專利名稱：用于控制接收機(jī)中控制環(huán)路的操作的技術(shù)的制作方法
用于控制接收機(jī)中控制環(huán)路的操作的技術(shù)
本申請要求2006年5月15日提交的題為"State Machine for Control of InteUiceiver (用于智能接收機(jī)的控制的狀態(tài)機(jī))"的臨時美國申請S/N. 60/800,484和2006年11月13日提交的題為"Techniques for Controlling Operation of Control Loops in a Receiver (用于控制接收機(jī)中控制環(huán)路的操作的 技術(shù))"的臨時美國申請S/N. 60/865,548的優(yōu)先權(quán)，這兩個申請皆已被轉(zhuǎn)讓給 給本申請受讓人并因而被援引納入于此。
背景
I. 領(lǐng)域
本公開一般地涉及通信，更具體地涉及用于控制通信系統(tǒng)中接收機(jī)的操作 的技術(shù)。
II. 背景
高性能接收機(jī)的設(shè)計因各種設(shè)計考量而具有挑戰(zhàn)性。對于許多應(yīng)用，要求 有高接收機(jī)性能才能達(dá)到系統(tǒng)規(guī)范和/或達(dá)成良好的性能。接收機(jī)性能可由諸如 動態(tài)范圍、線性性、和噪聲性能等各種參數(shù)來表征。動態(tài)范圍是指預(yù)期接收機(jī) 能處理的收到信號電平的范圍。線性性是指不產(chǎn)生大量畸變地放大信號的能 力。噪聲性能是指由接收機(jī)產(chǎn)生的噪聲量。
為了達(dá)成良好性能同時降低功耗，可取決于操作狀態(tài)來以不同量的電流對 接收機(jī)加偏。例如，當(dāng)存在大振幅的不合意信號(或擾亂)時可使用更大的偏 置電流來改善線性性，而當(dāng)不存在擾亂時可使用較小的偏置電流。因擾亂存在 與否改變偏置電流可能會混亂接收機(jī)內(nèi)各種電路的操作，這進(jìn)而會導(dǎo)致接收機(jī) 不正常地工作或可能發(fā)生故障。
因此，本領(lǐng)域中有對用于控制接收機(jī)的操作以在接收機(jī)的偏置電流和/或 其它特性被改變時確保正當(dāng)?shù)慕邮諜C(jī)操作的技術(shù)的需要。概要
在本文中描述了用于因接收機(jī)的操作狀態(tài)上的改變而控制該接收機(jī)中控 制環(huán)路的操作的技術(shù)。在一方面，會同操作狀態(tài)上的改變來修改至少一個控制 環(huán)路的操作。操作狀態(tài)上的改變可對應(yīng)于線性性狀態(tài)、增益狀態(tài)、工作頻率、
天線配置等等上的改變。該至少一個控制環(huán)路可包括直流(DC)偏移量校正
環(huán)路、自動增益控制(AGC)環(huán)路等。給定控制環(huán)路的操作可通過(a)在改變
操作狀態(tài)之前先禁用該控制環(huán)路或改變其時間常數(shù)、(b)在改變操作狀態(tài)之后等
待預(yù)定時間量以允許接收機(jī)穩(wěn)定、以及(c)在等待了此預(yù)定時間量之后再啟用
該控制環(huán)路或復(fù)原其時間常數(shù)來更改。
在一個具體設(shè)計中，接收機(jī)的線性性狀態(tài)可例如基于是否檢測到擾亂而被
改變。線性性狀態(tài)上的改變可能導(dǎo)致對接收機(jī)中至少一個模擬電路塊的偏置電 流的調(diào)節(jié)。至少一個控制環(huán)路(例如，DC環(huán)路和AGC環(huán)路)的操作可會同對 偏置電流的調(diào)節(jié)來例如通過如上所描述地禁用和啟用每個控制環(huán)路或通過改 變其時間常數(shù)來修改。對于給定控制環(huán)路，可令不同值(例如，用于DC校正) 與不同的偏置電流量相關(guān)聯(lián)。與新的偏置電流相關(guān)聯(lián)的值可在偏置電流調(diào)節(jié)之 后被召回并應(yīng)用于該控制環(huán)路。
本發(fā)明的各種方面和特征在下面進(jìn)一步具體說明。
附圖簡述


圖1示出了用于無線設(shè)備的接收機(jī)的框圖。 圖2示出了歸咎于偏置電流上的改變的VCO頻率誤差。 圖3A示出了接收到的射頻(RF)信號。 圖3B到3D示出了對于不同VCO頻率誤差的基帶信號。 圖4示出了當(dāng)有擾亂被掃過DC時的基帶信號。 圖5示出了歸咎于VCO頻率中的瞬態(tài)的收到信號電平。 圖6示出了歸咎于VCO頻率中的瞬態(tài)的在收到信號電平和LNA狀態(tài)上 的改變。
圖7示出了低通濾波器在不同線性性狀態(tài)下的群延遲。
7圖8示出了用于針對偏置電流調(diào)節(jié)來修改環(huán)路操作的過程。
圖9示出了用于針對操作狀態(tài)上的改變來修改環(huán)路操作的過程。
詳細(xì)描述
圖1示出了可用于無線設(shè)備的接收機(jī)100的框圖。無線設(shè)備還可被稱為移 動站、用戶裝備、用戶終端、訂戶單元、手持機(jī)等。無線設(shè)備可以是蜂窩電話、 個人數(shù)字助理(PDA)、無線調(diào)制解調(diào)器、手持式設(shè)備等等。接收機(jī)100包括 模擬段110和數(shù)字段112。
在模擬段110內(nèi)，低噪聲放大器(LNA) 120以所選增益放大接收到的 RF信號并提供經(jīng)放大的RF信號。LNA 120可能具有多重狀態(tài)，其中每個LNA 狀態(tài)對應(yīng)于不同的離散增益。可基于收到信號電平來選擇這些LNA狀態(tài)之一。 帶通濾波器(BPF) 122對經(jīng)放大的RF信號進(jìn)行濾波并提供經(jīng)濾波的RF信號。 帶通濾波器122可放行感興趣頻帶(例如，蜂窩頻帶或PCS頻帶)中的信號并 移除帶外噪聲和不合意信號。帶通濾波器122可以是表面聲波(SAW)濾波器、 陶瓷濾波器、或其它某類型的濾波器。
一般而言，接收機(jī)可以用超外差式架構(gòu)或直接基帶式架構(gòu)來實現(xiàn)。在超外 差式架構(gòu)中，收到的RF信號被分多級來下變頻，例如在一級中從RF到中頻 (IF)，然后在另一級中從IF到基帶。在直接基帶式架構(gòu)中，收到的RF信號 在一級中被從RF直接下變頻到基帶。超外差式以及直接基帶式架構(gòu)可能使用 不同的電路塊和/或具有不同的要求。為明晰起見，以下說明針對直接基帶式架 構(gòu)。
混頻器124用來自LO發(fā)生器134的同相(I)和正交(Q)本地振蕩器(LO) 信號來將經(jīng)濾波的RF信號下變頻，并提供I和Q經(jīng)下變頻信號。LO信號是 合意頻率處的載波信號。I和Q LO信號異相90。，但是具有相同的頻率。LO 發(fā)生器B4基于來自壓控振蕩器(VCO) 140的VCO信號來發(fā)生I和QLO信 號。此VCO信號的頻率被如此選擇以使得感興趣的RF信道中的合意信號被 下變頻到基帶或基帶附近。
加法器126移除I和Q經(jīng)下變頻信號中的DC偏移量。低通濾波器(LPE) 128對來自加法器126的I和Q基帶信號進(jìn)行濾波以放行合意信號并移除噪聲
8和不合意信號。 一個或更多個放大器、可變增益放大器(VGA)和/或緩沖器 (未在圖1中示出)可被放置在接收路徑中的任何地方以提供放大和緩沖。模 數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 150數(shù)字化I和Q基帶信號并提供I和Q數(shù)據(jù)采樣。
在數(shù)字段112內(nèi)，DC環(huán)路152確定數(shù)據(jù)采樣中DC的量并向加法器126 提供DC校正。DC環(huán)路152還可移除未被加法器126移除的DC殘差。此外， 加法器126可能不是必需的，并且dc校正環(huán)路整體被包含在152中。數(shù)字濾 波器154對經(jīng)DC校正的采樣的進(jìn)行濾波并提供經(jīng)濾波的采樣。AGC單元156 比例縮放經(jīng)濾波的采樣并提供具有大致恒定的功率的輸入采樣(所使用的ADC 的在rms基礎(chǔ)上的預(yù)定級數(shù)；例如，4比特解調(diào)器可實現(xiàn)在其中輸出為3個最 低有效位(lsb) rms的AGC)。耙式接收機(jī)160包括數(shù)個耙指解調(diào)器(或者， 簡稱為耙指)162。每個耙指162可被指派去處理一條感興趣的信號路徑的輸 入采樣。每個耙指162可包括(a)時間跟蹤環(huán)路(TTL) 164，其跟蹤指派給 該耙指的信號路徑的時基；以及(b)頻率跟蹤環(huán)路(FTL) 166，其跟蹤所指 派的信號路徑的頻率。每個耙指162處理輸入采樣并提供經(jīng)解調(diào)的碼元。耙式 接收機(jī)160可組合來自所有被指派的耙指的經(jīng)解調(diào)碼元并向解碼器(未在圖1 中示出)提供輸出碼元。
擾亂檢測器136基于來自混頻器124的經(jīng)下變頻信號檢測擾亂并提供擾亂 指示。擾亂是在振幅上可能比合意信號大得多并且在頻率上可能位于該合意信 號附近的不合意信號。擾亂檢測器136可對經(jīng)下變頻信號進(jìn)行整流和濾波，將 結(jié)果所得信號比對閾值，并基于比較結(jié)果生成擾亂指示。擾亂檢測器136可例 如使用具有不同帶寬的濾波器來檢測近處的擾亂和/或遠(yuǎn)處的擾亂。擾亂檢測還 可基于來自ADC 150的數(shù)據(jù)采樣來執(zhí)行。例如，可對這些數(shù)據(jù)采樣執(zhí)行傅立 葉變換，并可能藉由檢査來自此傅立葉變換的頻譜分量來檢測到擾亂。擾亂檢 測也可用其它方式來執(zhí)行。
狀態(tài)機(jī)/控制器/處理器170可基于來自擾亂檢測器136的擾亂指示選擇特 定線性性狀態(tài)。例如，狀態(tài)機(jī)170可在檢測到近處擾亂時選擇高線性性狀態(tài)， 在檢測到遠(yuǎn)處擾亂時選擇中線性性狀態(tài)，或者在沒有檢測到擾亂時選擇低線性 性狀態(tài)。 一般而言，可對任何工作狀況集定義任何數(shù)目的線性性狀態(tài)。工作狀 況可由擾亂和/或諸如收到信道電平等其它因素來量化?？闪蠲總€線性性狀態(tài)與接收機(jī)100中各電路塊的具體設(shè)置相關(guān)聯(lián)。電路設(shè)置可以是針對偏置電流、增 益和/或其它特性的。
偏置控制單元130接收來自狀態(tài)機(jī)170的所選線性性狀態(tài)并生成對諸如 LNA 120、混頻器124和VCO 140、以及濾波器128等各種電路塊的偏置控制。 例如，對低線性性狀態(tài)可使用低偏置電流，對中線性性狀態(tài)可使用較大的偏置 電流，而對高線性性狀態(tài)可使用高偏置電流。單元130還可生成調(diào)節(jié)低通濾波 器128的某些特性的濾波器控制。例如，對低線性性狀態(tài)可使用較低階和/或較 寬的濾波器，而對高線性性狀態(tài)可使用較高階和/或較窄的濾波器。該濾波器的 另一實施例是設(shè)計能基于線性性狀態(tài)而被選擇的多重分支。通過選擇較少分 支，本質(zhì)上獲得相同的傳遞函數(shù)但是電流較少。以此辦法，通過選擇性地對該 濾波器的分支下電來減小電流。
壓控晶體振蕩器(VCXO) 114發(fā)生具有精確頻率的基準(zhǔn)信號。VCXO 144 為接收機(jī)提供基準(zhǔn)頻率/^。鎖相環(huán)(PLL)142將VCO 140的頻率鎖定到VCXO 144的頻率。AFC單元176接收來自被指派的耙指內(nèi)的FTL的頻率信息并生成 調(diào)節(jié)VCXO 144的頻率的頻率控制。AFC單元176可移除正被處理的所有信號 路徑的長期頻率誤差。每個耙指內(nèi)的FTL可移除指派給該耙指的信號路徑的短 期頻率誤差。
AGC單元156可確定經(jīng)濾波的采樣的功率(或振幅)并向LNA狀態(tài)選擇 器174提供所測得的功率。選擇器174可基于來自AGC單元156的測得功率 和當(dāng)前LNA狀態(tài)來確定收到信號電平。選擇器174可選擇合適的LNA狀態(tài)如 此使得AGC單元156處的測得功率被維持在預(yù)定范圍內(nèi)。選擇器174可將收 到信號電平比對一組切換點(diǎn)并可基于比較結(jié)果選擇LNA狀態(tài)。增益控制單元 132從選擇器174接收所選的LNA狀態(tài)并生成對LNA 120的增益控制。
圖1示出接收機(jī)100的具體設(shè)計。 一般而言，接收機(jī)可使用一級或更多級 的放大器、濾波器、混頻器等等來執(zhí)行信號調(diào)理，其可能與圖1中所示的設(shè)計 不同地被編排。接收機(jī)還可能采用圖1中未示出的其它電路塊。
在圖1中所示的設(shè)計中，接收機(jī)100包括以下控制環(huán)路
-DC環(huán)路-移除基帶信號中的DC偏移量，
AGC環(huán)路-向耙式接收機(jī)160提供具有正當(dāng)功率或rms電平的采樣， 增益環(huán)路-為LNA 120選擇離散增益步階， -AFC環(huán)路-調(diào)節(jié)VCXO 144的基準(zhǔn)頻率，
PLL -將VCO頻率鎖定到此基準(zhǔn)頻率，
TTL-調(diào)節(jié)每個耙指的時基，以及
FTL-調(diào)節(jié)每個耙指的頻率。
AGC環(huán)路和增益環(huán)路是互相關(guān)聯(lián)的。AGC環(huán)路是由AGC單元156實現(xiàn) 的，而增益環(huán)路是由LNA狀態(tài)選擇器174實現(xiàn)的。選擇器174所作的LNA狀 態(tài)選擇是取決于來自AGC單元156的測得功率。所選的LNA狀態(tài)進(jìn)而影響進(jìn) 入AGC單元156的信號電平并由此影響出自AGC單元156的測得功率。
圖1示出各種控制單元的具體設(shè)計。 一般而言，接收機(jī)可包括任何數(shù)目的 控制環(huán)路，并且每個控制環(huán)路可針對任何參數(shù)。
狀態(tài)機(jī)170可控制各種控制環(huán)路的操作。例如，狀態(tài)機(jī)170可在改變線性 性狀態(tài)之前先禁用一個或更多個控制環(huán)路和/或改變其時間常數(shù)。狀態(tài)機(jī)170 隨后可在接收機(jī)穩(wěn)定之后再啟用這些控制環(huán)路和/或復(fù)原其時間常數(shù)。對各種環(huán) 路的控制在以下描述。狀態(tài)機(jī)/控制器/處理器170還可指導(dǎo)接收機(jī)內(nèi)其它單元 的操作。存儲器172為狀態(tài)機(jī)/控制器/處理器170存儲數(shù)據(jù)和程序代碼。
狀態(tài)機(jī)170可基于擾亂的存在與否來改變線性性狀態(tài)。當(dāng)切換線性性狀態(tài) 時，VCO 140的偏置電流可能會被陡然改變。偏置電流上的這種陡變會擾動 VCO 140的頻率。PLL 142隨后可能跟蹤出VCO頻率上的改變。然而，如以 下所描述的，VCO頻率上的假信號或瞬態(tài)可能會傳播通過接收機(jī)并擾動各種 控制環(huán)路的操作。
圖2示出了因VCO偏置電流上的陡變而引起的VCO頻率誤差對時間的 標(biāo)繪210。在時間T。， VCO頻率因VCO偏置電流上的陡變而改變了/y。峰值 VCO頻率誤差/^可能取決于VCO設(shè)計、偏置電流上改變的量和/或速率、和 /或其它因素。PLL 142跟蹤出此VCO頻率誤差并具有由該P(yáng)LL的設(shè)計決定的 階躍響應(yīng)。在圖2中所示的示例中，PLL響應(yīng)首先下沖并最終穩(wěn)定至零VCO 頻率誤差。
可以用各種方式來控制PLL以減輕因線性性狀態(tài)上的改變而引起的VCO 頻率上瞬態(tài)的影響。首先，當(dāng)在改變線性性狀態(tài)時，可對PLL使用較短的時間
11常數(shù)。較短的時間常數(shù)可允許PLL能更迅速地跟蹤出VCO頻率誤差，這又可 減小歸咎于VCO瞬態(tài)的沖擊。在VCO頻率已穩(wěn)定在最終值之后——例如在圖 2中的時間T2~~PLL可再被復(fù)原以按標(biāo)稱方式操作。第二， VCO偏置電流 可被濾波以降低VCO瞬態(tài)的嚴(yán)重性。PLL也可貫穿線性性狀態(tài)上的改變的始 終按標(biāo)稱方式(即，沒有任何修改地)被操作。
還可以用各種方式來控制AFC環(huán)路以減輕VCO瞬態(tài)的影響。首先，AFC 環(huán)路可在改變線性性狀態(tài)之前先被凍結(jié)(或者維持在相同狀態(tài))。第二，當(dāng)改 變線性性狀態(tài)時，可對AFC環(huán)路使用較長的時間常數(shù)。較長的時間常數(shù)將減 緩AFC環(huán)路能夠發(fā)生改變的速率，并由此降低錯誤更新的可能性?？稍赩CO 頻率已穩(wěn)定之后再啟用或復(fù)原AFC環(huán)路。AFC環(huán)路也可貫穿線性性狀態(tài)上的 改變的始終以標(biāo)稱方式被操作。AFC環(huán)路帶寬典型地遠(yuǎn)小于PLL環(huán)路帶寬， 并且受到線性性狀態(tài)上的改變的影響可能是最低程度的。
圖3A示出了用于IS-98D中規(guī)定的單頻調(diào)測試的在圖1中LNA 120的輸 入處的收到RF信號。此收到RF信號包括以頻率/Q為中心的合意CDMA信號 310和位于頻率/l處的單頻調(diào)擾亂312。對于cdma2000，此CDMA信號具有 1.23 MHz的帶寬。對此單頻調(diào)測試，擾亂位于離該CDMA信號的中心頻率+900 KHz處，并且在振幅上比該CDMA信號電平高72分貝(dB)。此擾亂建模 了由近處的在高級移動電話服務(wù)(AMPS)系統(tǒng)中的基站發(fā)射的強(qiáng)干擾信號。 IS-98D還規(guī)定了在其中兩個頻調(diào)位于離該CDMA信號的中心頻率+900 KHz和 +1700 KHz處且在振幅上比該CDMA信號電平高58dB的雙頻調(diào)測試。
圖3B示出了對于此單頻調(diào)測試在有零VCO頻率誤差的情況下圖1中 ADC150的輸入處的基帶信號。在此情形中，該基帶信號包括以DC為中心的 CDMA信號和位于+900 KHz處的經(jīng)衰減擾亂。低通濾波器128具有大致620 KHz的帶寬。在有零VCO頻率誤差的情況下，低通濾波器128放行此CDMA 信號并衰減此擾亂。此擾亂被圖1中的數(shù)字濾波器154進(jìn)一步衰減。
圖3C示出了對于此單頻調(diào)測試在有+900 KHz的VCO頻率誤差的情況下 ADC 150的輸入處的基帶信號。在此情形中，VCO頻率就在擾亂頻率/l處并 且將該擾亂下變頻到DC。基帶信號包括位于DC處的擾亂以及CDMA信號的 一部分。圖3D示出了對于此單頻調(diào)測試在有+2 MHz的頻率誤差的情況下ADC 150的輸入處的基帶信號。在此情形中，經(jīng)下變頻的CDMA信號和擾亂兩者皆 落在低通濾波器128的帶寬之外并被衰減。來自低通濾波器128的基帶信號包 含噪聲以及還可能有不合意的信號分量。
如圖3B到3D中所示的，當(dāng)VCO頻率被陡然改變時，CDMA信號和擾 亂首先被頻移/^并在隨后隨著VCO 140穩(wěn)定到最終值而掃越頻率。再次參看 圖2，如果線212代表+900 KHz的VCO頻率誤差，則擾亂在時間T,被掃過 DC。 CDMA信號和擾亂快速掃越頻率可能會擾動各種控制環(huán)路的操作，正如 以下所描述的那樣。
圖4示出了當(dāng)因VCO頻率上的瞬態(tài)而使得擾亂被掃過DC時在ADC 150 的輸入處的基帶信號。當(dāng)擾亂就在DC處時，混頻器124、低通濾波器128、 和ADC 150會飽和至其最大值。ADC 150的輸出可被建模為在最大值或接近 該最大值的DC脈沖410。此DC脈沖的歷時取決于擾亂被掃過DC的速率。
DC環(huán)路152檢測來自ADC 150的數(shù)據(jù)采樣中的DC誤差。DC環(huán)路152 可用增益Kdc;比例縮放這些數(shù)據(jù)采樣并且可在隨后用累加器累加經(jīng)比例縮放 的采樣。增益KDc決定DC環(huán)路的時間常數(shù)。較大的增益對應(yīng)于較小的時間常 數(shù)和較快的DC環(huán)路，反之亦然。累加器輸出即指示DC誤差并且可被比對于 閾值。DC環(huán)路152可在累加器輸出超過閾值時更新DC校正并可在隨后向加 法器126發(fā)送已更新的DC校正。
歸咎于擾亂被掃越DC而導(dǎo)致的DC脈沖會以若干方式不利地沖擊DC環(huán) 路。首先，DC脈沖可能會導(dǎo)致對DC校正的錯誤更新，這會因DC而使低通 濾波器128飽和。第二， DC脈沖可能會導(dǎo)致DC環(huán)路累加器到達(dá)大值或飽和。 其在隨后可能要花費(fèi)一些時間來從此大累加器值恢復(fù)，并且性能在直至累加器 被復(fù)原至標(biāo)稱值之前會降格。
可以用各種方式來控制DC環(huán)路152以避免因擾亂被掃越DC而導(dǎo)致的可 能的有害影響。首先，DC環(huán)路152可在改變線性性狀態(tài)之前先被凍結(jié)。這可 例如通過將增益KDc設(shè)置成零和/或通過防止對DC環(huán)路累加器的更新來達(dá)成。 凍結(jié)DC環(huán)路將既防止對DC校正的錯誤更新又防止DC環(huán)路累加器的飽和。 第二，當(dāng)在改變線性性狀態(tài)時，可對DC環(huán)路使用較長的時間常數(shù)。這可例如通過減小增益KDc來達(dá)成。較長的時間常數(shù)將減緩DC環(huán)路累加器能夠發(fā)生改 變的速率，并由此降低對DC校正的錯誤更新的可能性?？稍赩CO頻率穩(wěn)定 至最終值之后再啟用或復(fù)原DC環(huán)路。
可令不同線性性狀態(tài)與不同DC偏移量相關(guān)聯(lián)。用于每個線性性狀態(tài)的 DC偏移量可由DC環(huán)路152決定并被存儲在存儲器172中。每當(dāng)發(fā)生線性性 狀態(tài)上的改變時，就可從存儲器172中檢索與此新的線性性狀態(tài)相對應(yīng)的DC 偏移量，將其提供給DC環(huán)路152，并將其用于此新的線性性狀態(tài)。這會減小 改變線性性狀態(tài)之后的DC偏移量，從而可提升性能。
AGC單元156測量來自數(shù)字濾波器154的經(jīng)濾波采樣的功率并將所測得 的功率提供給LNA狀態(tài)選擇器174。 AGC單元156可用增益KACC比例縮放這 些經(jīng)濾波的采樣并且可在隨后用累加器累加經(jīng)比例縮放的采樣。增益Kagc決 定AGC環(huán)路的時間常數(shù)。較大的增益對應(yīng)于較小的時間常數(shù)和較快的AGC環(huán) 路，反之亦然。AGC累加器lr出即指示所測得的功率。AGC單元156可包括 數(shù)字可變增益放大器(DVGA)，其接收與所測得的功率成反比關(guān)系的比例縮 放因子，按該比例縮放因子來比例縮放經(jīng)濾波的采樣，并提供具有大致恒定的 功率的輸入采樣。
圖5示出了歸咎于VCO頻率中的瞬態(tài)的收到信號電平。標(biāo)繪510示出了 對于在其中不存在擾亂的情形而言收到信號電平對時間的關(guān)系，而標(biāo)繪512示
出了對于在其中存在單頻調(diào)擾亂的情形而言收到信號電平對時間的關(guān)系。在標(biāo) 繪510中，當(dāng)CDMA信號因VCO頻率上的瞬態(tài)而被掃越頻率時，該CDMA 信號在此VCO瞬態(tài)的某些部分期間可能落在濾波器128和154的帶寬之外并 且將會被這些濾波器衰減。當(dāng)CDMA信號落在濾波器的帶寬之外時，AGC環(huán) 路156將檢測到信號電平上的降落。
在標(biāo)繪512中，當(dāng)CDMA信號和擾亂被掃越頻率時，CDMA信號可能在 此VCO瞬態(tài)的某些部分期間落在濾波器帶寬之外，但是擾亂在此VCO瞬態(tài)的 其它某些部分期間卻可能落在濾波器帶寬內(nèi)。AGC環(huán)路156在CDMA信號和 擾亂兩者都落在濾波器帶寬之外時可能會檢測到信號電平上的降落，并且在擾 亂落在濾波器帶寬內(nèi)時可能會檢測到假信號。
如圖5中所示的，VCO頻率上的瞬態(tài)對AGC環(huán)路而言可能看起來像是深度衰落。如果收到信號電平降落了充分的量，則LNA狀態(tài)選擇器174可選擇 具有較高增益的另一 LNA狀態(tài)來對抗此深度衰落。
圖6示出了檢測到擾亂時的擾亂指示、VCO頻率誤差、收到信號電平、 和LNA狀態(tài)的標(biāo)繪。在時間To，擾亂檢測器136檢測到擾亂并使擾亂指示變 為邏輯高。狀態(tài)機(jī)170響應(yīng)于此擾亂指示而改變線性性狀態(tài)。VCO頻率在VCO 偏置電流因線性性狀態(tài)上的改變而被改變時被陡然移位。當(dāng)CDMA信號因 VCO頻率誤差而被移位到濾波器帶寬之外時，收到信號電平開始降落。在時 間TV收到信號電平越過低閾值，并且選擇器174選擇具有較高增益的另一 LNA狀態(tài)。在時間T2， PLL 142跟蹤出此VCO頻率誤差。在此示例中，AGC 環(huán)路比PLL慢，并且收到信號電平緩慢增大。在時間T3，收到信號電平越過 高閾值，并且選擇器174選擇具有較低增益的舊LNA狀態(tài)。
如圖6中所示，用于此接收機(jī)的AGC環(huán)路和增益環(huán)路會以若干方式受到 VCO頻率上的瞬態(tài)的不利影響。首先，AGC環(huán)路可能會被驅(qū)至較低，并且在 VCO頻率穩(wěn)定之后可能要花費(fèi)一些時間來恢復(fù)。第二，低收到信號電平可能 會導(dǎo)致向具有較高增益的LNA狀態(tài)的切換。在LNA 120工作在較高增益狀態(tài) 的同時接收機(jī)可能會被驅(qū)至高度非線性。正當(dāng)?shù)腖NA狀態(tài)可在AGC環(huán)路恢復(fù) 之后被復(fù)原。
可以用若干方式來控制AGC環(huán)路和增益環(huán)路以避免歸咎于VCO頻率上 的瞬態(tài)的可能的有害影響。首先，AGC環(huán)路可在改變線性性狀態(tài)之前先被凍 結(jié)。這可例如通過將AGC增益KAoc設(shè)置成零和/或通過防止對AGC累加器的 更新來達(dá)成。凍結(jié)AGC環(huán)路將防止在VCO瞬態(tài)期間AGC累加器被驅(qū)至低。 第二，當(dāng)在改變線性性狀態(tài)時，可對AGC環(huán)路使用較長的時間常數(shù)。這可例 如通過減小增益K^c來達(dá)成。較長的時間常數(shù)將減緩AGC累加器能夠發(fā)生改 變的速率。增益環(huán)路可在改變線性性狀態(tài)之前先被凍結(jié)以防止因收到信號電平 上的降落而選擇另一 LNA狀態(tài)。可在VCO頻率穩(wěn)定之后再啟用或復(fù)原AFC 環(huán)路和增益環(huán)路。
對于不同的線性性狀態(tài)，低通濾波器128可以具有不同特性。例如，可對 低線性性狀態(tài)使用較低階和/或較寬的濾波器，而對高線性性狀態(tài)可使用較高階 和/或較窄的濾波器。不同濾波器特性可用各種設(shè)計來達(dá)成。在一種設(shè)計中，實
15現(xiàn)具有不同特性的濾波器組，并且取決于線性性狀態(tài)選擇這些濾波器中的一個 來使用。在另一種設(shè)計中，實現(xiàn)多重濾波器段或分支，并且通過啟用不同的濾 波器段或分支來達(dá)成不同特性。
圖7示出了在低線性性狀態(tài)下低通濾波器128的群延遲的標(biāo)繪710，以及 在高線性性狀態(tài)下低通濾波器128的群延遲的標(biāo)繪712。群延遲決定信號通過 濾波器的延遲。這兩個線性性狀態(tài)下的群延遲上的差異導(dǎo)致每當(dāng)發(fā)生線性性狀 態(tài)上的改變，提供給耙式接收機(jī)160的采樣的時基上就有突然跳躍。每個耙指 內(nèi)的時間跟蹤環(huán)路可跟蹤出此時基誤差。然而，性能在直至此時基誤差被追蹤 出之前會降格。
可以用各種方式控制此時間跟蹤環(huán)路以計及群延遲上的改變。首先，當(dāng)線 性性狀態(tài)上的改變導(dǎo)致群延遲上的改變時，可令時間跟蹤環(huán)路提前或延緩與群 延遲上的差異相對應(yīng)的量。這減小了歸咎于線性性狀態(tài)上的改變而導(dǎo)致的時基 誤差。第二，當(dāng)在改變線性性狀態(tài)時，可對時間跟蹤環(huán)路使用較短的時間常數(shù)。 較短的時間常數(shù)將允許時間跟蹤環(huán)路更快速地跟蹤出時基誤差。時間跟蹤環(huán)路 可在某個時間量之后再被復(fù)原。
一般而言，給定控制環(huán)路可以用諸如以下的各種方式來控制 凍結(jié)控制環(huán)路并防止對控制環(huán)路的更新，
，改變控制環(huán)路的時間常數(shù)，例如，使用較長的時間常數(shù)來減小對控制環(huán) 路的更新速率或使用較短的時間常數(shù)來增大更新速率，以及 補(bǔ)償控制環(huán)路以計及已知變動。
如果期望避免因由線性性狀態(tài)上的改變導(dǎo)致的瞬態(tài)而對控制環(huán)路造成的 擾動，則可凍結(jié)控制環(huán)路(例如，DC環(huán)路、AGC環(huán)路、或AFC環(huán)路)。控 制環(huán)路(例如，DC環(huán)路、AGC環(huán)路、或AFC環(huán)路)可令其時間常數(shù)被增大 來減小歸咎于瞬態(tài)的影響?？刂骗h(huán)路(例如，PLL或TTL)可令其時間常數(shù)被 減小來更迅速地對抗瞬態(tài)。如果在線性性狀態(tài)上的改變之后要使用值是已知 的，則可補(bǔ)償控制環(huán)路(例如，DC環(huán)路或TTL)。對于給定控制環(huán)路，以上 所描述的動作中可能僅一子集是適用的。
一般而言，任何控制環(huán)路或任何控制環(huán)路組合的操作可被修改以減輕線性 性狀態(tài)改變的影響。要修改的特定控制環(huán)路可能取決于諸如舉例而言有接收機(jī)設(shè)計、環(huán)路設(shè)計、工作狀況等各種因素。
在一個具體設(shè)計中，當(dāng)發(fā)生線性性狀態(tài)上的改變時，以確定性方式修改
DC環(huán)路、AGC環(huán)路、和增益環(huán)路的操作?？舍槍€性性狀態(tài)上的改變執(zhí)行以
下序列
1. 禁用DC環(huán)路，例如，凍結(jié)DC環(huán)路累加器，
2. 保存提供給加法器126的DC校正，
3. 禁用AGC環(huán)路，例如，凍結(jié)AGC累加器，
4. 禁用增益環(huán)路以防止LNA狀態(tài)改變，
5. 改變?yōu)樾碌木€性性狀態(tài)。
6. 等待PLL穩(wěn)定，
7. 檢索并使用針對此新的線性性狀態(tài)的DC校正，
8. 啟用DC環(huán)路，例如，清除并啟用DC環(huán)路累加器，
9. 啟用AGC環(huán)路，例如，啟用AGC累加器，以及
10. 啟用增益環(huán)路以允許LNA狀態(tài)改變。
DC、 AGC、和增益環(huán)路的操作還可以用其它方式來修改。也可定義其它 序列來用于修改其它控制環(huán)路組合的操作。
圖8示出了用于對控制環(huán)路的操作進(jìn)行控制的過程800。過程800可由無 線設(shè)備執(zhí)行。例如用模擬和/或數(shù)字?jǐn)_亂檢測器來檢測收到信號中的擾亂(框 812)。例如，基于擾亂檢測的結(jié)果來調(diào)節(jié)接收機(jī)中至少一個模擬電路塊的偏 置電流(框814)。例如，偏置電流在檢測到擾亂時可被增大而在沒有檢測到 擾亂時可被減小。偏置電流還可取決于擾亂強(qiáng)度而被調(diào)節(jié)不同的量。其偏置電 流被調(diào)節(jié)的模擬電路塊可包括VCO、 LNA、混頻器等。
會同對偏置電流的調(diào)節(jié)來修改至少一個控制環(huán)路的操作(框816)?？刂?環(huán)路可包括DC環(huán)路、AGC環(huán)路等。框816可以用各種方式來達(dá)成。例如，給 定控制環(huán)路可在偏置電流調(diào)節(jié)之前先被禁用(或凍結(jié))并在偏置電流調(diào)節(jié)之后 再被啟用?？刂骗h(huán)路的時間常數(shù)也可在偏置電流調(diào)節(jié)之前先被增大或減小，并 且在偏置電流調(diào)節(jié)之后再被復(fù)原?？稍趩⒂每刂骗h(huán)路或復(fù)原其時間常數(shù)之前先 等待預(yù)定時間量?？梢杂貌煌绞絹硇薷牟煌目刂骗h(huán)路，例如， 一個控制環(huán) 路可被禁用，而另一控制環(huán)路可令其時間常數(shù)被變更。對于給定控制環(huán)路，與新的偏置電流相關(guān)聯(lián)的值(例如，用于DC校正) 可在偏置電流調(diào)節(jié)之后再被確定并應(yīng)用于控制環(huán)路。對接收機(jī)的離散增益調(diào)節(jié) 可在偏置電流調(diào)節(jié)之前先被禁用并在偏置電流調(diào)節(jié)之后再被啟用。濾波器還可 隨同偏置電流調(diào)節(jié)被調(diào)節(jié)(例如，調(diào)節(jié)至不同階、帶寬等)?？蓵瑸V波器調(diào) 節(jié)來修改時間跟蹤環(huán)路。
出于明晰起見，已針對線性性狀態(tài)上的改變具體描述了用于對控制環(huán)路的 操作進(jìn)行控制的技術(shù)。這些技術(shù)也可對其它類型的操作狀態(tài)上的改變來使用。 例如，這些技術(shù)可被用于因增益狀態(tài)上的改變、工作頻率上的改變、天線配置 上的改變而修改控制環(huán)路的操作。這些改變的每一個皆可能會擾動接收機(jī)內(nèi)電 路塊的操作。對于會受到操作狀態(tài)上的改變的影響的控制環(huán)路，這些控制環(huán)路 的操作可被修改以對抗歸咎于操作狀態(tài)上的改變而導(dǎo)致的可能的有害影響。
圖9示出了用于對控制環(huán)路的操作進(jìn)行控制的過程900。過程900也可由 無線設(shè)備執(zhí)行。接收機(jī)的操作狀態(tài)被改變(框912)。操作狀態(tài)上的改變可能 對應(yīng)于線性性狀態(tài)、增益狀態(tài)、工作頻率、天線配置等等上的改變。會同操作 狀態(tài)上的改變來修改至少一個控制環(huán)路的操作(框914)。該至少一個控制環(huán) 路可包括DC環(huán)路、AGC環(huán)路、PLL、 AFC環(huán)路、TTL、 FTL或其任何組合。 給定控制環(huán)路可通過(a)在改變操作狀態(tài)之前先禁用該控制環(huán)路、(b)在改變 操作狀態(tài)之后等待預(yù)定時間量、以及(c)在等待此預(yù)定時間量之后再啟用該控 制環(huán)路來修改?？刂骗h(huán)路還可以如上所描述地用其它方式來修改。
本文中描述的這些技術(shù)可藉由各種手段來實現(xiàn)。例如，這些技術(shù)可實現(xiàn)在 硬件、固件、軟件、或其組合中。對于硬件實現(xiàn)，用于控制各種控制環(huán)路的操 作的一個或更多個單元可在一個或更多個專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號處 理器(DSP)、數(shù)字信號處理器件(DSPD)、可編程邏輯器件(PLD)、現(xiàn)場 可編程門陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、電子器件、 設(shè)計成執(zhí)行本文中描述的功能的其他電子單元、或其組合內(nèi)實現(xiàn)。
對于固件和/或軟件實現(xiàn)，這些技術(shù)可用執(zhí)行本文中描述的功能的模塊(例 如，程序、函數(shù)等等)來實現(xiàn)。固件和/或軟件代碼可被存儲在存儲器(例如， 圖1中的存儲器172)中，并由處理器(例如，處理器170)執(zhí)行。存儲器可 實現(xiàn)在處理器內(nèi)部或處理器外部。提供前面對本公開的描述是為了使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員皆能制作或使用 本公開。對本公開的各種修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的，并且本文 中定義的普適原理可被應(yīng)用于其他變體而不會脫離本公開的精神或范圍。由 此，本公開并非旨在被限定于本文中示出的示例，而是應(yīng)被授予與本文中公開 的原理和新穎性特征一致的最廣義的范圍。
權(quán)利要求
1. 一種裝置，其被配置成調(diào)節(jié)接收機(jī)中至少一個模擬電路塊的偏置電流，以及會同所述對偏置電流的調(diào)節(jié)來修改至少一個控制環(huán)路的操作。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個模擬電路塊包括 壓控振蕩器(VCO)。
3. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，并且被配置成 檢測接收到的信號中的擾亂，以及 基于所述擾亂檢測的結(jié)果來調(diào)節(jié)所述偏置電流。
4. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，并且被配置成 當(dāng)檢測到擾亂時增大所述偏置電流，以及 當(dāng)沒有檢測到擾亂時減小所述偏置電流。
5. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，并且被配置成 在所述對偏置電流的調(diào)節(jié)之前先禁用控制環(huán)路，以及 在所述對偏置電流的調(diào)節(jié)之后再啟用所述控制環(huán)路。
6. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，并且被配置成 在所述對偏置電流的調(diào)節(jié)之后等待預(yù)定時間量，以及 在等待所述預(yù)定時間量之后再啟用所述控制環(huán)路。
7. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，并且被配置成 在所述對偏置電流的調(diào)節(jié)之前先增大控制環(huán)路的時間常數(shù)，以及 在所述對偏置電流的調(diào)節(jié)之后再復(fù)原所述控制環(huán)路的所述時間常數(shù)。
8. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個控制環(huán)路包括直 流(DC)環(huán)路，并且其中所述裝置被配置成在所述對偏置電流的調(diào)節(jié)之前先禁用所述DC環(huán)路或增大所述DC環(huán)路的 時間常數(shù)，以及在所述對偏置電流的調(diào)節(jié)之后再啟用所述DC環(huán)路或復(fù)原所述DC環(huán)路的 所述時間常數(shù)。
9. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個控制環(huán)路包括自動增益控制(AGC)環(huán)路，并且其中所述裝置被配置成在所述對偏置電流的調(diào)節(jié)之前先禁用所述AGC環(huán)路或增大所述AGC環(huán)路的時間常數(shù)，以及在所述對偏置電流的調(diào)節(jié)之后再啟用所述AGC環(huán)路或復(fù)原所述AGC環(huán)路的所述時間常數(shù)。
10.如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，并且被配置成為控制環(huán)路確定與所述經(jīng)調(diào)節(jié)的偏置電流相關(guān)聯(lián)的值，以及在所述對偏置電流的調(diào)節(jié)之后向所述控制環(huán)路應(yīng)用所述值。
11.如權(quán)利要求IO所述的裝置，其特征在于，所述控制環(huán)路是直流(DC)環(huán)路或時間跟蹤環(huán)路，并且其中所述值是用于DC校正或延遲。
12. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，并且被配置成 在所述對偏置電流的調(diào)節(jié)之前先禁用離散增益調(diào)節(jié)，以及 在所述對偏置電流的調(diào)節(jié)之后再啟用離散增益調(diào)節(jié)。
13. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，并且被配置成 隨同所述對偏置電流的調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)濾波器，以及 會同所述對濾波器的調(diào)節(jié)來修改時間跟蹤環(huán)路。
14. 一種方法，包括調(diào)節(jié)接收機(jī)中至少一個模擬電路塊的偏置電流；以及 會同所述對偏置電流的調(diào)節(jié)來修改至少一個控制環(huán)路的操作。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)偏置電流包括 當(dāng)檢測到擾亂時增大所述偏置電流，以及 當(dāng)沒有檢測到擾亂時減小所述偏置電流。
16. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述修改至少一個控制環(huán) 路的操作包括在所述對偏置電流的調(diào)節(jié)之前先禁用控制環(huán)路，以及 在所述對偏置電流的調(diào)節(jié)之后再啟用所述控制環(huán)路。
17. —種裝置，包括用于調(diào)節(jié)接收機(jī)中至少一個模擬電路塊的偏置電流的裝置；以及 用于會同所述對偏置電流的調(diào)節(jié)來修改至少一個控制環(huán)路的操作的裝置。
18. 如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述用于調(diào)節(jié)偏置電流的 裝置包括用于在檢測到擾亂時增大所述偏置電流的裝置，以及 用于在沒有檢測到擾亂時減小所述偏置電流的裝置。
19. 如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述用于修改至少一個控 制環(huán)路的操作的裝置包括用于在所述對偏置電流的調(diào)節(jié)之前先禁用控制環(huán)路的裝置，以及 用于在所述對偏置電流的調(diào)節(jié)之后再啟用所述控制環(huán)路的裝置。
20. —種裝置，其被配置成 改變接收機(jī)的操作狀態(tài)，以及會同所述在操作狀態(tài)上的改變來修改至少一個控制環(huán)路的操作。
21. 如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述在操作狀態(tài)上的改變 對應(yīng)于所述接收機(jī)的線性性狀態(tài)上的改變。
22. 如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述在操作狀態(tài)上的改變 對應(yīng)于所述接收機(jī)的增益狀態(tài)上的改變。
23. 如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述在操作狀態(tài)上的改變 對應(yīng)于天線配置上的改變。
24. 如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述至少一個控制環(huán)路包 括直流(DC)環(huán)路、自動增益控制(AGC)環(huán)路、鎖相環(huán)(PLL)、自動頻率 控制(AFC)環(huán)路、時間跟蹤環(huán)路(TTL)、以及頻率跟蹤環(huán)路(FTL)中的 至少一者。
25. 如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，并且被配置成 在改變操作狀態(tài)之前先禁用控制環(huán)路， 在改變操作狀態(tài)之后等待預(yù)定時間量，以及 在等待所述預(yù)定時間量之后再啟用所述控制環(huán)路。
26. —種無線設(shè)備，其被配置成 檢測接收到的信號中的擾亂，基于所述擾亂檢測的結(jié)果來改變接收機(jī)的線性性狀態(tài)， 在改變線性性狀態(tài)之前先禁用直流(DC)環(huán)路，在改變線性性狀態(tài)之前先禁用自動增益控制(AGC)環(huán)路， 在改變線性性狀態(tài)之后再啟用所述DC環(huán)路，以及 在改變線性性狀態(tài)之后再啟用所述AGC環(huán)路。
27. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，并且被配置成在所述對偏置 電流的調(diào)節(jié)之前對所述擾亂檢測器輸出進(jìn)行濾波或累加、或積分，并且在所述 對偏置電流的調(diào)節(jié)之前禁用所述控制環(huán)路。
28. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，并且被配置成關(guān)掉濾波器的 分支以減小電流消耗而實質(zhì)上不影響所述濾波器的沖激響應(yīng)或傳遞函數(shù)。
全文摘要
描述了用于控制接收機(jī)中控制環(huán)路的操作的技術(shù)。會同操作狀態(tài)上的改變來修改至少一個控制環(huán)路的操作，該操作狀態(tài)上的改變可對應(yīng)于線性性狀態(tài)、增益狀態(tài)、工作頻率、天線配置等等上的改變。線性性狀態(tài)上的改變可能在檢測到擾亂時發(fā)生，并且可能導(dǎo)致模擬電路塊的偏置電流要被調(diào)節(jié)。要被修改的這至少一個控制環(huán)路可包括DC環(huán)路、AGC環(huán)路等?？刂骗h(huán)路的操作可通過在改變操作狀態(tài)之前先禁用該控制環(huán)路或改變其時間常數(shù)、等待預(yù)定時間量以允許接收機(jī)穩(wěn)定、以及在等待了此預(yù)定時間量之后再啟用該控制環(huán)路或復(fù)原其時間常數(shù)來修改。
文檔編號H04B1/10GK101449470SQ200780017961
公開日2009年6月3日 申請日期2007年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月15日
發(fā)明者A·拉古帕西, B·C·巴尼斯特, B·喬治, P·古德姆, S·C·西卡雷利, S-S·勞 申請人:高通股份有限公司