单比特直接调制发送器的制造方法
【专利说明】单比特直接调制发送器
[0001]相关串请案的交叉参考
[0002]本申请书涉及下列待审申请案，所有这些申请案的内容已全部并入本文作为参考:
[0003]2013年3月15日提出申请的名称为“极坐标接收器结构和信号处理方法”的美国申请案第13/840，478号；2013年3月15日提出申请的名称为“极坐标接收器信号处理装置及方法”的美国申请案第13/839,557号；2013年3月15日提出申请的名称为“在扩展动态范围内具有线性增益的低噪音放大器”的美国申请案第13/839，462号；以及2013年3月15日提出申请的名称为“数控注入锁定振荡器”的美国申请案第13/840，379号。
【背景技术】
[0004]高速集成电路技术的最新进展使得诸如网格传感器网络(mesh sensornetwork)、远程工业监控及植入式医学装置等超低功耗无线电线路具备各种开创性和多功能用途。为了进行无线数据存取，所采用的调制方案是根据比特率和比特误码率来影响连接品质。
[0005]在诸如802.11 (WiFi)和802.15.4等无线系统、全球定位系统(globalposit1ning system, GPS)以及包括医学遥测 M2M(machine to machine,机器到机器)通讯系统等在内的许多其他应用中，相移键控(phase shift keying, PSK)，特别是二相相移键控(binary phase shift keying, BPSK)和四相相移键控(quadrature phase shiftkeying, QPSK)，被广泛用于上述系统的数字调制方案。在占用相似带宽的情况下，与幅移键控(ASK)或频移键控(FSK)相比，相移键控(PSK)信号相对杂讯更稳健。
[0006]由于移动式无线低功耗装置的应用范围不断扩大，所以需要一种简易的低功耗无线数据传输电路。
【附图说明】
[0007]附图与下文的【具体实施方式】一起被并入本说明书，构成本说明书的一部分，用来进一步阐述包括本发明在内的概念的实施例，并解释这些实施例的各种原理和优点。在单独视图中，相同的数字代表相同或功能上相似的元件。
[0008]图1是根据一些实施例所提出的一种单比特发送器的框图。
[0009]图2和图3是一种单比特发送器的实施例的电路图。
[0010]图4是根据一些实施例所提出的被发送信号频谱和被发送信号星座的信号图。
[0011]图5是根据一些实施例所提出的一种可配置低通滤波器的电路图。
[0012]图6是根据一些实施例所提出的一种方法的流程图。
[0013]本领域技术人员应当理解，附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的，而且不一定是按比例绘制的。举例而言，为了有助于更好地理解本发明的实施例，图中一些元件的尺寸可能相对于其他元件被放大。
[0014]这些装置和方法组件已在图中适当之处用常用符号做了表示，仅示出那些与理解本发明之实施例有关的具体细节，这样就不会因为那些对熟悉本专业的技术人员而言明显易懂的细节，而弄不明白本说明书所披露的内容，这有利于本文的叙述。
【具体实施方式】
[0015]请参考图1，下面将根据一些实施例来描述一种单比特发送器架构。此装置可包括信号发生器，如传输用的数据源。数据速率可以是IlM比特/S。可通过对比特序列进行预处理将采样率增大到IIMHz，每个样本用8个数据比特表示。经过预处理的数据可在数字脉冲成形滤波器中成形，此数字脉冲成形滤波器用于对同相信号和正交信号的数据脉冲进行成形处理。成形滤波器的输出可以是44MHz，每个样本十比特。然后通过插值(interpolat1n)或上采样半带(up-sampling half band)滤波器进一步对成形后的脉冲进行上采样。上采样滤波器可用于将同相信号和正交信号的采样率增大到88MHz，每个样本10比特。然后上采样信号可被施加于Σ -Δ (sigma-delta)调制器，所述Σ -Δ调制器用于提供一比特的同相输出信号和一比特的正交输出信号。同相低阶模拟低通滤波器将所述一比特的同相输出信号耦合到正交调制器的一同相信道输入，正交低阶模拟低通滤波器将所述一比特的正交输出信号耦合到正交调制器的正交信道输入。正交调制器连接到载波信号发生器，且用以产生同相和正交调制载波。
[0016]在一个实施例中，同相低阶模拟低通滤波器和正交低阶模拟低通滤波器均为一或二阶电阻电容(RC)或电感电容(LC)滤波器。在另一个实施例中，同相低阶模拟低通滤波器和正交低阶模拟低通滤波器均为三阶RC或LC滤波器。
[0017]此装置可设计为数字脉冲成形滤波器与同相低阶模拟低通滤波器、正交低阶模拟低通滤波器的组合滤波使得同相和正交调制载波的功率频谱符合802.11.bo
[0018]在又一个实施例中，同相低阶模拟低通滤波器和正交低阶模拟低通滤波器可选择性地配置为，在与数字脉冲成形滤波器结合使用时能够提供组合滤波效果，该可选配置使得同相和正交调制载波的功率频谱符合多个发送功率模板(transmit power masks)中的某一个。所述多个发送功率模板可包括从802.11.a功率模板、802.ll.b功率模板和802.ll.g功率模板中选出的两个发送功率模板。此装置还可包括发送方式模板选择器，用于配置同相低阶模拟低通滤波器和正交低阶模拟低通滤波器。
[0019]在一个实施例中，数字脉冲成形滤波器是根升余弦(root-raised cosine)滤波器。在另一个实施例中，sigma-delta调制器比特率为704MHz或352MHz。
[0020]请参考图2和图3，其示出了 I比特同相和正交输出经由数据缓冲器202、208和低阶低通滤波器204、206连接至正交调制器的不同实施例。请看图4，其示出了发送功率频谱和对应之信号星座的信号图。
[0021]请看图5，其示出了在发送方式模板选择器的控制下可配置的低通滤波器。此低通滤波器可呈现四种不同的低通特性，以便配置低通滤波器，从而配置发送功率模板以适应所选的发送模板。
[0022]请参考图6，下面将根据一些实施例来阐述一种方法600。此方法600可包括:对同相信号和正交信号的离散时间数据脉冲进行成形处理602 ;上采样604以增大同相信号和正交信号的采样率；使用sigma-delta数字-模拟转换器(digital-to-analog converter)来产生606 —比特的同相输出信号和一比特的正交输出信号；使用同相低阶模拟低通滤波器将所述一比特同相输出信号耦合608到正交调制器的同相信道输入，使用正交低阶模拟低通滤波器将所述一比特正交输出信号耦合到正交调制器的正交信道输入；以及，使用正交调制器来产生610同相和正交调制载波。同相低阶模拟低通滤波器和正交低阶模拟低通滤波器可均为一阶或二阶RC或LC滤波器。数字脉冲成形滤波器与同相低阶模拟低通滤波器、正交低阶模拟低通滤波器的组合滤波可设计或配置为使得同相和正交调制载波的功率频谱符合802.ll.b。此方法还可包括:从多个低阶模拟低通滤波器中选择同相低阶模拟低通滤波器；以及从多个低阶模拟低通滤波器中选择正交低阶模拟低通滤波器。
[0023]当与数字脉冲成形滤波器结合使用时，可通过选择合适的同相低阶模拟低通滤波器和正交低阶模拟低通滤波器来提供组合滤波效果，其中被选中的配置使得同相和正交调制载波的功率频谱符合多个发送功率模板中的某一个。所述多个发送功率模板可包括从802.11.a功率模板、802.11.b功率模板和802.11.g功率模板中选择的两个或两个以上的发送功率模板。
[0024]sigma-deIta调制器的比特率为704MHz或352MHz。在其他实施例中，此方法还可包括:用发送方式模板选择器来配置同相低阶模拟低通滤波器和正交低阶模拟低通滤波器。此外，此方法还可包括使用混频器(mixer)和两个半频注入锁定振荡器(half-frequency inject1n locked oscillators)来产生载波信号。
[0025]具体实施例已在本说明书中做了阐述如上。然而，在不脱离权利要求书所列出的本发明技术方案范围的前提下，熟悉本专业的技术人员当可对其做出各种修饰和更动。因此，本说明书和附图应视为例示而非限制，且所有此类修饰都应包括在本发明的技术方案范围内。
[0026]好处、优点、问题的解决办法以及可能带来任何好处、优点或解决办法或使之更明显的元件不应解释为权利要求中关键的、必需的或基本的特征或元件。本发明只能由后附之权利要求来界定，包括本申请案在待审期间所做的任何修订以及专利发布时这些权利要求的所有等同项。
[0027]此外，在本文中，相关术语如“第一”和“第二”、“上”和“下”等只是用来区分一个实体或活动与另一个实体或活动，未必表示这些实体