CN101124798A - 具有集成宽带干扰检测的agc - Google Patents

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CN101124798A
CN101124798A CNA2006800047143A CN200680004714A CN101124798A CN 101124798 A CN101124798 A CN 101124798A CN A2006800047143 A CNA2006800047143 A CN A2006800047143A CN 200680004714 A CN200680004714 A CN 200680004714A CN 101124798 A CN101124798 A CN 101124798A
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詹姆斯·D·休斯
莱恩·R·弗雷泰格
马西伯·拉曼
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Abstract

一种用于接收器的自动增益控制(AGC)系统以及有助于接收器的AGC的对应方法。该AGC系统包括信道上检测器(123)，其配置为提供信道上自动增益控制(AGC)指示；信道外信号检测器(145)，其配置为提供信道外AGC指示；以及与信道上AGC指示和信道外AGC指示耦合的控制器(143，173)，其配置为提供对应于信道上AGC指示和信道外AGC指示中至少一个的增益控制信号。

Description

具有集成宽带干扰检测的AGC
技术领域
本发明总地涉及通信接收器，更具体地涉及包括宽带干扰信号检测的自动增益控制(AGC)系统。
背景技术
自动增益控制或者说AGC系统是普遍公知和广泛使用的。但是目前所开发和建议的通信系统，如UMTS(通用移动电话系统)——在涉及空气接口时也称为WCDMA(宽带码分多址)，以复杂的调制机制和信道编码机制来考虑相对较高的数据速率，每一个机制都预计会对用于将在这些系统中部署的接收器的整个AGC系统施加非常严格的要求。公知的AGC系统典型地存取信道上(on channel)信号电平并由此进行增益调整。
接收器体系结构也在不断发展，并且部分因为经济压力，在接收器前端和中间频率(IF)级中并入更少的选择性。从业者选择作为替代在后面的数字处理级中并入选择性。不幸的是，这意味着可能有更宽频带的信号存在于前端、IF级或模拟数字转换器(ADC)(用于将接收的模拟信号转换到数字域)。前端以及尤其是后面的接收器级如IF级或ADC可能被大的近频带或频带外(信道外(off-channel))信号弄得过载的可能性随着选择性的减小而增加。这可能对成本效率高的ADC导致严重的过载条件(超过动态范围)。
附图说明
附图用于进一步图解各个实施例，并说明根据本发明的各种原理和优点，其中在所有各附图中相似的附图标记表示相同或功能相似的元件，该附图与下面的详细描述一起并入本说明书中并成为说明书的一部分。
图1以示例性的接收器示出按照本发明的自动增益控制(AGC)系统的示例性实施例；
图2示出信道上信号和各种信道外信号的频率关系的示例图；
图3和图4示出AGC系统如图1的系统中的方法的流程图的实施例；
图5示出针对图1中AGC系统的增益控制曲线和各种模拟数据；
图6和图7示出表示针对图1中AGC系统的增益控制的测量数据。
具体实施方式
总的来说，本公开文件涉及向通信单元或更具体地说向在其中进行操作的该通信单元的用户提供服务的通信系统和设备。更为具体地说，讨论和描述了体现在用于为通信单元中的接收器提供自动增益控制(AGC)系统的装置和方法中的各种创造性构思和原理，其中AGC系统运行以防止接收器中的各种功能受到信道外或频带外信号以及正常信道上AGC的影响。特别感兴趣的系统和接收器是已开发和已部署的系统和接收器，如UMTS(通用移动电信系统)/WCDMA(宽带码分多址)系统等等以及这些系统和在其中运行的设备的扩展、演化等等，尤其是在这些系统和设备共存并且与其它系统如遗传GSM(全球移动系统)系统协作之处。注意，如在接收器或UMTS/WCDMA系统的上下文中描述，确信按照本发明的构思和原理可应用于数字信号处理领域的很多系统，在该领域中可能由于噪声或其它不期望的人为因素而存在过载状况。
如下面进一步讨论的，本发明的各种原理及其组合有利地用于检测可能导致一个或多个功能如模拟数字转换器(ADC)过载的信道外或频带外信号，并且按照需要在这种状况下进行受控的增益减小，由此避免相反情况下可能会发生的任何有害影响。本发明的AGC系统和技术尤其可有利地用在示例性的WCDMA接收器中，由此减轻与公知AGC系统关联的各种问题，并有助于实现更低成本更高性能的接收器，同时仍然提供自主且低功耗版本的AGC系统，如果利用这些原理或其等价物的话。
提供该快速公开是为了以使得能够的方式进一步说明实现和利用按照本发明的各种实施例的最佳模式。该公开还用于增强对本发明原理和优点的理解和评价，而不是要以任何方式限制本发明。本发明仅通过所附权利要求，包括在本申请未决期间所进行的任何修改以及所授权的权利要求的所有等同物来限定。
还要理解相关术语，如果存在的话，如“第一”和“第二”、“顶部”和“底部”等只用于将实体或动作彼此区分开而不必要求或暗示这些实体或动作之间实际存在任何这种关系或顺序。
本发明功能的很大部分和很多本发明原理用集成电路(IC)和软件或固件指令如定制或半定制IC如专用IC，或在其中，最佳实施。希望本领域技术人员尽管可能面临由例如可用时间、当前工艺和经济考虑刺激的很多努力和很多设计选择，在由这里公开的构思和原理的引导下，将能够很容易地以最少的实验产生这样的指令和IC。因此，为了简短和最小化任何使本发明原理和构思模糊的风险，对这些软件和IC-如果存在的话-的进一步讨论将限于涉及优选实施例的原理和构思的实质。
参照图1，讨论和描述包括自动增益控制(AGC)系统的各种实施例之一的示例性接收器的一部分。图1的接收器部分是从天线到信道滤波器的接收器前端，如用于WCDMA或UMTS信号的接收器或其它适用于高度集成和处理复杂调制高数据速率信号的相对宽带的接收器。该接收器包括或交互耦合到在一个或多个射频(RF)放大器或低噪声放大器(LNA)103上的普遍公知的天线(未示出)。LNA 103和关联电路包括旁路开关装置105，其允许LNA可控地用作可操作以将固定的衰减量(在一个实施例中例如是18dB)切换到接收路径的衰减器级。具体地说，该开关装置在运行时放弃(forego)该用于所接收信号的增益量。LNA 103的输出端耦合到混合级107，混合级107如所公知的那样用于将射频信号降频转换为中间频率(IF)或基带频率。该混合级是复杂的混合器，其由本地振荡器(未示出)驱动并提供正交信号分量，例如公知的同相(I)(图1中上面的功能或信道)和正交(Q)(图1中下面的功能或信道)信号分量。
来自混合级107的降频转换的接收器信号被低通滤波器109滤波。具体地说，I信道和Q信道信号分别由低通滤波器109滤波，该滤波器例如是拐角频率设置为容纳任何感兴趣信号的带宽的电阻器电容器滤波器。来自低通滤波器109的输出或I和Q信道耦合到各个可变增益放大器(PMA-混合器后放大器)111。PMA是可以根据增益控制信号放大所接收信号的可变放大器。PMA具有通过增益控制输入113可变或可控的增益，并且可以响应可变控制信号用作可变衰减器，以提供针对所接收信号(I和Q信道)的可变量的衰减或增益。PMA111在一些实施例中设置为以通常3dB的步长为I和Q信道信号提供大约-30到+15db(45dB范围)的衰减或增益控制。PMA 111的输出耦合到另一个低通滤波器115，I和Q信道各有一个。在一个或多个实施例中，这些低通滤波器实现为具有实极点(real pole)的6dB反相放大器、具有两个复数极点和统一(unity)增益的两个有源双四元组(bi-quad)滤波级以及输出缓冲器。在一个示例性实施例中，基于模拟的集成电路包括混合级107到低通滤波器115。
低通滤波器115的输出在一个或多个实施例中耦合到数字集成电路，该数字集成电路包括模拟数字转换器、各种数字电路和基于数字信号处理的功能性。具体地说在示例性实施例中，低通滤波器115的输出耦合或施加到模拟数字转换器(ADC)117，I和Q信道信号各有一个ADC。在一个适用于WCDMA接收器的示例性实施例中，ADC是基于第二阶sigma delta(西格马-德耳塔)的ADC，其12X过采样(对WCDMA信号的码元速率是3.84M码元/秒)并以46.08Mw/s(百万字每秒)的速率提供6位输出字。来自ADC 117的输出耦合到正常接收数据路径119和信道外处理路径121。
接收数据路径119包括可以布置和配置为例如在端子125提供信道上自动增益控制(AGC)指示的信道上检测器123。该信道上检测器123可以称为“信道上AGC检测器”或“窄带AGC检测器”。接收数据路径119包括抽取来自ADC 117的I和Q信道信号的高阶抽取滤波器127。高阶抽取滤波器在一个实施例中按因子3抽取I和Q信号，利用公知的3级级联梳状滤波器来以15.36MHz速率提供包括14位字的输出信号。抽取滤波器127向信道滤波器129、具体地说向I和Q信道滤波器提供I和Q输入信号。信道滤波器在一个或多个实施例中包括公知的半频带类型的滤波器，其进一步按因子2抽取相应的输入信号。半频带滤波器后面是与I和Q匹配的选择性滤波器，其提供对系统中其它滤波器等的补偿，并且以7.68MHz运行以按7.68MHz提供包括13位字的输出信号。来自信道滤波器129的输出信号耦合到附加的接收处理131(解调、误差较正等与本发明无关的)以及信道上AGC处理。通过接收器的滤波调整(lineup)的合成响应布置和配置为向WCDMA信号提供平方根升余弦响应，其具有适用于接收感兴趣信号的带宽如1.92-2.0MHz。注意，一些或所有数字滤波器或其它数字信号处理可以双重用途地执行，即可以在I和Q信道信号之间多路复用，由此在集成电路实施例中节省一些硅面积。
在很多实施例中，信道上AGC处理包括信道上信号电平检测器，其如在示例性形式中所示为信道上功率检测器路径。信道上功率检测器路径在可编程带宽上对到来的I和Q信道信号进行采样、滤波和集成，并将累加/标准化的值转换为dB，然后计算接收信号强度指示(RSSI)值。该信息用于控制PMA 111的增益或衰减，并且在“正常”情况下为给定频带切换到LNA 103或者切换出LNA 103。信道上功率检测包括计算平方和(I2+Q2)的平方和功能133，其用于计算所检测的功率或信道上功率电平。平方和功能133还对进入信道上AGC的带内I和Q信道信号或数据流进行滤波和累加。IIR HP滤波器(未具体示出)放置在平方和功能133之前，并对到来的数据流执行可编程高通滤波(拐角频率大约是100KHz)，以消除可能由混合级107等等导致的任何DC偏移(这保证了环路稳定性)。
平方和功能133耦合到作为公知的累加并转储(dump)滤波器的环路滤波器135，其提供对应于信道上信号电平如功率电平的输出信号。环路滤波器135在一个或多个实施例中设置为累加大约1000个码元(260微秒)。该累加时间和反馈延迟以及转换延迟一起使得大约每270微秒更新一次。环路滤波器在很大程度上建立起本领域技术人员可以理解的信道上AGC控制环路动态特性。该环路滤波器的输出和对应信号耦合到RSSI计算器137，后者向比较/滞后功能139以及在141的其它接收处理功能提供RSSI值。注意，RSSI计算器包括AGC控制输入143(下面将进一步讨论)，该输入用于调整RSSI值，并由此引起(account for)由各种增益控制级如LNA 103或PMA 111提供的任何衰减，使得RSSI值代表天线上的功率输入。比较/滞后功能139将信道上信号电平如信道上功率电平与可编程的信道上阈值相比较。比较/滞后功能139由此检查所检测的信道上功率是否满足(高于或低于)可编程信道上阈值，以确定是需要例如PMA或LNA更多还是更少的衰减。这反映在端子125的信道上AGC指示中。可以理解需要信道上AGC系统具有一定精度。因此，端子125处的AGC指示可以包括幅度和符号两者，其中幅度表示RSSI值和阈值之间的差值并由此表示可能需要的衰减变化量。注意，滞后的运行是要施加两个不同的阈值，如：高阈值，其在被信道上RSSI值超过时表示更多的衰减是必要/合适的；以及低阈值，其在RSSI低于该低阈值时表示需要更少的衰减。通过合适的选择高和低阈值，可以减小由信道上AGC环路造成的不同增益或衰减设置之间的摇摆(hunting)或来回切换(toggling)。信道上AGC指示耦合到下面将描述的信道上状态机或控制器143中。
信道外处理路径121包括信道外信号检测器145，其布置和配置为例如在端子146、147或者通过或门148在端子149提供一个或多个信道外AGC指示。信道外信号检测器可以称为“宽带AGC检测器”，其在在一个或多个实施例中是数字宽带AGC检测器。宽带检测器路径对来自ADC 117的I和Q信道信号进行采样、滤波和集成，以提供对信道外信号电平的估计，如用于改变干扰信号类型的信号电平，该干扰信号例如是来自相邻信道的其它WCDMA信号或GSM信号或其它载波或其它可能落入下面将参照图2进一步讨论的接收器系统的带宽中的干扰信号。
信道外信号检测器包括宽带抽取滤波器，其在一个实施例中是低阶抽取滤波器151，如分别用于来自ADC 117的I和Q数字信号的滤波器。抽取滤波器151在一个实施例中提供一级梳状滤波。注意，各种实施例可以在高阶抽取滤波器127中的一级梳状滤波之后使用交织的RX_IQ信号。该单级的抽取滤波使得信道外信号检测器可以测量宽的带宽上的信道外干扰，并由此测量2.7MHz、3.5MHz处的干扰，或者在相邻5MHz信道中的WCDMA干扰。来自低阶抽取滤波器151的输出耦合到高通滤波器(HPF)153。HPF 153是拐角频率大约为2.5-2.6MHz的无限脉冲响应滤波器。HPF 153可编程(拐角频率或带宽、增益等)为对到来的数据流如I和Q信道信号进行高通滤波。HPF
153布置和配置为抑制或衰减信道上信号，并由此保证不管什么由信道外检测器检测的信号都是信道外信号或干扰。
来自HPF 153的输出耦合到宽带功率检测器155和宽带峰值检测器157。宽带功率检测器在一个实施例中包括平方和功能155。平方和功能包括与环路滤波器159耦合的输出。这些一起按照类似于上述信道上路径的方式运行。注意，在各种实施例中，宽带功率检测器可以有利地用于检测诸如相邻信道的WCDMA信号的信号的功率电平。环路滤波器159的输出耦合到比较器，如比较/滞后块161，其将检测的功率电平如干扰功率电平与在163可得到的一个或多个功率或宽带阈值比较，并由此基于宽带干扰阈值确定是否指示例如PMA的更多或更少衰减。比较/滞后块161在端子146提供对应于信道外功率电平的信道外AGC指示或信道外宽带AGC指示。
宽带峰值检测器157包括公知的用于估计信号包络幅度的峰值检测器。对由峰值检测器检测的峰值电平的指示耦合到环路滤波器165。环路滤波器165类似于环路滤波器135，并执行类似于环路滤波器135的功能。但是在一个或多个实施例中，集成时间更短，如100-500码元或大约25-130微秒，由此产生大约30-150微秒的更新周期。注意，在各种实施例中，宽带峰值检测器可以有利地用于检测诸如相邻信道的窄带干扰的信号如GSM信号的峰值电平。环路滤波器165的输出耦合到比较器，如另一个比较/滞后块167，其将检测的功率电平如干扰峰值电平与在171可得到的一个或多个峰值或窄带干扰阈值比较，并由此基于窄带干扰阈值确定是否指示例如PMA的更多或更少衰减。应当注意，峰值阈值可以不同于上述功率阈值或相对于上述功率阈值独立选择地变化，例如在一个实施例中峰值阈值选择为超过功率阈值大约6-12dB。注意，环路滤波器159、165还可以使它们各自的累加时间相互独立地调整或编程。比较/滞后块167在端子147提供对应于信道外峰值电平的信道外宽带AGC指示。基于功率和峰值的AGC指示是在或门148执行OR运算，并耦合到信道外状态机或控制器173。注意，控制器173与控制器143相互耦合。
信道上控制器143和信道外控制器173分别与信道上AGC指示和信道外AGC指示耦合，并一起用作配置为提供对应于信道上AGC指示或信道外AGC指示的增益控制信号的控制器。该控制器由此包括与信道上AGC指示耦合的信道上控制器以及与信道外AGC指示耦合的信道外控制器，其中信道上控制器和信道外控制器合作以用于提供增益控制信号，具体地说是在175的包括多个控制行(PMA[M:0]，LNA[0]，…LNA[N])的数字增益控制信号。PMA[M:0]向数字模拟转换器(DAC)177传送4位控制信号。该控制信号由DAC 177转换为模拟增益控制信号，并且该信号用作增益控制信号113以调整PMA111的增益或衰减。如下面参照图3和图4进一步讨论的，信道上和信道外控制器合作以按照各种方式运行，包括：具有或没有信道外干扰的信道上AGC控制；信道外AGC控制，其中信道上AGC控制(至少PMA部分)关闭或被禁止，尽管在一个或多个实施例中信道上AGC检测器系统连续运行并且提供上述RSSI信号，并且连续控制LNA103；以及信道上AGC恢复模式。例如，在信道上AGC指示对应于小于信道上阈值或在某些实施例中高于信道上阈值的信道上信号，并且信道外AGC指示对应于高于信道外阈值的信道外信号时，信道上控制器关闭，并且信道外控制器提供增益控制信号。
参照图2，简要讨论和描述从图1的接收器和AGC系统来看的信道上和各种信道外信号的频率关系的示意图。水平轴201示出相对于信道上信号202的中心频率的频率，而垂直轴203是相对振幅或功率。信道上信号205可以低于-100dBm(接收器的灵敏度)，并且占据3.8至4.0MHz的两侧(two sided)3dB宽带，其中信道间隔为5.0MHz。位于相邻信道的类似信号207如UMTS或WCDMA信号占据以等于从信道上信号的中心频率中去掉5.0MHz的频率为中心的大约4.6MHz的带宽，并且可以具有高达-52dBm的振幅(即比信道上信号大48dBm)。注意，该干扰信号可以随着信道上信号202增加到-25dBm而dB对dB(dB for dB)地增加。可以比较靠近信道上信号的其它信号或干扰信号是窄带干扰，如GSM信号(带宽大约是25KHz)，其中在2.7MHz处示出一个GSM信号209，在3.5MHz处示出另一个GSM信号211，每个信号都具有高达-44dBm的振幅或功率(比这一个信道信号高56dBm)。注意，可以存在另外的干扰(未示出)。这些干扰信号类似地可以随着信道上信号dB对dB地增加。图2还示出代表高通滤波器153的一个实施例的示例性频率响应曲线213。注意，信道上信号会被高通滤波器大大衰减，而信道外干扰不会。
图2示出可能以很少或有限的选择性在ADC 117前端或之前产生的各种问题，即ADC 117或由于各种因素包括经济因素以及功耗、尺寸和重量因素而固有地具有有限动态范围的其它更靠前或更靠后的功能，可能被大的信道外干扰信号如信号207、209或211弄得过载(超过动态范围)。由于传统的信道上AGC系统(参见123)必须向信道上信道信号的接收信号强度(RSSI)提供一定的分辨率，以有助于合适地接收该信号，因此传统的系统没有装备成处理信道外干扰。信道上AGC系统在进行很多或全部系统滤波之后处理窄带信道上信号(见高阶抽取滤波器127和信道滤波器129)，因此不测量信道外信号，如信号207-211，并因此不能避免或减轻可能例如在ADC 117发生的任何过载条件。根据本发明的一个或多个实施例有利地解决这些和其它问题。信道外信号检测器121，考虑到具有其频率响应曲线213的高通滤波器153，具体地对信道外信号电平进行评估，并与信道上AGC系统合作以便于整个接收器系统的合适增益控制。
参照图3和图4，将讨论和描述根据一个或多个实施例的如图1的系统在AGC系统中的方法的流程图。尽管这些方法在上下文合适时是参照图1来讨论的，可以理解该方法可以在图1的系统中实践，并且还可以用其它适当配置的装置实施或实践，只要利用根据下面讨论的构思或原理即可。
图3和图4示出接收器中有助于自动增益控制(AGC)的方法300、400。该方法包括提供信道上AGC指示(401对应于来自137的RSSI数据)和信道外AGC指示(301对应于来自159或165的输出数据)；选择信道上AGC指示和信道外AGC指示中的至少一个；并且响应该选择，提供取决于信道上AGC指示和信道外AGC指示中的该至少一个的增益控制信号。注意，给定各AGC数据或指示，图3和图4的平衡很大程度上专用于选择合适的数据或指示并根据该选择和下面将要讨论的其它规格提供合适的增益控制信号的细节。注意，信道上AGC数据或指示可以大于或小于强信号阈值(单独就可以导致过载条件的大的信道上信号)或大于或小于(例如小于)正常的信道上阈值。还要注意，信道外数据或AGC指示可以大于或小于表示可能存在大的信道外信号或干扰的HI(高)阈值(功率或峰值)，或者大于或小于表示不再存在大的信道外信号的LOW(低)阈值。图3和图4的各种方法或过程合作以根据信道上和信道外AGC数据或指示的各种状态提供合适的增益控制信号。
参照图3，示出包括对应控制器(例如信道外检测器121和信道外控制器173)的专用于信道外AGC系统的过程。首先在301，确定信道外数据是否准备好。该数据将由于高通滤波来自ADC的输出的接收器信号而可获得，从而提供例如干扰信号。这也使得在环路滤波器159、165的输出端可获得由于最近AGC增益控制更新等而产生的任何新数据有足够的时间(反馈延迟、滤波器累加时间、数据转换等)。该信道外或输入数据(滤波器159、165的输出)相对于各种阈值进行检查或与该阈值比较，如表示干扰的信道外功率电平的数据(例如，对应于W-CDMA或UMTS信号)与功率阈值比较，同时表示干扰的信道外峰值电平的数据(例如对应于GSM信号)与峰值阈值比较。基于该检查或比较，该路径前进到305或该路径前进到307。
假定信道外AGC数据或指示超过HI阈值，由此存在强的信道外信号如干扰，从而表示例如在PMA中减小增益是合适的。在305，在这些情况下，可选地，该方法首先检查信道上数据或AGC指示是否满足(例如超过)强信号阈值(信道上信号大到足以使ADC或其它功能过载)。如果信道上数据小于或等于强信号阈值，则一个或多个实施例启动或进入关闭过程，并且通常将禁止PMA 309的信道上AGC控制。在任何情况下，311表示PMA(或其它可控制的增益)减少(在信道外AGC控制下)，该方法从301开始重复。由此，在一个或多个实施例中，提供信道上AGC指示和信道外AGC指示进一步包括提供对应于满足信道外或HI阈值的干扰的信道外AGC指示，以及可选地提供对应于不满足强信号阈值的信道上信号的信道上指示。在这种情况下，该选择进一步包括选择信道外AGC指示；提供增益控制信号进一步包括响应该信道外AGC指示而提供增益控制信号。
如果信道上AGC数据或指示满足强信号阈值，可选地，313表示AGC系统的信道上控制继续下去。由此，提供信道上AGC指示和信道外AGC指示进一步包括提供对应于满足信道上强信号阈值的信道上信号的信道上指示。在这些实施例中，选择进一步包括选择信道上AGC指示，提供增益控制信号进一步包括响应该强信号AGC指示(强信号RSSI较不(less)正常阈值)而提供增益控制信号。注意，当信道外AGC指示对应于满足一个信道外阈值的干扰时，信道外AGC系统将通常地控制和提供增益控制信号，而不管信道上AGC指示。可选地，例外是当信道上AGC指示满足大的信号阈值时。
注意，信道外AGC控制和禁止信道上AGC控制需要图3的过程和图4的过程之间的交互和合作功能性，下面将对此讨论。在图1中，该交互或合作功能性设置在所示信道外和信道上控制器173、143之间。注意，在各种实施例中，即使信道上AGC控制被禁止，RSSI计算功能仍然继续运行并提供RSSI数据141，而且还要注意，LNA通常在信道上AGC控制下。
在图1中，可以理解，减小PMA等等表示提供PMA[M:0](或LNA[M]，...，LNA[0])上的信号以由此调整PMA的增益。注意，各种实施例可能发现，当信道外AGC系统控制接收器增益时，利用小增益减小步长如3dB来减小PMA等是有利的，由此避免接收器增益的过补偿和接收器对信道上信号接收的不正确操作。实际上，这是上述关闭过程。这也可以允许使用更低成本和可能更小精度的信道外检测器。
假定信道外数据或AGC指示不超过HI阈值(峰值或功率阈值)，而且AGC信道上PMA控制系统未关闭，则延迟信道上AGC系统以进行AGC控制307，并且方法从301开始。如果AGC方法已经关闭(参见309)，则在315，信道外数据与低阈值315(在一些实施例中比HI阈值小4dB-6dB)比较。如上所述，HI和LOW阈值是滞后功能161、167的一部分。如果信道外AGC指示或数据不小于LOW阈值，然后继续关闭过程317，例如继续禁止信道上AGC PMA控制和减小PMA。如果信道外AGC数据小于LOW阈值，则将信道上AGC过程设置在恢复模式，即启动信道上AGC控制，但只允许可能以快于正常的速度进行小的增益变化。因此，图3的方法实际上重复提供增益控制和减小PMA，直到信道外AGC指示不再满足信道外阈值(考虑滞后)为止，然后启动或激活恢复模式，在这种模式中，信道上AGC控制被激活，而且响应信道上AGC指示而提供增益控制信号。这通过下面对图4的讨论而变得更加清楚。
参照图4，讨论和描述针对AGC系统如图1的系统中的方法的另一流程图。该方法在401开始提供信道上AGC指示或数据，即在RSSI计算功能137的输出端数据可以得到，例如已经对增益控制信号等等进行了任何更新，而且环路滤波器有时间累积新数据。在405，检查信道上AGC系统的状态。信道上AGC系统可以处于关闭过程，例如信道上AGC PMA控制被禁止(从309开始)，并且在这种情况下，信道上AGC 407不提供对PMA等的更新。信道上AGC系统可以在恢复过程409，在这种情况下，增益控制信号是根据信道上AGC指示来提供的，但是一次只允许小的最大增益变化(在一些实施例中是3dB)，直到该恢复过程结束为止。基本上在一个或多个实施例中，通过该过程或方法400，恢复阶段是计数或循环的预定最大次数，如4-10次。如果该方法在恢复过程中，则411表示检查恢复计数，如果该计数等于预定次数，则该恢复阶段或过程在413结束，该过程从401继续。如果恢复计数小于预定次数415，则该计数增加，恢复继续，方法从401继续下去。注意，更新之间的时间可以通过例如对环路滤波器135的累积时间进行编程来改变。如果信道上AGC过程或系统没有关闭或不在恢复中417，则进行正常的信道上AGC控制，即选择信道上AGC指示或数据并且响应该信道上AGC指示提供增益控制信号。注意，当信道上AGC系统不处于恢复过程时，允许远大于(例如10-15dB)小的最大增益变化(在一些实施例中是3dB)的步长大小。
上面参照图1至图4的讨论描述了本发明针对AGC系统的各种构思和原理，其可以有利地例如实施为有助于接收器的自动增益控制(AGC)的集成电路。该集成电路包括窄带AGC检测器123、数字宽带AGC检测器145，以及与窄带AGC检测器和数字宽带AGC检测器耦合并配置为提供增益控制信号的控制器143、173。该集成电路还可以包括可控增益放大器(具有耦合到增益控制信号的控制输入端113、耦合到接收器信号的输入端以及设置为以通过增益控制信号调整的电平提供接收器信号的输出端的PMA 111)、和具有耦合到可控增益放大器的输出端的输入端的模拟数字转换器(ADC)117。在各种实施例中，窄带AGC检测器进一步包括与ADC的输出端耦合的窄带宽滤波器(滤波器127、129的组合)和信道上信号电平检测器123，数字宽带AGC检测器进一步包括耦合到ADC的输出端的宽带宽滤波器151、耦合到宽带宽滤波器的输出端的高通滤波器153、以及信道外干扰电平检测器155、157。
参照图5，各种模拟结果展示出针对图1的AGC系统的增益控制曲线500。在该图中，当关闭过程502、504被启动503、505时，将关闭信号或标志501设置为“1”。该关闭是通过存在的大的信道外信号或干扰所导致的。注意，在关闭时PMA 507的增益以3dB的步长(在一些实施例中可以编程)减小。例如在第一次关闭时，增益以5个步长从12dB减小到-3dB。
当恢复过程510、512被启动511、513时，将恢复标志509或信号设置为“1”，关闭标志或信号501设置为“0”。由此第一次恢复开始，小的最大增益变化(3dB)用于将PMA的增益从-3缓慢增加到6dB。注意，在恢复过程中步长可以是正的或负的。还要注意，在第一次恢复过程510期间的恢复计数515从5减小到2。该恢复在505被假定的其它信道外干扰信号中断，而且第二关闭过程在505开始。第二次恢复512在513开始，但是在这种情况下PMA增益还从-9减小到-27，计数器从5减小到0，恢复标志设置为“0”，正常的信道上AGC控制在517开始，在此正常的控制允许更大的增益变化步长。
参照图6，将讨论和描述其它表示对图1的AGC系统的信道上增益控制的另一曲线。图6作为信道上输入信号电平609的函数示出专用信号电平(RSSI值)601、在RSSI计算输入端603的实际信号电平、LNA增益控制信号605、PMA增益607。注意，当输入信号电平上升时PMA的增益减小。当LNA被绕过611(增益控制信号变为0)时，增益替换发生，PMA增益增加。一旦所有可提供的增益控制或衰减都发生之后，RSSI计算器输入端的信号电平增加603。
参照图7，将讨论和描述其它表示针对图1的AGC系统的信道外增益控制的曲线。图7示出这样的情况，其中信道外10MHz的信号的振幅(水平轴701)增加到在ADC上产生过载的点。宽带或信道外检测器响应并减小PMA 703的增益。LNA没有被关闭或绕过705，而且RSSI信号707(RSSI计算的输出)、709(RSSI计算的输入)经历了有限的增加。
上面讨论和描述了用于接收器的自动增益控制系统，其设置和构造为提供增益控制来减轻接收器中信道外干扰的影响，其中针对这种干扰的防护有限。一般来说，自动增益控制有利地使用传统的信道上AGC检测器以及信道外AGC检测器和控制器，它们一起合作以便在存在干扰时和不存在这种干扰时提供合适的增益控制信号。
该公开物意欲说明如何根据本发明形成和使用各种实施例，而不是要限制其真实的、期望的和合理的范围和精神。上面的描述不是要穷尽或限制本发明到所公开的精确形式。在上述教益的启发下可以进行修正或更改。选择和描述了实施例，以提供对本发明的原理及其实际应用的最佳说明，而且使本领域的技术人员可以在各种实施例中利用本发明，并采用适合于预期的特定用途的各种修改。在以根据合理、合法和公正授权的宽度解释时，所有这样的修正和变化都落入在专利本申请的未决期间可能进行修改的所附权利要求及所有等同物所确定的本发明范围内。

Claims (20)

1.一种用于接收器的自动增益控制系统，包括：
信道上检测器，其配置为提供信道上自动增益控制(AGC)指示；
信道外信号检测器，其配置为提供信道外AGC指示；以及
与所述信道上AGC指示和所述信道外AGC指示耦合的控制器，其配置为提供对应于所述信道上AGC指示和所述信道外AGC指示中至少一个的增益控制信号。
2.根据权利要求1的自动增益控制系统，其中所述信道外信号检测器进一步包括宽带功率检测器和宽带峰值检测器中的至少一个。
3.根据权利要求1的自动增益控制系统，其中所述信道外信号检测器进一步包括与来自模拟数字转换器的数字信号耦合的宽带抽取滤波器。
4.根据权利要求3的自动增益控制系统，其中所述信道外信号检测器进一步包括配置为抑制信道上信号的高通滤波器。
5.根据权利要求1的自动增益控制系统，其中所述信道外信号检测器进一步包括比较器，用于执行干扰功率电平与宽带阈值的比较和干扰峰值电平与窄带阈值的比较中至少一项。
6.根据权利要求1的自动增益控制系统，其中所述控制器进一步包括与信道上AGC指示耦合的信道上控制器和与信道外AGC指示耦合的信道外控制器，该信道上控制器和信道外控制器共同协作以提供增益控制信号。
7.根据权利要求6的自动增益控制系统，其中当信道上AGC指示对应于低于信道上阈值的信道上信号而且信道外AGC指示对应于高于信道外阈值的信道外信号时，所述信道上控制器关闭，并且所述信道外控制器提供增益控制信号。
8.根据权利要求6的自动增益控制系统，还包括可变增益放大器，其可操作以根据所述增益控制信号放大所接收的信号。
9.一种有助于在接收器中进行自动增益控制(AGC)的方法，该方法包括：
提供信道上AGC指示和信道外AGC指示；
选择信道上AGC指示和信道外AGC指示中的至少一个；以及
响应该选择，提供取决于信道上AGC指示和信道外AGC指示中的所述至少一个的增益控制信号。
10.根据权利要求9的方法，其中：
所述提供信道上AGC指示和信道外AGC指示进一步包括提供对应于满足信道外阈值的干扰的信道外AGC指示以及提供对应于不满足信道上阈值的信道上信号的信道上指示；
所述选择进一步包括选择信道外AGC指示；并且
所述提供增益控制信号进一步包括响应信道外AGC指示提供增益控制信号和至少部分禁止信道上AGC控制。
11.根据权利要求10的方法，还包括重复所述提供增益控制的步骤，直到信道外AGC指示不再满足信道外阈值为止；然后启动恢复模式，其中信道上AGC控制被启动，而且所述提供增益控制信号的步骤是响应信道上AGC指示而进行的。
12.根据权利要求9的方法，其中：
所述提供信道上AGC指示和信道外AGC指示进一步包括提供满足信道外阈值的信道外AGC指示；
所述选择进一步包括选择信道外AGC指示；并且
所述提供增益控制信号进一步包括响应信道外AGC指示提供增益控制信号。
13.根据权利要求12的方法，其中所述提供信道上AGC指示和信道外AGC指示进一步包括提供满足信道上阈值的信道上AGC指示。
14.根据权利要求12的方法，其中所述提供信道上AGC指示和信道外AGC指示进一步包括提供对应于满足功率阈值和峰值阈值中至少一个的干扰的信道外AGC指示。
15.根据权利要求9的方法，其中所述提供信道外AGC指示进一步包括在模拟数字转换器的输出端对接收器信号进行高通滤波，以提供干扰信号，并且对干扰信号的信道外功率电平和干扰信号的信道外峰值电平中的至少一个与对应的阈值进行比较。
16.根据权利要求15的方法，其中所述比较干扰信号的信道外功率电平进一步包括比较信道外功率电平与对应于宽带码分多址(W-CDMA)干扰信号的阈值。
17.根据权利要求9的方法，其中所述比较干扰信号的信道外峰值电平进一步包括比较信道外峰值电平与对应于全球移动通信系统(GSM)干扰信号的阈值。
18.一种有助于用于接收器的自动增益控制(AGC)的集成电路，该集成电路包括：
窄带AGC检测器；
数字宽带AGC检测器；以及
与所述窄带AGC检测器和所述数字宽带AGC检测器耦合的控制器，该控制器配置为提供增益控制信号。
19.根据权利要求18的集成电路，还包括：
可控增益放大器，具有与所述增益控制信号耦合的控制输入端、与接收器信号耦合的输入端、以及设置为以通过所述增益控制信号调整的电平提供接收器信号的输出端；以及
模拟数字转换器(ADC)，具有与可控增益放大器的输出端耦合的输入端。
20.根据权利要求18的集成电路，其中：
所述窄带AGC检测器进一步包括与ADC的输出端耦合的窄带宽滤波器、以及信道上信号电平检测器；并且
所述数字宽带AGC检测器进一步包括与ADC的输出端耦合的宽带宽滤波器、与所述宽带宽滤波器的输出端耦合的高通滤波器、以及信道外干扰电平检测器。
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