CN104247257B - 实现增强的扰乱拒斥的可重配置lna的方法、装置和设备 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于实现增强的扰乱拒斥的可重配置LNA(104)。一示例性实施例包括具有可调谐谐振频率的LNA(104)、以及配置为输出控制信号以调谐该LNA(104)的谐振频率从而增强扰乱抑制的检测器(132)。一示例性方法包括检测是否存在扰乱，如果存在扰乱则将LNA(104)的谐振频率调离该扰乱以增强扰乱拒斥，以及如果不存在扰乱则将LNA(104)的谐振频率调谐到选定工作频率。
Description
背景技术
技术领域
本申请一般涉及无线设备的操作和设计，尤其涉及低噪声放大器(LNA)的操作和设计。
背景
高质量信号接收对于当代便携式设备而言是尤为重要的。通常，此类设备提供多种服务，诸如无线通信服务、以及例如要求接收全球导航卫星信号的位置定位服务。例如，全球导航卫星系统包括宽范围的卫星定位系统(SPS)，包括在美国使用的全球定位系统(GPS)、在俄罗斯使用的全球导航卫星系统(GLONASS)、在中国使用的COMPASS导航系统、在欧洲使用的Galileo系统、以及其它地区性定位系统。因此，无线接收机的前端需要被仔细设计以拒斥干扰信号并以高灵敏度接收期望信号。
为了解说这个问题，考虑GPS共存场景，其中便携式设备包括GPS接收机和蜂窝发射机。在此GPS共存场景中，由于蜂窝信道上的传输，强射频信号可能出现在GPS接收机的前端处。此类信号可能扰乱GPS接收机并因此干扰GPS信号接收。为了解决这个问题，GPS接收机设计通常提供高线性度并且具有非常低的噪声系数(NF)。提供这种高水平性能也会造成高功耗。例如，为了在强Tx扰乱功率期间进行并发操作并且为了避免GPS本地振荡器(LO)相位噪声通过互易混频而被缩混到中频(IF)带，GPS LO应当具有非常低的相位噪声，这可能会造成过多的功耗。
因此，需要有一种在前端接收机处存在强Tx扰乱功率时放宽LO的低相位噪声要求的方法。因此，希望有一种具有改进的扰乱抑制以使LO要求得以放宽的前端接收机。
附图简要说明
通过参照以下结合附图考虑的描述，本文中所描述的以上方面将变得更易于明了，在附图中：
图1示出了前端的示例性实施例，该前端包括具有可重配置LNA的GPS接收机；
图2示出了解说用于实现增强的扰乱抑制的可重配置LNA的示例性实施例的操作的示例性曲线图；
图3示出了解说用于实现增强的扰乱抑制的可重配置LNA的示例性实施例的操作的示例性曲线图；
图4解说了具有可重配谐振频率的LNA的示例性实施例；
图5解说了用于在GPS接收机中实现增强的扰乱抑制的方法的示例性实施例；以及
图6示出了可重配置LNA设备的示例性实施例。
详细描述
下面结合附图阐述的详细描述旨在作为对本发明的示例性实施例的描述，而非旨在代表可在其中实践本发明的仅有实施例。贯穿本描述使用的术语“示例性”意指“用作示例、实例或解说”，并且不应一定解释成优于或胜于其它示例性实施例。本具体实施例部分包括具体细节以提供对本发明的示例性实施例的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践本发明的示例性实施例。在一些实例中，公知的结构和设备以框图形式示出以免湮没本文中给出的示例性实施例的新颖性。
图1示出了前端100的示例性实施例，该前端100包括具有可重配置LNA104的GPS接收机102。例如，前端100适用于在无线设备中提供通信以及地理定位服务。应当注意，GPS接收机102同样也可以包括任何适合的全球导航卫星系统(GNSS)接收机。
前端100包括发射机106，发射机106被配置为发射来自数字基带处理器108的数据。发射机106的输出被耦合到功率放大器110，功率放大器110生成输入到双工器112的发射信号。双工器112的输出流至天线114以供发射。
GPS接收机102在天线116处接收低电平的GPS信号及噪声，并且这些信号被输入到可重配置LNA 104。如以下更详细地描述的，LNA 104的示例性实施例是可重配置的，从而其谐振频率能被调节以提供增强的扰乱抑制。除了提供增强的扰乱抑制之外，LNA 104还放大接收到的信号并且将经放大的信号传递到下变频器118，下变频器118通过利用由锁相环(PLL)112、压控振荡器124以及分频器126产生的本地振荡器(LO)信号120来将GPS信号下变频到基带。经下变频的GPS信号传递通过基带滤波器128并且随后馈送到数字基带处理器108中，数字基带处理器108处理经滤波的GPS信号以确定位置信息。
在操作期间，数字基带处理器108知道从发射机106进行的发射以及相关联的发射频率。从发射机106发射的功率可能通过天线116被反馈到GPS接收机102(如136处所示的自扰乱)中，从而使GPS性能降级。在一示例性实施例中，数字基带处理器108输出控制信号130，该控制信号130被输入到可重配置LNA 104中。控制信号130调节LNA 104以使得LNA104的谐振频率被频移以移离自扰乱信号的频率。将LNA 104的谐振频率频移起到增强扰乱抑制的作用。
在另一示例性实施例中，数字基带处理器108可操作以用来检测可能影响到GPS接收机102的性能的外部扰乱。例如，数字基带处理器108可以从无线设备中的其他接收机(未示出)接收关于外部扰乱的信息。当检测到外部扰乱时，数字基带处理器108输出控制信号130以调节LNA 104，从而将LNA 104的谐振频率移离所检测到的外部扰乱的频率。
在另一示例性实施例中，GPS接收机102包括扰乱检测器(JD)132。JD 132可操作以用来检测GPS频带中的扰乱。当检测到扰乱(即，无论是自扰乱还是外部扰乱)时，JD 132向LNA 104输出检测信号134以调节LNA 104，从而将LNA 104的谐振频率移离所检测到的扰乱的频率。
在另一示例性实施例中，数字基带处理器108可操作以用来检测可能影响到GPS接收机102的性能的外部扰乱。例如，数字基带处理器108可以基于设备的当前位置确定可能有扰乱存在。例如，从接收到的GPS信号来确定设备的当前位置，并且数字基带处理器108操作以调节LNA 104来抑制由当前位置所确定的当前地理区域中潜在的扰乱。如果基于当前地理位置存在潜在扰乱，则数字基带处理器108输出控制信号130以调节LNA 104，从而将LNA 104的谐振频率移离这些潜在扰乱的频率。
相应地，使用以下技术中的一种或多种技术来确定关于现存的扰乱或者扰乱的潜在可能的信息。
1.从对自该设备所进行的且为基带处理器108所知晓的当前传输的知识来确定扰乱信息。
2.从被该设备处的其他接收机检测到的且为基带处理器108所知晓的任何外部扰乱的知识来确定扰乱信息。
3.从通过处理接收到的GPS信号所得知的该设备的当前位置来确定扰乱信息。
4.从扰乱检测器132所检测到的扰乱在GPS频带中的存在来确定扰乱信息。
由此，在各种示例性实施例中，可重配置LNA 104具有可调节的谐振频率，其可以基于自扰乱或者外部扰乱信号的检测来进行调节。例如，通过将LNA 104的谐振频率移频以更远离扰乱频率，就可以达成额外的扰乱抑制。在没有检测到扰乱的情形中，LNA 104的谐振频率可以被复原以进行正常操作。应当注意，可重配置LNA 104并不被限于仅供用于如图1所解说的GNSS接收机中，而是可以适合与所有类型的前端接收机联用。
图2示出了解说用于实现增强的扰乱抑制的可重配置LNA的示例性实施例的操作的示例性曲线图200。在曲线图200中，频率沿横轴表示，并且GPS L1表示在正常操作期间接收到的GPS信号的频率。由标绘202表示在正常操作期间LNA 104的谐振频率。能带204表示由通信传输引起的自扰乱。例如，在所示频率处的通信传输可以发生在美国并被称为AWS(Tx)，或者UMTS-FDD工作频带中的频带4。当检测到通信传输(无论是被基带处理器108还是扰乱检测器132检测到)时，调节LNA 104以将其谐振频率左移，如标绘线206所示。结果，LNA104的经移位谐振频率特征提供了增强的扰乱抑制。例如，在将LNA 104的谐振频率移频之前对扰乱204的拒斥在208处解说。在将LNA 104的谐振频率移频之后对扰乱204的拒斥在210处解说。
图3示出了解说用于实现增强的扰乱抑制的可重配置LNA的示例性实施例的操作的示例性曲线图300。在曲线图300中，频率沿横轴表示，并且GPS L1表示在正常操作期间的GPS信号的频率。由标绘302表示在正常操作期间LNA 104的谐振频率。能带304表示由于通信传输引起的自扰乱。例如，在所示频率处的通信传输可以发生在日本并被称为JPDC(Tx)，或者UMTS-FDD工作频带中的频带11。当检测到通信传输(无论是被基带处理器108还是扰乱检测器132检测到)时，调节LNA 104以将其谐振频率右移，如标绘线306所示。结果，LNA 104的经移频谐振频率特征提供了增强的扰乱抑制。例如，在将LNA 104的谐振频率移频之前对扰乱的拒斥在308处解说。在将LNA 104的谐振频率移频之后对扰乱的拒斥在310处解说。
图4解说了具有可重配谐振频率的LNA 400的示例性实施例。例如，LNA 400适合用作为图1中所示的LNA 104。LNA 400包括可操作以用于将LNA 400的谐振频率移频的LC振荡电路402。振荡电路402包括NMOS开关组404、406以及电容器组408。在操作期间，开关组404、406被用于控制由电容器组408提供的电容值，以将谐振频率移离任何检测到的扰乱。由此，取决于NMOS开关404、406的设置，谐振频率可被移频至更高或更低，在一个示例性实施例中，NMOS开关404、406的设置是由控制信号130或134来控制的。如果没有检测到扰乱，那么电容器组406被设置为允许在指定谐振频率处进行正常的LNA操作。
图5解说用于在前端接收机中实现增强的扰乱抑制的方法500的示例性实施例。例如，方法500适合与图1中所示的GPS接收机102和图4中所示的可重配置LNA 400联用。
在框502，做出关于是否由于设备传输而存在任何自扰乱的确定。例如，在一示例性实施例中，基带处理器108具有关于来自于该设备的可能会起到自扰乱作用的当前传输的知识。如果有自扰乱，则该方法行进到框504。如果没有自扰乱，则该方法行进到框506。
在框504，前端接收机的LNA被配置成用于实现增强的扰乱抑制。例如，通过控制开关组404、406以选择性地启用电容器组408中的电容器的方式，来调节LNA 400的LC振荡电路402以将LC谐振频率移离自扰乱的频率(移至更高或更低)。在一示例性实施例中，基带处理器108输出控制信号130以控制开关组404、406来将LNA的谐振频率移频。
在框506，做出关于是否由于通信频带中来自近旁设备的传输而存在任何外部扰乱的确定。例如，在一示例性实施例中，基带处理器108基于设备处的其他本地接收机而具有关于来自近旁设备的当前外部传输的知识。如果有外部扰乱存在，则该方法行进到框508。如果没有外部扰乱存在，则该方法行进到框510。
在框508，前端接收机的LNA被配置成用于实现增强的扰乱抑制。例如，通过控制开关组404、406以选择性地启用电容器组408中的电容器的方式，来调节LNA 400的LC振荡电路402以将LC谐振频率移离外部扰乱的频率(移至更高或更低)。在一示例性实施例中，基带处理器108输出控制信号130以控制开关组404、406来将LNA的谐振频率移频。
在框510，做出关于在接收频带中(诸如在收到的GPS频带中)是否有任何扰乱存在的确定。例如，在一示例性实施例中，扰乱检测器132检测收到的GPS频带中的扰乱。如果存在收到的带内扰乱，则该方法行进到框512。如果不存在收到的带内扰乱，则该方法行进到框514。
在框512，前端接收机的LNA被配置成用于实现增强的扰乱抑制。例如，通过控制开关组404、406以选择性地启用电容器组408中的电容器的方式，来调节LNA 400的LC振荡电路402以将LC谐振频率移离收到的带内扰乱的频率(移至更高或更低)。在一示例性实施例中，扰乱检测器132输出控制信号134以控制开关组404、406来将LNA的谐振频率移频。
在框514，做出关于在设备的当前地理位置上是否有任何外部扰乱存在的确定。例如，在一示例性实施例中，基带处理器108通过处理接收到的GPS信号来具有当前设备位置的知识。基带处理器108同样具有在当前地理区域中的潜在扰乱信号的知识。例如，基带处理器108可以从基站或者其他实体接收此知识。如果在当前地理区域中存在扰乱，则该方法进行到框516。如果当前地理区域中不存在扰乱，则该方法进行到框518。
在框516，前端接收机的LNA被配置成用于实现增强的扰乱抑制。例如，通过控制开关组404、406以选择性地启用电容器组408中的电容器的方式，来调节LNA 400的LC振荡电路402以将LC谐振频率移离当前地理区域中的扰乱的频率(移至更高或更低)。在一示例性实施例中，基带处理器108输出控制信号130以控制开关组404、406来将LNA的谐振频率移频。
在框518，前端接收机的LNA被重配置以用于在恰适的谐振频率进行正常操作。例如，LNA 400的LC振荡电路402被调节以将LC谐振频率移回至恰适的GPS谐振频率(即，图2所示的GPS L1)。
相应地，提供了一种可供在前端接收机中使用的可重配置LNA。该LNA可以被重配置以将其谐振频率移离所检测到的自扰乱和/或外部扰乱，藉此提供增强的扰乱抑制。
图6示出了一可重配置LNA设备600的示例性实施例。例如，设备600适于用作图4中所示的LNA 400。在一方面，设备600由配置成提供如本文所描述的功能的一个或多个模块实现。例如，在一方面，每个模块包括硬件和/或执行软件的硬件。
设备600包括第一模块，该第一模块包括用于检测是否存在扰乱的装置(602)，在一方面，该装置(602)包括基带处理器108或者扰乱检测器132。
设备600还包括第二模块，该第二模块包括用于在有扰乱存在的情况下将LNA的谐振频率调离该扰乱以增强扰乱拒斥的装置(604)，在一个方面，该装置(604)包括开关组404和406以及电容器组408。
设备600还包括第三模块，该第三模块包括用于在扰乱不存在的情况下将LNA的谐振频率调谐到选定工作频率的装置(606)，在一个方面，该装置(606)包括开关组404和406以及电容器组408。
本领域技术人员将理解，信息和信号可使用各种不同技术和技艺中的任何一种来表示或处理。例如，以上描述通篇可能引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。还应注意晶体管的类型和技术可被替换、重新安排或以其他方式修改以达成相同的结果。例如，可以把示为利用PMOS晶体管的电路修改为使用NMOS晶体管，反之亦然。由此，本文中所公开的放大器可以使用各种晶体管类型和技术来实现，并且不受限于附图中所示的这些晶体管类型和技术。例如，可以使用诸如BJT、GaAs、MOSFET之类的晶体管类型或任何其他的晶体管技术。
本领域技术人员将进一步领会，结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑框、模块、电路、和算法步骤可被实现为电子硬件、计算机软件、或两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、块、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员可针对每种特定应用以不同方式来实现所描述的功能性，但此类实现决策不应被解读为致使脱离本发明的示例性实施例的范围。
结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑块、模块、和电路可用设计成执行本文所描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件、或其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协同的一个或多个微处理器或任何其它此类配置。
结合本文所公开的实施例描述的方法或算法的各个步骤可直接用硬件、由处理器执行的软件模块或两者的组合来实现。软件模块可驻留在随机存取存储器(RAM)、闪存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦式可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质被耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读和写信息。替换地，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。替换地，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现，则各功能可以作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括非瞬态计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地到另一地的转移的任何介质。非瞬态存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的期望程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述组合应当也被包括在计算机可读介质的范围内。
提供了对所公开的示例性实施例的描述是为了使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本发明。对这些示例性实施例的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且本文中定义的一般原理可被应用于其他实施例而不会脱离本发明的精神或范围。因此，本发明并非意在被限定于本文中所示出的示例性实施例，而是应当被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。
Claims (18)
1.一种无线通信的装置，其特征在于，包括：
具有可调谐的谐振频率的LNA；以及
配置成输出被连接到所述LNA并且被配置成将所述LNA的谐振频率调离扰乱频率来增强扰乱抑制的控制信号的检测器，所述检测器包括扰乱检测器，所述扰乱检测器被配置成检测在接收机前端中接收到的所述扰乱频率。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述LNA包括：
LC振荡电路，包括电容器组；以及
至少一个开关，其耦合到所述电容器组以基于控制信号来选择性地启用所述电容器组中的至少一个电容器接入所述LC振荡电路，从而调谐所述LNA的谐振频率。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测器包括处理器，所述处理器被配置成检测所发射的自扰乱频率，并输出所述控制信号以将所述LNA谐振频率调离所述自扰乱频率。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测器包括处理器，所述处理器被配置成检测在通信频带中接收到的扰乱频率，并输出所述控制信号以将所述LNA的谐振频率调离所述扰乱频率。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测器包括处理器，所述处理器被配置成检测地理位置上的扰乱频率，并输出所述控制信号以将所述LNA的谐振频率调离所述地理位置上的扰乱频率。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测器被配置成当没有检测到扰乱时，将所述LNA的谐振频率调谐到选定的工作频率。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置被配置成用于收发器前端中。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置被配置成用于全球导航卫星系统(GNSS)接收机中。
9.一种无线通信的方法，其特征在于，包括：
检测具有可调谐的谐振频率的LNA的接收机前端是否接收到扰乱频率并且输出被连接到所述LNA的控制信号；
如果接收到扰乱频率，则响应于所述控制信号，将所述LNA的谐振频率调离所述扰乱频率以增强扰乱拒斥；以及
如果不存在扰乱，则响应于所述控制信号，将所述LNA的谐振频率调谐到选定的工作频率。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括，使用LC振荡电路来调谐所述LNA的谐振频率，所述LC振荡电路包括电容器组以及耦合到所述电容器组的至少一个开关，所述至少一个开关用于基于控制信号来选择性地启用所述电容器组中的至少一个电容器接入所述LC振荡电路。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述检测包括：
检测所发射的自扰乱频率；以及
输出所述控制信号以将所述LNA的谐振频率调离所述自扰乱频率。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述检测包括：
检测在选定的通信频带中接收到的扰乱频率；以及
输出所述控制信号以将所述LNA的谐振频率调离所述扰乱频率。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述检测包括：
检测地理位置上的扰乱频率；以及
输出所述控制信号以将所述LNA的谐振频率调离所述地理位置上的扰乱频率。
14.一种无线通信的设备，其特征在于，包括：
用于检测具有可调谐的谐振频率的LNA的接收机前端是否接收到扰乱频率的装置；
用于输出被连接到所述LNA的控制信号的装置；
用于如果接收到扰乱频率，则响应于所述控制信号，将所述LNA的谐振频率调离所述扰乱频率以增强扰乱拒斥的装置；以及
用于如果不存在扰乱，则响应于所述控制信号，将所述LNA的谐振频率调谐到选定的工作频率的装置。
15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，进一步包括：
用于检测选定的扰乱频率的装置；以及
用于输出所述控制信号以将所述LNA的谐振频率调离所述选定的扰乱频率的装置。
16.如权利要求14所述的设备，其特征在于，进一步包括：
用于检测所发射的自扰乱频率的装置；以及
用于输出所述控制信号以将所述LNA的谐振频率调离所述自扰乱频率的装置。
17.如权利要求14所述的设备，其特征在于，进一步包括：
用于检测在选定的通信频带中接收到的扰乱频率的装置；以及
用于输出所述控制信号以将所述LNA的谐振频率调离所述扰乱频率的装置。
18.如权利要求14所述的设备，其特征在于，进一步包括：
用于检测地理位置上的扰乱频率的装置；以及
用于输出所述控制信号以将所述LNA的谐振频率调离所述地理位置上的扰乱频率的装置。
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