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接收器与通信信号的接收方法.pdf

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接收器 通信 信号 接收 方法
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摘要
申请专利号:

CN201210037081.3

申请日:

2012.02.17

公开号:

太阳城集团CN102707298B

公开日:

2015.01.28

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01S 19/33申请日:20120217|||公开
IPC分类号: G01S19/33(2010.01)I; G01S19/36(2010.01)I; H04B1/16 主分类号: G01S19/33
申请人: 联发科技股份有限公司; 陈怡然
发明人: 郑治葳; 游岳华; 陈怡然
地址: 中国台湾新竹科学工业园区
优先权: 2011.03.28 US 13/073,996
专利代理机构: 北京三友知识产权代理有限公司 11127 代理人: 任默闻
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法律状态
申请(专利)号:

CN201210037081.3

授权太阳城集团号:

太阳城集团102707298B||||||

法律状态太阳城集团日:

2015.01.28|||2012.11.28|||2012.10.03

法律状态类型:

太阳城集团授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团本发明公开一种接收器与通信信号的接收方法,所述的接收器包括第一混波器、第二混波器以及处理电路。第一混波器用来将包括第一通信信号与第二通信信号的输入射频信号降频至第一低频信号。第二混波器用来将输入射频信号降频至第二低频信号。处理电路用来根据至少第一低频信号来产生至少一相移后的低频信号,根据第二低频信号以及至少一相移后的低频信号来排除第二通信信号的信号成分以提取第一通信信号的信号成分,并且根据第二低频信号以及至少一相移后的低频信号来排除第一通信信号的信号成分以提取第二通信信号的信号成分。本发明公开的接收器可以在不为每一通信系统设置各自的接收器前端电路以及接收模式的情况下,收集多种不同通信系统的信号,因此电路成本便可大幅降低。

权利要求书

权利要求书
1.   一种接收器,用来接收第一通信信号与第二通信信号,其特征在于,所述的接收器包括:
第一混波器,用来根据第一振荡信号来将包括所述第一通信信号与所述第二通信信号的输入射频信号降频至第一低频信号;
第二混波器,用来根据第二振荡信号来将所述输入射频信号降频至第二低频信号;以及
处理电路,耦接于所述第一混波器与所述第二混波器,用来根据至少所述第一低频信号来产生至少一相移后的低频信号,根据所述第二低频信号以及所述至少一相移后的低频信号来排除所述第二通信信号的信号成分以提取所述第一通信信号的信号成分,并且根据所述第二低频信号以及所述至少一相移后的低频信号来排除所述第一通信信号的信号成分以提取所述第二通信信号的信号成分;
其中所述第一通信信号位于第一频率范围中,所述第二通信信号位于第二频率范围中,所述第一频率范围与所述第二频率范围不同。

2.   如权利要求1所述的接收器,其特征在于,所述处理电路包括:
移相器,耦接于所述第一混波器,用来对所述第一低频信号进行相位偏移操作,以产生所述相移后的低频信号;
第一处理单元,耦接于所述移相器与所述第二混波器,用来产生所述相移后的低频信号与所述第二低频信号的相加结果,来排除所述第二通信信号的信号成分以提取所述第一通信信号的信号成分;以及
第二处理单元,耦接于所述移相器与所述第二混波器,用来产生所述相移后的低频信号与所述第二低频信号的扣除结果,来排除所述第一通信信号的信号成分以提取所述第二通信信号的信号成分。

3.   如权利要求2所述的接收器,其特征在于,所述移相器用来使所述第一低频信号的相位产生90度的偏移。

4.   如权利要求1所述的接收器,其特征在于,所述的接收器还包括:
合成器,耦接于所述第一混波器与所述第二混波器,用来产生所述第一振荡信号与所述第二振荡信号,其中所述第一振荡信号与所述第二振荡信号彼此正交,并且所述第一振荡信号与所述第二振荡信号的频率位于所述第一通信信号与所述第二通信信号的频率范围之间。

5.   如权利要求1所述的接收器,其特征在于,所述处理电路包括:
第一多相滤波器,耦接于所述第一混波器与所述第二混波器,并且根据所述第一低频信号与所述第二低频信号来排除所述第二通信信号,以提取所述第一通信信号;以及
第二多相滤波器,耦接于所述第一混波器与所述第二混波器,并且根据所述第一低频信号与所述第二低频信号来排除所述第一通信信号,以提取所述第二通信信号。

6.   如权利要求5所述的接收器,其特征在于,所述处理电路还包括:
处理单元,耦接于所述第一多相滤波器与所述第二多相滤波器,用来依据所述第一多相滤波器的输出来产生相加结果,并且用来依据所述第二多相滤波器的输出来产生另一相加结果。

7.   如权利要求1所述的接收器,其特征在于,所述的接收器还包括:
第三混波器,耦接于所述第一混波器与所述处理电路之间,用来根据第三振荡信号来将所述第一低频信号降频至第一转换后的低频信号;以及
第四混波器,耦接于所述第二混波器与所述处理电路之间,用来根据第四振荡信号来将所述第二低频信号降频至第二转换后的低频信号;
其中所述处理电路用来根据所述第一转换后的低频信号来产生所述至少一相移后的低频信号。

8.   如权利要求7所述的接收器,其特征在于,所述处理电路包括:
移相器,耦接于所述第三混波器,用来对所述第一转换后的低频信号进行相位偏移操作,以产生所述相移后的低频信号;
第一处理单元,耦接于所述移相器与所述第四混波器,用来产生所述相移后的低频信号与所述第二转换后的低频信号的相加结果,来排除所述第二通信信号以提取所述第一通信信号;
第二处理单元,耦接于所述第三混波器与所述第四混波器,用来产生所述第一转换后的低频信号与所述第二转换后的低频信号的相加结果,来排除所述第一通信信号以提取所述第二通信信号。

9.   如权利要求8所述的接收器,其特征在于,所述移相器用来使所述第一转换后的低频信号的相位产生180度的偏移。

10.   如权利要求7所述的接收器,其特征在于,所述的接收器还包括:
第一合成器,耦接于所述第一混波器与所述第二混波器,用来产生所述第一振荡信号与所述第二振荡信号;以及
第二合成器,耦接于所述第三混波器与所述第四混波器,用来产生所述第三振荡信号与所述第四振荡信号;
其中所述第一合成器的振荡频率不同于所述第二合成器的振荡频率。

11.   一种通信信号的接收方法,用来接收第一通信信号与第二通信信号,其特征在于,包括以下步骤:
根据第一振荡信号来将包括所述第一通信信号与所述第二通信信号的输入射频信号降频至第一低频信号;
根据第二振荡信号来将所述输入射频信号降频至第二低频信号;
根据至少所述第一低频信号来产生至少一相移后的低频信号;
根据所述第二低频信号以及所述至少一相移后的低频信号来排除所述第二通信信号的信号成分,以提取所述第一通信信号的信号成分;以及
根据所述第二低频信号以及所述至少一相移后的低频信号来排除所述第一通信信号的信号成分,以提取所述第二通信信号的信号成分;
其中所述第一通信信号位于第一频率范围中,所述第二通信信号位于第二频率范围中,所述第一频率范围与所述第二频率范围不同。

12.   如权利要求11所述的通信信号的接收方法,其特征在于,所述根据至少所述第一低频信号来产生至少一相移后的低频信号的步骤包括:
使所述第一低频信号的相位产生偏移,来产生所述相移后的低频信号;
所述提取所述第一通信信号的信号成分的步骤包括:
产生所述相移后的低频信号与所述第二低频信号的相加结果来排除所述第二通信信号的信号成分,以提取所述第一通信信号的信号成分;以及
所述提取所述第二通信信号的信号成分的步骤包括:
产生所述相移后的低频信号与所述第二低频信号的扣除结果来排除所述第一通信信号的信号成分,以提取所述第二通信信号的信号成分。

13.   如权利要求12所述的通信信号的接收方法,其特征在于,所述第一低频信号的相位产生90度的偏移。

14.   如权利要求11所述的通信信号的接收方法,其特征在于,所述第一振荡信号与所述第二振荡信号彼此正交,并且所述第一振荡信号与所述第二振荡信号的频率位于所述第一通信信号与所述第二通信信号的频率范围之间。

15.   如权利要求11所述的通信信号的接收方法,其特征在于,所述的方法还包括以下步骤:
根据第三振荡信号来将所述第一低频信号降频至第一转换后的低频信号;以及
根据第四振荡信号来将所述第二低频信号降频至第二转换后的低频信号;
其中所述产生至少一相移后的低频信号的步骤包括:
参考所述第一转换后的低频信号的相位,来产生所述至少一相移后的低频信号。

16.   如权利要求15所述的通信信号的接收方法,其特征在于,所述产生至少一相移后的低频信号的步骤包括:
使所述第一转换后的低频信号的相位产生偏移,来产生所述相移后的低频信号;
所述提取所述第一通信信号的信号成分的步骤包括:
产生所述相移后的低频信号与所述第二转换后的低频信号的相加结果来排除所述第二通信信号,以提取所述第一通信信号;以及
所述提取所述第二通信信号的信号成分的步骤包括:
产生所述第一转换后的低频信号与所述第二转换后的低频信号的相加结果来排除所述第一通信信号,以提取所述第二通信信号。

17.   如权利要求15所述的通信信号的接收方法,其特征在于,所述第一转换后的低频信号的相位产生180度的偏移。

18.   如权利要求15所述的通信信号的接收方法,其特征在于,所述的方法还包括:
提供第一合成器来产生所述第一振荡信号与所述第二振荡信号;以及
提供第二合成器来产生所述第三振荡信号与所述第四振荡信号;
其中所述第一合成器的振荡频率不同于所述第二合成器的振荡频率。

19.   一种接收器,用来接收第一通信信号与第二通信信号,其特征在于,所述的接收器包括:
第一混波器,用来根据第一振荡信号来将包括所述第一通信信号与所述第二通信信号的输入射频信号降频至第一低频信号;
第二混波器,用来根据第二振荡信号来将所述输入射频信号降频至第二低频信号;以及
第一多相滤波器,耦接于所述第一混波器与所述第二混波器,用来根据所述第一低频信号与所述第二低频信号来排除所述第二通信信号的信号成分,以提取所述第一通信信号的信号成分;
其中所述第一通信信号位于第一频率范围中,所述第二通信信号位于第二频率范围中,所述第一频率范围与所述第二频率范围不同。

20.   如权利要求19所述的接收器,其特征在于,所述的接收器还包括:
第二多相滤波器,耦接于所述第一混波器与所述第二混波器,用来根据所述第一低频信号与所述第二低频信号来排除所述第一通信信号的信号成分,以提取所述第二通信信号的信号成分。

21.   一种接收器,用来接收第一全球导航卫星系统信号与第二全球导航卫星系统信号,其特征在于,所述的接收器包括:
第一混波器,用来根据第一振荡信号来将包括所述第一全球导航卫星系统信号与所述第二全球导航卫星系统信号的输入射频信号降频至第一低频信号;
第二混波器,用来根据第二振荡信号来将所述输入射频信号降频至第二低频信号;以及
处理电路,耦接于所述第一混波器与所述第二混波器,用来根据至少所述第一低频信号来产生至少一相移后的低频信号,根据所述第二低频信号以及所述至少一相移后的低频信号来排除所述第二全球导航卫星系统信号的信号成分以提取所述第一全球导航卫星系统信号的信号成分,并且根据所述第二低频信号以及所述至少一相移后的低频信号来排除所述第一全球导航卫星系统信号的信号成分以提取所述第二全球导航卫星系统信号的信号成分;
其中所述第一全球导航卫星系统信号位于第一频率范围中,所述第二全球导航卫星系统信号位于第二频率范围中,所述第一频率范围与所述第二频率范围不同。

说明书

说明书接收器与通信信号的接收方法
技术领域
本发明有太阳城集团一种接收机制,特别是有太阳城集团一种设置于接收器中以收集多种不同的通信系统的信号的前端电路以及相关的通信信号的接收方法。
背景技术
传统的全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)接收器可支持多种GNSS服务,例如全球定位系统(global positioning system,GPS)与格洛纳斯系统(GLONASS),但是对于这样的GNSS接收器来说,要同时接收/收集多种GNSS信号是不可能的。举例来说,传统的GNSS接收器会分别收集第一层(Layer 1)频带的GPS信号与第一层频带的GLONASS信号,也就是说,传统的GNSS接收器并不能在一次的信号接收的操作中成功地收集GPS与GLONASS的数据。既然传统的GNSS接收器只具有一组不能同时接收GPS与GLONASS的数据的接收电路,解决此问题的方法之一便是在GNSS接收器中设定两组GNSS的接收电路,然而,使用两组接收电路会增加电路的成本和电路的尺寸。
发明内容
由此,本发明的目的之一在于提出一种可于单一信号接收模式/操作中同时接收/收集多种不同通信系统的信号的接收器。此接收器可应用于全球导航卫星系统、全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications,GSM)、码分多址接入(Code Division Multiple Access,CDMA)系统等之中,以降低电路成本。
一种接收器的范例实施方式,所述接收器用来接收第一通信信号与第二通信信号,包括第一混波器、第二混波器以及处理电路。所述第一混波器用来根据第一振荡信号来将包括所述第一通信信号与所述第二通信信号的输入射频信号降频至第一低频信号。所述第二混波器用来根据第二振荡信号来将所述输入射频信号降频至第二低频信号。所述处理电路耦接于所述第一混波器与所述第二混波器,用来根据至少所述第一低频信号来产生至少一相移后的低频信号,根据所述第二低频信号以及所述至少一相移后的低频信号来排除所述第二通信信号的信号成分以提取所述第一通信信号的信号成分,并且根据所述第二低频信号以及所述至少一相移后的低频信号来排除所述第一通信信号的信号成分以提取所述第二通信信号的信号成分。其中所述第一通信信号位于第一频率范围中,所述第二通信信号位于第二频率范围不同中,所述第一频率范围与所述第二频率范围不同。
一种接收方法的范例实施方式,所述接收方法用来接收第一通信信号与第二通信信号。所述接收方法包括:根据第一振荡信号来将包括所述第一通信信号与所述第二通信信号的输入射频信号降频至第一低频信号;根据第二振荡信号来将所述输入射频信号降频至第二低频信号;根据至少所述第一低频信号来产生至少一相移后的低频信号;根据所述第二低频信号以及所述至少一相移后的低频信号来排除所述第二通信信号的信号成分以提取所述第一通信信号的信号成分;以及根据所述第二低频信号以及所述至少一相移后的低频信号来排除所述第一通信信号的信号成分以提取所述第二通信信号的信号成分;其中所述第一通信信号位于第一频率范围中,所述第二通信信号位于第二频率范围中,所述第一频率范围与所述第二频率范围不同。
一种接收器的另一范例实施方式,所述接收器用来接收第一通信信号与第二通信信号,包括第一混波器、第二混波器以及第一多相滤波器。所述第一混波器用来根据第一振荡信号来将包括所述第一通信信号与所述第二通信信号的输入射频信号降频至第一低频信号。所述第二混波器用来根据第二振荡信号来将所述输入射频信号降频至第二低频信号。所述第一多相滤波器耦接于所述第一混波器与所述第二混波器,用来根据所述第一低频信号与所述第二低频信号来排除所述第二通信信号的信号成分以提取所述第一通信信号的信号成分。其中所述第一通信信号位于第一频率范围中,所述第二通信信号位于第二频率范围中,所述第一频率范围与所述第二频率范围不同。
一种接收器的又一范例实施方式,所述接收器用来接收第一全球导航卫星系统信号与第二全球导航卫星系统信号。所述接收器包括第一混波器、第二混波器以及处理电路。所述第一混波器用来根据第一振荡信号来将包括所述第一全球导航卫星系统信号与所述第二全球导航卫星系统信号的输入射频信号降频至第一低频信号。所述第二混波器用来根据第二振荡信号来将所述输入射频信号降频至第二低频信号。所述处理电路耦接于所述第一混波器与所述第二混波器,用来根据至少所述第一低频信号来产生至少一相移后的低频信号,根据所述第二低频信号以及所述至少一相移后的低频信号来排除所述第二全球导航卫星系统信号的信号成分以提取所述第一全球导航卫星系统信号的信号成分,并且根据所述第二低频信号以及所述至少一相移后的低频信号来排除所述第一全球导航卫星系统信号的信号成分以提取所述第二全球导航卫星系统信号的信号成分。其中所述第一全球导航卫星系统信号位于第一频率范围中,所述第二全球导航卫星系统信号位于第二频率范围中,所述第一频率范围与所述第二频率范围不同。
本发明所公开的接收器可以在不为每一通信系统设置各自的接收器前端电路以及接收模式的情况下,收集多种不同通信系统的信号,因此电路成本便可大幅降低。
对于已经阅读后续由各附图及内容所显示的较佳实施方式的本领域的技术人员来说,本发明的各目的是明显的。
附图说明
图1为本发明可接收多种通信系统信号的接收器的第一实施例的方块图。
图2为图1所示的输入射频信号S_RF的频谱成分的示意图。
图3为图1所示的信号S_A、S_B、S_C、S_OUT1以及S_OUT2的傅立叶频谱分布的示意图。
图4为本发明接收器的第二实施例的示意图。
图5为图4所示的第一多相滤波器与第二多相滤波器的示意图。
图6A为三阶多相滤波器的示意图。
图6B为二阶多相滤波器的示意图。
图7为本发明接收器的第三实施例的示意图。
图8为图7所示的信号S_A1、S_B1、S_C1、S_OUT3以及S_OUT4的傅立叶频谱分布的示意图。
具体实施方式
在权利要求书及说明书中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中的技术人员应可理解,硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本权利要求书及说明书并不以名称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在权利要求书及说明书中所提及的“包括”为开放式的用语,故应解释成“包括但不限定于”。另外,“耦接”一词在此包括任何直接及间接的电气连接手段。因此,若文中描述第一装置耦接于第二装置,则代表所述第一装置可直接电气连接于所述第二装置,或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至所述第二装置。
如图1所示,图1为本发明可接收多种通信系统信号的接收器的第一实施例的方块图。通信系统可包括全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)以及全球移动通信系统(global system for mobile communications,GSM)等。GNS S可以是全球定位系统(GPS)、格洛纳斯系统(GLONASS)、伽利略系统(Galileo)、指南针系统(COMPASS)、或是其他区域性的导航系统,例如北斗系统(Beidou)或多里斯系统(Doppler orbitography and radio positioning integrated by satellite,DORIS)。具体来说,接收器100包括混波器(mixer)105A和105B、频率合成器(frequency synthesizer)110、低通滤波器115A和115B以及处理电路120。处理电路120包括移相器(phase shifter)1201、第一处理单元1202A以及第二处理单元1202B。频率合成器110耦接于混波器105A和105B,并且用来产生第一振荡信号(例如本地振荡信号)LO1以及第二振荡信号(例如本地振荡信号)LO2,第一振荡信号LO1大致上(substantially)与第二振荡信号LO2正交,详细来说,第一振荡信号LO1可以是正弦波sinωLOt,且第二振荡信号LO2可以是余弦波cosωLOt,而第一振荡信号LO1与第二振荡信号LO2的频率ωLO对应于由频率合成器110所输出的振荡频率。混波器105A和105B分别用来接收输入射频(radio‑frequency,RF)信号S_RF,并且根据第一振荡信号LO1与第二振荡信号LO2来分别将输入射频信号S_RF降频至第一低频信号S_1与第二低频信号S_2。请注意,第一低频信号S_1与第二低频信号S_2为具有低于输入射频信号S_RF的频率的信号,也就是说,第一低频信号S_1与第二低频信号S_2可以是中频(intermediate frequency)信号或极低频信号,而“低频”一词仅用来说明信号S_1与S_2为从具有较高频率的信号S_RF经过频率转换而得的信号,并非本发明的限制条件。
第一低频信号S_1与第二低频信号S_2接着分别通过低通滤波器115A和115B以消除其中的高频信号成分,而仅留下具有较低频率的信号成分。低通滤波器115A和115B为选择性的(optional)电路元件,且在另一实施例中,接收器100中的任何低通滤波器可以省略,也符合本发明的精神。低通滤波器115A和115B分别产生过滤后的信号S_A与S_B,并且信号S_A与S_B分别被传送至处理电路120。过滤后的信号S_A被传送至移相器1201,且过滤后的信号S_B被直接传送至第一处理单元1202A与第二处理单元1202B。移相器1201用来使过滤后的信号S_A的相位产生90度的偏移来产生相移后的信号S_C,相移后的信号S_C被传送至第一处理单元1202A与第二处理单元1202B。在本实施例中,第一处理单元1202A被用来作为加法器,将相移后的信号S_C的信号成分加入到过滤后的信号S_B的信号成分中,以产生输出信号S_OUT1。第二处理单元1202B被用来作为减法单元,用来从过滤后的信号S_B的信号成分中减去相移后的信号S_C的信号成分,以产生输出信号S_OUT2。
在下列说明内容中,GPS与GLONASS系统作为范例使用,然而,此范例仅作为说明的目的,并非作为本发明的限制条件。如图2所示,图2为图1所示的输入射频信号S_RF的频谱成分的示意图。横坐标指示频率的大小。所述横坐标上由信号S_R1所指示的第一频率范围由两个被实线所填满的矩形来表示,例如GLONASS信号的频率范围,且第一频率范围包括GLONASS信号的频率成分的正值以及负值。所述横坐标上由信号S_R2所指示的第二频率范围由两个被点所填满的三角形来表示,例如GPS信号的频率范围,且第二频率范围包括GPS信号的频率成分的正值以及负值。频率ωLO为由频率合成器110所提供的振荡频率,在本实施例中,频率ωLO位于第一频率范围与第二频率范围之间,然而,频率ωLO的选择并非作为本发明的限制条件。对于接收由信号S_R1所代表的第一频率范围的GLONASS信号而言,由信号S_R2所代表的第二频率范围的GPS信号被视为不要/无用的信号;相反地,对于接收由信号S_R2所代表的第二频率范围的GPS信号而言,由信号S_R1所代表的第一频率范围的GLONASS信号被视为不要/无用的信号。本实施例中的接收器100可在单一卫星信号接收模式/操作中分开接收/收集GPS信号以及GLONASS信号。
请连同图1一并参考图3。图3为图1所示的信号S_A、S_B、S_C、S_OUT1以及S_OUT2的傅立叶频谱分布的示意图。如图3所示,在经过混波器105A以及低通滤波器115A处理后,会产生包括GPS信号与GLONASS信号的低频信号(例如信号S_A)。要注意的是,为了说明的目的,信号S_A由两部分的信号来表达,然而,此非作为本发明的限制条件。相似地,在经过混波器105B以及低通滤波器115B处理后,会产生包括GPS信号与GLONASS信号的低频信号(例如信号S_B)。为了将GPS信号从GLONASS信号中分开,第一步骤为对信号S_A与信号S_B中的一个信号进行一个90度的相位偏移的操作,在本实施例中,移相器1201用来对信号S_A进行90度的相位偏移的操作,以产生信号S_C。相移后的信号S_C也包括GPS信号以及GLONASS信号。信号S_A与信号S_C之间不同的地方在于:信号S_C中经由相位偏移后的GLONASS信号和GPS信号相位相反,而在信号S_A中的GLONASS信号和GPS信号相位相同,如此信号S_C便不同于信号S_A。如图3所示,相位偏移后,GLONASS信号的频率成分的傅立叶频谱分布的负值部分变成是正值,且GPS信号的频率成分的傅立叶频谱分布的正值部分则变成是负值。
用来产生GLONASS信号的第二步骤是将信号S_B与信号S_C进行相加。如图3所示,相移后的信号S_C包括GLONASS信号中具有正值的傅立叶频谱成分以及GPS信号中具有负值的傅立叶频谱成分。信号S_B包括GLONASS信号中具有正值的傅立叶频谱成分以及GPS信号中具有正值的傅立叶频谱成分。第一处理单元1202A(其作为加法器来使用)被用来将相移后的信号S_C的信号成分加入至过滤后的信号S_B的信号成分中,来产生输出信号S_OUT1,因此,通过信号的相加,输出信号S_OUT1是通过将过滤后的信号S_B的所有傅立叶频谱的成分加入至相移后的信号S_C的所有傅立叶频谱的成分来产生,因此,包括于信号S_B中的GPS信号的傅立叶频谱成分便中和(neutralize)了包括于信号S_C中的GPS信号的傅立叶频谱成分。在信号相加结果(即输出信号S_OUT1)中剩余的傅立叶频谱成分全部都属于GLONASS信号,因此,输出信号S_OUT1可以用来取得GLONASS的数据。对产生GPS信号来说,第二处理单元1202B用来从过滤后的信号S_B的信号成分中减去相移后的信号S_C的信号成分来产生输出信号S_OUT2。通过信号的扣除,输出信号S_OUT2是通过从过滤后的信号S_B的所有的傅立叶频谱的成分中减去相移后的信号S_C的所有的傅立叶频谱的成分来产生,因此,包括于信号S_B中的GLONASS信号的傅立叶频谱成分便中和了包括于信号S_C中的GLONASS信号的傅立叶频谱的成分。在信号扣除结果(即输出信号S_OUT1)中剩余的傅立叶频谱成分全部都属于GPS信号,因此,输出信号S_OUT2可以用来取得GPS的数据。
对于GPS信号接收而言,GLONASS信号被视为GPS信号的镜像信号(image signal),而对于GLONASS信号接收而言,GPS信号则被视为GLONASS信号的镜像信号。因此,通过相位偏移以及信号的运算(例如,相加或扣除)来排除镜像信号,本实施例中的接收器100可从所接收的射频信号中排除GLONASS信号以及提取GPS信号,并且可从所接收的射频信号中排除GPS信号以及提取GLONASS信号。相似地,通过将900MHz的GSM信号视为1800MHz的GSM信号的镜像信号并且将1800MHz的GSM信号视为900MHz的GSM信号的镜像信号,接收器100可以同时用来收集900MHz的GSM信号与1800MHz的GSM信号。频率合成器110产生第一振荡信号LO1以及第二振荡信号LO2,第一振荡信号LO1与第二振荡信号LO2大致上彼此正交,其中第一振荡信号LO1与第二振荡信号LO2的频率ωLo大致上位于900MHz信号与1800MHz信号的两个频率范围的中心。混波器105A和105B接收输入射频信号S_RF,并且根据第一振荡信号LO1与第二振荡信号LO2来分别将输入射频信号S_RF降频至第一低频信号S_1与第二低频信号S_2。为了方便接下来的处理,第一低频信号S_1与第二低频信号S_2可再次通过混波器(未绘示于图中)来进行降频。第一低频信号S_1与第二低频信号S_2接着分别通过低通滤波器115A和115B以消除高频信号成分,分别产生过滤后的信号S_A与S_B,信号S_A与S_B仅具有低频的信号成分。请注意,低通滤波器115A和115B为选择性的电路元件。过滤后的信号S_A接着被传送至移相器1201,且过滤后的信号S_B被直接传送至第一处理单元1202A与第二处理单元1202B。移相器1201用来对过滤后的信号S_A产生90度的相位偏移来产生相移后的信号S_C,相移后的信号S_C被传送至第一处理单元1202A与第二处理单元1202B。在本实施例中,第一处理单元1202A用来作为加法器,来将相移后的信号S_C的信号成分加入至过滤后的信号S_B的信号成分中,以产生输出信号S_OUT1(例如900MHz的GSM信号)。第二处理单元1202B用来作为减法单元,用来从过滤后的信号S_B的信号成分中扣除相移后的信号S_C的信号成分,以产生输出信号S_OUT2(例如1800MHz的GSM信号)。因此,接收器100可排除900MHz的GSM信号以及从所接收的射频信号中提取1800MHz的GSM信号,并且可排除1800MHz的GSM信号以及从所接收的射频信号中提取900MHz的GSM信号。在另一实施例中,1800MHz的GSM信号可以视为1900MHz的CDMA IS‑95信号的镜像信号,并且1900MHz的CDMA IS‑95信号可以视为1800MHz的GSM信号的镜像信号,因此,接收器100可以同时用来收集1800MHz的GSM信号以及1900MHz的CDMA信号。
在另一实施例中,相位偏移的操作以及信号的运算可以通过复数滤波器(complex filter)来实施,例如复数滤波器可以是多相(polyphase)电路。如图4所示,图4为本发明接收器的第二实施例的示意图。接收器400包括混波器105A和105B、频率合成器110以及处理电路405,其中处理电路405包括第一多相滤波器(polyphase filter)410A以及第二多相滤波器410B。输入射频信号S_RF通过大致上彼此正交的第一振荡信号LO1与第二振荡信号LO2来进行降频。混波器105A的混波操作基于不同的次序(举例来说,分别为顺时针次序或逆时针次序),来将嵌入在输入射频信号S_RF里的想要的信号(例如,GPS信号)以及镜像/无用的信号(例如,GLONASS信号)映射(map)至后续的第一多相滤波器410A。混波器105B的混波操作基于不同的次序(举例来说,分别为顺时针次序或逆时针次序)来将嵌入在输入射频信号S_RF里的想要的信号(例如,GLONASS信号)以及镜像/无用的信号(例如,GPS信号)映射(map)至后续的第二多相滤波器410B。值得注意的是,混波器105A和混波器105B的混波操作所采用的次序是相反的,若混波器105A为顺时针次序,则混波器105B为逆时针次序,反之亦然。第一多相滤波器410A耦接于混波器105A和105B,用来从第一低频信号与第二低频信号中排除/消除(reject/null)GLONASS信号以提取/通过(extract/pass)GPS信号。第一多相滤波器410A的输出是分别具有45度、135度、225度以及315度相位偏移的GPS信号。第二多相滤波器410B耦接于混波器105A和105B,用来从第一低频信号与第二低频信号中排除/消除GPS信号以提取/通过GLONASS信号。第二多相滤波器410B的输出是分别具有45度、135度、225度以及315度相位偏移的GLONASS信号。处理电路405还包括处理单元415耦接于第一滤波器410A与第二多相滤波器410B,且处理单元415用来分别对第一滤波器410A与第二多相滤波器410B的输出进行相加,以强化GPS信号与GLONASS信号的振幅。
在本实施例中,混波器105A和105B两者的输出被提供给第一多相滤波器410A与第二多相滤波器410B。如图5所示,图5为图4所示的第一多相滤波器410A与第二多相滤波器410B的示意图。如图4所示,第一多相滤波器410A与第二多相滤波器410B的输入耦接于混波器105A和105B的输出。如图5所示,第一多相滤波器410A与第二多相滤波器410B用来对任何两个相邻的输入分别进行偏移+45度与‑45度相位差的相位偏移操作并产生输出。因此,第一多相滤波器410A与第二多相滤波器410B可以分别产生第一组相移后的信号与第二组相移后的信号,其中对第一多相滤波器410A而言,GPS信号被视为想要的信号以及GLONASS信号被视为镜像/无用的信号,另外,对第二多相滤波器410B而言,GPS信号被视为无用的/镜像信号以及GLONASS信号被视为想要的信号。然后,第一多相滤波器410A用来作为陷波滤波器(notch filter)来排除GLONASS信号频带,并且第二多相滤波器410B用来作为陷波滤波器来排除GPS信号频带。处理单元415的加法器4151A和4151B用来对第一组相移后的信号进行相加来强化所输出的GPS信号,举例来说,加法器4151A对具有振幅A以及45度相位差的GPS信号与具有振幅A以及135度相位差的GPS信号进行相加,来产生具有振幅以及90度相位差的GPS信号;加法器4151B对具有振幅A以及225度相位差的GPS信号与具有振幅A以及315度相位差的GPS信号进行相加来,产生具有振幅以及270度相位差的GPS信号。处理单元415的加法器4152A和4152B用来对第二组相移后的信号进行相加来强化所输出的GLONASS信号,相似地,加法器4152A对具有振幅A以及45度相位差的GLONASS信号与具有振幅A以及135度相位差的GLONASS信号进行相加,来产生具有振幅以及90度相位差的GLONASS信号;加法器4152B对具有振幅A以及225度相位差的GLONASS信号与具有振幅A以及315度相位差的GLONASS信号进行相加,来产生具有振幅以及270度相位差的GLONASS信号。请注意,图4中的度数代表相对度数,并非绝对度数,举例来说,绘于加法器4151A和4151B的输出端的0°GPS信号与180°GPS信号,代表这两个GPS输出信号具有180度的相位差。在本实施例中,为了增加GLONASS信号的信号排除,第一多相滤波器410A使用如图6A所示的三阶多相滤波器来实施,其可以有效地滤除GLONASS信号以成功地接收GPS信号。第二多相滤波器410B使用如图6B所示的二阶多相滤波器来实施。二阶多相滤波器可有效地滤除GPS信号以成功地接收GLONASS信号。上述多相滤波器的实施仅作为范例说明用,并非作为本发明的限制条件。
要注意的是,通过适当的相位偏移与信号的运算(例如,相加或扣除),上述实施例中的接收器可以在不涉及模式切换的情况下各自(individually)收集位于不同频率范围或由不同频率范围所区分的不同通信信号。举例来说,对于接收GPS信号而言,接收器100与接收器400可以直接收集GPS信号,而不用从一种接收模式(即GLONASS的接收模式或其他接收模式)切换至GPS接收模式;相似地,对于接收GLONASS信号而言,接收器100与接收器400可以直接收集GLONASS信号,而不用从一种接收模式切换至GLONASS接收模式。此外,接收器100与接收器400中的每一个都包括一组信号接收电路元件,而不是采用两组信号接收电路元件来分别收集GPS的信号与GLONASS的信号。此外,由接收器100与接收器400所接收/收集的信号并非局限于GPS的信号与GLONASS的信号。接收器100与接收器400可以应用来收集其他种类的信号,例如伽利略信号或另一种卫星信号,或者是GSM信号或另一种通信信号。这些都符合本发明的精神。
如图7所示,图7为本发明接收器的第三实施例的示意图。接收器700包括混波器105A和105B、频率合成器110、混波器705A和705B、频率合成器710以及处理电路715。处理电路715包括移相器720、第一处理单元725A以及第二处理单元725B。混波器105A和105B以及频率合成器110的操作和功能与图1中所示具有相同的名称和标号的电路元件相似,为求简洁起见,在此便不加赘述。特别来说,混波器705A和705B用来分别根据第三振荡信号(本地振荡信号)LO3与第四振荡信号(本地振荡信号)LO4对第一低频信号S_1与第二低频信号S_2进行降频,以产生第一转换后的低频信号S_A1与第二转换后的低频信号S_B1。第三振荡信号LO3与第四振荡信号LO4由频率合成器710所提供。频率合成器110的振荡频率ω1与频率合成器710的振荡频率ω2不同,举例来说,第三振荡信号LO3与第四振荡信号LO4可以分别是正弦波sinω2t与余弦波cosω2t。第三振荡信号LO3大致上与第四振荡信号LO4正交。请注意,第一低频信号S_1与第二低频信号S_2为具有低于输入射频信号S_RF的频率的信号,也就是说,第一低频信号S_1与第二低频信号S_2可以是中频信号或极低频信号,而“低频”一词仅用来说明信号S_1与S_2为从具有较高频率的信号S_RF经过频率转换而得的信号,并非本发明的限制条件。
此外,移相器720用来对从第一转换后的低频信号S_A1与第二转换后的低频信号S_B1中所选取的一个信号进行相位偏移的操作(例如,180度的相位偏移,即信号反相),然后根据选取结果来执行相对应的信号运算以排除镜像信号,来成功地提取出想要的信号。在本实施例中,移相器720用来对第一转换后的低频信号S_A1进行相位偏移的操作,以产生相移后的低频信号S_C1。所要的输出信号S_OUT3(例如,GLONASS信号)与S_OUT4(例如,GPS信号)可以基于低频信号S_A1、S_B1以及S_C1的信号运算(例如,信号相加)结果来产生。
请连同图7一并参考图8。图8为图7所示的信号S_A1、S_B1、S_C1、S_OUT3以及S_OUT4的傅立叶频谱分布的示意图。如图8所示,在经过混波器705A处理后,会产生包括GPS信号与GLONASS信号的低频信号(例如信号S_A1)。要注意的是,为了说明的目的,信号S_A1由两部分的信号来表达,然而,此非作为本发明的限制条件。相似地,在经过混波器705B处理后,会产生包括GPS信号与GLONASS信号的低频信号(例如信号S_B1)。为了将GPS信号从GLONASS信号中分开,第一步骤为使用移相器720来对信号S_A1与信号S_B1中的一个信号进行一个180度的相位偏移操作。如上所述,移相器720用来对信号S_A1进行180度的相位偏移操作来产生信号S_C1。相移后的信号S_C1也包括GPS信号以及GLONASS信号。信号S_A1与信号S_C1的傅立叶频谱之间不同的地方在于:包括于信号S_A1中的GLONASS信号与GPS信号的傅立叶频谱成分分布与信号S_C1不同。
用以产生GLONASS信号的第二步骤是将信号S_B1与信号S_C1进行相加。如图8所示,相移后的信号S_C1包括GLONASS信号中具有正值的傅立叶频谱成分以及GPS信号中具有负值的傅立叶频谱成分。信号S_B1包括GLONASS信号中具有正值的傅立叶频谱成分以及GPS信号中具有正值的傅立叶频谱成分。第一处理单元725A(其作为加法器来使用)会将相移后的信号S_C1的信号成分加入至信号S_B1的信号成分来产生输出信号S_OUT3,因此,通过信号的相加,在傅立叶频谱上,包括于信号S_B1中的GPS信号的频谱的成分便中和了包括于信号S_C1中的GPS信号的频谱的成分。在信号相加的结果(即输出信号S_OUT3)中剩余的成分全部都属于GLONASS信号,因此,输出信号S_OUT3可以用来取得GLONASS的数据,也就是说,接收器700从所接收的射频信号中通过排除GPS信号成功地收集GLONASS信号。对产生GPS信号来说,第二处理单元725B(其也是作为加法器来使用)会将信号S_A1的信号成分加入至信号S_B1的信号成分以产生输出信号S_OUT4。通过信号的相加,包括于信号S_A1中的GLONASS信号的傅立叶频谱成分便中和了包括于信号S_B1中的GLONASS信号的傅立叶频谱成分。在信号相加的结果(即输出信号S_OUT4)中剩余的成分全部都属于GPS信号,因此,输出信号S_OUT4可以用来取得GPS的数据,也就是说,接收器700从所接收的射频信号中通过排除GLONASS信号而成功地收集GPS信号。
对于GPS信号接收而言,GLONASS信号被视为GPS信号的镜像信号,而对于GLONASS信号接收而言,GPS信号则被视为GLONASS信号的镜像信号。因此,通过180度相位偏移以及信号的运算(例如,相加)来排除镜像信号,本实施例中的接收器700便可从所接收的射频信号中收集GPS信号时排除GLONASS信号,并且于收集GLONASS信号时排除GPS信号。相似地,接收器700可以通过将900MHz的GSM信号视为1800MHz的GSM信号的镜像信号,以及将1800MHz的GSM信号视为900MHz的GSM信号的镜像信号,以在输出信号S_OUT3与输出信号S_OUT4处分别收集900MHz的GSM信号与1800MHz的GSM信号。此外,通过将1800MHz的GSM信号视为1900MHz的CDMA IS‑95信号的镜像信号,以及将1900MHz的CDMA IS‑95信号视为1800MHz的GSM信号的镜像信号,也可以同时在输出信号S_OUT3与输出信号S_OUT4处分别收集1800MHz的GSM信号与1900MHz的CDMA IS‑95信号。
此外,在另一实施例中,图7所示的移相器720可耦接于混波器705B,而不是混波器705A。也就是说,在另一实施例中,移相器720可以用来对信号S_B1进行180度的相位偏移操作。因为这样的修改,第一处理单元725A与第二处理单元725B的操作也需要作相对应的修改来进行相对应的信号运算(例如,扣除或相加)以排除无用的信号并且成功的收集想要的信号。为求简洁起见,于此不加以赘述。
简短总结一下,接收器100/400/700可以在不为每一通信系统设置各自的接收器前端电路以及接收模式的情况下,收集多种不同通信系统的信号,因此电路成本可大幅降低。
太阳城集团需注意的是,以上所述仅为本发明的较佳实施方式,凡依本发明权利要求所做的均等变化和修饰,均应属本发明的涵盖范围。例如,在一变化实施例中,信号S_A与信号S_C之间的相位差可以是接近90度。在又一变化实施例中,低频信号S_A1与低频信号S_C1之间的相位差可以是接近180度。上述变化实施例中的接收器也能达到本发明的目的,获得有益的效果。

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