CN105306079A - 无线通信接收器与无线通信方法 - Google Patents
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Abstract
一种无线通信接收器与无线通信方法,所述无线通信接收器包含:第一信号处理电路,用于接收射频信号,以及通过处理接收的射频信号产生第一处理信号;第二信号处理电路,耦接于第一信号处理电路;以及侦测电路,用于监视第一信号处理电路的特定信号,以及产生至少一控制信号至第二信号处理电路以响应监视的特定信号的信号电平,其中控制信号控制第二信号处理电路以从第一操作模式切换至第二操作模式。所述无线通信接收器与无线通信方法,通过使第二信号处理电路在多个模式之间切换,可适应性地调整无线通信接收器的功率消耗。
Description
技术领域
本发明有关于视频解码,特别有关于低复杂度(lowcomplexity)视频解码器。
背景技术
无线通信接收器被设计为在需要的频带中接收需要的信号。然而,大的阻断(blocker)信号的存在可显著地降低无线通信接收器的性能。举例来说,当大的阻断信号在小的需要的信号旁边时,无线通信接收器内的主动元件的非线性产生的增益压缩(gaincompression)可使需要的信号更小。另外,因主动元件的非线性,阻断信号可引入额外噪声。为解决以上问题,传统解决方法是改善无线通信接收器的线性。此外,无线通信接收器中的互反(reciprocal)混合亦可引入额外噪声。为解决此问题,传统解决方法是改善本地振荡(localoscillator,以下简称为LO)信号的相位噪声。
在大多数情况下,改善无线通信接收器的线性与LO信号的相位噪声将以消耗更多电流作为代价。这必将导致更大的功率消耗。考虑无线通信接收器接收在需要的信号旁边的大的阻断信号的情况。通常,为处理大的阻断信号,接收器中的混合器模块不得不使用大尺寸的开关(三极管)以改善线性。不幸的是,大尺寸的开关(三极管)具有大电容值的寄生电容,这将导致对LO信号产生器的沉重负载。因此,LO信号产生器需要消耗更多电流以成功地驱动大尺寸的开关(三极管)。若亦将LO信号的相位噪声的改善纳入考虑,则LO信号产生器的总功率消耗将十分大。
然而,在大多数操作条件下,因为大的阻断信号的存在较罕见,所以线性与相位噪声性能将超过实际上所需要的。因此,需要一种创新的接收器设计,可根据无线通信接收器的实际操作条件适应性地调整无线通信接收器的功率消耗。
发明内容
为解决以上技术问题,特提供以下技术方案:
本发明实施例提供一种无线通信接收器,包含:第一信号处理电路,用于接收射频信号,以及通过处理该接收的射频信号产生第一处理信号;第二信号处理电路,耦接于该第一信号处理电路;以及侦测电路,用于监视该第一信号处理电路的特定信号以用于侦测不希望的阻断信号是否存在,以及当监视的该特定信号的信号电平表明该不希望的阻断信号存在时,产生至少一控制信号至该第二信号处理电路以响应该监视的特定信号的信号电平,其中该控制信号控制该第二信号处理电路以从第一操作模式切换至第二操作模式;其中,该特定信号至少包括需要的频段的信号,或者,该第一信号处理电路是低噪声放大器,该特定信号是指示该低噪声放大器的偏置条件的信号且该低噪声放大器的输入信号包括需要的频段的信号。
本发明实施例另提供一种无线通信方法,包含:使用第一信号处理电路以接收射频信号,以及通过处理接收的该射频信号产生第一处理信号;将第二信号处理电路耦接于该第一信号处理电路;监视该第一信号处理电路的特定信号以用于侦测不希望的阻断信号是否存在;以及当监视的该特定信号的该信号电平表明该不希望的阻断信号存在时,产生至少一控制信号至该第二信号处理电路以响应监视的该特定信号的信号电平,其中该控制信号控制该第二信号处理电路以从第一操作模式切换至第二操作模式;其中,该特定信号至少包括需要的频段的信号,或者,该第一信号处理电路是低噪声放大器,该特定信号是指示该低噪声放大器的偏置条件的信号且该低噪声放大器的输入信号包括需要的频段的信号。
以上所述的无线通信接收器与无线通信方法,通过使第二信号处理电路在多个操作模式之间切换,可适应性地调整无线通信接收器的功率消耗。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的通用无线通信接收器的方框图。
图2A为根据本发明第一实施例的通过控制信号被适应性地控制的电路元件的示意图。
图2B为根据本发明第二实施例的通过控制信号被适应性地控制的电路元件的示意图。
图2C为根据本发明第三实施例的通过控制信号被适应性地控制的电路元件的示意图。
图2D为根据本发明第四实施例的通过控制信号被适应性地控制的电路元件的示意图。
图2E为根据本发明第五实施例的通过控制信号被适应性地控制的电路元件的示意图。
图3为图1中所示的无线通信接收器的一个实施例的方框图。
图4为图3中所示的侦测电路的第一实施例的示意图。
图5为侦测的LNA电流与阻断功率之间的关系的示意图。
图6为图3中所示的侦测电路的第二实施例的示意图。
图7为侦测的LNA电压与阻断功率之间的关系的示意图。
图8为用于基于时分复用的通信系统中的无线通信接收器的操作的时序图。
图9为根据本发明一个实施例的控制用于基于时分复用的通信系统中的无线通信接收器的方法的流程图。
图10A为将第一信号处理电路的监视的特定信号的信号电平映射至第二信号处理电路中的至少一电路元件的已配置的操作特性的平滑转换函数的示意图。
图10B为将第一信号处理电路的监视的特定信号的信号电平映射至第二信号处理电路中的至少一电路元件的已配置的操作特性的第一分段转换函数的示意图。
图10C为将第一信号处理电路的监视的特定信号的信号电平映射至第二信号处理电路中的至少一电路元件的已配置的操作特性的第二分段转换函数的示意图。
图11为图1中所示的侦测电路的一个实施例的方框图。
图12为接收电路与侦测电路之间的可能连接方式的示意图。
图13为根据本发明另一实施例的通用无线通信接收器的方框图。
图14为图13中所示的无线通信接收器的一实施例的方框图。
图15为根据本发明又一实施例的通用无线通信接收器的方框图。
图16为图15中所示的无线通信接收器的一个实施例的方框图。
具体实施方式
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属技术领域的技术人员应可理解,硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区分元件的方式,而是以元件在功能上的差异作为区分的准则。在说明书及权利要求书中所提及的“包含”为开放式的用语,因此,应解释成“包含但不限定在”。此外,“耦接”一词在这里包含任何直接及间接的电气连接手段。因此,若文中描述第一装置耦接于第二装置,则代表第一装置可直接电气连接在第二装置,或通过其它装置或连接手段间接地电气连接到第二装置。
本发明的主要概念为监视无线通信接收器的实际操作条件然后适应性地调整无线通信接收器中的至少一电路的操作特性。更确切来说,无线通信接收器的性能可根据侦测的阻断信号电平适应性地调整。
图1为根据本发明一个实施例的通用无线通信接收器的方框图。无线通信接收器100包含第一信号处理电路102、第二信号处理电路104、以及侦测电路106。第一信号处理电路102用于接收射频(radiofrequency,以下简称为RF)信号SRF,并通过处理接收的RF信号SRF产生第一处理信号S1,其中RF信号SRF与第一处理信号S1的频率可以相同或不同。第二信号处理电路104耦接于第一信号处理电路102,用于接收第一处理信号S1并通过处理接收的第一处理信号S1产生第二处理信号S2。侦测电路106耦接于第一信号处理电路102与第二信号处理电路104,用于监视第一信号处理电路102的特定信号SS并产生至少一控制信号SC至第二信号处理电路104以响应监视的特定信号SS的信号电平/功率电平。当侦测电路106决定监视的特定信号SS的信号电平满足标准(criterion)时,从侦测电路106产生的控制信号Sc控制第二信号处理电路104以从一个操作模式切换至另一操作模式。因此,基于先于第二信号处理电路104的第一信号处理电路102的监视的特定信号SS的信号电平,适应性地调整第二信号处理电路104以改变其操作模式。举例来说,监视第一信号处理电路102的特定信号SS以监视大的阻断信号是否存在。这样,当决定监视的特定信号SS的信号电平已达到预定电平时,可由侦测电路106确认存在不希望的阻断信号。然后,侦测电路106使操作于第一操作模式的第二信号处理电路104进入第二操作模式,其中操作于第二操作模式的第二信号处理电路104将具有较好的线性与相位噪声性能。这样,可减轻或避免由大的阻断信号产生的不希望的影响。
如上文所述,产生控制信号Sc以响应特定信号SS的信号电平/功率电平。然而,上述描述并非意指控制信号Sc仅用于传递功率值至第二信号处理电路104。实际上,基于设计考虑/需要,允许控制信号Sc传递任意可使第二信号处理电路104改变其操作模式的控制信息。举例来说,若第二信号处理电路104配置为根据相位值改变其操作模式,则侦测电路106将用于产生代表相位值的控制信号Sc至第二信号处理电路104以响应监视的特定信号SS的信号电平/功率电平。简单来说,无论控制信号Sc传递什么,只要当在响应监视的特定信号SS的信号电平/功率电平产生的控制信号Sc的控制下,第二信号处理电路104改变其操作模式时,都符合本发明的精神。
在一个实施例中,通过控制第二信号处理电路104中的至少一电路元件以改变其操作特性,控制信号Sc控制第二信号处理电路104以在不同操作模式之间切换。亦即,当第二信号处理电路104中的至少一电路元件在控制信号Sc的控制下改变其操作特性时,第二信号处理电路104可视为从一个操作模式过渡至另一操作模式。图2A至图2E为多个通过控制信号Sc适应性地控制的电路元件的示意图。在图2A中,电路元件201具有电路区块202与为电路区块202提供偏置(bias)电流的可控电流源203。在接收控制信号Sc后,可控电流源203调整电路区块202的偏置电流并从而改变电路元件201的操作特性。在图2B中,电路元件204包含多个电路区块205_A与205_B以及多个开关206_A与206_B。开关206_A与206_B分别决定供应电压是否提供至电路区块205_A与205_B。换句话说,开关206_A/206_B的开/关状态控制对应电路区块205_A/205_B是否被使能。在接收控制信号Sc后,可适当地控制开关206_A与206_B以改变开启的开关的总数量,从而改变电路元件204的操作特性。在图2C中,电路元件207包含电路区块208与由控制信号Sc控制的开关209。因由控制信号Sc控制的开关209的开/关状态决定电路元件207是否被旁路,故当电路元件207接收控制信号Sc时,可改变电路元件207的操作特性。在图2D中,电路元件210包含电路区块211与由控制信号Sc控制的可控电压源212。在接收控制信号Sc后,可控电压源212可调整电路区块211的供应电压,从而改变电路元件210的操作特性。在图2E中,电路元件由控制信号Sc控制的可变被动元件213实施。在接收控制信号Sc后,可变被动元件213可改变其操作特性(例如电阻,电容或电感)。请注意,图2A至图2E中所示的电路元件仅用于描述的目的。亦即,可采用任意具有可调整操作特性的电路结构以实现第二信号处理电路104中的由控制信号Sc控制的电路元件。
第一信号处理电路102与第二信号处理电路104可实现任意接收器架构。举例来说,第一信号处理电路102与第二信号处理电路104包含多个用于将输入RF信号SRF转换为基带信号(即第二处理信号S2)的电路元件。在一个实施例中,第一信号处理电路102包含用于产生并输出第一处理信号S1的最后级(last-stage)电路元件,以及第二信号处理电路104包含用于接收并处理第一处理信号S1的第一级(first-stage)电路元件,其中第一信号处理电路102的电路行为可受到阻断信号的影响,例如电压摆动(swing)、电流摆动、直流电压偏置点、及/或直流电流。然后,侦测电路106可监视电路行为的改变以发现是否存在大的阻断信号。第二信号处理电路104的性能因阻断信号的存在将会显著地降低。因此,当小的需要的信号旁边存在大的阻断信号时,应允许第二信号处理电路104中的一个或多个电路元件消耗较多电流以改善第二信号处理电路104的线性及/或相位噪声性能。作为范例而并非限定,上述最后级电路元件为低噪声放大器(low-noiseamplifier,以下简称为LNA),以及侦测电路106监视与LNA的操作关联的特定信号Sc以决定如何控制第二信号处理电路104中的电路元件。请参考图3,图3为图1中所示的无线通信接收器100的一个实施例的方框图。无线通信接收器300基于图1中所示的电路结构,因此具有第一信号处理电路302、第二信号处理电路304、以及侦测电路306,其中第一信号处理电路302包含LNA312,以及第二信号处理电路304包含混合器模块314、本地振荡信号产生模块316、以及基带信号处理模块318。然而,上文仅用于描述目的。亦即,第一信号处理电路302及/或第二信号处理电路304可包含额外电路元件。举例来说,第一信号处理电路302亦可包含用于阻抗(impedance)匹配的匹配网路(未示出)。
如图3中所示,侦测电路306参考的特定信号可以是LNA312的输入信号(即RF信号SRF),LNA312的输出信号(即第一处理信号S1),或指示LNA312的偏置条件的信号。如上文所述,LNA312的电路行为受阻断信号影响。因此,除LNA312的输入信号外,LNA312的输出信号可给出有关阻断信号的信号电平的信息。举例来说,大的阻断信号的存在亦可增加LNA312的直流电流。这样,LNA312的偏置条件亦给出有关阻断信号的信号电平的信息。
此外,从侦测电路306产生的控制信号可控制混合器模块314、LO信号产生模块316、及/或基带信号处理模块318。请注意,控制信号可传递任意可用于控制混合器模块314、LO信号产生模块316、及/或基带信号处理模块318的操作的控制信息。亦即,从侦测电路306产生的控制信号的种类不受限制。在侦测电路306产生控制信号Sc_1至混合器模块314以响应监视的特定信号的信号电平的情况下,起初具有第一操作特性的混合器模块314由控制信号Sc_1配置为具有不同于第一操作特性的第二操作特性,以使第二信号处理电路304从第一操作模式切换至第二操作模式。作为范例而并非限定,混合器模块314的第一操作特性与第二操作特性具有不同输入阻抗值,或不同线性值,或不同功率消耗值。
在侦测电路306产生控制信号Sc_2至LO信号产生模块316以响应监视的特定信号的信号电平的情况下,起初具有第一操作特性的LO信号产生模块316由控制信号Sc_2配置为具有不同于第一操作特性的第二操作特性,以使第二信号处理电路304从第一操作模式切换至第二操作模式。作为范例而并非限定,LO信号产生模块316的第一操作特性与第二操作特性具有不同相位噪声值或不同功率消耗值。
在侦测电路306产生控制信号Sc_3至基带信号处理模块318以响应监视的特定信号的信号电平的情况下,起初具有第一操作特性的基带信号处理模块318由控制信号Sc_3配置为具有不同于第一操作特性的第二操作特性,以使第二信号处理电路304从第一操作模式切换至第二操作模式。作为范例而并非限定,基带信号处理模块318的第一操作特性与第二操作特性具有不同线性值或不同功率消耗值。
请结合图5参考图4。图4为图3中所示的侦测电路306的第一实施例的示意图。图5为侦测的LNA电流与阻断功率之间的关系的示意图。在本实施例中,图3中所示的侦测电路306由用于侦测LNA312的直流电流IDC的直流电流侦测器402实现。如图4中所示,LNA312通过低压差调整器(lowdropoutregulator,以下简称为LDO)401偏置。然而,当存在具有较大功率的阻断信号时,直流电流IDC的幅度(magnitude)变得较大,如图5中所示。因此,当发现侦测的直流电流IDC(即上文所述的特定信号SS)大于特定电流电平TH_C时,即表明存在具有较大功率的阻断信号,直流电流侦测器402使其输出具有特定逻辑电平(例如高逻辑电平“1”)。当侦测的直流电流IDC不大于特定电流电平TH_C时,即表明存在具有小功率的阻断信号或不存在阻断信号,直流电流侦测器402的输出将具有另一逻辑电平(例如低逻辑电平“0”)。
请结合图7参考图6。图6为图3中所示的侦测电路306的第二实施例的示意图。图7为侦测的LNA电压与阻断功率之间的关系的示意图。在本实施例中,图3中所示的侦测电路306由用于侦测LNA312的特定节点的直流电压VDC(即上文所述的特定信号SS)的直流电压侦测器502实现。如图6中所示,LNA312包含多个三极管M1与M2、负载设备ZL、以及电感元件L,其中三极管M1的控制端由偏置电压Vbias偏置,以及三极管M2的控制端接收RF信号SRF以由LNA312处理。在本实施例中,由直流电压侦测器502监视三极管M1与M2的互连(interconnection)节点的直流电压VDC。如图7中所示,当存在具有较大功率的阻断信号时,直流电压VDC的电压电平变得较小。因此,当发现侦测的直流电压VDC小于特定电压电平TH_V时,即表明存在具有较大功率的阻断信号,直流电压侦测器502使其输出特定逻辑电平(例如高逻辑电平“1”)。当侦测的直流电压VDC不大于特定电压电平TH_V时,即表明存在具有小功率的阻断信号或不存在阻断信号,直流电压侦测器502的输出将具有另一逻辑电平(例如低逻辑电平“0”)。请注意,LNA采用的放大器架构以及由直流电压侦测器502监视的LNA的直流电压仅用于描述目的。在另一设计方案中,直流电压侦测器502可用于监视LNA中的另一节点的直流电压。
图8为用于基于时分复用的通信系统中的无线通信接收器300的操作的时序图。当无线通信接收器300用于基于时分复用的通信系统中时,信号突发(burst)(例如BurstRX_1与BurstRX_2)分别传输于不同时槽中。请注意,在基于时分复用的通信系统中使用无线通信接收器300仅用于描述的目的,并非对本发明的限定。亦即,采用本发明提出的用于适应性地调整第二信号处理电路304的操作模式的技术的无线通信接收器300亦可适用于其他系统。如图8所示,使能信号RX_EN在接收热身(RXwarmup,RX热身)期间为低逻辑电平“0”,而在多个接收模式(RX模式)期间为高逻辑电平“1”。当包含第一信号处理电路302与第二信号处理电路304的接收电路因图8中的使能信号RX_EN指示而使能时(即在任意RX模式期间),第一信号处理电路302与第二信号处理电路304需要在时间段T1+T2内被稳定(settle),其中侦测电路306的使能信号Detect_EN落后使能信号RX_EN时间段T1以用于稳定LNA。举例来说,时间段T1+T2为11us,以及时间段T1为5us。因此,留下6us的时间段T2用于稳定侦测电路306。如图8所示,RF信号SRF传输包含第一信号突发BurstRX_1与第二信号突发BurstRX_2的多个连续信号突发,以及侦测电路306在第一信号处理电路302开始接收第一信号突发BurstRX_1前被使能,以及直到第一信号处理电路102完成接收第一信号突发BurstRX_1后被重置。如图3所示,第二信号处理电路304具有包含于其中的基带信号处理模块318。除产生第二处理信号S2外,基带信号处理模块318可决定第一信号突发BurstRX_1中的需要的频带的输入功率。当输入功率超过预定阈值TH时,即表明阻断信号不明显,在第一信号处理电路302开始接收接下来的第二信号突发BurstRX_2前,侦测电路302在第一信号突发BurstRX_1的末端的重置将不会被再次使能。然而,当输入功率未超过预定阈值TH时,在第一信号处理电路302开始接收接下来的第二信号突发BurstRX_2前,侦测电路302在第一信号突发BurstRX_1的末端的重置将被再次使能。
请参考图9,图9为根据本发明一个实施例的控制用于基于时分复用的通信系统中的无线通信接收器的方法的流程图。假定结果大致上相同,下述步骤不必按照完全相同的顺序执行。请注意,控制用于基于时分复用的通信系统中的无线通信接收器的方法仅用于描述的目的,并非对本发明的限定。举例来说,采用本发明提出的用于适应性地调整第二信号处理电路304的操作模式的技术的无线通信接收器亦可适用于其他系统。简单来说,控制采用本发明提出的技术的无线通信接收器的任意方法都属于本发明的范畴。控制无线通信接收器的操作可简要总结如下。
步骤600:开始。
步骤602:使能侦测电路106/306。
步骤604:使用使能的侦测电路106/306以监视第一信号处理电路102/302的特定信号的信号电平。
步骤606:参考特定信号的信号电平的监视结果以用于配置第二信号处理电路104/304中的至少一个电路元件的操作特性。
步骤608:接收传输于一个时槽中的信号突发。
步骤610:重置侦测电路106/306。
步骤612:决定接收的信号突发中的需要的频带的输入功率。
步骤614:检查输入功率是否超过预定阈值(即检查输入功率是否足够大)。若是,进入步骤616;否则,进入步骤602。
步骤616:接收传输于另一时槽中的信号突发。进入步骤612。
因本领域技术人员在阅读上文所述的实施例相关的段落后可容易理解图9中的每一步骤的操作,故为简洁起见在此不再赘述。
在步骤606中,侦测电路106/306参考特定信号的信号电平的监视结果以用于配置第二信号处理电路104/304中的至少一电路元件的操作特性。举例来说,通过改变第二信号处理电路104/304中的至少一电路元件的操作特性调整接收电路的整体功率消耗。第一信号处理电路102/302的监视的特定信号的信号电平以及第二信号处理电路104/304中的至少一电路元件的配置的操作特性可具有如图10A中所示的平滑(smooth)转换函数(transferfunction)或者图10B或图10C中所示的分段(piece-wise)转换函数。如图10A所示,第一信号处理电路102/302的监视的特定信号的每一信号电平被映射至第二信号处理电路104/304中的至少一电路元件的对应配置的操作特性。举例来说,在侦测电路106/306采用平滑转换函数的情况下,预建(pre-built)映射表可决定控制信号。请参考图11,图11为图1中所示的侦测电路106的一个实施例的方框图。侦测电路106包含映射表802与控制单元804。在本实施例中,映射表802用于记录第二信号处理电路104的多个操作模式设置(例如第二信号处理电路104中的至少一电路元件的多个操作特性设置),其中多个操作模式设置分别映射至监视的特定信号SS的多个信号电平。控制单元804用于侦测监视的特定信号SS的信号电平,在映射表802中搜索对应于侦测的监视的特定信号SS的信号电平的目标操作模式设置(例如第二信号处理电路104中的至少一电路元件的目标操作特性设置),以及产生控制信号SC以响应目标操作模式设置(例如第二信号处理电路104中的至少一电路元件的目标操作特性设置)。这样,第二信号处理电路104在不同操作模式下可具有不同功率消耗值。因此,因可适应性地调整第二信号处理电路104的功率消耗,故与传统接收器设计的功率消耗相比,无线通信接收器100的平均功率消耗可有效地被减少。
如图10B中所示,当监视的特定信号SS的侦测的信号电平低于第一预定电平TH1时,第二信号处理电路104中的至少一电路元件被配置为具有第一操作特性CH1,从而使第二信号处理电路104操作于第一操作模式;当监视的特定信号SS的侦测的信号电平位于第一预定电平TH1与第二预定电平TH2之间时,第二信号处理电路104中的至少一电路元件由控制信号SC配置为具有第二操作特性CH2,从而使第二信号处理电路104操作于第二操作模式;当监视的特定信号SS的侦测的信号电平位于第二预定电平TH2与第三预定电平TH3之间时,第二信号处理电路104中的至少一电路元件由控制信号SC配置为具有第三操作特性CH3,从而使第二信号处理电路104操作于第三操作模式;以及当监视的特定信号SS的侦测的信号电平超过第三预定电平TH3时,第二信号处理电路104中的至少一电路元件由控制信号SC配置为具有第四操作特性CH4,从而使第二信号处理电路104操作于第四操作模式。其中,第一操作模式、第二操作模式、第三操作模式、第四操作模式的功率消耗不同。类似地,因可适应性地调整第二信号处理电路104的功率消耗,故与传统接收器设计的功率消耗相比,无线通信接收器100的平均功率消耗可有效地被减少。
图10C为侦测电路106采用的简化的分段转换函数的示意图。这样,侦测电路106参考第一信号处理电路102的特定信号SS的信号电平的监视结果以用于侦测阻断信号是否存在,以及产生至少一控制信号SC至第二信号处理电路104以响应指示阻断信号存在的侦测结果。举例来说,当监视的特定信号SS的侦测的信号电平超过预定电平TH’时,侦测电路106决定在小的需要的信号旁边存在大的阻断信号。因此,从侦测电路106产生的控制信号SC控制第二信号处理电路104中的至少一电路元件以从第一操作特性CH1’改变为第二操作特性CH2’,从而使第二信号处理电路104从第一操作模式过渡至第二操作模式。类似地,因可适应性地调整第二信号处理电路104的功率消耗,故与传统接收器设计的功率消耗相比,无线通信接收器100的平均功率消耗可有效地被减少。
无线通信接收器300可根据图10A/图10B/图10C中所示的转换函数操作于基于时分复用的通信系统中;然其仅用于描述的目的,并非对本发明的限定。亦即,无线通信接收器300可根据图10A/图10B/图10C中所示的转换函数操作于其他系统中。其亦符合本发明的精神。
请注意,当侦测电路106/306采用上述分段转换函数或平滑转换函数时,亦可使用预建映射表以决定控制信号。这样,侦测电路可使用图11中所示的电路结构来实施。然其仅用于描述的目的,并非对本发明的限定。举例来说,侦测电路106/306可配备充足计算功率以用于直接计算控制值然后产生控制信号以响应监视的特定信号的侦测的信号电平。
另外,在包含第一信号处理电路302以及第二信号处理电路304的接收电路与图3中所示的侦测电路之间的连接仅用于描述目的。亦即,对于由第一信号处理电路102与第二信号处理电路104构成的接收电路,接收电路中与侦测电路106连接的连接节点可根据第一信号处理电路102的实际配置设置。假定示例接收电路包含LNA1202、混合器1204、以及具有包含串联的多个放大器的(例如AMP_1与AMP_2)放大器链1206的基带信号处理模块,如图12所示。在第一信号处理电路102的最后级电路元件为LNA1202的情况下,侦测电路106可连接于节点N1至N3中的一个。在第一信号处理电路102的最后级电路元件为混合器1204的情况下,侦测电路106可连接于节点N1至节点N4中的一个。在第一信号处理电路102的最后级电路元件为放大器AMP_1的情况下,侦测电路106可连接于节点N1至节点N5中的一个。在第一信号处理电路102的最后级电路元件为放大器AMP_2的情况下,侦测电路106可连接于节点N1至节点N6中的一个。简单来说,任意采用图1中所示的示例结构的接收器设计符合本发明的精神且属于本发明的范畴。
图13为根据本发明另一实施例的通用无线通信接收器的方框图。无线通信接收器1300包含上文所述的第一信号处理电路102与侦测电路106,以及并联地耦接于第一信号处理电路102的第二信号处理电路1304。在本实施例中,第二信号处理电路1304用于接收RF信号SRF以及通过处理接收的RF信号SRF产生第二处理信号S2’,其中SRF与S2’的频率可相同或不同。侦测电路106用于监视第一信号处理电路102的特定信号SS并产生控制信号SC至第二信号处理电路1304以响应监视的特定信号SS的信号电平/功率电平。请注意,控制信号SC可传递任意可用于控制第二信号处理电路1304的操作的控制信息。亦即,控制信号SC的种类不受限制。当侦测电路106决定监视的特定信号SS的信号电平满足标准时,从侦测电路106产生的控制信号Sc控制第二信号处理电路1304以从一个操作模式切换至另一操作模式。因此,基于第一信号处理电路102的监视的特定信号SS的信号电平,适应性地调整并联地耦接于第一信号处理电路102的第二信号处理电路1304以改变其操作模式。举例来说,监视第一信号处理电路102的特定信号SS以监视大的阻断信号是否存在。这样,当决定监视的特定信号SS的信号电平已达到预定电平时,可由侦测电路106确认存在不希望的阻断信号。然后,侦测电路106使操作于第一操作模式(例如非活动模式)的第二信号处理电路1304进入第二操作模式(例如活动模式),其中操作于第二操作模式的第二信号处理电路1304将具有较好的线性性能。这样,可减轻由大的阻断信号产生的不希望的影响。请注意,无线通信接收器1300可用于所有种类的系统中,包含基于时分复用的通信系统。
请参考图14,图14为图13中所示的无线通信接收器1300的一个实施例的方框图。无线通信接收器1400基于图13中所示的电路结构,因此具有第一信号处理电路1402、第二信号处理电路1404、以及侦测电路1406,其中第一信号处理电路1402包含LNA1412,以及第二信号处理电路1404包含LNA1414。然而,上文仅用于描述目的。亦即,第一信号处理电路1402及/或第二信号处理电路1404可包含额外电路元件。
如图14中所示,侦测电路1406参考的特定信号可为LNA1412的输入信号(即RF信号SRF),LNA1412的输出信号(即第一处理信号S1),或指示LNA1412的偏置条件的信号。如上文所述,LNA1412的电路行为受阻断信号影响。因此,除LNA1412的输入信号外,LNA1412的输出信号可给出有关阻断信号的信号电平的信息。举例来说,大的阻断信号的存在亦会增加LNA1412的直流电流。这样,LNA1412的偏置条件亦给出有关阻断信号的信号电平的信息。
在本实施例中,LNA1412配置为具有较低功率消耗/优秀噪声性能,而LNA1414配置为具有较高功率消耗/更优线性性能。从侦测电路1406产生的控制信号Sc可控制LNA1414。在侦测电路1406产生控制信号Sc至LNA1414以响应监视的特定信号的信号电平的情况下,起初具有第一操作特性的LNA1414由控制信号Sc配置为具有不同于第一操作特性的第二操作特性,以使第二信号处理电路1404从第一操作模式切换至第二操作模式。作为范例而并非限定,当LNA1414关闭时被视为具有第一操作特性,以及当LNA1414打开时被视为具有第二操作特性。因此,当侦测电路1406侦测到LNA1412的电路行为由阻断信号影响时,将打开并联耦接于LNA1412且具有较好线性性能的LNA1414以改善信号品质。
图15为根据本发明又一实施例的通用无线通信接收器的方框图。无线通信接收器1500包含上文所述的第一信号处理电路102与侦测电路106,以及耦接于第一信号处理电路102的第二信号处理电路1504。在本实施例中,第二信号处理电路1504用于控制第一信号处理电路102的操作。侦测电路106用于监视第一信号处理电路102的特定信号SS并产生控制信号SC至第二信号处理电路1504以响应监视的特定信号SS的信号电平/功率电平。请注意,控制信号SC可传递任意可用于控制第二信号处理电路1504的操作的控制信息。亦即,控制信号SC的种类不受限制。当侦测电路106决定监视的特定信号SS的信号电平满足标准时,从侦测电路106产生的控制信号Sc控制第二信号处理电路1504以从一个操作模式切换至另一操作模式。因此,基于第一信号处理电路102的监视的特定信号SS的信号电平,适应性地调整控制第一信号处理电路102的操作的第二信号处理电路1504以改变其操作模式。举例来说,监视第一信号处理电路102的特定信号SS以监视大的阻断信号是否存在。这样,当决定监视的特定信号SS的信号电平已达到预定电平时,可由侦测电路106确认存在不希望的阻断信号。然后,侦测电路106使操作于第一操作模式(例如第一偏置模式)的第二信号处理电路1504进入第二操作模式(例如第二偏置模式),其中操作于第二操作模式的第二信号处理电路1504将使第一信号处理电路102具有较好的线性性能。这样,可减轻由大的阻断信号产生的不希望的影响。请注意,无线通信接收器1500可用于所有种类的系统中,包含基于时分复用的通信系统。
请参考图16,图16为图15中所示的无线通信接收器1500的一个实施例的方框图。无线通信接收器1600基于图15中所示的电路结构,因此具有第一信号处理电路1602、第二信号处理电路1604、以及侦测电路1606,其中第一信号处理电路1602包含LNA1612,以及第二信号处理电路1604包含偏置电路1614。然而,上文仅用于描述目的。亦即,第一信号处理电路1602及/或第二信号处理电路1604可包含额外电路元件。
如图16中所示,侦测电路1606参考的特定信号可为LNA1612的输入信号(即RF信号SRF),LNA1612的输出信号(即第一处理信号S1),或指示LNA1612的偏置条件的信号。如上文所述,LNA1612的电路行为受阻断信号影响。因此,除LNA1612的输入信号外,LNA1612的输出信号可给出有关阻断信号的信号电平的信息。举例来说,大的阻断信号的存在亦可增加LNA1612的直流电流。这样,LNA1612的偏置条件亦给出有关阻断信号的信号电平的信息。
在本实施例中,第二信号处理电路1604的偏置电路1614可为LDO、直流电压控制电路、或直流电流控制电路,用于偏置第一信号处理电路1602的LNA1612。从侦测电路1606产生的控制信号Sc可控制偏置电路1614。在侦测电路1606产生控制信号Sc至偏置电路1614以响应监视的特定信号的信号电平的情况下,起初具有第一操作特性的偏置电路1614由控制信号Sc配置为具有不同于第一操作特性的第二操作特性,以使第二信号处理电路1604从第一操作模式切换至第二操作模式。作为范例而并非限定,第一操作特性与第二操作特性具有不同电流/电压净空(headroom)设置。因此,当侦测电路1606侦测到LNA1612的电路行为由阻断信号影响时,偏置电路1614由控制信号Sc触发以提供更多电流/电压净空至第一信号处理电路1602的LNA1612以获得较好线性性能。这样,可改善信号品质。
虽然本发明已以较佳实施方式揭露如上,然其并非用于限定本发明,任何所属技术领域中的技术人员,在不脱离本发明的范围内,可以做一些改动,因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的范围为准。
Claims (24)
1.一种无线通信接收器,包含:
第一信号处理电路,用于接收射频信号,以及通过处理该接收的射频信号产生第一处理信号;
第二信号处理电路,耦接于该第一信号处理电路;以及
侦测电路,用于监视该第一信号处理电路的特定信号以用于侦测不希望的阻断信号是否存在,以及当监视的该特定信号的信号电平表明该不希望的阻断信号存在时,产生至少一控制信号至该第二信号处理电路以响应该监视的特定信号的信号电平,其中该控制信号控制该第二信号处理电路以从第一操作模式切换至第二操作模式;
其中,该特定信号至少包括需要的频段的信号,或者,该第一信号处理电路是低噪声放大器,该特定信号是指示该低噪声放大器的偏置条件的信号且该低噪声放大器的输入信号包括需要的频段的信号。
2.如权利要求1所述的无线通信接收器,其特征在于,当该特定信号至少包括需要的频段的信号,该第一信号处理电路包含低噪声放大器,以及该特定信号为送入该低噪声放大器的输入信号,或为从该低噪声放大器产生的输出信号。
3.如权利要求1所述的无线通信接收器,其特征在于,该控制信号通过使该第二信号处理电路中的至少一电路元件改变其操作特性,以控制该第二信号处理电路从该第一操作模式切换至该第二操作模式。
4.如权利要求1所述的无线通信接收器,其特征在于,该第二信号处理电路包含具有第一操作特性的混合器模块,以及该混合器模块由该控制信号配置以具有不同于该第一操作特性的第二操作特性,以使该第二信号处理电路从该第一操作模式切换至该第二操作模式。
5.如权利要求1所述的无线通信接收器,其特征在于,该第二信号处理电路包含具有第一操作特性的本地振荡信号产生模块,以及该本地振荡信号产生模块由该控制信号配置以具有不同于该第一操作特性的第二操作特性,以使该第二信号处理电路从该第一操作模式切换至该第二操作模式。
6.如权利要求1所述的无线通信接收器,其特征在于,该第二信号处理电路包含具有第一操作特性的基带信号处理模块,以及该基带信号处理模块由该控制信号配置以具有不同于该第一操作特性的第二操作特性,以使该第二信号处理电路从该第一操作模式切换至该第二操作模式。
7.如权利要求4-6任一项所述的无线通信接收器,其特征在于,该第一操作特性与该第二操作特性具有不同输入阻抗值,或不同线性值,或不同功率消耗值,或不同相位噪声值。
8.如权利要求1所述的无线通信接收器,其特征在于,该射频信号传输包含第一信号突发的多个信号突发,以及该侦测电路在该第一信号处理电路开始接收该第一信号突发前被使能,以及该侦测电路直到该第一信号处理电路完成接收该第一信号突发后被重置。
9.如权利要求8所述的无线通信接收器,其特征在于,当在该第一信号突发内需要的频带的输入功率超过预定阈值时,在该第一信号处理电路开始接收跟随该第一信号突发的第二信号突发前,在该第一信号突发的末端该侦测电路的重置未被使能。
10.如权利要求1所述的无线通信接收器,其特征在于,该侦测电路包含:
映射表,用于记录该第二信号处理电路的多个操作模式设置,其中该多个操作模式设置分别映射至该监视的特定信号的多个信号电平;以及
控制单元,用于侦测该监视的特定信号的该信号电平,在该映射表中搜索对应于监视的该特定信号的侦测的该信号电平的目标操作模式设置,以及根据该目标操作模式设置产生该控制信号。
11.如权利要求1所述的无线通信接收器,其特征在于,该第二信号处理电路包含具有第一操作特性的低噪声放大器,以及该低噪声放大器由该控制信号配置以具有不同于该第一操作特性的第二操作特性,以使该第二信号处理电路从该第一操作模式切换至该第二操作模式。
12.如权利要求1所述的无线通信接收器,其特征在于,该第二信号处理电路包含具有第一操作特性的偏置电路,以及该偏置电路由该控制信号配置以具有不同于该第一操作特性的第二操作特性,以使该第二信号处理电路从该第一操作模式切换至该第二操作模式。
13.如权利要求11或者12所述的无线通信接收器,其特征在于,当该第二信号处理电路包含具有第一操作特性的低噪声放大器时,当该低噪声放大器关闭时具有该第一操作特性,以及当该低噪声放大器打开时具有该第二操作特性;或者,当该第二信号处理电路包含具有第一操作特性的偏置电路时,该第一操作特性与该第二操作特性具有不同电流/电压净空设置。
14.如权利要求1所述的无线通信接收器,该第二信号处理电路通过处理该第一处理信号以产生第二处理信号;或者,该第二信号处理电路并联耦接于该第一信号处理电路;或者,该第二信号处理电路用于控制该第一信号处理电路的操作。
15.如权利要求1所述的无线通信接收器,被监视的该特定信号的该信号电平达到阈值表明该不希望的阻断信号存在。
16.一种无线通信方法,包含:
使用第一信号处理电路以接收射频信号,以及通过处理接收的该射频信号产生第一处理信号;
将第二信号处理电路耦接于该第一信号处理电路;
监视该第一信号处理电路的特定信号以用于侦测不希望的阻断信号是否存在;以及
当监视的该特定信号的该信号电平表明该不希望的阻断信号存在时,产生至少一控制信号至该第二信号处理电路以响应监视的该特定信号的信号电平,其中该控制信号控制该第二信号处理电路以从第一操作模式切换至第二操作模式;
其中,该特定信号至少包括需要的频段的信号,或者,该第一信号处理电路是低噪声放大器,该特定信号是指示该低噪声放大器的偏置条件的信号且该低噪声放大器的输入信号包括需要的频段的信号。
17.如权利要求16所述的无线通信方法,其特征在于,当该特定信号至少包括需要的频段的信号,该第一信号处理电路包含低噪声放大器,以及该特定信号为送入该低噪声放大器的输入信号,或为从该低噪声放大器产生的输出信号。
18.如权利要求16所述的无线通信方法,其特征在于,该产生至少该控制信号至该第二信号处理电路的步骤包含:
通过使该第二信号处理电路中的至少一电路元件改变其操作特性,使用该控制信号以控制该第二信号处理电路从该第一操作模式切换至该第二操作模式。
19.如权利要求16所述的无线通信方法,其特征在于,该第二信号处理电路包含具有第一操作特性的混合器模块,以及该产生至少该控制信号至该第二信号处理电路的步骤包含:使用该控制信号以配置该混合器模块以具有不同于该第一操作特性的第二操作特性,以使该第二信号处理电路从该第一操作模式切换至该第二操作模式;
或者,该第二信号处理电路包含具有第一操作特性的本地振荡信号产生模块,以及该产生至少该控制信号至该第二信号处理电路的步骤包含:使用该控制信号以配置该本地振荡信号产生模块以具有不同于该第一操作特性的第二操作特性,以使该第二信号处理电路从该第一操作模式切换至该第二操作模式;
或者,该第二信号处理电路包含具有第一操作特性的基带信号处理模块,以及该产生至少该控制信号至该第二信号处理电路的步骤包含:使用该控制信号以配置该基带信号处理模块以具有不同于该第一操作特性的第二操作特性,以使该第二信号处理电路从该第一操作模式切换至该第二操作模式。
20.如权利要求19所述的无线通信方法,其特征在于,该第一操作特性与该第二操作特性具有不同输入阻抗值,或不同线性值,或不同功率消耗值,或不同相位噪声值。
21.如权利要求16所述的无线通信方法,其特征在于,该射频信号传输包含第一信号突发的多个信号突发,以及该监视该第一信号处理电路的该特定信号的步骤在该第一信号处理电路开始接收该第一信号突发前被使能,以及直到该第一信号处理电路完成接收该第一信号突发后被重置。
22.如权利要求21所述的无线通信方法,其特征在于,当在该第一信号突发内需要的频带的输入功率超过预定阈值时,在该第一信号突发的末端该监视该第一信号处理电路的该特定信号的步骤的重置在该第一信号处理电路开始接收跟随该第一信号突发的第二信号突发前未被使能。
23.如权利要求16所述的无线通信方法,其特征在于,该第二信号处理电路包含具有第一操作特性的低噪声放大器,以及该产生至少该控制信号至该第二信号处理电路的步骤包含:使用该控制信号以配置该低噪声放大器以具有不同于该第一操作特性的第二操作特性,以使该第二信号处理电路从该第一操作模式切换至该第二操作模式;
或者该第二信号处理电路包含具有第一操作特性的偏置电路,以及该产生至少该控制信号至该第二信号处理电路的步骤包含:使用该控制信号以配置该偏置电路以具有不同于该第一操作特性的第二操作特性,以使该第二信号处理电路从该第一操作模式切换至该第二操作模式。
24.如权利要求16所述的无线通信方法,被监视的该特定信号的该信号电平达到阈值表明该不希望的阻断信号存在。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160203 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |