專利名稱：用于層疊的中頻載波的上變頻器的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及調制的通信系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及將多個數(shù)據(jù)流發(fā)送到射頻(radio frequency RF)帶中的多個載波中。
背景技術：
通常，當發(fā)送RF帶中的多個載波上的多個數(shù)據(jù)流時，系統(tǒng)包括大量的模擬裝置。在執(zhí)行寬帶傳播的典型系統(tǒng)中，多個信號中的每個都承載于發(fā)出的寬帶RF譜的子范圍內。
為了實現(xiàn)這一點，典型系統(tǒng)為每個輸出數(shù)據(jù)流采用信號發(fā)生分支(branch)。例如，在單個示例性數(shù)據(jù)流的情況下，流將作為數(shù)字信號進入系統(tǒng)。數(shù)字信號在數(shù)字域(digital domain)中被調制，并且該數(shù)字信號被傳遞到數(shù)字模擬轉換器(DAC)。DAC將數(shù)字信號轉換成限制在包含于寬帶譜內的子信號中的模擬信號。該輸出信號然后和其它子信號一起被傳遞到寬帶RF發(fā)射器，其中，它們被傳送到外部環(huán)境中。在某些情況下，信號于在寬帶發(fā)射器上發(fā)出之前被過濾。
在典型寬帶輸出系統(tǒng)中，包含在輸出寬帶信號中的每個單個數(shù)據(jù)流子信號被逐個地轉換成適當?shù)哪M信號。以這種方式，每個信號由諸如正交調制器或中頻(IF)調制器這樣的元件逐個地處理，并隨后被轉換。通常，每個信號在被傳遞到寬帶發(fā)射器之前被逐個地過濾。因此，對于存在于寬帶信號中的每個數(shù)據(jù)流，典型寬帶系統(tǒng)將具有用于每個數(shù)據(jù)流的專用DAC、用于每個數(shù)據(jù)流的諸如正交調制器或IF調制器的單個模擬元件、以及用于最終寬帶信號內的每個數(shù)據(jù)流的單個過濾元件。
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術的具有6個不同副載波帶(每個都包含單個數(shù)據(jù)流)的寬帶傳輸?shù)念l域圖。帶A中表示的子通道是從寬帶系統(tǒng)的一個特定分支產生的。對應于子通道A中的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流被送到系統(tǒng)中并被調制以在子通道A中被承載。不同的子通道之后通常由單獨的元件在模擬域(analog domain)中上變頻。因此，每個流通常首先被調制，然后在彼此結合之前被上變頻到寬帶譜中的特定范圍內。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了用于輸出寬帶信號的系統(tǒng)，其中寬帶信號由多個輸入通道流組成。輸入通道流首先以數(shù)字格式到達系統(tǒng)。其中，輸入通道流中的每個均被送到調制器電路。每個特定調制器電路為相關的通道流產生數(shù)字上變頻信號。調制器的輸出被耦合到加法器電路。相應地，加法器電路將調制器電路的輸出數(shù)字加和。加法器電路被耦合到數(shù)字模擬轉換器(DAC)。DAC從加法器電路的數(shù)字加和的輸出產生模擬信號。DAC進而被耦合到上變頻器。上變頻器將DAC的模擬輸出上變頻為集中于特定頻率的輸出信號。


附圖被并入并構成本說明書的一部分，其示出本發(fā)明的一個或多個實施例，并且與詳細的說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理和實施。包含在本說明書中的附圖如下圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術的具有6個不同副載波帶(每個都包含單個數(shù)據(jù)流)的寬帶傳輸?shù)念l域圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的上變頻器的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的示出在各個階段數(shù)字流構成最終信號的信號圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的加和的可選實施例的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的示出I/Q調制技術的本發(fā)明的實施例的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的使用IF調制器的可選調制技術的本發(fā)明的實施例的示意圖。
具體實施例方式
文中在用于層疊的中頻載波的上變頻器的系統(tǒng)和方法的上下文中描述本發(fā)明的實施例。本領域的普通技術人員可以理解，本發(fā)明的以下詳細描述僅是說明性的而不是限制本發(fā)明。本領域技術人員通過本發(fā)明的其它實施例將容易理解本發(fā)明的益處。現(xiàn)在將詳細參看附圖示出的本發(fā)明的實施方式。在整個附圖和以下的詳細描述中使用相同附圖標記，以指示相同或相似的部分。
為了清楚起見，并沒有示出和描述本文中描述的實施方式的所有常規(guī)特性。當然，應當理解，在任何這樣的實際實施方式的開發(fā)中，為了實現(xiàn)開發(fā)者的特定目標，例如順從與應用和商業(yè)關聯(lián)的約束，必須做出很多特定實施方式的決定，且這些特定目標將隨實施方式不同而不同以及隨開發(fā)者不同而不同。此外，應當理解，這樣的開發(fā)工作可能是復雜而耗時的，但是對于受益于本發(fā)明的本領域技術人員而言，卻是進行設計的常規(guī)任務。
根據(jù)本發(fā)明，可以使用包括硬件、軟件、或其任何組合的不同類型的數(shù)字系統(tǒng)來實施元件、處理步驟、和/或數(shù)據(jù)結構。此外，本領域的普通技術人員將認識到，也可使用不具有通用特性的裝置，諸如硬連線裝置、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)等，而不偏離文中所披露的本發(fā)明的范圍和精神。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的上變頻器的示意圖。系統(tǒng)10用于將多個數(shù)據(jù)流調制到多個RF載波上。系統(tǒng)的輸入是二進制或數(shù)字數(shù)據(jù)流，并且系統(tǒng)的輸出是N通道的。輸入流可由從1到M(M＞N)的任意數(shù)目的輸入物理流組成，其中，多路復用器將適當?shù)倪壿嫈?shù)據(jù)流映射到N個物理輸出通道。以這種方式，例如，這樣的通信系統(tǒng)可以承載通過少數(shù)物理通道(調制器)發(fā)送的多個邏輯流。
示出的實施例中的流被發(fā)送到多路復用器12。多路復用器12將流分配到不同的輸出通道。當然，流不必是要求使用多路復用器12的混合流。在該可選的配置(setup)中，單個數(shù)字數(shù)據(jù)流可直接輸入到特定處理流中?；蛘?，系統(tǒng)可以包括單個數(shù)字數(shù)據(jù)流和要求使用多路復用器12的流的混合。
在任何情況下，特定數(shù)字流被送到示出的這些調制器(即調制器14a-n)中的特定調制器。在給出的實例中，示出了4個通道，但是任何數(shù)目的通道都是可以的。
調制器14a-n中的每個均產生表現(xiàn)系統(tǒng)中的特定子通道上的輸出的數(shù)字信號。調制器14a-d的輸出在加法器16的數(shù)字域中被加和。加法器16產生對應于寬帶發(fā)射器的最終輸出的全寬帶輸出信號的數(shù)字表示。
加法器16的輸出被耦合到DAC 18。DAC 18從由加法器16產生的全寬帶輸出信號的數(shù)字表示產生模擬信號。DAC對從不同調制器14a-n發(fā)出的數(shù)字加和的數(shù)據(jù)流進行操作。
上變頻器20接收來自DAC 18的加和信號。然后上變頻器20將此刻加和的寬帶信號上變頻為集中于期望RF頻率的RF信號。
可以使用可選的最終模擬元件22。這樣的最終元件可以包括諸如RF濾波器的元件，或者先前在現(xiàn)有技術的多路徑系統(tǒng)中復用的任何其它模擬元件。
在系統(tǒng)10的輸出端，最終寬帶信號被完成并等待發(fā)射。因此，完成該系統(tǒng)的RF發(fā)射器24不需要組合(aggregate)不同的模擬信號，因為從上變頻器20發(fā)出的最終信號是最終寬帶信號。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的示出在各個階段數(shù)字流構成最終信號的信號圖。雖然可以假設任意數(shù)目的輸入信號，但是該實例采用四個輸入信號。如26a-d中所示，該四個輸入信號首先被調制。在加和之后，26a-d的帶限(band-limited)信號被改變成單個數(shù)字寬帶信號28。如信號30所示，該寬帶信號被上變頻并轉換到模擬域，并且輸出到外部環(huán)境。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的單個加法器電路的可選實施例的示意圖。以這種方式，加法可以級聯(lián)，從而允許單個數(shù)字元件的較大吞吐量。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的示出I/Q調制技術的本發(fā)明的實施例的示意圖。首先，每個數(shù)字信號被送到專用調制器，也就是調制器14o-q中的一個。特定調制器將特定數(shù)據(jù)流的二進制數(shù)據(jù)轉換成具有實部和虛部的復基帶信號。這些分量(component)被數(shù)字上變頻為數(shù)字中頻(IF)。這可以用直接數(shù)字合成技術來完成。
結果是形成兩個信號。在該實施例中，調制器14o-q中的每個均產生I-信號和Q-信號，其中，“I”是波形的“同相”分量，而“Q”表示正交分量，其表現(xiàn)出本領域公知的IQ調制。
應當注意，調制器14o-q中的每個均產生被上變頻為不同的IF的數(shù)字信號。調制器14o-q中的每個均上變頻特定數(shù)字流，并且產生針對系統(tǒng)的寬帶輸出內的不同帶寬的數(shù)字上變頻信號。以這種方式，在數(shù)字域中為將在子通道中被廣播的每個相應的數(shù)字流產生寬帶信號中的不同單個通道。
不同的同相，或“I”信號被送到加法器32a，而不同的正交，或“Q”信號被類似地送到加法器32b。以這種方式，加法器32a產生不同的I信號的加和，并且加法器32b產生不同的Q信號的加和。
加法器32a和32b的輸出被分別傳遞到DAC 34a和DAC 34b，其中，它們每個都被轉換成模擬信號。在這種情況下，由DAC 34a產生的信號是模擬信號，其表示從所有數(shù)據(jù)流產生的I-信號的加和。類似地，由DAC 34b產生的信號是模擬信號，其表示從所有數(shù)據(jù)流產生的Q-信號的加和。
加和的I-信號和Q-信號被發(fā)送到正交調制器36。正交調制器36將加和的I-信號和Q-信號上變頻為集中于期望RF載波頻率的RF信號。以這種方式，多個載波子通道被轉換成帶有最小數(shù)目的模擬分量的寬帶信號。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的使用IF調制器的可選調制技術的本發(fā)明的實施例的示意圖。再次，每個數(shù)字信號被送到調制器14r-t。與上面所述的類似，每個調制器將二進制數(shù)據(jù)轉換成具有實部和虛部的復基帶信號。這些分量用調制器14r-t被數(shù)字上變頻為數(shù)字IF。這可以使用直接數(shù)字合成技術來完成，并且被用于在調制器16r-t中的每個的輸出端形成單個數(shù)字調制信號。
再次，應當理解，調制器14r-t中的每個均產生被上變頻到不同的IF的數(shù)字信號。調制器14r-t中的每個均產生針對不同帶寬的信號，其反映輸出寬帶信號的本質。
來自調制器14r-t的調制信號被送到加法器32c。以這種方式，加法器32c產生由調制器14r-t產生的調制信號的數(shù)字加和，同上述的方式幾乎一樣。
加法器32c的輸出被傳遞到DAC 34c，其中，其被轉換成模擬信號。DAC 34c的輸出然后被發(fā)送到IF調制器38。IF調制器38將加和的信號上變頻為集中于期望RF載波頻率的單個RF信號。
應當注意，在前面的公開中，輸入通道和調制器的數(shù)量是固定的。應當注意，本領域的技術人員將認識到，也可以使用所描述的其它數(shù)量的通道或流，并且應當認為本說明書考慮了這些情形。
因此，描述并示出了用于層疊的中頻載波的上變頻器的系統(tǒng)和方法。本領域的技術人員將認識到，可以對本發(fā)明作出多種修改和變化而不偏離本發(fā)明。當然，附圖和說明書中的每個所描述的不同特征可以結合到一起。因此，應當清楚地理解，本發(fā)明不受特別描述并在附圖中示出的特定特征的限制，但本發(fā)明的概念將由附屬的權利要求的范圍來限定。應當理解，在不偏離由以下的附屬的權利要求所描述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出不同的改變、替換、和變化。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同更換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種用于輸出寬帶信號的系統(tǒng)，所述寬帶信號包括第一多個通道流，所述第一多個通道流以數(shù)字格式到達所述系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個調制器電路，用于產生所述通道流中的每個的數(shù)字上變頻信號；加法器電路，耦合到所述多個調制器電路，用于數(shù)字加和所述數(shù)字上變頻信號；DAC，耦合到所述加法器電路，用于從所述數(shù)字加和的上變頻信號產生模擬信號；以及上變頻器，耦合到所述DAC，用于將所述信號上變頻為集中于特定頻率的另一信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述多個調制器電路中的每個均輸出單個信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述上變頻器是IF調制器。
4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括濾波器，耦合到所述上變頻器，以頻帶限制所述輸出信號。
5.一種用于輸出寬帶信號的系統(tǒng)，所述寬帶信號包括第一多個通道流，所述第一多個通道流以數(shù)字格式到達所述系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個調制器電路，用于產生所述通道流中的每個的數(shù)字上變頻信號；加法器電路，耦合到所述多個調制器電路，用于數(shù)字加和所述數(shù)字上變頻信號；DAC，耦合到所述加法器電路，用于從所述數(shù)字加和的上變頻信號產生模擬信號；上變頻器，耦合到所述DAC，用于將所述信號上變頻為集中于特定頻率的另一個信號；以及發(fā)射器，耦合到所述上變頻器，用于將所述多個加和的信號輸出到接收器。
6.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述多個調制器電路中的每個均輸出單個信號。
7.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述上變頻器是IF調制器。
8.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，進一步包括濾波器，耦合到所述上變頻器，以頻帶限制所述輸出信號。
9.一種用于輸出寬帶信號的系統(tǒng)，所述寬帶信號包括第一多個通道流，所述第一多個通道流以數(shù)字格式到達所述系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個調制器電路，用于產生所述通道流中的每個的數(shù)字上變頻信號，所述多個調制器電路中的每個均具有第一和第二輸出；第一加法器電路，耦合到所述多個調制器電路的所述多個第一輸出，用于數(shù)字加和所述調制器電路的所述第一輸出；第二加法器電路，耦合到所述多個調制器電路的所述多個第二輸出，用于數(shù)字加和所述調制器電路的所述第二輸出；第一DAC，耦合到所述第一加法器電路，用于從所述數(shù)字加和的第一輸出產生模擬信號；第二DAC，耦合到所述第二加法器電路，用于從所述數(shù)字加和的第二輸出產生模擬信號；以及上變頻器，耦合到所述第一和第二DAC，用于將所述加和的第一信號和所述加和的第二信號上變頻為集中于特定頻率的另一個信號。
10.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述上變頻器是正交調制器。
11.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，進一步包括濾波器，耦合到所述上變頻器，以頻帶限制所述輸出信號。
12.一種用于輸出寬帶信號的系統(tǒng)，所述寬帶信號包括第一多個通道流，所述第一多個通道流以數(shù)字格式到達所述系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個調制器電路，用于產生所述通道流中的每個的數(shù)字上變頻信號；第一數(shù)目的加法器電路，每個加法器電路被耦合到所述多個調制器電路，用于數(shù)字加和所述調制器電路的輸出；一定數(shù)目的DAC，所述第二數(shù)目的DAC中的每個均耦合到加法器電路，每個DAC從所述加法器電路的一個的數(shù)字加和的輸出產生模擬信號；以及第二數(shù)目的上變頻器，所述第二數(shù)目的上變頻器中的每個均耦合到所述數(shù)目的DAC，用于將來自所述DAC的信號上變頻為集中于特定頻率的輸出信號；其中，所述第二數(shù)目小于所述第一數(shù)目。
13.一種用于輸出寬帶信號的系統(tǒng)，所述寬帶信號包括第一多個通道流，所述第一多個通道流以數(shù)字格式到達所述系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個調制器電路，用于產生所述通道流中的每個的數(shù)字上變頻信號；第一數(shù)目的加法器電路，每個加法器電路被耦合到所述多個調制器電路，用于數(shù)字加和所述調制器電路的輸出；第二數(shù)目的DAC，所述第二數(shù)目的DAC中的每個均耦合到加法器電路，每個DAC從所述加法器電路的一個的數(shù)字加和的輸出產生模擬信號；以及一定數(shù)目的上變頻器，所述第三數(shù)目的上變頻器中的每個均耦合到所述第二數(shù)目的DAC，用于將來自所述DAC的信號上變頻為集中于特定頻率的輸出信號；其中，所述第二數(shù)目小于所述第一數(shù)目。
全文摘要
一種用于輸出寬帶信號的系統(tǒng)輸出一定數(shù)目的輸入通道流。該輸入通道流首先以數(shù)字格式到達該系統(tǒng)。在那里，每個輸入通道流均被送到調制器電路。每個特定的調制器電路為相關的通道流產生數(shù)字上變頻信號。調制器的輸出被耦合到加法器電路。因此，加法器電路數(shù)字加和調制器電路的輸出。加法器電路被耦合到數(shù)字模擬轉換器(DAC)。DAC從加法器電路的數(shù)字加和的輸出產生模擬信號。DAC進而被耦合到上變頻器。上變頻器將DAC的模擬輸出上變頻為集中于特定頻率的輸出信號。
文檔編號H04L27/12GK1820476SQ200480019609
公開日2006年8月16日 申請日期2004年7月7日 優(yōu)先權日2003年7月10日
發(fā)明者什洛莫·拉基布, 奧倫·阿拉德, 羅伯特·凡費萊 申請人:特瑞陽通訊系統(tǒng)有限公司