線單元220從移動(dòng) 臺2接收/發(fā)送至移動(dòng)臺2的射頻信號變?yōu)橐勒胀ㄓ蒙漕l接口或開放式 基站結(jié)構(gòu)接口標(biāo)準(zhǔn)/接口的信號。然后這些信號通過光纖傳輸?shù)交?04 內(nèi)的數(shù)字無線電服務(wù)器208。光纖因此可以長達(dá)40 km，允許基站104 相對于塔頂裝置位于遠(yuǎn)程位置。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是僅需要安裝天線元件220和數(shù)字無線電單元200 在天線的位置。基站104可以位于稍遠(yuǎn)距離?？梢栽诔擎?zhèn)區(qū)域內(nèi)允許天線的高密度，以便連接若干塔頂裝置到其中的單個(gè)基站104。
因此在所有結(jié)構(gòu)(A) ， (B)和(C)中，數(shù)字無線電服務(wù)器128， 138和208可以是相同類型。
圖3a至圖3c所示為本發(fā)明不同實(shí)施例的數(shù)字無線電單元200。數(shù) 字無線電單元200包含至少一個(gè)天線單元220，至少一個(gè)微型無線電230 和至少一個(gè)C-集線器240。
在圖3a所示的實(shí)施例中，數(shù)字無線電單元200包含一個(gè)直接連接 到一個(gè)微型無線電230和一個(gè)C-集線器240的天線單元220。微型無線 電230在接收和發(fā)送方向與C-集線器240通信。微型無線電與C-集線 器之間的雙向串行接口是基于廣泛公知的'SerDes'標(biāo)準(zhǔn)。C-集線器230 通過例如圖2所示的光纖進(jìn)一步連接到數(shù)字無線電服務(wù)器208。
圖3a的多個(gè)實(shí)施例可以以矩陣形式分布或連接。
在圖3b所示的實(shí)施例中，C-集線器240連接到兩個(gè)微型無線電 230。每個(gè)微型無線電230在發(fā)送和接收方向與C-集線器240通信。并 且，每個(gè)微型無線電230都通過本領(lǐng)域公知的被稱為威爾金森 (Wilkinson)分配器225連接兩個(gè)天線單元220。
圖3c所示為本發(fā)明另一實(shí)施例。在本實(shí)施例中，多個(gè)微型無線電 230連接到一個(gè)C-集線器240，因此每個(gè)微型無線電230在發(fā)送和接收 方向都和這個(gè)C-集線器240通信。圖3c所示為16個(gè)微型無線電230， 但本發(fā)明不僅限于此。在本實(shí)施例中，每個(gè)微型無線電230都連接到天 線單元220。若干個(gè)C-集線器240中的每個(gè)都與8個(gè)微型無線電230 和8個(gè)天線單元240連接到一起，形成16或更多天線單元220的矩陣。
本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是實(shí)施例僅為示例，任何數(shù)量的微型無 線電230都可以連接到C-集線器240。本領(lǐng)域技術(shù)人員還顯而易見的是 每個(gè)微型無線電230的天線單元220的數(shù)量可以根據(jù)特定應(yīng)用的需要變 化，盡管每個(gè)微型無線電230優(yōu)選為具有一個(gè)或兩個(gè)天線單元220。此 外，多個(gè)C-集線器240可以連接到一起(如圖3c所示，其中包含2個(gè) C-集線器240)。
此外，被稱為"微型嗅探器(sniffer) " (^S) 250可以連接到一個(gè)C-集線器240，用于監(jiān)聽和校準(zhǔn)目的。微型嗅探器250是一種具有反向 接收和發(fā)送頻帶的特殊微型無線電。微型嗅探器250可以通過相同或相 似的接口連接到C-集線器240。微型嗅探器250還可以附加的具有天線 255，天線255可由天線單元或其它形式組成。微型嗅探器250向天線 單元220發(fā)送導(dǎo)頻信號，并偵測天線單元220發(fā)出的輻射，因此向C-集線器240提供微型無線電230為校準(zhǔn)目的所需的反饋控制信息。
圖4a所示為本發(fā)明通過數(shù)字雙向串行鏈路(260)連接的微型無線 電230和C-集線器240共同組成的數(shù)字無線電單元200的細(xì)節(jié)。天線 單元220直接連接到微型無線電230。天線單元220可以例如安裝在分 布或連接有微型無線電230的天線板或其它電路板上。在另一個(gè)實(shí)施例 中，微型無線電230可以直接實(shí)現(xiàn)于印刷板上。
圖4a所示的微型無線電230在頻分雙工模式下操作，因此在其天 線單元入口處包含頻分雙工濾波單元232，其通過使用嵌入濾波單元 232中的兩個(gè)帶通濾波器的組合分離上行鏈路和下行鏈路中的射頻信
號
在上行鏈路方向，通過天線單元220接收并由頻分雙工濾波單元 232濾波的RF (射頻)信號被低噪聲模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 235變?yōu)閿?shù) 字帶通信號Rs。模-數(shù)轉(zhuǎn)換器235和數(shù)字下轉(zhuǎn)換器DDC 350通過接收時(shí) 鐘振蕩器(RCLK) 237計(jì)時(shí)。數(shù)字帶通信號Rs被集成在數(shù)字收發(fā)器 (DTRX) 300內(nèi)的下轉(zhuǎn)換器(DDC) 350下轉(zhuǎn)換為數(shù)字基帶信號。數(shù) 字收發(fā)器數(shù)字300位于微型無線電230的數(shù)字端口 ，數(shù)字基帶信號通過 其傳輸?shù)紺-集線器240。
模-數(shù)轉(zhuǎn)換器235包含低噪聲放大器，其后連接有時(shí)間連續(xù)西格瑪 德爾塔(Sigma-Delta)帶通調(diào)制器，二者都是本領(lǐng)域公知的。時(shí)間連續(xù) 西格瑪?shù)聽査ㄕ{(diào)制器通過使用2或3電平量化器在采樣率為4或 4/3倍射頻載頻將輸入的射頻信號變?yōu)閿?shù)字帶通信號Rs。因此，數(shù)字帶 通信號Rs包含分別由1或2比特編碼的+l，-l或+1,0,-1代表性電平。 與包含3個(gè)以上代表性電平的"多比特"格式相比，這種數(shù)字信號格式進(jìn) 一步稱為"單個(gè)/1.5比特"或"雙列(bi-serial)"。在下行鏈路方向，從C-集線器240接收到的數(shù)字基帶信號被輸入 微型無線電230的數(shù)字收發(fā)器300，其在數(shù)字收發(fā)器300內(nèi)被數(shù)字上轉(zhuǎn) 換器(DUC) 310上轉(zhuǎn)換為數(shù)字帶通信號IoL。然后數(shù)字帯通信號Idl被 傳輸?shù)焦β蕯?shù)-模轉(zhuǎn)換器(PDAC) 234，并在功率數(shù)-模轉(zhuǎn)換器234內(nèi) 變?yōu)樯漕l信號。功率數(shù)-模轉(zhuǎn)換器234和數(shù)字上轉(zhuǎn)換器310被發(fā)射時(shí)鐘 振蕩器(TCLK) 236在采樣率為4或4/3倍射頻載頻下計(jì)時(shí)。然后射 頻信號通過頻分雙工濾波單元232并藉由天線單元220發(fā)射。射頻發(fā)射 器中通常使用的單獨(dú)的功率放大器不是必需的，這是因?yàn)楣β蕯?shù)-模轉(zhuǎn) 換器(PDAC) 234提供足夠功率的射頻信號以便通過天線單元220發(fā) 射。
圖4c中所示的微型無線電230在時(shí)分雙工模式下操作，因此在其 天線單元入口處包含時(shí)分雙工濾波單元233，其后連接有時(shí)分雙工開關(guān) 239，時(shí)分雙工開關(guān)239在時(shí)域內(nèi)分離上行鏈路和下行鏈路中的射頻信 號。時(shí)分雙工開關(guān)239由周期信號238控制，周期信號238在收發(fā)時(shí)鐘 振蕩器(TRCLK)單元2367內(nèi)使用同步計(jì)數(shù)器生成，同歩計(jì)數(shù)器從發(fā) 送時(shí)鐘信號導(dǎo)出周期信號238，這是本領(lǐng)域公知的方法。收發(fā)時(shí)鐘振蕩 器單元2367進(jìn)一步為微型無線電230的發(fā)送路徑和接收路徑提供公共 采樣時(shí)鐘，并使用另一同步計(jì)數(shù)器為數(shù)字下轉(zhuǎn)換器(350)提供子采樣 脈沖(3781)。公共采樣時(shí)鐘是足夠的，這是因?yàn)樵跁r(shí)分雙工模式下， 上行鏈路和下行鏈路使用相同的載頻，因此4或4/3倍載頻的采樣時(shí)鐘 頻率(如上所述)也同樣用于上行鏈路和下行鏈路。在時(shí)分雙工模式下 操作的微型無線電230的所有其它元件和功能與圖4a所示的在頻分雙 工模式下操作的微型無線電230相同。
數(shù)字上轉(zhuǎn)換器(DUC) 310包含一個(gè)時(shí)間離散西格瑪?shù)聽査?調(diào)制器或可替換的兩個(gè)時(shí)間離散西格瑪?shù)聽査屯ㄕ{(diào)制器。在這兩種情 況下，調(diào)制器使用僅在輸出端提供單個(gè)/1.5比特信號的2或3電平進(jìn)行 粗量化。因此，數(shù)字上轉(zhuǎn)換器(DUC) 310生成的數(shù)字帶通信號Ii僅 包含分別由l或2比特編碼的+l，-l或+l，0，-l代表性電平。因此，功 率數(shù)-模轉(zhuǎn)換器(PDAC) 234僅分別使用2或3個(gè)電壓電平，以便在
17模擬域中表示數(shù)字帶通信號Im。
發(fā)射時(shí)鐘振蕩器(TCLK) 236和接收時(shí)鐘振蕩器(RCLK) 237 每個(gè)都主要包含嵌入用于同步目的的鎖相環(huán)(PLL)內(nèi)的電壓控制振蕩 器(VCO)。使用電壓控制振蕩器加鎖相環(huán)的時(shí)鐘振蕩器在本領(lǐng)域內(nèi)是 公知的，并且可以采用標(biāo)準(zhǔn)元件和架構(gòu)。
需要指出的是，信號Idl和Rs的采樣在2電平格式中表示的本發(fā)明 的那些實(shí)施例可以理解為本發(fā)明中使用3電平格式表示信號Idl和Rs 的采樣的實(shí)施例的特例。在這兩種情況下，采用2的補(bǔ)碼運(yùn)算。在主要 實(shí)施例中，代表性電平+l，0，-l被2比特編碼，其中高位比特代表符號 位，同時(shí)低位比特代表出現(xiàn)零采樣時(shí)被清空的零位(低位)。因此，本 發(fā)明的主要實(shí)施例也可以通過將零位總保持在高位(非零)而在使用2 電平格式的特殊模式下操作。
微型無線電230連接到C-集線器240。微型無線電230與C-集線 器240之間的雙向串行鏈路(260)是基于公知的"SerDes(串聯(lián)/解串器)" 標(biāo)準(zhǔn)。
在本領(lǐng)域內(nèi)公知的是，串聯(lián)/解串器使用自計(jì)時(shí)(self-clocking)和 叫做"8B/10B"的無直流信道編碼，"8B/10B"通過包含10個(gè)比特的碼字 表示每個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)，同時(shí)提供10個(gè)比特的專用序列用于同步。串聯(lián)/ 解串器的功能基本包含并串以及串并轉(zhuǎn)換，信道編碼和解碼加計(jì)時(shí)恢 復(fù)，以及同步。
在低成本互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)技術(shù)中，由于8B/10B 信道編碼的0.8編碼率，串聯(lián)/解串器支持高達(dá)2.5千兆波特的符號率， 其代表每秒2.0千兆比特的總數(shù)據(jù)率，等于每秒250兆字節(jié)。
微型無線電230與C-集線器240之間的雙向串行鏈路(260)使用 的數(shù)據(jù)格式的示例如圖4b中所示，下文將詳細(xì)描述。
C-集線器240包含振幅相位校準(zhǔn)器(APA) 241，其包含幀緩存和 串行器/解串器。振幅相位校準(zhǔn)器241具有用于連接N個(gè)微型無線電的 N個(gè)端口。多個(gè)微型無線電230和231連接到結(jié)合圖3c描述的其中一 個(gè)C-集線器240。在總數(shù)為N的微型無線電230和231中，每個(gè)均連接到N端口的相位校準(zhǔn)器241的端口，并且從每個(gè)微型無線電230和 231發(fā)送和接收的信號都被C-集線器240的后續(xù)元件并行和/或串行的 處理。附加的第一和后續(xù)的微型無線電231可以和圖4a所示更詳細(xì)的 微型無線電230相似。
C-集線器240包含用于將復(fù)雜基帶信號的采樣頻率調(diào)整為射頻載 頻的采樣率轉(zhuǎn)換器(SRC) 242，頻率復(fù)用器/解復(fù)用器(FMDX) 243， 包含圍繞集線器的時(shí)分復(fù)用器/解復(fù)用器(TMDX)的單元244，以及主 串行器/解串行器(SerDes) 249加一個(gè)或多個(gè)串行器/解串行器(SerDes) 248，以作為進(jìn)一步的元件。
時(shí)分復(fù)用器/解復(fù)用器和集線器單元244在相鄰信令信息控制的公 共無線電接口和/或開放式基站架構(gòu)接口格式的數(shù)據(jù)流的分組數(shù)據(jù)處理 和分配。因此，只有這些專門由連接的微型無線電230和231接收和發(fā) 送的數(shù)據(jù)分組才被交給或從頻率復(fù)用器/解復(fù)用器(FMDX) 243交出 以便進(jìn)一步處理。其它數(shù)據(jù)分組藉由支持被稱為級聯(lián)的公共無線電接口 和/或開放式基站架構(gòu)接口鏈接通過。數(shù)據(jù)分組包含給定分組格式的基 帶信號的I和Q采樣，其被相鄰信令信息識別。分組格式定義采樣的數(shù) 量和字符長度，由所述采樣表示的基帶信號的帶寬以及子載波的頻率。
頻率復(fù)用器/解復(fù)用器(FMDX)單元243包含幾個(gè)數(shù)字調(diào)制器和 解調(diào)器，用于同時(shí)將各種基帶信號上和下變換為各個(gè)子載波頻率，或從 其變得。通過使用簡單的加法器段，調(diào)制后的信號易于在頻域被組合， 以允許多載波操作。
C-集線器240的所有元件被微型控制器(nCTRL) 245控制，其 通過控制總線247連接微型控制器(pCTRL) 245，并由包含嵌入鎖 相環(huán)(PLL)內(nèi)的電壓控制振蕩器(VCO)的主時(shí)鐘振蕩器(MCLK) 單元246計(jì)時(shí)，其中鎖相環(huán)用于同步目的。主時(shí)鐘振蕩器246必需與公 共無線電接口和/或開放式基站架構(gòu)接口傳輸信號(其格式均使用自同 步串行/解串器協(xié)議)的時(shí)鐘頻率同步，其中傳輸信號從主串行器/解串 器(SerDes) 249內(nèi)的時(shí)鐘恢復(fù)單元獲得。主時(shí)鐘振蕩器(MCLK) 246 也和微型無線電230/231的發(fā)送時(shí)鐘振蕩器236和接收時(shí)鐘振蕩器237同步。
C-集線器240的所有元件可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的商品元件。
包含一個(gè)或多個(gè)電光轉(zhuǎn)換器(E/0) 258和259的小尺寸架構(gòu)模塊 (SFF) 250分別連接到串行器/解串行器248和249。電光轉(zhuǎn)換器是本 領(lǐng)域內(nèi)公知的，并用于將數(shù)字電信號變?yōu)楣鈱W(xué)信號，其可以利用公知的 標(biāo)準(zhǔn)例如公共無線電接口或開放式基站架構(gòu)接口通過例如光纖傳輸給 圖2所示的數(shù)字無線電服務(wù)器。
圖4b所示為微型無線電230和C-集線器240之間的雙向串行接口 的數(shù)據(jù)格式。包含F(xiàn)L字節(jié)的數(shù)據(jù)幀格式用于每個(gè)方向。如圖4b中所 示，報(bào)頭包含幀同步字節(jié)和控制字節(jié)，接下來是K數(shù)據(jù)字節(jié)和一些自 由用于任意用途的非專用剩余字節(jié)。因此，幀僅被部分有效負(fù)載。與幀 數(shù)據(jù)緩沖組合的這部分有效負(fù)載幀格式允許微型無線電230的收發(fā)路 徑中使用的載頻的調(diào)諧，而數(shù)字收發(fā)器300內(nèi)的過采樣率Nt和Nk保持 恒定，雙向串行接口的時(shí)鐘頻率也總是2.5GHz。
如果復(fù)雜基帶信號的每個(gè)同相位和正交分量具有每個(gè)采樣16比特 或2字節(jié)的優(yōu)選格式，在每個(gè)串行2.5GHz鏈接上傳輸?shù)牟蓸勇?SR) 通過SR = 125*K/FL獲得，單位是MHz。
實(shí)際上，F(xiàn)L包含幾百字節(jié)，而SR在120MHz的范圍內(nèi)。
因此，在4:1模式下，微型無線電230中使用的載頻在傳輸路徑中 通過步長AfcT = ^NT，SRT/FLT被調(diào)諧，在接收路徑中通過步長AfCR = y4N^SIVFU被調(diào)諧。
當(dāng)微型無線電230用于使用結(jié)合圖5詳細(xì)描述的數(shù)字收發(fā)器300 的4:1模式中時(shí)，微型無線電230在2 GHz左右載頻支持帶寬為60 MHz 的復(fù)雜基帶信號。根據(jù)香農(nóng)采樣定理(Shannon's sampling theorem),這 種復(fù)雜基帶信號的每個(gè)分量都需要采樣率至少60 MHz。
因此，約為2的細(xì)微可調(diào)過采樣率通過C-集線器240內(nèi)的采樣率 轉(zhuǎn)換器(SRC) 242被加載到雙向串行接口上使用的那些采樣率SRT 和SRR，其中C-集線器240適應(yīng)基帶采樣率。
圖5所示為4:1操作模式下數(shù)字收發(fā)器300的功能模塊圖。數(shù)字收工作。數(shù)字收發(fā)器300 被分為兩部分，數(shù)字上轉(zhuǎn)換器310和數(shù)字下轉(zhuǎn)換器350，其分別提供基 帶至載頻的上轉(zhuǎn)換和提供載頻至基帶的下轉(zhuǎn)換。
在4:1模式下和傳輸方向上，根據(jù)圖4b所示的數(shù)據(jù)格式依照串行/ 解串器標(biāo)準(zhǔn)的從C-集線器240發(fā)出的數(shù)據(jù)信號被應(yīng)用到數(shù)字上轉(zhuǎn)換器 310作為1-信號(同相信號)和Q-信號(正交信號)。數(shù)據(jù)信號可以在 2.5 Gbps的速率下被輸入。這兩個(gè)信號在串行/解串解碼器和緩存312 和313處首先被解碼，并被緩存，緩存312和313分別用于I-信號Io 和Q-信號Q。。然后數(shù)據(jù)信號進(jìn)一步以16比特字節(jié)長度信號分別傳輸給 單元314和315，其包含I-信號和Q-信號被l:i/"NT過采樣的采樣保持 級加FIR低通濾波器。串行/解串解碼器和緩存312和313以及通過采 樣保持加FIR低通濾波器進(jìn)行過采樣的單元314和315是本領(lǐng)域內(nèi)公知 的，并可以應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)元件和架構(gòu)。
然后I-信號和Q-信號都被進(jìn)一步分別傳輸給脈動(dòng)(systolic)西格 瑪-德爾塔低通調(diào)制器316和317，其在我們的未授權(quán)美國分案(代理人 案號為90561US)以及第GB 0611096.9號英國專利申請中被描述，申 請日均為2006年6月2日。本專利申請的教授內(nèi)容此處通過引用被列 入。
西格瑪-德爾塔低通調(diào)制器316輸出3電平信號Isd，并且西格瑪-德爾塔低通調(diào)制器317輸出3電平信號QSD。包含+1， 0, -1值的兩個(gè)3 電平信號都由2比特表示，因此被進(jìn)一步稱為"2比特信號"。
2比特信號Isd和QsD都用于通過復(fù)用和循環(huán)否定進(jìn)行正交調(diào)制的
模塊340，信號Isd和Qsd在其中被l:2過采樣，循環(huán)否定，并且被2:1 復(fù)用操作為用于圖4a所示的功率數(shù)-模轉(zhuǎn)換器234的單個(gè)2-比特輸出信 號Idl。通過復(fù)用和循環(huán)否定進(jìn)行正交調(diào)制的模塊340的功能將結(jié)合圖 7a和圖7b以及圖8a至圖8i詳細(xì)描述。
在接收方向，也代表3電平(+1,0，-1)的2-比特信號Rs在數(shù)字收 發(fā)器300從圖4a所示的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器235接收，并施加至數(shù)字收發(fā)器300 內(nèi)的數(shù)字下轉(zhuǎn)換器350的通過解復(fù)用和循環(huán)否定進(jìn)行正交解調(diào)的模塊
21360。 2-比特信號Rs被1:2解復(fù)用，循環(huán)否定和2:1子采樣為2-比特I-信號Idm和2-比特Q-信號QDM。通過解復(fù)用和循環(huán)否定進(jìn)行正交解調(diào) 的模塊360的功能將結(jié)合圖10和圖11詳細(xì)描述。
信號Idm和QoM分別進(jìn)一步通過脈動(dòng)FIR抽取器模塊356和357， 在那里信號通過FIR濾波和y"N^1子采樣被抽取，并作為16-比特I-信號和16-比特Q-信號輸出。脈動(dòng)FIR抽取器模塊356和357將結(jié)合圖 12，圖13和圖14詳細(xì)描述。
I-信號和Q-信號分別從脈動(dòng)FIR抽取器模塊356和357作為16比 特信號進(jìn)一步傳輸?shù)紽IR低通和子采樣模塊354和355，在FIR低通和 子采樣模塊354和355中I-信號和Q-信號被2:1子采樣。然后I-信號和 Q-信號都分別進(jìn)入串行/解串編碼器和緩存352和353，在那里I-信號和 Q-信號從數(shù)字下轉(zhuǎn)換器350輸出，并發(fā)送給圖4a中的C-集線器240。 FIR低通和子采樣模塊354和355以及串行/解串編碼器和緩存352和 353是本領(lǐng)域內(nèi)公知的，并且可以應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)元件和架構(gòu)。
圖6a和圖6b所示為4:3操作模式下(4:3模式)數(shù)字收發(fā)器300 的兩個(gè)不同可選實(shí)施例的功能模塊圖。在4:3模式下，數(shù)字收發(fā)器300 可以在20 MHz帶寬和約2 GHz載頻下工作。
在4:3模式下，數(shù)字收發(fā)器300及其元件可以與結(jié)合圖5描述的用 于4:1模式下的數(shù)字收發(fā)器相同或相似。因此，4:3模式下的數(shù)字收發(fā) 器被分為兩部分，數(shù)字上轉(zhuǎn)換器310和數(shù)字下轉(zhuǎn)換器350，其分別提供 基帶至載頻的上轉(zhuǎn)換和載頻至基帶的下轉(zhuǎn)換。
與4:1模式相比，在4:3模式下從C-集線器240發(fā)出的數(shù)據(jù)信號僅 作為單個(gè)比特流被用于數(shù)字上轉(zhuǎn)換器310。數(shù)據(jù)信號可以在2.5 Gbps速 率下輸入。輸入的信號被串行/解串解碼器和幀緩存加解復(fù)用模塊311 首先解碼，緩存，并被解復(fù)用變?yōu)镮-信號和Q-信號。被解復(fù)用和分離 的I-信號和Q-信號分別被進(jìn)一步作為16-比特字節(jié)長度信號單獨(dú)傳輸給 通過采樣保持加FIR低通濾波器進(jìn)行過采樣的單元314和315，如上文 結(jié)合圖5的描述。本實(shí)施例的所有進(jìn)一步的信號處理與上文所述的4:1 相似。I-信號和Q-信號分別進(jìn)一步經(jīng)過通過采樣保持加FIR低通濾波器進(jìn)行過采樣的單元314和315以進(jìn)入脈動(dòng)西格瑪-德爾塔低通調(diào)制器316 和317。
每個(gè)西格瑪-德爾塔低通調(diào)制器316和317都輸出由2比特表示的3 電平信號(+l,0，-l)，因此被稱為"2-比特信號"。西格瑪-德爾塔低通調(diào) 制器316和317的2-比特輸出信號都連接到通過復(fù)用和循環(huán)否定進(jìn)行正 交調(diào)制的模塊340，在其中I-信號和Q-信號被1:2過采樣，循環(huán)否定和 被2:1復(fù)用變?yōu)榧虞d到圖4a所示的功率數(shù)-模轉(zhuǎn)換器234的2-比特輸出
信號。然而在4:3模式下，采樣率為fsampUn^4/3'fca咖。
在圖6a所示的實(shí)施例和類似圖5所示的實(shí)施例的接收方向中，2-比特信號從圖4a所示的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器235被接收，并用于在4:3模式下 工作的數(shù)字收發(fā)器300內(nèi)的數(shù)字下轉(zhuǎn)換器350的通過解復(fù)用和循環(huán)否定 進(jìn)行正交解調(diào)的模塊360。信號被1:2解復(fù)用，循環(huán)否定和通過fSampling = 4/3《ca^er被2:l子采樣變?yōu)镮-信號(同相信號)和Q-信號(正交信號)。 2-比特I-信號和2-比特Q-信號分別進(jìn)一步到達(dá)脈動(dòng)FIR抽取器356和 357，然后分別作為16-比特信號轉(zhuǎn)移到FIR低通和子采樣模塊354和 355。
與圖5所示的4:1模式實(shí)施例相反，在4:3模式下，兩個(gè)16-比特 信號接著被加載到一個(gè)復(fù)用器加幀緩存加串行/解串編碼器351，被復(fù)用 的信號從其中由數(shù)字下轉(zhuǎn)換器350輸出，并發(fā)送到圖4a所示的C-集線 器240。
圖6b所示為4:3模式下數(shù)字收發(fā)器300的另一實(shí)施例。在本實(shí)施 例中和數(shù)字上轉(zhuǎn)換器310的發(fā)送方向上，可與圖5和圖6a的通過復(fù)用 和循環(huán)否定進(jìn)行正交調(diào)制的模塊340相比的通過復(fù)用和循環(huán)否定進(jìn)行 正交調(diào)制的模塊340直接連接到兩個(gè)通過采樣保持加FIR低通濾波器進(jìn) 行過采樣的單元314和315。單元314和315的輸出端的I-信號和Q-信號被1:2過采樣，循環(huán)否定和被2:1復(fù)用變?yōu)榧虞d到一個(gè)脈動(dòng)西格瑪 德爾塔帶通調(diào)制器318的一個(gè)16-比特輸出信號，其在我們的未授權(quán)的 美國分案(代理人案號為90561US)以及第GB 0611096.9號英國專利 申請中被描述，申請日均為2006年6月2日。然后脈動(dòng)西格瑪?shù)聽査ㄕ{(diào)制器318的2-比特輸出信號提供給功率數(shù)-模轉(zhuǎn)換器234。
本實(shí)施例中的接收數(shù)字下轉(zhuǎn)換器350可以與結(jié)合圖6a描述的接收 數(shù)字下轉(zhuǎn)換器相似。
圖7a圖示了包含與1:2過采樣前段3200組合的通用數(shù)字正交調(diào)制 器3410的單元3400。過采樣前段3200包含兩個(gè)等抽頭FIR低通濾波 器3360和3370以及輸入信號Isd和Qso流入的兩個(gè)插值模塊3260和 3270。需要在正交調(diào)制之前進(jìn)行1:2過采樣，這是因?yàn)樾盘朓sd和Qsd 由產(chǎn)生很大帶外量化噪聲的西格瑪?shù)聽査屯ㄕ{(diào)制器輸出。沒有過采樣 前段3200，帶外量化噪聲將被正交調(diào)制過程在調(diào)制器輸出端變?yōu)閹?信號I既的帶通。圖7b圖示了對應(yīng)信號的示例。
在下面的第一步中，單元3400的功能將結(jié)合圖7a和圖7b詳細(xì)描 述。在第二歩中，將圖示用于與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的特殊情況下，單元 3400的功能等于圖5的數(shù)字收發(fā)器300的數(shù)字上轉(zhuǎn)換器310的通過復(fù) 用和循環(huán)否定進(jìn)行正交調(diào)制的模塊340的功能。然而，通過復(fù)用和循環(huán) 否定進(jìn)行正交調(diào)制的模塊340的實(shí)現(xiàn)與單元3400的實(shí)現(xiàn)相比更加簡單。
從圖5所示的脈動(dòng)西格瑪-德爾塔低通調(diào)制器316發(fā)出的2-比特I-信號IsD被假定用于過采樣前段3200的插值模塊3260。并行地，從脈 動(dòng)西格瑪-德爾塔低通調(diào)制器317發(fā)出的2-比特Q-信號Qsd被假定用于 過采樣前段3200的插值模塊3270。輸入信號Ids和Qds序列的示例分 別如圖8a和圖8b所示。
在插值模塊3260和3270，信號Ids和Qds被分別1:2過采樣。首先， 時(shí)鐘頻率被加倍，并在信號IDS和Qds內(nèi)插入零采樣獲得信號Isd, and QSDT2z。信號Qsd and QSDT2z的示例如圖7b所示。然后信號ISDT2z and QSDT2z 分別加載到低通濾波器3360和3370，信號ISDT2z and Q斷2z在其中被分 為兩條線路。 一條線路是直接分別用于加法器3340和3350，而另一條 線路是分別通過寄存器3320和3330。在寄存器3320和3330內(nèi)，信號 被延遲一個(gè)時(shí)鐘周期，然后分別提供給加法器3340和3350，產(chǎn)生表示 復(fù)制相鄰采樣的信號IDST2 and QDST2，其示例如圖7b，圖8d和圖8e所 示。需要指出的是，作為等抽頭FIR低通濾波的插值結(jié)果的相鄰釆樣的 復(fù)制可以使用采樣保持段實(shí)現(xiàn)。在更高過采樣率的情況下，使用采樣保
持段比使用等抽頭FIR低通濾波器更經(jīng)濟(jì)。因此，在圖5，圖6a和圖 6b所示的過采樣模塊314和315內(nèi)使用采樣保持段。
信號Ids口和QDST2被進(jìn)一步用于正交調(diào)制器3410。在通用數(shù)字正交 調(diào)制器3410內(nèi)，過采樣輸入信號Isd口和Qsw2在乘法器3460和3470 內(nèi)分別被復(fù)合載體信號的兩個(gè)分量1。和Q。 (I表示各個(gè)同相分量，Q 表示各個(gè)正交分量)兩兩相乘。信號1。和Q。的示例分別如圖8c和8f 所示。將圖8g中所示的信號乘積結(jié)果Io Ids"和圏8i中被否定的Qo QDS口提供給比較器段3480以便在正交調(diào)制器3410的輸出端獲得復(fù)合
數(shù)字帶通信號的同相分量lDL用于下行鏈路通道。最終示例信號Ia如
圖8h所示。
四倍于載頻的采樣頻率的優(yōu)選選擇被圖8中的信號圖論證。在特定 情況下，正交調(diào)制器3410和過采樣前段3200 —起對輸入信號Isd和QSD 進(jìn)行插值，而輸入信號ISD和QsD被循環(huán)否定以便生成圖8h所示的輸 出信號Idl。
因此，圖7a的通用數(shù)字正交調(diào)制器3410與過采樣前段3200的可 以共同被更簡單的電路340取代，如圖9所示，其只包含對輸入信號ISD 和QsD進(jìn)行插值的復(fù)用器348和循環(huán)控制反轉(zhuǎn)器，只要2-比特輸入信
號isd和QSD在2的互補(bǔ)計(jì)數(shù)法中產(chǎn)生。因此，循環(huán)否定可以通過將代
表3電平信號(+1,0，-1)標(biāo)記的高位比特進(jìn)行逆變實(shí)現(xiàn)，這是僅在非 零情況下，同時(shí)代表0的低位比特在任何情況下都保持不變。
圖9所示為通過2:1復(fù)用和循環(huán)反轉(zhuǎn)在4:3模式下進(jìn)行正交調(diào)制的 單元340。 2-比特輸入信號Isd和QsD首先被讀入寄存器341，并被傳輸 到由時(shí)鐘除法器342計(jì)時(shí)的循環(huán)否定模塊343。在循環(huán)否定模塊343內(nèi)， 僅在非零情況下I-信號和Q-信號通過反轉(zhuǎn)高位比特被循環(huán)否定。接著， 被循環(huán)否定的I-信號和Q-信號在被2:1復(fù)用器348插值操作之前傳輸?shù)?寄存器344。被2:1復(fù)用器348插值的I-信號和Q-信號被第二時(shí)鐘除法 器347觸發(fā)。因此，在重復(fù)時(shí)鐘循環(huán)中，I-信號和Q-信號在通過復(fù)用被插值的過程中都被1:2過采樣，變?yōu)橐粋€(gè)傳輸?shù)郊拇嫫?49的2-比特信 號，其從寄存器349作為lDL信號輸出到功率數(shù)-模轉(zhuǎn)換器234。
根據(jù)圖9的2:1復(fù)用和循環(huán)否定實(shí)現(xiàn)的正交調(diào)制可以作為僅僅使用 低成本CMOS技術(shù)的流水線邏輯實(shí)現(xiàn)，即使在被以幾GHz計(jì)時(shí)的高速 應(yīng)用中。
圖10中所示為其后連接有兩個(gè)低通抽取器356和357的通用數(shù)字 正交解調(diào)器3600。輸入的接收器信號Rs通過乘法器3660和3670分別 與共軛復(fù)合載波信號的兩個(gè)分量1。和Qo相乘，其中Io代表同相分量， Qo代表正交分量。正交解調(diào)器3600的每個(gè)輸出信號Idm和QoM都通過 包含其后連接有子采樣器的低通濾波器的低通抽取器356和357，以便 在低通抽取器356和357的輸出端獲得復(fù)雜基帶信號的兩個(gè)分量Ibb和 Qbb。
四倍于載頻的采樣頻率的最好選擇是由圖11所示的信號圖論證。 在這種特定情況下，作為圖lib中示例的信號Rs的采樣分別交替通過 圖lid和圖lie所示的解調(diào)器輸出端Idm和Qdm，同時(shí)被解調(diào)器過程循 環(huán)否定。因此，兩個(gè)乘法器3660和3670可以經(jīng)濟(jì)地被簡單的解復(fù)用器 和循環(huán)控制反轉(zhuǎn)器替換，只要2-比特輸入信號Rs在2的互補(bǔ)計(jì)數(shù)法內(nèi) 給定。因此，循環(huán)否定可以通過將代表3電平信號(+l，0，-l)標(biāo)記的 高位比特反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，這是僅在非零情況下，同時(shí)代表O的低位比特在任 何情況下都保持不變。
作為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，根據(jù)圖10的通用數(shù)字正交解調(diào)器3600 的功能是作為圖5的數(shù)字收發(fā)器300的數(shù)字下轉(zhuǎn)換器350的低通抽取器 模塊356和357連接的通過解復(fù)用和循環(huán)否定進(jìn)行正交解調(diào)的模塊360 實(shí)現(xiàn)。模塊360可以作為僅使用低成本CMOS技術(shù)的簡單的流水線邏 輯實(shí)現(xiàn)，即使在被以幾GHz計(jì)時(shí)的高速應(yīng)用中
并且，低通抽取器356和357可以在釆樣接收器信號Rs的一半采 樣頻率下操作，這是因?yàn)閮蓚€(gè)抽取器輸入信號Idm和Qdm的毎個(gè)第二采 樣交替為0值。
圖12所示為用于數(shù)字下轉(zhuǎn)換的脈動(dòng)FIR抽取器的模塊圖。圖示的
26示例用于1.5比特信號的數(shù)字抽取。脈動(dòng)FIR抽取器包含具有與N:l子采樣組合的N x M系數(shù)的FIR濾波器，并可以被用于分別作為圖5的數(shù)字下轉(zhuǎn)換器350內(nèi)的子采樣單元356和357。
進(jìn)行FIR濾波加子采樣的抽取過程是使用M個(gè)脈動(dòng)數(shù)字下轉(zhuǎn)換器模塊370K 3702至3706實(shí)現(xiàn)。M個(gè)數(shù)字下轉(zhuǎn)換器模塊3701 、 3702至3706可以平行排列和工作。每一個(gè)數(shù)字下轉(zhuǎn)換器模塊3701、3702至3706都通過N濾波系數(shù)加子采樣的子集進(jìn)行雙列輸入信號的巻積。因此，所有M數(shù)字下轉(zhuǎn)換器模塊3701 、 3702至3706可以同時(shí)在長度N的連續(xù)窗口內(nèi)工作以便同時(shí)進(jìn)行巻積。
1.5比特信號，即表示3電平(+l，0,-l)的雙列輸入信號，在輸入端3721、 3722至3726加載到數(shù)字下轉(zhuǎn)換器模塊3701、 3702至3706作為一組并行的零位信號和符號位信號。
每個(gè)連續(xù)窗口都包含字節(jié)長度為L的N濾波系數(shù)和輸入信號的N個(gè)采樣，輸入信號由位于每個(gè)數(shù)字下轉(zhuǎn)換器模塊3701、 3702至3706的信號輸入端3721 、 3722至3726之間的位移寄存器3712至3716按時(shí)間對齊。
巻積加采樣是通過將每個(gè)N濾波系數(shù)與輸入信號的N個(gè)采樣的相關(guān)一個(gè)相乘，并在長度N的窗口內(nèi)累積乘積結(jié)果而實(shí)現(xiàn)。
最后，所有M數(shù)字下轉(zhuǎn)換器模塊3701、 3702至3706的并行輸出信號由并行加法器段的流水線級聯(lián)390相加。然而，M和N的值是任意整數(shù)，數(shù)字下轉(zhuǎn)換器模塊的輸出字節(jié)長度應(yīng)該不超過N。
圖13所示為數(shù)字下轉(zhuǎn)換器模塊370的脈動(dòng)實(shí)現(xiàn)，數(shù)字下轉(zhuǎn)換器模塊370可以是圖12的N = 6的數(shù)字下轉(zhuǎn)換器模塊3701、 3702至3706的實(shí)施例。脈動(dòng)數(shù)字下轉(zhuǎn)換器模塊370實(shí)現(xiàn)1.5比特信號的6:1抽取，該信號代表使用2的補(bǔ)碼運(yùn)算通過每個(gè)采樣2比特編碼的3電平(+l， 0，-1)。在這種情況下，脈動(dòng)實(shí)現(xiàn)表示在系數(shù)位的流動(dòng)方向上的2維流水線(即"水平流水線")，以及在載波位的流動(dòng)方向上的2維流水線(即"垂直流水線")。通過定義，"脈動(dòng)矩陣"僅包含2進(jìn)制邏輯單元，如AND門，EXOR門和復(fù)用器加一比特全加器，觸發(fā)器和線路，如圖13和圖14所示。
在本發(fā)明的每個(gè)實(shí)施例中經(jīng)常使用的2的補(bǔ)碼運(yùn)算中，MSB表示代表A值符號的最高有效位。當(dāng)最高有效位被設(shè)定(高位)時(shí)A是負(fù)的，當(dāng)最高有效位清空(低位)時(shí)，A是正的。當(dāng)LSB被設(shè)定(高位)時(shí)，最低有效位表示n比特碼字內(nèi)的2—n的值。
并且，包含有跟隨最低有效位的代表性符號位(RepresentativeNotation Bit, RNB)。代表性符號位總是被設(shè)定(高位)，表示2—(n+1)的常數(shù)值。通過引入代表性符號位獲得的代表性電平符號用于允許數(shù)字下轉(zhuǎn)換器模塊370的脈動(dòng)實(shí)現(xiàn)，這是因?yàn)槠湟种扑^的"載波波紋效應(yīng)(carry ripple through effect)"。如本領(lǐng)域中所公知的，這種效應(yīng)通常發(fā)生在2的補(bǔ)碼運(yùn)算中碼字被否定時(shí)。當(dāng)通過引入代表性符號位獲得的代表性電平符號被提供時(shí)，A的給定碼字可以通過所有位從最高有效位變?yōu)樽畹陀行?，同時(shí)代表性符號位保持不變而否定。
如圖13中所示，脈動(dòng)數(shù)字下轉(zhuǎn)換器模塊370包含巻積加子采樣單元，其包含多個(gè)L位片381、 382、 383至386且連接具有并行輸出的輸出存儲寄存器380。通常L < N位片被并行設(shè)置，但本發(fā)明并不限于L <N位片數(shù)量。所有圖13內(nèi)所示的觸發(fā)器FF和輸出存儲寄存器380都在表示3電平(+1, 0， -1)的雙列輸入信號3720的采樣率下被計(jì)時(shí)。
位片381, 382, 383至386共同執(zhí)行巻積加子采樣處理，這是通過將雙列輸入信號3720釆樣與字節(jié)長度L (包含代表性符號位)的FIR濾波系數(shù)相乘，并在N采樣時(shí)鐘脈沖上累積乘積結(jié)果。每個(gè)位片381， 382，383至386的FIR濾波系數(shù)利用反饋"FIR系數(shù)旋轉(zhuǎn)器"被按位加載到位移寄存器，其中系數(shù)位被旋轉(zhuǎn)。然而，在代表性符號位片381內(nèi)，F(xiàn)IR系數(shù)旋轉(zhuǎn)器和跟隨的EXOR門被靜態(tài)高位信號3812取代，這是因?yàn)槿缟纤龃硇苑栁豢偸潜辉O(shè)定。
巻積加子采樣過程在所有位片381， 382, 383至386內(nèi)同時(shí)進(jìn)行，但是由于觸發(fā)器FF產(chǎn)生的垂直流水線導(dǎo)致在從RNB經(jīng)由LSB到MSB的方向上相互延遲。因此，每個(gè)子采樣循環(huán)的巻積結(jié)果的第一部分在代表性符號位片381內(nèi)獲得，同時(shí)每個(gè)子采樣循環(huán)的巻積結(jié)果的最后部分在L-l時(shí)鐘脈沖之后在MSB片386內(nèi)獲得。因此，每個(gè)位片的巻積加子采樣循環(huán)的結(jié)果通過復(fù)用器被立即存儲在具有反饋的采樣和保持觸發(fā)器內(nèi)。這允許在任何一個(gè)位片381， 382, 383至386內(nèi)永久運(yùn)行巻積加子采樣過程，而無需等待到下一個(gè)位片結(jié)束。
如N=6的圖13內(nèi)所示，當(dāng)子采樣脈沖3871降低時(shí)，在N個(gè)時(shí)鐘脈沖之后每個(gè)位片執(zhí)行巻積加子采樣循環(huán)。最后，在最高有效位片386完成巻積加子采樣過程的循環(huán)之后，所有位片381， 382, 383至386利用延遲計(jì)算的全部巻積加子采樣循環(huán)的所有中間的每個(gè)位片的存儲結(jié)果被輸出存儲寄存器380并行接收。
所有的位片381,382，383至386具有相同的元件以便進(jìn)行巻積加子采樣處理的各個(gè)部分。然而在代表性符號位381內(nèi)，F(xiàn)IR系數(shù)旋轉(zhuǎn)器和跟隨的EXOR門被靜態(tài)高信號3812替代，這是因?yàn)槿缟纤龃硇苑栁豢偸潜辉O(shè)定。
圖14所示為更詳細(xì)的脈動(dòng)數(shù)字下轉(zhuǎn)換器模塊370內(nèi)的巻積加子采樣單元的一個(gè)位片382， 383至386的示例。作為用于一個(gè)位電平和N=6的描述，巻積加子采樣單元的位片包含4個(gè)連續(xù)功能性子單元。配置有稱為"FIR系數(shù)旋轉(zhuǎn)器"的反饋的位移寄存器3730載入有在FIR旋轉(zhuǎn)器3730內(nèi)旋轉(zhuǎn)的N系數(shù)比特。
N系數(shù)比特在1 x 1.5比特乘法器單元3740中通過代表3電平(+l，0， -1)的雙列輸入信號3720的采樣連續(xù)相乘，其中"符號位"在負(fù)輸入采樣的情況下被設(shè)置為(高位狀態(tài))，且同時(shí)"零位"相對于非零輸入采樣設(shè)置。該乘法通過使用EXOR門3742和AND門374對系數(shù)比特的通過、擬制或反轉(zhuǎn)而簡單執(zhí)行。FIR濾波器系數(shù)通常在包括RNB (如上所述的)的2的補(bǔ)碼代表電平符號中給出。從而將給定FIR濾波器系數(shù)的所有比特從LSB到MSB反轉(zhuǎn)執(zhí)行各個(gè)系數(shù)的否定。
這些連續(xù)1 x 1.5復(fù)用的結(jié)果在同步清除累加器3760中積累直到下采樣脈沖3781變?yōu)榈?。如圖4a所述，下采樣脈沖3781在接收時(shí)鐘振蕩器單元237中利用從接收時(shí)鐘信號中導(dǎo)出脈沖3781的同步計(jì)數(shù)器生成，該方法在本領(lǐng)域所習(xí)知。該下采樣脈沖3781是僅1進(jìn)N出(在該例子中N=6)的在下一時(shí)鐘脈沖的上升沿為低狀態(tài)的連續(xù)采樣間隔，加上通過接著的子采樣和保持段3780接收累加器3760的內(nèi)容，同時(shí)累加器3760被同步清除且?guī)喎e加子采樣處理的下一個(gè)循環(huán)馬上開始。在該配置中，不需要額外的清
除和讀出循環(huán)，從而保持巻積加子采樣和讀出處理直接前進(jìn)且嚴(yán)格同
止少。
應(yīng)當(dāng)注明的是總是被設(shè)置的系數(shù)的RNB同樣包括在巻積加子采樣處理中。這是通過特別的RNB片381而完成的，其中系數(shù)反轉(zhuǎn)器和接著的EXOR門被靜態(tài)高位信號3812所取代。
權(quán)利要求
1. 一種可連接至基站的天線系統(tǒng)，該天線系統(tǒng)包括可連接至至少一天線元件(220)的數(shù)字無線電單元(200)，其中該數(shù)字無線電單元(200)包括至少一數(shù)字微無線電(230)，用于接收/發(fā)送數(shù)字無線電信號，其具有一數(shù)字下轉(zhuǎn)換器(350)/數(shù)字上轉(zhuǎn)換器(310)和數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器(234，235)；從而所述至少一數(shù)字微無線電(230)將數(shù)字無線電信號轉(zhuǎn)換為模擬RF(射頻)信號以及執(zhí)行相反的轉(zhuǎn)換；至少一集線器(240)，用于處理數(shù)字無線電信號和控制信號，通過至少一數(shù)字鏈路(260)和至少一接口(258，259)路由所述數(shù)字無線電信號和控制信號，所述至少一數(shù)字鏈路(260)提供在所述至少一集線器(240)和所述至少一數(shù)字微無線電(230)之間。
2. 如權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，其中所述至少一數(shù)字微無線電 (230)可在FDD模式下操作，且包括FDD濾波器單元(232)，其在接收輸出端連接至低噪聲模-數(shù)轉(zhuǎn)換 器(ADC) (235)的輸入端，且進(jìn)一步在發(fā)送輸入端連接至功率數(shù)-模 轉(zhuǎn)換器(PDAC) (234)的輸出端；數(shù)字收發(fā)器(DTRX) (300)，其在信號(Idl)的瑜出端連接至 PDAC(234)的輸入端，且進(jìn)一步在信號(Rs)的輸入端連接至ADC(235) 的輸出端，數(shù)字收發(fā)器DTRX具有接收段和發(fā)送段，數(shù)字上轉(zhuǎn)換(310) 為發(fā)送段的一部分，數(shù)字下轉(zhuǎn)換(350)為接收段的一部分接收時(shí)鐘振蕩單元(RCLK)(237)，用于為ADC(235)和數(shù)字收發(fā)器 (300)的接收段提供采樣時(shí)鐘，且進(jìn)一步為接收段提供子采樣脈沖 (3781);接收時(shí)鐘振蕩單元(TCLK)(236)，用于為PDAC(234)和數(shù)字收發(fā)器 (300)的發(fā)送段提供采樣時(shí)鐘。
3. 如權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，其中所述至少一數(shù)字微無線電 (230)可在TDD模式下操作，且包括TDD濾波器單元(233)，與TDD開關(guān)(239)連接，該TDD開關(guān) (239)在接收輸出端連接至模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) (235)的輸入端，且 進(jìn)一步在發(fā)送輸入端連接至功率數(shù)-模轉(zhuǎn)換器(PDAC) (234)的輸出端；數(shù)字收發(fā)器(DTRX) (300)，其在信號(idl)的輸出端連接至 PDAC(234)的輸入端，且進(jìn)一步在信號(Rs)的輸入端連接至ADC(235) 的輸出端，該DTRX具有接收段和發(fā)送段，數(shù)字上轉(zhuǎn)換(310)為發(fā)送段 的一部分，數(shù)字下轉(zhuǎn)換(350)為接收段的一部分；至少一時(shí)鐘振蕩單元(TRCLK)(2367)，用于為ADC(235)、PDAC(234) 和數(shù)字收發(fā)器(300)提供采樣時(shí)鐘，且進(jìn)一步為DTRX(300)的接收段 提供子采樣脈沖(3781 )以及為TDD開關(guān)(239)提供時(shí)間控制信號(238)。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的天線系統(tǒng)，其中模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) (235)包括低噪聲放大器，其跟隨有時(shí)間連續(xù)西格瑪-德爾塔帶通調(diào)制器，用于在輸入端將RF信號直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字單個(gè)/1.5比特帶通輸出信 號(Rs)。
5. 如權(quán)利要求2-4任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其中功率數(shù)-模轉(zhuǎn)換器 (PDAC)(234)利用2或3電壓電平，將數(shù)字單個(gè)/1.5比特帶通輸入信號(Idl)直接轉(zhuǎn)換為RF輸出信號。
6. 如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其中DUC(310)利用通 過2: 1復(fù)用和循環(huán)否定執(zhí)行正交調(diào)制的單元(340)結(jié)合時(shí)間離散西格 瑪-德爾塔帶通調(diào)制器(318)或時(shí)間離散西格瑪-德爾塔低通調(diào)制器(316， 317)，輸出從數(shù)字基帶信號直接上轉(zhuǎn)換而得到的數(shù)字單個(gè)/1.5比特帶通 輸入信號(Idl)，其中DDC(350)利用通過1: 2解復(fù)用和循環(huán)否定執(zhí)行 正交解調(diào)制的單元(360)，其跟隨兩個(gè)脈動(dòng)FIR抽取器(356， 357)，以 將數(shù)字單個(gè)/1.5比特帶通輸入信號(Rs)直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字基帶信號。
7. 如權(quán)利要求6所述的天線系統(tǒng)，其中，所述時(shí)間離散西格瑪-德 爾塔帶通調(diào)制器(318)被實(shí)現(xiàn)為脈動(dòng)陣列。
8. 如權(quán)利要求6所述的天線系統(tǒng)，其中，所述兩個(gè)時(shí)間離散西格 瑪-德爾塔低通調(diào)制器(316， 317)被實(shí)現(xiàn)為脈動(dòng)陣列。
9. 如權(quán)利要求l-8任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其中數(shù)字基帶信號通過所述至少一集線器(250)在時(shí)間和頻率域上處理。
10. 如權(quán)利要求l-9任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其中所述至少一微控 制器(245)和至少一控制總線(247)集成在所述至少一集線器(240) 中，從而數(shù)字基帶信號和控制信號通過所述至少一集線器(240)的處 理和路由由所述微控制器(245)控制和監(jiān)控。
11. 如權(quán)利要求l-10任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其中所述至少一集線 器(240)包括至少一頻率復(fù)用和解復(fù)用(FMDX)單元(243)，其包括至少一數(shù)字正交調(diào)制器，用于將多個(gè)數(shù)字基帶信號結(jié)合為數(shù)字多載 波信號，至少一數(shù)字正交解調(diào)制器，用于將數(shù)字多載波信號分割為多個(gè)數(shù)字 基帶信號。
12. 如權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)集 線器(240)包括至少一個(gè)采樣率轉(zhuǎn)換(SRC)單元(242)，用于利用不同 的過采樣頻率同步所述至少一個(gè)FMDX(243)中的數(shù)字多載波信號的采 樣頻率和所述至少一個(gè)微無線電(230)中的數(shù)字帶通信號(Rs)和(Ii) 的采樣頻率。
13. 如權(quán)利要求l-12任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)集 線器(240)包括至少一個(gè)振幅相位校準(zhǔn)(APA)單元(241)，其包括至少 一個(gè)復(fù)合數(shù)字乘法器段，用于在軟件控制下在所述至少一個(gè)微無線電(230)中調(diào)節(jié)數(shù)字帶通信號(Rs)和(W的振幅和相位。
14. 如權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)集 線器(240)包括至少一個(gè)時(shí)間復(fù)用和解復(fù)用(TMDX)和集線器單元 (244)，用于在軟件控制下處理通過至少一個(gè)串行/解串接口單元(248， 249)數(shù)據(jù)流進(jìn)出的路由。
15. 如權(quán)利要求l-14任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)集 線器(240)包括至少一個(gè)主時(shí)鐘振蕩器(MCLK)單元(246)，其通過至 少一個(gè)主串行/解串接口單元(249)同歩至數(shù)字無線電服務(wù)器(208)的時(shí) 間參考值，該至少一個(gè)主串行/解串接口單元(249)給所述至少一個(gè)集線 器(240)的所有單元提供時(shí)鐘信號(249)，且同步所述至少一個(gè)微無線電(230)的時(shí)鐘單元(236， 237， 2367)。
16. 如權(quán)利要求l-15任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其中在所述至少一個(gè) 集線器(240)和所述至少一個(gè)微無線電(230)之間的所述至少一個(gè)串 行鏈路(260)是以部分填充的幀格式傳送數(shù)字基帶信號和相鄰控制信號 作為分組數(shù)據(jù)的數(shù)字雙向串行鏈路，其中幀長度和格式的調(diào)節(jié)以及每幀 采樣的數(shù)目可以由軟件控制。
17. 如權(quán)利要求2-16任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)微 無線電(230)進(jìn)一歩包括插在PDAC輸出端和FDD濾波器單元(232) 或TDD開關(guān)(239)的接收輸入端之間的另一功率放大器。
18. 如權(quán)利要求2-17任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)微 無線電(230)利用4倍于或4/3倍于RF載波頻率的數(shù)字帶通信號(Rs)和(Idl)的采祥率。
19. 如權(quán)利要求2-18任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)微 無線電(230)利用數(shù)字帶通信號(Rs)和/或(W)的多比特格式。
20. 如權(quán)利要求2-19任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)微 無線電(230)的功能子單元ADC(235), PDAC(234), TCLK(236)， TRCLK(2367)， RCLK(237)和DTRX(300)中的至少一個(gè)通過微電子方 式被整體地集成。
21. 如權(quán)利要求2-19任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)微 無線電(230)通過微電子方式被整體地集成或作為多芯片模組。
22. 如之前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的天線系統(tǒng)，其中包括至少一個(gè)微 無線電(230)和至少一個(gè)集線器(240)的數(shù)字無線電單元(200)被 整體地集成或作為多芯片模組。
23. 如之前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的天線系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)微 無線電(230)近似地連接至一個(gè)或兩個(gè)天線單元(220)。
24. 如之前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的天線系統(tǒng)，其中所述數(shù)字天線單 元(220)包括多個(gè)微無線電(230)，每一個(gè)接近地連接至一個(gè)或兩個(gè) 天線元件(220)。
25. 如權(quán)利要求24所述的天線系統(tǒng)，其中所述數(shù)字天線單元(220)進(jìn)一步包括至少一個(gè)微型嗅探器(250)，其接近地連接至至少一個(gè)監(jiān)控 天線(255)，該微型嗅探器(250)可被用于天線校準(zhǔn)。
26. 如之前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的天線系統(tǒng)，其中所述數(shù)字天線單 元(200)通過至少一光纖(206)連接至數(shù)字無線電服務(wù)器(208)。
27. 如之前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的天線系統(tǒng)，其中所述數(shù)字天線單 元(200)和至少一天線元件(220)集成在一單個(gè)電路板上。
28. 如之前權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的天線系統(tǒng)，其中所述由所述集線 器執(zhí)行的數(shù)字無線電信號和控制信號的處理和路由可軟件控制。
29. 如之前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的天線系統(tǒng)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。
全文摘要
一種可連接至基站的天線系統(tǒng)，該天線系統(tǒng)包括可連接至至少一天線元件(220)的數(shù)字無線電單元(200)，其中該數(shù)字無線電單元(200)包括至少一數(shù)字微無線電(230)，用于接收/發(fā)送數(shù)字無線電信號，其具有一數(shù)字下轉(zhuǎn)換器(350)/數(shù)字上轉(zhuǎn)換器(310)和數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器(234；235)。所述至少一數(shù)字微無線電(230)將數(shù)字無線電信號轉(zhuǎn)換為模擬RF(射頻)信號以及執(zhí)行相反的轉(zhuǎn)換。所述至少一數(shù)字微無線電(230)具有至少一集線器(240)，用于處理數(shù)字無線電信號和控制信號，通過至少一數(shù)字鏈路(260)和至少一接口(258，259)路由所述數(shù)字無線電信號和控制信號。所述至少一數(shù)字鏈路(260)提供在所述至少一集線器(240)和所述至少一數(shù)字微無線電(230)之間。
文檔編號H04W16/24GK101490966SQ200780027170
公開日2009年7月22日 申請日期2007年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月17日
發(fā)明者克萊門斯·萊茵費(fèi)爾德, 維爾納·克特 申請人:尤比戴尼有限公司