CN101953078A - 用于在无线电接收机中电台检测和搜索的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于在无线电接收机中检测广播信道的系统，包括接收信号强度指示符(RSSI)元件，其被配置用于生成表示在期望的信道中的功率的RSSI信号；具有功率检测器的可切换带宽信道选择滤波器，其被配置用于将期望的信道和与所述期望的信道相邻的至少一个信道的功率输出进行比较，以生成表示在所述期望的信道中的噪声的信号相邻信道功率比(SACPR)信号；搜索元件，其被配置用于确定所述RSSI信号是否大于预定的RSSI阈值，并且被配置用于确定所述SACPR信号是否大于预定的SACPR阈值。

Description

用于在无线电接收机中电台检测和搜索的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请涉及于2007年3月2日提交的美国专利申请号为11/681,211，标题为“System And Method For Adjacent Channel Power Detection And Dynamic Bandwidth Filter Control”，其通过引用将其实体并入本文档中。
背景技术
诸如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)和其他通信装置的便携式通信设备通常包括多个无线电接收机或收发机。例如，蜂窝电话可以包括蜂窝收发机、电视接收机和FM无线电。包括在许多FM无线电接收机中的这些特征之一是一种被称作“搜索”的功能。搜索功能使得无线电能够自动地和自治地搜索有效的信道(即电台广播存在的信道)。实现健壮的搜索功能的一个重要方面是具有可靠地检测有效信道的能力。
有效信道是在无线电接收机的接收范围内存在广播电台的信道，即使在该信道的广播信号非常弱。无效信道是没有电台广播的信道。搜索功能的目标是略过无效信道和锁定检测到的有效信道。
相同的无线电会在非常不同的广播环境中工作，使得健壮搜索功能的设计变得复数。例如，相同的无线电设计会工作在信号弱和背景噪声低的农村地区，信号强、背景噪声高的城市地区，以及许多信号共存的地方。
确定电台是否有效的一个方式是被称作接收信号强度指示符(RSSI)的检测和测量。RSSI信号是在接收机处测量的参数，且是在期望的或目标信道中信号强度的指示符。当RSSI信号高于某一阈值时，通常意味着存在有效的信号或电台，并且反之亦然。
不幸地，对于使用RSSI信号作为唯一的准则来确定有效的电台在无线电的区域是否正在广播是具有挑战性的。第一，RSSI阈值的优化值在不同的环境中是变化的。在信号强度和背景噪声都很低的农村地区，需要小的阈值。在信号强度和背景噪声都比农村地区高的城市地区，更高的阈值是最优的。不幸地，通常用户不可调整阈值。这个阈值是由无线电制造商预定和预设的。如果阈值设置得太高，在搜索操作期间，无线电会错误地略过弱但有效的信道。另一方面，如果阈值设置得太低，无线电会错误地锁定噪声能量大于阈值的无效信道。因此，在选择RSSI阈值时通常进行了折衷，其损害了搜索功能的健壮性。
另一个涉及使用RSSI信号作为唯一准则来确定有效的电台是否在无线电区域内广播的挑战应归因于强相邻信道的能量溢出。因此，即使在期望的信道中没有电台广播，期望的信道可以包含来自其相邻信道的大量能量溢出并且通过RSSI阈值测试。
因此，期望具有一种可以工作在各种广播环境中的具有健壮的搜索功能的无线电接收机。
发明内容
本发明的实施例包括一种用于在无线电接收机中检测广播信道的系统，该无线电接收机包括接收信号强度指示符(RSSI)元件，其被配置用于生成表示在期望的信道中的功率的RSSI信号；具有功率检测器的可切换带宽信道选择滤波器，其被配置用于将期望的信道和与所述期望的信道相邻的至少一个信道的功率输出进行比较，以生成表示在所述期望的信道中的噪声的信号相邻信道功率比(SACPR)信号；搜索元件，其被配置用于确定所述RSSI信号是否大于预定的RSSI阈值，并且被配置用于确定所述SACPR信号是否大于预定的SACPR阈值。
还提供了其它实施例。对于本领域技术人员来说，本发明的其他的系统、方法、特征和优点在察看以下附图和详细描述的基础上将变得显而易见。期望所有这些额外的系统、方法、特征和优点被包括在本文中，并且处于本发明的范围内，并且由所附的权利要求来保护。
图说明
参考以下附图可以更好地理解本发明。图中的组件不必成比例，重点是能够清楚地阐述本发明的原理。此外，在图中，在不同视角，相同的附图标记指定相应的部分。
图1A为说明了接收信号强度指示符(RSSI)与无线电频谱的一部分的背景噪声之间的关系的示意图。
图1B为说明了其中无效信道N-1和N+1与有效信道N相邻的情况的示意图。
图2为说明了简化的便携式收发机的框图。
图3为说明了其中在无线电接收机中用于电台检测和搜索的系统和方法可以被实现的FM无线电的实施例的简化示意图。
图4是示出了如何使用针对有效信道检测的RSSI测试和SACPR测试的组合来解决图1A中描述的问题的图形说明。
图5为说明了其中有效电台存在于相邻信道N-1、N和N+1的情况的框图。
图6为描述了图3的搜索元件的实施例的操作的流程图。
图7为说明了图3的可切换带宽信道选择滤波器的实施例的示意图。
图8为说明了图7的与信道间隔相关的每一个带通滤波器的带宽的示意图。
具体实施方式
尽管特别参考包括FM无线电接收机的便携式收发机来描述，但是用于在无线电接收机中进行电台检测和搜索的系统和方法可以被实现在期望自动检测和锁定与期望的无线电电台相关联的特定的射频(RF)载波信号的任何接收机中。
用于在无线电接收机中进行电台检测和搜索的系统和方法使用多个准则来检测有效信道。第一准则包括使用RSSI信号作为有效信道存在的指示符。第二准则包括使用在期望的信道中的功率和与在相邻的信道的功率的比率作为有效信道存在的另一个指示符。在期望的信道中的功率与在相邻的信道的功率的比率被作为信号相邻信道功率比(SACPR)。当SACPR超过了某一阈值时，期望的信道被指示。此外，该解决方案提供了一种测量SACPR的简单方法。在这个方法中，信道选择滤波器以不仅可以提供优秀的选择性和动态带宽控制而且容易地测量功率比率的方式而被构建。在无线电接收机中用于电台检测和搜索的系统和方法被完全集成到无线电接收机和不需要使用额外的电路面积。此外，在无线电接收机中用于电台检测和搜索的系统和方法特别适于用数字滤波器实现。
此外，在无线电接收机中用于电台检测和搜索的系统和方法不会给接收的信号增加延时。RSSI测量和功率比率测量可以同时进行。因此，可以获得最小的搜索时间，这对FM无线电是非常重要的需求。
在无线电接收机中用于电台检测和搜索的系统和方法可以以硬件、软件或者硬件和软件相结合的方式来实现。当在硬件中执行时，可以使用专门的硬件元件和逻辑来实现在无线电接收机中用于电台检测和搜索的系统和方法。当在无线电接收机中用于电台检测和搜索的系统和方法部分地以软件来实现时，软件部分可以用于精确控制RSSI检测电路和与接收机有关的信道滤波器中的各种组件。软件可以被存储在存储器中，并由合适的指令执行系统(微处理器)来执行。在无线电接收机中用于电台检测和搜索的系统和方法的硬件实现可以包括以下技术的任何或者组合，这些技术在本领域已公知：离散的电子部件、具有用于基于数字信号来实现的逻辑功能的逻辑门的离散逻辑电路、具有适当逻辑门的专用集成电路、可编程门阵列(PGA)、现场可编程门阵列(FPGA)等等。
在无线电接收机中用于电台检测和搜索的系统和方法的软件包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序的列表，并且可以被体现在任何计算可读介质中，可以使用所述介质或者结合指令执行系统、装置或设备(例如，基于计算机的系统、包含处理器的系统或可以从指令执行系统、装置或设备提取指令并且执行指令的其它系统)来使用。
在本文件的上下文中，“计算机可读介质”可以是能够包含、存储、传送、传播或传输程序的任何模块，所述程序可以被使用或者结合执行系统、装置或设备来使用。例如，计算机可读介质可以是但不限于；电子的、磁的、光的、电磁的、红外的或半导体系统、装置、设备或传播介质。计算机可读介质的更多具体的例子(非详尽列表)包括：具有一个或多个线路的电连接(电子的)、便携式计算机磁盘(磁的)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)(磁的)、光纤(光的)和便携式只读压缩光盘(CDROM)(光的)。应该注意，计算机可读介质甚至可以是纸或者可以将程序打印在其上的另一种合适的介质，当程序可以被电捕获时，通过例如对纸张或者其他介质进行光扫描，然后编译、解释或者采用其他合适的方式处理(如果需要的话)，然后存储在计算机的存储器中。
图1A为说明了接收信号强度指示符(RSSI)与无线电频谱的一部分的背景噪声之间的关系的示意图。在具有相对低密度的广播电台的农村地区和在FM接收机远离广播塔的地区，背景噪声12相对低于期望的信号14。在这样的应用中，RSSI阈值16可以被设置得相对的低。然而，如果无线电在具有许多广播电台的城市(都市)地区操作，则背景噪声22相对高于期望的信号24。在这样的应用中，RSSI阈值26必须设置相对高。实际上，在大城市地区背景噪声22可以高于在农村地区的期望的信号14。如在图1A中显示的两种情况，相同的无线电接收机在两种环境中执行健壮的和精确的搜索功能是困难的。
图1B为说明了无效信道N-1和N+1与有效信道N相邻的情况的示意图。背景噪声显示为32。在有效信道N中的信号功率的“边缘”能扩展到它的相邻信道N-1和N+1。这就是公知的频谱溢出或者能量或功率溢出。功率溢出显示为在图1B中的区域27和28。在区域27和28中的功率溢出可能包含足够的能量，从而可能超过RSSI阈值46，并使得无线电接收机错误地锁定信道N-1和/或N+1，即使它们是没有广播电台存在的无效信道。
如图1A和1B所说明的检测有效广播信道的挑战可以通过使用作为有效信道检测的准则的RSSI和SACPR的组合来解决。使用RSSI和SACPR的组合提高了在无线电接收机的信道检测和搜索的健壮性。该解决方案将在下文中详细描述。
在实施例中，在期望信号带相邻的信道中的噪声量可以用于可靠地估计在期望信号带中的噪声量。当在无线电接收机中实现搜索功能时，RSSI信号和在相邻信道中的噪声量的组合可以用于可靠地确定期望信号是否存在。
图2说明了简化的便携式收发机100的框图。在无线电接收机中用于电台检测和搜索的系统和方法的实施例可以被实现在任何无线电接收机中，并且通常被实现在FM无线电接收机中。如图2所示的便携式收发机100旨在作为简化的例子，并且说明了在无线电接收机中用于电台检测和搜索的系统和方法可以被实现的许多可能的应用中的一个中。本领域普通技术人员将理解便携式收发机的操作。便携式收发机100包括发射机110、接收机120和通过通信总线125连接的基带模块130。便携式收发机100也包括FM无线电接收机300。接收机120和发射机110通过连接138连接到天线142。FM无线电接收机300通过连接136连接到天线140，以便FM无线电接收机300可以接收广播无线电信号。如果在无线电接收机中用于电台检测和搜索的系统和方法的一部分可以被实现在软件中，那么基带模块130还包括能够由微处理器135或另一个处理器执行的检测和搜索软件155，其用于控制以下将要描述的电台检测和搜索的系统和方法的操作。
图3为说明了其中在无线电接收机中用于电台检测和搜索的系统和方法可以被实现的图2中所示的FM无线电300的实施例的简化示意图。仅显示了与用于电台检测和搜索的系统和方法的解释有关FM无线电的部分。图3中显示的框图是FM无线电的通用的简化版本。无线电的实际的实现会更加复数并且可以包含除了图3中显示的功能模块以外的功能模块。FM无线电架构也与图3中显示的不同。图3中显示的信号或者是实数信号或者是复数信号。在复数信号情况下，信号路径可以包括同相(I)路径和正交相位(Q)路径。因此，下文描述的在无线电接收机中用于电台检测和搜索的系统和方法可以使用实数滤波器、复数滤波器、或者实数和复数的滤波器的组合。在所有的情况中，无论实际的结构和信号的类型，用于电台检测和搜索的系统和方法都是适用的。FM无线电300包括低噪声放大器(LNA)302，其通过连接136接收来自天线140(图2)的FM无线电输入信号。连接304上的LNA 302的输出被供应给混频器306。混频器306通过连接308接收参考信号，也被称为本地振荡器(LO)信号。LO信号由振荡器312提供。连接308上的LO信号的频率确定了混频器306对连接304上的信号进行转换的中间频率。
连接314上的混频器306的输出是中频(IF)信号并且被供应给IF放大器316。IF放大器可以用一系列IF放大器的方式来实现，并且为了简单起见，示出了单个放大器。IF放大器316对连接314上的信号进行放大并且供应连接322上的放大的IF信号。IF放大器316的增益由自动增益控制(AGC)电路(未示出)来控制。连接322上的放大IF信号被供应给模拟数字转换器(ADC)324。
ADC 324将连接322上的模拟IF信号转换为连接326上的数字信号。连接326上的数字IF信号然后被供应给可切换带宽信道选择滤波器710。可切换带宽信道选择滤波器710通过基本上去除在信道中的所有功率(除了在期望的信道中的功率)来提供充分的选择性。可切换带宽信道选择滤波器710的结构和操作将在下文更加详细地描述。如下文所述，可切换带宽信道选择滤波器710也产生用于电台检测和搜索的SACPR信号735。
可切换带宽信道选择滤波器710的输出经由连接328提供给解调器/解码器334。解调器/解码器334从可切换带宽信道选择滤波器710的IF信号输出提取基带信息，并经由连接336供应其输出。连接336上的信号被供应给数字模拟转换器(DAC)338。DAC 338将连接336上的数字信号转换为模拟音频信号，并且提供模拟音频信号作为连接342上的音频输出。连接342上的音频输出然后被供应给便携式收发机100内的合适的处理元件，以便FM无线电可以被供应给用户。
RSSI元件325产生指示在LNA输入136处接收信号的强度的RSSI信号327。可切换带宽信道选择滤波器710基本上去除来自除了期望的信道以外的所有信道的能量。因此，连接328处的信号仅包括期望的信号。因此，RSSI信号可以通过如下方式算出：连接328处测量信号强度除以从连接136到连接328的总增益。本领域技术人员熟悉RSSI信号的计算。
连接327上的RSSI信号和连接735上的SACPR信号被供应给搜索元件550。搜索元件550使用两个准则执行有效信道检测。第一准则包括使用RSSI信号作为有效电台存在的指示符。针对有效的信道，RSSI信号应该超过预定的阈值，其被称为γ_rssi。第二准则包括使用SACPR作为有效信道存在的另一个指示符。针对被认为是有效的信道，SACPR信号应该超过预定的阈值，其被称为γ_sacpr。当RSSI信号和SACPR都超过了他们各自的阈值时，电台出现在期望的信道。
图4是示出了如何使用针对有效信道检测的RSSI测试和SACPR测试的组合来解决图1A中描述的状态的图形说明。在具有相对低密度的广播电台的农村地区，背景噪声412相对低于期望的信号414。根据用于电台检测和搜索的系统和方法的实施例，RSSI阈值416被设置得足够低以允许检测到在农村地区的弱电台，诸如期望的信号414。RSSI阈值信号被设置为低于最低预期期望的信号的电平。另一方面，在城市地区的背景噪声422明显高于在农村地区的背景噪声412。在某些例子中，在城市地区的背景噪声422会高于RSSI阈值416。因此，在城市地区的诸如信道428的无效信道将通过RSSI阈值测试。然而，在该例子中，无效信道428的SACPR大约为0db，其基本上低于预定的阈值γ_sacpr 10db。因此，当SACPR信号与SACPR阈值进行比较时，无效的信道428将被消除。
还可以使用在无线电接收机中用于电台检测和搜索的系统和方法来解决图1B中描述的状态。参考图1B，从有效信道N到与其相邻的信道N-1和N+1的功率溢出会超过RSSI阈值。因此，无效信道N-1和N+1可以通过RSSI测试。然而，在信道N-1和N+1中测量的SACPR将小于0db，并且比阈值γ_sacpr小得多。因此，当将SACPR信号与SACPR阈值进行比较时，信道N-1和N+1将被消除。
图5为说明了其中有效电台存在于相邻信道N-1、N和N+1的情况的框图。如图5所示，如果在信道N中的电台功率比与它相邻的信道的功率弱，则信道N将不能通过SACPR测试，并且将不会被作为有效信道被检测到。
在实际情况中，当如图5所示的情况下，SACPR测试可能具有不利效果，然而，这样的情况是不太常见的。在FM无线电广播区域中，频率计划通常被执行以确保有效的信道充分地被至少一个空信道隔开。图5描述的情况的确存，在这种罕见的情况下，通常可以接受的是，无线电仅搜索相邻信道(即，图5中信道N-1和N+1)的更强的电台。此外，如果想要这么做，用户可以手动调谐到较弱的电台。
在这种情况下，弱信道的接收质量通常受到来自强相邻信道的能量溢出的影响。为了减轻接收质量的衰减，可以期望减小可切换带宽信道选择滤波器710的带宽，以减少通过可切换带宽信道选择滤波器710的功率溢出。在该实施例中，可切换带宽信道选择滤波器710依据以下方式构建，该方式不仅便于测量SACPR，而且还执行动态带宽控制。当在相邻信道中功率与期望的信道中的功率的比率超过了阈值时，动态带宽控制通过切换到更小的带宽而极大地提高了选择性。信道选择滤波器710的细节和动态带宽控制的方法将在下文更详细地描述。
图6为描述了图3的搜索元件550的实施例的操作流程图600。可以按照或者不按照以上描述的元件所示的顺序执行流程图中的模块，或者可以用不同的元件来执行。在该例子中，有效信道的搜索从信道编号N开始。在模块602中，无线电300首先调谐到信道N。RSSI信号和SACPR信号分别在模块604和606中产生。RSSI信号和SACPR信号可以同时或者顺序产生。在模块608中，RSSI信号和SACPR信号被供应给搜索元件550。在模块612中，搜索元件550确定RSSI信号是否超过RSSI阈值。如果RSSI信号没有超过该阈值，那么信道被宣布无效并被略过。如果RSSI信号没有超过该阈值并且信道被宣布无效并被略过，则取决于搜索功能是上行还是下行，更新信道编号加1或者减1。然后，该过程返回模块602，其中，获得了下一个信道。在模块612中，如果确定RSSI信号超过阈值，那么，在模块614，搜索元件550确定SACPR信号是否超过SACPR阈值。如果SACPR信号没有超过SACPR阈值，那么信道被宣布为无效并且被略过。如果SACPR信号没有超过SACPR阈值并且信道被宣布为无效并且被略过，如上所述，信道编号被增加或者减少，并且过程返回模块602。如果在模块614中确定SACPR超过SACPR阈值，那么信道被宣布为有效，并且在模块616中，搜索元件550锁定电台，并且音频输出被允许。
以上描述的搜索操作使用SACPR值的测量。根据在无线电接收中用于电台检测和搜索的系统和方法的实施例是SACPR的简单并可靠的测量。在该实施例中，可切换带宽信道选择滤波器710依据以下方式构建，该方式不仅便于测量SACPR，而且提供优秀的选择性和动态带宽控制。在无线电接收机中电台检测和搜索的系统和方法被完全集成到无线电接收机并且不使用额外的电路面积。此外，在无线电接收机中电台检测和搜索的系统和方法特别适合于数字滤波器实现。
图7为说明了图3的可切换带宽信道选择滤波器的实施例的示意图。可切换带宽信道选择滤波器710包括第一带通滤波器702、第二带通滤波器706和第三带通滤波器722。可切换带宽信道选择滤波器710还包括功率检测器712和多路选择器(MUX)726。然而，可以独立于带通滤波器702、706和722来实现功率检测器712和MUX 726。功率检测器712测量连接704和连接708上的功率，并确定SACPR信号的值。如上所述，功率检测器712提供连接735上的经测量的SACPR信号。
图8为说明了与信道间隔有关的、图7的每一个带通滤波器的带宽的示意图，在该例子中信道间隔规定为200kHz。在图8中，输入IF信号的功率频谱包括在信道815(信道N)中的期望的信号、在信道816和818(分别为信道N+1和N-1)中的两个相邻信道干扰信号和在信道826和828(分别为信道N+2和N-2)中的两个可替代的信道干扰信号。分别使用轨迹852、856和862来示出带通滤波器702、706和722的频率响应。这些频率响应曲线的振幅为任意的，没有根据比例绘出。第一带通滤波器702(BPF 1，轨迹852)的带宽是信道带宽或者间隔的2倍，在该例子中，所述信道带宽或间隔规定为200kHz。第二带通滤波器706(BPF 2，轨迹856)的带宽大约等于信道带宽或间隔。第三带通滤波器722(BPF 3，轨迹862)的带宽被设置为低于一个信道带宽，以便从相邻信道干扰信号进入到期望的信道的任何溢出可以被明显去除。如图8所示，带通滤波器722(轨迹862)去除在区域822和824中的任何溢出，而在信道815中留下大量的期望信号能量。
再次参考图7，在连接326上的中频FM输入信号被供应给第一带通滤波器702。第一带通滤波器702过滤在连接326上的FM输入信号从而去除除了在期望的信道中的功率以及在相邻信道中的功率的一部分以外的所有功率。在该例子中，第一带通滤波器702去除在相邻信道中大约一半的功率，但不一定都是这种情况。带通滤波器的特性可以基于期望的实现方式来设计。在连接704上的带通滤波器702的输出表示期望的信号并且大约是与期望的信号相邻的信道的功率的一半。
第一带通滤波器702的输出经由连接704被提供给第二带通滤波器706。在该例子中具有带宽大约等于一个信道带宽的第二带通滤波器706过滤在连接704上的信号从而去除相邻信道信号能量。然而，它不能去除显示在图8中的区域822和824中的在期望的信号信道815(图8)内的溢出能量。因此，在连接708上的第二带通滤波器706的输出表示期望的信号和进入到期望的信道815(图8)的相邻信道干扰信号的溢出。
在连接704上的第一带通滤波器702的输出和第二带通滤波器706的输出也被供应给功率检测器712。在连接704上的功率被称作P1而在连接708上的功率被称作Ps。功率检测器测量P1和Ps，并且计算P1-Ps的差值。P1-Ps的差值表示在左右相邻的信道(图8的816和818)上的出现的功率总和的一半。换句话说，P1-Ps表示平均相邻信道功率。因此，功率检测器712可以确定在相邻信道中是否存在功率，并且如果存在，确定平均相邻信道功率的电平。
功率检测器712也计算Ps与P1-Ps的比率或Ps/(P1-Ps)。该比率表示期望的信号与相邻信道功率的比率，或SACPR。SACPR的小数值指示相对于期望信号而言相邻信道干扰很大，这继而表明从相邻信道到期望信道的功率溢出是期望信号的重要部分。在这种情况下，期望进行额外滤波。功率检测器将SACPR与预定的阈值γ_bw(其中，术语bw指带宽)进行比较。如果SACPR的值小于γ_bw，那么信道选择滤波器710被切换到窄带宽模式以应用额外的滤波。带宽切换的实施方式在下文更详细地描述。
应当注意，带宽切换的阈值γ_bw不同于用于有效电台检测的SACPR阈值γ_sacpr。阈值γ_bw通常设置得小于或者等于0db，而阈值γ_sacpr通常设置得大于0db。
阈值γ_bw的最理想的值可以基于系统需求、系统可以忍受的相邻信道的干扰的总量、或者期望的信号强度而被确定。如果系统可以忍受更多的相邻信道干扰，那么γ_bw可以被设置为更小的值，并且反之亦然。
第二带通滤波器706的输出通过连接708被供应给第三带通滤波器722或多路选择器726。如果功率检测器712确定信号功率足够小于在相邻信道的功率，(例如，如果(SACPR＜γ_bw))那么功率检测器712经由连接716提供逻辑为高的信号给多路选择器726。如果功率检测器712确定信号功率足够大于在相邻信道的功率，(即，如果(SACPR＞γ_bw))那么功率检测器712经由连接716提供逻辑为低的信号给多路选择器726。
提供给多路选择器726的逻辑为高的信号使得多路选择器726选择在连接724上的第三带通滤波器722的输出。该模式被称作窄带宽模式。换句话说，第三带通滤波器722仅当期望的信道与相邻信道的功率比率小于γ_bw时才切换。第三带通滤波器722的带宽小于信道带宽，因此它可以去除来自相邻信道干扰信号或信号的溢出功率。
在连接716上的逻辑低信号使得多路选择器726选择在连接708上的第二带通滤波器706的输出并且绕过第三带通滤波器722。该模式被称作标称带宽模式(nominal bandwidth mode)。在这种模式下，第三带通滤波器722被绕过。用这种方式，只有当期望的信号所在的信道的相邻信道中存在足够的能量时，第三个并且明显更窄的带通滤波器722才被实现。
功率检测器712和可切换带宽信道选择滤波器710的动态带宽切换使用经由连接732提供的时间恒定控制来进行操作。时间恒定控制设置在两个带宽切换事件之间的最短持续时间。用于最短持续时间的最优值取决于系统需求并且可以基于系统规范被预先设定。
通常期望给动态带宽切换增加滞后。当SACPR与γ_bw之间的差值小时，增加滞后可防止带宽切换“颤动(chattering)”。通常不希望有“颤动”，因为其增加了噪声。增加滞后的一种方式是使用γ_bw的较大值以从窄带宽模式切换到标称带宽模式，以及使用γ_bw的较小值以从标称带宽模式切换到窄带宽模式。
应当注意，仅当无线电锁定电台的时，动态带宽控制才被允许。动态带宽控制在搜索期间被禁止。在搜索期间信道选择滤波器被固定在标称带宽模式下，以便SACPR可以精确被测量。
在实施例中，使用具有200kHz信道间隔的FM无线电频谱作为例子，第一带通滤波器702是具有大约400kHz带宽的6阶无限脉冲响应(IIR)滤波器。第二带通滤波器706是具有17个抽头和大约180kHz带宽的有限脉冲响应(FIR)滤波器。第三带通滤波器722也是具有17个抽头和大约90kHz带宽的有限脉冲响应(FIR)滤波器。在该例子中，第一带通滤波器702的大约400kHz带宽表示大约两个信道的带宽。在该例子中，第二带通滤波器706的180kHz带宽表示大约一个信道带宽。在该例子中，第三带通滤波器722的带宽大约为90kHz，并且比一个信道带宽更窄。
级联第三带通滤波器722导致具有非常窄带宽的可切换带宽信号选择滤波器710，并且提高了抵抗相邻信道干扰的能力。然而，如果第一带通滤波器702的功率输出与第二带通滤波器706的输出的比率低于阈值，那么第三带通滤波器722被绕过，导致包括级联的第一和第二带通滤波器702和706的整体标称滤波器带宽。当几乎没有或完全没有相邻信道干扰时，这允许FM无线电操作在具有低失真的立体声模式中，并且与好的立体声信道相分离。滤波器带宽切换使用时间连续和滞后控制进行操作。除了检测相邻信道干扰的能力之外，可切换带宽信道选择滤波器710在不需要增加面积的情况下还能实现更高级的整体滤波性能，因为带通滤波器702、706和722被串联，并且可以被单独地并且分别地进行优化。
由功率检测器712提供的相邻信道干扰检测不会干扰FM无线电的正常操作。在与期望的信道相邻的信道中的功率被实时测量，而不管可切换带宽信道选择滤波器的带宽是处于窄的设置(所有的滤波器级联)还是处于标称设置(带通滤波器702和706级联)。此外，在FM信号被调制之前，相邻信道功率被测量。因此，相邻信道功率可以被容易并且精确地测量。
此外，级联带通滤波器结构不仅允许相邻信道干扰的测量，而且允许以低成本来实现期望的滤波特性。因为带通滤波器被串联连接，他们都对整体可切换带宽信道选择滤波器710的频率响应起作用。因此，使用相对简单的滤波器可以实现高级滤波的特性。因为每一个滤波器可以被分别优化，可切换带宽信道选择滤波器710可以获得给定特定管芯面积的很高的整体滤波性能。当三个滤波器被描述时，取决于期望的系统的性能和其他因素，可以实现不同数量的带通滤波器。
当本发明的各种实施例被描述时，对于本领域普通技术人员显而易见的是，在本发明的范围内的许多更多的实施例和实施方式是可行的。例如，本发明不仅限于专用类型的带通滤波器。例如，带通滤波器可以是数字或模拟滤波器、实数或复数滤波器、有限脉冲响应(FIR)或无限脉冲响应(IIR)滤波器。本发明的实施例适用于无线电系统的不同部分，例如无线电频率部分、中频部分或基带部分。本发明的实施例并不限制为RF系统。本发明的实施例可以适于其它通信系统，其中希望实现健壮的信道检测和搜索功能。

Claims (18)

1.一种用于在无线电接收机中检测广播信道的系统，包括：
接收信号强度指示符(RSSI)元件，其被配置用于生成表示在期望的信道中的功率的RSSI信号；
具有功率检测器的可切换带宽信道选择滤波器，其被配置用于将所述期望的信道和与所述期望的信道相邻的至少一个信道的功率输出进行比较，以生成表示在所述期望的信道中的噪声的信号相邻信道功率比(SACPR)信号；和
搜索元件，其被配置用于确定所述RSSI信号是否大于预定的RSSI阈值，并且被配置用于确定所述SACPR信号是否大于预定的SACPR阈值。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述RSSI阈值信号的电平被设置为低于最低预期期望信号的电平。
3.如权利要求2所述的系统，其中，当所述SACPR信号超过所述预定的SACPR阈值时，所述期望的信道被指示为有效的。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述可切换带宽信道选择滤波器还包括被配置用于确定在与所述期望的信道相邻的所述至少一个信道中的噪声量的逻辑。
5.如权利要求4所述的系统，其中，在与所述期望的信道相邻的信道中的噪声量指示了在所述期望的信道中的噪声量。
6.如权利要求4所述的系统，其中，所述功率检测器确定在所述期望的信道中的功率与在与所述期望的信道相邻的信道中的功率的比率。
7.一种便携式收发机，具有用于检测和最小化干扰的系统，所述接收机包括：
发射机，其与接收机操作地耦合；
FM无线电接收机，其包括：
接收信号强度指示符(RSSI)元件，其被配置用于生成表示在期望的信道中的功率的RSSI信号；
具有功率检测器的可切换带宽信道选择滤波器，其被配置用于将所述期望的信道和与所述期望的信道相邻的至少一个信道的功率输出进行比较，以生成表示在所述期望的信道中的噪声的信号相邻信道功率比(SACPR)信号；和
搜索元件，其被配置用于确定所述RSSI信号是否大于预定的RSSI阈值，并且被配置用于确定所述SACPR信号是否大于预定的SACPR阈值。
8.如权利要求7所述的收发机，其中，所述RSSI阈值信号的电平被设置为低于最低预期期望信号的电平。
9.如权利要求8所述的收发机，其中，当所述SACPR信号超过所述预定的SACPR阈值时，所述期望的信道被指示为有效的。
10.如权利要求7所述的收发机，其中，所述可切换带宽信道选择滤波器还包括被配置用于确定在与所述期望的信道相邻的所述至少一个信道中的噪声量的逻辑。
11.如权利要求10所述的收发机，其中，在与所述期望的信道相邻的信道中的噪声量指示了在所述期望的信道中的噪声量。
12.如权利要求10所述的收发机，其中，所述功率检测器确定在所述期望的信道中的功率与在与所述期望的信道相邻的信道中的功率的比率。
13.一种用于在无线电接收机中检测广播信道的方法，包括：
生成表示在期望的信道中的功率的RSSI信号；
将所述期望的信道和与所述期望的信道相邻的至少一个信道的功率输出进行比较，以生成表示在所述期望的信道中的噪声的信号相邻信道功率比(SACPR)信号；
确定所述RSSI信号是否大于预定的RSSI阈值，并且确定所述SACPR信号是否大于预定的SACPR阈值；以及
如果所述RSSI信号大于所述预定的RSSI阈值，并且所述SACPR信号大于所述预定的SACPR阈值，则锁定所述期望的信道。
14.如权利要求13所述的方法，还包括：将所述RSSI阈值信号的电平设置为低于最低预期期望信号的电平。
15.如权利要求14所述的方法，还包括：当所述SACPR信号超过所述预定的SACPR阈值时，指示所述期望的信道为有效的。
16.如权利要求13所述的方法，还包括：确定在与所述期望的信道相邻的所述至少一个信道中的噪声量。
17.如权利要求16所述的方法，其中，在与所述期望的信道相邻的信道中的噪声量指示了在所述期望的信道中的噪声量。
18.如权利要求16所述的方法，还包括：确定在所述期望的信道中的功率与在与所述期望的信道相邻的信道中的功率的比率。
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