[发明专利]使用方波本地振荡器信号的下变频

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及用于将具有第一频率的输入信号下变频为具有第二频率的输出信号的方法和混频电路。

背景技术

在蜂窝通信系统中，在越来越高数据速率的方面有着快速发展。为了实现这种发展，采用多种不同的技术。一种技术是使用更高阶的调制，每秒每赫兹带宽携带更多的比特。另一技术是使用多个天线（MIMO），在相同的载波频率上同时传送并接收多个数据流。然而，最重要的是使用更宽带宽的信号。比较第三代（3G）长期演进（3G LTE）（20 MHz）与全球移动通信系统（GSM）（200 kHz），带宽上已经有100倍的巨大增加。然而，这并不足够，并且下一步骤将聚集若干LTE 版本8信号，来实现用于LTE版本10的高达100MHz的总带宽。

可以用两种方式中的一个来解决下变频多分量载波的问题：每个分量载波有一个直接转换接收器或具有用于每个分量载波的一个IF到基带转换的外差接收器。

在面积和功率消耗方面，每个分量载波有一个直接转换接收器是昂贵的。从实现的视角，也非常难具有同时操作的频率彼此接近的若干VCO。这是由于它们带给彼此的干扰和频率牵引。

具有每分量载波的一个IF到基带转换的外差接收器受制于谐波下变频，除非频率变换是由模拟乘法器来进行并且本地振荡器（LO）是纯正弦波。由于IF LO最可能是作为方波可用，所以奇次谐波将引起谐波下变频。

为了解决这一问题，US 7 509 110建议一种包括并联连接的五个分量混频器的混频器电路。每个分量混频器使用本地振荡器信号的相移形式用于频率变换来从输入信号产生分量输出信号。根据对应的增益因子缩放分量输出信号并且组合分量输出信号来形成输出信号。因此这一解决方案旨在类似或模仿正弦/余弦波形作为有效的本地振荡器信号来减小谐波下变频，并且为了实现该方案，需要并联的五个混频器集以便减小在来自基频的前十以内的奇次谐波的冲击。

因此，本发明的实施例的目标是提供一种方法来避免有害的谐波下变频而仍然使用具有大的谐波量的IF本地振荡器（例如方波本地振荡器），并且同时减小混频电路的复杂性。

发明内容

根据本发明的实施例，以将具有第一频率的输入信号下变频为具有第二频率的输出信号的方法来实现该目标，包括步骤：生成第一本地振荡器信号作为具有对应于所述第一频率和第二频率的和或所述第一频率和第二频率之间的差的周期时间以及1/3或2/3的占空比的方波，第一本地振荡器信号在其为活动的周期时间份额中具有相同的极性。该方法还包括步骤：生成第二本地振荡器信号作为具有与所述第一本地振荡器信号相同的周期时间和2/3的占空比的修改的方波，其周期时间的1/3具有正幅度并且周期时间的另一1/3具有负幅度，所述第一和第二本地振荡器信号生成为在其间具有π/2的相移，以便所述第一本地振荡器信号相较于所述第二本地振荡器信号具有所述周期时间的                                               的延迟；混频输入信号与第一本地振荡器信号来实现第一下变频信号；混频输入信号和第二本地振荡器信号来实现第二下变频信号；将所述下变频信号中的至少一个乘以预先计算的因子；以及将两个结果下变频信号相加来实现所述输出信号。

通过使用所提出的方法，抑制高达并包含九阶的所有奇次谐波。由所选的1/3或2/3的占空比抑制三阶和九阶，而使用两个混频器和增益级抑制五阶和七阶，以便在相位中基频含量相加并且由于180度相位差而消去五阶和七阶的含量。这一方法利用最少硬件来抑制来自基频的十以内的所有奇次谐波。因此该方法产生在二进制脉冲形状信号中的减小的谐波音调。这通过组合相同频率但在具体的相位对准中具有不同的混频幅度和占空比的脉冲形状信号来完成。主要的优势在于单个频率生成的使用但减小在实际实现中所需要的混频器数量。这一技术基于带有增益调谐的频率分量消去。

在一个实施例中，将所述下变频信号中的至少一个乘以预先计算的因子的步骤包括将第一下变频信号乘以因子。

备选地，将所述下变频信号中的至少一个乘以预先计算的因子的步骤包括将第二下变频信号乘以因子。

生成第二本地振荡器信号并且混频输入信号与第二本地振荡器信号的步骤可以通过生成分别具有第一和第二极性的两个单独的方波信号并且混频输入信号与每一个单独的方波信号来进行。