DE-102015104809-B4 - Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verarbeiten eines Signals, das von einem empfangenen Radiofrequenzsignal abhängt

Abstract

Eine Vorrichtung (200, 300) zum Verarbeiten eines Signals, das von einem empfangenen Radiofrequenzsignal (199) abhängt, umfassend: eine erste Halbleiterschaltung (210), die einen ersten Teil eines Radiofrequenzempfängers (240) und einen ersten Datenwandler (250), der ausgebildet ist, um einen Datenwert des Signals, das von dem empfangenen Radiofrequenzsignal abhängt, von einem ersten Datenformat in ein zweites Datenformat umzuwandeln, umfasst; eine zweite Halbleiterschaltung (230), die einen zweiten Teil des Radiofrequenzempfängers (270) und einen zweiten Datenwandler (260), der ausgebildet ist, um Daten, die den Datenwert in dem zweiten Datenformat repräsentieren, in das erste Datenformat umzuwandeln, umfasst, wobei der zweite Teil des Radiofrequenzempfangers (270) zumindest einen Abtastratenwandler (271) umfasst, der ausgebildet ist, um eine Abtastrate bezogen auf das Signal, das von dem empfangenen Radiofrequenzsignal abhängt, in eine Abtastrate umzuwandeln, die von einer Abtastrate der Basisbandverarbeitungseinheit (280) abhängt; und eine digitale Schnittstelle (220), die ausgebildet ist, um Daten bezogen auf das Signal, das von dem empfangenen Radiofrequenzsignal abhängt, von der ersten Halbleiterschaltung (210) an die zweite Halbleiterschaltung (230) zu übertragen, wobei der erste Datenwandler (250) ausgebildet ist, um die Daten, die den Datenwert in dem zweiten Datenformat repräsentieren, an die digitale Schnittstelle (220) bereitzustellen.

Inventors

• Peter Nöst
• Martin Kastner
• Peter Vogeler

Assignees

• APPLE INC.

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20150327

Claims (20)

1. Eine Vorrichtung (200, 300) zum Verarbeiten eines Signals, das von einem empfangenen Radiofrequenzsignal (199) abhängt, umfassend: eine erste Halbleiterschaltung (210), die einen ersten Teil eines Radiofrequenzempfängers (240) und einen ersten Datenwandler (250), der ausgebildet ist, um einen Datenwert des Signals, das von dem empfangenen Radiofrequenzsignal abhängt, von einem ersten Datenformat in ein zweites Datenformat umzuwandeln, umfasst; eine zweite Halbleiterschaltung (230), die einen zweiten Teil des Radiofrequenzempfängers (270) und einen zweiten Datenwandler (260), der ausgebildet ist, um Daten, die den Datenwert in dem zweiten Datenformat repräsentieren, in das erste Datenformat umzuwandeln, umfasst, wobei der zweite Teil des Radiofrequenzempfangers (270) zumindest einen Abtastratenwandler (271) umfasst, der ausgebildet ist, um eine Abtastrate bezogen auf das Signal, das von dem empfangenen Radiofrequenzsignal abhängt, in eine Abtastrate umzuwandeln, die von einer Abtastrate der Basisbandverarbeitungseinheit (280) abhängt; und eine digitale Schnittstelle (220), die ausgebildet ist, um Daten bezogen auf das Signal, das von dem empfangenen Radiofrequenzsignal abhängt, von der ersten Halbleiterschaltung (210) an die zweite Halbleiterschaltung (230) zu übertragen, wobei der erste Datenwandler (250) ausgebildet ist, um die Daten, die den Datenwert in dem zweiten Datenformat repräsentieren, an die digitale Schnittstelle (220) bereitzustellen.
2. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 , wobei die zweite Halbleiterschaltung (230) ferner eine Basisbandverarbeitungseinheit (280) umfasst.
3. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2 , wobei eine Anzahl von Bits, die verwendet werden, um den Datenwert in dem ersten Datenformat zu repräsentieren, höher ist als in dem zweiten Datenformat.
4. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 3 , wobei ein Zahlenbereich, der in dem zwei ten Datenformat repräsentiert sein kann, zumindest 95 % eines Zahlenbereichs umfasst, der in dem ersten Datenformat repräsentiert sein kann.
5. Die Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste Datenformat ein Ganzzahlenformat aufweist und das zweite Datenformat ein Fließkommaformat aufweist.
6. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 5 , wobei die Daten, die den Datenwert in dem zweiten Datenformat repräsentieren, eine Inphasen-Komponente und eine Quadratur-Komponente umfassen; und der erste Datenwandler (250) ausgebildet ist, um die Daten, die den Datenwert in dem Fließkommaformat repräsentieren, unter Verwendung eines gemeinsamen Exponenten für die Inphasen-Komponente und die Quadratur-Komponente bereitzustellen.
7. Die Vorrichtung gemäß einem der Anspruch 1 bis 4 , wobei die Daten, die den Datenwert in dem zweiten Datenformat repräsentieren, eine Radius-Komponente und eine Phasen-Komponente umfassen; das erste Datenformat ein Ganzzahlenformat aufweist; und in dem zweiten Datenformat die Radius-Komponente ein Fließkommaformat aufweist und die Phasen-Komponente ein Ganzzahlenformat aufweist.
8. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 7 , wobei der erste Datenwandler (250) derart ausgebildet ist, dass ein höchstwertiges Bit einer Mantisse der Daten, die den Datenwert in dem Fließkommaformat repräsentieren, nicht an die digitale Schnittstelle bereitgestellt ist, wenn der Exponent der Daten, die den Datenwert in dem Fließkommaformat repräsentieren, sich von einem niedrigstmöglichen Exponenten in dem Fließkommaformat unterscheidet.
9. Die Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Datenwandler (250) ausgebildet ist, um einen Differenzwert zu erzeugen, der einer Differenz zwischen dem Datenwert in dem ersten Datenformat und einem vorangehenden Datenwert in dem ersten Datenformat entspricht; den Differenzwert von dem ersten Datenformat in das zweite Datenformat umzuwandeln; Daten, die den Differenzwert in dem zweiten Datenformat repräsentieren, an die digitale Schnittstelle (220) bereitzustellen.
10. Die Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zweite Teil des Radiofrequenzempfangers (270) zumindest eine Verstärkungseinheit (273) umfasst, die ausgebildet ist, um eine Amplitude der Daten, die von dem zweiten Datenformat in das erste Datenformat umgewandelt sind, unter Verwendung eines Verstärkungsfaktors zu modifizieren.
11. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 10 , wobei der erste Teil des Empfängers (240) eine erste Signalinformationseinheit (248) umfasst, die ausgebildet ist, um eine erste Signalstärke bezogen auf ein Signal, das von dem empfangenen Radiofrequenzsignal und/oder analogen Verstärkungsinformationen bezogen auf das empfangene Radiofrequenzsignal (199) abhängt, zu bestimmen; der zweite Teil des Empfängers (270) eine zweite Signalinformationseinheit (275) umfasst, die ausgebildet ist, um eine zweite Signalstärke bezogen auf das Signal, das von dem empfangenen Radiofrequenzsignal (199) abhängt, zu bestimmen; und der zweite Teil des Empfängers (270) eine Verstärkungssteuerungseinheit (274) umfasst, die ausgebildet ist, um den Verstärkungsfaktor basierend auf der ersten Signalstärke und / oder den analogen Verstärkungsinformationen und der zweiten Signalstärke zu bestimmen.
12. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 , wobei der zweite Teil des Radiofrequenzempfangers (270) zumindest eine Verstärkungseinheit (273) umfasst, die ausgebildet ist, um eine Amplitude der Daten, die den Datenwert in dem zweiten Datenformat repräsentieren, unter Verwendung eines Verstärkungsfaktors zu modifizieren.
13. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 12 , wobei der erste Teil des Empfängers eine erste Signalinformationseinheit (248) umfasst, die ausgebildet ist, um eine erste Signalstärke bezogen auf das Signal, das von dem empfangenen Radiofrequenzsignal (199) und/oder analogen Verstärkungsinformationen bezogen auf das empfangene Radiofrequenzsignal (199) abhängt, zu bestimmen; und der zweite Teil des Empfängers eine Verstärkungssteuerungseinheit (277) umfasst, die ausgebildet ist, um den Verstärkungsfaktor basierend auf der ersten Signalstärke und/oder den analogen Verstärkungsinformationen und durch die Basisbandverarbeitungseinheit (280) bereitgestellten Signalinformationen zu bestimmen.
14. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 12 oder 13 , wobei der zweite Datenwandler (260) ausgebildet ist, um die Daten umzuwandeln, die den Datenwert in dem durch die Verstärkungseinheit (273) modifizierten, zweiten Datenformat repräsentieren.
15. Die Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite Halbleiterschaltung (230) in einem zweiten Entwurfsknoten bereitgestellt ist, der kleiner ist als ein erster Entwurfsknoten, in dem die erste Halbleiterschaltung (210) bereitgestellt ist.
16. Ein Verfahren zum Verarbeiten eines Signals, das von einem empfangenen Ra-diofrequenzsignal (199) abhängt, umfassend: Umwandeln eines Datenwertes des Signals, das von dem empfangenen Radiofrequenzsignal abhängt, von einem ersten Datenformat in ein zweites Datenformat in einem ersten Teil eines Radiofrequenzempfängers (240), der in einer ersten Halbleiterschaltung (210) enthalten ist; Bereitstellen von Daten, die den Datenwert in dem zweiten Datenformat repräsentieren, an eine digitale Schnittstelle (220); Übertragen der Daten, die den Datenwert in dem zweiten Datenformat repräsentieren, von der ersten Halbleiterschaltung an eine zweite Halbleiterschaltung (230), die einen zweiten Teil des Radiofrequenzempfängers (270) umfasst, über die digitale Schnittstelle (220); Umwandeln der Daten, die den Datenwert in dem zweiten Datenformat repräsentieren, in das erste Datenformat in der zweiten Halbleiterschaltung (230), und Umwandeln einer Abtastrate bezogen auf das Signal, das von dem empfangenen Radiofrequenzsignal abhängt, in eine Abtastrate, die von einer Abtastrate der Basisbandverarbeitungseinheit (280) abhängt.
17. Das Verfahren gemäß Anspruch 16 , wobei eine Anzahl von Bits, die verwendet werden, um den Datenwert in dem ersten Datenformat zu repräsentieren, höher ist als in dem zweiten Datenformat.
18. Das Verfahren gemäß Anspruch 17 , wobei ein Zahlenbereich, der in dem zweiten Datenformat repräsentiert sein kann, zumindest 95 % eines Zahlenbereichs umfasst, der in dem ersten Datenformat repräsentiert sein kann.
19. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18 , wobei das erste Datenformat ein Ganzzahlenformat aufweist und das zweite Datenformat ein Fließkommaformat aufweist.
20. Das Verfahren gemäß Anspruch 19 , wobei die Daten, die den Datenwert in dem zweiten Datenformat repräsentieren, eine Inphasen-Komponente und eine Quadratur-Komponente umfassen; und die Daten, die den Datenwert in dem Fließkommaformat repräsentieren, unter Verwendung eines gemeinsamen Exponenten für die Inphasen-Komponente und die Quadratur-Komponente bereitgestellt werden.

Description

Gebiet Beispiele beziehen sich auf Vorrichtungen und Verfahren zum Verarbeiten eines Signals, das von einem empfangenen Radiofrequenzsignal abhängt. Hintergrund US 7,787,525 B1 betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Brunnenbohrungsdaten über mehrere Trägerfrequenzen. US 2012 / 0 250 740 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung die OFDM-Signalkompression für die Übertragung über serielle Datenverbindungen in einem Basis-Transceiver-System (BTS) eines drahtlosen Kommunikationsnetzes anbieten. Für die Aufwärtsverbindung wendet eine HF-Einheit des BTS die OFDM-Entfernung des zyklischen Präfixes und die OFDM-Frequenztransformation der Basisbandsignalabtastwerte an, gefolgt von einer Frequenzbereichskompression der Basisbandsignalabtastwerte, die sich aus der Analog-Digital-Wandlung der empfangenen analogen Signale ergibt, gefolgt von einer digitalen Abwärtskonvertierung, die komprimierte Koeffizienten bildet. Nach der Übertragung über die serielle Datenverbindung wendet der Basisbandprozessor vor der weiteren Signalverarbeitung eine Frequenzbereichsdekompression auf die komprimierten Koeffizienten an. Für die Abwärtsverbindung führt die HF-Einheit eine Frequenzbereichsdekomprimierung der komprimierten Koeffizienten durch und wendet eine inverse OFDM-Frequenztransformation der dekomprimierten Koeffizienten und eine zyklische OFDM-Präfix-Einfügung an, bevor sie eine digitale Aufwärtsumwandlung und eine Digital-Analog-Wandlung vornimmt und das analoge Signal für die Übertragung über die Antenne erzeugt. Bei mobile Kommunikationsvorrichtungen können Radiofrequenz-Empfanger (RF-Empfanger; RE = Radio Frequency) oder RF-Sendeempfanger und Basisbandverarbeitungseinheiten auf separaten Halbleiter-Chips oder (-Dies) bereitgestellt sein, die über eine Schnittstelle, z. B. eine digitale Schnittstelle, verbunden sind. RF-Empfanger oder Radiofrequenz-Sendeempfanger können sehr komplex sein und hinsichtlich verfügbarem Raum auf dem Die begrenzt sein. Ferner kann der Die, der den RF-Empfanger oder -Sendeempfänger trägt, in einem älteren Entwurfsknoten bereitgestellt sein als der Die, der die Basisbandverarbeitungseinheit trägt, z. B. kann der Die, der die Basisbandverarbeitungseinheit umfasst, in einem 5- bis 14-nm-Entwurfsknoten bereitgestellt sein, wohingegen der Die, der den RF-Empfänger oder -Sendeempfänger umfasst, in einem 28-nm-, 40-nm- oder 65-nm-Entwurfsknoten oder einem noch größeren Entwurfsknoten bereitgestellt sein kann. RF-Signale, die durch den RF-Empfänger oder -Sendeempfänger empfangen werden, können in dem RF-Empfänger oder -Sendeempfänger digital verarbeitet werden. Zum Übertragen des digitalen Signals über eine digitale Schnittstelle kann das Signal auf einen Sollwert skaliert sein, der nahe an einem Sättigungsniveau der digitalen Schnittstelle ist, um einen Verlust von Signalqualität zu vermeiden für den Fall, dass eine digitale Schnittstelle eine geringere Auflösung aufweist als der RF-Sendeempfänger und/oder die Basisbandverarbeitungseinheit. Eine erforderliche Verstärkung für das Signal kann basierend auf einer Signalstärke des empfangenen Signals bestimmt werden. Allerdings kann die Signalstärke des empfangenen Signals dynamisch und zu schnell für eine genaue Bestimmung der erforderlichen Verstärkung variieren. Daher kann das digitale Signal auf Werte skaliert sein, die über dem Sättigungsniveau der digitalen Schnittstelle liegen, sodass die Wellenform des digitalen Signals nicht beibehalten wird. Dieser Effekt ist als Clipping bekannt. Dementsprechend kann eine Datenübertragung über die digitale Schnittstelle eine Durchsatzverschlechterung im Fall einer dynamisch variierenden Signalstärke verursachen. Somit kann ein Wunsch für ein verbessertes Verarbeiten eines empfangenen Radiofrequenzsignals bestehen. Kurze Beschreibung der Figuren Einige Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen und/oder Verfahren werden nachfolgend nur beispielhaft und bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren beschrieben, in denen1 eine Vorrichtung darstellt, die einen Radiofrequenz-Empfänger und eine Basisbandverarbeitungseinheit umfasst, die über eine digitale Schnittstelle verbunden sind;2 ein Beispiel einer Vorrichtung zum Verarbeiten eines Signals darstellt, das von einem empfangenen Radiofrequenzsignal abhängt;3 ein Beispiel einer Ganzzahl-Fließkommazahl-Ganzzahl-Umwandlung dar stellt;4 ein anderes Beispiel einer Ganzzahl-Fließkommazahl-Ganzzahl Umwandlung darstellt;5 Beispiele eines Datenstroms darstellt;6 ein anderes Beispiel eines Datenstroms darstellt;7 das Beispiel einer Vorrichtung zum Verarbeiten eines Signals darstellt, das von einem empfangenen Radiofrequenzsignal abhängt, basierend auf dem Beispiel von 2;8 ein Beispiel einer Vorrichtung basierend auf dem Beispiel von 7 dar stellt;9 ein Beispiel einer mobilen Kommunikationsvorrichtung darstellt, die ein Bei spiel einer Vorrichtung zum Verarbeiten eines Signals umfasst, das von einem empfangenen Radiofrequenzsignal abhängt; und10 ein Flussdiagramm eines Beispi