CN100352171C - 提高具有自动增益控制器的接收端的接收速率的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种适用于提高具有AGC(自动增益控制器)的接收端的接收速率的方法，该方法包括从网络无线接收到的RF信号中检测移动通讯信号，解调该信号并将其分离成为一个I相信号和一个Q相信号；放大所分离的I相信号和Q相信号并删去噪声；检测放大和噪声删去之后的I相和Q相信号的大小并将其与目标大小相比较；根据比较的结果设置需校正的增益值；根据所设置的增益值来调整放大率；以及基于所调整的数值来进行AGC。

Description

提高具有自动增益控制器的接收端的接收速率的装置和方法
发明背景
技术领域
本发明涉及一种无线系统，尤其涉及一种提高具有AGC(自动增益控制器)的接收端的接收速率的装置和方法，其中AGC具有I/Q偏置校正功能，用于补偿由终端从网络无线接收到的信号的特征衰减。
背景技术
一般来说，在供应商之间所设置的无线电频段是十分接近的，且当前的情况是共有信道混合的。正是这一原因，在接近移动通讯服务供应商之间的基站附近，接收速率会大大降低，这一现象称之为“覆盖孔”。通常，为了能够提高在覆盖孔区域中的接收速率，常使用AGC来去除或减小在移动终端中所产生的共有调制或饱和现象。采用AGC，移动终端可以测量出基本接收到的电场强度并且可以采用低噪声放大器(LNA)的增益来控制它。
图1示出一种具有AGC的接收端的相关技术的结构。
参考图1，接收模块包括RF单元10和解调器20，它通过使用功率检测器40直接检测功率电平来控制放大器30中的AGC放大器。
图2说明了另一种相关技术中具有AGC的接收端的结构，在该结构中，通过使用在基带中的AGC表51采用对I路径和Q路径都相同的方法来控制AGC放大器的增益。
在相关技术中各个具有AGC的接收端中，由于在放大已经通过解调处理所分离的I相信号和Q相信号的过程中的放大功率的差异，就会产生偏置。于是，为了能够校正该偏置值，就需要有一个偏置调整单元。相关技术中的接收端都附加包括了一个偏置调整单元，使得接收端具有一个复杂的结构和复杂的电路结构，从而延迟了处理信号的时间。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种适用于提供具有AGC接收端的接收速率的装置和方法，其中AGC还具有I/Q偏置校正功能，用于补偿信号的特征衰减以及简化实现接收端的AGC功能。
为了至少能够完全和部分达到上述目的，提供了一种适用于提高具有AGC的接收端的接收速率的装置，该装置包括：RF单元，用于检测由天线所接收的信号，作为来自天线的一个对应信号的信号，输出该信号；解调单元，用于将RF单元所输出的信号分离成为一个同相(I)信道和一个正交相移(Q)信道，并输出该信号；放大单元，用于通过放大由解调单元所输出的I相信号和Q相信号来增加增益；以及偏置调整单元，用于通过检测在放大单元放大之后输出的I相和Q相信号的大小、通过所接收到的基带信号大小与目标信号大小的数值比较来设置所需校正的增益值、以及采用设置数值来调整放大单元中的各个放大器，来进行偏置计算。
为了至少能够完全和部分后的上述优点，还提供了一种适用于提高具有AGC的接收端的接收速率的方法，该方法包括：从网络无线接收的RF信号中检测移动通讯信号；解调该信号并将其分离成为一个I相信号和一个Q相信号；放大所分离的I相信号和Q相信号并删去噪声；检测放大和噪声删去之后的I相和Q相信号的大小并将其与目标大小相比较；根据比较的结果设置需校正的增益值；根据所设置的增益值来调整放大率；以及基于所调整的数值来进行AGC。
较佳的是，放大单元可调整放大率，以便于根据从偏置调整单元所接收到的放大率控制信号来放大信号，和校正偏置。
本发明的其它优点、目标和特征将在下列描述得到阐述，而对本领域熟练技术人士来说，可通过阅读下列描述或者从本发明的实践教导中变得显而易见。本发明的目的和优点可根据后附权利要求中特别指出来实现和获得。
附图说明
本发明将参考下列附图进行详细讨论，在整个附图中，相同的标号标识相应的部件，附图包括：
图1示出一种具有AGC的接收端的相关技术的结构；
图2示出另一种具有AGC的接收端的相关技术的结构；
图3示出一种按照本发明较佳实施例用于提高具有AGC的接收端的接收速率的装置结构：
图4示出一种按照本发明较佳实施例用于自动控制放大率的I/Q AGC增益表；而
图5是一种按照本发明较佳实施例用于提高具有AGC的接收端的接收速率的方法的流程图。
较佳实施例的详细描述
现在，参考附图来讨论本发明的较佳实施例。
在讨论本发明的过程中，如果对相关的熟知功能或结构的详细描述被认为不需要引申为本发明的重点，则可以省略这类解释，但是本领域中的熟练技术人士应该能够理解的。
图3说明了一种根据本发明较佳实施例适用于提高具有AGC的接收端的接收速率的装置结构。
正如图3所示，适用于提高具有AGC的接收端的接收速率的装置包括：RF单元100，用于检测由天线所接收的信号，作为来自天线的一个对应信号的信号，输出该信号；解调单元200，用于将RF单元100所输出的信号分离成为一个同相(I)信道和一个正交相移(Q)信道，并输出该信号；放大单元300，用于通过放大由解调单元200所输出的I相信号和Q相信号来增加增益；以及偏置调整单元400，用于通过检测在放大单元300放大之后输出的I相和Q相信号的大小、通过所接收到的基带信号大小与目标信号大小的数值比较来设置所需校正的增益值、以及采用设置数值来调整放大单元300中的各个放大器，来进行偏置计算。
RF单元100，它包括带通滤波器(BPF)101和低噪声放大器(LNA)102，用于从网络无线接收之后输入至天线的RF信号中检测移动通讯信号。
解调单元200，它包括解调器201和本振(LO)，用于解调有RF单元100所提供的信号，将其分离成I信道和Q信道，并随后输出所分离的I相和Q相信号。
放大单元300包括第一I放大器301，用于根据放大率控制信号来放大由解调单元200所提供的I相和Q相信号，并输出该信号，以及用于根据所对应的放大率控制信号来放大由解调单元200所输入的I相信号；第一I滤波器302用于删去在第一I放大器301输出信号中所混合的噪声；第一I放大器303用于根据所对应的放大率控制信号采用AGC来放大由第一I滤波器302所输出的信号；第二I滤波器304用于删去由第二I放大器303输出信号中的噪声；I偏置放大器305用于根据放大率控制信号采用AGC来放大由第二I滤波器304所输出的信号，并输出偏置校正的I相信号；第一Q放大器306用于根据所对应的放大率控制信号采用AGC来放大从解调单元200所输入的信号；第一Q滤波器307用于删去在第一Q放大器306输出信号中所混合的噪声；第二Q放大器308用于根据所对应的放大率控制信号采用AGC来放大由第一Q滤波器307所输出的信号；第二Q滤波器309用于删去在第二Q放大器308输出信号中所混合的噪声；以及Q偏置放大器310用于根据放大率控制信号采用AGC来放大由第二Q滤波器309所输出的信号，并输出偏置校正的Q相信号。
偏置调整单元400包括：第一模拟-数字转换器(ADC)401，用于通过处理由放大单元300所输出的I和Q相信号，从放大率控制数值表中搜索对应于目标电平的放大率控制信号并且将其输出至放大单元300，以及将由放大单元300所输出的I相信号转换成数字信号，来检测功率和偏置值；第二ADC 402，用于将放大单元300所输出的Q相信号转换成数字信号；功率检测单元403，用于处理由第一ADC 401和第二ADC 402所提供的信号并且检测其功率的大小；偏置计算器404，用于处理由第一ADC 401和第二ADC 402所提供的信号，以计算I和Q相信号的放大偏置值，并输出该数值；比较/计算单元405，用于计算在功率检测器403所提供的功率大小和从外部输入的目标大小之间的差值，并且以正数和负数的方式输出该数值；以及表格单元406，用于输出多个对应于由比较/计算单元405所提供数值的放大率控制信号，并且通过计算由偏置计算单元404所输出的数值来输出用于调整放大偏置的放大率控制信号。
表格单元406向放大单元300的第一I放大器301和第一Q放大器306输出相同的放大率控制信号，向第二I放大器303和第二Q放大器308输出相同的放大率控制信号，并且输出放大率控制信号，用于通过控制I偏置放大器305和Q偏置放大器310来校正偏置。在这种情况下，表格单元406将偏置单元404所提供的偏置值附加在用于控制I偏置放大器305的放大率控制信号上，并且将它输出至Q偏置放大器310。
图4说明了一种根据本发明较佳实施例适用于自动控制放大率的的表格单元406的I/Q AGC增益表。用于控制放大单元300的各个放大器的放大率的数值可以记录和存储，正如图4所示。
图5是一种根据本发明较佳实施例适用于提高具有AGC的接收端的接收速率的方法的流程图。
参考图5，适用于提高具有AGC的接收端的接收速率的方法包括：从网络无线接收到的RF信号中检测移动通讯信号，解调该信号，并将解调后的信号分离成I和Q相信号；放大分离的I和Q相信号以及删去噪声；通过处理放大后删去噪声的I和Q相信号来检测其功率和偏置值；将功率大小与目标大小相比较，计算其相互之间的差异；根据所计算的结果设置所需校正的增益值以及检测偏置值；根据所设置的增益值来调整放大率；以及基于调整数值来进行AGC。
首先，RF单元100从由天线从网络无线接收到的RF信号中检测移动通讯信号(步骤S10)。移动通讯信号提供至解调单元200，解调该信号，并随后分离输出I和Q相信号(步骤S20)。
I和Q相信号提供至放大单元300，并随后放大和滤波使之具有增加的增益(步骤S30)。在这种情况下，正如以上所提到的，I和Q相信号提供至第一和第二放大器301和306并放大，随后提供至第一和第二滤波器302和307以去除噪声。接着，I和Q相信号提供至第二I和Q放大器303和308并放大，随后通过第二I和Q滤波器304和309以去除噪声。最后，I和Q信号通过I和Q偏置放大器305和310，使之具有增加的增益。
此后，I和Q相信号提供至偏置调整单元400，使之检测功率的大小和偏置的数值(步骤S40)。随后，比较/计算单元405通过将较测到的大小与目标电平相比较来计算差值(步骤S50)，并且表格单元406根据差值来搜索相对应的放大率控制信号并且将该信号输出至放大单元300(步骤S60)。放大率控制信号提供至放大单元300中的各个放大器，以控制各个放大器以及I和Q偏置放大器的放大率，以便于校正其偏置(步骤S70)。
在这种情况下，正如以上所说明的，I和Q相信号提供至第一I和Q放大器301和306，由放大率控制信号来放大，并随后提供至第一I和Q滤波器302和307，使之删去噪声。此后，I和Q相信号提供至第二I和Q放大器303和308，由放大率控制信号放大，通过第二I和Q滤波器304和309来删去噪声，并随后通过I和Q偏置放大器305和310来校正偏置，使之能够以相同的电平输出。
正如已经讨论的那样，适用于提高具有AGC的接收端的接收速率的装置和方法具有下列优点。
即，例如，首先，在控制接收端的第二检测之后的增益中，可使用所提议的偏置放大器和AGC功能一起通过校正在I和Q信号之间的失配来控制增益，从而可采用简单的电路来实现。
其次，通过采用简单电路来降低移动终端的成本和减小移动终端的体积，为用户提供了一个廉价和小型的移动终端。
此外，由于电路简单，就减小了信号处理的时间和负载，从而可以高速处理数据。
上述实施例和优点仅仅只是示例性，并不构成对本发明的限制。本教导也可适用于其它类型的装置。本发明的描述只是用于说明，并非限制权利要求的范围。对本领域的熟练人士来说，许多替换、变化和修改都是显而易见的。在权利要求中，方法加功能的术语旨在覆盖本文为了实现上述功能所描述的结构以及包括结构等效和等效结构。

Claims (11)

1.一种用于提高具有自动增益控制器的接收端的接收速率的装置，其特征在于，该装置包括：
RF单元，用于检测由天线接收的信号，作为相应信号的信号，并输出之；
解调单元，用于将从RF单元输出的信号分离成同相I信道和正交相Q信道，并输出I相、Q相信号；
放大单元，用于通过放大由所述解调单元输出的I相、Q相信号来增加增益；以及
偏置调整单元，用于检测所述放大单元的输出信号的大小和偏置值、将其与目标数值比较，并将相应的放大率控制信号输出到所述放大单元，
其中所述偏置调整单元包括：
偏置计算器，用以计算I相、Q相的放大偏置值，并输出之；
比较/计算单元，用于计算所述放大单元的输出信号的功率大小和目标大小之间的差值，并且输出之；以及
表格单元，用于根据比较/计算单元输出的差值和偏置计算器输出的偏置值将放大率控制信号输出到所述放大单元，以校正I相和Q相信号之间的偏置。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述放大单元按照从所述偏置调整单元所接收的放大率控制信号而调整放大某一信号的放大率，并校正偏置值。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述放大单元包括：
第一I放大器，用于按照相应的放大率控制信号，采用自动增益控制器，放大从所述解调单元输出的I相信号；
第一I滤波器，用于删去从第一I放大器输出的信号中混入的噪声；
第二I放大器，用于按照相应的放大率控制信号，采用自动增益控制器，放大从所述第一I滤波器输出的信号；
第二I滤波器，用于删去从第二I放大器输出的信号中的噪声；
I偏置放大器，用于按照放大率控制信号，用自动增益控制器，放大从所述第二I滤波器输出的信号，并输出经偏置校正的I相信号；
第一Q放大器，用于按照相应的放大率控制信号，采用自动增益控制器来放大Q相信号；
第一Q滤波器，用于删去从第一Q放大器输出的信号中混入的噪声；
第二Q放大器，用于按照相应的放大率控制信号，采用自动增益控制器来放大从第一Q滤波器输出的信号；
第二Q滤波器，用于删去从第二Q放大器输出的信号中混入的噪声；以及
Q偏置放大器，用于按照相应的放大率控制信号，采用自动增益控制器来放大从第二Q滤波器输出的信号，并输出经偏置校正的Q相信号。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述偏置调整单元进一步包括：
第一模/数转换器，用于将从放大器输出的I相信号转换成数字信号；
第二模/数转换器，用于将从放大单元所输出的Q相信号转换成数字信号；
功率检测单元，用于通过处理从第一、第二模/数转换器施加的信号，检测功率的大小。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述比较/计算单元计算从功率检测器施加的功率大小和从外部输入的目标大小之间的差值，并且以正数和负数的方式输出之。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述表格单元向放大单元的第一I、Q放大器输出相同的放大率控制信号。
7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述表格单元向第二I、Q放大器输出相同的放大率控制信号。
8.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述表格单元控制I、Q偏置放大器，以输出校正偏置的放大率控制信号。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述表格单元将从偏置计算器施加的偏置值加到用于控制I偏置放大器的放大率控制数值上，并且将它输出至Q偏置放大器。
10.一种提高具有自动增益控制器的接收端的接收速率的方法，所述接收端从网络无线接收某一信号，其特征在于，该方法包括：
从网络无线接收的RF信号中检测移动通讯信号，解调该信号并将其分离成I相信号和Q相信号；
放大所分离的I相信号和Q相信号并删去噪声；
检测经放大和删除噪声的I相、Q相信号的功率大小，以及偏置值；
比较和计算检测的功率大小和目标大小之间的差值；
从表格单元中搜索适用于比较/计算的结果以及检测的偏置值的相应放大率控制信号；和
根据搜索到的放大率控制信号来调整用于放大I、Q信号的放大率，并校正所述偏置。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述目标大小是从外部输入的。
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