用于可編程數字上變頻的方法和系統的制作方法

專利名稱：用于可編程數字上變頻的方法和系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及數字通信系統，具體地涉及信號的上變頻。
背景技術：
傳統上，用以下三種類型的架構之一在模擬域中執行基帶到射頻(RF)的上變頻 外差法；超外差法；或直接轉換。在外差或超外差架構中，對于將基帶信號調制到低中頻，該基帶信號可以是復數并且利用模擬正交調制，或者實數并且利用數字正交調制。在直接轉換架構中，基帶信號是復數并且利用模擬正交調制。模擬上變頻和先前在數字上變頻方面的嘗試通常都是依賴頻率的，即上變頻技術在小的頻率帶上操作。因此，相同的設計將不能在其他頻率帶上有效地操作。例如，為在 800MHz上的操作而設計的上變頻器將不能在450MHz、1. 5GHz或1. 9GHz頻率上恰當地操作。模擬上變頻的一個缺點是其容易遭受與模擬易變性有關的問題，諸如但不限于部件到部件的易變性、溫度的易變性、電壓易變性和由于老化而引起的易變性。模擬上變頻的另一個缺點是不靈活，因為模擬上變頻架構需要針對具體的頻率帶來設計。因此，不可能容易地轉換無線電設備(radio)供替代的頻率帶使用而不在物理上用為替代的頻帶新設計的上變頻器取代無線電設備中的上變頻器以及可能依賴頻率的其他部件，或不可能具有各自能夠在不同頻率帶中操作的多個上變頻器。任何一種選擇都使得系統成本增加。

發明內容
根據本發明的第一方面，提供了一種將離散時間基帶信號數字式地上變頻到期望頻率的方法，其包含為在上變頻所述離散時間基帶信號時所使用的數字到模擬轉換器 (DAC)選擇固定的有效采樣速率Fs ；對所述離散時間基帶信號執行復數調諧以產生經復數調諧的離散時間信號，所述經復數調諧的離散時間信號在頻域中被平移；進行N倍上采樣以產生經上采樣的離散時間信號，其中N > = 2，所述經上采樣的離散時間信號具有包括多個以等距離間隔的圖像的頻域表示；對所述經上采樣的離散時間信號進行濾波以選擇所述離散時間信號的多個圖像中的至少一個圖像以產生經濾波的離散時間信號；使用所述DAC 將包括所述至少一個圖像的所述經濾波的離散時間信號轉換為連續時間信號；以及對所述連續時間信號進行濾波以選擇在頻域中位于所述期望頻率上的圖像；其中，在執行復數調諧步驟時所使用的調諧量和在所述離散時間信號的濾波步驟中所使用的濾波系數各自被確定為所述DAC的固定有效采樣速率和所述上變頻的期望頻率的函數。在一些實施例中，所述方法還包含確定用于執行復數調諧的調諧量；確定在對所述離散時間信號進行濾波時所使用的濾波系數。在一些實施例中，所述方法還包含在復數調諧之后執行正交調制。在一些實施例中，在復數調諧之后執行正交調制包含以下步驟之一在將所述經濾波的離散時間信號轉換為連續時間信號之前執行數字正交調制；以及在將所述經濾波的離散時間信號轉換為連續時間信號之后執行模擬正交調制。在一些實施例中，在復數調諧之后執行正交調制包含在對所述經上采樣的離散時間信號進行濾波之后執行數字正交調制。在一些實施例中，對所述連續時間信號進行濾波包含選擇來自所述連續時間信號的位于0和Fs之間的頻率上的圖像；或選擇來自所述連續時間信號的位于高于Fs的頻率上的圖像。在一些實施例中，對所述離散時間信號進行N倍上采樣以及對所述經上采樣的離散時間信號進行濾波包含使用多相技術執行所述上采樣和濾波。在一些實施例中，對所述離散時間信號進行N倍上采樣以及對所述經上采樣的離散時間信號進行濾波包含使用多相技術執行所述上采樣和濾波，并且其中執行數字正交調制包含使用等于所述DAC的固定有效采樣速率除以一整數的正交調制頻率。在一些實施例中，所述整數與N具有整數關系。在一些實施例中，對所述離散時間基帶信號執行復數調諧包含連續執行以下步驟M次，其中M > = 2，第一次對所述離散時間基帶信號執行，而所述M次中的后續每次對每次在先執行所得到的離散時間信號執行復數調諧離散時間信號以產生臨時調諧的離散時間信號；對所述臨時調諧的離散時間信號進行上采樣以產生經上采樣的臨時調諧的離散時間信號；對所述經上采樣的臨時調諧的離散時間信號進行濾波以選擇圖像并且產生經濾波的臨時調諧的離散時間信號；對第M個經濾波的臨時調諧的離散時間信號執行復數調諧以產生所述經上采樣的離散時間信號。在一些實施例中，所述方法還包含將所述離散時間基帶信號、所述經復數調諧的離散時間信號、所述經上采樣的離散時間信號或所述經濾波的離散時間信號中的至少一個重新采樣為所述DAC的固定有效采樣速率的整數約數。根據本發明的第二方面，提供了一種用于執行離散時間基帶信號到期望頻率的數字上變頻的裝置，所述裝置包含數字到模擬轉換器(DAC)，其具有被選擇為Fs的固定有效采樣速率；復數調諧器，其被配置為調諧所述離散時間基帶信號并且產生經復數調諧的離散時間信號；N倍數字上采樣上采樣器，其中N > = 2，其被配置為產生經上采樣的離散時間信號，所述經上采樣的離散時間信號在頻域中包括多個以等距離間隔的圖像；圖像選擇濾波器，其被配置為選擇所述多個圖像中的至少一個圖像并且產生經濾波的離散時間信號， 所述經濾波的離散時間信號被所述DAC從離散時間信號轉換為連續時間信號；后置DAC濾波器，其被配置為接收所述連續時間信號并且選擇在頻域中位于所述期望頻率上的圖像； 其中確定在所述復數調諧器中所使用的調諧量和確定在所述圖像選擇濾波器中所使用的濾波系數各自被確定為所述DAC的被選擇的固定有效采樣速率和所述上變頻的期望速率的函數。在一些實施例中，所述復數調諧器和所述圖像選擇濾波器能夠通過改變操作參數而被配置為將所述離散時間基帶信號數字式地上變頻到多個通信頻帶中的任何一個中的期望頻率。 在一些實施例中，所述N倍數字上采樣上采樣器和所述圖像選擇濾波器以被配置為執行多相技術的方式實現。在一些實施例中，所述裝置還包含正交調制器，其被配置為在所述復數調諧器之后執行正交調制。在一些實施例中，所述正交調制器包含以下各項之一被配置為在所述DAC之前執行數字正交調制的數字正交調制器；以及被配置為在所述DAC之后執行模擬正交調制的模擬正交調制器。在一些實施例中，所述N倍數字上采樣上采樣器和所述圖像選擇濾波器以被配置為執行多相技術的方式實現；并且其中所述正交調制器被配置為以減小所述實現的復雜度的正交調制頻率操作。在一些實施例中，所述復數調諧器是具有M個復數基帶調諧器、M-I個數字上采樣器和M-I個圖像選擇濾波器的分布式復數調諧器，其中M > = 2 其中所述M個基帶調諧器中的M-I個、所述M-I個K倍上采樣上采樣器和所述M-I個圖像選擇濾波器被布置為基帶調諧器、數字上采樣器和圖像選擇濾波器的分組，每個分組被配置為執行以下步驟復數調諧離散時間信號以產生臨時調諧的離散時間信號；對所述臨時調諧的離散時間信號進行上采樣以產生經上采樣的臨時調諧的離散時間信號；以及對所述經上采樣的臨時調諧的離散時間信號進行濾波以選擇圖像并且產生經濾波的臨時調諧的離散時間信號；第一分組對所述離散時間基帶信號執行，而每個后續分組對每個在先分組所得到的經濾波的臨時調諧的離散時間信號執行；以及第M個復數調諧器被配置為接收第M-I個經濾波的臨時調諧的離散時間信號；以及執行所述第M-I個經濾波的臨時調諧的離散時間信號的復數調諧以產生所述經復數調諧的離散時間信號。在一些實施例中，所述裝置還包含速率改變部件，其適用于將所述離散時間基帶信號、所述經復數調諧的離散時間信號、所述經上采樣的離散時間信號或所述經濾波的離散時間信號中的至少一個重新采樣為所述DAC的固定有效采樣速率的整數約數。根據本發明的第三方面，提供了一種將數字上變頻器重新配置為在不同頻率帶中操作的方法，其包含確定供在執行離散時間基帶信號的復數調諧時使用的調諧頻率以產生經復數調諧的離散時間信號；確定供在對經上采樣的離散時間信號進行濾波時使用的濾波系數以分離所述經上采樣的離散時間信號的多個圖像在頻域中的至少一個圖像并且產生經濾波的離散時間信號，所述經上采樣的離散時間信號從對所述經復數調諧的時間離散信號的上采樣得到；其中確定調諧頻率和確定濾波系數各自被確定為在所述數字上變頻器中所使用的數字到模擬轉換器(DAC)的固定有效采樣速率和所述離散時間基帶信號的上變頻的期望頻率的函數。在一些實施例中，所述方法還包含用在相應的確定步驟中所確定的調諧頻率和濾波系數中的至少一個取代所述數字上變頻器中當前正被使用的調諧頻率和濾波系數。對本領域的技術人員而言，在結合附圖閱讀了以下對本發明的具體實施例的說明之后，本發明的其他方面和特征將變得顯而易見。


現在將參考附圖描述本發明的實施例，其中圖1是根據本發明的一個實施例的用于數字式地上變頻信號的裝置的框圖；圖2A-2F是根據本發明的一個實施例的經處理的信號的頻域示意；圖3是在本發明的實施例中所使用的數字到模擬轉換器的不同操作模式的頻率響應的比較的圖表；圖4是根據本發明的一個方面的分布式基帶復數調諧器的示例的框圖；圖5是示意根據本發明的一個實施例的方法的示例的流程圖；圖6是示意根據本發明的一個實施例的另一個方法的示例的流程圖；以及圖7A和7B是根據本發明的實施例的用于數字式地上變頻信號的裝置的框圖。
具體實施例方式本文描述了利用復數調諧、采樣信號的固有重復特性以及可編程數字濾波來形成靈活的數字上變頻系統的方法和裝置，所述數字上變頻系統利用具有固定采樣速率的數字到模擬轉換器(DAC)而同時仍慮及寬頻率范圍上的可調諧性，所述固定采樣速率更準確地應被稱為更新速率，因為這是DAC信息和輸出被改變或更新的速率。本文所描述的方法和裝置利用數字信號的采樣特性。具體而言，在數字式地表示具有采樣頻率Fs的信號時，0和&之間的頻譜在兩個方向上均無限地重復，在正頻率方向上為在Fs和2FS、2FS和3FS等之間，而在負頻率方向上為在0和-Fs、-Fs和_2FS、_2FS和_3FS 等之間。信號頻譜的類似重復在信號被上采樣時或在信號被從數字信號轉換為模擬信號時出現。雖然很好地理解了采樣數據系統的特性，但是本發明的方法和裝置利用這點實現了能夠在寬的頻率范圍上被調諧而同時保持數字可調諧上變頻器中的DAC的固定有效采樣速率的數字可調諧上變頻器。 出于若干原因，包括具有固定有效采樣速率Fs的DAC的上變頻器中的數字頻率可調諧性是所需要的。設計具有靈活的DAC采樣速率的模擬無線電設備是一項困難的任務， 這是由追蹤從靈活的DAC采樣速率得到的各種混頻結果并且因此確保在頻域中沒有從混頻結果得到的不期望的圖像干擾期望的圖像所需要的復雜度引起的。另一方面，利用固定速率DAC得到對于無線電設備的不那么復雜的整體設計，這部分是由選擇了有效DAC采樣速率而將不期望的混頻結果減到最少引起的。此外，設計具有靈活的DAC采樣速率的模擬無線電設備通常使不期望的性能折衷成為必需，這導致為每個新的頻率帶或變量重新設計該無線電設備。通過對信號進行上采樣而形成的圖像對采樣數據系統很重要，它的一個示例是采樣速率擴展(sampling rate expansion)，但是圖像的定位并不總是處在最佳的或適當的位置。通過將基帶處的復數調諧和N倍上采樣與配置為選擇從上采樣得到的給定帶寬中的 N個信號圖像中的至少一個的可編程帶通濾波器結合，有可能將基帶輸入信號平移至高于或低于Fs的寬頻率范圍，例如在從0到Fs、Fs到2FS、2FS到3FS等的頻譜中，而不改變固定速率DAC的采樣速率。現在將參考圖1以及圖2A到圖2F中信號的頻域表示來描述用于將基帶信號上變頻到期望頻率的裝置的示例，所述圖2A到圖2F中信號的頻域表示示意了如何在所述裝置內的具體各級(stage)處對該裝置的信號輸入進行操作。圖1包括復數基帶調諧器(BB調諧器(復數))110、數字上采樣器120、圖像選擇濾波器130、數字正交調制器140、數字到模擬轉換器(DAC) 150和后置DAC濾波器160。在操作中，對于所示意的示例，部件110、120、130、140和150對其進行操作的信號是離散時間信號而DAC 150所輸出的并且后置DAC濾波器160對其進行操作的信號是連續時間信號。復數基帶調諧器110接收采樣速率為Fs/N的復數基帶信號作為將被頻率平移至期望的頻率的輸入，其中Fs是DAC 150的有效采樣速率而N是數字上采樣器120所采用的上采樣速率。在一些實施例中，復數基帶信號可能不具有采樣速率Fs/N，但是該信號可以被重新采樣為Fs/N，如將在下面所描述的那樣。圖2A是在被調諧到另一頻率之前的以 OMHz(DC)為中心的基帶信號210的頻譜表示。復數基帶信號可以是同相(I)和正交(Q)數字輸入，其各自包括表示至少一個數字值的樣點流。復數基帶調諧器110對該基帶信號執行復數調諧以生成經調諧的復數信號。該調諧本質上相當于在_FS/2N*FS/2N之間的有限范圍內平移該基帶信號的頻率。例如，在其最簡單的形式中，復數調諧通過將復數基帶信號與給定的時變相移進行混頻來進行。圖2B是基帶信號220在其已被調諧到不同頻率之后的頻譜表示。在一些實施例中，基帶復數調諧器110是可編程的，使得向基帶復數調諧器提供不同的操作參數信息將基帶復數調諧器配置為以不同方式操作。例如，當向基帶復數調諧器提供不同的操作參數時，該基帶復數調諧器能夠將輸入信號調諧到與其之前被調諧到的頻率不同的頻率。復數基帶調諧器可以被設計為處理具有特定于實現的帶寬和可調諧性參數的信號。更一般地說，基帶信號在頻域中可以被調諧在_FS/2N*FS/2N之間的任何地方。因為基帶輸入信號是復數，所以如果信號跨越(straddle)-FS/2N或FS/2N也沒有問題。在申請日為 2008年 6 月 23 日、名稱為“Cordic Based complex tuner with Exact Frequency Resolution”、申請號為12/214，856的美國專利申請中描述了復數基帶調諧器的具體示例，該申請被轉讓給本申請的受讓人，并且在此通過引用將其全部內容并入本文。在所示意的示例中，數字上采樣器120對復數基帶調諧器110的輸出進行N倍上采樣，其中N > = 2。對經調諧的復數基帶信號進行N倍上采樣產生采樣速率為Fs的離散時間信號，該采樣速率等于DAC的采樣速率。該信號的頻域表示在DC和DAC的固定采樣速率Fs之間具有經調諧的復數基帶信號的以等距離間隔的N個圖像，如圖2C所示。在圖2C 中，N的值是8，從而在DC和Fs之間得到該信號的8個圖像，即原始的經調諧的基帶信號 220和7個重復的圖像230。在一些實施例中，上采樣通過在經調諧的復數信號的樣點之間插入N-I個零以形成頻譜重復來執行。然而，上采樣不限于在樣點之間插入N-I個零。在其他實施例中，替代的上采樣技術被考慮。圖像選擇濾波器130被配置用于接收數字上采樣器120的輸出并且選擇數字上采樣器120所輸出的經調諧的復數基帶信號的N個圖像中的一個。圖像選擇濾波器130接收有效采樣速率為Fs的離散時間信號。就該信號的頻域表示而論，圖像選擇濾波器130通過使所有不想要的圖像衰減而在頻域中分離期望的圖像。在一些實施例中，輸入信號是復數， 而圖像選擇濾波器130被配置為對復數信號操作使得在頻域中信號圍繞Fs/2沒有對稱，否則可能導致干擾。
圖像選擇濾波器可以是實數濾波器或復數濾波器。將圖像選擇濾波器實現為復數濾波器還是實現為實數濾波器是視具體情況而定的，但應理解的是，相應類型的濾波器 (即復數或實數)具有不同的性能能力，這在選擇濾波器類型時應當加以考慮。舉例來說， 圖2D示意了 DC和Fs之間的頻譜并且示出了 0和Fs之間的N個圖像中的第二圖像MO已被選中而其他圖像被衰減。在一些實施例中，圖像選擇濾波器130是可編程的，使得向圖像選擇濾波器130提供不同的濾波系數將圖像選擇濾波器130配置為以不同方式操作。例如，當向圖像選擇濾波器提供產生不同濾波器響應的不同濾波系數時，該圖像選擇濾波器能夠選擇在頻譜中處在不同位置的圖像。數字正交調制器140接收從圖像選擇濾波器130輸出的離散時間信號并且對該信號進行正交調制。在頻域中，這個過程導致平移圖像選擇濾波器130所輸出的離散時間信號的被選擇的圖像并且將該復數信號轉換為實數信號。圖2E示出了當正交調制被應用于離散時間信號(包括圖2D的被選擇的第二圖像)時，從數字正交調制器140輸出的頻譜的示例。在圖1的示意性示例中所使用的調制頻率f-d等于Fs/4。作為f—的結果，圖2D的被選擇的第二圖像被頻率平移Fs/4，由標號250指示，如在圖2E中所示意的那樣。此外，因為正交調制產生實數信號，所以產生了經正交調制的移位圖像的反轉(翻轉)圖像，由標號 260指示。奈奎斯特區間被定義為具有Fs/2的帶寬并且頻譜包括無限數量的這樣的區間。例如，在正頻域中，第一奈奎斯特區間是從DC到Fs//2，第二奈奎斯特區間是從Fs//2到Fs，第三奈奎斯特區間是從3Fs/2，第四奈奎斯特區間是從3Fs/2到2FS等。在圖2E中，經平移的圖像250位于第一奈奎斯特區間中，而經平移的圖像的反轉圖像260位于第二奈奎斯特區間中。雖然數字正交調制器由于得到減小的復雜度的原因可能是優選的，但也可以考慮使用模擬正交調制器，如將在下面所描述的那樣。DAC 150具有有效固定采樣速率Fs。術語“有效”被用于定義DAC可以接收采樣速率為Fs的信號輸入或可以接收多個并行的輸入P，每個輸入具有采樣速率Fs/P，使得合起來 DAC所處理的采樣速率為Fs。DAC 150接收從正交調制器140輸出的離散時間信號并且將其轉換為連續時間信號。在考慮頻域時，這個過程還在正和負頻率方向上重復地生成在DC 和Fs之間出現的頻譜的圖像。更具體地說，DC到Fs的頻譜在正頻率方向上在Fs和2FS、2FS 和3FS等之間重復，而在負頻率方向上在0和-Fs、-Fs和-2FS、-2FS和_3FS等之間重復。如果需要將信號上變頻到第一奈奎斯特區間中的位置，則DAC 150可以在基帶模式下操作。在基帶模式下操作的DAC具有在第一奈奎斯特區間中產生有用輸出的頻率響應。如果DAC支持RF模式，則數字上變頻器可以被用于在第二或第三奈奎斯特區間的任意一個中上變頻所述信號。在一些實施例中，由于適用于將DAC在第二和第三奈奎斯特區間中的頻率響應修改為遵從在這些區中的操作的可配置的輸出級，支持RF模式的DAC可以這樣做。所針對的區間將取決于一個或更多個因素，諸如但不限于期望的上變頻頻率、DAC的最大采樣速率、DAC的性能能力以及上變頻器整體的期望性能。圖3示意了在基帶模式下操作的DAC(實線)和在RF模式下操作的DAC(虛線)的頻率響應的歸一化比較的示例。圖2F示意了 DAC 150的頻譜輸出，其中圖2E的出現在DC和Fs之間的數字正交調制器140的輸出250,260在Fs和2FS之間重復，如參考標號270,280所指示的那樣。另外的圖像出現在更高的頻率處，但沒有被示出。應注意的是，第二和第四奈奎斯特區間沈0、 觀0中的圖像相對于原始的基帶信號在頻譜上是反轉的。后置DAC濾波器160接收來自DAC 150的連續時間信號。后置DAC濾波器160對該連續信號進行凈化，使得在頻域中位于期望的上變頻頻率處的圖像被選擇而其他不想要的圖像被衰減。期望頻率處的被選擇的圖像的位置可以低于DAC的采樣速率Fs，例如，在第一或第二奈奎斯特區間中，或者高于采樣速率Fs，即在第三或更高的奈奎斯特區間中。在一些實施例中，后置DAC濾波器160是模擬濾波器，其用于選擇并且對從DAC 150輸出的頻譜進行濾波以減少與復數基帶信號的其他圖像的信號干擾。在一些實施例中，執行重新采樣以通過在部件110、120、130、140的鏈路中增加速率改變濾波器而將輸入復數基帶信號頻率的采樣速率修改為DAC采樣速率的約數 (sub-multiple)。例如，輸入基帶信號的采樣速率可以使得上采樣的整數因子無法得到提供DAC的最優處理的采樣速率。為了獲得對于DAC可能是優選的采樣速率Fs，速率改變濾波器允許輸入基帶信號的采樣速率在被輸入到DAC之前被改變為DAC的固定有效采樣速率的整數約數。該整數約數可以等于或大于1。與被放置在基帶復數調諧器之前不同，速率改變濾波器可以位于圖1所示意的部件鏈路中的其他位置。參考圖1，速率改變濾波器可以位于以下位置中的任何一個在復數基帶調諧器110之后；在數字上采樣器120之后；在圖像選擇濾波器130之后；在數字正交調制器140之后；或在DAC 150之前。在一些實施例中， 可以使用多個速率改變濾波器，使得速率改變濾波器的組合在離散時間基帶信號被輸入到 DAC之前將其上采樣為DAC的固定有效采樣速率的整數約數，其中該整數約數可以等于或大于1。當速率改變濾波器位于其他位置時，它的實現可能更復雜，因為改變信號的采樣速率可能以與輸入基帶信號采樣速率相比更高的采樣頻率來完成。最終，只要到DAC的輸入是以固定的DAC采樣速率Fs，則所述鏈路中的其他位置的采樣速率不需要明確地如上面參考圖1和圖2所描述的那樣。此外，雖然上面的說明具體地描述了部件110、120、130、140、150中的每一個的輸
出被鏈路中后續的部件接收，應當理解的是其他部件可以被包括在該鏈路中，例如速率改變濾波器，而其他部件的這樣的包括被認為是在本發明的范圍內的。在一些實現中，部件可以與圖1所示的順序不同，如將在下面更詳細地描述的那樣。在一些實施例中，上面所描述的數字上變頻器中的部件中的一些或全部，即復數基帶調諧器、數字上采樣器、圖像選擇濾波器和/或調制器使用現場可編程門陣列(FPGA) 實現。雖然FPGA是可以實現數字上變頻器的部件的方式的一個示例，但其他數字處理技術也被考慮。在一些實施例中，FPGA可以被用于實現所述部件中的一些而不同的實現技術可以被用于實現其他部件。在一些實施例中，所述部件可以被實現為級聯在一起的單個器件。 在一些實施例中，所述部件可以被實現為使得兩個或更多個部件一同被實現而兩個或更多個這樣結合的部件分組被級聯在一起。在已知期望的上變頻頻率和供在數字上變頻器中用作起始點的DAC的固定速率的采樣速率的情況下，有可能確定基帶復數調諧器和圖像選擇濾波器的操作參數，所述操作參數使得這些部件中的一個或兩個能夠被配置為產生將被用作輸入基帶信號的上變頻形式的、處在期望頻率上的圖像。在輸入基帶信號具有采樣速率Fs/N的情況下，已知期望的上變頻頻率使得調諧量能夠被確定，這將使經調諧的基帶信號定位在當被N倍上采樣時將得到處在期望位置的圖像的位置。另外，確定用圖像選擇濾波器選擇哪個圖像使得濾波系數能夠被確定，這將得到對那個圖像的選擇和對不想要的圖像的衰減。一旦調諧量和濾波系數被確定，則能夠將復數基帶調諧器和圖像選擇濾波器操作參數能夠提供給相應的部件以配置這些部件。因此，復數基帶調諧器被用于將基帶輸入信號的位置移至-FS/2N到FS/2N 范圍內的任何地方。在由數字上采樣器進行上采樣之后，圖像選擇濾波器基于被提供給圖像選擇濾波器的濾波系數選擇適當的圖像。根據需要執行進一步處理，包括調制被選擇的圖像的輸出、將復數信號轉換為實數信號、將離散信號轉換為連續時間信號以及執行對處在期望的上變頻頻率上的圖像的選擇中的一些或全部。在包括具有正交調制頻率f-d的正交調制器的實施例中，如果是期望的中心頻率而Fs是DAC采樣速率，(下面的)等式1和等式2或等式3和等式4能夠被用于計算原型低通濾波器的期望頻率調諧(ffiltCTtuning)以執行圖像選擇并且計算基帶復數調諧頻率(f*BBtune) °if(ftarget-fqffl0d)) ^O
-^filtertuning Π10(1 (ftarget fqmod' D
等式1
if ffiltertuning ^ 0
■■ f 'f
等式2 if(ftarget_f-d) <0
ffiltertuning —Fs) ) —Fs
等式3
if ffiltertuning〈 0
* I. J*j_
mtte mmiBm
M'M等式 4實際上，復數調諧器被實現用于在_Fsampiy2到Fsampiy2的范圍內進行調諧，其中 Fsample是復數調諧器的操作的速率。如果等式2或等式4的結果大于abs (Fsample/2)，則能夠通過減去Fsample而將其轉換到上述范圍內。在一些實施例中，數字上采樣器和圖像選擇濾波器一同被實現為多相濾波器，所述多相濾波器以在計算上高效的方式執行上采樣和濾波這兩個過程。一般地說，多相濾波器執行輸入信號到L個相位的劃分(其中L等于上采樣因子 N)。使用從總濾波器得出的L個不同的“子濾波器”或“濾波器相位(filter phase)”對L 個輸入進行濾波，否則該總濾波器會被用于執行作為整體對信號的濾波。在一些實施例中， 總濾波器的抽頭(tap)的總數量是L的倍數，并且通常每個子濾波器的抽頭數量為3個或更多。然而，任何數量的抽頭都可以被用于提供期望的濾波功能。通過從系數零到L-I開始，跳過每第L個系數來確定每個子濾波器的系數。多相濾波器的輸出可以通過重新組合構成的L個相位輸出而生成以更高采樣速率的輸出(輸入采樣速率的L倍)來形成或者可以通過將構成的L個相位輸出保持為獨立的并行路徑來形成。L的值、每個子濾波器的抽頭數量和將在多相濾波器中所使用的系數選擇被認為是特定于實現的參數。在美國專利6，987，953中描述了其中構成的L個相位輸出被保持為獨立的并行路徑的多相濾波過程的具體示例，該專利被轉讓給本申請的受讓人，并且在此通過引用將其全部內容并入本文。除在美國專利6，987，953中具體公開的技術以外，其他多相濾波技術也被考慮，例如其中構成的L個相位輸出被重新結合的技術。在一些實施例中，數字正交調制器可以在多相濾波器之后并且與其結合實現。如果正交調制頻率被選擇為DAC采樣速率除以整數值(例如Fs/4)，則這樣的實現可以得到進一步的硬件簡化。如果所述整數(例如4)與上采樣速率(例如N = 4、8等)具有整數關系，則可以產生進一步的硬件簡化。這種限制減小了組合的多相濾波器/正交調制器的復雜度而大體上對調諧靈活性沒有影響。在美國專利6，987，953中也描述了這樣的組合的多相濾波器/正交調制器的具體示例。在本發明的一些實施例中，形成上變頻器的部件的組合可以不按圖1所示意的具體布置來實現。例如，在本發明的一些實施例中，數字正交調制器140可以被實現為在基帶復數調諧器110之后并且在數字上采樣器120之前，而不是位于圖像選擇濾波器130之后、 DAC 150之前。因此，f;m。d會是更低的頻率，但是仍然能夠被選擇從而簡化上變頻器的硬件實現。圖7A示意了這樣的實現的示例，其中數字調制器140的實數輸出僅得到到數字上采樣器120的單個流和從N倍上采樣上采樣器120到圖像選擇濾波器130的的單個輸出。此外，在一些實施例中，可以在上變頻器中使用模擬正交調制器，而不是使用數字正交調制器。這樣的模擬正交調制器將位于DAC之后從而對DAC的連續時間輸出執行模擬正交調制。這樣的實現將需要具有分別用于來自圖像選擇濾波器的I路和Q路流輸出中的每一個的兩個DAC，以及分別用于所述流中的每一個的兩個后置DAC濾波器。圖7B示意了其中圖像選擇濾波器130的每個輸出被輸入到相應的DAC 153、155的示例性實現。相應的DAC 153、155的輸出被提供給相應的后置DAC濾波器163、165。相應的后置DAC濾波器 163、165的輸出作為I路和Q路流被提供給單個模擬正交調制器143。在一些實施例中，復數調諧器以分布式的方式實現。現在將參考圖4來描述分布式復數調諧器的示例。分布式復數調諧器共同由參考標號410標識，并且由部件鏈路實現， 每個部件是復數調諧器、數字上采樣器或圖像選擇濾波器。圖4所示的數字上采樣器是2 倍上采樣上采樣器。更一般地說，分布式復數調諧器中的數字上采樣器可以是N倍上采樣上采樣器，其中N >= 2。在每個上采樣器之后，使用相應的圖像選擇濾波器從通過上采樣所生成的多個圖像選擇頻域中的期望圖像。在一些實施例中，這樣的圖像選擇濾波器可以類似于上面所描述的圖像選擇濾波器。例如，圖像選擇濾波器是可編程濾波器，其能夠被配置為以期望的響應操作。在圖4中，第一復數基帶調諧器420接收復數輸入并且提供輸出到第一 2倍上采樣上采樣器422。第一 2倍上采樣上采樣器422的輸出被提供給第一圖像選擇濾波器423。 第二復數基帶調諧器似4接收來自圖像選擇濾波器423的輸出并且提供輸出到第二 2倍上采樣上采樣器426。第二 2倍上采樣上采樣器426的輸出被提供給第二圖像選擇濾波器 427。第三復數基帶調諧器4 接收來自第二圖像選擇濾波器427的輸出并且提供輸出到N 倍上采樣上采樣器，該N倍上采樣上采樣器在所示意的示例中與圖1中的N倍上采樣上采樣器120相同。在操作中，每個2倍上采樣上采樣器422、426的輸出被供應給相應的圖像選擇濾波器423、427，在圖像選擇濾波器423、427中頻域中不想要的圖像被衰減。每個圖像選擇濾波器423、427的輸出被供應給所述鏈路中相應的后續復數基帶調諧器424、428。在所示意的示例中，每個復數調諧器420、424、似8產生頻率上變頻的臨時量(interim amount)，它們共同得到等于圖1中的復數基帶調諧器110的輸出的頻率上變頻的輸出。這樣的實現可以使得數字上變頻器能夠以更低的復雜度以更低的采樣速率實現更高的分辨率。在一些實施例中，分布式復數調諧器的輸出可以不是Fs/N，如參考圖1所描述的那樣。在這樣的情況下，輸出可以被重新采樣為期望的采樣頻率。圖4的示例是用于示意目的的具體實現。復數基帶調諧器、數字上采樣器和圖像選擇濾波器的數量是特定于實現的。更一般地說，分布式復數調諧器具有M(M>=》個復數基帶調諧器、M-I個上采樣器和M-I個圖像選擇濾波器。所述M個復數基帶調諧器中的 M-I個、所述M-I個數字上采樣器和所述M-I個圖像選擇濾波器被布置成復數基帶調諧器、 數字上采樣器和圖像選擇濾波器的分組。每個分組被配置為執行以下步驟復數調諧離散時間信號以產生臨時調諧的離散時間信號，對臨時調諧的離散時間信號進行上采樣以產生經上采樣的臨時調諧的離散時間信號，以及對經上采樣的臨時調諧的離散時間信號進行濾波以選擇圖像并且產生經濾波的臨時調諧的離散時間信號。第一分組對輸入離散時間基帶信號進行操作而每個后續分組對每個在先分組所得到的經濾波的臨時調諧的離散時間信號進行操作。第M個復數調諧器進而被配置為接收第M-I個經濾波的臨時調諧的離散時間信號并且執行第M-I個經濾波的臨時調諧的離散時間信號的復數調諧以產生經復數調諧的離散時間信號。在一些實施例中，用于每個分組的數字上采樣器的上采樣因子可以是對于每個分組都相同。在一些實施例中，上采樣因子可以是對于一些分組相同，而對于其他分組則不同。在一些實施例中，上采樣因子可以是對于每個分組都不同。現在將參考圖5來描述執行數字上變頻的一般方法，對于該上變頻，輸入基帶信號具有采樣速率Fs/N。對于給定的復數基帶信號執行該方法，其中具有已知的有效固定采樣速率Fs的DAC被用于將離散的經上變頻的基帶信號轉換為連續時間信號。復數調諧參數和圖像選擇濾波系數可以基于所述復數基帶信號的期望的上變頻頻率和已知的固定DAC 采樣速率來確定。該方法的第一步驟5-1涉及為在上變頻離散時間基帶信號時所使用的數字到模擬轉換器(DAC)選擇固定的有效采樣速率Fs。在第二步驟5-2中，該離散時間復數基帶信號在基帶帶寬內被調諧，由此產生經復數調諧的離散時間信號。第三步驟5-3涉及對經復數調諧的離散時間信號進行上采樣。對經復數調諧的離散時間信號進行N倍上采樣(其中N>=》以產生經上采樣的離散時間信號，其具有包括該第二離散時間信號在0和Fs之間的頻率譜中的N個以等距離間隔的圖像的頻域表示。 沒有由上采樣過程引起的經上采樣的離散時間信號的圖像的頻譜圖像反轉，而僅是經復數調諧的離散時間信號在0和Fs之間的頻率帶表示跨頻譜的重復，即在正頻率方向上在Fs和 2FS、2FS和3FS等之間的重復，而在負頻率方向上在0和-Fs、-Fs和_2FS、_2FS和_3FS等之間的重復。第四步驟5-4涉及通過選擇經上采樣的離散時間信號在頻域中的至少一個圖像而對經上采樣的離散時間信號進行濾波以產生經濾波的離散時間信號。第五步驟5-5涉及經濾波的離散時間信號的數字正交調制。在一些實施例中，該數字正交調制將信號從復數離散時間信號轉換為實數離散時間信號。第六步驟5-6涉及將實數離散時間信號轉換為實數的連續時間信號。在頻域中， 這種轉換得到以重復速率Fs產生的另外的圖像。在一些實施例中，該轉換由DAC執行。這樣的轉換可以使用采樣保持過程、歸零過程或其他已知的轉換過程中的任何一個或更多個來實現，但不限于此。在一些實施例中，該轉換的有限復雜度(例如采樣保持)產生被DAC 頻率響應衰減的圖像。第七步驟5-7涉及對連續時間信號的輸出的凈化，其涉及在頻域中，選擇位于期望的上變頻頻率處的圖像。這個期望的上變頻頻率可以低于或高于采樣頻率Fs。在一些實施例中，這樣的選擇涉及使不想要的圖像衰減的濾波。另外的方法步驟還可以涉及為執行復數調諧步驟確定復數調諧的量，以及確定在離散時間信號的濾波步驟中所使用的濾波系數。在一些實施例中，確定在執行復數調諧步驟時所使用的復數調諧的量和確定在離散時間信號的濾波步驟中所使用的濾波系數各自被確定為DAC的固定有效采樣速率和上變頻的期望頻率的函數。如果輸入基帶信號的采樣速率不是Fs/N，則可以在所述方法中的某個點處執行重新采樣以確保輸入到DAC的信號具有有效采樣速率Fs。如果輸入基帶信號的采樣速率不是 Fs/N,則在0和Fs之間的帶寬中可能沒有如在上面的示例中所描述的N個圖像，這N個圖像將出現在OHz和輸入基帶信號的采樣速率乘以N之間。在一些實施例中，上采樣和圖像選擇濾波一同被實現為多相濾波過程。在一些實施例中，正交調制在該多相濾波過程之后并且與其結合實現。可以被包括在所述方法中的另外的步驟是對被供應給復數調諧器的輸入復數基帶信號或在上面所描述的方法步驟期間在離散時間到連續時間的轉換之前的某個地方的信號的采樣速率進行重新采樣，以具有這樣的采樣頻率，即其為正被轉換為連續信號的離散信號的有效固定采樣速率的整數約數。在本發明的一些實施例中，上面所描述的用于執行上變頻的步驟可以不按圖5所描述和示意的具體順序實現。在本發明的一些實施例中，數字正交調制可以在步驟5-1的基帶信號調諧之后并且在步驟5-2的上采樣之前實現，而不是在步驟5-3的濾波之后、在步驟5-4的離散時間信號到實數的連續時間信號的轉換之前實現。此外，數字正交調制可以由在離散時間信號到實數的連續時間信號的轉換之后所執行的模擬正交調制取代。這樣的實現要求并行處理兩個流，分別針對步驟5-4的濾波之后的復數信號的I路和Q路信號中的每一個。所述流中的每一個被從離散時間信號轉換為連續時間信號，在離散時間信號到連續時間信號的轉換之后被濾波并且經濾波的信號被模擬正交調制。由于復數調諧的獨特用法、采樣信號的固有重復特性和可編程的數字濾波，所述方法的一些實施例提供能在寬頻率范圍上有可調諧性的靈活的數字上變頻。具有這樣的寬頻率范圍的可調諧性，所述方法可以被用于以常規的模擬無線電設備不可能有的方式將無線電設備從一個頻率帶有效地重新定頻帶(reband)到另一個頻率帶。常規的模擬無線電設備通常需要針對不同頻帶重新設計，而實現本發明的一些實施例的無線電設備可以通過如下方式而容易地被重新配置即向該無線電設備提供改變一個或更多個可編程部件的操作參數的信息使得當這些操作參數被實現時該無線電設備在新的頻帶中操作。所述方法可以被用于將已在一個通信頻帶中操作的無線電設備重新配置為在不同的通信頻帶中操作， 而不需要對執行上變頻功能的部件進行很大的重新設計。無線電設備可以從第一通信頻帶被有效地重新定頻帶到第二其他通信頻帶。通信頻帶的類型的示例包括但不限于UMTS頻帶；GSM頻帶；PCS頻帶；Whitespace頻帶；3G頻帶；4G頻帶；MediaFlo頻帶；AMPS頻帶；以及DVB-H頻帶。本發明的一些實施例提供用于將數字上變頻器重新配置為在不同頻率帶中操作的方法。現在將參考圖6描述來這樣的方法的示例，該方法針對接收具有等于Fs/N的采樣速率的輸入基帶信號的上變頻器。基于對與當前上變頻頻率不同的頻率帶中的期望上變頻頻率和在數字上變頻器中所使用的DAC的被選擇的固定有效采樣速率的了解，第一步驟6-1涉及確定供在執行離散時間基帶信號的復數調諧時使用的調諧頻率以產生經復數調諧的離散時間信號。第二步驟6-2涉及確定供在對經上采樣的離散時間信號進行濾波時使用的濾波系數，該經采樣的離散時間信號包括離散時間基帶信號在頻域中在O和Fs之間的N個(N > =2)圖像，經上采樣的離散時間信號從對經復數調諧的時間離散信號的N倍上采樣得到， 所述濾波包含選擇經上采樣的離散時間信號的N個圖像中的至少一個圖像。該方法的第三步驟6-3涉及用在相應的確定步驟中所確定的調諧頻率和濾波系數中的至少一個取代數字上變頻器中當前正被使用的調諧頻率和濾波系數。在一些實施例中，由于上變頻器中的DAC的有效采樣速率是固定的，所以當無線電設備被重新配置為在不同頻帶中操作時，該DAC的采樣速率被保持在該固定的采樣速率上而上變頻器的調諧頻率和濾波系數基于DAC的固定有效采樣速率和輸入到上變頻器的離散時間基帶信號的上變頻的期望頻率而確定。如果輸入基帶信號的采樣速率不是Fs/N，則可以在所述方法期間的某個點處執行重新采樣以確保輸入到DAC的信號具有有效采樣速率Fs。如果輸入基帶信號的采樣速率不是Fs/N，則在0和Fs之間的帶寬中沒有如在上面的示例中所描述的N個圖像，這N個圖像將出現在OHz和輸入基帶信號的采樣速率乘以N之間。本文所描述的方法和裝置可以與可受益于頻率上變頻的靈活性的任何類型的無線電設備一起使用。在一些實施例中，所述方法和裝置被實現在通信基站中。在一些實施例中，所述方法和裝置被實現在移動站中。移動站的示例包括但不限于蜂窩電話、有無線能力的計算機、有無線能力的PDA等。在一些實施例中，本文所描述的方法和裝置減輕了由模擬上變頻技術引起的失真，而同時提供了靈活的上變頻平臺。由于本文所描述的本發明的技術利用了數字處理，所以大量集成是有可能的，與傳統技術相比這可以減小成本、收發器尺寸以及電力需求。實現數字頻率可調諧性與固定的DAC采樣速率的結合使得具有根據本發明的實施例的數字上變頻器的無線電設備能夠通過簡單地向該無線電設備提供重新配置信息以重新配置該無線電設備的一個或更多個可編程部件的操作而被重新配置。舉例來說，這可以包括到數字上變頻器中的部件中的一個或更多個的幾百字節的配置數據。這些部件可以包括但不限于復數基帶調諧器、圖像選擇濾波器或被配置為執行上采樣和圖像選擇的多相濾波器。這種重新配置無線電設備的方式可能得到重新定頻帶的成本的顯著減小。本發明的技術非常有助于專用集成電路(ASIC)集成，因為即使在實現之后，使用根據本發明的實施例的數字上變頻器的無線電設備的操作的頻率仍然是完全可編程的。本發明的技術的使用還簡化了無線電設備的有效重新定頻帶，因為在一些實施例中，只有最后幾級(例如功率放大和濾波)需要很大的物理修改以將所述重新定頻帶調整至替代的頻率帶。其中本文所描述的方法和裝置可適用的應用的具體示例是未被使用的頻譜的建議使用，該頻譜當前處在適當的位置以避免電磁波頻譜的UHF和VHF部分中的頻帶之間的干擾。這種具體應用被稱為白空間(Whitespace)。在白空間應用中，給定國家或大陸內的不同地理位置可能具有這樣的未被使用的頻譜的不同分配，收發器的可重新配置性將是重要的必要條件，因為可用的頻率將隨地理位置而變化。按照上述示教，本發明的許多修改和變形是可能的。因此，應理解的是，在所附權利要求的范圍內，本發明可以不同于本文所具體描述的方式來實踐。
權利要求
1.一種將離散時間基帶信號數字式地上變頻到期望頻率的方法，其包含為在上變頻所述離散時間基帶信號時所使用的數字到模擬轉換器(DAC)選擇固定的有效采樣速率Fs ；對所述離散時間基帶信號執行復數調諧以產生經復數調諧的離散時間信號，所述經復數調諧的離散時間信號在頻域中被平移；進行N倍上采樣以產生經上采樣的離散時間信號，其中N >= 2，所述經上采樣的離散時間信號具有包括多個以等距離間隔的圖像的頻域表示；對所述經上采樣的離散時間信號進行濾波以選擇所述離散時間信號的多個圖像中的至少一個圖像以產生經濾波的離散時間信號；使用所述DAC將包括所述至少一個圖像的所述經濾波的離散時間信號轉換為連續時間信號；以及對所述連續時間信號進行濾波以選擇在頻域中位于所述期望頻率上的圖像； 其中，在執行復數調諧步驟時所使用的調諧量和在所述離散時間信號的濾波步驟中所使用的濾波系數各自被確定為所述DAC的固定有效采樣速率和所述上變頻的期望頻率的函數。
2.根據權利要求1所述的方法，其還包含 確定用于執行復數調諧的調諧量；確定在對所述離散時間信號進行濾波時所使用的濾波系數。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的方法，其還包含 在復數調諧之后執行正交調制。
4.根據權利要求3所述的方法，其中在復數調諧之后執行正交調制包含以下步驟之在將所述經濾波的離散時間信號轉換為連續時間信號之前執行數字正交調制；以及在將所述經濾波的離散時間信號轉換為連續時間信號之后執行模擬正交調制。
5.根據權利要求3所述的方法，其中在復數調諧之后執行正交調制包含 在對所述經上采樣的離散時間信號進行濾波之后執行數字正交調制。
6.根據權利要求1到5中任何一項所述的方法，其中對所述連續時間信號進行濾波包含選擇來自所述連續時間信號的位于0和Fs之間的頻率上的圖像；或選擇來自所述連續時間信號的位于高于Fs的頻率上的圖像。
7.根據權利要求1到6中任何一項所述的方法，其中對所述離散時間信號進行N倍上采樣以及對所述經上采樣的離散時間信號進行濾波包含使用多相技術執行所述上采樣和濾波。
8.根據權利要求5所述的方法，其中對所述離散時間信號進行N倍上采樣以及對所述經上采樣的離散時間信號進行濾波包含使用多相技術執行所述上采樣和濾波，并且其中執行數字正交調制包含使用等于所述DAC的固定有效采樣速率除以一整數的正交調制頻率。
9.根據權利要求8所述的方法，其中所述整數與N具有整數關系。
10.根據權利要求1到9中任何一項所述的方法，其中對所述離散時間基帶信號執行復數調諧包含連續執行以下步驟M次，其中M > = 2，第一次對所述離散時間基帶信號執行，而所述M 次中的后續每次對每次在先執行所得到的離散時間信號執行 復數調諧離散時間信號以產生臨時調諧的離散時間信號；對所述臨時調諧的離散時間信號進行上采樣以產生經上采樣的臨時調諧的離散時間信號；對所述經上采樣的臨時調諧的離散時間信號進行濾波以選擇頻域中的圖像并且產生經濾波的臨時調諧的離散時間信號；對第M個經濾波的臨時調諧的離散時間信號執行復數調諧以產生所述經上采樣的離散時間信號。
11.根據權利要求1到10中任何一項所述的方法，其還包含將所述離散時間基帶信號、 所述經復數調諧的離散時間信號、所述經上采樣的離散時間信號或所述經濾波的離散時間信號中的至少一個重新采樣為所述DAC的固定有效采樣速率的整數約數。
12.一種用于執行離散時間基帶信號到期望頻率的數字上變頻的裝置，所述裝置包含數字到模擬轉換器(DAC)，其具有被選擇為Fs的固定有效采樣速率； 復數調諧器，其被配置為調諧所述離散時間基帶信號并且產生經復數調諧的離散時間信號；N倍數字上采樣上采樣器，N >= 2，其被配置為產生經上采樣的離散時間信號，所述經上采樣的離散時間信號在頻域中包括多個以等距離間隔的圖像；圖像選擇濾波器，其被配置為選擇所述多個圖像中的至少一個圖像并且產生經濾波的離散時間信號，所述經濾波的離散時間信號被所述DAC從離散時間信號轉換為連續時間信號；后置DAC濾波器，其被配置為接收所述連續時間信號并且選擇在頻域中位于所述期望頻率上的圖像；其中確定在所述復數調諧器中所使用的調諧量和確定在所述圖像選擇濾波器中所使用的濾波系數各自被確定為所述DAC的被選擇的固定有效采樣速率和所述上變頻的期望速率的函數。
13.根據權利要求12所述的裝置，其中所述復數調諧器和所述圖像選擇濾波器能夠通過改變操作參數而被配置為將所述離散時間基帶信號數字式地上變頻到多個通信頻帶中的任何一個中的期望頻率。
14.根據權利要求12或權利要求13所述的裝置，其中所述N倍數字上采樣上采樣器和所述圖像選擇濾波器以被配置為執行多相技術的方式實現。
15.根據權利要求12到14中任何一項所述的裝置，其還包含 正交調制器，其被配置為在所述復數調諧器之后執行正交調制。
16.根據權利要求15所述的裝置，其中所述正交調制器包含以下各項之一 數字正交調制器，其被配置為在所述DAC之前執行數字正交調制；以及模擬正交調制器，其被配置為在所述DAC之后執行模擬正交調制。
17.根據權利要求15所述的裝置，其中所述N倍數字上采樣上采樣器和所述圖像選擇濾波器以被配置為執行多相技術的方式實現；并且其中所述正交調制器是被配置為在所述DAC之前執行數字正交調制并且以減小所述實現的復雜度的正交調制頻率操作的數字正交調制器。
18.根據權利要求12到17中任何一項所述的裝置，其中所述復數調諧器是具有M個復數基帶調諧器、M-I個數字上采樣器和M-I個圖像選擇濾波器的分布式復數調諧器，其中M >=2 其中所述M個基帶調諧器中的M-I個、所述M-I個數字上采樣器和所述M-I個圖像選擇濾波器被布置為基帶調諧器、數字上采樣器和圖像選擇濾波器的分組，每個分組被配置為執行以下步驟復數調諧離散時間信號以產生臨時調諧的離散時間信號；對所述臨時調諧的離散時間信號進行上采樣以產生經上采樣的臨時調諧的離散時間信號；以及對所述經上采樣的臨時調諧的離散時間信號進行濾波以選擇圖像并且產生經濾波的臨時調諧的離散時間信號；第一分組對所述離散時間基帶信號執行，而每個后續分組對每個在先分組所得到的經濾波的臨時調諧的離散時間信號執行；以及第M個復數調諧器被配置為接收第M-I個經濾波的臨時調諧的離散時間信號；以及執行所述第M-I個經濾波的臨時調諧的離散時間信號的復數調諧以產生所述經復數調諧的離散時間信號。
19.根據權利要求12到18中任何一項所述的裝置，其還包含速率改變部件，其適用于將所述離散時間基帶信號、所述經復數調諧的離散時間信號、所述經上采樣的離散時間信號或所述經濾波的離散時間信號中的至少一個重新采樣為所述DAC的固定有效采樣速率的整數約數。
20.一種將數字上變頻器重新配置為在不同頻率帶中操作的方法，其包含確定供在執行離散時間基帶信號的復數調諧時使用的調諧頻率以產生經復數調諧的離散時間信號；確定供在對經上采樣的離散時間信號進行濾波時使用的濾波系數以分離所述經上采樣的離散時間信號的多個圖像在頻域中的至少一個圖像并且產生經濾波的離散時間信號， 所述經上采樣的離散時間信號從對所述經復數調諧的時間離散信號的上采樣得到；其中確定調諧頻率和確定濾波系數各自被確定為在所述數字上變頻器中所使用的數字到模擬轉換器(DAC)的固定有效采樣速率和所述離散時間基帶信號的上變頻的期望頻率的函數。
21.根據權利要求20所述的方法，其還包含用在相應的確定步驟中所確定的調諧頻率和濾波系數中的至少一個取代所述數字上變頻器中當前正被使用的調諧頻率和濾波系數。
全文摘要
本文描述了利用復數調諧、采樣信號的固有重復特性和可編程數字濾波來形成靈活的數字上變頻系統的方法和裝置，所述數字上變頻裝置利用具有固定有效采樣速率的數字到模擬轉換器(DAC)而同時仍適應于寬頻率范圍上的可調諧性。在已知DAC的固定有效采樣速率和上變頻的期望頻率并且將基帶處的復數調諧和N倍上采樣與被配置為選擇從所述上采樣得到的多個信號圖像中的一個的可編程帶通濾波器結合的情況下，有可能將基帶輸入信號平移至高于或低于Fs的寬頻率范圍，而不改變在所述上變頻過程中所使用的固定速率DAC的采樣速率。
文檔編號H04L27/00GK102257780SQ200980152694
公開日2011年11月23日 申請日期2009年10月20日 優先權日2008年10月20日
發明者A·T·G·富勒, B·J·莫里斯 申請人:北方電訊網絡有限公司