專利名稱：無線通信系統(tǒng)和在其中使用的無線數(shù)字接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)和在其中使用的無線數(shù)字接收器，尤其涉及使用FDD(頻分雙工)體系結(jié)構(gòu)的無線通信系統(tǒng)和在其中使用的無線數(shù)字接收器。
背景技術(shù)：
使用FDD體系結(jié)構(gòu)的常規(guī)無線通信系統(tǒng)之一是使用DSRC(專用短程通信)體系結(jié)構(gòu)的無線通信系統(tǒng)(以下稱為“DSRC系統(tǒng)”)。
DSRC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)指定，當(dāng)從道路上所提供的第一無線通信設(shè)備(以下稱為“基站”)向車輛中所提供的第二無線通信設(shè)備(以下稱為“移動(dòng)臺(tái)”)發(fā)送第一無線信號(hào)(以下，這一發(fā)送將被稱為“下行鏈路”)時(shí)，使用5775[MHz]、5780[MHz]、5785[MHz]、5790[MHz]、5795[MHz]、5800[MHz]和5805[MHz]中的一個(gè)作為中心頻率。
DSRC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)還指定，當(dāng)從移動(dòng)臺(tái)向基站發(fā)送第二無線信號(hào)(以下這一發(fā)送將被稱為“上行鏈路”)時(shí)，使用距離用于下行鏈路的中心頻率40.000[MHz]的中心頻率。具體而言，如果使用5775[MHz]作為下行鏈路的中心頻率，則使用5815[MHz]作為上行鏈路的中心頻率。類似地，如果對(duì)下行鏈路使用5780[MHz]，則對(duì)上行鏈路使用5820[MHz]。如果對(duì)下行鏈路使用5785[MHz]，則對(duì)上行鏈路使用5825[MHz]。如果對(duì)下行鏈路使用5790[MHz]，則對(duì)上行鏈路使用5830[MHz]。如果對(duì)下行鏈路使用5795[MHz]，則對(duì)上行鏈路使用5835[MHz]。如果對(duì)下行鏈路使用5800[MHz]，則對(duì)上行鏈路使用5840[MHz]。如果對(duì)下行鏈路使用5805[MHz]，則對(duì)上行鏈路使用5845[MHz]。
在DSRC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)說明書中關(guān)于無線設(shè)備的技術(shù)要求的部分中，僅為基站指定了鏡頻響應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。
在解調(diào)過程由數(shù)字信號(hào)處理電路執(zhí)行的情況中，為了將所接收的已調(diào)制高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為該數(shù)字信號(hào)處理電路適用的頻率，需要在該數(shù)字信號(hào)處理電路之前提供用于將已調(diào)制高頻信號(hào)下變頻的變頻電路。
從無線設(shè)備的技術(shù)要求的觀點(diǎn)來看，較佳的是在基站中使用例如采用LOW-IF體系結(jié)構(gòu)的變頻電路。這是因?yàn)橛肔OW-IF體系結(jié)構(gòu)可以在無需在高頻部分中使用鏡像抑制濾波器的情況下移除鏡像干擾信號(hào)，如非專利文獻(xiàn)1(J.Crols和Michiel S.J.Steyaert的“Low-IF Topologies for High-Performance Analog Front Ends of FullyIntegrated Receivers”(用于全集成接收器的高性能模擬前端的Low-IF拓?fù)浣Y(jié)構(gòu))，IEEE電路和系統(tǒng)學(xué)報(bào)II模擬和數(shù)字信號(hào)處理，第45卷，第3號(hào)，1998年3月)中所描述。
如在非專利文獻(xiàn)1中所描述，使用LOW-IF體系結(jié)構(gòu)，所接收的已調(diào)制高頻信號(hào)的中心頻率被下變頻成一約為該已調(diào)制高頻信號(hào)的信號(hào)帶寬若干倍的頻率。然后，該經(jīng)下變頻的信號(hào)直接由采樣器采樣，并由數(shù)字信號(hào)處理電路解調(diào)。LOW-IF體系結(jié)構(gòu)是優(yōu)越的，因?yàn)樗峁┹^佳的接收特性和高度集成。
但是，對(duì)于移動(dòng)臺(tái)，沒有指定鏡頻響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。因此，能夠使用其中本機(jī)振蕩器由發(fā)射器和接收器共享的變頻器。由此，配合移動(dòng)臺(tái)，可采用一次變頻體系結(jié)構(gòu)。因此，能以低成本提供移動(dòng)臺(tái)。
如上所述，在基站中使用采用LOW-IF體系結(jié)構(gòu)的變頻器的情況中，經(jīng)變頻的信號(hào)被轉(zhuǎn)換為具有一約為所接收的已調(diào)制高頻信號(hào)的信號(hào)帶寬若干倍的頻率的信號(hào)。
在移動(dòng)臺(tái)使用采用其中本機(jī)振蕩器由發(fā)射器和接收器共享的一次變頻體系結(jié)構(gòu)的變頻器的移動(dòng)臺(tái)的情況中，經(jīng)變頻的信號(hào)被轉(zhuǎn)換為具有等于上行鏈路和下行鏈路之間的差的頻率的信號(hào)。通常，這些頻率互不相同。這在圖20到圖22中示出。
圖20是示出使用DSRC系統(tǒng)相互通信的常規(guī)基站9000和常規(guī)移動(dòng)臺(tái)9001的示意圖。在圖20中，頻率fc表示上行鏈路的中心頻率，其值為581 5[MHz]、5820[MHz]、5825[MHz]、5830[MHz]、5835[MHz]、5840[MHz]和5845[MHz]中的一個(gè)。此外，在圖20中，頻率fd表示上行鏈路所使用的信號(hào)的中心頻率和下行鏈路所使用的信號(hào)的中心頻率之間的差，且其值為40.000[MHz]。如圖20中所示，一信號(hào)以中心頻率fc從移動(dòng)臺(tái)9001向上傳輸?shù)交?000。一信號(hào)以中心頻率fc-fd從基站9000向下傳輸?shù)揭苿?dòng)臺(tái)9001。在DSRC系統(tǒng)中，指定信道帶寬為5[MHz]。
圖21是示出采用LOW-IF體系結(jié)構(gòu)的常規(guī)基站無線通信設(shè)備的一般配置的示意圖。圖22是示出采用一次變頻體系結(jié)構(gòu)的常規(guī)移動(dòng)臺(tái)無線通信設(shè)備的一般配置的示意圖。出于簡(jiǎn)化問題的目的，以下描述將僅討論移動(dòng)臺(tái)無線通信設(shè)備和基站無線通信設(shè)備處的信號(hào)接收操作。
首先，將參考圖20和圖21描述基站無線通信設(shè)備處的信號(hào)接收操作。在圖21中，基站無線通信設(shè)備包括天線9200、帶通濾波器9216、發(fā)送/接收選擇器轉(zhuǎn)換開關(guān)9211、放大器9201、第一混頻器9207、第二混頻器9203、第一本機(jī)振蕩器9206、第一低通濾波器9204、第二低通濾波器9205、第一采樣器9207、第二采樣器9208、采樣信號(hào)發(fā)生器9209、解調(diào)數(shù)字電路9210、發(fā)送高頻電路9212、第三混頻器9213、第二本機(jī)振蕩器9214和發(fā)射器電路9215。
在基站無線通信設(shè)備中，信號(hào)接收操作是通過使用天線9200、帶通濾波器9216、發(fā)送/接收選擇器轉(zhuǎn)換開關(guān)9211、放大器9201、第一混頻器9202、第二混頻器9203、第一本機(jī)振蕩器9206、第一低通濾波器9204、第二低通濾波器9205、第一采樣器9207、第二采樣器9208、采樣信號(hào)發(fā)生器9209和解調(diào)數(shù)字電路9210執(zhí)行的。
在信號(hào)接收操作中，發(fā)送/接收選擇器轉(zhuǎn)換開關(guān)9211被轉(zhuǎn)換為使天線9200和放大器9201相互連接。由天線9200接收從移動(dòng)臺(tái)9001接收的、中心頻率為fc的已調(diào)制高頻信號(hào)R(t)被輸入到放大器9201。放大器9201將已調(diào)制高頻信號(hào)R(t)放大到適當(dāng)電平，并將經(jīng)放大的信號(hào)輸入到第一混頻器9202和第二混頻器9203。第一本機(jī)振蕩器9206輸出中心頻率為fc-fa的正弦波。如非專利文獻(xiàn)1中所述，較佳的是，fa是一約為已調(diào)制高頻信號(hào)R(t)的信道帶寬的若干倍的頻率。
第一混頻器9202將從第一本機(jī)振蕩器9206輸出的中心頻率為fc-fa的正弦波乘以已調(diào)制高頻信號(hào)R(t)以輸出已調(diào)制低到中頻信號(hào)同相分量RXI(t)，其中心頻率為fa。
第二混頻器9203將從第一本機(jī)振蕩器9206輸出的中心頻率為fc-fa、且其相位偏移正弦波相位π/2的信號(hào)乘以已調(diào)制高頻信號(hào)R(t)以輸出已調(diào)制低到中頻信號(hào)正交分量RXQ(t)，其中心頻率為fa。
第一采樣器9207與從采樣信號(hào)發(fā)生器9209所輸出的頻率為fs1的信號(hào)同步地對(duì)已調(diào)制低到中頻信號(hào)同相分量RXI(t)進(jìn)行采樣，以輸出同相分量采樣信號(hào)I(mTs1)。
第二采樣器9208與從采樣信號(hào)發(fā)生器9209所輸出的頻率為fs1的信號(hào)同步地對(duì)已調(diào)制低到中頻信號(hào)正交分量RXQ(t)進(jìn)行采樣，以輸出正交分量采樣信號(hào)Q(mTs1)。
此處，m是一整數(shù)，而Ts1是采樣信號(hào)頻率fs1的倒數(shù)，即，Ts1＝1/fs1。為便于解調(diào)數(shù)字電路9210處的信號(hào)處理操作，fs1在很多情況下被設(shè)為等于fa的2N倍的值(N是自然數(shù)N＝1，2，3，……)。
解調(diào)數(shù)字電路9210接收同相分量采樣信號(hào)I(mTs1)和正交分量采樣信號(hào)Q(mTs1)作為輸入信號(hào)，并在移除鏡像干擾信號(hào)以后解調(diào)這些信號(hào)以輸出所接收的數(shù)據(jù)，如非專利文獻(xiàn)1中所述。
接下來，參考圖21和圖22，將描述移動(dòng)臺(tái)無線通信設(shè)備處的信號(hào)接收操作。在圖22中，移動(dòng)臺(tái)無線通信設(shè)備包括天線9100、帶通濾波器9112、發(fā)送/接收選擇器轉(zhuǎn)換開關(guān)9108、放大器9101、第一混頻器9102、本機(jī)振蕩器9103、低通濾波器9104、采樣器9105、采樣信號(hào)發(fā)生器9106、解調(diào)數(shù)字電路9107、發(fā)送高頻電路9109、第二混頻器9110和發(fā)射器電路9111。
在移動(dòng)臺(tái)無線通信設(shè)備中，信號(hào)接收操作是通過使用天線9100、帶通濾波器9112、發(fā)送/接收選擇器轉(zhuǎn)換開關(guān)9108、放大器9101、第一混頻器9102、本機(jī)振蕩器9103、低通濾波器9104、采樣器9105、采樣信號(hào)發(fā)生器9106和解調(diào)數(shù)字電路9107執(zhí)行的。
在信號(hào)接收操作中，發(fā)送/接收選擇器轉(zhuǎn)換開關(guān)9108被轉(zhuǎn)換為使天線9100和放大器9101被連接在一起。由天線9100從基站9000接收的、中心頻率為fc-fd的已調(diào)制高頻信號(hào)RL(t)首先通過帶通濾波器9112以移除既未在基站中也未在移動(dòng)臺(tái)中使用的頻帶的信號(hào)，然后被輸入到放大器9101。放大器9101將已調(diào)制高頻信號(hào)RL(t)放大到適當(dāng)電平，并將經(jīng)放大的信號(hào)輸入到第一混頻器9102。第一本機(jī)振蕩器9103輸出中心頻率為fc的正弦波。
第一混頻器9102將從本機(jī)振蕩器9103輸出的、中心頻率為fc的正弦波乘以已調(diào)制高頻信號(hào)RL(t)以向低通濾波器9104輸出已調(diào)制低到中頻信號(hào)L(t)，其中心頻率為fd。
在第一混頻器9102處的變頻中，中心頻率為fc+fd的信號(hào)是鏡像干擾信號(hào)。但是，因?yàn)樵贒SRC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中，移動(dòng)臺(tái)中所使用的無線設(shè)備的技術(shù)要求中沒有指定鏡頻響應(yīng)，所以在第一混頻器9102后可使用較低階、不昂貴的低通濾波器。如果鏡頻干擾是一個(gè)問題，則可通過使用復(fù)濾波器以僅提取所需頻帶的信號(hào)分量。
采樣器9105與從采樣信號(hào)發(fā)生器9106輸出的頻率為fs2的信號(hào)同步地對(duì)從低通濾波器9104輸出的中心頻率為fd的已調(diào)制低到中頻信號(hào)L(t)進(jìn)行采樣，以輸出采樣信號(hào)Ls(mTs2)。此處，m是一整數(shù)，而Ts2是由采樣信號(hào)頻率fs2的倒數(shù)(1/fs2)所表示的值。為便于解調(diào)數(shù)字電路9107處的信號(hào)處理操作，fs2在許多情況下被設(shè)為等于fd的2N倍(N是自然數(shù)N＝1，2，3，……)的值。
解調(diào)數(shù)字電路9107接收采樣信號(hào)Ls(mTs2)作為輸入信號(hào)，并解調(diào)該信號(hào)以輸出所接收的數(shù)據(jù)。
涉及本發(fā)明的其它背景技術(shù)資料包括非專利文獻(xiàn)2(Mikko Valkama等的“Acvanced Methods for I/Q Imbalance Compensation in Communication Receivers”(通信接收器中用于I/Q不平衡補(bǔ)償?shù)母呒?jí)方法)，IEEE信號(hào)處理學(xué)報(bào)，第49卷，第10號(hào)，第2335-2344頁，2001年10月)和非專利文獻(xiàn)3(Kiyomichi Araki等的“Software Musen No Kiso To Oyo”(軟件無線電基礎(chǔ)和應(yīng)用)，SIPEC公司知識(shí)服務(wù)部，第123頁，2002年10月)。
如上所述，在采用LOW-IF體系結(jié)構(gòu)的基站中，輸入到第一和第二采樣器9207和9208的信號(hào)RXI(t)和RXQ(t)的中心頻率fa約為已調(diào)制高頻信號(hào)R(t)的信號(hào)帶寬的若干倍。在采用一次變頻體系結(jié)構(gòu)的移動(dòng)臺(tái)中，輸入到采樣器9105的信號(hào)L(t)的中心頻率等于上行鏈路頻率和下行鏈路頻率之間的差(40.000[MHz])，如DSRC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中所指定。
因此，輸入到移動(dòng)臺(tái)中的采樣器的信號(hào)的中心頻率實(shí)質(zhì)上和輸入到基站中的采樣器的信號(hào)的中心頻率不同，由此，移動(dòng)臺(tái)中的采樣器9105中所使用的采樣信號(hào)的頻率與基站中的第一和第二采樣器9207和9208中所使用的采樣信號(hào)的頻率也不同。
因此，使用常規(guī)系統(tǒng)，即使基站和移動(dòng)臺(tái)的解調(diào)數(shù)字電路在功能上實(shí)質(zhì)上是一樣的，但它們所用的采樣頻率仍需被設(shè)為不同的值。由此，必須為基站和移動(dòng)臺(tái)提供兩個(gè)不同的解調(diào)數(shù)字電路。盡管希望實(shí)現(xiàn)一種用于基站和用于移動(dòng)臺(tái)的公共解調(diào)數(shù)字電路以提供不昂貴的收發(fā)器，但是優(yōu)于上述原因，要實(shí)現(xiàn)這一公共解調(diào)數(shù)字電路是很困難的。
發(fā)明揭示因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是實(shí)現(xiàn)一種其中基站和移動(dòng)臺(tái)使用公共采樣頻率的無線通信系統(tǒng)，由此以低成本為基站和移動(dòng)臺(tái)提供無線數(shù)字接收器，并降低無線通信系統(tǒng)的總成本。
本發(fā)明具有以下特征來達(dá)到上述目的。
本發(fā)明的第一方面針對(duì)一種無線通信設(shè)備，它用于從第一無線通信設(shè)備發(fā)送/接收第一無線信號(hào)，并從第二無線通信設(shè)備發(fā)送/接收第二無線信號(hào)，其中第一和第二無線信號(hào)具有互不相同的頻帶，其中第一無線通信設(shè)備包括第一變頻器，用于將從第二無線通信設(shè)備發(fā)來的第二無線信號(hào)下變頻為第一低頻信號(hào)；第一采樣器，用于對(duì)由第一變頻器下變頻的第一低頻信號(hào)進(jìn)行過采樣；以及第一解調(diào)數(shù)字電路，用于對(duì)由第一采樣器過采樣的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)；由第一解調(diào)數(shù)字電路解調(diào)的信號(hào)具有中心頻率fi[Hz]；第二無線通信設(shè)備包括第二變頻器，用于將從第一無線通信設(shè)備發(fā)來的第一無線信號(hào)下變頻為第二低頻信號(hào)，其中心頻率fd[Hz]等于第一無線信號(hào)的中心頻率和第二無線信號(hào)的中心頻率之間的差；第二采樣器，用于對(duì)由第二變頻器下變頻的第二低頻信號(hào)進(jìn)行欠采樣；以及第二解調(diào)數(shù)字電路，用于對(duì)由第二采樣器欠采樣的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)；第一采樣器中所使用的采樣頻率和第二采樣器中所使用的采樣頻率是相同的采樣頻率fs[Hz]；采樣頻率fs[Hz]被設(shè)為無線碼元發(fā)送速率的偶數(shù)倍的值，從而在第一采樣器中完成過采樣，而在第二采樣器中完成欠采樣；并且中心頻率fi[Hz]是對(duì)應(yīng)于第一和第二無線信號(hào)的帶寬的頻率的1/2到1倍，并且是采樣頻率fs[Hz]的1/2N(N是自然數(shù))。
在一較佳的實(shí)施例中，第一和第二無線信號(hào)的帶寬是2×Bch[Hz]，而無線碼元發(fā)送速率是fsym[Hz]，采樣頻率fs[Hz]和中心頻率fi[Hz]如以下表達(dá)式中所示fi=2kfsym2N]]>fs＝2Nfi其中k是滿足以下各式的整數(shù)fd+Bch(n+1)fsym≤k≤fd-Bchnfsym]]>……表達(dá)式12以及k≤fd2fsym]]>……表達(dá)式14且N是滿足下式的整數(shù)log2{fd+Bch(n+1)Bch}≤N≤log2{2(fd-Bch)nBch}]]>……表達(dá)式22其中n是滿足下式的整數(shù)1≤n≤fd-Bch2Bch]]>……表達(dá)式7。
在一較佳的實(shí)施例中，第一變頻器將從第二無線通信設(shè)備發(fā)來的第二無線信號(hào)下變頻為中心頻率為fj[Hz]的第一低頻信號(hào)；且第一低頻信號(hào)在第一采樣器前或后的位置被校正為中心頻率為fi[Hz]的信號(hào)以后由第一解調(diào)數(shù)字電路解調(diào)。
在一較佳實(shí)施例中，中心頻率fd是40.000[MHz]；而頻率fi和采樣頻率fs是fi＝3.072[MHz]且fs＝24.576[MHz]，fi＝3.072[MHz]且fs＝12.288[MHz]，fi＝4.608[MHz]且fs＝36.864[MHz]，fi＝4.096[MHz]且fs＝32.768[MHz]，或fi＝3.584[MHz]且fs＝28.672[MHz]。
在一較佳的實(shí)施例中，第一解調(diào)數(shù)字電路包括第一正交解調(diào)器，用于對(duì)由第一采樣器過采樣的信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)；第一低通濾波器，用于對(duì)由第一正交解調(diào)器正交解調(diào)的信號(hào)進(jìn)行低通濾波；以及第一接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由第一低通濾波器低通濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)；第二解調(diào)數(shù)字電路包括第二正交解調(diào)器，用于對(duì)由第二采樣器欠采樣的信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)；第二低通濾波器，用于對(duì)由第二正交解調(diào)器正交解調(diào)的信號(hào)進(jìn)行低通濾波；以及第二接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由第二低通濾波器低通濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)；第一正交解調(diào)器將由第一采樣器過采樣的信號(hào)轉(zhuǎn)換為包括中心頻率為0的分量的信號(hào)；而第二正交解調(diào)器將由第二采樣器欠采樣的信號(hào)轉(zhuǎn)換為包括中心頻率為0的分量的信號(hào)。
在一較佳的實(shí)施例中，第一解調(diào)數(shù)字電路包括第一復(fù)濾波器，用于通過使用數(shù)字濾波器來對(duì)由第一采樣器過采樣的信號(hào)的正頻分量和負(fù)頻分量?jī)烧咧兄行念l率更接近于0的一個(gè)進(jìn)行濾波；以及第一接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由第一復(fù)濾波器濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)；而第二解調(diào)數(shù)字電路包括第二復(fù)濾波器，用于通過使用數(shù)字濾波器來對(duì)由第二采樣器欠采樣的信號(hào)的正頻分量和負(fù)頻分量?jī)烧咧兄行念l率更接近于0的一個(gè)進(jìn)行濾波；以及第二接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由第二復(fù)濾波器濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)。
在一較佳的實(shí)施例中，第一解調(diào)數(shù)字電路包括第一正交解調(diào)器，用于對(duì)由第一采樣器過采樣的信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)；第一低通濾波器，用于對(duì)從第一正交解調(diào)器輸出的信號(hào)進(jìn)行低通濾波；以及第一接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由第一低通濾波器低通濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)；第二解調(diào)數(shù)字電路包括第二正交解調(diào)器，用于對(duì)由第二采樣器欠采樣的信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)；第二低通濾波器，用于對(duì)由第二正交解調(diào)器正交解調(diào)的信號(hào)進(jìn)行低通濾波；以及第二接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由第二低通濾波器低通濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)；第一正交解調(diào)器將由第一采樣器過采樣的信號(hào)轉(zhuǎn)換為包括中心頻率為0的分量的信號(hào)；而第二正交解調(diào)器將由第二采樣器欠采樣的信號(hào)轉(zhuǎn)換為包括中心頻率為0的分量的信號(hào)。
在一較佳的實(shí)施例中，頻率fj[Hz]是3.000[MHz]。
本發(fā)明的第二方面針對(duì)無線通信系統(tǒng)中的一種無線數(shù)字接收器，該系統(tǒng)用于從第一無線通信設(shè)備發(fā)送/接收第一無線信號(hào)，并從第二無線通信設(shè)備發(fā)送/接收第二無線信號(hào)，其中第一和第二無線信號(hào)具有互不相同的頻帶，該無線數(shù)字接收器在第一無線通信設(shè)備中接收第二無線信號(hào)，并對(duì)第二無線信號(hào)進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，該無線數(shù)字接收器包括變頻器，用于將從第二無線通信設(shè)備發(fā)來的第二無線信號(hào)下變頻為中心頻率為fi[Hz]的低頻信號(hào)；采樣器，用于對(duì)由變頻器下變頻的低頻信號(hào)進(jìn)行過采樣；以及解調(diào)數(shù)字電路，用于對(duì)由采樣器過采樣的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，其中采樣器中所使用的采樣頻率和第二無線通信設(shè)備中所使用的采樣頻率是相同的采樣頻率fs[Hz]；采樣頻率fs[Hz]被設(shè)為無線碼元發(fā)送速率的偶數(shù)倍的值，從而在采樣器中完成過采樣，而在第二無線通信設(shè)備的采樣器中完成欠采樣；且低頻信號(hào)的中心頻率fi[Hz]是對(duì)應(yīng)于第一和第二無線信號(hào)的帶寬的頻率的1/2到1倍，并且是采樣頻率fs[Hz]的1/2N(N是自然數(shù))。
在一較佳的實(shí)施例中，即第一和第二無線信號(hào)的帶寬是2×Bch[Hz]且無線碼元發(fā)送速率是fsym[Hz]的情形中，采樣頻率fs[Hz]和低頻信號(hào)的中心頻率fi[Hz]如以下表達(dá)式所示fi=2kfsym2N]]>fs＝2Nfi其中k是滿足以下各式的整數(shù)fd+Bch(n+1)fsym≤k≤fd-Bchnfsym]]>……表達(dá)式12以及k≤fd2fsym]]>……表達(dá)式14且N是滿足下式的整數(shù)log2{fd+Bch(n+1)Bch}≤N≤log2{2(fd-Bch)nBch}]]>……表達(dá)式22其中n是滿足下式的整數(shù)1≤n≤fd-Bch2Bch]]>……表達(dá)式7。
在一較佳的實(shí)施例中，中心頻率fi和采樣頻率fs是fi＝3.072[MHz]且fs＝24.576[MHz]，fi＝3.072[MHz]且fs＝12.288[MHz]，fi＝4.608[MHz]且fs＝36.864[MHz]，fi＝4.096[MHz]且fs＝32.768[MHz]，或fi＝3.584[MHz]且fs＝28.672[MHz]。
在一較佳的實(shí)施例中，解調(diào)數(shù)字電路包括正交解調(diào)器，用于對(duì)由采樣器過采樣的信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)；低通濾波器，用于對(duì)由正交解調(diào)器正交解調(diào)的信號(hào)進(jìn)行低通濾波；以及接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由低通濾波器低通濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)；且正交解調(diào)器將由采樣器過采樣的信號(hào)轉(zhuǎn)換為包括中心頻率為0的分量的信號(hào)。
在一較佳的實(shí)施例中，解調(diào)數(shù)字電路包括復(fù)濾波器，用于通過使用數(shù)字濾波器來對(duì)由采樣器過采樣的信號(hào)的正頻分量和負(fù)頻分量?jī)烧咧兄行念l率更接近于0的一個(gè)進(jìn)行濾波；以及接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由復(fù)濾波器濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的第三方面針對(duì)無線通信系統(tǒng)中的一種無線數(shù)字接收器，該系統(tǒng)用于從第一無線通信設(shè)備發(fā)送/接收第一無線信號(hào)，并從第二無線通信設(shè)備發(fā)送/接收第二無線信號(hào)，其中第一和第二無線信號(hào)具有互不相同的頻帶，該無線數(shù)字接收器在第二無線通信設(shè)備中接收第一無線信號(hào)，并對(duì)第一無線信號(hào)進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，該無線數(shù)字接收器包括變頻器，用于將從第一無線通信設(shè)備發(fā)來的第一無線信號(hào)下變頻為中心頻率fd[Hz]等于第一無線信號(hào)的中心頻率和第二無線信號(hào)的中心頻率之間的差的低頻信號(hào)；采樣器，用于對(duì)由變頻器下變頻的低頻信號(hào)進(jìn)行欠采樣；以及解調(diào)數(shù)字電路，用于對(duì)由采樣器欠采樣的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，其中采樣器中所使用的采樣頻率和第一無線通信設(shè)備中所使用的采樣頻率是相同的采樣頻率fs[Hz]；且采樣頻率fs[Hz]被設(shè)為無線碼元發(fā)送速率的偶數(shù)倍的值，從而在采樣器中完成欠采樣，而在第一無線通信設(shè)備的采樣器中完成過采樣。
在一較佳的實(shí)施例中，即第一和第二無線信號(hào)的帶寬是2×Bch[Hz]且無線碼元發(fā)送速率是fsym[Hz]的情況中，采樣頻率fs[Hz]如以下表達(dá)式所示fs＝2kfsym其中k是滿足以下各式的整數(shù)fd+Bch(n+1)fsym≤k≤fd-Bchnfsym]]>……表達(dá)式12以及k≤fd2fsym]]>……表達(dá)式14其中n是滿足下式的整數(shù)1≤n≤fd-Bch2Bch]]>……表達(dá)式7。
在一較佳的實(shí)施例中，中心頻率fd是40.000[MHz]；而采樣頻率fs是24.576[MHz]、12.288[MHz]，fs＝36.864[MHz]、fs＝32.768[MHz]或fs＝28.672[MHz]。
在一較佳的實(shí)施例中，解調(diào)數(shù)字電路包括正交解調(diào)器，用于對(duì)由采樣器欠采樣的信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)；以及低通濾波器，用于對(duì)由正交解調(diào)器正交解調(diào)的信號(hào)進(jìn)行低通濾波；以及接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由低通濾波器低通濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)；且正交解調(diào)器將由采樣器欠采樣的信號(hào)轉(zhuǎn)換為包括中心頻率為0的分量的信號(hào)。
在一較佳的實(shí)施例中，解調(diào)數(shù)字電路包括復(fù)濾波器，用于通過使用數(shù)字濾波器對(duì)由采樣器欠采樣的信號(hào)的正頻分量和負(fù)頻分量?jī)烧咧兄行念l率更接近于0的一個(gè)進(jìn)行濾波；以及接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由復(fù)濾波器濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的第四方面針對(duì)無線通信系統(tǒng)中的一種無線數(shù)字接收器，該系統(tǒng)用于從第一無線通信設(shè)備發(fā)送/接收第一無線信號(hào)，并從第二無線通信設(shè)備發(fā)送/接收第二無線信號(hào)，其中第一和第二無線信號(hào)具有互不相同的頻帶，該無線數(shù)字接收器在第一無線通信設(shè)備中接收第二無線信號(hào)，并對(duì)第二無線信號(hào)進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，該無線數(shù)字接收器包括變頻器，用于將從第二無線通信設(shè)備發(fā)來的第二無線信號(hào)下變頻到中心頻率為fj[Hz]的低頻信號(hào)；采樣器，用于對(duì)由變頻器下變頻的低頻信號(hào)進(jìn)行過采樣；以及解調(diào)數(shù)字電路，用于在將由采樣器過采樣的信號(hào)的中心頻率校正到fi[Hz]以后對(duì)其進(jìn)行解調(diào)，其中采樣器中所使用的采樣頻率和第二無線通信設(shè)備中所使用的采樣頻率是相同的采樣頻率fs[Hz]；采樣頻率fs[Hz]被設(shè)為無線碼元發(fā)送速率的偶數(shù)倍的值，從而在采樣器中完成過采樣，而在第二無線通信設(shè)備的采樣器中完成欠采樣；且中心頻率fi[Hz]是對(duì)應(yīng)于第一和第二無線信號(hào)的帶寬的頻率的1/2到1倍，并且是采樣頻率fs[Hz]的1/2N(N是自然數(shù))。
在一較佳的實(shí)施例中，第一和第二無線信號(hào)的帶寬是2×Bch[Hz]且無線碼元發(fā)送速率是fsym[Hz]，采樣頻率fs[Hz]和頻率fi[Hz]如以下表達(dá)式所示fi=2kfsym2N]]>fs＝2Nfi其中k是滿足以下各式的整數(shù)fd+Bch(n+1)fsym≤k≤fd-Bchnfsym]]>……表達(dá)式12以及k≤fd2fsym]]>……表達(dá)式14且N是滿足下式的整數(shù)
log2{fd+Bch(n+1)Bch}≤N≤log2{2(fd-Bch)nBch}]]>……表達(dá)式22其中n是滿足下式的整數(shù)1≤n≤fd-Bch2Bch]]>……表達(dá)式7。
在一較佳實(shí)施例中，解調(diào)數(shù)字電路包括正交解調(diào)器，用于對(duì)由采樣器過采樣的信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)；自動(dòng)頻率控制器，用于將由正交解調(diào)器正交解調(diào)的信號(hào)校正為具有頻率為fi[Hz]的分量的信號(hào)；低通濾波器，用于對(duì)由自動(dòng)頻率控制器校正頻率的信號(hào)進(jìn)行低通濾波；以及接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由低通濾波器低通濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)。
在一較佳的實(shí)施例中，頻率fj[Hz]是3.000[MHz]。
較佳的是以集成電路的形式來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的每個(gè)功能塊。實(shí)現(xiàn)這些功能塊的集成電路可被個(gè)別地構(gòu)成為單獨(dú)的芯片，或者部分或所有這些集成電路可一起被構(gòu)成單個(gè)芯片。在本說明書中，“集成電路”不僅是指以單個(gè)芯片形式提供的集成電路，還指一起被構(gòu)成單個(gè)芯片的一組集成電路。
現(xiàn)在將描述本發(fā)明的效果。在本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)和在其中使用的無線數(shù)字接收器中，第一無線通信設(shè)備(基站)中所使用的采樣頻率和第二無線通信設(shè)備(移動(dòng)臺(tái))中所使用的采樣頻率是相同的。因此，可對(duì)第一和第二無線通信設(shè)備使用相同的解調(diào)數(shù)字電路以執(zhí)行數(shù)字解調(diào)操作。因此，使用本發(fā)明，就不必為第一和第二無線通信設(shè)備(基站和移動(dòng)臺(tái))分別提供單獨(dú)的解調(diào)數(shù)字電路，由此能夠提供不昂貴的無線數(shù)字接收器，從而降低了無線通信系統(tǒng)的總成本。
此外，解調(diào)數(shù)字電路中提供了自動(dòng)頻率控制器，這允許本機(jī)振蕩器有一定程度的自由，這也有助于降低成本。
當(dāng)結(jié)合附圖考慮以下對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些即其它目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將從而更為明確。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的無線通信系統(tǒng)1的功能配置的框圖；圖2是示出第一無線數(shù)字接收器21的功能配置的框圖；圖3是示出低通濾波器103的通帶特性的示意圖；圖4是示出第二無線數(shù)字接收器31的功能配置的框圖；圖5是示出正交解調(diào)器的配置的示意圖；
圖6A和圖6B是示出所發(fā)送信號(hào)、以及所發(fā)送的信號(hào)乘以正弦波的結(jié)果的頻譜的示意圖；圖7A和圖7B是示出所發(fā)送的信號(hào)、以及所發(fā)送的信號(hào)乘以正弦波的結(jié)果的頻譜的示意圖；圖8是示出從采樣器101輸出的經(jīng)采樣信號(hào)S1(mTs)的頻譜的示意圖；圖9是示出正交解調(diào)器的配置的示意圖；圖10是示出通過以采樣頻率fs＝24.576[MHz]對(duì)中心頻率為fd＝40.000[MHz]的已調(diào)制低頻信號(hào)L2(t)進(jìn)行采樣而獲得的經(jīng)采樣信號(hào)S2(mTs)的頻譜的示意圖；圖11是示出從采樣器101輸出的經(jīng)采樣信號(hào)S1(mTs)的頻譜的示意圖，其中已調(diào)制低頻信號(hào)L1(t)的中心頻率是fi＝3.072[MHz]，而采樣頻率fs被設(shè)為12.288[MHz]；圖12是示出通過以采樣頻率fs＝12.288[MHz]對(duì)中心頻率為fd＝40.000[MHz]的已調(diào)制低頻信號(hào)L2(t)進(jìn)行采樣而獲得的經(jīng)采樣信號(hào)S2(mTs)的頻譜的示意圖；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的第一無線數(shù)字接收器21的功能配置的框圖；圖14是示出復(fù)濾波器602的示例性通帶特性的示意圖；圖15A、圖15B、圖15C、圖15D、圖15E和圖15F是用于示出復(fù)濾波器602的通帶特性的示意圖；圖16A和圖16B每個(gè)都是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的第一無線數(shù)字接收器21的功能配置的框圖；圖17是示出從正交解調(diào)器802輸出的同相分量經(jīng)采樣信號(hào)I(mTs)和正交分量經(jīng)采樣信號(hào)Q(mTs)的頻譜的示意圖；圖18是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的基站無線通信設(shè)備12的配置的示意圖；圖19是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的移動(dòng)臺(tái)無線通信設(shè)備11的配置的示意圖；圖20是圖示出使用DSRC系統(tǒng)相互通信的常規(guī)基站9000和常規(guī)移動(dòng)臺(tái)9001的示意圖；圖21是示出采用LOW-IF體系結(jié)構(gòu)的常規(guī)基站無線通信設(shè)備的一般配置的示意圖；圖22是示出采用一次變頻體系結(jié)構(gòu)的常規(guī)移動(dòng)臺(tái)無線通信設(shè)備的一般配置的示意圖。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式(第一實(shí)施例)圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的無線通信系統(tǒng)1的功能配置的框圖。在圖1中，無線通信系統(tǒng)1包括作為第一無線通信設(shè)備的基站2，以及作為第二無線通信設(shè)備的移動(dòng)臺(tái)3?；?包括第一無線數(shù)字接收器21和第一無線發(fā)射器22。移動(dòng)臺(tái)3包括第二無線數(shù)字接收器31和第二無線發(fā)射器32。為簡(jiǎn)單起見，圖1僅示出一個(gè)基站2和一個(gè)移動(dòng)臺(tái)3。但是，在實(shí)踐中，有使用不同信道相互通信的多個(gè)基站2和多個(gè)移動(dòng)臺(tái)3。
無線通信系統(tǒng)1采用DSRC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。因此，對(duì)于從移動(dòng)臺(tái)3到基站2的上行鏈路使用5815[MHz]、5820[MHz]、5825[MHz]、5830[MHz]、5835[MHz]、5840[MHz]和5845[MHz]中的一個(gè)。此處，上行鏈路所使用的信號(hào)的中心頻率記為fc[Hz](以下簡(jiǎn)稱為“fc”)。
對(duì)于從基站2到移動(dòng)臺(tái)3的下行鏈路，根據(jù)上行鏈路的頻率fc使用5775[MHz]、5780[MHz]、5785[MHz]、5790[MHz]、5795[MHz]、5800[MHz]和5805[MHz]中的一個(gè)。等于下行鏈路所用頻率和上行鏈路所用頻率之間的差的頻率[Hz](以下簡(jiǎn)稱為“fd”)總是40.000[MHz]。下行鏈路所用的信號(hào)的中心頻率是fc-fc[Hz](以下簡(jiǎn)稱為“fc-fd”)。
DSRC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范包括關(guān)于無線設(shè)備的技術(shù)要求的一個(gè)部分，該部分指定對(duì)基站和移動(dòng)臺(tái)的各種要求。
DSRC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)指定，每個(gè)信道中的信號(hào)的帶寬(以下稱為“信道帶寬”)是5[MHz]。根據(jù)此規(guī)范，可以理解在信道帶寬表示為2×Bch之處，Bch＝2.5[MHz]。
在DSRC系統(tǒng)中，指定了所采用的調(diào)制方案必須或?yàn)槠渲袩o線碼元頻率fsym[Hz](以下簡(jiǎn)稱為“fsym”)是1.024[MHz]的ASK(振幅鍵控)模式，或?yàn)槠渲袩o線碼元頻率fsym是2.048[MHz]的π/4相移QPSK(正交相移鍵控)。本實(shí)施例的DSRC系統(tǒng)采用無線碼元頻率fsym＝2.048[MHz]的π/4相移QPSK模式(正交相移鍵控)。在ASK模式的情形中，因?yàn)槭褂昧寺鼜厮固鼐幋a，所以被轉(zhuǎn)換為波特率的fsym＝1.024[MHz]是2.048[MHz]，這等于π/4相移QPSK模式的fsym。因此，以下描述原則上適用于ASK模式。
基站2的第一無線發(fā)射器22輸出中心頻率是fc-fd的信號(hào)(第一無線信號(hào))。響應(yīng)于此，移動(dòng)臺(tái)3的第二無線數(shù)字接收器31接收該中心頻率為fc-fd的信號(hào)(第一無線信號(hào))。第二無線數(shù)字接收器31將所接收的中心頻率是fc-fd的信號(hào)(第一無線信號(hào))下變頻為中心頻率為fd＝40.000[MHz]的信號(hào)。第二無線數(shù)字接收器31與采樣頻率為fs＝24.576[MHz]的采樣信號(hào)同步地對(duì)中心頻率為fd的信號(hào)進(jìn)行欠采樣(undersampling)。第二無線數(shù)字接收器31通過使用數(shù)字電路來對(duì)經(jīng)欠采樣的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)以獲得所接收的數(shù)據(jù)。
移動(dòng)臺(tái)3的第二無線發(fā)射器32輸出中心頻率為fc的信號(hào)(第二無線信號(hào))。響應(yīng)于此，基站2的第一無線數(shù)字接收器21接收該中心頻率為fc的信號(hào)(第二無線信號(hào))。第一無線數(shù)字接收器21將所接收的中心頻率為fc的信號(hào)(第二無線信號(hào))下變頻為中心頻率為fi＝3.072[MHz]的信號(hào)。第一無線數(shù)字接收器21與采樣頻率為fs＝24.576[MHz]的采樣信號(hào)同步地對(duì)中心頻率為fi的信號(hào)進(jìn)行過采樣(oversampling)。第一無線數(shù)字接收器21通過使用數(shù)字電路來對(duì)經(jīng)過采樣的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)以獲得所接收的數(shù)據(jù)。
圖2是示出第一無線數(shù)字接收器21的功能配置的框圖。在圖2中，第一無線數(shù)字接收器21包括變頻器100、采樣器101、正交解調(diào)器102、低通濾波器103、采樣信號(hào)發(fā)生器104和接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分105。以下將正交解調(diào)器102、低通濾波器103和接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分105統(tǒng)稱為“第一解調(diào)數(shù)字電路”。假定中心頻率為fc的已調(diào)制高頻信號(hào)R1(t)被輸入到第一無線數(shù)字接收器21。
變頻器100對(duì)已調(diào)制高頻信號(hào)R1(t)進(jìn)行下變頻，并輸出中心頻率為fi＝3.072[MHz]的已調(diào)制低頻信號(hào)L1(t)。將信號(hào)下變頻到fi＝3.072[MHz]的原因?qū)⒃谏院笤敿?xì)描述。
采樣信號(hào)發(fā)生器104輸出采樣頻率為fs＝24.576[MHz]的采樣信號(hào)。采樣頻率為fs＝24.576[MHz]的原因?qū)⒃谏院笤敿?xì)描述。
采樣器101與從采樣信號(hào)發(fā)生器104所輸出的采樣信號(hào)同步地對(duì)已調(diào)制低頻信號(hào)L1(t)進(jìn)行過采樣以輸出經(jīng)采樣的信號(hào)S1(mTs)。此處，m是整數(shù)(m＝……，-1，0，1，……)，而Ts為采樣周期，即，Ts＝1/fs。
正交解調(diào)器102執(zhí)行將從采樣器101所輸出的經(jīng)采樣的信號(hào)S1(mTs)乘以exp(-jθ×mTs)(其中j是虛數(shù)單位)的操作以輸出彼此相位相差π/2[rad]的兩個(gè)信號(hào)，即，同相分量經(jīng)采樣信號(hào)I1(mTs)和正交分量經(jīng)采樣信號(hào)Q1(mTs)。此處，θ的值被設(shè)為使在信號(hào)被乘以exp(-jθ×mTs)以后，被在從正交解調(diào)器102輸出的信號(hào)中包括被頻移成其中心頻率為0的信號(hào)。值θ將在稍后詳細(xì)描述。
圖3是示出低通濾波器103的通帶特性的示意圖。低通濾波器203是頻率通帶是0到Bch/2的數(shù)字濾波器。在提供了低通濾波器103的情況下，從低通濾波器103所輸出的基帶正交已解調(diào)信號(hào)的同相分量Ib1(mTs)和正交分量Qb1(mTs)將僅具有被頻移成其中心頻率為0的頻率分量。
從低通濾波器103輸出的信號(hào)Ib1(mTs)和Qb1(mTs)僅具有被頻移成其中心頻率為0的分量，由此接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分105能夠使用延遲檢測(cè)等手段來輸出所接收的數(shù)據(jù)。
圖4是示出第二無線數(shù)字接收器31的功能配置的框圖。在圖4中，第二無線數(shù)字接收器31包括變頻器200、采樣器201、正交解調(diào)器202、低通濾波器203、采樣信號(hào)發(fā)生器204和接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分205。以下將把正交解調(diào)器202、低通濾波器203和接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分205統(tǒng)稱為“第二解調(diào)數(shù)字電路”。假定中心頻率為fc-fd的已調(diào)制高頻信號(hào)R2(t)被輸入到第二無線數(shù)字接收器31。
變頻器200對(duì)已調(diào)制高頻信號(hào)R2(t)進(jìn)行下變頻以輸出中心頻率為fd＝40.000[MHz]的已調(diào)制低頻信號(hào)L2(t)。在DSRC系統(tǒng)的移動(dòng)臺(tái)中，從本機(jī)振蕩器(未示出)輸出頻率為fc的本機(jī)振蕩器信號(hào)以輸出要被發(fā)送的信號(hào)。移動(dòng)臺(tái)采用使用本機(jī)振蕩器信號(hào)的一次變頻體系結(jié)構(gòu)。此外，移動(dòng)臺(tái)所接收的信號(hào)的頻率是fc-fd。因此，變頻器通過使用頻率為fc的本機(jī)振蕩器信號(hào)，將已調(diào)制高頻信號(hào)R2(t)下變頻為fd＝40.000[MHz]。
采樣信號(hào)發(fā)生器204輸出采樣頻率為fs＝24.576[MHz]的采樣信號(hào)。由此，該采樣信號(hào)發(fā)生器204和第一無線數(shù)字接收器21中的采樣信號(hào)發(fā)生器104是相同的。如上所述，在本實(shí)施例中，第一無線數(shù)字接收器21中所使用的采樣頻率等于第二無線數(shù)字接收器31中所使用的采樣頻率。能夠使用相同采樣頻率的原因?qū)⑸院竺枋?。采樣頻率為fs＝24.576[MHz]的原因也將在稍后詳細(xì)描述。
采樣器201與從采樣信號(hào)發(fā)生器204所輸出的采樣信號(hào)同步地對(duì)已調(diào)制低頻信號(hào)L2(t)進(jìn)行欠采樣以輸出經(jīng)樣信號(hào)S2(mTs)。此處，m是整數(shù)(m＝……，-1，0，1，……)，而Ts是采樣周期，即，Ts＝1/fs。
正交解調(diào)器202執(zhí)行將從采樣器201所輸出的經(jīng)采樣信號(hào)S2(mTs)乘以exp(-jη×mTs)(其中j是虛數(shù)單位)的操作以輸出彼此相位相差π/2[rad]的兩個(gè)信號(hào)，即，同相分量經(jīng)采樣信號(hào)I2(mTs)和正交分量經(jīng)采樣信號(hào)Q2(mTs)。此處，η的值被設(shè)為使在信號(hào)被乘以exp(-jη×mTs)以后，被在從正交解調(diào)器102輸出的信號(hào)中包括被頻移成其中心頻率為0的信號(hào)。值η將在稍后詳細(xì)描述。如下將述，η的值不同于第一無線數(shù)字接收器21的正交解調(diào)器202中所使用的θ。由此，第一無線數(shù)字接收器21中所使用的正交解調(diào)器102和第二無線數(shù)字接收器31中所使用的正交解調(diào)器202除了在乘以exp中所使用的旋轉(zhuǎn)角度θ和η互不相同以外是相同的。互不相同的旋轉(zhuǎn)角度將在稍后詳細(xì)描述。
和第一無線數(shù)字接收器21中所使用的低通濾波器103一樣，低通濾波器203是頻率通帶為0到Bch/2的數(shù)字濾波器。由此，低通濾波器203也依賴于圖3。在提供了低通濾波器203的情況下，從低通濾波器203輸出的基帶正交已解調(diào)信號(hào)的同相分量Ib2(mTs)和正交分量Qb2(mTs)將僅具有被頻移成其中心頻率為0的頻率分量。第一無線數(shù)字接收器21中所使用的低通濾波器103和第二無線數(shù)字接收器31中所使用的低通濾波器203是相同的。
從低通濾波器203輸出的信號(hào)Ib2(mTs)和Qb2(mTs)僅具有被頻移成其中心頻率為0的分量，由此接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分205能夠通過延遲檢測(cè)等手段來輸出所接收的數(shù)據(jù)。
因?yàn)榈谝粺o線數(shù)字接收器21所用的采樣頻率等于第二無線數(shù)字接收器31的采樣頻率，所以可使用相同的采樣信號(hào)發(fā)生器作為采樣信號(hào)發(fā)生器104和204。此外，可使用相同的采樣器作為采樣器101和201。另外，可使用相同的低通濾波器作為低通濾波器103和203。此外，因?yàn)閮H需改變正交解調(diào)器102和正交解調(diào)器202之間的旋轉(zhuǎn)角度，所以在兩個(gè)不同的旋轉(zhuǎn)角度能被存儲(chǔ)在記憶設(shè)備中，且所使用的正交解調(diào)器能夠在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)角度值之間切換的情況下，可使用相同的正交解調(diào)器作為第一無線數(shù)字接收器21中的正交解調(diào)器102和第二無線數(shù)字接收器31中的正交解調(diào)器202。
現(xiàn)在，將描述通過使用fi＝3.072[MHz]和fs＝24.576[MHz]在采樣器101和201處正確完成采樣，并在第一和第二無線數(shù)字接收器21和31處正確獲得所接收的數(shù)據(jù)的原因。具體而言，將描述當(dāng)采樣器101以采樣頻率fs＝24.576[MHz]對(duì)中心頻率為fi＝3.072[MHz]進(jìn)行過采樣時(shí)能夠完全恢復(fù)所接收的數(shù)據(jù)，同時(shí)當(dāng)采樣器201以采樣頻率fs＝24.576[MHz]對(duì)中心頻率為fi＝40.000[MHz]的信號(hào)進(jìn)行欠采樣時(shí)能夠完全復(fù)原所接收的信號(hào)的原因。
使用復(fù)信號(hào)，所發(fā)送的信號(hào)可被一般地表示為如以下表達(dá)式1中所示。
Re[S(t)exp{j(ωct+Φ)}]……表達(dá)式1這是因?yàn)樗l(fā)送的基帶信號(hào)S(t)首先是表達(dá)為TXI+jTxQ的復(fù)信號(hào)，它通過使用如圖5所示的正交調(diào)制器進(jìn)行正交調(diào)制，然后作為無線電波輸出。
exp{j(ωct+Φ)}……表達(dá)式2
接收方通過將所發(fā)送的信號(hào)乘以正弦波來對(duì)該信號(hào)進(jìn)行下變頻。首先，可通過使用復(fù)信號(hào)，分別如表達(dá)式3和表達(dá)式4中所示地來表示所發(fā)送的信號(hào)和正弦波。
所發(fā)送的信號(hào)Re[S(t)exp{j(ωct+Φ)}]=12{S(t)exp{j(ωct+Φ)}+S*(t)exp{j(ωct+Φ)}*}]]>……表達(dá)式3正弦波cos{(ωc-ωi)t+Φ}=12{exp[j{(ωc-ωi)t+Φ}]+exp[j{(ωc-ωi)t+Φ}]*}]]>……表達(dá)式4根據(jù)表達(dá)式3，所發(fā)送的信號(hào)的頻譜可如圖6A中所示地在平面上表示，其中橫軸表示復(fù)頻率，而縱軸表示頻譜強(qiáng)度。
從圖6A中可以看到，所發(fā)送的信號(hào)是由一在中心角頻率ωc處的S(t)的頻譜和另一在中心角頻率-ωc處的S*(t)頻譜所組成。
類似地，從表達(dá)式4可以看到，正弦波是由一中心角頻率為ωc的正弦波信號(hào)和另一中心角頻率為-ωc的正弦波所組成的信號(hào)。
在下變頻所使用的本機(jī)振蕩器的中心角頻率為ωc-ωi的情況中，通過將所發(fā)送的信號(hào)乘以正弦波而獲得的經(jīng)變頻的信號(hào)可被表示為如表達(dá)式5所示。
Re[S(t)exp{j(ωct+Φ)}]cos{(ωc-ωi)t+Φ}]]>14{S(t)exp{j(ωit+Φ-Φ)}+S(t)exp{j(ωit+Φ-Φ)}*}]]>……表達(dá)式5圖6B以圖解方式圖示出表達(dá)式5所表示的下變頻?？梢钥吹?，當(dāng)所發(fā)送的信號(hào)被變頻為中心角頻率為ωi(在預(yù)期波不包含DC分量的同時(shí)盡可能靠近0的頻率值)時(shí)，相鄰信道(ch1-)落入預(yù)期波的頻帶，從而變?yōu)楦蓴_波。原則上，可通過使用例如鏡頻抑制混頻器(見非專利文獻(xiàn)1第281頁)來移除ch1-。但是，在實(shí)踐中，由于正交已解調(diào)信號(hào)的同相分量和正交分量之間的正交誤差的原因，最多僅能實(shí)現(xiàn)大約30到40dB的抑制，如本領(lǐng)域所知(見非專利文獻(xiàn)2)。但是，因?yàn)樵贒SRC系統(tǒng)中指定5[MHz]的相鄰波選擇性既不是為了基站也不是為了移動(dòng)臺(tái)(見STD-T75，第1.2版，第33頁)，所以ch1-無須被完全抑制。
圖7B示出將中心角頻率ωi從其圖6B中所示位置逐漸向正方向移開的結(jié)果。如圖7B中所示，下一個(gè)相鄰信道ch2-(下一個(gè)相鄰信道在STD-T75，第1.2版，第33頁中定義為10[MHz]-間隔信號(hào))落入預(yù)期波的頻帶中。在這一情形中，即使在ch2-移除僅僅退化很小程度的情況下，距離標(biāo)準(zhǔn)的15dB余量也將減少，而在最壞情況下，將無法再滿足該標(biāo)準(zhǔn)。因此，較佳的是，中心角頻率盡可能地靠近0。
考慮到上述觀點(diǎn)，當(dāng)對(duì)DSRC系統(tǒng)的基站采用LOW-IF體系結(jié)構(gòu)時(shí)，較佳的是進(jìn)行設(shè)置以使相鄰信道ch1-*落入預(yù)期波頻帶。由此，在經(jīng)下變頻的信號(hào)的中心頻率為fi的情形中，以下的表達(dá)式6將被滿足。
Bch≤fi≤2Bch ……表達(dá)式6其中fi＝2πωi，且2Bch是每個(gè)信道的帶寬因?yàn)?×Bch＝5[MHz]且fd＝40.000[MHz]，所以fi和fd之間的比較得出fi＜fd。因此，當(dāng)要用同一采樣頻率對(duì)一中心頻率為fi的信號(hào)和另一中心頻率為fd的信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)，中心頻率為fi的信號(hào)將被過采樣，而中心頻率為fd的信號(hào)將被欠采樣?？梢允褂媚芰钸@兩個(gè)信號(hào)都被過采樣的采樣頻率。但是，在這一情形中，采樣頻率將非常之高，并且必須使用能夠處理高頻信號(hào)的采樣器，由此使得要以低成本實(shí)現(xiàn)該電路很困難。
因此，要被欠采樣的信號(hào)是中心頻率為fd的信號(hào)。實(shí)現(xiàn)欠采樣操作的充要條件是以下的表達(dá)式7和表達(dá)式8(見非專利文獻(xiàn)3，第123頁，表達(dá)式B.12和B.16)。
1≤n≤fd-Bch2Bch]]>……表達(dá)式72(fd+Bch)n+1≤fs≤2(fd-Bch)n]]>……表達(dá)式8此處，fs表示采樣頻率。
要被過采樣的信號(hào)是中心頻率為fi的信號(hào)。根據(jù)奈奎斯特定理，實(shí)現(xiàn)過采樣操作的充要條件是以下的表達(dá)式9。
fs≥2Bch ……表達(dá)式9此外，容易地實(shí)現(xiàn)解調(diào)數(shù)字電路的條件由以下的表達(dá)式10一般表示。
fs＝2Nfi＝skfsym ……表達(dá)式10此處，N和k是整數(shù)，fsym是表示無線碼元發(fā)送速率的頻率。
表達(dá)式8和表達(dá)式10產(chǎn)生表達(dá)式11。
2(fd+Bch)n+1≤2kfsym≤2(fd-Bch)n]]>……表達(dá)式11可關(guān)于k重排表達(dá)式11，從而產(chǎn)生表達(dá)式12。
fd+Bch(n+1)fsym≤k≤fd-Bchnfsym]]>……表達(dá)式12關(guān)于k的條件將會(huì)進(jìn)一步討論。如上所述，對(duì)中心頻率為fd的信號(hào)使用欠采樣方案。將此事實(shí)結(jié)合表達(dá)式10進(jìn)行考慮產(chǎn)生表達(dá)式13。
fd≥fs＝2kfsym ……表達(dá)式13可關(guān)于k變換此式，從而產(chǎn)生表達(dá)式14。
k≤fd2fsym]]>……表達(dá)式14注意，因?yàn)楸磉_(dá)式15除了在n＝1時(shí)以外其它時(shí)候都為真(即，當(dāng)n≥2時(shí)它為真)，所以只要表達(dá)式11為真，表達(dá)式14總為真。
fd>2(fd-Bch)n]]>……表達(dá)式15通過使用表達(dá)式10來重排表達(dá)式6產(chǎn)生表達(dá)式16。
2NBch≤fs≤2N+1Bch……表達(dá)式16接下來，將考慮同時(shí)滿足表達(dá)式8和表達(dá)式16的條件。首先，將考慮不能同時(shí)滿足表達(dá)式8和表達(dá)式16的條件。無能夠同時(shí)滿足表達(dá)式8和表達(dá)式16的解的條件如表達(dá)式17中所示。
2N+1Bch<2(fd+Bch)n+1]]>或2NBch>2(fd+Bch)n]]>……表達(dá)式17關(guān)于N重排表達(dá)式17產(chǎn)生表達(dá)式18。
N<log2{fd+Bch(n+1)Bch}]]>或N>log2{2(fd-Bch)nBch}]]>……表達(dá)式18現(xiàn)在，進(jìn)行如表達(dá)式19中所示的計(jì)算，以進(jìn)行表達(dá)式18中的算法之間的比較。
2(fd-Bch)nBch-fd+Bch(n+1)Bch=(n+1)fd-(3n+1)Bchn(n+1)Bch]]>=fd-(3-2n+1)BchnBch]]>……表達(dá)式19因?yàn)榛诒磉_(dá)式7有1≤n，所以2/(n+1)≤1。由此，可從表達(dá)式19獲得表達(dá)式20。
fd-3BchnBch<fd-(3-2n+1)BchnBch≤fd-2BchnBch]]>……表達(dá)式20因?yàn)樵贒SRC系統(tǒng)中fd＝40.000[MHz]＝16Bch，所以表達(dá)式20的值大于0。由此，表達(dá)式21為真。
2(fd-Bch)nBch>fd+Bch(n+1)Bch]]>……表達(dá)式21因此，可通過對(duì)入表達(dá)式18中所示的表達(dá)式求反來獲得同時(shí)滿足表達(dá)式8和表達(dá)式16的條件，如表達(dá)式22所示。
log2{fd+Bch(n+1)Bch}≤N≤log2{2(fd-Bch)nBch}]]>……表達(dá)式22由此，是通過首先獲得滿足表達(dá)式7的n的值，來獲得本發(fā)明的fi和fs的值。然后，獲得滿足表達(dá)式12和表達(dá)式14的k的值。接著，對(duì)于所獲得的n的值，獲得滿足表達(dá)式22的N的值。然后，所獲得的N和k的值被代入表達(dá)式10以獲得fi。接著，所獲得的N和fi的值被代入表達(dá)式10以獲得fs。
現(xiàn)在，將用實(shí)際的DSRC系統(tǒng)來獲得fi和fs的值。在DSRC系統(tǒng)中，假定Bch＝2.5[MHz]，fd＝40.000[MHz]而fsym＝2.048[MHz]。
首先，推導(dǎo)出滿足表達(dá)式7的整數(shù)。在所示示例中，n＝1，2，……，7滿足表達(dá)式7。
然后，選擇n的各整數(shù)值中的一個(gè)，并推導(dǎo)出滿足表達(dá)式12和表達(dá)式14的整數(shù)k。對(duì)于某個(gè)整數(shù)n(1≤n≤7)，可能沒有整數(shù)k滿足表達(dá)式12和表達(dá)式14。具體而言，當(dāng)n＝1，4，5和7時(shí)，沒有滿足表達(dá)式12和表達(dá)式14的整數(shù)k。當(dāng)n＝2時(shí)，k＝7，8，或9。當(dāng)n＝3時(shí)，k＝6。當(dāng)n＝6時(shí)，k＝3。
然后，選擇滿足表達(dá)式7的整數(shù)值n(1≤n≤7)中的一個(gè)，并推導(dǎo)出滿足表達(dá)式22的整數(shù)N。當(dāng)n＝1時(shí)，N＝4。當(dāng)n＝2或3時(shí)，N＝3。當(dāng)n＝4，5，6或7時(shí)，N＝2。
最后，基于表達(dá)式10，獲得對(duì)應(yīng)于整數(shù)k和N的值fi，基于fi獲得fs的值。
以下的表1示出n、k和N可能的組合，以及對(duì)應(yīng)于此的值fi和fs。
表1

在表1中，“-”是指沒有滿足上述條件的值。
如從表1中可見，fi的最小值是3.072[MHz]，且如從以上參考圖6A、圖6B、圖7A和圖7B的描述中可見，當(dāng)fi為3.072[MHz]時(shí)，下一個(gè)相鄰信道ch2-落入預(yù)期波頻帶最不顯著。因此，將把以下描述限于fi為3.072[MHz]的情形?；诒?當(dāng)fi為3.072[MHz]時(shí)，fs為24.576[MHz]或12.288[MHz]。在本實(shí)施例中，使用24.576[MHz]作為fs。
以上描述示出，當(dāng)采樣器101以fs＝24.576[MHz]的采樣頻率對(duì)中心頻率為fi＝3.072[MHz]的信號(hào)進(jìn)行過采樣時(shí)所接收的數(shù)據(jù)能被完全復(fù)原，而同時(shí)當(dāng)采樣器201以采樣頻率fs＝24.576[MHz]對(duì)中心頻率為fi＝40.000[MHz]的信號(hào)進(jìn)行欠采樣時(shí)，所接收的數(shù)據(jù)能被完全復(fù)原。盡管在所示示例中fi＝3.072[MHz]且fs＝24.576[MHz]，但是如從表1可見，也能使用fi＝3.072[MHz]和fs＝12.288[MHz]的組合。此外，如從表1可見，其它可能的組合包括fi＝4.608[MHz]和fs＝36.864[MHz]；fi＝4.096[MHz]和fs＝36.768[MHz]；以及fi＝3.584[MHz]且fs＝28.672[MHz]。注意，在任何情形中，fd＝40.000[MHz]。
圖8是示出從采樣器101輸出的經(jīng)采樣信號(hào)S1(mTs)的頻譜的示意圖。在圖8中，橫軸表示復(fù)頻率，而縱軸表示功率譜強(qiáng)度。
在圖8中，2Bch表示信道帶寬，且在DSRC系統(tǒng)中，2Bch＝5[MHz]。在圖8中，頻譜300表示已調(diào)制低頻信號(hào)L1(t)的頻譜。其它頻譜是由于用Ts的采樣周期對(duì)已調(diào)制低頻信號(hào)L1(t)進(jìn)行采樣的原因而出現(xiàn)的折疊頻譜。該圖示出一中心頻率為fs±fi的信號(hào)和另一中心頻率為-fs±fi的信號(hào)作為折疊頻譜。
正交解調(diào)器102接收從采樣器101輸出的經(jīng)采樣信號(hào)S1(mTs)，并輸出相位相差π/2[rad]的兩個(gè)信號(hào)，即，同相分量經(jīng)采樣信號(hào)I1(mTs)和正交分量經(jīng)采樣信號(hào)Q1(mTs)。具體而言，正交解調(diào)器102通過使用如表達(dá)式23中所示的θ[rad]來執(zhí)行操作S1(mTs)×exp(-jθ×mTs)，以獲得同相分量經(jīng)采樣信號(hào)I1(mTs)和正交分量經(jīng)采樣信號(hào)Q1(mTs)。
θ=12N-1π]]>……表達(dá)式23此處，N如表1中所示。具體而言，在fi＝3.072[MHz]和fs＝24.576[MHz]的情況下，N＝3。在fi＝3.072[MHz]和fs＝12.288[MHz]的情況下，N＝2。在fi＝4.608[MHz]和fs＝36.864[MHz]的情況下，N＝3。
例如，使用數(shù)字電路，通過將Sb(mTs)乘以exp(-j2π×fb/fs×t)，并將該頻率往正方向偏移fb，能將中心頻率是不為0的fb[Hz]、且已用采樣頻率fs進(jìn)行采樣的信號(hào)Sb(mTs)轉(zhuǎn)換為中心頻率為0的信號(hào)。盡管t表示時(shí)間，但是在采樣頻率為fs的數(shù)字電路內(nèi)部，t不能取連續(xù)值，而是取固定間隔為Ts的離散值。因此，對(duì)于每Ts秒，Sb(mTs)應(yīng)乘以的值如表達(dá)式24所示。
exp(-j2πfbfsm)]]>……表達(dá)式24由此，通過執(zhí)行如表達(dá)式25所示的操作，能將中心頻率為fb的Sb(mTs)轉(zhuǎn)換為中心頻率為0的信號(hào)。
Sb(mTs)×exp(-j2πfbfsm)]]>……表達(dá)式25使用歐拉公式展開exp項(xiàng)產(chǎn)生表達(dá)式26。
exp(-j2πfbfsm)=cos{(2πfbfs)m}-jsin{(2πfbfs)m}]]>……表達(dá)式26由此，可通過使用如圖9所示的電路配置來實(shí)現(xiàn)表達(dá)式25的操作。圖9是示出一種用于將頻率偏移-fb以獲得中心頻率為0的電路的配置的示意圖。如圖9中所示，該電路輸出作為Sb(mTs)的同相分量的Ib(mTs)和作為其正交分量的Qb(mTs)。因此，圖9中所示的電路可被視為正交解調(diào)器。由此，圖9示出正交解調(diào)器102和202的內(nèi)部配置。
因此，由正交解調(diào)器102執(zhí)行的操作S1(mTs)×exp(-jθ×m)中的θ是如以下基于表達(dá)式10的表達(dá)式27地確定的。
θ=2πfbfs=2πfifs=2πfi2Nfi=12N-1π]]>……表達(dá)式27可以看到表達(dá)式27等于表達(dá)式23。
由此，作為由正交解調(diào)器102所執(zhí)行的操作S1(mTs)×exp(-jθ×mTs)的結(jié)果，同相分量經(jīng)采樣信號(hào)I1(mTs)和正交分量經(jīng)采樣信號(hào)Q1(mTs)每一個(gè)都具有被頻移成圖8中所示的頻譜300的中心頻率為0的分量。
圖10是示出通過以采樣頻率fs＝24.576[MHz]對(duì)中心頻率為fd＝40.000[MHz]的已調(diào)制低頻信號(hào)L2(t)進(jìn)行采樣而獲得的已采樣信號(hào)S2(mTs)的頻譜的示意圖。在圖10中，橫軸表示復(fù)頻率。縱軸表示功率譜強(qiáng)度。
在圖10中，頻譜500表示已調(diào)制低頻信號(hào)L2(t)的頻譜，而其它頻譜是因?yàn)橐圆蓸又芷赥s對(duì)已調(diào)制低頻信號(hào)L2(t)進(jìn)行采樣的原因而出現(xiàn)的折疊頻譜。頻譜501、502和503每一個(gè)都與頻譜500相隔采樣頻譜的整數(shù)倍的距離，由此頻譜500、501、502和503是相互等價(jià)的信號(hào)。
但是，其它頻譜并不是與表示已調(diào)制低頻信號(hào)L2(t)的頻譜500相隔采樣頻率的整數(shù)倍，因此它們是每個(gè)都具有異于頻譜500的頻率分量的信號(hào)的頻譜。
如上所述，頻譜500和頻譜502是相同的。正交解調(diào)器202使用如表達(dá)式28中所示的η[rad]來執(zhí)行操作S2(mTs)×exp(-jη×m)以獲得同相分量經(jīng)采樣信號(hào)I2(mTs)和正交分量經(jīng)采樣信號(hào)Q2(mTs)，它們每一個(gè)都具有被頻移成使圖10中所示的頻譜502的中心頻率為0的頻率分量。
η=-Mfs-fdfs2π]]>……表達(dá)式28現(xiàn)在將描述表達(dá)式28的基礎(chǔ)。從采樣器201輸出的信號(hào)S2(mTs)等價(jià)于頻譜500，如圖10中所示，并包括中心頻率最靠近0的信號(hào)。此信號(hào)的中心頻率可使用正整數(shù)M表示為-Mfs+fd。在圖10中，M＝2。從表達(dá)式29可見，通過使用以上表達(dá)式28中的η，中心頻率為-Mfs+fd的信號(hào)可被頻移為中心頻率為0的信號(hào)。
η=2πfbfs=2π-Mfs+fdfs=-Mfs-fbfs2π]]>……表達(dá)式29如上所述，同樣在fi＝3.072[MHz]且fs＝12.288的情況中，可通過執(zhí)行類似的操作來正確地獲得所接收的數(shù)據(jù)。圖11是示出在已調(diào)制低頻信號(hào)L1(t)為fi＝3.072[MHz]且采樣頻率為12.288[MHz]的情形中，從采樣器101輸出的經(jīng)采樣信號(hào)S1(mTs)的頻譜的示意圖。在圖11中，橫軸表示復(fù)頻率，而縱軸表示功率譜強(qiáng)度。
在圖11中，2Bch表示信道帶寬，且在DSRC系統(tǒng)中，2Bch＝5[MHz]。在圖11中，頻譜400表示已調(diào)制低頻信號(hào)L1(t)的頻譜。其它頻譜是由于以采樣周期Ts對(duì)已調(diào)制低頻信號(hào)L1(t)進(jìn)行采樣的原因而出現(xiàn)的折疊頻率。該圖示出一中心頻率為fs±fi的信號(hào)和另一中心頻率為-fs±fi的信號(hào)作為折疊頻率。
正交解調(diào)器102接收從采樣器101輸出的經(jīng)采樣信號(hào)S1(mTs)，并輸出相位相差π/2[rad]的兩個(gè)信號(hào)，即，同相分量經(jīng)采樣信號(hào)I1(mTs)和正交分量經(jīng)采樣信號(hào)Q1(mTs)。正交解調(diào)器102可被配置成如上所述地使用如表達(dá)式23中所示的θ[rad]來執(zhí)行操作S1(mTs)×exp(-jθ×m)，以獲得同相分量經(jīng)采樣信號(hào)I1(mTs)和正交分量經(jīng)采樣信號(hào)Q1(mTs)。同樣在這一情形中，通過使用具有如圖3中所示的通帶特性的低通濾波器103，能夠獲得作為基帶正交已解調(diào)信號(hào)的同相分量信號(hào)Ib1(mTs)和作為其正交分量信號(hào)的Qb1(mTs)，它們每一個(gè)都僅具有被頻移成頻譜400的中心頻率為0的頻率分量。由此，所接收的數(shù)據(jù)可由接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分105獲得。
圖12是示出通過以采樣頻率fs＝12.288[MHz]對(duì)中心頻率為fd＝40.000[MHz]的已調(diào)制低頻信號(hào)L2(t)進(jìn)行采樣而獲得的經(jīng)采樣信號(hào)S2(mTs)的頻譜的示意圖。在圖12中，橫軸表示復(fù)頻率?？v軸表示功率譜強(qiáng)度。
在圖12中，頻譜704表示已調(diào)制低頻信號(hào)L2(t)的頻譜，且其它頻譜是由于以采樣周期Ts對(duì)已調(diào)制低頻信號(hào)L2(t)進(jìn)行采樣的原因而出現(xiàn)的折疊頻率。頻譜705、706和707每一個(gè)都和頻譜704相隔采樣頻率整數(shù)倍的距離，因此頻譜704、705、706和707是相互等價(jià)的信號(hào)。
但是，其它頻譜并不是與表示已調(diào)制低頻信號(hào)L2(t)的頻譜704相隔采樣頻率的整數(shù)倍，因此它們是每個(gè)都具有異于頻譜704的頻率分量的信號(hào)的頻譜。
如上所述，頻譜704和頻譜707是相同的。正交解調(diào)器202使用如表達(dá)式28中所示的η[rad]來執(zhí)行操作S2(mTs)×exp(-jη×m)，以獲得同相分量經(jīng)采樣信號(hào)I2(mTs)和正交分量經(jīng)采樣信號(hào)Q2(mTs)，它們每個(gè)都具有被頻移成如12中所示的頻譜707的中心頻率為0的頻率分量。在此情形中，因?yàn)轭l譜707被頻移成其中心頻率為0，所以表達(dá)式28中M＝3。
同樣，在fi＝4.608[MHz]且fs＝36.864[MHz]的情況中，可通過確定正交解調(diào)器102和202處的旋轉(zhuǎn)角度θ和η及執(zhí)行正交解調(diào)，從而在第一和第二無線數(shù)字接收器21和31處以類似方式正確地獲得所接收的數(shù)據(jù)。
由此，在第一實(shí)施例中，基站中的采樣頻率和移動(dòng)臺(tái)中的采樣頻率兩者都被設(shè)為相同值fs[Hz]，該值是無線碼元發(fā)送速率的偶數(shù)倍，從而在基站中完成過采樣，而在移動(dòng)臺(tái)中完成欠采樣。此外，在基站中被下變頻的信號(hào)的中心頻率fi[Hz]是對(duì)應(yīng)于所發(fā)送/接收的無線信號(hào)的帶寬的頻率的1/2到1倍，并且是采樣頻率的1/2N(N是自然數(shù))。例如，fi＝3.072[MHz]而fs＝24.576[MHz]?；蛘撸琭i＝3.072[MHz]且fs＝36.864[MHz]，fi＝3.584[MHz]且fs＝28.672[MHz]，或者fi＝4.096[MHz]且fs＝32.768[MHz]。由此，基站中的解調(diào)數(shù)字電路和移動(dòng)臺(tái)中的解調(diào)數(shù)字電路除了在正交解調(diào)中使用不同的旋轉(zhuǎn)角度以外其它都是相同的。由此，能夠以很低的成本為基站和移動(dòng)臺(tái)提供無線數(shù)字接收器，并且與此同時(shí)降低無線通信系統(tǒng)的總成本。
注意，在圖2即示出第一無線數(shù)字接收器21的功能配置的框圖中，通常變頻器100、采樣器101、正交解調(diào)器102、低通濾波器103、采樣信號(hào)發(fā)生器104和接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分105每一個(gè)都是以作為集成電路的LSI的形式來實(shí)現(xiàn)的。這些組件可被獨(dú)自構(gòu)成單獨(dú)的芯片，或者部分或所有這些組件可被一起構(gòu)成為單個(gè)芯片。
此外，在圖4即示出第二無線數(shù)字接收器31的功能配置的框圖中，通常變頻器200、采樣器201、正交解調(diào)器202、低通濾波器203、采樣信號(hào)發(fā)生器204和接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分205每一個(gè)都是以作為集成電路的LSI的形式來實(shí)現(xiàn)的。這些組件可被獨(dú)自構(gòu)成單獨(dú)的芯片，或者部分或所有這些組件可被一起構(gòu)成為單個(gè)芯片。
盡管在本文中使用術(shù)語“LSI”作為本發(fā)明中所使用的類型的集成電路，但是取決于集成的程度，集成電路也被稱為“IC”、“系統(tǒng)LSI”、“特LSI”或“超LSI”。此外，可配合本發(fā)明使用的集成電路的形式并不局限于LSI，而是或可為專用電路或通用處理器?；蛘咚部梢允窃贚SI被制造以后可編程的FPGA(場(chǎng)可編程門陣列)，或者其中LSI中的電路單元的互連和設(shè)置可被配置的可重新配置的處理器。此外，如果半導(dǎo)體技術(shù)或衍生技術(shù)中的進(jìn)步帶來取代LSI的新形式的電路集成，則該新形式的電路集成當(dāng)然可被用于變頻器100、采樣器101、正交解調(diào)器102、低通濾波器103、采樣信號(hào)發(fā)生器104和接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分105的集成。
類似地，此類新形式的電路集成可被用于變頻器200、采樣器201、正交解調(diào)器202、低通濾波器203、采樣信號(hào)發(fā)生器204和接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分205的集成。
此類衍生技術(shù)可能是例如生物技術(shù)的應(yīng)用。
(第二實(shí)施例)在第一實(shí)施例中，通過變換已調(diào)制高頻信號(hào)的頻率而獲得的已調(diào)制低頻信號(hào)被采樣，然后由正交解調(diào)器輸出相位相差π/2的同相分量經(jīng)采樣信號(hào)和正交分量經(jīng)采樣信號(hào)，然后使用低通濾波器對(duì)這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行濾波，由此獲得了所接收的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的第二實(shí)施例針對(duì)一種無線數(shù)字接收器，它使用復(fù)濾波器以取代正交解調(diào)器和低通過濾器來獲得所接收的數(shù)據(jù)。第二實(shí)施例總的系統(tǒng)配置類似于第一實(shí)施例總的系統(tǒng)配置，因此在第二實(shí)施例中也依靠圖1。
圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的第一無線數(shù)字接收器21的功能配置的框圖。在圖13中，第一無線數(shù)字接收器21包括變頻器600、采樣器601、復(fù)濾波器602、采樣信號(hào)發(fā)生器603和接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分604。以下將把復(fù)濾波器602和接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分604統(tǒng)稱為“解調(diào)數(shù)字電路”。
在第一無線數(shù)字接收器21中，變頻器600將已調(diào)制高頻信號(hào)R(t)的頻率轉(zhuǎn)換為中心頻率為fi的已調(diào)制低頻信號(hào)。采樣器601以從采樣信號(hào)發(fā)生器603輸出的采樣頻率為fs的采樣信號(hào)對(duì)已調(diào)制低頻信號(hào)L(t)進(jìn)行采樣以輸出經(jīng)采樣信號(hào)S(mTs)。到此為止的操作類似于第一實(shí)施例中的操作。
因此，從采樣器601輸出的經(jīng)采樣信號(hào)S(mTs)的頻譜和在已調(diào)制低頻信號(hào)L(t)的中心頻率為fi＝3.072[MHz]且采樣頻率為fs＝24.576[MHz]的情形中的頻譜(即，圖8中所示的頻譜)相同。因此，在第二實(shí)施例中也依靠圖8。
在圖8中，作為已調(diào)制低頻信號(hào)L(t)的頻譜的、等價(jià)于頻譜300的頻譜是和頻譜300相隔采樣頻率fs＝24.576[MHz]的整數(shù)倍的那些頻譜。因此，頻譜300和中心頻率為-3.072[MHz]的頻譜是具有不同特性的頻譜。為了獲得所接收的數(shù)據(jù)，頻譜300或具有和頻譜300相隔采樣頻率fs的整數(shù)倍的頻譜的頻譜應(yīng)被提取。圖14是示出復(fù)濾波器602的示例性通帶特性的示意圖。在使用具有如圖14中所示的通帶特性的復(fù)濾波器602的情況中，作為從復(fù)濾波器602輸出的正交已解調(diào)信號(hào)的同相分量的Ib(mTs)和作為其正交分量的Qb(mTs)是具有頻譜300作為其頻率分量、且其相位相差π/2[rad]的信號(hào)。盡管正交已解調(diào)信號(hào)Ib(mTs)和Qb(mTs)是中心頻率非0的信號(hào)，但是接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分604可通過延遲檢測(cè)等手段來輸出所接收的數(shù)據(jù)。
在第二實(shí)施例中，移動(dòng)臺(tái)中的第二無線數(shù)字接收器31的配置類似于第一無線數(shù)字接收器21的配置，因此對(duì)于第二無線數(shù)字接收器31的配置也將依靠圖13。
第二無線數(shù)字接收器31和第一無線數(shù)字接收器21不同，原因在于已調(diào)制高頻信號(hào)R(t)被變頻器600轉(zhuǎn)換為中心頻率為fd的已調(diào)制低頻信號(hào)L(t)，還在于使用了提取如圖10中所示的中心頻率為-9.152[MHz]的頻譜502。除此以外，第一無線數(shù)字接收器21和第二無線數(shù)字接收器31是相同的。
由此，在第二實(shí)施例中，只要通過改變復(fù)濾波器的通帶特性既能獲得所接收的數(shù)據(jù)，從而獲得了與第一實(shí)施例類似的效果。
以上描述針對(duì)fi＝3.072[MHz]和fs＝24.576[MHz]的情形。同樣，在fi＝3.072[MHz]且fs＝12.288[MHz]的情形中，只要通過將復(fù)濾波器602的通帶特性的中心頻率從3.072[MHz]改為3.136[MHz](見圖12)即可獲得類似結(jié)果。同樣，在fi＝3.584[MHz]且fs＝28.672[MHz]的情形中，只要通過將復(fù)濾波器602的通帶特性的中心頻率從3.072[MHz]改為3.584[MHz](見圖15A)即可獲得類似結(jié)果。同樣，在fi＝4.096[MHz]且fs＝32.768[MHz]的情形中，只要通過將復(fù)濾波器602的通帶特性的中心頻率從3.072[MHz]改為4.096[MHz](見圖15B)即可獲得類似結(jié)果。同樣，在fi＝4.608[MHz]且fs＝36.864[MHz]的情形中，只要通過將復(fù)濾波器602的通帶特性的中心頻率從3.072[MHz]改為4.608[MHz](見圖15C)即可獲得類似結(jié)果。
同樣，在輸入到采樣器601的已調(diào)制低頻信號(hào)L(t)的中心頻率是fd＝40.000[MHz]且fs＝24.576[MHz]或fs＝12.288[MHz]的情形中，只要通過將復(fù)濾波器602的通帶特性的中心頻率分別改為-9.152[MHz]或3.136[MHz]即可獲得類似結(jié)果。同樣，在fd＝40.000[MHz]且fs＝28.672[MHz]的情形中，只要通過將復(fù)濾波器602的通帶特性的中心頻率改為11.328[MHz](見圖15D)即可獲得類似結(jié)果。同樣，在fd＝40.000[MHz]且fs＝32.768[MHz]的情形中，只要通過將復(fù)濾波器602的通帶特性的中心頻率改為7.232[MHz](見圖15E)即可獲得類似結(jié)果。同樣，在fd＝40.000[MHz]且fs＝36.864[MHz]的情形中，只要通過將復(fù)濾波器602的通帶特性的中心頻率改為3.136[MHz](見圖15F)即可獲得類似結(jié)果。
至于復(fù)濾波器特性，例如在使用FIR(有限沖擊響應(yīng))濾波器作為復(fù)濾波器的情形中，可預(yù)先確定抽頭的個(gè)數(shù)，以容納3.072[MHz]、3.316[MHz]和-9.152[MHz]的通帶特性中心頻率中的任何一個(gè)，由此只要通過選擇適當(dāng)?shù)某轭^系數(shù)即可解決上述所有情形。由此，通過使用不同的抽頭系數(shù)中的一個(gè)可被選擇的FIR，就可對(duì)移動(dòng)臺(tái)和基站使用相同的解調(diào)數(shù)字電路作為復(fù)濾波器，由此能夠降低成本。
注意，在圖13即示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的第一無線數(shù)字接收器21的功能配置的框圖中，通常變頻器600、采樣器601、復(fù)濾波器602、采樣信號(hào)發(fā)生器603和接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分604每一個(gè)都是以作為集成電路的LSI的形式來實(shí)現(xiàn)的。這些組件可被獨(dú)自構(gòu)成單獨(dú)的芯片，或者部分或所有這些組件可被一起構(gòu)成為單個(gè)芯片。
盡管在本文中使用術(shù)語“LSI”作為本發(fā)明中所使用的類型的集成電路，但是取決于集成的程度，集成電路也被稱為“IC”、“系統(tǒng)LSI”、“特LSI”或“超LSI”。此外，可配合本發(fā)明使用的集成電路的形式并不局限于LSI，而是或可為專用電路或通用處理器。或者它也可以是在LSI被制造以后可編程的FPGA(場(chǎng)可編程門陣列)，或者其中LSI中的電路單元的互連和設(shè)置可被配置的可重新配置的處理器。此外，如果半導(dǎo)體技術(shù)或衍生技術(shù)中的進(jìn)步帶來取代LSI的新形式的電路集成，則該新形式的電路集成當(dāng)然可被用于變頻器600、采樣器601、復(fù)濾波器602、采樣信號(hào)發(fā)生器603和接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分604的集成。此類衍生技術(shù)可能是例如生物技術(shù)的應(yīng)用。
(第三實(shí)施例)在本發(fā)明的第三實(shí)施例中將依靠圖1。圖16A和圖16B是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的第一無線接收器21的功能配置的框圖。
在圖16A中，第一無線數(shù)字接收器21包括變頻器800、采樣器801、正交解調(diào)器802、自動(dòng)頻率控制器803、低通濾波器804、采樣信號(hào)發(fā)生器805、檢波器806和數(shù)據(jù)確定部分807。以下將把正交解調(diào)器802、自動(dòng)頻率控制器803、低通濾波器804、檢波器806和數(shù)據(jù)確定部分807統(tǒng)稱為“解調(diào)數(shù)字電路“。
在第三實(shí)施例中，變頻器800并不將已調(diào)制高頻信號(hào)R(t)轉(zhuǎn)換為中心頻率為3.072[MHz]的低頻信號(hào)。以下描述針對(duì)變頻器將已調(diào)制高頻信號(hào)R(t)轉(zhuǎn)換為中心頻率為3.000[MHz]的已調(diào)制低頻信號(hào)L(t)。
采樣器801以從采樣信號(hào)發(fā)生器805輸出的頻率為fs＝24.576[MHz]的采樣信號(hào)對(duì)已調(diào)制低頻信號(hào)L(t)進(jìn)行采樣以輸出經(jīng)采樣信號(hào)S(mTs)。
正交解調(diào)器802假定已調(diào)制低頻信號(hào)L(t)的中心頻率為fi＝3.072[MHz]，并使用如表達(dá)式23中所示的θ[rad]來執(zhí)行操作S(mTs)×exp(-jθ×mTs)以獲得同相分量經(jīng)采樣信號(hào)I(mTs)和正交分量經(jīng)采樣信號(hào)Q(mTs)。
圖17是示出從正交解調(diào)器802輸出的同相分量經(jīng)采樣信號(hào)I(mTs)和正交分量經(jīng)采樣信號(hào)Q(mTs)的示意圖。在圖17中，頻譜900是已調(diào)制低頻信號(hào)L(t)的頻譜。其它頻譜是由于以采樣周期Ts對(duì)已調(diào)制低頻信號(hào)L(T)進(jìn)行采樣的原因而出現(xiàn)的折疊頻率。圖17和圖8之間的比較示出，這些頻譜總體被相互偏移開0.072[MHz]，即作為已調(diào)制低頻信號(hào)L(t)的預(yù)期頻率的3.072[MHz]和其實(shí)際頻率3.000[MHz]之間的差。
自動(dòng)頻率控制器803將頻譜900的頻率轉(zhuǎn)換成它被頻移到其預(yù)期中心頻率3.072[MHz]。換言之，自動(dòng)頻率控制器803將圖17中所示的整個(gè)頻譜轉(zhuǎn)換成頻譜900的中心頻率為3.072[MHz]。在日本專利第3327152號(hào)，日本專利公開第6-120997號(hào)等中揭示了這一自動(dòng)頻率控制器803。
如果在正交解調(diào)器802和低通過濾器804之間提供了執(zhí)行這一操作的自動(dòng)頻率控制器803，則低通過濾器804可以是具有和圖3中所示相同的通帶特性的過濾器。低通濾波器804的輸出方所提供的檢波器806執(zhí)行延遲檢測(cè)操作以向數(shù)據(jù)確定部分807輸出檢波信號(hào)DETI(mTs)和DETQ(mTs)。數(shù)據(jù)確定部分807使用信號(hào)DETI(mTs)和DETQ(mTs)來檢測(cè)相位，并基于所檢測(cè)到的相位輸出所接收的數(shù)據(jù)。
由此，第三實(shí)施例提供以下優(yōu)點(diǎn)。在不能使用如第一實(shí)施例中所計(jì)算的fi的情形中，例如，在必須訂購(gòu)特制的頻率振蕩器以使用如第一實(shí)施例中所計(jì)算的fi時(shí)，通過使用能夠?qū)⒁粋€(gè)頻率轉(zhuǎn)換為靠近fi的另一個(gè)頻率的變頻器，即能通過用自動(dòng)頻率控制器來數(shù)字地校正頻率，來獲得具有中心頻率為fi的分量的經(jīng)采樣信號(hào)。由此，所接收的數(shù)據(jù)能被正確地重現(xiàn)。通過使用通用本機(jī)振蕩器來提供變頻器以使一頻率能被轉(zhuǎn)換為靠近fi的另一頻率，就能夠降低無線數(shù)字接收器的成本。
盡管以上描述針對(duì)在正交解調(diào)器802后即提供自動(dòng)頻率控制器803的情形，但是用如圖16B中所示的配置也能獲得類似的效果。但是注意，在使用如圖16B中所示配置的情況中，必須使用如日本專利第3088893號(hào)，日本專利公開第10-98500號(hào)等中所揭示的自動(dòng)頻率控制器。
盡管以上描述針對(duì)已調(diào)制低頻信號(hào)L(t)的中心頻率從fi偏移的情況，但是在已調(diào)制低頻信號(hào)L(t)的中心頻率從fd偏移的情況也可獲得類似效果。具體而言，通過在自動(dòng)頻率控制器803處執(zhí)行頻移操作以使已調(diào)制低頻信號(hào)L(t)的頻譜的中心頻率等于fd，可使用如圖3中所示的通帶特性作為低通濾波器804的通帶特性，且所接收的數(shù)據(jù)可由低通濾波器804的輸出方所提供的延遲檢測(cè)電路獲得。
盡管在以上描述中fj＝3.000[MHz]，但是本發(fā)明并不局限于此，只要fi＝3.072和fj之間的頻移Δf滿足|Δf|＜0.512[MHz]?，F(xiàn)在將描述這里的原因。頻率是每單位時(shí)間的相位改變量。因此，在頻移和相移之間有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。DSRC系統(tǒng)使用一種發(fā)送數(shù)據(jù)的格式，其中每個(gè)幀的開始部分包含由若干碼元組成的前置模式，而其中每個(gè)碼元和下一個(gè)碼元的相位都相差π。通過使用前置模式，原則上可以執(zhí)行多達(dá)±π/2(不含±π/2)的相位校正。在π/2的相位差被轉(zhuǎn)換為頻率的情況中，轉(zhuǎn)換公式中涉及碼元數(shù)據(jù)率fsym，由此，對(duì)應(yīng)于π/2的頻率根據(jù)fsym的值而改變。這在表達(dá)式30中示出。
θerr=2π×Δffs[rad]]]>……表達(dá)式30此處，θerr是對(duì)應(yīng)于頻移Δf的相位。在本實(shí)施例中，fsym＝2.048[MHz]。因此，在θerr＝π/2且fs＝2.048[MHz]的情形中，可關(guān)于Δf重排表達(dá)式30以得到|Δf|＜0.512[MHz]。
以上描述針對(duì)在采樣器801后提供自動(dòng)頻率控制器803作為用于將中心頻率為fj的信號(hào)校正為中心頻率為fi的信號(hào)的電路?；蛘?，可在采樣器801前提供這一用于校正頻率的頻率校正電路。由此，由變頻器800下變頻的低頻信號(hào)在采樣器801前或后的位置處被校正為中心頻率為fi的信號(hào)以后可被解調(diào)。
注意，在圖16A即示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的第一無線數(shù)字接收器21的功能配置的框圖中，通常變頻器800、采樣器801、正交解調(diào)器802、自動(dòng)頻率控制器803、低通濾波器804、采樣信號(hào)發(fā)生器805、檢波器806和數(shù)據(jù)確定部分807每一個(gè)都是以作為集成電路的LSI的形式來實(shí)現(xiàn)的。這些組件可被獨(dú)自構(gòu)成單獨(dú)的芯片，或者部分或所有這些組件可被一起構(gòu)成為單個(gè)芯片。
同樣，在使用如圖16B中所示的配置的情況中，變頻器800、采樣器801、正交解調(diào)器802、自動(dòng)頻率控制器803、低通濾波器804、采樣信號(hào)發(fā)生器805、檢波器806和數(shù)據(jù)確定部分807可被獨(dú)自構(gòu)成單獨(dú)的芯片，或者部分或所有這些組件可被一起構(gòu)成為單個(gè)芯片。
盡管在本文中使用術(shù)語“LSI”作為本發(fā)明中所使用的類型的集成電路，但是取決于集成的程度，集成電路也被稱為“IC”、“系統(tǒng)LSI”、“特LSI”或“超LSI”。此外，可配合本發(fā)明使用的集成電路的形式并不局限于LSI，而是或可為專用電路或通用處理器?；蛘咚部梢允窃贚SI被制造以后可編程的FPGA(場(chǎng)可編程門陣列)，或者其中LSI中的電路單元的互連和設(shè)置可被配置的可重新配置的處理器。此外，如果半導(dǎo)體技術(shù)或衍生技術(shù)中的進(jìn)步帶來取代LSI的新形式的電路集成，則該新形式的電路集成當(dāng)然可被用于變頻器800、采樣器801、正交解調(diào)器802、自動(dòng)頻率控制器803、低通濾波器804、采樣信號(hào)發(fā)生器805、檢波器806和數(shù)據(jù)確定部分807的集成。
同樣，在使用如圖16B中所示的配置的情況中，由半導(dǎo)體技術(shù)或衍生技術(shù)的進(jìn)步帶來的取代LSI的此類新形式的電路集成可被用于變頻器800、采樣器801、正交解調(diào)器802、自動(dòng)頻率控制器803、低通濾波器804、采樣信號(hào)發(fā)生器805、檢波器806和數(shù)據(jù)確定部分807的集成。此類衍生技術(shù)可能是例如生物技術(shù)的應(yīng)用。
(第四實(shí)施例)本發(fā)明的第四實(shí)施例針對(duì)通過在基站中將第一無線發(fā)射器和第一無線數(shù)字接收器相結(jié)合所獲得的基站無線通信設(shè)備、以及通過在移動(dòng)臺(tái)中將第二無線發(fā)射器和第二無線數(shù)字接收器相結(jié)合所獲得的移動(dòng)臺(tái)無線通信設(shè)備。
圖18是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的基站無線通信設(shè)備12的配置的示意圖。在圖18中，基站無線通信設(shè)備12包括天線1200、帶通濾波器1216、發(fā)送/接收選擇器轉(zhuǎn)換開關(guān)1211、放大器1201、第一混頻器1202、第二混頻器1203、第一本機(jī)振蕩器1206、第一低通濾波器1204、第二低通濾波器1205、第一采樣器1207、第二采樣器1208、采樣信號(hào)發(fā)生器1209、解調(diào)數(shù)字電路1210、發(fā)送高頻電路1212、第三混頻器1213、第二本機(jī)振蕩器1214和發(fā)射器電路1215。
在基站無線通信設(shè)備12中，信號(hào)接收操作是通過使用天線1200、帶通濾波器1216、發(fā)送/接收選擇器轉(zhuǎn)換開關(guān)1211、放大器1201、第一混頻器1202、第二混頻器1203、第一本機(jī)振蕩器1206、第一低通濾波器1204、第二低通濾波器1205、第一采樣器1207、第二采樣器1208、采樣信號(hào)發(fā)生器1209和解調(diào)數(shù)字電路1210來執(zhí)行的。信號(hào)發(fā)送操作是通過使用發(fā)射器電路1215、第二本機(jī)振蕩器1214、第三混頻器1213、發(fā)送高頻電路1212、發(fā)送/接收選擇器轉(zhuǎn)換開關(guān)1211、帶通濾波器1216和天線1200來執(zhí)行的。
在信號(hào)接收操作中，發(fā)送/接收選擇器轉(zhuǎn)換開關(guān)1211被轉(zhuǎn)換成使天線1200和放大器1201相互連接。由天線1200從移動(dòng)臺(tái)接收的中心頻率為fc的已調(diào)制高頻信號(hào)R(t)首先通過帶通濾波器1216以移除既未在基站中也未在移動(dòng)臺(tái)中使用的頻帶的信號(hào)，然后該信號(hào)被輸入到放大器1201。放大器1201將已調(diào)制高頻信號(hào)R(t)放大到適當(dāng)?shù)碾娖?，并將?jīng)放大的信號(hào)輸入到第一混頻器1202和第二混頻器1203。第一本機(jī)振蕩器1206輸出中心頻率為fc-fi的正弦波。此處，fi是3.0722[MHz]，如第一實(shí)施例中所計(jì)算。
第一混頻器1202將從第一本機(jī)振蕩器1206輸出的中心頻率為fc-fi的正弦波乘以已調(diào)制高頻信號(hào)R(t)以輸出低到中頻信號(hào)同相分量RXI(t)，其中心頻率為fi。第一低通濾波器1204從已調(diào)制低到中頻信號(hào)同相分量RXI(t)中移除高頻分量，并將經(jīng)過濾的信號(hào)傳遞到第一采樣器1207。
第二混頻器1203將從第一本機(jī)振蕩器1206輸出中心頻率為fc-fi且其相位從正弦波的相位偏移π/2的信號(hào)乘以已調(diào)制高頻信號(hào)R(t)以輸出已調(diào)制低到中頻信號(hào)正交分量RXQ(t)，其中心頻率為fi。第二低通濾波器1205從已調(diào)制低到中頻信號(hào)正交分量RXQ(t)中移除高頻分量，并將經(jīng)過濾的信號(hào)傳遞到第二采樣器1208。
第一采樣器與從采樣信號(hào)發(fā)生器1209輸出的頻率為fs＝24.576[MHz]的信號(hào)同步地對(duì)已調(diào)制低到中頻信號(hào)同相分量RXI(t)進(jìn)行采樣，以輸出同相分量經(jīng)采樣信號(hào)I(mTs)。
第二采樣器1208與從采樣信號(hào)發(fā)生器1209輸出的頻率為fs＝24.576[MHz]的信號(hào)同步地對(duì)已調(diào)制低到中頻信號(hào)正交分量RXQ(t)進(jìn)行采樣，以輸出正交分量經(jīng)采樣信號(hào)Q(mTs)。
解調(diào)數(shù)字電路1210接收同相分量經(jīng)采樣信號(hào)I(mTs)和正交分量經(jīng)采樣信號(hào)Q(mTs)，并對(duì)所接收的信號(hào)執(zhí)行正交解調(diào)操作。然后，解調(diào)數(shù)字電路1210對(duì)已解調(diào)信號(hào)進(jìn)行低通濾波以輸出所接收的數(shù)據(jù)。
在圖18中，第一和第二混頻器1202和1203、第一本機(jī)振蕩器1206以及第一和第二低通濾波器1204和1205對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施例中的變頻器100。第一和第二采樣器1207和1208對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施例中所示的采樣器101。與在第一實(shí)施例中不同的是，在第四實(shí)施例中，正交數(shù)據(jù)被采樣。但是，第四實(shí)施例實(shí)質(zhì)上和第一實(shí)施例是相同的，因?yàn)榈谝粚?shí)施例中所使用的fi和fs的值也在第四實(shí)施例中使用。采樣信號(hào)發(fā)生器1209對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施例中所示的采樣信號(hào)發(fā)生器104。解調(diào)數(shù)字電路1210對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施例中的正交解調(diào)器102、低通濾波器103和接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分105。
在信號(hào)發(fā)送操作中，要被發(fā)送的數(shù)據(jù)在發(fā)射器電路1215中根據(jù)π/4相移QPSK方案調(diào)制，并作為發(fā)送信號(hào)B(t)輸出。第三混頻器1213將發(fā)送信號(hào)B(t)乘以從本機(jī)振蕩器1214輸出的中心頻率為fc-fd的信號(hào)，以輸出已調(diào)制高頻信號(hào)TX(t)。已調(diào)制高頻信號(hào)TX(t)被通過發(fā)送高頻電路1212以移除不必要的頻率分量，并被調(diào)整到適當(dāng)?shù)陌l(fā)送能級(jí)，在此之后，信號(hào)以無線電波的形式從天線1200發(fā)射。
圖19是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的移動(dòng)臺(tái)無線通信設(shè)備11的配置的示意圖。在圖19中，移動(dòng)臺(tái)無線通信設(shè)備11包括天線1100、帶通濾波器1112、發(fā)送/接收選擇器轉(zhuǎn)換開關(guān)1108、放大器1101、第一混頻器1102、本機(jī)振蕩器1103、低通濾波器1104、采樣器1105、采樣信號(hào)發(fā)生器1106、解調(diào)數(shù)字電路1107、發(fā)送高頻電路1109、第二混頻器1110和發(fā)射器電路1111。
在移動(dòng)臺(tái)無線通信設(shè)備中，信號(hào)接收操作是通過使用天線1100、帶通濾波器1112、發(fā)送/接收選擇器轉(zhuǎn)換開關(guān)1108、放大器1101、第一混頻器1102、本機(jī)振蕩器1103、低通濾波器1104、采樣器1105、采樣信號(hào)發(fā)生器1106和解調(diào)數(shù)字電路1107來執(zhí)行的。信號(hào)發(fā)送操作是通過使用發(fā)射器電路1111、第二混頻器1110、本機(jī)振蕩器1103、發(fā)送高頻電路1109、發(fā)送/接收選擇器轉(zhuǎn)換開關(guān)1108、帶通濾波器1112和天線1100來執(zhí)行的。
在信號(hào)接收操作中，發(fā)送/接收選擇器轉(zhuǎn)換開關(guān)1108被轉(zhuǎn)換為使天線1100和放大器1101被連接在一起。由天線1100從基站接收的中心頻率為fc-fd的已調(diào)制高頻信號(hào)RL(t)首先通過帶通濾波器1112以移除既未在基站中也未在移動(dòng)臺(tái)中使用的頻帶的信號(hào)，然后該信號(hào)被輸入到放大器1101。放大器1101將已調(diào)制高頻信號(hào)RL(t)放大到適當(dāng)電平，并將經(jīng)放大的信號(hào)輸入到第一混頻器1102。第一本機(jī)振蕩器1103輸出中心頻率為fc的正弦波。
第一混頻器1102將從本機(jī)振蕩器1103輸出的中心頻率為fc的正弦波乘以已調(diào)制高頻信號(hào)RL(t)以將中心頻率為fd的已調(diào)制低到中頻信號(hào)L(t)輸出到低通濾波器1104。在DSRC系統(tǒng)中，下行鏈路和上行鏈路之間的頻率差是40.000[MHz]。因此，fd＝40.000[MHz]。低通濾波器1104從已調(diào)制低到中頻信號(hào)L(t)移除高頻分量，并將經(jīng)過濾的信號(hào)傳遞到采樣器1105。
采樣器1105與從采樣信號(hào)發(fā)生器1106輸出的頻率為fs＝24.576[MHz]的信號(hào)同步地對(duì)已調(diào)制低到中頻信號(hào)L(t)進(jìn)行采樣以輸出經(jīng)采樣的信號(hào)Ls(mTs)。
解調(diào)數(shù)字電路1107接收經(jīng)采樣的信號(hào)Ls(mTs)，并對(duì)所接收的信號(hào)執(zhí)行正交解調(diào)操作。然后，解調(diào)數(shù)字電路1107對(duì)已解調(diào)的信號(hào)進(jìn)行低通濾波以輸出所接收的數(shù)據(jù)。
在圖19中，第一混頻器1102、本機(jī)振蕩器1103和低通濾波器1104對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施例中的變頻器200。采樣器1105對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施例中的采樣器201、采樣信號(hào)發(fā)生器1106對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施例中的采樣信號(hào)發(fā)生器204。解調(diào)數(shù)字電路1107對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施例中的正交解調(diào)器202、低通濾波器203和接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分205。
在信號(hào)發(fā)送操作中，要被發(fā)送的數(shù)據(jù)在發(fā)射器電路1111中根據(jù)π/4相移QPSK方案調(diào)制，并作為發(fā)送信號(hào)B(t)輸出。第二混頻器1110將發(fā)送信號(hào)B(t)乘以從本機(jī)振蕩器1103輸出的中心頻率為fc的信號(hào)，以輸出已調(diào)制高頻信號(hào)TX(t)。已調(diào)制高頻信號(hào)TX(t)被通過發(fā)送高頻電路1109以移除不必要的頻率分量，并被調(diào)整到適當(dāng)?shù)陌l(fā)送能級(jí)，在此之后，信號(hào)以無線電波的形式從天線1100發(fā)射。
由此，在第四實(shí)施例中，對(duì)移動(dòng)臺(tái)和對(duì)基站使用相同的采樣頻率，由此，可對(duì)移動(dòng)臺(tái)和對(duì)基站使用相同的解調(diào)數(shù)字電路，從而能夠以很低的成本提供無線通信系統(tǒng)和在其中使用的無線數(shù)字接收器。
注意，通常圖18中所示的基站無線通信設(shè)備12的組件，即，天線1200、帶通濾波器1216、發(fā)送/接收選擇器轉(zhuǎn)換開關(guān)1211、放大器1201、第一混頻器1202、第二混頻器1203、第一本機(jī)振蕩器1206、第一低通濾波器1204、第二低通濾波器1205、第一采樣器1207、跌入采樣器1208、采樣信號(hào)發(fā)生器1209、解調(diào)數(shù)字電路1210、發(fā)送高頻電路1212、第三混頻器1213、第二本機(jī)振蕩器1214和發(fā)射器電路1215每一個(gè)都是以作為集成電路的LSI的形式來實(shí)現(xiàn)的。這些組件可被獨(dú)自構(gòu)成單獨(dú)的芯片，或者部分或所有這些組件可被一起構(gòu)成為單個(gè)芯片。
類似地，通常圖19中所示的移動(dòng)臺(tái)無線通信設(shè)備11的組件，即，天線1100、帶通濾波器1112、發(fā)送/接收選擇器轉(zhuǎn)換開關(guān)1108、放大器1101、第一混頻器1102、本機(jī)振蕩器1103、低通濾波器1104、采樣器1105、采樣信號(hào)發(fā)生器1106、解調(diào)數(shù)字電路1107、發(fā)送高頻電路1109、第二混頻器1110和發(fā)射器電路1111每一個(gè)都是以作為集成電路的LSI的形式來實(shí)現(xiàn)的。這些組件可被獨(dú)自構(gòu)成單獨(dú)的芯片，或者部分或所有這些組件可被一起構(gòu)成為單個(gè)芯片。
盡管在本文中使用術(shù)語“LSI”作為本發(fā)明中所使用的類型的集成電路，但是取決于集成的程度，集成電路也被稱為“IC”、“系統(tǒng)LSI”、“特LSI”或“超LSI”。此外，可配合本發(fā)明使用的集成電路的形式并不局限于LSI，而是或可為專用電路或通用處理器。或者它也可以是在LSI被制造以后可編程的FPGA(場(chǎng)可編程門陣列)，或者其中LSI中的電路單元的互連和設(shè)置可被配置的可重新配置的處理器。此外，如果半導(dǎo)體技術(shù)或衍生技術(shù)中的進(jìn)步帶來取代LSI的新形式的電路集成，則該新形式的電路集成當(dāng)然可被用于天線1200、帶通濾波器1216、發(fā)送/接收選擇器轉(zhuǎn)換開關(guān)1211、放大器1201、第一混頻器1202、第二混頻器1203、第一本機(jī)振蕩器1206、第一低通濾波器1204、第二低通濾波器1205、第一采樣器1207、跌入采樣器1208、采樣信號(hào)發(fā)生器1209、解調(diào)數(shù)字電路1210、發(fā)送高頻電路1212、第三混頻器1213、第二本機(jī)振蕩器1214和發(fā)射器電路1215的集成。
類似地，由半導(dǎo)體技術(shù)或衍生技術(shù)中的優(yōu)點(diǎn)所帶來的取代LSI的此類新形式的電路集成可被用于天線1100、帶通濾波器1112、發(fā)送/接收選擇器轉(zhuǎn)換開關(guān)1108、放大器1101、第一混頻器1102、本機(jī)振蕩器1103、低通濾波器1104、采樣器1105、采樣信號(hào)發(fā)生器1106、解調(diào)數(shù)字電路1107、發(fā)送高頻電路1109、第二混頻器1110和發(fā)射器電路1111的集成。
此類衍生技術(shù)可能是例如生物技術(shù)的應(yīng)用。
盡管在第一到第四實(shí)施例中詳細(xì)描述了DSRC系統(tǒng)，但是可以理解，可用其它類型的FDD系統(tǒng)來獲得提供類似效果的無線通信系統(tǒng)和無線數(shù)據(jù)接收器。
以上在第一到第四實(shí)施例中提及的各種功能塊可以是能夠執(zhí)行其功能的任何裝置。例如，變頻器可以是任何變頻裝置，采樣器可以是任何采樣裝置，解調(diào)數(shù)字電路可以是任何數(shù)字解調(diào)裝置，正交解調(diào)器可以是任何正交解調(diào)裝置，低通濾波器可以是任何低通濾波裝置，接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分可以是任何接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)裝置，復(fù)濾波器可以是任何復(fù)濾波器裝置。這些功能塊并不局限于任何特定類型的設(shè)備，只要它們能夠用于執(zhí)行其功能。
盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是從任何觀點(diǎn)來看，以上描述都是示例性而不是限制性的?？梢岳斫猓軌虬l(fā)明出許多其它修改和變體而不會(huì)偏離本發(fā)明的范圍。
工業(yè)適用性能以很低的成本提供根據(jù)本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)和在其中使用的無線數(shù)字接收器，并且它們?cè)谥T如使用FDD體系結(jié)構(gòu)的無線通信應(yīng)用等各種應(yīng)用中都是很有用的。
權(quán)利要求
1.一種無線通信系統(tǒng)，用于從第一無線通信設(shè)備發(fā)送/接收第一無線信號(hào)并從第二無線通信設(shè)備發(fā)送/接收第二無線信號(hào)，其中所述第一和第二無線信號(hào)具有互不相同的頻帶，其中所述第一無線通信設(shè)備包括第一變頻器，用于將從所述第二無線通信設(shè)備發(fā)來的第二無線信號(hào)下變頻為第一低頻信號(hào)；第一采樣器，用于對(duì)由所述第一變頻器下變頻的第一低頻信號(hào)進(jìn)行過采樣；以及第一解調(diào)數(shù)字電路，用于對(duì)由所述第一采樣器過采樣的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)；其中，由所述第一解調(diào)數(shù)字電路解調(diào)的信號(hào)具有fi[Hz]的中心頻率；所述第二無線通信設(shè)備包括第二變頻器，用于將從所述第一無線通信設(shè)備發(fā)來的第一無線信號(hào)下變頻為第二低頻信號(hào)，其中所述第二低頻信號(hào)的中心頻率fd[Hz]等于所述第一無線信號(hào)的中心頻率和所述第二無線信號(hào)的中心頻率之差；第二采樣器，用于對(duì)由所述第二變頻器下變頻的第二低頻信號(hào)進(jìn)行欠采樣；以及第二解調(diào)數(shù)字電路，用于對(duì)由所述第二采樣器欠采樣的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)；所述第一采樣器中所使用的采樣頻率和所述第二采樣器中所使用的采樣頻率是相同的采樣頻率fs[Hz]；所述采樣頻率fs[Hz]被設(shè)為無線碼元發(fā)送速率的偶數(shù)倍的值，從而在所述第一采樣器中完成過采樣，并在所述第二采樣器中完成欠采樣；以及所述中心頻率fi[Hz]是對(duì)應(yīng)于所述第一和第二無線信號(hào)的帶寬的頻率的1/2到1倍，并且是所述采樣頻率fs[Hz]的1/2N(N是自然數(shù))。
2.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，在所述第一和第二無線信號(hào)的帶寬是2×Bch[Hz]且所述無線碼元發(fā)送速率是fsym[Hz]的情況中，所述采樣頻率fs[Hz]和所述中心頻率fi[Hz]如以下表達(dá)式中所示fi=2kfsym2N]]>fs＝2Nfi其中k是滿足以下各式的整數(shù)fd+Bch(n+1)fsym≤k≤fd-Bchnfsym]]>……表達(dá)式12以及k≤fd2fsym]]>………表達(dá)式14且N是滿足下式的整數(shù)log2{fd+Bch(n+1)Bch}≤N≤log2{2(fd-Bch)nBch}]]>……表達(dá)式22其中n是滿足下式的整數(shù)1≤n≤fd-Bch2Bch]]>……表達(dá)式7。
3.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于所述第一變頻器將從所述第二無線通信設(shè)備發(fā)來的第二無線信號(hào)下變頻為中心頻率為fj[Hz]的第一低頻信號(hào)；以及所述第一低頻信號(hào)在所述第一采樣器前或后的位置處被校正為中心頻率為fi[Hz]的信號(hào)以后由所述第一解調(diào)數(shù)字電路解調(diào)。
4.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于所述中心頻率是40.000[MHz]；以及所述頻率fi和所述采樣頻率fs是fi＝3.072[MHz]且fs＝24.576[MHz]，fi＝3.072[MHz]且fs＝12.288[MHz]，fi＝4.608[MHz]且fs＝36.864[MHz]，fi＝4.096[MHz]且fs＝32.768[MHz]，或fi＝3.584[MHz]且fs＝28.672[MHz]。
5.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于所述第一解調(diào)數(shù)字電路包括第一正交解調(diào)器，用于對(duì)由所述第一采樣器過采樣的信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)；第一低通濾波器，用于對(duì)由所述第一正交解調(diào)器正交解調(diào)的信號(hào)進(jìn)行低通濾波；以及第一接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由所述第一低通濾波器低通濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)；所述第二解調(diào)數(shù)字電路包括第二正交解調(diào)器，用于對(duì)由所述第二采樣器欠采樣的信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)；第二低通濾波器，用于對(duì)由所述第二正交解調(diào)器正交解調(diào)的信號(hào)進(jìn)行低通濾波；以及第二接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由所述第二低通濾波器低通濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)；所述第一正交解調(diào)器將由所述第一采樣器過采樣的信號(hào)轉(zhuǎn)換為包括中心頻率為0的分量的信號(hào)；以及所述第二正交解調(diào)器將由所述第二采樣器欠采樣的信號(hào)轉(zhuǎn)換為包括中心頻率為0的分量的信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于所述第一解調(diào)數(shù)字電路包括第一復(fù)濾波器，用于通過使用數(shù)字濾波器，對(duì)由所述第一采樣器過采樣的信號(hào)的正頻分量和負(fù)頻分量?jī)烧咧兄行念l率更靠近0的那一個(gè)進(jìn)行濾波；以及第一接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由所述第一復(fù)濾波器濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)；以及所述第二解調(diào)數(shù)字電路包括第二復(fù)濾波器，用于通過使用數(shù)字濾波器，對(duì)由所述第二采樣器欠采樣的信號(hào)的正頻分量和負(fù)頻分量?jī)烧咧兄行念l率更靠近0的那一個(gè)進(jìn)行濾波；以及第二接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由所述第二復(fù)濾波器濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求3所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于所述第一解調(diào)數(shù)字電路包括第一正交解調(diào)器，用于對(duì)由所述第一采樣器過采樣的信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)；第一低通濾波器，用于對(duì)從所述第一正交解調(diào)器輸出的信號(hào)進(jìn)行低通濾波；以及第一接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由所述第一低通濾波器低通濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)；所述第二解調(diào)數(shù)字電路包括第二正交解調(diào)器，用于對(duì)由所述第二采樣器欠采樣的信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)；第二低通濾波器，用于對(duì)由所述第二正交解調(diào)器正交解調(diào)的信號(hào)進(jìn)行低通濾波；以及第二接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由所述第二低通濾波器低通濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)；其中所述第一正交解調(diào)器將由所述第一采樣器過采樣的信號(hào)轉(zhuǎn)換為包括中心頻率為0的分量的信號(hào)；以及其中所述第二正交解調(diào)器將由所述第二采樣器欠采樣的信號(hào)轉(zhuǎn)換為包括中心頻率為0的分量的信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，所述頻率fj[Hz]是3.000[MHz]。
9.無線通信系統(tǒng)中的一種無線數(shù)字接收器，所述無線通信系統(tǒng)用于從第一無線通信設(shè)備發(fā)送/接收第一無線信號(hào)并從第二無線通信設(shè)備發(fā)送/接收第二無線信號(hào)，其中所述第一和第二無線信號(hào)具有互不相同的頻帶，所述無線數(shù)字接收器在所述第一無線通信設(shè)備中接收所述第二無線信號(hào)，并對(duì)所述第二無線信號(hào)進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，所述無線數(shù)字接收器包括變頻器，用于將從所述第二無線通信設(shè)備發(fā)來的第二無線信號(hào)下變頻為中心頻率為fi[Hz]的低頻信號(hào)；采樣器，用于對(duì)由所述變頻器下變頻的低頻信號(hào)進(jìn)行過采樣；以及解調(diào)數(shù)字電路，用于對(duì)由所述采樣器過采樣的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，其中所述采樣器中所使用的采樣頻率和所述第二無線通信設(shè)備中所使用的采樣頻率是相同的采樣頻率fs[Hz]；所述采樣頻率fs[Hz]被設(shè)為無線碼元發(fā)送速率的偶數(shù)倍的值，從而在所述采樣器中完成過采樣，并在所述第二無線通信設(shè)備的采樣器中完成欠采樣；以及所述低頻信號(hào)的中心頻率fi[Hz]是對(duì)應(yīng)于所述第一和第二無線信號(hào)的帶寬的頻率的1/2到1倍，并且是所述采樣頻率fs[Hz]的1/2N(N是自然數(shù))。
10.如權(quán)利要求9所述的無線數(shù)字接收器，其特征在于，在所述第一和第二無線信號(hào)的帶寬是2×Bch[Hz]且所述無線碼元發(fā)送速率是fsym[Hz]的情況中，所述采樣頻率fs[Hz]和所述低頻信號(hào)的中心頻率fi[Hz]如以下表達(dá)式中所示fi=2kfsym2N]]>fs＝2Nfi其中k是滿足以下各式的整數(shù)fd+Bch(n+1)fsym≤k≤fd-Bchnfsym]]>……表達(dá)式12以及k≤fd2fsym]]>……表達(dá)式14且N是滿足下式的整數(shù)log2{fd+Bch(n+1)Bch}≤N≤log2{2(fd-Bch)nBch}]]>……表達(dá)式22其中n是滿足下式的整數(shù)1≤n≤fd-Bch2Bch]]>……表達(dá)式7。
11.如權(quán)利要求9所述的無線數(shù)字接收器，其特征在于，所述中心頻率fi和所述采樣頻率fs是fi＝3.072[MHz]且fs＝24.576[MHz]，fi＝3.072[MHz]且fs＝12.288[MHz]，fi＝4.608[MHz]且fs＝36.864[MHz]，fi＝4.096[MHz]且fs＝32.768[MHz]，或fi＝3.584[MHz]且fs＝28.672[MHz]。
12.如權(quán)利要求9所述的無線數(shù)字接收器，其特征在于所述解調(diào)數(shù)字電路包括正交解調(diào)器，用于對(duì)由所述采樣器過采樣的信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)；低通濾波器，用于對(duì)由所述正交解調(diào)器正交解調(diào)的信號(hào)進(jìn)行低通濾波；以及接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由所述低通濾波器低通濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)；以及所述正交解調(diào)器將由所述采樣器過采樣的信號(hào)轉(zhuǎn)換為包括中心頻率為0的分量的信號(hào)。
13.如權(quán)利要求9所述的無線數(shù)字接收器，其特征在于，所述解調(diào)數(shù)字電路包括復(fù)濾波器，用于通過使用數(shù)字濾波器，對(duì)由所述采樣器過采樣的信號(hào)的正頻分量和負(fù)頻分量?jī)烧咧兄行念l率更靠近0的那一個(gè)進(jìn)行濾波；以及接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由所述復(fù)濾波器濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)。
14.無線通信系統(tǒng)中的一種無線數(shù)字接收器，所述無線通信系統(tǒng)用于從第一無線通信設(shè)備發(fā)送/接收第一無線信號(hào)并從第二無線通信設(shè)備發(fā)送/接收第二無線信號(hào)，其中所述第一和第二無線信號(hào)具有互不相同的頻帶，所述無線數(shù)字接收器在所述第二無線通信設(shè)備中接收所述第一無線信號(hào)，并對(duì)所述第一無線信號(hào)進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，所述無線數(shù)字接收器包括變頻器，用于將從所述第一無線通信設(shè)備發(fā)來的第一無線信號(hào)下變頻為中心頻率fd[Hz]等于所述第一無線信號(hào)的中心頻率和所述第二無線信號(hào)的中心頻率之差的低頻信號(hào)；采樣器，用于對(duì)由所述變頻器下變頻的低頻信號(hào)進(jìn)行欠采樣；以及解調(diào)數(shù)字電路，用于對(duì)由所述采樣器欠采樣的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，其中所述采樣器中所使用的采樣頻率和所述第一無線通信設(shè)備中所使用的采樣頻率是相同的采樣頻率fs[Hz]；以及所述采樣頻率fs[Hz]被設(shè)為無線碼元發(fā)送速率的偶數(shù)倍的值，從而在所述采樣器中完成欠采樣，并在所述第一無線通信設(shè)備的采樣器中完成過采樣。
15.如權(quán)利要求14所述的無線數(shù)字接收器，其特征在于，在所述第一和第二無線信號(hào)的帶寬是2×Bch[Hz]且所述無線碼元發(fā)送速率是fsym[Hz]的情況中，所述采樣頻率fs[Hz]如以下表達(dá)式中所示fs＝2kfsym其中k是滿足以下各式的整數(shù)fd+Bch(n+1)fsym≤k≤fd-Bchnfsym]]>……表達(dá)式12以及k≤fd2fsym]]>……表達(dá)式14其中n是滿足下式的整數(shù)1≤n≤fd-Bch2Bch]]>……表達(dá)式7。
16.如權(quán)利要求14所述的無線數(shù)字接收器，其特征在于所述中心頻率fd是40.000[MHz]；以及所述采樣頻率fs是24.576[MHz]、12.288[MHz]，fs＝36.864[MHz]、fs＝32.768[MHz]或fs＝28.672[MHz]。
17.如權(quán)利要求14所述的無線數(shù)字接收器，其特征在于所述解調(diào)數(shù)字電路包括正交解調(diào)器，用于對(duì)由所述采樣器欠采樣的信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)；以及低通濾波器，用于對(duì)由所述正交解調(diào)器正交解調(diào)的信號(hào)進(jìn)行低通濾波；以及接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由所述低通濾波器低通濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)；以及所述正交解調(diào)器將由所述采樣器欠采樣的信號(hào)轉(zhuǎn)換為包括中心頻率為0的分量的信號(hào)。
18.如權(quán)利要求14所述的無線數(shù)字接收器，其特征在于，所述解調(diào)數(shù)字電路包括復(fù)濾波器，用于通過使用數(shù)字濾波器，對(duì)由所述采樣器欠采樣的信號(hào)的正頻分量和負(fù)頻分量?jī)烧咧兄行念l率更靠近0的那一個(gè)進(jìn)行濾波；以及接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由所述復(fù)濾波器濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)。
19.無線通信系統(tǒng)中的一種無線數(shù)字接收器，所述無線通信系統(tǒng)用于從第一無線通信設(shè)備發(fā)送/接收第一無線信號(hào)并從第二無線通信設(shè)備發(fā)送/接收第二無線信號(hào)，其中所述第一和第二無線信號(hào)具有互不相同的頻帶，所述無線數(shù)字接收器在所述第一無線通信設(shè)備中接收所述第二無線信號(hào)，并將所述第二無線信號(hào)數(shù)字解調(diào)，所述無線數(shù)字接收器包括變頻器，用于將從所述第二無線通信設(shè)備發(fā)來的第二無線信號(hào)下變頻為中心頻率為fj[Hz]的低頻信號(hào)；采樣器，用于對(duì)由所述變頻器下變頻的所述低頻信號(hào)進(jìn)行過采樣；以及解調(diào)數(shù)字電路，用于在將由所述采樣器過采樣的信號(hào)的中心頻率校正到fi[Hz]以后對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，其中所述采樣器中所使用的采樣頻率和所述第二無線通信設(shè)備中所使用的采樣頻率是相同的采樣頻率fs[Hz]；所述采樣頻率fs[Hz]被設(shè)為無線碼元發(fā)送速率的偶數(shù)倍的值，從而在所述采樣器中完成過采樣，并在所述第二無線通信設(shè)備的采樣器中完成欠采樣；以及所述中心頻率fi[Hz]是對(duì)應(yīng)于所述第一和第二無線信號(hào)的帶寬的頻率的1/2到1倍，并且是所述采樣頻率fs[Hz]的1/2N(N是自然數(shù))。
20.如權(quán)利要求19所述的無線數(shù)字接收器，其特征在于，在所述第一和第二無線信號(hào)的帶寬是2×Bch[Hz]且所述無線碼元發(fā)送速率是fsym[Hz]的情況中，所述采樣頻率fs[Hz]和所述頻率fi[Hz]如以下表達(dá)式中所示fi=2kfsym2N]]>fs＝2Nfi其中k是滿足以下各式的整數(shù)fd+Bch(n+1)fsym≤k≤fd-Bchnfsym]]>……表達(dá)式12以及k≤fd2fsym]]>……表達(dá)式14且N是滿足下式的整數(shù)log2{fd+Bch(n+1)Bch}≤N≤log2{2(fd-Bch)nBch}]]>……表達(dá)式22其中n是滿足下式的整數(shù)1≤n≤fd-Bch2Bch]]>……表達(dá)式7。
21.如權(quán)利要求19所述的無線數(shù)字接收器，其特征在于，所述解調(diào)數(shù)字電路包括正交解調(diào)器，用于對(duì)由所述采樣器過采樣的信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)；自動(dòng)頻率控制器，用于將由所述正交解調(diào)器正交解調(diào)的信號(hào)校正到具有頻率為fi[Hz]的分量的信號(hào)；低通濾波器，用于對(duì)由所述自動(dòng)頻率控制器校正頻率的信號(hào)進(jìn)行低通濾波；以及接收數(shù)據(jù)重現(xiàn)部分，用于從由所述低通濾波器低通濾波的信號(hào)重現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)。
22.如權(quán)利要求19所述的無線數(shù)字接收器，其特征在于，所述頻率fj[Hz]是3.000[MHz]。
23.一種在無線通信系統(tǒng)中的無線數(shù)字接收器中使用的集成電路，所述無線通信系統(tǒng)用于從第一無線通信設(shè)備發(fā)送/接收第一無線信號(hào)并從第二無線通信設(shè)備發(fā)送/接收第二無線信號(hào)，其中所述第一和第二無線信號(hào)具有互不相同的頻帶，所述無線數(shù)字接收器在所述第一無線通信設(shè)備中接收所述第二無線信號(hào)，并對(duì)所述第二無線信號(hào)進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，所述集成電路包括變頻部分，用于將從所述第二無線通信設(shè)備發(fā)來的第二無線信號(hào)下變頻為低頻信號(hào)；采樣部分，用于對(duì)由所述變頻部分下變頻的低頻信號(hào)進(jìn)行過采樣；以及解調(diào)數(shù)字部分，用于對(duì)由所述采樣部分過采樣的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，其中由所述解調(diào)數(shù)字電路解調(diào)的信號(hào)具有fi[Hz]的中心頻率；所述采樣部分中所使用的采樣頻率和所述第二無線通信設(shè)備中所使用的采樣頻率是相同的采樣頻率fs[Hz]；所述采樣頻率fs[Hz]被設(shè)為無線碼元發(fā)送速率的偶數(shù)倍的值，從而在所述采樣部分中完成過采樣，并在所述第二無線通信設(shè)備的采樣器中完成欠采樣；以及所述中心頻率fi[Hz]是對(duì)應(yīng)于所述第一和第二無線信號(hào)的帶寬的頻率的1/2到1倍，并且是所述采樣頻率fs[Hz]的1/2N(N是自然數(shù))。
24.一種在無線通信系統(tǒng)中的無線數(shù)字接收器中使用的集成電路，所述無線通信系統(tǒng)用于從第一無線通信設(shè)備發(fā)送/接收第一無線信號(hào)并從第二無線通信設(shè)備發(fā)送/接收第二無線信號(hào)，其中所述第一和第二無線信號(hào)具有互不相同的頻帶，所述無線數(shù)字接收器在所述第二無線通信設(shè)備中接收所述第一無線信號(hào)，并對(duì)所述第一無線信號(hào)進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，所述集成電路包括變頻部分，用于將從所述第一無線通信設(shè)備發(fā)來的第一無線信號(hào)下變頻為中心頻率fd[Hz]等于所述第一無線信號(hào)的中心頻率和所述第二無線信號(hào)的中心頻率之差的低頻信號(hào)；采樣部分，用于對(duì)由所述變頻部分下變頻的低頻信號(hào)進(jìn)行欠采樣；以及解調(diào)數(shù)字部分，用于對(duì)由所述采樣部分欠采樣的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，其中所述采樣部分中所使用的采樣頻率和所述第一無線通信設(shè)備中所使用的采樣頻率是相同的采樣頻率fs[Hz]；以及所述采樣頻率fs[Hz]被設(shè)為無線碼元發(fā)送速率的偶數(shù)倍的值，從而在所述采樣器中完成欠采樣，并在所述第一無線通信設(shè)備的采樣器中完成過采樣。
全文摘要
基站2在將無線信號(hào)下變頻到中心頻率為fi[Hz]的低頻信號(hào)并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行過采樣以后對(duì)該信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。移動(dòng)臺(tái)3在將無線信號(hào)下變頻為中心頻率為fd[Hz]的低頻信號(hào)并欠采樣該信號(hào)以后對(duì)該信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。在基站2和移動(dòng)臺(tái)3中使用相同的采樣頻率fs[Hz]。該采樣頻率fs[Hz]被設(shè)為無線碼元發(fā)送速率的偶數(shù)倍，從而在基站2中完成過采樣，而在移動(dòng)臺(tái)3中完成欠采樣。中心頻率fi[Hz]是對(duì)應(yīng)于帶寬的頻率的1/2到1倍，并且是采樣頻率fs[Hz]的1/文檔編號(hào)H04B1/28GK1820420SQ20058000058
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2005年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月13日
發(fā)明者森健一, 高井均 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社