專利名稱：配置在零中頻體系結(jié)構(gòu)中的無線通信裝置的直流補(bǔ)償系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與無線通信有關(guān)，且更特別是，與用于配置在零中頻(zerointermediate frequency，簡稱ZIF)體系結(jié)構(gòu)中的無線通信裝置的直流補(bǔ)償系統(tǒng)有關(guān)，該系統(tǒng)利用直流控制回路以致能夠?qū)⑸漕l信號直接轉(zhuǎn)換到基帶頻率。
有關(guān)技術(shù)描述對企業(yè)和家庭應(yīng)用而言，網(wǎng)絡(luò)通信是迅速發(fā)展中的科技領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)會增強(qiáng)通信，進(jìn)而提供一種適于增強(qiáng)在家中和在工作場所中生產(chǎn)率和能力的適當(dāng)環(huán)境。譬如說，因特網(wǎng)是一種全球性，多半布線組成的通信網(wǎng)路；它在世界(world-wide)范圍基礎(chǔ)上，將諸多裝置耦合在一起，因而能夠在耦合到網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)的任何裝置之間的遍及世界通信。因特網(wǎng)能夠存取諸如檔案共享，傳真，聊天，電子郵件的許多服務(wù)；以及透過網(wǎng)站來存取檔案，鏈接庫，數(shù)據(jù)庫，計算機(jī)程序等信息。
許多企業(yè)及商業(yè)實體都包括一種適于增強(qiáng)生產(chǎn)率和通信的相對基礎(chǔ)鞏固和復(fù)雜微妙的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。譬如說，外聯(lián)網(wǎng)(Extranets)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)(Intranets)會將已增強(qiáng)又受保護(hù)或安全的通信提供給在因特網(wǎng)上的一選定人群。許多小企業(yè)和家庭都是透過局域網(wǎng)(LAN)或其同類者的某種變化而耦合到因特網(wǎng)。變得更有利又挺常見的是使小企業(yè)和家庭環(huán)境包括LAN能力，以便連接到因特網(wǎng)或存取諸如檔案共享、打印、傳真等的其它服務(wù)；并且進(jìn)一步能夠諸如透過聊天和電子郵件服務(wù)等等的通信；以及提供存取公用數(shù)據(jù)庫和鏈接庫等。許多這樣的小型網(wǎng)絡(luò)都是透過一套線路加以連接。譬如說，透過標(biāo)準(zhǔn)電話線路，可能將網(wǎng)絡(luò)建立在小辦公室或家庭中。在一企業(yè)的每個辦公室中，以及在一典型家庭的幾個房間中，電話線路都已經(jīng)有了。也有透過輸電線來建立網(wǎng)絡(luò)通信的技術(shù)；在一幢房屋的每個房間中，一般說來都會有輸電線。許多小辦公室及家庭可能替換性地以網(wǎng)絡(luò)線路，諸如由各種以太網(wǎng)(Ethernet)實施例所使用的一種具有對應(yīng)RJ-45連接器的雙絞線電話線路來布線。
有線網(wǎng)絡(luò)雖然提供某種程度的方便，但是具有許多限制。耦合到網(wǎng)絡(luò)的每個裝置都必須被附接到一對應(yīng)線路，透過該線路來建立網(wǎng)絡(luò)。因此，每個裝置的位置都被限制，以便能夠存取網(wǎng)絡(luò)線路。由于必須安置諸多裝置，以便能做適當(dāng)線路路由選擇(routing)；故而電纜管理也是一項重大問題。會要求以方便的方式來安置線路，并且為了美觀理由而使它看不見。應(yīng)該以減低或消除偶發(fā)性干擾或斷開或諸如跳脫的危險的任何可能性的這樣一種方式來定位線路。一旦諸多有線裝置被適當(dāng)?shù)匕仓?，在沒有對線路作實質(zhì)的重新配置或重新路由選擇的下，移動裝置不是大受限制就是不切實際。有線網(wǎng)絡(luò)裝置的維護(hù)可能挺不方便的，并且常常要求在維修期間，先將線路移除，然后再適當(dāng)?shù)刂匦逻B接。
有些無線技術(shù)已為人所知，諸如紅外線技術(shù)。紅外線技術(shù)對諸如遙控系統(tǒng)或其同類系統(tǒng)的某些應(yīng)用而言都行得通。就網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而言，紅外線技術(shù)雖然是一種相對低廉的選擇，但是具有某些限制，包括有限帶寬，范圍限制，以及視線(line-of-sight)問題。已經(jīng)將紅外線技術(shù)用于某些應(yīng)用中，諸如存取點(access point，簡稱AP)和點對點中繼節(jié)點(relay node)，以便延伸網(wǎng)絡(luò)下行走廊(network down hallways)等等。譬如說，紅外線裝置適用于醫(yī)院，旅館，以及其它相對大型建筑物中皆為人所熟知。然而，通常以諸如安置在天花板上的這樣一種方式來固定和定位諸多AP或節(jié)點，以避免實體對象的潛在干擾。因視線問題，對于需要人類互動的網(wǎng)絡(luò)端點處的網(wǎng)絡(luò)通信而言，紅外線技術(shù)不是很方便。
射頻(RF)技術(shù)看來是選擇用來建立一種可行的無線局域網(wǎng)(wireless local area network，簡稱WLAN)的技術(shù)。然而，對小辦公室或家庭用途而言，用于LAN系統(tǒng)的射頻技術(shù)特別不樂觀。建立無線技術(shù)是針對產(chǎn)業(yè)及商業(yè)的用途和應(yīng)用，諸如導(dǎo)游服務(wù)，車輛出租，倉庫作業(yè)及存貨盤點等。用于商業(yè)及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的諸如無線實施例不是太昂貴就是太專業(yè)化，因此不適合直接用于小辦公室或家庭環(huán)境中。
針對在家庭或辦公室中的應(yīng)用，正在發(fā)展藍(lán)牙技術(shù)(Bluetoothtechnology)。藍(lán)牙技術(shù)以非常低的成本來提供相對有限帶寬，以便能啟用在諸如移動電話(cellular phones)的某些通信裝置與計算機(jī)系統(tǒng)之間的連接性和網(wǎng)絡(luò)通信；該計算機(jī)系統(tǒng)包括筆記本型、膝上型及桌上型計算機(jī)，并且還包括其它手持式裝置，諸如個人數(shù)字助理(PDA)或其同類裝置。然而，藍(lán)牙技術(shù)具有有限帶寬；因此，具有相對低的數(shù)據(jù)通過量(data throughput)能力。消費市場會要求較高的數(shù)據(jù)通過量和可靠性，它們諸如對DVD及其它多媒體應(yīng)用而言是必需的。
WLAN的典型環(huán)境噪聲較大，因此對無線通信而言并不是最適宜的。譬如說，大多數(shù)的家庭都含有會導(dǎo)致一種可能干擾WLAN通信的充滿電子噪聲的環(huán)境的許多電子裝置，諸如微波爐，車庫開門裝置，收音機(jī)，電視機(jī)，計算機(jī)系統(tǒng)等。并且，在諸多無線裝置之間的通信媒體會不斷地改變。譬如說，大多數(shù)的環(huán)境或房間都含有在無線環(huán)境中會產(chǎn)生多路徑噪聲的多重反射面(reflective surfaces)。再者，移動諸如雙手，身體，珠寶飾品，鼠標(biāo)指針等的項目或者裝置或其同類者；或者，激活諸如冷卻風(fēng)扇或其同類者的電子裝置，都會影響整體無線通信路徑，進(jìn)而潛在地降低無線通信效能。
故希望有使得WLAN系統(tǒng)或其同類系統(tǒng)能夠在家中或在小企業(yè)中使用的低成本和低功率的無線通信裝置。進(jìn)一步希望對任何類型的應(yīng)用提供適用于任何類型的無線系統(tǒng)的低成本和低功率無線通信裝置。該系統(tǒng)必須在有效效能下呈現(xiàn)相對強(qiáng)固，并且具有有效數(shù)據(jù)通過量的能力。
發(fā)明概要本發(fā)明組合直流偏移校正信號與輸入已調(diào)制(modulated)信號，以形成一種已適當(dāng)直流調(diào)整的輸入已調(diào)制信號。一種用于配置在根據(jù)本發(fā)明的零中頻(ZIF)體系結(jié)構(gòu)中的無線通信裝置的直流補(bǔ)償系統(tǒng)包括一組合器，它會組合直流偏移信號與輸入信號，并且提供已調(diào)整輸入信號。無線通信裝置包括直流控制邏輯，它會產(chǎn)生直流偏移信號；增益控制邏輯，它試圖將輸入信號功率保持在目標(biāo)功率水平；以及增益接口，它會轉(zhuǎn)換在增益控制邏輯與直流控制邏輯之間的增益水平。
在無線裝置的一主要信號路徑中，增益放大器會接收已調(diào)整輸入信號，并且基于增益調(diào)整信號而提供已放大輸入信號。增益控制邏輯包括一增益反饋電路，它會接收已放大輸入信號，估計輸入信號功率，以及提供增益調(diào)整信號，試圖將輸入信號功率維持在目標(biāo)功率水平。直流控制邏輯包括一直流估計器，它會估計在已放大輸入信號中的直流電平，并且提供直流估計信號。直流控制邏輯也包括一直流放大器，它會接收直流估計信號，并且基于增益轉(zhuǎn)換信號而提供直流偏移信號。要注意直流放大器的增益可能小于1(例如1/G)，并且可能作為一種衰減器(attenuator)而操作。要了解的是″放大″(amplification)包括衰減操作。增益接口包括一增益轉(zhuǎn)換器，它會接收增益調(diào)整信號，并且將增益轉(zhuǎn)換信號提供到直流放大器。
增益接口可能執(zhí)行一種或多種功能。在一實施例中，增益轉(zhuǎn)換器會在增益放大器和直流放大器的兩個增益范圍之間作轉(zhuǎn)換。選擇性地，或附加性地；當(dāng)增益放大器具有一種對數(shù)增益標(biāo)度且直流放大器具有一種線性增益標(biāo)度時，增益轉(zhuǎn)換器就會在對數(shù)和線性兩種增益標(biāo)度之間作轉(zhuǎn)換。
在一個更加特定的實施例中，無線通信裝置包括一射頻(RF)電路，一ZIF收發(fā)信機(jī)，以及一基帶處理器。射頻電路會接收和提供射頻信號，并且可能包括一個或多個天線，開關(guān)，濾波器以及匹配網(wǎng)絡(luò)(matching networks)；以便接收射頻信號和將它發(fā)送到收發(fā)信機(jī)。ZIF收發(fā)信機(jī)包括一射頻(RF)混頻器電路，它會將射頻信號轉(zhuǎn)換成基帶輸入信號；一組合器，它會組合直流偏移與基帶輸入信號，以提供已調(diào)整基帶輸入信號；以及一基帶放大器，它會接收已調(diào)整基帶輸入信號，并且基于增益調(diào)整信號而斷定已放大輸入信號?；鶐幚砥靼ㄔ鲆婵刂七壿?，直流控制邏輯，以及增益接口。增益控制邏輯會接收已放大輸入信號；估計輸入信號功率；以及斷定增益調(diào)整信號，試圖將輸入信號功率保持在目標(biāo)功率水平。直流控制邏輯會估計在已放大輸入信號中的直流量；并且提供直流偏移，試圖減低在已放大輸入信號中的直流電平。增益接口會轉(zhuǎn)換在增益控制邏輯與直流控制邏輯之間的增益水平。直流控制邏輯的操作是用來不是減低就是消除來自已提供到基帶處理器中的轉(zhuǎn)換和譯碼邏輯的已接收信號的直流量。
射頻電路和ZIF收發(fā)信機(jī)通常以模擬信號來操作，而基帶處理器則主要是使用數(shù)字邏輯。包括諸多適當(dāng)轉(zhuǎn)換裝置以建立接口連接(interfacing)，諸如模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。射頻信號可能包括同相(I)和正交(Q)兩個部份；其中射頻混頻器電路會分離來自射頻信號的I和Q基帶輸入信號。就I和Q兩個頻道而言，實質(zhì)上操作是完全相同的。提供兩個分離相加點，I和Q頻道中的每個頻道各有一個?；鶐Х糯笃靼ǚ蛛x的I和Q頻道基帶放大器，它們都是由來自增益控制邏輯的相同增益調(diào)整信號所控制，以保證適當(dāng)?shù)腎和Q頻道追蹤(tracking)。為I和Q頻道提供分離的直流控制邏輯和增益接口，其中操作實質(zhì)上是相同的。直流控制邏輯的操作是用來不是減低就是消除來自已提供到基帶處理器中的擴(kuò)展譯碼器(spreadingdecoder)和包譯碼器(packet decoder)的已接收信號的直流量。
一種用來減低在無線ZIF裝置中的直流量的方法包括將已接收射頻(RF)信號轉(zhuǎn)換成基帶信號；從基帶信號中減去直流偏移，以獲得已調(diào)整基帶信號；基于增益信號而放大已調(diào)整基帶信號，以獲得已放大輸入信號；根據(jù)已放大輸入信號而估計輸入基帶信號的功率水平；調(diào)整增益信號以達(dá)到輸入基帶信號的目標(biāo)功率水平；測量已放大輸入信號的一直流電平，以獲得一直流估計值；基于增益轉(zhuǎn)換信號而放大直流估計值，以提供直流偏移；以及基于增益信號而產(chǎn)生增益轉(zhuǎn)換信號。
該方法可能進(jìn)一步包括在兩個增益范圍之間作轉(zhuǎn)換；及/或在兩種不同增益標(biāo)度之間，諸如在對數(shù)和線性兩種增益標(biāo)度之間作轉(zhuǎn)換。該方法可能進(jìn)一步包括從基帶信號中減去直流偏移。放大直流估計值可能包括衰減直流估計值。衰減操作可能進(jìn)一步包括反轉(zhuǎn)該直流估計值以提供直流偏移，其中隨后會將直流偏移加到基帶信號。
應(yīng)認(rèn)識到通過適當(dāng)?shù)闹绷餮a(bǔ)償來去除高效能無線收發(fā)信機(jī)的中頻(IF)部份，導(dǎo)致了一種具有減低功率要求的相對高效能又低成本的無線ZIF收發(fā)信機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的諸多實施例，使用與增益回路接口連接的一直流補(bǔ)償回路會達(dá)成這些目標(biāo)。這種能力能夠?qū)LAN系統(tǒng)設(shè)計適用在家中或在小企業(yè)中；該系統(tǒng)是相對強(qiáng)固，并且在相對高的數(shù)據(jù)通過量操作下具有有效效能。
附圖概述當(dāng)連同下列附圖而考慮較佳實施例的下列詳細(xì)描述時，就能夠獲得對本發(fā)明的較好了解，其中

圖1是一個或多個無線LAN的一方框圖，其大致上說明根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例而建構(gòu)的諸多無線裝置的操作。
圖2是在零中頻(ZIF)體系結(jié)構(gòu)中且根據(jù)本發(fā)明的一實施例而建構(gòu)的一種無線收發(fā)信機(jī)的一簡化電路圖和方框圖，可將它集成到圖1中的任一裝置或存取點內(nèi)。
圖3是一種補(bǔ)償系統(tǒng)的方框圖，利用該系統(tǒng)來控制已接收信號的增益，并且減低或消除在圖2的無線收發(fā)信機(jī)中的直流偏移。
本發(fā)明實施例的詳細(xì)描述圖1是一個或多個WLAN的方框圖，其大致上說明根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例而建構(gòu)的諸多無線裝置的操作。雖然在諸多示例性實施例中，所述本發(fā)明與WLAN一起使用；但要了解的是本發(fā)明適用于任何無線電或無線通信，而不限于WLAN應(yīng)用。第一區(qū)域101和第二區(qū)域103表示一特定場所(location)的諸多分離隔室或分區(qū)，諸如在一棟辦公大樓內(nèi)的諸多辦公室，或者在一幢房屋內(nèi)的諸多房間。區(qū)域101和103可能各自包括無線存取點(AP)121和123，用來控制在各個區(qū)域101和103內(nèi)的通信。如圖所示，將兩個AP 121和123耦合到一個有線網(wǎng)絡(luò)，諸如LAN 125；再將它進(jìn)一步耦合到一公用服務(wù)器計算機(jī)127。
在區(qū)域101內(nèi)，兩個無線裝置111和113都能夠透過AP 121來互相通信；而在區(qū)域103內(nèi)，兩個無線裝置115和117都能夠透過AP 123來互相通信。AP 121使裝置111和113能夠透過LAN 125來和服務(wù)器127通信，而AP 123也使裝置115和117能夠透過LAN 125來和伺服127通信。進(jìn)一步要注意LAN 125使諸多裝置111、113，115及117能夠互相通信，并且使它們能夠和耦合到此處的任何其它裝置通信。
雖然諸多AP并不需要，但是如果使用的話，則通常將它們連接到一有線LAN，諸如LAN 125。AP的數(shù)目和位置通常取決于特定配置及需要，諸如被服務(wù)用戶的數(shù)目，涵蓋區(qū)域的范圍，及/或相鄰頻道干擾。要注意單一AP能夠服務(wù)一整樓層的房間，需視用戶密度及干擾而定。使用多個AP的情形很像在蜂窩通信中的諸多小區(qū)那樣。相鄰AP可能在相鄰頻道上操作，以防止干擾?？赡軉⒂寐?roaming)能力以容許諸多裝置從一區(qū)域移到另一區(qū)域，諸如從區(qū)域101移到區(qū)域103，反之亦然。通常，每個AP都有附加軟件，因而得以存取房屋或大樓主電源。
通過包括三個裝置131、133及135的區(qū)域105來顯示一個替換性實施例。三個裝置131、133及135是直接地互相通信，而不是透過任何AP來通信。沒有AP的網(wǎng)絡(luò)，在本質(zhì)上是挺特別的；因此，一般說來，包含較少的客戶。裝置111、113、115及117與裝置131、133及135之間的主要差異是操作模式。諸多無線裝置111、113、115、117以及131、133，135中的每個裝置都包括可根據(jù)本發(fā)明的一實施例而建構(gòu)的無線收發(fā)信機(jī)，以便啟動無線通信。
諸多裝置111、113、115、117、131、133以及135可能是包括無線通信能力的任何類型裝置。在辦公室或家庭環(huán)境中，譬如說，該裝置可能各自包括任何一種或多種的個人計算機(jī)、膝上型計算機(jī)、桌上型計算機(jī)等；包括任何類型列表機(jī)技術(shù)的打印裝置；個人數(shù)字助理(PDA)或其同類者，掃描儀，傳真機(jī)等。使用無線技術(shù)能夠使打算定位在一既定區(qū)域內(nèi)的任何地方的任何裝置和在相同通信區(qū)域內(nèi)的其它裝置通信，進(jìn)而在它們之間傳送數(shù)據(jù)和信息。譬如說，裝置111可能是以無線方式和可能是列表機(jī)的裝置113通信的計算機(jī)。并且，當(dāng)作計算機(jī)的裝置111可能對服務(wù)器127收發(fā)檔案?？赡軐⒀b置111從區(qū)域101移到區(qū)域103，并且透過AP 121而仍然和LAN 125及服務(wù)器127通信。LAN 125可能包括任何類型的線路技術(shù)，諸如電話線路，輸電線路，雙絞線，同軸電纜等；并且可能根據(jù)任何類型的適當(dāng)體系結(jié)構(gòu)，諸如任何類型的以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)或其同類結(jié)構(gòu)來加以建構(gòu)。進(jìn)一步要注意設(shè)想一種無線LAN 125，其中AP 121、123包括對應(yīng)無線收發(fā)信機(jī)，且都是機(jī)動式或可攜式裝置。在區(qū)域105內(nèi)，裝置131到135它們自己建立一種無線LAN(WLAN)，以一種類似的方式來互相通信。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實施例所建構(gòu)的一種無線收發(fā)信機(jī)200的一簡化電路圖和方框圖；可能將它集成到裝置111、113、115、117、131到135的其中任一裝置內(nèi)，以及在兩個AP 121、123其中的一或兩者中。然而，要了解的是無線收發(fā)信機(jī)200不會受限于只是可供模范的WLAN配置，而是可能會將它用于針對其它類型應(yīng)用的其它類型無線電或無線通信中。將無線收發(fā)信機(jī)200建構(gòu)成為一種零中頻(ZIF)體系結(jié)構(gòu)，它包括一ZIF收發(fā)信機(jī)201和一基帶處理器203。就像更完全地描述于下的那樣，ZIF體系結(jié)構(gòu)通過完全消除中類(IF)邏輯及有關(guān)聯(lián)電路來啟用一種簡化配置。以此方式，在ZIF體系結(jié)構(gòu)中，只有使用兩個主模塊，芯片，或IC(收發(fā)信機(jī)和處理器)來啟動無線通信。當(dāng)與包括中頻電路和邏輯的類似收發(fā)信機(jī)相比較時，這種體系結(jié)構(gòu)依序地會大幅減少組件數(shù)目，降低成本，以及進(jìn)一步減低無線收發(fā)信機(jī)200的功率消耗。
傳統(tǒng)ZIF體系結(jié)構(gòu)的一問題特性是將實質(zhì)直流偏移電壓引入接收器中，該偏移電壓不是必須被補(bǔ)償就是必須被消除，以便捕捉輸入信號，進(jìn)而容許通信。以一種與直流回路347組合的自動增益控制(AGC)回路345(圖3)來配置無線收發(fā)信機(jī)200，不是用來測量和減低就是用來消除在接收器中不需要的直流量。就像進(jìn)一步描述于下的那樣，AGC回路345包括增益控制邏輯，它會接收已放大輸入信號；估計輸入信號功率；以及斷定增益調(diào)整信號，試圖將輸入信號功率保持在目標(biāo)功率水平處。直流回路347包括直流控制邏輯，它會估計在已放大輸入信號中的直流量；并且提供直流偏移，試圖減低在已放大輸入信號中的直流電平。并且，提供一種增益接口，它會轉(zhuǎn)換在增益控制邏輯與直流控制邏輯之間的增益水平。
無線收發(fā)信機(jī)200可能利用任何所需載波頻率和調(diào)制技術(shù)，以獲得幾個對應(yīng)數(shù)據(jù)通過量其中任何數(shù)據(jù)通過量。譬如說，可能配置無線收發(fā)信機(jī)200，以便根據(jù)電機(jī)電子工程師學(xué)會(IEEE)802.11b標(biāo)準(zhǔn)，以具有1、2、5.5或11Mbps(每秒兆位)的數(shù)據(jù)通過量的一大約2.4GHz(十億赫)的載波頻率來操作。替換地，可能根據(jù)IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn)，以針對6，12，18，24，36或54Mbps的數(shù)據(jù)通過量的一大約5GHz的載波頻率來配置無線收發(fā)信機(jī)200。在圖標(biāo)的實施例中，無線收發(fā)信機(jī)200會根據(jù)IEEE 802.11b標(biāo)準(zhǔn)，以具有1，2，5.5或11Mbps的數(shù)據(jù)通過率的一2.4GHz的載波頻率來操作。將直接序列擴(kuò)展頻譜(DSSS)調(diào)制技術(shù)用于圖標(biāo)的實施例中，不過要了解的是本發(fā)明不會受限于任何特定通信或調(diào)制技術(shù)或標(biāo)準(zhǔn)。
可根據(jù)無線收發(fā)信機(jī)200來配置諸多裝置111到117或131到133其中任何裝置或者兩個AP 121、123。特定配置需視裝置類型及通信接口而定?？赡軐o線收發(fā)信機(jī)200配置成為一種插入計算機(jī)系統(tǒng)的一適當(dāng)插槽或接口中的插入式周邊或擴(kuò)充卡。譬如說，就可攜式和膝上型計算機(jī)及其同類者而言，可能將無線收發(fā)信機(jī)200建構(gòu)成為一種插入計算機(jī)的一PC卡插槽中的個人計算機(jī)存儲卡國際協(xié)會(PCMCIA)卡或PC卡(個人計算機(jī)卡)。可將天線合并在PC卡本身上；或者，以外部方式配備在計算機(jī)上，并且以任何適當(dāng)方式來和PC卡接口連接。就桌上型計算機(jī)及其同類者而言，可根據(jù)任何類型的擴(kuò)充或周邊標(biāo)準(zhǔn)，諸如；根據(jù)周邊組件互連(PCI)，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)(ISA)，擴(kuò)充型工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)(EISA)標(biāo)準(zhǔn)等來建構(gòu)無線收發(fā)信機(jī)200。譬如說，可將無線收發(fā)信機(jī)200建構(gòu)在一種插入一PCI插槽中的PCI卡上。并且，可以外部方式來整合或耦合天線。也會設(shè)想將天線嵌入顯示器中的迷你PCI卡。也會設(shè)想具有適當(dāng)通信接口的自含式或獨立式封裝，該封裝對AP而言是特別有利的。譬如說，可將無線收發(fā)信機(jī)200建構(gòu)成一種分離單元，它具有串行或并列連接，諸如，通用串行總線(USB)連接或以太網(wǎng)接口(雙絞線，同軸電纜等)，或者與裝置連接的任何其它適當(dāng)接口。
由無線收發(fā)信機(jī)200所收發(fā)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是透過一種媒體存取控制(MAC)裝置205加以處理的。就傳輸而言，MAC裝置205會斷定數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號來到包編碼器207，它會將數(shù)據(jù)公式化(formulate)成為供傳輸用的包。在包編碼器207中，通過三種串行比特流(serial bit streams)的銜接組合來形成一個包。被指稱為前導(dǎo)碼(preamble)的第一串行比特流是在諸多0或1的后接著是一種同步格式(sync pattern)的1Mbps比特流。被指稱為報頭(header)的第二串行比特流是諸如包長度和包的數(shù)據(jù)部份的數(shù)據(jù)速率的分包信息的1或2 Mbps比特流。被指稱為數(shù)據(jù)部份或有效負(fù)載(payload)的第三串行比特流是1，2，5.5或11Mbps數(shù)據(jù)流其中任一選定數(shù)據(jù)流。
包編碼器207將基帶編碼包提供到擴(kuò)展編碼器(SPREAD)209。在圖標(biāo)的實施例中，1和2 Mbps位速率(bit rate)是根據(jù)巴克字組(Barkerword)編碼擴(kuò)展法加以編碼的，而5.5和11Mbps位速率則是根據(jù)互補(bǔ)碼鍵控(CCK)編碼法加以編碼的。擴(kuò)展編碼器209使用一種正交產(chǎn)生(quadrature generation)技術(shù)，并且在各個I和Q頻道上產(chǎn)生同相(I)和正交(Q)信號。就1Mbps而言，以完全相同方式，將在一巴克字組的11個碼片(chips)中的每個位輸出在I和Q頻道上。若輸入位是0，則11個碼片的意義(sense)被反轉(zhuǎn)；且若輸入位是1，則11個碼片的意義未被反轉(zhuǎn)。于是，數(shù)據(jù)通過巴克碼來擴(kuò)展。就2Mbps而言，針對每兩個位輸入，將11個碼片輸出在I和Q兩個頻道中的每個頻道上。一個位被用來反轉(zhuǎn)或不反轉(zhuǎn)I頻道，而另一個位則被用于Q頻道。就5.5Mbps而言，將4個位映像到8個復(fù)合(I和Q頻道)碼片。選定8個碼片復(fù)合碼字組，然后根據(jù)在標(biāo)準(zhǔn)中所界定的諸多特定規(guī)則加以旋轉(zhuǎn)。11Mbps與5.5Mbps類似，除了將8個位映像到8個復(fù)合碼片外。
將I頻道部號提供到I頻道數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器(I DAC)211，并且將Q頻道信號提供到Q DAC 213；其中I DAC 211和Q DAC 213也會接收來自時鐘信號源257的一時鐘信號CREF。在一實施例中，以適于IEEE 802.11b標(biāo)準(zhǔn)的22 MHz基本頻率為基礎(chǔ)，該CRFF信號是44MHz。I DAC 211和Q DAC 213會分別上行抽樣(up-sample)且以數(shù)字方式來濾波I和Q頻道信號。就11Mbps而言，I和Q兩個DAC會將每個碼片轉(zhuǎn)換成四個樣本。I DAC 211會斷定I頻道模擬輸出信號來到一個反混淆低通濾波器(AA LPF)215，它會將I頻道傳送信號TXI提供到在ZIF收發(fā)信機(jī)201內(nèi)的一LPF 219。Q DAC 213會斷定Q頻道模擬輸出信號來到另一個AA LPF 217，它會將Q頻道傳送信號TXQ提供到在ZIF收發(fā)信機(jī)201內(nèi)的另一LPF 221的輸入端。
外部壓控振蕩器(VCO)229會將在大約4.8GHz處的輸出本地振蕩器(LO)信號提供到鎖相回路(PLL)231，以及I/Q LO產(chǎn)生器227的一輸入端。在一實施例中，使用一種參考晶體，通過電壓控制來調(diào)諧VCO229，以便產(chǎn)生4.8GHz LO信號。PLL 231會接收CREF時鐘信號，它被分頻(divided)降到一種適當(dāng)?shù)皖l信號。PLL 231亦將VCO 4.8GHz信號向下除成相同的低頻信號。在PLL 231內(nèi)的一相位檢測器電路(并未示出)會比較這兩個低頻信號-一個是CREF信號，另一個則是來自VCO229；并且會產(chǎn)生一種校正(C)信號，將它濾波后再輸入到VCO 229。這種鎖相回路系統(tǒng)會減低在VCO輸出LO信號上的抖動(jitter)。I/O LO227會將來自PLL 231的4.8GHz載波信號一分為二，因而產(chǎn)生兩個分離的2.4GHz載波信號，包括同相(I)載波信號，以及正交(Q)載波信號。I和Q載波信號互相呈現(xiàn)90度異相(out of phase)。將I載波信號提供到I頻道混頻器223的一輸入端，并且將Q載波信號提供到Q頻道混頻器225的一輸入端。I頻道混頻器223的另一輸入端會接收LPF 219的輸出信號，而Q頻道混頻器225的另一輸入端會接收LPF 221的輸出信號。I頻道混頻器223會組合I載波信號與I頻道傳送信號，以便將I頻道從基帶升頻轉(zhuǎn)換到2.4GHz射頻(RF)。Q頻道混頻器225會組合Q載波信號與Q頻道傳送信號，以便將Q頻道從基帶升頻混波到2.4GHz射頻。在一種可變增益放大器(VGA)233的輸入端處，加以組合I/Q頻道混頻器223，225的輸出信號。VGA 233會斷定一已放大傳送信號來到固定增益放大器235的輸入端，該放大器會將其輸出信號提供到一種射頻功率放大器(RFPA)237。RFPA 237會斷定一已放大射頻信號來到RFLPF 239，它會將一已濾波射頻輸出信號提供到一種傳送/接收(T/R)開關(guān)241的一輸入端。就傳輸而言，T/R開關(guān)241會將LPF239的射頻輸出信號提供到一種雙向帶通濾波器(BPF)243，它會將一已濾波射頻輸出信號提供到一種分集開關(guān)245。分集開關(guān)245會斷定射頻傳送信號在兩個天線247、249的其中之一的選定天線上。
RFPA 237會斷定傳送檢測(TX DET)信號回到在基帶處理器203內(nèi)的一傳送模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(TX ADC)251，它會將一對應(yīng)數(shù)字反饋信號提供到MAC 205。MAC 205包括一種功率控制算法(algorithm)；它會透過TX ADC 251來檢測已傳送輸出信號，并且將一種前饋(feedforward)信號提供到傳送數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器(TX DAC)253的輸入端；TX DAC 253會斷定一種傳送自動增益控制(TX AGC)信號；以便控制VGA 233的增益。并且，ZIF收發(fā)信機(jī)201包括一種參考電壓源255，以便為ZIF收發(fā)信機(jī)201和基帶處理器203提供參考電壓(VREF)信號。VREF信號可能具任何方便的電壓，諸如1.2伏或其同類者。時鐘信號源257會將CREF信號提供到在ZIF收發(fā)信機(jī)201內(nèi)的PLL 231。
選擇T/R開關(guān)241，以便接收來自兩個天線247，249其中任何一個天線的信號，并且將已濾波信號(透過BPF 243)提供到一種平衡/不平衡轉(zhuǎn)換器(balanced/unbalanced，簡稱BALUN)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)259的輸入端。BALUN 259會將已接收射頻輸入信號RRF提供到一種可變LNA(低噪聲放大器)261的輸入端。LNA 261會斷定其輸出信號來到固定增益LAN 263的輸入端。LNA 263會斷定已放大射頻接收信號來到I頻道混頻器265和Q頻道混頻器267的各個輸入端。I/Q LO 227會斷定I載波信號來到I頻道混頻器265的另一輸入端，以及Q載波信號來到Q頻道混頻器267的另一輸入端。I頻道混頻器265會分離來自射頻接收機(jī)中的I頻道輸出信號的I載波頻率；并且會將I頻道輸出信號提供到LPF 269。以一類似的方式，Q頻道混頻器267會分離來自射頻接收信號中的Q頻道輸出信號的Q載波頻率；并且會將Q頻道輸出信號提供到LPF 271。
將LPF 269的輸出信號提供到一個可變基帶自動增益控制(BBAGC)放大器273的輸入端。以一種類似的方式，LPF 271會斷定其輸出信號來到另一個BB AGC放大器275的輸入端。BB AGC放大器273會斷定一已放大I頻道模擬接收信號(RXI)來到I頻道接收器AA LPF277的輸入端，AA LPF 277會斷定其輸出信號來到在基帶處理器203內(nèi)的一I頻道ADC(I ADC)281的輸入端。BB AGC放大器275會斷定一已放大Q頻道模擬接收信號(RXQ)來到Q頻道接收器AA LPF 279的輸入端，AA LPF 279會將其輸出信號提供到在基帶處理器203內(nèi)的一Q頻道ADC(Q ADC)283的輸入端。I ADC 281和Q ADC 283會斷定各個I和Q頻道數(shù)字接收信號RDI、RDQ來到一種擴(kuò)展譯碼器(DE-SPREAD)285，它會執(zhí)行像擴(kuò)展編碼器209那樣的相反過程，以便檢索已接收基帶編碼包。擴(kuò)展譯碼器285將已接收基帶包提供到包譯碼器287，它除了其它功能外，還會檢索包有效負(fù)載，并且產(chǎn)生已接收數(shù)據(jù)信號流。進(jìn)一步描述于下，也會將RDI和RDQ信號提供到補(bǔ)償裝置284。將來自包譯碼器287的數(shù)據(jù)信號提供到MAC裝置205的一接收輸入端，MAC裝置205會將已接收信號提供到跨過已建構(gòu)接口的對應(yīng)裝置。MAC接口可能以內(nèi)部方式合并在一個裝置內(nèi)，諸如合并在PC卡或其同類者的上；或者，可能是具有諸如根據(jù)USB或其同類者的適當(dāng)外部連接器的外部裝置。
在ZIF.收發(fā)信機(jī)201內(nèi)的一過載檢測器(簡稱OD)289具有耦合到LPF 269和LPF 271的各個輸出端的第一和第二輸入信號，以便檢測在已接收輸入信號中的過載情況。過載檢測器289會斷定一基帶過載(BB OVLD)信號來到在基帶處理器203內(nèi)的一OVLD ADC 291，它會將一對應(yīng)數(shù)字過載信號OVLD提供到補(bǔ)償裝置284。以此方式，補(bǔ)償裝置284會檢測已接收信號的過載情況，并且斷定一HI/LO信號，以便控制ZIF收發(fā)信機(jī)201的可變LNA 261。在圖標(biāo)的實施例中，可變LNA 261具有高增益(HI)與低增益(LO)之間大約33分貝(dB)的位階差量(step differential)。最初將增益設(shè)定成高增益以檢測微弱信號；且若接收信號造成一種像由過載檢測器289所檢測出的過載情況，則根據(jù)某些條件而將增益切換到低增益。
就像更完全地描述于下的那樣，補(bǔ)償裝置284通過斷定一增益調(diào)整信號GADJ來到被指示為AGC DAC 297的增益DAC，以控制已接收信號的增益達(dá)到目標(biāo)功率水平。AGC DAC 297會斷定一對應(yīng)模擬反饋增益控制信號GAIN ADJUST，以便控制兩個BB AGC放大器273，275的增益。將單一增益控制信號提供到兩個BB AGC放大器273，275；使得接收信號的I和Q頻道的增益互相適當(dāng)?shù)刈粉?。補(bǔ)償裝置284會進(jìn)一步斷定各個數(shù)字I和Q頻道直流偏移信號IDCOFF，QDCOFF分別來到I頻道偏移(I OFF)DAC 293和Q頻道偏移(Q OFF)DAC 295。I OFF DAC 293會斷定I頻道直流偏移模擬信號(I OFFSET)來到LPF269，而Q OFF DAC 295則會斷定Q頻道直流偏移模擬信號(Q OFFSET)來到LPF 271。以此方式，補(bǔ)償裝置284不是試圖測量和減低就是試圖消除在ZIF收發(fā)信機(jī)201內(nèi)的接收信號的I和Q兩個頻道中的直流偏移。
利用ZIF體系結(jié)構(gòu)，以便用較低的成本和功率消耗來獲得充分效能和較高的數(shù)據(jù)通過量。這種體系結(jié)構(gòu)對要求多媒體和DVD應(yīng)用需要相對優(yōu)良效能的消費市場而言是特別有利的。消費市場也會要求較低的成本。ZIF體系結(jié)構(gòu)是通過消除諸多中頻(IF)組件及外部濾波器以達(dá)到較低成本但具有充分效能目的的一種方法。諸多目標(biāo)載波頻率都是在諸如2到5GHz范圍及較高范圍的GHz范圍內(nèi)，不過本發(fā)明不會受限于任何特定頻率范圍。2到5GHz頻帶是相對多噪聲的，它具有顯著的干擾量。利用ZIF體系結(jié)構(gòu)，以便在多噪聲環(huán)境中維持一種效能水準(zhǔn)。
隨著ZIF體系結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的特定問題是在基帶處的直流偏移的顯現(xiàn)，它會降低直接與系統(tǒng)的效能有關(guān)的信號噪聲比(SNR)。并沒有將可能被利用來對抗(combat)有效直流偏移電平的中頻電路級配備在ZIF體系結(jié)構(gòu)中。許多直流偏移的來源都是導(dǎo)因于溫度變化，諸如集成電路的晶粒自熱(die self-heating)。接收混頻器265，267會以內(nèi)部方式注入來自I/Q LO 227所產(chǎn)生的載波頻率的直流偏移。這種LO(本地振蕩器)直流偏移會隨著射頻頻率或頻道選擇，以及可變LNA 261的一選定增益水平而改變。這種變化會隨著頻道或增益的變化而很快地發(fā)生。隨著溫度而產(chǎn)生的一種緩慢直流漂移(DC drift)也會發(fā)生。外部地，來自I/Q LO 227的LO載波頻率會泄漏到天線輸入端口，因而造成直流偏移。這種外部直流偏移會隨著下列外部環(huán)境的變化而改變，諸如移動雙手，身體，珠寶飾品，鼠標(biāo)指針；激活諸如冷卻風(fēng)扇或其同類者的電子裝置；以及來自天線四周的諸多鄰近反射器的再輻射(re-radiation)。移動無線裝置或改變天線方向也會造成頻道或區(qū)域的傳播特性的顯著變化。這種環(huán)境變化會引起阻抗變化，它會動態(tài)地改變LO泄漏信號的振幅及相位。
接收混頻器265，267也會在它們的輸出處展現(xiàn)直流偏移。這種直流偏移主要是下列電路匹配的一函數(shù)，諸如雙極性與金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)組件匹配，以及電阻器匹配。這種直流偏移也會大溫度變動和自熱而漂移。I和Q頻道LPF 269，271也會在它們的輸出處展現(xiàn)直流偏移。這種直流偏移主要也是電路匹配的一函數(shù)。I和Q頻道基帶AGC放大器273，275也會在它們的輸出處展現(xiàn)直流偏移。這種直流偏移主要也是電路匹配的一函數(shù)。由于與此函數(shù)有關(guān)聯(lián)的模擬控制電路，故而匹配變動的沖擊比由接收混頻器265，267以及兩個LPF 269，271所體驗的直流偏移更加嚴(yán)苛。這種直流偏移也會隨著增益設(shè)定值而呈現(xiàn)非線性地改變，并且會因溫度變動和自熱而漂移?？刂齐妷簩υ鲆嫣匦砸部赡茈S著時間而緩慢地改變。漂移的主要理由是較慢的封裝溫度變動。導(dǎo)因于內(nèi)部無線電干擾(radio jamming)的某種程度的直流偏移也會發(fā)生，該項干擾系來自諸多以數(shù)字方式產(chǎn)生的信號的諧波(harmonics)。當(dāng)將無線電干擾注入天線及/或射頻前端(RF front end)時，這種直流偏移就是頻道和LAN增益的一函數(shù)，以及正在產(chǎn)生虛假信號(spurious signal)的特定數(shù)位電路的一強(qiáng)函數(shù)(strong function)。在諸如1仟赫(kHz)的某一頻率(f)的下，1/f噪聲會呈現(xiàn)像實際上與直流偏移類似的損害。
要注意用來去除直流偏移的一種可解決方法是透過交流(AC)耦合；諸如使用耦合電容器或其同類者。然而，交流耦合終于導(dǎo)致傾向于濾除低頻成份的濾波操作。被丟棄的數(shù)據(jù)量在1kHz的上變得有意義，使得交流耦合必須只濾波1kHz以下的信號。然而，在這種范圍內(nèi)，穩(wěn)定時間(settling time)太長了，諸如大約有100微秒(μs)的數(shù)級；該時間在諸如基于包的(packet-based)通信的一種猝發(fā)性(bursty)環(huán)境中不是挺實用的。穩(wěn)定時間會因通信的猝發(fā)性質(zhì)而受限。IEEE802.11a和IEEE 802.11b兩種標(biāo)準(zhǔn)的短前導(dǎo)碼時線(time lines)很少有精確直流估計的余地。
所有直流偏移的來源都指向BB AGC放大器273，275的輸入端。BB AGC放大器273，275的增益范圍必須足以保證在各種環(huán)境中獲得可接受效能。在圖標(biāo)的實施例中，每個BB AGC放大器273，275的增益范圍都是大約-6dB到60dB，或0.5V/V到1000V/V，以獲得大約0.7V/V到800V/V的所需操作范圍。已經(jīng)被確定的是直流偏移范圍可能有±50到100毫伏(mV)的數(shù)級。會要求在基帶放大器273，275的前發(fā)生直流校正，是因為它的有效增益范圍。
圖3是一種補(bǔ)償系統(tǒng)300的一方框圖，利用該系統(tǒng)來控制已接收信號的增益，并且減低或消除在ZIF體系結(jié)構(gòu)中的直流偏移。補(bǔ)償系統(tǒng)300圖解說明為了增益和直流補(bǔ)償目的的無線收發(fā)信機(jī)200的接收部份的操作。補(bǔ)償系統(tǒng)300包括各種部件，它們代表在無線收發(fā)信機(jī)200內(nèi)的諸多單元(elements)，其中包括來自ZIF收發(fā)信機(jī)201和基帶處理器203的電路，將其焦點放在補(bǔ)償裝置284的操作上面。將補(bǔ)償系統(tǒng)300的方框圖加以簡化，其中分離的I和Q頻道信號都是由表示I和Q兩個頻道的操作的單一通信路徑加以標(biāo)識。于是，要注意諸多相同技術(shù)都被應(yīng)用于I和Q兩個頻道；于是，都適用于無線收發(fā)信機(jī)200中。
將經(jīng)過BALUN 259的來自天線247，249的已接收射頻輸入信號RRF提供到被指示為LNA/混頻器301的射頻混頻器電路，它表示LNA261，263；以及接收混頻器265，267。LNA/混頻器301會將一基帶接收輸入信號RBB提供到組合器303的一輸入端，該組合器會將已直流調(diào)整(DC-adjusted)接收輸入信號RADJ提供到表示LPF 269，271的基帶BB LPF 305的輸入端。組合器303的另一輸入端會接收DC OFFSET(直流偏移)信號。組合器303當(dāng)作一種會組合DC OFFSET信號與RBB接收信號以提供已直流調(diào)整RADJ信號的組合器而操作。在一實施例中，組合器303是一種會從RBB接收信號中減去DC OFFSET信號以提供已直流調(diào)整RADJ信號的相加點(summing junction)。要注意組合器303可能替換地當(dāng)作一種會加上反相DC OFFSET信號的相加點而操作。本發(fā)明不會受限于任何特定結(jié)構(gòu)或設(shè)計方案。
將BB LPF 305的輸出信號提供到表示BB AGC放大器273，275的操作的基帶放大器BB AGC放大器307的輸入端。也將BB LPF 305的輸出信號提供到過載檢測器289，它會斷定基帶過載信號BB OVLD來到在基帶處理器203內(nèi)的OVLD ADC 291，它會將OVLD信號提供到補(bǔ)償裝置284的過載(OV)檢測部件309。過載檢測部件309會斷定HI/LO信號來到LNA/混頻器301，以便在高增益與低增益之間切換可變LNA 261。BB AGC放大器307會斷定已放大輸入信號R來到表示AA LPF 277，279的AA LPF 311的輸入端。將AA LPF 311的輸出信號提供到表示ADC 281，283的ADC 313。ADC 313會在其輸出處提供已放大接收輸入信號R的一數(shù)字版信號RD，其中RD信號表示I和Q數(shù)字接收信號RDI和RDQ。將來自ADC 313的RD信號提供到擴(kuò)展譯碼器285。
將RD信號提供到補(bǔ)償裝置284的信號功率估計部件315和直流估計部件319。信號功率估計部件315將輸入信號功率估計信號REST提供到組合器321的一輸入端。組合器321會接收來自目標(biāo)功率部件323的目標(biāo)功率(TP)信號，并且組合TP信號與REST信號以提供接收誤差信號RE；將RE信號提供到另一個組合器325的一輸入端。在一實施例中，組合器321當(dāng)作一種會從REST信號中減去TP信號以便將接收誤差信號RE提供到組合器325的一輸入端的相加點而操作。組合器325會組合RE信號與來自累加器329的增益累加信號GACC，以便在其輸出處提供增益調(diào)整信號GADJ。在一實施例中，組合器325也當(dāng)作一種會從來自累加器329的增益累加信號GACC中減去RE信號以便在其輸出處提供增益調(diào)整信號GADJ的相加點而操作。將GADJ信號提供到AGCDAC 297，累加器329，以及增益轉(zhuǎn)換器331的各個輸入端。AGC DAC297會將數(shù)字GADJ信號轉(zhuǎn)換成模擬GAIN ADJUST(增益調(diào)整)信號，它會控制BB AGC放大器307的增益。累加器329會連續(xù)地或定期地調(diào)整GACC信號，以追蹤GADJ信號的變化。
直流估計部件319將輸出直流估計數(shù)字信號ODCEST提供到直流放大器333的輸入端；由來自增益轉(zhuǎn)換器331的一輸出端的增益轉(zhuǎn)換信號GCON來調(diào)整直流放大器333。直流放大器333會依照由來自增益轉(zhuǎn)換器331的GCON信號所決定的一數(shù)量來放大或衰減(1/G)ODCEST信號；并且將輸入直流估計信號IDCEST提供到組合器335的一輸入端，該組合器會在其另一輸入端處接收來自累加器339的直流偏移累加信號DACC。組合器335會組合IDCEST信號與GACC信號以提供直流偏移信號DCOFF，將它提供到DC DAC 337的輸入端，以及直流累加器339的輸入端。在一實施例中，組合器335當(dāng)作一種會將IDCEST信號加到DACC信號以提供直流偏移信號DCOFF的相加點而操作。累加器339會將DACC信號連續(xù)地調(diào)整到DCOFF信號的電平，以維持一種已累加直流值。DCDAC 337會將數(shù)字DCOFF信號轉(zhuǎn)換成模擬DC OFFSET信號，將它提供到組合器303。DCOFF信號表示IDCOFF和QDCOFF信號的操作；而DCOFFSET信號則表示I OFFSET和Q OFFSET信號的操作。
要注意許多替代手段和變化例都被設(shè)想。譬如說，可能將組合器303建構(gòu)成為一種簡單的相加點，其中直流放大器333或DC DAC337會執(zhí)行否定(negation)或反演(inversion)，以產(chǎn)生一種負(fù)的DCOFFSET信號，然后通過組合器303將它加到RBB信號。
將控制邏輯343耦合到過載(OV)檢測部件309，目標(biāo)功率部件323，以及直流估計部件319；用來控制操作，設(shè)定參數(shù)等。譬如說，可使用控制邏輯343以令制造商或用戶能夠設(shè)定由目標(biāo)功率部件323所使用的一目標(biāo)功率水平，以控制TP信號。
在操作中，通過LNA/混頻器301，將來自天線247，249的RRF信號轉(zhuǎn)換成在基帶頻率處的RBB信號。為了保證檢測出由兩個天線247，249其中任何一個天線所接收的一種有效但微弱的射頻信號；過載檢測部件309最初會通過斷定HI/LO信號為HI來將LNA/混頻器301中的LNA部份的增益設(shè)定成高增益。RBB信號是通過組合器303加以直流調(diào)整；該組合器不是組合就是減去DC OFFSET信號，并且將RADJ信號提供到BB LPF 305。BB LPF 305將RADJ信號的一種已濾波版信號提供到BB AGC放大器307。DC OFFSET信號是以在BB AGC放大器307的輸入處的不需要的直流量的一估計值(estimate)為根據(jù)。過載檢測器289會檢測在BB LPF 305的輸出處的已接收輸入信號的過載情況是否存在；如果這樣，則斷定BB OVLD信號。若檢測出過載情況，則過載檢測部件309會斷定HI/LO信號為LO，以便減低LNA/混頻器301的輸入增益，進(jìn)而使已接收輸入信號RBB更接近目標(biāo)功率水平。
BB AGC放大器307會放大RADJ信號，以便將R信號提供到AALPF 311，然后再到基帶處理器203的ADC 313。ADC 313會將模擬R信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字接收信號RD，將它提供到擴(kuò)展譯碼器285(當(dāng)作RDI和RDQ信號)。信號功率估計部件315，兩個組合器321和325，目標(biāo)功率部件323，累加器329以及AGC DAC 297；它們與包括有BB AGC放大器307，AA LPF 311以及ADC 313的信號路徑裝置共同形成AGC回路345，它是一種集中在BB AGC放大器307四周的增益反饋電路。AGC回路345包括增益控制邏輯，它會接收已放大輸入信號，估計輸入信號功率，以及斷定增益調(diào)整信號，試圖將輸入信號功率保持在目標(biāo)功率水平。特別是，信號功率估計部件315會估計在RD信號內(nèi)的基帶輸入信號的功率，并且斷定指示其中功率的REST信號。在一實施例中，這項功率估計排除RD信號的任何直流電平。組合器321會比較REST信號與TP信號；以便產(chǎn)生RE信號，它會識別相對于由TP信號所表示的目標(biāo)功率水平，RD信號的功率誤差量。組合器325會調(diào)整GADJ信號的目前值，試圖補(bǔ)償會存在的任何功率信差。AGC DAC 297會將GADJ信號轉(zhuǎn)換成模擬GAIN ADJUST信號；將它提供到BB AGC放大器307的增益控制輸入端，以便控制在RD信號內(nèi)的基帶輸入信號的功率水平。于是AGC回路345試圖將在RD信號內(nèi)的基帶輸入信號的功率水平不是維持就是調(diào)節(jié)(regulate)達(dá)到目標(biāo)功率水平。
在圖標(biāo)的實施例中，表示兩個BB AGC放大器273，275其中任何一個BB AGC放大器307會使用一種對數(shù)增益標(biāo)度，諸如測量單位為dB(分貝)，其范圍在-6與60dB之間。因為RD信號是以數(shù)字格式呈現(xiàn)；所以信號功率估計部件315，目標(biāo)功率部件323，累加器329，以及兩個組合器321，325都是數(shù)字裝置；而REST，TP，RE，GACC以及RADJ信號則都是數(shù)字信號。AGC DAC 297是一種具有128個位階(steps)的7位DAC(數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器)，它會輸出一種具有大約±1毫安(mA)的控制電流范圍的模擬電流信號，以達(dá)到適于BB AGC放大器307的所需增益范圍。將AGC DAC 297的電流輸出轉(zhuǎn)換成電壓信號，諸如通過一種電阻性網(wǎng)絡(luò)或其同類者；以便獲得GAIN ADJUST信號。
直流估計部件319，增益轉(zhuǎn)換器331，直流放大器333，組合器335，累加器339，DC DAC 337以及組合器303；它們與在組合器303與ADC313之間的接收信號路徑共同形成直流回路347，其操作是試圖不是減低就是去除來自輸入信號路徑中的RD信號的直流量。直流回路347包括直流控制邏輯，它會估計在已放大輸入信號中的直流量，并且提供直流偏移，試圖減低在已放大輸入信號中的直流電平。特別是，直流估計部件3 19會估計RD信號的直流偏移，并且提供指示在BBAGC放大器307的輸出處的直流量的ODCEST信號。因為將DC OFFSET信號施加在組合器303處，該組合器是在BB AGC放大器307的輸入處；且因為RADJ信號的任何剩余直流量都被BB AGC放大器307有效地放大，所以直流放大器333的操作是用來補(bǔ)償BB AGC放大器307的增益。會接收GADJ信號和產(chǎn)生用來控制直流放大器333的增益的GCON信號的增益轉(zhuǎn)換器331，它當(dāng)作一種會轉(zhuǎn)換在增益控制邏輯與直流控制邏輯之間的諸多增益水平的增益接口而操作。在一實施例中，增益轉(zhuǎn)換器331會反轉(zhuǎn)增益(1/G)。增益轉(zhuǎn)換器331可能進(jìn)一步補(bǔ)償在BB AGC放大器307與直流放大器333之間的諸多不同增益范圍及/或不同增益標(biāo)度。以此方式，由直流放大器333所斷定的IDCEST信號表示DC OFFSET信號的一誤差。組合器335會通過IDCEST信號來調(diào)整像調(diào)整DACC信號那樣，由累加器339所維持的DCOFF信號；以便補(bǔ)償在DC OFFSET信號中的諸多誤差。
在圖標(biāo)的實施例中，因為RD信號是以數(shù)字格式呈現(xiàn)，所以直流估計部件319，直流放大器333，累加器339，以及組合器335都是數(shù)字裝置；而ODCEST，IDCEST，DACC及DCOFF信號則都是數(shù)字信號。并且，表示I，Q OFF DAC 293，295其中任何一個的DC DAC 337是一種依照2的補(bǔ)碼(2′s-complement)格式而操作的12位的基于電流的DAC，它會輸出一種具有大約±5毫安(mA)的范圍的模擬電流。將DAC輸出電流轉(zhuǎn)換成具有大約±75毫伏(mV)的范圍的DC OFFSET電壓信號，以補(bǔ)償大約±64mV的預(yù)期直流偏移范圍。增益轉(zhuǎn)換器331可能完全當(dāng)作一種用來將數(shù)字GADJ信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字GCON信號的數(shù)字裝置而操作。替換地，會設(shè)想到GCON信號是一種取決于直流放大器333的配置的模擬信號。在圖標(biāo)的實施例中，直流放大器333是一種線性增益放大器。通常，BB AGC放大器307會放大包括任何直流量的輸入信號，使得直流放大器333當(dāng)作一種會放大ODCEST信號以維持控制直流回路347的放大器而操作。透過GCON信號，通過增益轉(zhuǎn)換器331來控制由直流放大器333所產(chǎn)生的放大量。于是增益轉(zhuǎn)換器331會接收GADJ信號和調(diào)整GCON信號。
如前面所描述的，增益轉(zhuǎn)換器331當(dāng)作一種會轉(zhuǎn)換在增益控制邏輯與直流控制邏輯之間的諸多增益水平的增益接口而操作。在一實施例中，增益轉(zhuǎn)換器331會反轉(zhuǎn)在BB AGC放大器307與直流放大器333之間的增益。增益轉(zhuǎn)換器331可能進(jìn)一步會和GADJ及GCON信號的任何位加權(quán)操作(bit weighting)一起在諸多對應(yīng)范圍或單位之間作轉(zhuǎn)換，使得ODCEST信號的放大倍數(shù)(amplification)對應(yīng)于RADJ信號的增益。替換地或附加地，增益轉(zhuǎn)換器331會進(jìn)一步在兩種增益標(biāo)度之間，諸如在對數(shù)與線性標(biāo)度之間作轉(zhuǎn)換。特別是，就圖標(biāo)的實施例而言，因為BB AGC放大器307是一種測量單位為分貝(dB)的對數(shù)增益放大器；且因為直流放大器333是一種線性增益放大器，所以增益轉(zhuǎn)換器331會從以dB表示的GADJ信號轉(zhuǎn)換成線性增益GCON信號。針對其中BB AGC放大器307和直流放大器333兩者都是線性放大器的諸多實施例而言，增益轉(zhuǎn)換器331會和GADJ及GCON信號的任何位加權(quán)操作一起在諸多對應(yīng)范圍或單位之間作轉(zhuǎn)換而不需要對數(shù)轉(zhuǎn)換。
會察覺到通過適當(dāng)?shù)闹绷餮a(bǔ)來去除高效能無線收發(fā)信機(jī)的中頻(IF)部份，終于導(dǎo)致一種具有減低功率要求的相對高效能又低成本的無線ZIF收發(fā)信機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的諸多實施例，使用與增益回路接口連接的一直流補(bǔ)償回路可達(dá)成這些目標(biāo)?；谝环N與增益回路連接的增益轉(zhuǎn)換而估計在基帶增益放大器的輸出處的直流量以及放大直流量估計值，會在輸入處提供直流偏移，以便有效地控制已提供到基帶處理器譯碼器裝置的直流量。這種能力會使得能夠?qū)LAN系統(tǒng)設(shè)計適用在家中或在小企業(yè)中；該系統(tǒng)是相對強(qiáng)固，并且在相對高的數(shù)據(jù)通過量操作下具有有效效能。根據(jù)本發(fā)明的諸多實施例的一種ZIF設(shè)計會提供高靈敏度，并且容許增益和直流偏移兩個回路的快速穩(wěn)定(fastsettling)?？焖俜€(wěn)定的所以想要，是因為通信的突發(fā)性和分包化(packetized)性質(zhì)。這種設(shè)計也會與大量的固有噪聲奮斗到底；為了要補(bǔ)償直流偏移，不是使該噪聲達(dá)到平均數(shù)就是將它消除。
雖然連同一個或多個較佳實施例而已經(jīng)描述一種根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)及方法，但是并不打算受限于此處所描述的特定形式；反之，打算使它涵蓋諸如能夠被合理地包括在由所附權(quán)利要求書范圍所界定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的諸多替代手段、修改方法、及等效方案。
權(quán)利要求
1.一種用于配置在零中頻(ZIF)體系結(jié)構(gòu)中的無線通信裝置的直流補(bǔ)償系統(tǒng)，包括一組合器，它組合直流偏移信號與輸入信號，并且提供已調(diào)整輸入信號；一增益放大器，它接收該已調(diào)整輸入信號，并且基于增益調(diào)整信號而提供已放大輸入信號；一增益反饋電路，它接收該已放大輸入信號，估計輸入信號功率，以及提供增益調(diào)整信號，試圖將該輸入信號功率維持在目標(biāo)功率水平；一直流估計器，它估計在該已放大輸入信號中的直流電平，并且提供直流估計信號；一直流放大器，它接收該直流估計信號，并且基于增益轉(zhuǎn)換信號而提供該直流偏移信號；以及一增益轉(zhuǎn)換器，它接收該增益調(diào)整信號，并且將該增益轉(zhuǎn)換信號提供到該直流放大器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的直流補(bǔ)償系統(tǒng)，其中所述增益轉(zhuǎn)換器在該增益放大器和該直流放大器的增益范圍之間作轉(zhuǎn)換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的直流補(bǔ)償系統(tǒng)，進(jìn)一步包括所述增益放大器具有一種對數(shù)增益標(biāo)度；所述直流放大器具有一種線性增益標(biāo)度；以及所述增益轉(zhuǎn)換器在該對數(shù)增益標(biāo)度與該線性增益標(biāo)度之間作轉(zhuǎn)換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的直流補(bǔ)償系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它將所述已放大輸入信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸入信號；所述直流估計器估計該數(shù)字輸入信號的直流電平，并且提供數(shù)字直流估計信號；所述直流放大器接收該數(shù)字直流估計信號，并且提供數(shù)字直流偏移信號；以及一直流數(shù)模轉(zhuǎn)換器，它將該數(shù)字直流偏移信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的模擬直流偏移電壓，并且將該模擬直流偏移電壓提供到所述組合器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的直流補(bǔ)償系統(tǒng)，進(jìn)一步包括所述增益反饋電路接收所述數(shù)字輸入信號，并且提供數(shù)字增益調(diào)整信號；增益DAC，它將該數(shù)字增益調(diào)整信號轉(zhuǎn)換成用來控制所述增益放大器的增益的模擬增益調(diào)整信號；以及所述增益轉(zhuǎn)換器接收該數(shù)字增益調(diào)整信號，并且提供數(shù)字增益轉(zhuǎn)換信號以控制所述直流放大器的增益。
6.一種無線通信裝置，包括一ZIF收發(fā)信機(jī)，包括一射頻(RF)混頻器電路，它將射頻(RF)信號轉(zhuǎn)換成基帶輸入信號；一組合器，它組合直流偏移信號與該基帶輸入信號，以提供已調(diào)整基帶輸入信號；以及一基帶放大器，它接收該已調(diào)整基帶輸入信號，并且基于增益調(diào)整信號而斷定已放大輸入信號；以及一基帶處理器，包括一增益控制邏輯，它接收該已放大輸入信號，估計輸入信號功率，以及斷定該增益調(diào)整信號，試圖將該輸入信號功率保持在目標(biāo)功率水平；一直流控制邏輯，它估計在該已放大輸入信號中的直流量，并且提供直流偏移，試圖減低在該已放大輸入信號的直流電平；以及一增益接口，它轉(zhuǎn)換在該增益控制邏輯與該直流控制邏輯之間的增益水平。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的無線通信裝置，進(jìn)一步包括所述直流控制邏輯還包括一直流估計器，它估計在該已放大輸入信號中的直流電平，并且提供直流估計信號；一直流放大器，它接收該直流估計信號，并且基于增益轉(zhuǎn)換信號而提供所述直流偏移信號；且所述增益接口包括一接收所述增益調(diào)整信號和提供所述增益轉(zhuǎn)換信號的增益轉(zhuǎn)換器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的無線通信裝置，其中所述增益轉(zhuǎn)換器在該增益放大器和該直流放大器的增益范圍之間作轉(zhuǎn)換。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的無線通信裝置，進(jìn)一步包括所述基帶放大器具有一種對數(shù)增益標(biāo)度；所述直流放大器具有一種線性增益標(biāo)度；以及所述增益轉(zhuǎn)換器在該對數(shù)增益標(biāo)度與該線性增益標(biāo)度之間作轉(zhuǎn)換。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的無線通信裝置，進(jìn)一步包括所述ZIF收發(fā)信機(jī)將所述已放大輸入信號斷定為模擬信號；且所述基帶處理器進(jìn)一步包括一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它將該已放大輸入信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸入信號；所述增益控制邏輯接收該數(shù)字輸入信號，并且提供數(shù)字增益調(diào)整信號；一增益數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，它接收該數(shù)字增益調(diào)整信號，并且將該增益調(diào)整信號提供到所述基帶放大器；所述直流控制邏輯接收該數(shù)字輸入信號，并且提供數(shù)字直流偏移信號；以及一直流DAC，它接收該數(shù)字直流偏移信號，并且將所述直流偏移提供到所述組合器。
11.根據(jù)權(quán)利要求6的無線通信裝置，其中所述射頻信號包括同相(I)和正交(Q)兩個部份；所述射頻混頻器電路包括I和Q頻道混頻器電路，每個電路都將所述射頻信號分離成對應(yīng)的I和Q基帶輸入信號；所述組合器包括I和Q頻道組合器，它們分別從所述I和Q基帶輸入信號中減去對應(yīng)的I和Q直流偏移，以提供I和Q已調(diào)整基帶輸入信號；所述基帶放大器包括I和Q頻道放大器，它們分別接收所述I和Q已調(diào)整基帶輸入信號，并且基于所述增益調(diào)整信號而分別斷定I和Q已放大輸入信號；所述直流控制邏輯估計在所述I和Q已放大輸入信號中的每個已放大輸入信號中的直流量，并且提供所述I和Q直流偏移，試圖分別減低在I和Q頻道中的直流量；以及所述增益接口包括I和Q接口，它們各自在所述增益控制邏輯與聽述直流控制邏輯之間轉(zhuǎn)換增益水平。
12.一種用來減低在無線零中頻(ZIF)裝置中的直流量的方法，包括將已接收射頻(RF)信號轉(zhuǎn)換成基帶信號；組合直流偏移與該基帶信號，以獲得已調(diào)整基帶信號；基于增益信號而放大該已調(diào)整基帶信號，以獲得已放大輸入信號；根據(jù)該已放大輸入信號而估計輸入基帶信號的功率水平；調(diào)整該增益信號，以達(dá)到該輸入基帶信號的目標(biāo)功率水平；測量該已放大輸入信號的直流電平，以獲得直流估計值；基于增益轉(zhuǎn)換信號而放大該直流估計值，以提供該直流偏移；以及基于該增益信號而產(chǎn)生該增益轉(zhuǎn)換信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中產(chǎn)生所述增益轉(zhuǎn)換信號包括在各增益范圍之間作轉(zhuǎn)換。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中產(chǎn)生增益轉(zhuǎn)換信號進(jìn)一步包括在對數(shù)增益標(biāo)度與線性增益標(biāo)度之間作轉(zhuǎn)換。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中組合直流偏移與該基帶信號包括從該基帶信號減去該直流偏移。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中放大該直流估計值包括衰減該直流估計值以提供所述直流偏移。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中衰減該直流估計值進(jìn)一步包括反轉(zhuǎn)該直流估計值以提供所述直流偏移；且其中組合直流偏移與該基帶信號包括將該直流偏移加到該基帶信號。
全文摘要
一種無線通信裝置(200)，包括一射頻(RF)電路，一ZIF收發(fā)機(jī)(201)，以及一基帶處理器(203)。ZIF收發(fā)機(jī)(201)包括一射頻(RF)混頻器電路(301)，它會將射頻信號轉(zhuǎn)換成基帶輸入信號；一相加點(summing junction)(303)，它會從基帶輸入信號中減去直流偏移，以提供已調(diào)整基帶輸入信號；以及一基帶放大器(307)，它會接收已調(diào)整基帶輸入信號，并且基于增益調(diào)整信號而斷定(assert)已放大輸入信號?；鶐幚砥?203)包括增益控制邏輯(345)，直流控制邏輯(347)，以及增益接口(331)。增益控制邏輯會接收已放大輸入信號；估計輸入信號功率；以及斷定增益調(diào)整信號，以試圖將輸入信號功率保持在目標(biāo)功率水平。直流控制邏輯估計在已放大輸入信號中的直流量；并且提供直流偏移以試圖減低在已放大輸入信號中的直流電平。增益接口會轉(zhuǎn)換在增益控制邏輯與直流控制邏輯之間的增益水平。射頻信號可能包括同相(I)和正交(Q)兩個部分；其中射頻混頻器電路會從射頻信號分離I和Q基帶輸入信號。就I和Q兩個頻道而言，實質(zhì)上操作是完全相同的。直流控制邏輯的操作是用來不是減低就是消除來自已提供到基帶處理器中的譯碼器的已接收信號的直流量。
文檔編號H03G3/20GK1531774SQ01819755
公開日2004年9月22日 申請日期2001年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月2日
發(fā)明者K·R·巴德溫, P·J·藍(lán)迪, M·A·威斯特, R·D·史屈特, J·S·普蘭堤斯, K R 巴德溫, 史屈特, 威斯特, 普蘭堤斯, 藍(lán)迪 申請人:英特賽爾美國公司