專利名稱：提高接收機(jī)抗擾度的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信。本發(fā)明尤其涉及對無線通信接收機(jī)抗擾度的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
目前有多種蜂窩狀無線電話系統(tǒng)在應(yīng)用。這些系統(tǒng)包括“高級移動電話系統(tǒng)”(AMPS)和兩種數(shù)字蜂窩狀通信系統(tǒng)時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)。數(shù)字蜂窩狀通信系統(tǒng)的實(shí)施解決了AMPS遇到的容量問題。
所有蜂窩狀無線電話系統(tǒng)均通過多付天線覆蓋地理區(qū)域來工作。天線向在本技術(shù)領(lǐng)域稱為蜂窩區(qū)的區(qū)域輻射。AMPS蜂窩區(qū)是獨(dú)立的，因而與CDMA蜂窩區(qū)不同。這有可能使一個系統(tǒng)的蜂窩區(qū)天線位于另一個系統(tǒng)的蜂窩區(qū)內(nèi)。同樣，特定的系統(tǒng)(AMPS、CDMA和TDMA)中，在一指定區(qū)域內(nèi)有兩個服務(wù)提供者。這些服務(wù)提供者常選擇把蜂窩區(qū)置于與競爭者不同的地理位置上，因此，存在這樣一種情況系統(tǒng)‘A’的無線電話可能離該系統(tǒng)最近的蜂窩區(qū)遠(yuǎn)，而離系統(tǒng)‘B’的蜂窩區(qū)近。這種情況意味著由于多頻聲干擾強(qiáng)而要接收的信號變?nèi)酢?br> 系統(tǒng)天線的這種混擾可能對登記在一系統(tǒng)(例如CDMA系統(tǒng))內(nèi)并行進(jìn)接近另一系統(tǒng)的天線(例如AMPS天線)的移動無線電話產(chǎn)生問題。在這種情況下，由于無線電話靠近AMPS蜂窩區(qū)或者AMPS正向鏈路信號的功率較高，所以AMPS信號可能干擾無線電話正在接收的CDMA信號。
無線電話遇到的AMPS信號的多頻聲干擾產(chǎn)生了失真分量。如果這些分量落入到該無線電話使用的CDMA頻帶內(nèi)，則它們可能降低接收機(jī)和解調(diào)器的性能。
在AMPS系統(tǒng)中，往往通信公司(A和B頻段)無意間干擾了競爭者的系統(tǒng)。蜂窩狀移動通信公司的目的是通過使蜂窩區(qū)靠近通信現(xiàn)場或者靠近用戶，并對每個AMPS信道輻射FCC限定的功率，向其系統(tǒng)的所有用戶提供高信噪比。但不幸的是，這種技術(shù)為通信公司的系統(tǒng)提供了較佳的信號質(zhì)量，但其代價是干擾了競爭者的系統(tǒng)。
諸如上述情況引起的互調(diào)失真用注入接收機(jī)的兩個或多個單音信號產(chǎn)生的峰值寄生電平來定義。最經(jīng)常的是，接收機(jī)用三階輸入獲取點(diǎn)或IIP3定義三階失真電平。IIP3定義成產(chǎn)生等于輸入兩個單音信號功率的三階失真分量所需的輸入功率(以兩個單音信號的形式)。如圖13所示，當(dāng)諸如放大器等非線性部件在飽和以下時，才能線性地推知IIP3。
如圖14所示，當(dāng)把兩個單音信號注入到接收機(jī)時，產(chǎn)生三段失真分量。單音信號#1在頻率f1上，功率電平為P1(dBm)。單音信號#2在頻率f2上，功率電平為p2(dBm)。一般把P2設(shè)置成等于P1。三階失真分量在頻率2×f1-f2和2×f2-f1上產(chǎn)生，功率電平分別為P12和P21。如果把P2設(shè)置成等于P1，則寄生分量應(yīng)當(dāng)相等，或者P12和P21應(yīng)當(dāng)相等。信號fc以功率電平Pc注入，表示在這種情況下，增加的失真等于低電平信號。如果有一個濾波器在產(chǎn)生失真之后濾出f1、f2和f21，f12的功率仍將干擾fc處的信號功率。在圖14的例子中，對于CDMA應(yīng)用，其目的是模間功率P12應(yīng)當(dāng)?shù)扔趦蓚€單音信號的總功率為-43dBm的信號功率-105dBm，所以IIP3必須＞-9dBm。
在本技術(shù)領(lǐng)域眾所周期，一個非線性部件的IIP3如下定義IIP3＝IM3/2＝Pin(dBm)如果P1＝P2，則Pin＝P1+3dB或者P2+3dB(dBm)，而且IM3＝P1-P12＝P2-P21＝P2-P12＝P1-P21(dB)對于使用了多個非線性部件的級聯(lián)的IIP3，用公式表示如下IIP3＝-10*log10[10(增益-部件IIP3)/10+10(-前一級的IIP3)/10]其中，增益＝對部件輸入的增益。
因此，改善接收機(jī)級聯(lián)的IIP3的一種方法是在第一種非線性部件之前降低增益。在這種情況下，LNA和混頻器限制了IIP3。然而，需要定義另一個量來設(shè)置沒有干擾的靈敏度或最低接收信號電平。該量在本技術(shù)領(lǐng)域稱為噪聲系數(shù)(NF)。如果接收機(jī)的增益減小到改善了IIP3(和抗擾度)，則降低了NF(和對小的要求信號的靈敏度)。
把部件的NF定義如下部件的NF＝Si/Ni-So/No(dB)，其中Si/Ni為以dB表示的輸入信號對噪聲的比，So/No為以dB表示的輸出信號對噪聲的比。
對于在接收機(jī)中級聯(lián)的部件，該公式如下 其中，NFe等于部件的噪聲系數(shù)，NFi等于至該部件的級聯(lián)噪聲系數(shù)，增益等于至該部件的運(yùn)行增益。
如果使到該部件的增益最大，則可以實(shí)現(xiàn)‘最佳的’級聯(lián)NF，該公式與‘最佳的’級聯(lián)IIP3的要求矛盾。對于指定的一個接一個的部件、接收機(jī)NF和IIP3，每個部件存在有限增益集合，滿足所有的要求。
通常，把接收機(jī)設(shè)計(jì)成NF和IIP3為預(yù)定常數(shù)，這兩個量設(shè)置接收機(jī)有和無干擾時的動態(tài)工作范圍。根據(jù)規(guī)模、成本、熱量、靜態(tài)和動態(tài)部件電流消耗，使每個器件的增益、NF和IIP3最佳。在雙模式的CDMA/FM便攜式蜂窩狀移動通信接收機(jī)中，CDMA標(biāo)準(zhǔn)要求在最小信號下有9dB的NF。換句話說，對于CDMA模式，靈敏度要求是在-104dBm下為0dB的S/N比。對于FM模式，要求是在-116dBm下為4dB的S/N比。在這兩種情況下，該要求可以轉(zhuǎn)換成如下的對NF的要求NF＝S(dBm)-S/N(dB)-Ntherm(dBm/Hz)-信號BW(dB/Hz)，其中，S為最小信號功率，S/N為最小信噪比，Ntherm為熱噪聲最低值(-174dBm/Hz@290K)，信號BW(dB/Hz)為信號的帶寬。
因此，CDMA的NF＝-104dBm-0dB-(-174dBm/Hz)-61dB/Hz＝9dB，F(xiàn)M的NF＝-116dBm-4dB-(-174dBm/Hz)-45dB/Hz＝9dB，其中-61dBm/Hz為CDMA信道的噪聲帶寬，-45dBm/Hz為FM信道的噪聲帶寬。
然而，當(dāng)信號接收最小電平時才對接收機(jī)的NF有要求，且當(dāng)存在干擾或者強(qiáng)CDMA信號時才對IIP3有要求。
只有兩種途徑覆蓋通信公司正在產(chǎn)生強(qiáng)干擾的區(qū)域。一種是使用相同的技術(shù)，即使蜂窩區(qū)的位置與競爭者的一樣。另一種是改進(jìn)接收機(jī)的抗擾度。改進(jìn)抗擾度的一個方法是提高接收機(jī)的電流。然而，這不是一種實(shí)際可用的解決方法，因?yàn)楸銛y式無線電收發(fā)接收機(jī)依靠電池工作。增加電流將使電池消耗更快，因而減少了無線電話的通話和待機(jī)時間。所以需要使無線電話中的多頻聲干擾最小而不影響功耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明調(diào)節(jié)電路的衰減，從而改善接收機(jī)的抗擾度。該電路有一個衰減器，它根據(jù)可變的增益進(jìn)行衰減和自動增益控制(AGC)。本發(fā)明以一預(yù)定量來改變該衰減。然后檢測電路的增益。如果檢測到的增益變化大于預(yù)定閾值，則檢測到互調(diào)分量，因而增加前端衰減，以減小互調(diào)分量的功率。
本發(fā)明提供一種電路增益調(diào)節(jié)方法，所述電路具有有功率的信號，其特征在于，所述方法包括以下步驟將電路增益改變預(yù)定量；確定響應(yīng)于電路增益的改變的信號功率中的變化的大小；以及響應(yīng)于所述信號功率中的變化的大小來調(diào)節(jié)所述電路的增益，其中，所述調(diào)節(jié)步驟包括當(dāng)所述信號功率中的變化的大小大于預(yù)定閾值時，降低電路增益；當(dāng)所述信號功率中的變化的大小小于或等于預(yù)定值時，增加電路增益。
本發(fā)明還提供一種在具有可變增益的電路中調(diào)節(jié)具有多個幀的接收信號的功率的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟接收射頻的接收信號；將接收信號從射頻轉(zhuǎn)變成中頻；對接收信號進(jìn)行濾波；按預(yù)定量改變電路的增益；確定響應(yīng)于增益的改變的接收信號的功率中的變化的大??；以及響應(yīng)于接收信號的功率中的變化的大小來調(diào)節(jié)電路的增益，其中所述調(diào)節(jié)步驟包括當(dāng)接收信號的功率中的變化的大小大于預(yù)定閾值時，降低電路增益；當(dāng)接收信號的功率中的變化的大小小于或等于預(yù)定閾值時，增加電路增益。
本發(fā)明還提供一種提高無線電話射頻干擾抗擾度的方法，所述無線電話具有用于接收具有接收功率電平的無線電信號的天線、衰減器、可變增益接收放大器、增益控制器、以及接收功率檢測器，其特征在于，所述方法包括以下步驟所述增益控制器按預(yù)定量改變所述無線電信號的接收功率電平；所述接收功率檢測器檢測響應(yīng)于所述增益控制器改變所述接收功率電平的所述無線電信號的接收功率電平中的變化的大??；以及所述增益控制器響應(yīng)于檢測出的接收功率電平中的變化的大小來調(diào)節(jié)所述可變增益接收放大器的增益，其中，所述調(diào)節(jié)步驟包括當(dāng)所述檢測出的接收功率電平中的變化的大小大于預(yù)定閾值時，所述增益控制器降低所述可變增益接收放大器的增益；當(dāng)所述檢測出的接收功率電平中的變化的大小小于或等于預(yù)定閾值時，所述增益控制器增加所述可變增益接收放大器的增益。
本發(fā)明提供一種在具有可變增益的電路中調(diào)節(jié)具有多個幀的接收信號的功率的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括接收射頻的接收信號的裝置；將接收信號從射頻轉(zhuǎn)變成中頻的裝置；對接收信號進(jìn)行濾波的裝置；按預(yù)定量改變電路的增益的裝置；確定響應(yīng)于增益的改變的接收信號的功率中的變化的大小的裝置；以及響應(yīng)于接收信號的功率中的變化的大小來調(diào)節(jié)電路的增益的裝置，其中所述調(diào)節(jié)裝置包括當(dāng)接收信號的功率中的變化的大小大于預(yù)定閾值時，降低電路的增益的裝置；當(dāng)接收信號的功率中的變化的大小小于或等于預(yù)定閾值時，增加電路的增益的裝置。
本發(fā)明還提供一種提高無線電話射頻干擾抗擾度的裝置，其特征在于，包括接收無線電信號的天線；用于放大接收信號的可變增益接收放大器；通過調(diào)節(jié)所述可變增益接收放大器的增益，按預(yù)定量改變所述接收信號的接收功率電平的增益控制器；用于檢測響應(yīng)于所述增益調(diào)節(jié)的所述接收信號的接收功率電平中的變化的大小的接收功率檢測器；其中，所述增益控制器響應(yīng)于所述接收功率電平中的變化的大小來調(diào)節(jié)所述可變增益接收放大器的增益，當(dāng)所述接收功率電平中的變化大于預(yù)定閾值時，所述增益控制器降低所述可變增益接收放大器的增益，當(dāng)所述接收功率電平中的變化小于或等于預(yù)定閾值時，所述增益控制器增加所述可變增益接收放大器的增益。
本發(fā)明還提供一種用于提高無線電話射頻干擾抗擾度的裝置，其特征在于，包括用于接收無線電信號的天線；用于衰減接收信號的可變衰減器；用于通過調(diào)節(jié)所述可變衰減器的衰減量，按預(yù)定量改變接收信號的接收功率電平的增益控制器；以及檢測響應(yīng)于衰減調(diào)節(jié)的所述接收信號的接收功率電平中的變化的大小的接收功率檢測器，其中所述增益控制器響應(yīng)于所述接收功率電平中的變化的大小來調(diào)節(jié)所述可變衰減器的衰減量，當(dāng)所述接收功率電平中的變化大于預(yù)定閾值時，所述增益控制器降低所述可變衰減器的衰減量，當(dāng)所述接收功率電平中的變化小于或等于預(yù)定閾值時，所述增益控制器增加所述可變衰減器的衰減量。


圖1示出了本發(fā)明提高接收機(jī)抗擾度的裝置的方框圖。
圖2示出了本發(fā)明另一實(shí)施例的方框圖。
圖3示出了本發(fā)明另一實(shí)施例的方框圖。
圖4示出了本發(fā)明另一實(shí)施例的方框圖。
圖5示出了根據(jù)圖7的實(shí)施例的接收到的RF輸入功率對載波噪聲比的另一曲線圖。
圖6示出了根據(jù)圖8的實(shí)施例的接收到的RF輸入功率對載波噪聲比的曲線圖。
圖7示出了本發(fā)明另一實(shí)施例的方框圖。
圖8示出了不用本發(fā)明的裝置，干擾功率對信號功率的曲線圖。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明裝置的另一實(shí)施例干擾功率對信號功率的曲線圖。
圖10示出了本發(fā)明另一實(shí)施例的方框圖。
圖11示出了本發(fā)明另一實(shí)施例的方框圖。
圖12示出了本發(fā)明另一實(shí)施例的方框圖。
圖13示出了非線性傳遞特性與失真測量值的曲線圖。
圖14示出了失真分量的頻譜描述。
圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的檢測接收信號功率的方法的方框圖。
圖16示出了本發(fā)明的衰減控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的目的是必要時改變接收機(jī)的NF和IIP3來提高IIP3(或抗擾度)，而不影響NF。這種性能的‘提高’是通過改變接收機(jī)中第一動態(tài)部件的增益來實(shí)現(xiàn)的?？梢酝ㄟ^在一連續(xù)的范圍內(nèi)改變LNA的增益或者用旁路開關(guān)斷開低噪聲放大器來改變。
圖1示出了本發(fā)明較佳實(shí)施例的方框圖。
本實(shí)施例包含了利用可調(diào)增益控制(AGC)110在接收機(jī)的前端連續(xù)地調(diào)節(jié)LNA115。前端上的連續(xù)AGC110還提供的好處是在最小的RF輸入電平上線性，而在發(fā)射側(cè)的AGC120可能會降低IF AGC125和130的要求。
該實(shí)施例檢測LNA115的功率輸出。功率檢測器105在RF上測量信號功率和干擾功率。利用本實(shí)施例，功率檢測器105可在接收功率低于后述圖7、10、11和12“轉(zhuǎn)換增益”實(shí)施例的-65dBm時，連續(xù)減小LNA115的增益。
本較佳實(shí)施例由功率檢測器105在RF上檢測接收到的信號和干擾功率。該檢測到的功率通過環(huán)路濾波器，用于調(diào)節(jié)接收AGC110，從而調(diào)節(jié)接收元件的截獲點(diǎn)。當(dāng)測得到功率增加時減小增益，當(dāng)測得的功率降低時提高增益。本實(shí)施例還可以把LNA115和AGC110組成形成增益可變LNA，因此不需要單獨(dú)的AGC110塊。以與接收AGC110相同的方法調(diào)節(jié)設(shè)置在功率放大器150前的發(fā)射AGC120的功率，以保持總的發(fā)射功率電平。
在混頻器135和140后還設(shè)置AGC放大器125和130，以在帶通濾波器145濾除了干擾之后調(diào)節(jié)增益。這些AGC放大器125和130實(shí)現(xiàn)開環(huán)功率控制、閉環(huán)功率控制和補(bǔ)償?shù)恼DMA功能。由于CDMA的動態(tài)范圍寬，所以需要這些IF AGC125和130。通常，這些AGC125和130的增益范圍大于80dB。在混頻器后的接收和發(fā)射AGC125和130，由另一個測量接收信號下變頻后的總功率的功率檢測器來調(diào)節(jié)。當(dāng)下變頻信號的功率增加時，功率檢測器150向下調(diào)節(jié)AGC125和130的增益，而當(dāng)下變頻信號的功率降低時，向上調(diào)節(jié)AGC125和130的增益。
在較佳實(shí)施例中，接收到的信號在869-894MHz的頻帶內(nèi)。發(fā)射的信號在824-849MHz的頻帶內(nèi)。另一個實(shí)施例使用不同的頻率。
圖5所示的曲線示出了該AGC方法的益處。左手側(cè)y軸示出了載波噪聲比對相對于干擾電平參數(shù)化的接收輸入功率的載波噪聲比。右手側(cè)的y軸示出了作為接收輸入功率的函數(shù)的常數(shù)C/J所需總干擾功率。當(dāng)干擾不存在時(-100dBm)，無線電設(shè)備就象沒有RF AGC那樣工作。當(dāng)干擾增加時，C/N減小，但有效的線性度也增加。在本例中，RF動態(tài)范圍為30dB，RFAGC起作用的閾值位于干擾功率大于-25dBm的點(diǎn)上。
圖2示出了連續(xù)增益調(diào)節(jié)的另一實(shí)施例。該實(shí)施例首先在功率檢測器210確定下變頻信號的功率電平之前，用帶通濾波器205濾除干擾。閾值檢測器225確定信號功率電平達(dá)到某一點(diǎn)(在本實(shí)施例中為-105dBm)的時間，然后當(dāng)信號功率超過該功率電平時，向下調(diào)節(jié)AGC230和235的增益。當(dāng)信號功率電平低于該閾值時，向上調(diào)節(jié)AGC230和235的增益。連續(xù)調(diào)節(jié)在混頻器240和245前后的AGC215和220的增益，而不檢查功率的預(yù)定閾值，進(jìn)行正常的CDMA的AGC功率控制。
圖6示出了該實(shí)施例的曲線圖。當(dāng)把閾值設(shè)置在-105dBm(最小接收RF電平)時，C/N不象沒有RF AGC的情況那樣快速增加。本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是在RF輸入功率非常低時就有了線性的好處，不需要接收RF功率檢測器，并且AGC環(huán)路僅檢測信號功率。因此，AGC環(huán)路的設(shè)計(jì)比檢測RF功率的簡單。
圖3示出了本發(fā)明的另一個實(shí)施例。該實(shí)施例的工作與圖1的實(shí)施例相似。唯一的區(qū)別是把AGC301放置到接收通路的LNA305之前。
圖4示出了本發(fā)明的另一個實(shí)施例。該實(shí)施例在天線410與雙工器415之間使用了衰減器405。該衰減器由LNA425后的功率檢測器420控制。功率檢測器420測量接收到的信號和干擾功率，進(jìn)行濾波，并把它與預(yù)定的閾值比較。在本實(shí)施例中，閾值為-25dB。當(dāng)組合的信號和干擾功率達(dá)到該閾值時，提高衰減器405的衰減量。這種調(diào)節(jié)可以用數(shù)字固定步長或連續(xù)的方法進(jìn)行。在混頻器440和445后的AGC430和435以與圖1的較佳實(shí)施例相同的方式調(diào)節(jié)。
圖7示出了本發(fā)明的裝置的另一個實(shí)施例。該實(shí)施例使用了開關(guān)701和702來改變前端增益。對于特定的CDMA無線電話設(shè)計(jì)來說，實(shí)際的轉(zhuǎn)換電平與作為信號電平或噪聲系數(shù)的函數(shù)的信噪比要求有關(guān)。本發(fā)明可以用于AMPS無線電話，然而將改變轉(zhuǎn)換特性以適應(yīng)不同的工作點(diǎn)。
本實(shí)施例包含接收和發(fā)射信號的天線725。無線電設(shè)備內(nèi)的接收和發(fā)射路徑通過雙工器720聯(lián)接到天線725上，雙工器把接收到的信號與發(fā)射信號分開。
把接收到的信號輸入到LNA703上，LNA703聯(lián)接在兩個開關(guān)701與702之間。一個開關(guān)701把LNA703聯(lián)接到雙工器720上，第二開關(guān)702把LNA703聯(lián)接到帶通濾波器704上。在較佳實(shí)施例中，開關(guān)701和702為單刀雙擲砷化鎵開關(guān)。
LNA703聯(lián)接到每個開關(guān)的一個接點(diǎn)上，當(dāng)兩個開關(guān)701和702轉(zhuǎn)換到這些接點(diǎn)上時，接收到的信號聯(lián)接到LNA703，并將LNA703的放大信號輸出到帶通濾波器704。在本實(shí)施例中，帶通濾波器704的頻帶為869-894MHz。另一個實(shí)施例使用取決于接收的信號頻率的不同的頻帶。
帶通通路730聯(lián)接到每個開關(guān)的另一接點(diǎn)上。當(dāng)開關(guān)701和702轉(zhuǎn)換到它們的另一接點(diǎn)時，雙工器720的接收信號繞開LNA703，直接導(dǎo)向帶通濾波器704。在本實(shí)施例中，這些開關(guān)701和702受無線電話微控制器740的控制。在另一實(shí)施例中，用單獨(dú)的控制器來控制這些開關(guān)的位置。
在帶通濾波器704對接收到的信號進(jìn)行了濾波之后，經(jīng)濾波的信號下變頻到較低的中頻(IF)，供無線電收發(fā)機(jī)的其余部分使用。下變頻是通過混頻器705把接收到的信號與另一具有鎖相環(huán)路707驅(qū)動壓控制振蕩器706設(shè)置的頻率的信號混合后完成的。后一信號在輸入到混頻器705之前由放大器750進(jìn)行了放大。
混頻器705的下變頻信號輸入到后端AGC708和709。這些AGC708和709由無線電話用于進(jìn)行閉環(huán)功率控制，這點(diǎn)本技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)是公知的。
在本發(fā)明的方法中，微控制器740監(jiān)視接收到的信號的功率。當(dāng)功率超過-65dBm時，微控制器740指令開關(guān)701和702轉(zhuǎn)換到旁路位置，因此把接收到的信號直接聯(lián)接到帶通濾波器704。通過旁路LNA703的增益，與以dB為單位的增益的減少成比例地提高接收機(jī)的截獲點(diǎn)。另一實(shí)施例使用其它的電路和方法來監(jiān)視接收到的信號的功率。
本發(fā)明方法的另一實(shí)施例連續(xù)地調(diào)節(jié)前端的增益。本實(shí)施例使用諸如-25dBm的低功率閾值。
圖8和圖9的曲線圖示出了圖7、10、11和12所示的本發(fā)明可轉(zhuǎn)換增益實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)。圖8示出了不使用可轉(zhuǎn)換增益裝置的一般無線電設(shè)備的干擾功率對射頻(RF)信號功率的曲線圖。該曲線表示，最大干擾電平被限制在-10.5dBm的接收機(jī)輸入壓縮點(diǎn)上。圖中示出了一個和兩個單音信號的功率曲線。
圖9的曲線表示無線電設(shè)備接收到的干擾功率對利用本發(fā)明可轉(zhuǎn)換增益方法和裝置的無線電設(shè)備接收到的射頻信號功率的變化?？梢钥闯?，在曲線的-65dBm點(diǎn)上，開關(guān)轉(zhuǎn)換成旁路LNA增益，因此可以容許有較大的干擾功率而不影響RF信號功率。圖中示出了一個和兩個單音信號的功率曲線。
圖10示出了本發(fā)明裝置的的另一個實(shí)施例。該實(shí)施例使用一個單刀單擲開關(guān)1001。在該實(shí)施例中，當(dāng)接收到的信號功率達(dá)到-65dBm時，控制器1020把開關(guān)1001轉(zhuǎn)換到旁路通路1010上。這有效地短路了LNA1002增益，因而，把接收到的信號直接聯(lián)接到帶通濾波器1003上。
圖11示出了本發(fā)明裝置的另一實(shí)施例。該實(shí)施例使用了一個單刀單擲開關(guān)1105，當(dāng)它閉合時，就把LNA1110通過電阻器1101短路成接地。這在輸入端造成阻抗失配，引起信號衰減，因此，減小了LNA1110的增益。與上述實(shí)施例一樣，當(dāng)輸入信號功率達(dá)到-65dBm時，開關(guān)1105閉合。電阻器1101的電阻與所要求的衰減量有關(guān)。在另一實(shí)施例中，該電阻對于不同的LNA是不同的。
圖12示出了本發(fā)明裝置的又一個實(shí)施例。該實(shí)施例在LNA1205的輸出端使用了一個單刀雙擲開關(guān)1201。LNA1205連接到開關(guān)1201的一個接點(diǎn)上，旁路通路1210連接到另一接點(diǎn)上。旁路通路1210的輸入端連接到LNA1205的輸入端。當(dāng)接收到的RF信號的功率電平達(dá)到-65dBm時，開關(guān)1201從把LNA1205聯(lián)接到帶通濾波器1220的位置擲向旁路通路1210。這樣就把信號直接聯(lián)接到帶通濾波器1220，旁路了LNA1205的增益。
上面所有實(shí)施例中，在由開關(guān)旁路的同時，可以關(guān)閉向LNA供電。這可以通過把LNA的電源端連接到一個也由該控制器控制的開關(guān)上來實(shí)現(xiàn)。一旦LNA被旁路，不再使用，就關(guān)閉電源。這減少了無線電設(shè)備的功耗，從而提高電池可以使用的通話和待機(jī)時間。
在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，Ec/Io檢測用于確定調(diào)節(jié)前端增益的時間。另外的實(shí)施例使用其它質(zhì)量尺度，例如Eb/Io。
這些比是數(shù)字通信系統(tǒng)性能的質(zhì)量尺度。Eb/Io比表示每比特的能量比信道的總干擾頻譜密度，而Ec/Io比表示每CDMA碼片(籌元)的能量比總干擾頻譜密度?？梢哉J(rèn)為Eb/Io是一種度量，它表示了一個通信系統(tǒng)對另一系統(tǒng)的特性；需要的Eb/Io越小，系統(tǒng)調(diào)制和檢波過程對給定的差錯概率越有效。假設(shè)容易獲得Ic/Io和接收到的信號強(qiáng)度，當(dāng)Ec/Io下降時，微控制器就可以檢測到強(qiáng)干擾的存在，而AGC檢測器增加的干擾。微控制器可以降低前端增益，以改善抗擾度，這將改進(jìn)Ec/Io，降低落入到信號帶寬內(nèi)的干擾分量。
當(dāng)信號質(zhì)量達(dá)到上述Eb/Io或Ec/Io閾值時，減小前端增益?？梢岳眠B續(xù)調(diào)節(jié)方法或放大器轉(zhuǎn)換方法或者上述這兩種方法來實(shí)現(xiàn)這種增益調(diào)節(jié)。
圖15所示的又一個實(shí)施例將檢測IF或基帶的信號功率，而不是RF的信號和干擾功率的組合。這種方法較簡單，它只有一個功率檢測器AGC控制環(huán)路。
圖15示出了檢測接收到的信號的功率的另一種方法的方框圖。首先1501把該信號下變頻到基帶頻率。然后1505把該模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以進(jìn)行進(jìn)一步的基帶處理，其中包括確定接收到的信號的強(qiáng)度。碼片相關(guān)器1510確定對所有非相關(guān)部件能量的每一碼片能量。處理器1515利用該信息與接收信號強(qiáng)度指示器(RSSI)確定接收機(jī)1520和發(fā)射機(jī)1530的增益調(diào)節(jié)量。
由于接收信號功率尺度包括信號和干擾功率，所以僅當(dāng)信號電平和每碼片的能量都下降時，接收增益才提高。由于RSSI正在變化，所以發(fā)射功率也必須改變，以進(jìn)行補(bǔ)償，從而使開環(huán)功率控制能適當(dāng)?shù)毓ぷ?。因此，每?dāng)接收增益調(diào)節(jié)時，處理器就調(diào)節(jié)發(fā)射增益。
其它的實(shí)施例使用清除或信號功率來控制增益可變AGC。另外的實(shí)施例僅控制接收功率而不是發(fā)射和接收功率都控制。
在圖16中示出了上述實(shí)施例的增益控制的方法。該方法是基于圖13的曲線圖所示的關(guān)系。在圖13中，可以看到隨著干擾輸入功率沿X軸的增加，互調(diào)分量(下面的曲線)比干擾功率增加更快。因此，如果在接收機(jī)輸入端出現(xiàn)干擾，在輸入端上施加XdB的衰減，將可以把IM3互調(diào)分量減少3*XdB。
通常，互調(diào)分量不落入到無線電設(shè)備的IF部分，這是由于它們的功率較低。IF部分外的互調(diào)分量不會引起接收機(jī)性能問題。因此，如果互調(diào)分量有足夠的功率影響IF信號，才必須調(diào)節(jié)接收機(jī)的增益。
參照圖16，本發(fā)明的方法首先調(diào)節(jié)輸入增益(1601)。在較佳實(shí)施例中，該增益調(diào)節(jié)為3dB。然而，其它實(shí)施例可以使用其它的增益調(diào)節(jié)值，例如1dB-6dB范圍。然后，接收機(jī)的處理用于測量接收到的信號的功率變化(1605)。在較佳實(shí)施例中，自動增益控制處理檢測IF信號功率變化。應(yīng)當(dāng)理解，測量接收到的信號的變化也可以在接收機(jī)的RF級或基帶級進(jìn)行。
如果信號功率變化接近3dB，則CDMA信號大于噪聲最低值，不存在引起問題的互調(diào)分量的可能。在這種情況下，不需要進(jìn)行另外的增益調(diào)節(jié)，但提高增益將改善接收機(jī)的靈敏度。IF信號功率變化接近(3+-0.5)dB仍看作是3dB。
如果IF信號功率變化小于3dB(1610)，則CDMA信號小于噪聲最低值，或者不存在有可能引起問題的互調(diào)分量。在這種情況下，AGC僅看到小的CDMA信號和噪聲。因此，必須提高接收電路的增益(1615)，從而提高接收機(jī)的靈敏度。
如果IF信號功率變化大于3dB，則互調(diào)分量足以產(chǎn)生問題，必須進(jìn)行另外的增益調(diào)節(jié)1620。在較佳實(shí)施例中，如果輸入增益變化3dB，當(dāng)有較大干擾出現(xiàn)時，互調(diào)分量將變化9dB。在這種情況下，可以少量地(例如3dB)降低平均增益，一直到本發(fā)明的方法確定互調(diào)分量減小到可接受的程度。
本發(fā)明的方法可以用于低速率地連續(xù)檢查互調(diào)分量。在較佳實(shí)施例中，該速率是每秒10次。其它實(shí)施例使用每個幀周期一次的方法。又一些實(shí)施例使用其它的速率，例如在正向鏈路上檢測到較大的差錯時才檢查。
總之，本發(fā)明的方法能使移動無線電設(shè)備行進(jìn)到接近不同系統(tǒng)的天線，同時提供了無線電設(shè)備對另一系統(tǒng)的射頻干擾的抵抗能力。通過減小前端增益，無線電接收電路的截獲點(diǎn)增加，使其它系統(tǒng)的信號造成的失真分量不會造成接收機(jī)和解調(diào)器性能降低。
權(quán)利要求
1.一種電路增益調(diào)節(jié)方法，所述電路具有有功率的信號，其特征在于，所述方法包括以下步驟將電路增益改變預(yù)定量；確定響應(yīng)于電路增益的改變的信號功率中的變化的大?。灰约绊憫?yīng)于所述信號功率中的變化的大小來調(diào)節(jié)所述電路的增益，其中，所述調(diào)節(jié)步驟包括當(dāng)所述信號功率中的變化的大小大于預(yù)定閾值時，降低電路增益；當(dāng)所述信號功率中的變化的大小小于或等于預(yù)定值時，增加電路增益。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定量約為3dB，所述預(yù)定閾值約為9dB。
3.一種在具有可變增益的電路中調(diào)節(jié)具有多個幀的接收信號的功率的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟接收射頻的接收信號；將接收信號從射頻轉(zhuǎn)變成中頻；對接收信號進(jìn)行濾波；按預(yù)定量改變電路的增益；確定響應(yīng)于增益的改變的接收信號的功率中的變化的大??；以及響應(yīng)于接收信號的功率中的變化的大小來調(diào)節(jié)電路的增益，其中所述調(diào)節(jié)步驟包括當(dāng)接收信號的功率中的變化的大小大于預(yù)定閾值時，降低電路增益；當(dāng)接收信號的功率中的變化的大小小于或等于預(yù)定閾值時，增加電路增益。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定量約為3dB，所述預(yù)定閾值約為9dB。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述確定接收信號的功率中的變化的大小的步驟是在將接收信號從射頻轉(zhuǎn)變成中頻的步驟之前進(jìn)行的。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述確定接收信號的功率中的變化的大小的步驟是在將接收信號從射頻轉(zhuǎn)變成中頻的步驟之后進(jìn)行的。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述確定接收信號的功率中的變化的大小的步驟是在對接收信號進(jìn)行濾波之后進(jìn)行的。
8.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括以預(yù)定速率重復(fù)所述改變、確定和調(diào)節(jié)步驟。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定速率是每秒10次。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定速率是每幀一次。
11.一種提高無線電話射頻干擾抗擾度的方法，所述無線電話具有用于接收具有接收功率電平的無線電信號的天線、衰減器、可變增益接收放大器、增益控制器、以及接收功率檢測器，其特征在于，所述方法包括以下步驟所述增益控制器按預(yù)定量改變所述無線電信號的接收功率電平；所述接收功率檢測器檢測響應(yīng)于所述增益控制器改變所述接收功率電平的所述無線電信號的接收功率電平中的變化的大?。灰约八鲈鲆婵刂破黜憫?yīng)于檢測出的接收功率電平中的變化的大小來調(diào)節(jié)所述可變增益接收放大器的增益，其中，所述調(diào)節(jié)步驟包括當(dāng)所述檢測出的接收功率電平中的變化的大小大于預(yù)定閾值時，所述增益控制器降低所述可變增益接收放大器的增益；當(dāng)所述檢測出的接收功率電平中的變化的大小小于或等于預(yù)定閾值時，所述增益控制器增加所述可變增益接收放大器的增益。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述改變步驟包括用可變衰減器衰減所述無線電信號。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述改變步驟包括調(diào)節(jié)所述可變增益接收放大器的增益。
14.一種在具有可變增益的電路中調(diào)節(jié)具有多個幀的接收信號的功率的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括接收射頻的接收信號的裝置；將接收信號從射頻轉(zhuǎn)變成中頻的裝置；對接收信號進(jìn)行濾波的裝置；按預(yù)定量改變電路的增益的裝置；確定響應(yīng)于增益的改變的接收信號的功率中的變化的大小的裝置；以及響應(yīng)于接收信號的功率中的變化的大小來調(diào)節(jié)電路的增益的裝置，其中所述調(diào)節(jié)裝置包括當(dāng)接收信號的功率中的變化的大小大于預(yù)定閾值時，降低電路的增益的裝置；當(dāng)接收信號的功率中的變化的大小小于或等于預(yù)定閾值時，增加電路的增益的裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定量約為3dB，所述預(yù)定閾值約為9dB。
16.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述確定接收信號的功率中的變化的大小的裝置在所述用于轉(zhuǎn)變的裝置將接收信號從射頻轉(zhuǎn)變成中頻之前確定變化的大小。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述確定接收信號的功率中的變化的大小的裝置在所述用于轉(zhuǎn)變的裝置將接收信號從射頻轉(zhuǎn)變成中頻之后確定變化的大小。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述確定接收信號的功率中的變化的大小的裝置在所述用于濾波的裝置對接收信號進(jìn)行濾波之后確定變化的大小。
19.一種提高無線電話射頻干擾抗擾度的裝置，其特征在于，包括接收無線電信號的天線；用于放大接收信號的可變增益接收放大器；通過調(diào)節(jié)所述可變增益接收放大器的增益，按預(yù)定量改變所述接收信號的接收功率電平的增益控制器；用于檢測響應(yīng)于所述增益調(diào)節(jié)的所述接收信號的接收功率電平中的變化的大小的接收功率檢測器；其中，所述增益控制器響應(yīng)于所述接收功率電平中的變化的大小來調(diào)節(jié)所述可變增益接收放大器的增益，當(dāng)所述接收功率電平中的變化大于預(yù)定閾值時，所述增益控制器降低所述可變增益接收放大器的增益，當(dāng)所述接收功率電平中的變化小于或等于預(yù)定閾值時，所述增益控制器增加所述可變增益接收放大器的增益。
20.一種用于提高無線電話射頻干擾抗擾度的裝置，其特征在于，包括用于接收無線電信號的天線；用于衰減接收信號的可變衰減器；用于通過調(diào)節(jié)所述可變衰減器的衰減量，按預(yù)定量改變接收信號的接收功率電平的增益控制器；以及檢測響應(yīng)于衰減調(diào)節(jié)的所述接收信號的接收功率電平中的變化的大小的接收功率檢測器，其中所述增益控制器響應(yīng)于所述接收功率電平中的變化的大小來調(diào)節(jié)所述可變衰減器的衰減量，當(dāng)所述接收功率電平中的變化大于預(yù)定閾值時，所述增益控制器降低所述可變衰減器的衰減量，當(dāng)所述接收功率電平中的變化小于或等于預(yù)定閾值時，所述增益控制器增加所述可變衰減器的衰減量。
全文摘要
本發(fā)明的方法和裝置改善了無線電接收機(jī)的抗擾度。檢測接收到的信號的功率電平。如果功率電平滿足或超過預(yù)定功率閾值，則旁路低噪聲放大器(703)，從而提高接收機(jī)部件的截獲點(diǎn)。另一個實(shí)施例包括使用RF功率檢測器(105)來控制作為干擾功率函數(shù)的前端增益(110)。代之以可轉(zhuǎn)換RF增益塊(730)，提出幾種連續(xù)增益控制方法，能以較轉(zhuǎn)換增益塊時低的信號電平調(diào)節(jié)干擾抑制和靈敏度。還提出按一預(yù)定量調(diào)節(jié)輸入增益的方法。
文檔編號H04B1/40GK1638304SQ200410011438
公開日2005年7月13日 申請日期1995年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月16日
發(fā)明者查爾斯·E·惠特利, 保羅·E·彼特澤爾, 理查德·K·科恩費(fèi)爾德, 安娜·L·韋蘭 申請人:高通股份有限公司