CN107276604B - 用于处理射频(rf)信号的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

公开了用于处理射频(RF)信号的方法和系统的实施例。在实施例中，用于处理RF信号的方法涉及将所述RF信号降频转换为已转换信号，基于所述RF信号的幅度获得接收信号强度指示器(RSSI)值，以及基于所述RSSI值放大所述已转换信号。

Description

用于处理射频(RF)信号的方法和系统
相关申请的交叉参考
本申请与2016年3月31日提交的、标题为“用于控制通信装置的放大器的方法和系统(Method and System for Controlling an Amplifier of a CommunicationsDevice)”且具有申请序列US15/087,524的专利申请有关。
技术领域
本文涉及用于处理射频(RF)信号的方法和系统。
背景技术
射频(RF)通信装置通常需要支持宽的动态范围。例如，RF通信装置可需要应对具有不良耦合条件的长距离通信以及具有良好耦合条件的近距离通信。此外，RF通信装置通常使用放大器用于信号放大。然而，在接收数据帧期间，改变放大器的配置可破坏数据帧，并且导致数据丢失。
发明内容
公开用于处理RF信号的方法和系统的实施例。在实施例中，用于处理RF信号的方法涉及将RF信号降频转换为已转换信号，基于RF信号的幅度获得接收信号强度指示器(RSSI)值，以及基于RSSI值放大已转换信号。
在实施例中，该方法另外包括基于RSSI值控制放大器的增益。基于RSSI值放大已转换信号包括根据放大器的增益使用放大器放大已转换信号。
在实施例中，基于RSSI值控制放大器的增益包括基于RSSI值在预定义增益值之间切换放大器的增益。
在实施例中，基于RSSI值控制放大器的增益包括将RSSI值与阈值比较，并且如果RSSI值大于或小于阈值，那么切换放大器的增益。
在实施例中，基于RF信号的幅度获得RSSI值包括在与第二信号路径平行的第一信号路径中测量RF信号的幅度。将RF信号转换为已转换信号包括在第二信号路径中将RF信号转换为已转换信号。
在实施例中，基于RSSI值放大已转换信号包括在第二信号路径中基于RSSI值放大已转换信号。
在实施例中，RSSI值包括数字。
在实施例中，RSSI值与RF信号的幅度具有非线性关系。
在实施例中，将RF信号转换为已转换信号包括将RF信号转换为基带信号。
在实施例中，基于RF信号的幅度获得RSSI值包括基于已转换信号的幅度获得RSSI值。
在实施例中，用于处理RF信号的系统包括降频转换器，该降频转换器被配置成将RF信号转换为已转换信号；RSSI装置，该RSSI装置被配置成基于RF信号的幅度获得RSSI值；以及放大器，该放大器被配置成基于RSSI值放大已转换信号。
在实施例中，该系统另外包括放大器控制装置，该放大器控制装置被配置成基于RSSI值控制放大器的增益。放大器另外被配置成根据增益放大已转换信号。
在实施例中，放大器控制装置另外被配置成基于RSSI值在预定义增益值之间切换放大器的增益。
在实施例中，放大器控制装置另外被配置成将RSSI值与阈值比较，并且如果RSSI值大于或小于阈值，那么切换放大器的增益。
在实施例中，RSSI装置另外被配置成在与第二信号路径平行的第一信号路径中测量RF信号的幅度。降频转换器另外被配置成在第二信号路径中将RF信号转换到中已转换信号。
在实施例中，放大器另外被配置成在第二信号路径中基于RSSI值放大已转换信号。
在实施例中，RSSI值与RF信号的幅度具有非线性关系。
在实施例中，降频转换器另外被配置成将RF信号转换为基带信号。
在实施例中，RSSI装置另外被配置成基于已转换信号的幅度获得RSSI值。
在实施例中，用于处理RF信号的方法涉及在第一信号路径中将RF信号降频转换为已转换信号，在与第一信号路径平行的第二信号路径中，基于RF信号的幅度获得RSSI值，基于RSSI值控制放大器的增益，以及根据在第二路径中的增益使用放大器放大已转换信号。RSSI值与RF信号的幅度具有非线性关系。
根据本发明的其它方面将从借助于本发明原理的例子说明的结合附图的以下详细描述中变得显而易见。
附图说明
图1描绘根据本发明的实施例的通信装置。
图2示出图1中描绘的通信装置的时序图。
图3示出图1中描绘的通信装置的放大器控制装置的状态机图。
图4描绘图1中描绘的放大器控制装置的例子BBA增益切换操作。
图5描绘图1中描绘的通信装置的实施例。
图6描绘图1中描绘的通信装置的另一个实施例。
图7描绘实施BBA增益冻结机制的图1中描绘的放大器控制装置的实施例。
图8示出图7中描绘的放大器控制装置的信号时序图。
图9示出具有图7中描绘的放大器控制装置的错误帧检测的信号时序图。
图10为示出图7中描绘的放大器控制装置的示例性操作的流程图。
图11示出描述延时机制的图7中描绘的放大器控制装置的信号时序图。
图12描绘图7中描绘的放大器控制装置的决策逻辑电路的实施例。
图13示出图12中描绘的决策逻辑电路的信号时序图。
图14为根据本发明的实施例用于处理RF信号的方法的过程流程图。
图15为根据本发明的实施例用于控制放大器的方法的过程流程图。
贯穿描述，可以使用类似的附图标记来识别类似的元件。
具体实施方式
将容易理解，如本文中大体描述且在附图中示出的实施例的组件可以用各种不同的配置来布置和设计。因此，以下如图中所表示的各种实施例的更详细的描述不旨在限制本公开的范围，而仅仅是表示各种实施例。虽然在附图中呈现了实施例的各个方面，但是除非特别指示，否则附图未必按比例绘制。
在不脱离本发明精神或基本特点的情况下，可以其它特定形式体现本发明。所描述的实施例应视为在所有方面均仅为说明性而非限制性的。因而，本发明的范围由所附权利要求书而不是由该详细描述来指示。在权利要求书等效物的含义和范围内的所有改变均涵盖在权利要求书的范围内。
贯穿本说明书对特征、优点或类似语言的涉及并不暗示可以用本发明实现的所有特征和优点应该在或都在本发明的任何单个实施例中。相反地，涉及特征和优点的语言应理解成意指结合实施例描述的具体特征、优点或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书对特征和优点的讨论，以及类似语言可(但未必)涉及同一实施例。
还有，本发明的所描述的特征、优点和特性可以任何合适方式在一个或多个实施例中组合。相关领域的技术人员应认识到，鉴于本文的描述，可以在没有特定实施例的具体特征或优点中的一个或多个具体特征或优点的情况下实践本发明。在其它情况下，可在某些实施例中认识到，额外的特征和优点可不存在于本发明的所有实施例中。
贯穿本说明书对“一个实施例”、“实施例”或类似语言的引用意味着结合所指示实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”和类似语言可以但不一定必须全部是指同一实施例。
图1描绘根据本发明的实施例的通信装置100。在图1中描绘的实施例中，通信装置包括降频转换器102、接收信号强度指示器(RSSI)装置104、放大器106、放大器控制装置108、模数转换器(ADC)110和数字信号处理(DSP)装置112。通信装置被配置成处理RF信号以产生数字信号。虽然示出的通信装置在本文中被示出具有某些组件且被描述具有某些功能，但通信装置的其它实施例可包括更少或更多的组件以实施相同、更少或更多的功能。例如，在一些实施例中，通信装置可包括用于接收RF信号的至少一个天线。在另一个例子中，在一些实施例中，通信装置可不包括ADC和/或DSP装置。
图1中描绘的通信装置100可基于接收的RF信号的信号强度调整放大器106的放大器增益，在与主信号信道130在平行的信号信道120中在从降频转换器到DSP装置的方向上，由RSSI装置104测量接收的RF信号的信号强度。例如，如果接收的RF信号的信号强度较低(例如，由具有不良耦合条件的较大距离通信引起的)，那么通信装置使用较大放大器增益放大接收的RF信号。如果接收的RF信号的信号强度较高(例如，由具有良好耦合条件的近距离通信引起的)，那么通信装置使用较小放大器增益放大接收的RF信号，或使接收的RF信号减弱。与具有与输入RF信号强度无关的静态放大器增益的通信装置相比，通信装置可基于接收的RF信号的信号强度，调整放大器的放大器增益。结果，通信装置可支持宽动态范围(即，使用宽范围的幅度处理RF)。
通信装置100的降频转换器102被配置成将RF信号转换为具有低于RF信号频率的频率的已转换信号。降频转换器可以是混合器。在一些实施例中，降频转换器为被配置成将RF信号转换为基带信号的基带转换器。
通信装置100的RSSI装置104被配置成基于RF信号的幅度获得RSSI值。在一些实施例中，RSSI装置基于RF信号的分量的幅度获得RSSI值。例如，RSSI装置基于RF信号的降频转换形式的DC值获得RSSI值。RSSI值可为例如整数的数字。RF信号的幅度可为RF信号的电压和/或RF信号的电流。在一些实施例中，RSSI值与RF信号的幅度具有非线性关系。例如，RSSI值30可与幅度1V相关联，而RSSI值35可与幅度1.5V相关联。
通信装置100的放大器106被配置成基于RSSI值放大已转换信号，以生成放大信号。在一些实施例中，放大器为被配置成基于RSSI值放大由降频转换器102产生的基带信号以生成放大信号的基带放大器(BBA)。
通信装置的放大器控制装置108被配置成基于RSSI值控制放大器。在一些实施例中，放大器控制装置被配置成基于RSSI值控制放大器的增益，并且放大器被配置成根据增益放大已转换信号。在一些实施例中，放大器控制装置被配置成基于RSSI值历史记录(例如，当前RSSI值和/或至少前一个RSSI值)，在多个预定义增益值之间切换放大器的增益。在一些实施例中，放大器控制装置被配置成将RSSI值与阈值比较，并且如果RSSI值大于或小于阈值，那么切换放大器的增益。
通信装置100的ADC 110被配置成将放大信号转换为数字信号。通信装置的DSP装置112被配置成处理数字信号以生成处理的数字信号。在一些实施例中，通信装置不包括ADC和/或DSP装置。
在通信装置100的例子操作中，RSSI装置104在开始数据帧接收之前测量RF信号的信号强度，并且放大器控制装置108在开始数据帧接收之前，基于测量的RF信号的信号强度，设置放大器的放大器增益。在数据帧接收期间，通过放大器控制装置将放大器增益保持恒定(冻结)。
图2示出图1中描绘的通信装置100的时序图。如图2所示，通信装置具有六个不同通信状态，六个不同通信状态包括空闲(IDLE)状态、等待Rx(WaitRx)状态(在启用通信装置之前的状态)、等待数据(WaitData)状态(通信装置被启用且等待传入帧)、Rx状态(通信装置实际上接收数据帧)、等待Tx(WaitTx)状态(在传输开始之前的状态)和Tx状态(通信状态传输的状态)。在图2中描绘的实施例中，在等待数据(WaitData)状态期间，通信装置的RSSI装置104测量接收的RF信号的信号强度，并且通信装置的放大器控制装置108基于在等待数据(WaitData)状态期间测量的RF信号的信号强度，设置放大器106的放大器增益。与其中在空闲(IDLE)状态或等待Rx(WaitRx)状态期间(该期间可以和100毫秒一样长)确定静态放大器增益且因此在设置放大器增益之后，RF信号可显著改变的通信方案相比，图1中描绘的通信装置就在接收数据帧之前测量RF信号的信号强度。结果，图1中描绘的通信装置可在RF信号可显著改变之前，基于测量的RF信号的信号强度，设置放大器增益。
与在接收数据帧期间定期改变放大器增益(也称为放大器增益切换)，因此破坏数据帧的通信方案相比，如果RSSI值已显著改变，那么图1中描绘的通信装置100实施滞后作用以改变放大器106的放大器增益。结果，图1中描绘的通信装置可使放大器增益切换减少或减至最少，并且减小干扰接收数据帧的可能性。在一些实施例中，通信装置一检测到潜在的数据帧，放大器控制装置108就将放大器106的增益保持或冻结在固定值(因此不允许放大器增益切换)。在接收数据帧期间，使放大器增益切换暂停，以便避免数据帧破坏。
放大器控制装置108可根据滞后作用，基于RSSI值控制放大器106的增益。在一些实施例中，放大器控制装置被配置成基于当前RSSI值和/或至少前一个RSSI值，设置放大器的增益。例如，放大器控制装置被配置成基于当前RSSI值和/或至少前一个RSSI值，在多个预定义值之间切换放大器的增益。因为考虑到历史RSSI数据切换放大器增益，可减少或避免在不同增益设置之间的边界处的不期望放大器切换。
图3示出图1中描绘的通信装置100的放大器控制装置108的状态机图。在图3的状态机图中，放大器控制装置的状态机具有3个状态330、状态332、状态334，规定放大器控制装置被配置成在3个不同增益值之间切换放大器增益。然而，在其它实施例中，放大器控制装置的状态机具有2个状态或多于3个状态，并且在2个增益值之间或多于3个增益值之间切换放大器增益。
在图3的状态机图中，状态330“增益_高(GAIN_HIGH)”、状态332“增益_中(GAIN_MID)”、状态334“增益_低(GAIN_LOW)”表示高放大器增益值、中放大器增益值、低放大器增益值。当放大器控制装置108处于“增益_高(GAIN_HIGH)”的状态时，放大器控制装置将BBA_增益设置为高值，当放大器控制装置处于“增益_中(GAIN_MID)”的状态时，放大器控制装置将放大器增益设置为中值，且当放大器控制装置处于“增益_低(GAIN_LOW)”的状态时，放大器控制装置将放大器增益设置为低值。响应于当前RSSI值和/或前一个RSSI值，3个状态机状态中的每个状态机状态可切换到另一个状态机状态。当放大器控制装置处于“增益_高(GAIN_HIGH)”的状态且当前RSSI值大于或等于阈值“hyst1_下降_值(hyst1_down_value)”时，放大器控制装置切换到“增益_中(GAIN_MID)”的状态。当放大器控制装置处于“增益_高(GAIN_HIGH)”的状态且当前RSSI值大于或等于阈值“hyst2_下降_值(hyst2_down_value)”时，放大器控制装置切换到“增益_中(GAIN_MID)”的状态。当放大器控制装置处于“增益_中(GAIN_MID)”的状态且当前RSSI值小于或等于阈值“hyst1_上升_值(hyst1_up_value)”时，放大器控制装置切换到“增益_高(GAIN_HIGH)”的状态。当放大器控制装置处于“增益_中(GAIN_MID)”的状态且当前RSSI值大于或等于阈值“hyst2_下降_值(hyst2_down_value)”时，放大器控制装置切换到“增益_低(GAIN_LOW)”的状态。当放大器控制装置处于“增益_低(GAIN_LOW)”的状态且当前RSSI值小于或等于阈值“hyst1_上升_值(hyst1_up_value)”时，放大器控制装置切换到“增益_高(GAIN_HIGH)”的状态。当放大器控制装置处于“增益_低(GAIN_LOW)”的状态且当前RSSI值小于或等于阈值“hyst2_上升_值(hyst2_up_value)”时，放大器控制装置切换到“增益_中(GAIN_MID)”的状态。在一些实施例中，控制或启用信号被用于启用或停用放大器控制装置的状态之间的切换。在一些实施例中，放大器控制装置的状态可被重置。
图4描绘图1中描绘的通信装置100的放大器控制装置108的例子放大器增益切换操作。在图4中描绘的例子中，放大器控制装置将放大器增益设置为34dB、43dB或51dB。然而，放大器106的增益不限于34dB、43dB和51dB，并且且可设置为任何适当的值。
在图3中描绘的例子中，RSSI值与RF信号强度具有非线性关系，该RF信号强度被表达为RF信号的幅度。具体地，RSSI值32、RSSI值34、RSSI值37和RSSI值39分别对应于RF信号幅度0.7、RF信号幅度1.3、RF信号幅度2.5和RF信号幅度3.5。放大器控制装置基于当前RSSI值和前一个RSSI值在34dB、43dB或51dB之间切换放大器增益。具体地，当RSSI值从32改变为34时，放大器控制装置将放大器增益从51dB切换到43dB，并且当RSSI值从37改变为39时，放大器控制装置将放大器增益从43dB切换到34dB。此外，当RSSI值从39改变为37时，放大器控制装置将放大器增益从39dB切换到37dB，并且当RSSI值从34改变为32时，放大器控制装置将放大器增益从43dB切换到51dB。当RSSI值低于32时，放大器控制装置将BBA增益保持在51dB。当RSSI值高于39时，放大器控制装置将放大器增益保持在34dB。当RSSI值在34与37之间时，放大器控制装置将放大器增益保持在43dB。
在一些实施例中，在通信装置100处接收的RF信号被直接供应到频带转换器102和RSSI装置104两者。图5描绘图1中描绘的通信装置100的这样的实施例。在图5中描绘的实施例中，通信装置500包括天线520、基带混合器502、时钟恢复装置522、RSSI装置504、可配置的基带放大器(BBA)506、RSSI寄存器524、BBA控制装置508、ADC 510和DSP装置512。通信装置被配置成处理RF信号“Rx”以生成数字信号。如图5所示，基带混合器、时钟恢复装置、RSSI装置、可配置的BBA和ADC在模拟域550中，并且使用模拟信号工作。RSSI寄存器、BBA控制装置和DSP装置在数字域560中，并且使用数字信号工作。图5中描绘的通信装置500是图1中描绘的通信装置100的一个可能的实施例。然而，图1中所描绘的通信装置100不限于图5中示出的实施例。
天线520被配置成接收RF信号Rx。时钟恢复装置522被配置成从RF信号Rx提取时钟信息，该时钟信息可由混合器502使用以将RF信号Rx转换为基带信号。RSSI寄存器524被配置成存储从RSSI装置504接收的RSSI值，并且将存储的RSSI值供应到BBA控制装置508。图5中描绘的通信装置500的基带混合器502、RSSI装置504、可配置的BBA 506、BBA控制装置508、ADC 510和DSP装置512可分别与图1中描绘的通信装置100的基带转换器102、RSSI装置104、BBA 106、放大器控制装置108、ADC 110和DSP装置112相同或类似。
在一些实施例中，在通信装置100处接收的RF信号由频带转换器102处理，并且将处理的RF信号供应到RSSI装置104。图6描绘图1中描绘的通信装置100的这样的实施例。在图6中描绘的实施例中，通信装置600包括天线620、基带同相信道(I-信道)混合器602、RSSI装置604、BBA控制装置608、DSP装置612、时钟恢复装置622、具有ADC 640的正交信道(Q-信道)处理器626、I-信道处理器628和被用于存储用于BBA控制装置的固件配置的寄存器632。I-信道处理器包括第一BBA 606-1、第二BBA 606-2和ADC 610。I-信道处理器、BBA控制装置和寄存器可形成信号放大系统646，而Q-信道处理器和RSSI装置可形成RSSI系统648。通信装置被配置成处理RF信号“RXp/RXn”以生成数字信号。如图6所示，基带I-信道混合器、时钟恢复装置、第一BBA和第二BBA以及ADC在模拟域650中，并且使用模拟信号工作。RSSI装置、BBA控制装置、寄存器和DSP装置在数字域660中，并且使用数字信号工作。图6中描绘的通信装置600是图1中描绘的通信装置100的一个可能的实施例。然而，图1中所描绘的通信装置100不限于图6中示出的实施例。
天线620被配置成接收RF信号RXp/RXn。时钟恢复装置622被配置成从RF信号RXp/RXn提取时钟信息，该时钟信息可由I-信道混合器602使用以将RF信号Rx的同相分量转换成基带信号。在通信装置600的操作中，I-信道处理器将来自I-信道混合器的信号处理成数字信号“adc_out_i”，随后由DSP装置612处理该数字信号“adc_out_i”。具体地说，BBA 606-1和BBA 606-2将来自I-信道混合器的信号放大，并且ADC 610将来自BBA 606-2的放大信号转换为数字信号adc_out_i。Q-信道处理器626(具体地说ADC 640)将来自I-信道混合器的信号转换为数字信号“adc_out_q”，并且RSSI装置604基于RF信号RXp/RXn的降频转换形式的DC值获得RSSI值。图6中描绘的通信装置600的RSSI装置604、BBA 606-1、BBA 606-2、BBA控制装置608、ADC 610和DSP装置612可以分别与图1中描绘的通信装置100的RSSI装置104、放大器106、放大器控制装置108、ADC 110和DSP装置112相同或类似。
在一些实施例中，一在通信装置100处检测到传入数据接收，放大器控制装置108就通过冻结放大器增益，以使接收期间的放大器增益(例如，BBA增益)切换减至最少。放大器控制装置可检测正进行的数据接收，并且冻结放大器增益以停用放大器增益切换。结果，使用放大器增益冻结，即使在其中通信装置连续不断地移动的动态环境中，也减少由放大器切换引入的通信中断的数目。
图7描绘实施放大器增益冻结机制的图1中描绘的通信装置100的放大器控制装置108的实施例。在图7中描绘的实施例中，放大器控制装置708包括数字解调器736和决策逻辑电路738。图7中描绘的放大器控制装置708是图1中描绘的放大器控制装置108的一个可能的实施例。然而，图1中所描绘的放大器控制装置108不限于图7中示出的实施例。
数字解调器736被配置成解调由在通信装置100处接收的RF信号衍生的数字信号。在一些实施例中，数字信号是图6中描绘的Q-信道ADC 640的输出信号adc_out_q。在检测到数字信号的值(例如，数字信号的边缘)改变之后，数字解调器可生成被设置成预定值的多个信号。
决策逻辑电路738被配置成基于来自数字解调器736的输入和/或来自RSSI装置104的RSSI值，生成用于放大器106的放大器控制信号。在一些实施例中，决策逻辑电路基于来自数字解调器的输入和/或来自RSSI装置的RSSI值，决定是否冻结用于放大器的放大器增益。
在一些实施例中，数字解调器736检查在通信装置100处的接收，并且如果检测到数据接收，那么决策逻辑电路738冻结放大器106的增益。如果未检测到数据接收，那么决策逻辑电路可在多个预定义增益值之间切换放大器的增益。在一些实施例中，数字解调器解调由在通信装置100处接收的RF信号衍生的数字信号，并且决策逻辑电路基于解调数字信号的结果，检查在通信装置处的数据接收。在实施例中，数字解调器从数字信号的边缘生成具有固定延迟的第一信号，以及表示数字信号的连续样本之间的差值的第二信号。在实施例中，数字解调器计算连续样本之间的样本差值，并且将样本差值归一化以生成第二信号。例如，连续样本包括第一组两个连续样本和第二组两个连续样本。数字解调器可计算第一组两个连续样本的总和与第二组两个连续样本的总和之间的差值。在一些实施例中，数字解调器在第二信号具有特定状态的持续时间中，检测第二信号的第一边缘和第一信号的第二边缘。在这些实施例中，响应于在第二信号具有特定状态的持续时间中检测第一信号的第二边缘，决策逻辑电路冻结放大器的增益。决策逻辑电路可将在通信装置处接收的RF信号的RSSI值与阈值比较，并且如果RSSI值大于或小于阈值，那么切换放大器的增益。
在图7中描绘的实施例中，数字解调器736可包括边缘检测装置740，该边缘检测装置740包括边缘检测器742和延迟元件744。虽然延迟元件在图7中被示为与边缘检测器分离，但在一些实施例中，延迟元件可包括于边缘检测器中。当检测到数字信号(例如，Q-信道ADC的输出信号adc_out_q)的边缘时，边缘检测装置可被配置成生成具有固定延迟的信号“解调器_激活_i(demodulator_active_i)”。例如，与数字信号相比，由于例如由信号滤波引起的处理延迟，所以信号“解调器_激活_i(demodulator_active_i)”被延迟大约6.5us。
为了加速检测数字信号的边缘，数字解调器736可生成另一个信号“调制_检测(modulation_detected)”，该信号与信号“解调器_激活_i(demodulator_active_i)”相比具有较少的延迟。然而，与信号“解调器_激活_i(demodulator_active_i)”相比，因为“调制_检测(modulation_detected)”可具有脉冲，所以信号“调制_检测(modulation_detected)”较不可靠。然而，当信号“调制_检测(modulation_detected)”被用于冻结放大器增益(例如，BBA增益)时，在最坏的情况下，晚一点(即，在信号“调制_检测(modulation_detected)”的脉冲之后)实行放大器增益的更新。一般来说，在固定的一段时段内设置信号“调制_检测(modulation_detected)”，固定的一段时段例如至少9.44us。当信号“调制_检测(modulation_detected)”未持续9.44us时，信号“调制_检测(modulation_detected)”的脉冲可被清除。
在一些实施例中，数字解调器736包括样本差值计算器746，该样本差值计算器746被配置成计算两个或更多个连续样本之间的样本差值，并且将样本差值归一化以生成信号“调制_检测(modulation_detected)”。在实施例中，样本差值计算器计算两组两个连续样本x[n-3]与样本x[n-2]和样本x[n-1]与样本x[n]之间的样本差值。例如，两组两个连续样本之间的样本差值可表示为：
y[n]＝-x[n]-x[n-1]+x[n-2]+x[n-3]， (1)
其中n为等于或大于3的正整数，y[n]表示样本信号差值，并且x[n]表示由在通信装置100处接收的RF信号衍生的数字信号(例如，图6中描绘的Q-信道ADC的输出信号adc_out_q)。当数字信号在一段时间内不改变时，数字信号的连续样本x[n-3]、样本x[n-2]、样本x[n-1]和样本x[n]彼此相同。结果，两组两个连续样本x[n-3]与样本x[n-2]和样本x[n-1]与样本x[n]之间的差值为0，并且信号“调制_检测(modulation_detected)”在0处。然而，当数字信号开始改变(例如，从1到0)时，样本x[n]可为0，而连续样本x[n-3]、样本x[n-2]和样本x[n-1]可为1，并且信号“调制_检测(modulation_detected)”从0改变为1。结果，两组两个连续样本x[n-3]与样本x[n-2]和样本x[n-1]与样本x[n]之间的差值为1。随后，当N增加1时，样本x[n]与样本x[n-1]可为0，而样本x[n-3]与样本x[n-2]可为1。结果，两组两个连续样本x[n-3]与样本x[n-2]和样本x[n-1]与样本x[n]之间的差值为2，并且归一化的样本差值为1，使得信号“调制_检测(modulation_detected)”保持为1。随后，当N增加1时，样本x[n]、样本x[n-1]和样本x[n-2]可为0，而样本x[n-3]可为1。结果，两组两个连续样本x[n-3]与样本x[n-2]和样本x[n-1]与样本x[n]之间的差值为1，并且信号“调制_检测(modulation_detected)”保持为1。随后，当N增加1时，样本x[n]、样本x[n-1]、样本x[n-2]和样本x[n-3]可为0。结果，两组两个连续样本x[n-3]与样本x[n-2]和样本x[n-1]与样本x[n]之间的差值为0，并且信号“调制_检测(modulation_detected)”从1改变为0。
图8示出图7中描绘的放大器控制装置708的信号时序图。在图8中描绘的信号时序图中，放大器控制装置使用信号“解调器_激活_i(demodulator_active_i)”和信号“调制_检测(modulation_detected)”，以生成放大器增益(例如，BBA增益)控制信号“cm_bba_控制_冻结(cm_bba_control_freeze)”，该放大器增益控制信号允许放大器增益中的改变，或防止放大器增益改变(即，冻结放大器增益)。信号“解调器_激活_i(demodulator_active_i)”比信号“调制_检测(modulation_detected)”更可靠。然而，与读取器包络信号相比，信号“解调器_激活_i(demodulator_active_i)”被延迟大约6.5us。被设置为至少9.44us以克服信号“解调器_激活_i(demodulator_active_i)”的延迟的信号“调制_检测(modulation_detected)”随着读取器包络信号改变。在时间点810处读取器包络信号从一到零的改变引起在时间点810处信号“调制_检测(modulation_detected)”从零改变为一，这一变化继而引起放大器增益控制信号“cm_bba_控制_冻结(cm_bba_control_freeze)”从零改变为1(即，从允许放大器增益改变到冻结放大器增益)。因为信号“调制_检测(modulation_detected)”的高状态的持续时间(在时间点810与时间点830之间)长于信号“解调器_激活_i(demodulator_active_i)”从零切换到一的延迟(在时间点810与时间点820之间)，所以在信号“demodulator_active_i”的高状态的持续时间内，放大器控制装置将放大器增益控制信号“cm_bba_控制_冻结(cm_bba_control_freeze)”保持为高。
图9示出具有图7中描绘的放大器控制装置708的错误帧检测的信号时序图。在图9中描绘的信号时序图中，放大器控制装置使用信号“解调器_激活_i(demodulator_active_i)”、信号“调制_检测(modulation_detected)”和信号“调制_检测_设置(modulation_detected_set)”，以生成放大器增益控制信号“cm_bba_控制_冻结(cm_bba_control_freeze)”。信号“调制_检测_设置(modulation_detected_set)”为响应于信号“调制_检测(modulation_detected)”的边缘，由样本差值计算器746生成的脉冲信号。当在时间点910处信号“调制_检测(modulation_detected)”从0改变为1而读取器包络信号保持为1时，发生第一错误帧检测。然而，在信号“调制_检测(modulation_detected)”保持为1的持续时间(在时间点910与时间点920之间)内，信号“解调器_激活_i(demodulator_active_i)”保持为0。结果，在信号“调制_检测(modulation_detected)”保持为1的持续时间内，放大器增益控制信号“cm_bba_控制_冻结(cm_bba_control_freeze)”保持为1(即，冻结放大器增益)，并且在时间点920处在信号“调制_检测(modulation_detected)”从1改变为0之后，放大器增益控制信号“cm_bba_控制_冻结(cm_bba_control_freeze)”改变为0。当在时间点930处信号“调制_检测(modulation_detected)”从0改变为1而读取器包络信号保持为1时，发生第二错误帧检测。在信号“调制_检测(modulation_detected)”保持为1的持续时间(在时间点930与时间点940之间)内，信号“解调器_激活_i(demodulator_active_i)”保持为1，而在信号“解调器_激活_i(demodulator_active_i)”与信号“调制_检测(modulation_detected)”之间不存在延迟。结果，在信号“调制_检测(modulation_detected)”保持为1的持续时间内，放大器增益控制信号“cm_bba_控制_冻结(cm_bba_control_freeze)”保持为1(即，冻结放大器增益)，并且在时间点940处在信号“解调器_激活_i(demodulator_active_i)”从1改变为0之后，放大器增益控制信号“cm_bba_control_freeze”变为0。
图10为示出图7中描绘的放大器控制装置708的示例性操作的流程图。在放大器控制装置的示例性操作中，实施延时机制，以在放大器增益切换之前检测数据帧接收，并且避免由传入数据帧引起的放大器增益切换。在步骤1002处，将RSSI值读取到放大器控制装置中。在步骤1004处，将RSSI值与预定阈值比较。
如果RSSI值超过预定阈值，那么放大器控制装置708等待时钟周期，以便允许接收检测，并且避免由于在步骤1006处的信号解调产生的电压降引起的放大器切换。在步骤1004处，放大器控制装置检查是否检测到在通信装置100处的数据接收。如果未检测到数据接收，那么在步骤1010处更新放大器增益。如果检测到数据接收，那么在步骤1002处放大器控制装置继续读取RSSI值。
如果RSSI值并未超过预定阈值，那么在步骤1012处放大器控制装置708等待时钟周期，并在步骤1002处继续读取RSSI值。
图11示出描述延时机制的图7中描绘的放大器控制装置708的信号时序图。在图11中描绘的信号时序图中，在时间点1110处，RSSI值从0x01改变为0x00，并且同时放大器增益值“bba_值(bba_value)”从0x00改变为0x01。在放大器增益改变之后，在一段时间(例如，9.44μs)内，放大器控制装置监测放大器增益控制信号“cm_bba_控制_冻结(cm_bba_control_freeze)”，并在该段时间期间确定放大器增益控制信号“cm_bba_控制_冻结(cm_bba_control_freeze)”在0处(允许放大器增益改变)。结果，在时间点1120处，放大器控制装置将信号“rx_增益_控制_o(rx_gain_controlled_o)”发送到放大器106，以增加放大器增益。在时间点1130处，RSSI值从0x00改变为0x01，并且同时放大器增益值“bba_值(bba_value)”从0x01改变为0x00。在放大器增益改变之后，在一段时间(例如，9.44μs)内，放大器控制装置监测放大器增益控制信号“cm_bba_控制_冻结(cm_bba_control_freeze)”，并在该段时间期间确定放大器增益控制信号“cm_bba_控制_冻结(cm_bba_control_freeze)”从0切换到1(冻结放大器增益)。结果，在时间点1140处，放大器控制装置将信号“rx_增益_控制_o(rx_gain_controlled_o)”发送到放大器106，以维持放大器增益。
图12描绘图7中描绘的放大器控制装置708的决策逻辑电路738的实施例。在图12中描绘的实施例中，决策逻辑电路1238包括具有反相输入的与逻辑电路1262、冻结计数器1264、两个或逻辑电路1266、或逻辑电路1268、延迟元件1270、多路复用器1272、多路复用器1274、比较器1276、比较器1278、位移位器1280以及两个加法电路1282、加法电路1284。图7中描绘的决策逻辑电路1238是图7中描绘的决策逻辑电路738的一个可能的实施例。然而，图7中所描绘的决策逻辑电路738不限于图12中示出的实施例。
图12中描绘的决策逻辑电路1238基于放大器控制装置708的配置信号“bba_控制_冻结_模式(bba_control_freeze_mode)”针对放大器增益冻结机制具有两个选择。如果配置信号“bba_控制_冻结_模式(bba_control_freeze_mode)”等于零，那么决策逻辑电路仅使用边缘决策信号来决定是否冻结放大器增益。如果配置信号“bba_控制_冻结_模式(bba_control_freeze_mode)”大于零，那么决策逻辑电路仅使用边缘决策信号或信号“调制_检测_滤波器(modulation_detected_filter)”来决定是否冻结放大器增益。在第一情形下，多路复用器1274使用静态阈值(例如，10)。在第二情形下，多路复用器1274使用由加法器1282和位移位器1280生成的RSSI相关阈值(例如，5+1/2*RRSI值)。在第三情形下，多路复用器1274使用由加法器1284生成的RSSI相关阈值(例如，5+RSSI)。比较器1278将信号“调制_检测_滤波器(modulation_detected_filter)”与多路复用器的结果比较。或逻辑电路1268对比较器1278的结果和边缘决策信号实行或操作。如果配置信号“bba_控制_冻结_模式(bba_control_freeze_mode)”等于零，那么多路复用器1272输出边缘决策信号，且如果配置信号“bba_控制_冻结_模式(bba_control_freeze_mode)”等于一，那么输出或逻辑电路的结果。延迟元件1270被用于基于多路复用器1272的输出信号“调制_检测_设置(modulation_detected_set)”来延迟信号“速率_启用_106khz_i(rate_enable_106khz_i)”以生成信号“调制_检测(modulation_detected)”。将延迟元件1270的输出信号“调制_检测(modulation_detected)”、多路复用器1272的输出信号“调制_检测_设置(modulation_detected_set)”和信号“解调_激活_i(demodulation_active_i)”输入到或逻辑电路1266中。将或逻辑电路1266的输出输入到冻结计数器1264中，并输入到具有反相输入的与逻辑电路1262。冻结计数器1264基于信号“速率_启用_106khz_i(rate_enable_106khz_i)”、信号“收发_状态_i(transceive_state_i)”、信号“cm_bba_ctrl_看门_狗_启用_i(cm_bba_ctrl_watch_dog_enable_i)”和或逻辑电路1266的输出生成放大器看门狗复位信号“bba_看门_狗_复位(bba_watch_dog_reset)”。与逻辑电路1262基于或逻辑电路1266的输出和放大器看门狗复位信号“bba_看门_狗_复位(bba_watch_dog_reset)”的反相形式实行与操作。
图13示出图12中描绘的决策逻辑电路1238的信号时序图。在图13中描绘的信号时序图中，实施放大器看门狗计时器(例如，图12中描绘的冻结计数器)以防止放大器增益保持固定为错误值。具体地说，放大器看门狗复位信号“bba_看门_狗_复位(bba_watch_dog_reset)”被用于在放大器增益被冻结持续阈值时间段之后，使放大器增益控制信号“cm_bba_控制_冻结(cm_bba_control_freeze)”复位。例如，如果在通信装置100处接收的RF信号具有高幅度，那么数字解调器736可不断地检测包络，这导致在延长的时间段内放大器切换冻结，并呈现适当的数据接收。放大器看门狗计时器以9.44μs周期的倍数(106kBd 1位)对放大器增益冻结时间段的数量进行计数。例如，如果放大器增益被冻结31个时间段(约292μs)，并且数据接收状态(例如，信号“收发_状态_i(transceive_state_i)”)反映没有进行中的数据接收，那么在短暂的时间段(在时间点1310处开始)内，放大器增益被解冻。在BBA增益被解冻的时间段中，信号“rx_增益_控制_o(rx_gain_controlled_o)”、放大器增益控制信号“cm_bba_控制_冻结(cm_bba_control_freeze)”和放大器看门狗复位信号“bba_看门_狗_复位(bba_watch_dog_reset)”在时间点1310处改变，并且放大器增益被更新。
图14为根据本发明的实施例用于处理RF信号的方法的过程流程图。在框1402处，RF信号被降频转换成已转换信号。在框1404处，基于RF信号的幅度获得接收信号强度指示器(RSSI)值。在框1406处，基于RSSI值放大已转换信号。
图15为根据本发明的实施例用于控制通信装置的放大器的方法的过程流程图。在框1502处，检查在通信装置处的数据接收。在框1504处，如果检测到数据接收，那么冻结放大器的增益。通信装置可与图1中描绘的通信装置100、图5中描绘的通信装置500和/或图6中描绘的通信装置600相同或类似。放大器可与图1中描绘的放大器106、图5中描绘的可配置的BBA 506和/或图6中描绘的BBA 606-1或BBA 606-2相同或类似。
在以上描述中，提供各种实施例的具体细节。然而，可以在并没有这些具体细节的全部细节的情况下实践一些实施例。在其它情况下，为了简洁和清晰起见，除了能够实现本发明的各种实施例的之外不再更详细地描述某些方法、操作步骤、组件、结构和/或功能。
虽然以特定次序示出和描述了本文中的(多个)方法的操作，但是可以更改每个方法的操作次序，使得可以相反次序实行某些操作，或使得可以至少部分地与其它操作同时实行某些操作。在另一个实施例中，可以间断的和/或交替的方式实施不同操作的指令或子操作。
还应注意，用于本文中所描述的方法的操作中的至少一些操作可以使用存储于计算机可用存储媒体上以供计算机执行的软件指令来实施。作为例子，计算机程序产品的实施例包括计算机可使用的存储媒体，以存储计算机可读程序。
计算机可用存储媒体或计算机可读存储媒体可以是电子、磁性、光学、电磁、红外线或半导体系统(或设备或装置)。非暂时性计算机可用存储媒体和计算机可读存储媒体的例子包括半导体或固态存储器、磁带、可拆卸计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、刚性磁盘和光盘。目前，光盘的例子包括具有只读存储器的高密度磁盘(CD-ROM)具有读取/写入的高密度磁盘(CD-R/W)和数字视频光盘(DVD)。
可替换的是，本发明的实施例可以完全实施于硬件中或实施于包含硬件元件和软件元件两者的实施方案中。在使用软件的实施例中，软件可以包括但不限于固件、常驻软件、微码等。
虽然已经描述和示出了本发明的具体实施例，但是本发明不限于如此描述和示出的部分的具体形式或布置。本发明的范围将由在此所附的权利要求书及其等效物限定。

Claims (8)

1.一种用于处理射频信号的方法，其特征在于，所述方法包括：
将射频信号降频转换为已转换信号；
在开始数据帧接收之前：
基于所述射频信号的幅度获得接收信号强度指示器值；
基于所述接收信号强度指示器值控制放大器的增益；
用放大器基于所述接收信号强度指示器值放大所述已转换信号，包括根据所述放大器的所述增益使用所述放大器放大所述已转换信号；以及
若检测到接收数据帧，将放大器的增益保持恒定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述接收信号强度指示器值控制所述放大器的所述增益包括基于所述接收信号强度指示器值在多个预定义增益值之间切换所述放大器的所述增益。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述接收信号强度指示器值控制所述放大器的所述增益包括：
将所述接收信号强度指示器值与阈值比较；以及
如果所述接收信号强度指示器值大于或小于所述阈值，那么切换所述放大器的所述增益。
4.一种用于处理射频信号的系统，其特征在于，所述系统包括：
降频转换器，所述降频转换器被配置成将所述射频信号转换为已转换信号；
接收信号强度指示器装置，所述接收信号强度指示器装置被配置成在开始数据帧接收之前基于所述射频信号的幅度获得接收信号强度指示器值；以及
放大器，所述放大器被配置成基于所述接收信号强度指示器值放大所述已转换信号；以及
放大器控制装置，配置为若检测到接收数据帧而将放大器的增益保持恒定；
其中所述放大器控制装置被配置成基于所述接收信号强度指示器值控制所述放大器的增益，其中所述放大器被配置成根据所述增益放大所述已转换信号。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述放大器控制装置另外被配置成基于所述接收信号强度指示器值在多个预定义增益值之间切换所述放大器的所述增益。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述放大器控制装置另外被配置成：
将所述接收信号强度指示器值与阈值比较；以及
如果所述接收信号强度指示器值大于或小于所述阈值，那么切换所述放大器的所述增益。
7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述接收信号强度指示器装置另外被配置成在与第二信号路径平行的第一信号路径中测量所述射频信号的所述幅度，并且其中所述降频转换器另外被配置成在所述第二信号路径中将所述射频信号转换为所述已转换信号。
8.一种用于处理射频信号的方法，其特征在于，所述方法包括：
在第一信号路径中将所述射频信号降频转换为已转换信号；
在开始数据帧接收之前：
在与所述第一信号路径平行的第二信号路径中基于所述射频信号的幅度获得接收信号强度指示器值，其中所述接收信号强度指示器值与所述射频信号的所述幅度具有非线性关系；
基于所述接收信号强度指示器值控制放大器的增益；
根据在所述第二信号路径中的所述增益，使用所述放大器放大所述已转换信号；以及
若检测到接收数据帧，将放大器的增益保持恒定。
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