[发明专利]用于混合Δ-Σ以及尼奎斯特数据转换器的方法和设备

说明书

本发明涉及一种设计为适应各种全球无线电标准的宽带宽无线电系统，并且更具体地涉及由解调器组成的无线电接收器，其可操作以在Δ‑Σ模式和尼奎斯特模式下工作，并且其中，响应于RF信号的调制模式，可利用滤波器和反馈环路。

技术领域

本申请总体涉及设计为适应各种全球无线电标准的宽带宽无线电系统，并且更具体地涉及采用单个环形器、可编程带通采样射频(RF)前端和优化数字基带的组合的蜂窝无线电架构，优化数字基带能够支持所有当前蜂窝无线接入协议频带。该系统和方法结合了紧凑式接收器阵列设计，通过将传统尼奎斯特和Δ-Σ数据转换器组合以动态地修改数据转换器的性能和行为来支持对增加的移动宽带服务的需求。

背景技术

传统蜂窝电话采用不同的模式和操作波段，这些模式和操作波段已经通过将多个不同的无线电前端和基带处理芯片集成到一个平台中而得到硬件的支持，例如支持全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线电服务(GPRS)等的三波段或四波段用户手机。已知的蜂窝接收器已经集成了一些天线和基带数据路径，但是用于大规模移动和车载无线电部署的现有技术仍然是多静态信道化方法。这种静态架构严格依赖于窄带滤波器、双工器和标准特定的下变频至中频(IF)级。该静态信道化方法的主要缺点在于其相对于不断变化的标准和操作模式的不灵活性。随着蜂窝通信行业从2G、3G、4G以及以后的发展，每种新的波形和模式都需要重新设计接收器的RF前端以及扩展基带芯片组的功能，因此需要新的手机。对于汽车应用来说，支持新兴用途的这种不灵活性代价昂贵且对最终用户造成麻烦。

从汽车制造商的角度来看，提供可靠的汽车无线接入具有挑战性，因为全球各地的蜂窝连接方法和架构各不相同。进一步，标准和技术不断变化，并且通常具有比车辆的平均使用寿命快几倍的演变周期。更具体地，用于车辆无线电的当前RF前端架构设计用于特定的RF频带。需要在无线电平台上安装以适当频率调谐的专用硬件，以用于无线电试图在其上操作的特定频带。因此，如果蜂窝提供商改变他们的特定频带，那么可具有15到20年寿命的先前波段所调谐的特定车辆可能无法在新波段有效操作。因此，这就要求汽车制造商维护大量无线电平台、部件和供应商，以支持每个部署标准并且在蜂窝状态变化时提供可升级性的路径，这是一个昂贵而复杂的构想。

已知的软件定义无线电架构通常集中于无缝基带操作以支持多个波形，并且已经假定类似的下变频至基带规范。类似地，对于发射器侧，用于不同频带的并行功率放大器链通常被用于支持不同的波形标准。因此，接收器前端架构通常直接采用具有适度性能规范的直接采样法或单级混合法。特别地，因为这种性能需求不能用互补金属氧化物半导体(CMOS)模拟技术实现，所以先前应用对带有相关联IP3因子的大于110dB的动态范围以及功率处理要求并无需求。如何使用CMOS装置的现有架构来实现这些指标并不明显，因此多位模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)的动态范围、灵敏度和多模式交织明显更困难。

Δ-Σ调制器在数字接收器中正变得日益普遍及，因为除了提供宽带高动态范围操作以外，调制器还有许多可调谐参数，使其成为可重配置系统的理想选择。特别地，Δ-Σ调制器包括软件可调谐噪声滤波器，其用于对传入RF信号进行整形。将期望允许软件控制无线电系统权衡其RF带宽与信号环境要求的动态范围，并且较少程度地受到初始电子硬件选择的限制。

发明内容

本公开描述了一种设备，其包含具有用于对RF信号进行滤波的带通滤波器的第一信号路径、第二信号路径、以第一模式和第二模式操作的模数转换器、用于接收RF信号的输入以及响应于RF信号的调制格式通过第一信号路径和第二信号路径中的一个将RF信号耦合至模数转换器的开关网络。

本公开的另一方面描述了一种集成电路，其包含用于接收RF信号的输入、用于生成数字信号的模数转换器、响应于以第一操作模式操作的模数转换器对RF信号进行滤波的滤波器以及响应于以第二操作模式操作的模数转换器而绕过滤波器的滤波器旁路，其中，模数转换器以第一操作模式和第二操作模式中的一个来操作。