CN108696291A - 无线电接收器以及中间频率选择方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无线电接收器以及中间频率选择方法。可在适合于无线电波接收状况的中间频率模式中接收射频信号。振荡器具有可变的振荡频率。正交解调器包括混频器并生成具有低于射频信号的频率的中间频率的中间频率信号。ADC接收通过模拟滤波器的中间频率信号并将所接收到的中间频率信号转换成数字信号。信道选择信号处理部从转换成数字信号的中间频率信号中生成解调信号。模式控制部根据无线电波接收状况使正交解调器的操作模式在零中间频率模式与低中间频率模式之间切换。

Description

无线电接收器以及中间频率选择方法
技术领域
通过引用于2017年4月5日提交的包括说明书、附图、以及摘要的日本专利申请No.2017-075234的公开内容被整个并入本文。
本发明涉及一种无线电接收器和一种中间频率选择方法。例如，本发明涉及一种具有用于生成中间频率信号的正交解调器的无线电接收器，以及在这种无线电接收器中所使用的中间频率选择方法。
背景技术
在用于2.4GHz ISM带应用的具有集成分数为N的合成器的A0.6V零IF/低IF接收器中(IEEE固态电路期刊第45卷，第3期，2010年3月)，公开了用于基于蓝牙(注册商标)通信方法和ZigBee(注册商标)通信方法的两种通信方法来接收信号的接收器。该接收器包括正交解调器以便该正交解调器将通信信号转换成中间频率(IF)信号。当使用蓝牙通信方法时该接收器在低IF(低中间频率)模式下进行操作，并且当使用Zig Bee通信方法时该接收器在零IF(零中间频率)模式下进行操作。更具体地，当使用蓝牙通信系统时，将通信信号转换成具有2MHz中间频率的中间频率信号，并且当使用ZigBee通信系统时将通信信号转换成具有0Hz中间频率的中间频率信号。用于2.4GHz IS带应用的具有集成分数为N的合成器的A0.6V零IF/低IF接收器(IEEE固态电路期刊第45卷，第3期，2010年3月)还指出，当使用蓝牙通信方法时配备在正交解调器的输入级的模拟滤波器作为带通滤波器进行操作，并且当使用ZigBee通信方法时该模拟滤波器作为低通滤波器进行操作。
在日本未审查专利申请公开(PCT申请的译文)No.2004-515104中也公开了用于基于两种通信方法来接收通信信号的接收器。该接收器基于UMTS(通用移动通信系统)通信方法和GSM(全球移动通信系统)(注册商标)通信方法的两种通信方法来接收通信信号。当使用UMTS通信方法时接收器在零IF模式下进行操作，并且当使用GSM通信方法时该接收器在低IF模式下进行操作。
发明内容
日本未审查专利申请公开(PCT申请的译文)No.2004-515104以及用于2.4GHz ISM带应用的具有集成分数为N的合成器的A0.6V零IF/低IF接收器(IEEE固态电路期刊第45卷，第3期，2010年3月)提供了用于基于两种通信方法来接收通信信号的接收器，并且最大限度地重用功能块。然而，当确定通信方法时，接收器使用固定的中间频率模式。这导致在将通过使用特定通信方法来建立通信时并不总是根据无线电通信条件来使接收性能最大化的问题。
从以下描述和附图可显而易见地得知其它问题及新颖特征。
根据本发明的方面的无线电接收器包括用于生成中间频率信号的正交解调器，并且能够根据无线电波接收状况有选择地使正交解调器在零中间频率模式下或低中间频率模式下进行操作。
本发明的上述方面使得能够在适合于无线电波接收状况的中间频率模式下接收射频信号。
附图说明
将根据以下附图对本发明的实施例进行详细地描述，在附图中：
图1是用于对根据本发明的第一实施例的无线电接收器进行说明的方框图；
图2是用于对无线电通信信号的示例性安排进行说明的示意图；
图3是用于对模拟滤波器的示例性配置进行说明的方框图；
图4A和4B是用于对模拟滤波器的传递函数进行说明的曲线图；
图5是用于对模拟滤波器的另一示例性配置进行说明的电路图；
图6是用于对模拟滤波器的传递函数的频率响应进行说明的示意图；
图7A至7D是用于对模拟滤波器的示例性输入/输出信号进行说明的示意图；
图8是用于对零中间频率信号处理部的示例性配置进行说明的方框图；
图9A和9B是用于对零中间频率信号处理部中的示例性信号进行说明的示意图；
图10是用于对低中间频率信号处理部的示例性配置进行说明的方框图；
图11A和11B是用于对低中间频率信号处理部中的示例性信号进行说明的示意图；
图12是用于对无线电接收器所执行的接收过程进行说明的流程图；
图13是用于对接收模式选择/确定过程进行说明的流程图；
图14是用于对在根据本发明第二实施例的无线电接收器中所使用的信道选择信号处理部的示例性配置进行说明的方框图；
图15是用于对信道选择信号处理部在零中间频率模式下所执行的操作进行说明的方框图；
图16A至16D是用于对无线电接收器的各个部分中的示例性信号进行说明的示意图；
图17是用于对信道选择信号处理部在低中间频率模式下所执行的操作进行说明的方框图；
图18A至18D是用于对无线电接收器的各个部分中的示例性信号进行说明的示意图；
图19是用于对根据第二实施例的无线电接收器所执行的接收过程进行说明的流程图；
图20是用于对根据本发明的第三实施例的无线电接收器进行说明的方框图；
图21是用于对每个信道的信号电平进行说明的示意图；
图22是用于对根据第三实施例的无线电接收器所执行的接收过程进行说明的流程图；
图23是用于对根据示例性修改的无线电接收器进行说明的方框图；
图24是用于对无线电通信信号的频带进行说明的示意图；
图25是用于对根据示例性修改的无线电接收器所执行的接收过程进行说明的流程图；以及
图26是用于对具有无线电接收器和无线电发送器的无线电收发器进行说明的方框图。
具体实施方式
在对本发明的随后所述的实施例进行说明之前，将描述设想这些实施例的情形。当设计无线电通信设备的接收器时要考虑的系统设计因素是ADC(模数转换器)的带宽和分辨率。通常基于用于在模拟输出侧对模拟解调信号进行处理的带宽和信号功率电平来确定ADC的带宽和分辨率。
当在用于大量谈及的IoT(物联网)的窄带信号带系统中要降低接收器的功耗时，ADC的带宽和/或分辨率不能显着提高。在要降低其功耗的接收器中，在模拟部分中限制信号带和适用的功率电平。因而，适当地处理模拟区域中的信号带和中间频率(IF)是必要的。特别是在用于IoT的窄带通信系统中，降低功耗是重要的。因此，ADC的特性是无法提高信号带。这就需要降低中间频率。
两种中间频率模式(即零IF模式和低IF模式)适用于窄带通信系统。在零IF模式下，中间频率为0Hz(fIF＝0Hz)。在零IF模式下，问题通常是由例如1/f噪声、DC(直流)偏移、以及偶阶失真引起的。同时，在低IF模式下，中间频率是大于信号带宽的频率，诸如数倍于信号带宽的频率。例如，如果信号带宽为300kHz，则中间频率fIF被确定为在满足以下关系表达式的范围之内：
300kHz<fIF<N×300kHz<ADC的奈奎斯特(Nyquist)带宽
更具体地，ADC的Nyquist频率约为5MHz至6MHz，并且中间频率fIF约为500kHz或600kHz，其是当N约为2时获得的。
如上所述，在零IF模式下出现的问题是1/f噪声、直流偏移、以及偶阶失真。同时，在要求图像频率和中间频率较高的低IF模式下，需要使用相比于零IF模式更宽的ADC波带。在以下特性表中总结了IF模式的优缺点：
表1
上表指示出零IF和低IF模式的各个特性之间存在矛盾关系。
根据日本未审查专利申请公开(PCT申请的译文)No.2004-515104和用于2.4GHzISM带应用的具有集成分数为N的合成器的A0.6V零IF/低IF接收器(IEEE固态电路期刊第45卷，第3期，2010年3月)，选择两种中间频率模式中的任一个以用于仅在所选的中间频率模式中建立通信的一种通信方法。例如，如果选择低IF模式，则所建立的通信在图像频带中容易受到干扰。相反，如果选择零IF模式，则1/f噪声和DC偏移会导致问题，因此需要高接收增益的最小接收器灵敏度特性不会得到改善。
本发明的发明者已经发现，通过对无线电波接收环境进行检测并选择适合于所检测到的无线电波接收环境的中间频率模式，中间频率模式的优缺点可根据无线电波接收环境而彼此抵消以弥补其缺点。通过对可能随时间变化的无线电波接收环境选择适当的中间频率模式，可实现能够建立鲁棒通信的接收器而接收器的接收性能不会劣化。
现在将参考附图详细地描述用于解决上述问题的手段所应用于的实施例。在下面的描述和附图中，为使说明清楚，应作必要的省略和简化。此外，在图中被描绘为用于执行各种处理的功能块的各个元件的硬件可以由CPU(中央处理单元)、存储器、或者其它电路来实现，而用于这些元件的软件例如可以通过加载到存储器中的程序来实现。因此，本领域普通技术人员应当理解的是功能块不局限于硬件或软件，而可以仅通过硬件、仅通过软件、或通过硬件和软件的组合来不同地实现。此外，图中的相同元件由相同参考数字来指定并且将不会被冗余地描述。
此外，可将上述程序存储在各种类型的非暂时性计算机上并将其提供给计算机。非暂时性计算机可读介质包括各种类型的有形存储介质。非暂时性计算机可读介质的示例包括磁存储介质(例如柔性盘、磁带、或者硬盘驱动)、磁光记录介质(例如磁光盘)、CD-ROM(只读存储器)、CD-R、CD-R/W、以及半导体存储器(例如掩模ROM、PROM(可编程ROM)、EPROM(可擦除PROM)、闪速ROM、或者RAM(随机访问存储器))。此外，可以使用各种类型的暂时性计算机可读介质将程序提供给计算机。暂时性计算机可读介质的示例包括电信号、光信号、以及电磁波。暂时性计算机可读介质可通过电线、光纤、或其它有线通信路径或者通过无线电通信路径将程序提供给计算机。
在以下对实施例的描述中，如果出于方便的需要，将对本发明的描述划分成多个部分或者实施例，但除非特别说明，否则它们并不是彼此无关的，而是而是处于这样的关系中，即例如一个是对另一个的部分或整体的示例性修改、示例性应用、详细说明、或者补充说明。此外，在下面所述的实施例中，当提到元件的数目(包括件的数目、数值、数量、范围等)时，元件的数目不局限于特定数目，除非例如特别说明或者在原则上明显限于特定数目。大于或小于特定数目的数目也是适用的。
此外，在下述实施例中，很明显的是它们的要素(包括例如操作步骤)并不总是必不可少的，除非例如特别说明或者在原则上显然是必不可少的。类似地，在下述实施例中，当例如提到元件的形状及其之间的位置关系时，例如基本上近似或类似形状包含在其中，除非例如它们被特别说明或者在原则上可被明显地排除。前面提到的元件数目(包括件的数目、数值、数量、范围等)也是如此。
第一实施例
图1说明了根据本发明的第一实施例的无线电接收器。无线电接收器100包括天线101、LNA(低噪声放大器)102、正交解调器(QDEM103)、模拟滤波器104、可变增益放大器(VGA)105、ADCs(模数转换器)106、信道选择信号处理部107、振荡器110、模式控制部108、电平检测器151、电平检测器152、以及电平检测器153。
天线101接收射频信号(无线电通信信号)。LNA102对无线电通信信号进行放大。假设无线电通信信号的信号带宽例如从几kHz到约1MHz。例如，蓝牙所代表的IEEE标准802.15.1或ZigBee所代表的IEEE标准802.15.4用作无线电通信信号的通信标准。这些标准例如也适用于IoT和M2M(机器对机器)。或者，可以使用用于子-GHz带的IEEE标准802.15.4g和IEEE标准802.11ah通信标准。
振荡器110输出本地振荡信号。振荡器110被配置成其振荡频率是可变的。例如，振荡器110被配置成VCO(压控振荡器)。振荡器110例如包含在PLL(锁相环)电路(未示出)中并且输出与预定参考时钟信号同步的本地振荡信号。
正交解调器103包括两个混频器330和移相器331。移相器331输入本地振荡信号并将具有两个正交相位的本地振荡信号输出到每个混频器330。每个混频器330使无线电通信信号乘以本地振荡信号(使这些信号混合)，以便将无线电通信信号转换为具有低于无线电通信信号的频率的中间频率的中间频率信号。由在一个混频器330中进行转换所得到的(由一个混频器330所生成的)中间频率信号对应于I(同相)信号，而由另一混频器330所生成的中间频率信号对应于Q(正交相位)信号。
无线电接收器100(正交解调器103)具有两种操作模式，即零中间频率模式和低中间频率模式。当无线电接收器100在零中间频率模式下进行操作时，执行控制以使得从振荡器110输出的本地振荡信号的频率fLO等于无线电通信信号的频率fRF。在这种情况下，中间频率信号的频率fIF为零。同时，当无线电接收器100在低中间频率模式下进行操作时，执行控制以使得本地振荡信号的频率fLO与预定中间频率信号的频率fIF之间的关系满足方程式fIF＝|fRF-fLO|。以下描述是在中间频率信号的频率fIF满足方程式fIF＝|fRF-fLO|的假设之下给出的。
模拟滤波器104对正交解调器103所生成的I信号和Q信号进行带域限制。模拟滤波器104被配置成可在低通滤波器与带通滤波器之间进行切换。模拟滤波器104可以被配置为有源滤波器或无源滤波器。当无线电接收器100在零中间频率模式下进行操作时，模拟滤波器104起低通滤波器的作用，并且使不高于预定频率的I信号和Q信号的频率分量通过。当无线电接收器100在低中间频率模式下进行操作时，模拟滤波器104起带通滤波器的作用，并使具有包括中间频率信号的频率fIF的期望频带的I信号和Q信号的信号分量通过。
可变增益放大器105对已通过模拟滤波器104的I信号和Q信号进行放大。可变增益放大器105将I信号和Q信号的信号电平调节为ADC106所处理的信号电平。ADC106接收通过模拟滤波器104和可变增益放大器105输入的I信号和Q信号，并且分别将信号I和Q信号转换为数字信号。在无线电接收器100中，由范围从天线101到可变增益放大器105的元件形成了模拟域。同时，由配备在ADC106的输出级上的信道选择信号处理部107、模式控制部108、以及电平检测器151-153形成了数字域。
信道选择信号处理部(接收信号处理部)107根据转换为数字信号的I信号和Q信号(中间频率信号)生成解调信号。信道选择信号处理部107包括零中间频率信号处理部120、低中间频率信号处理部130、两个开关SW1、以及开关SW2。开关SW1在零中间频率信号处理部120与低中间频率信号处理部130之间切换由ADC106将其转换为数字信号的I信号和Q信号的输出目的地。开关SW2选择零中间频率信号处理部120或低中间频率信号处理部130。当无线电接收器100在零中间频率模式下进行操作时，开关SW1将I信号和Q信号输出到零中间频率信号处理部120，并且开关SW2选择零中间频率信号处理部120。同时，当无线电接收器100在低中间频率模式下进行操作时，开关SW1将I信号和Q信号输出到低中间频率信号处理部130，并且开关SW2选择低中间频率信号处理部130。
零中间频率信号处理部120根据从开关SW1输入的I信号和Q信号生成解调信号(所接收到的基带信号)，并且通过开关SW2输出所生成的解调信号。此外，零中间频率信号处理部120生成具有与包括解调信号的所选波频带不同频带的I/Q信号，并且将所生成的信号输出到电平检测器152。零中间频率信号处理部120例如将至少包括上相邻频带或下相邻频带的预定频带中的I/Q信号输出到电平检测器152。上相邻频带是高于所选波频带并与其相邻的频带。下相邻频带是低于所选波频带并与其相邻的频带。
低中间频率信号处理部130根据从开关SW1输入的I信号和Q信号生成解调信号，并通过开关SW2输出所生成的解调信号。此外，低中间频率信号处理部130生成具有与包括解调信号的所选波频带不同频带的I/Q信号，并将所生成的信号输出到电平检测器152。低中间频率信号处理部130例如将至少包括上相邻频带或下相邻频带的预定频带中的I/Q信号输出到电平检测器152。
电平检测器151-153中的每一个检测信号的强度(信号电平)。电平检测器151(电平检测器1)检测从ADC106输出的I信号和Q信号的信号电平。电平检测器152(电平检测器2)检测与从零中间频率信号处理部120和低中间频率信号处理部130输出的所选波频带不同频带中的I/Q信号的信号电平。例如，电平检测器152检测至少包括上相邻频带或下相邻频带的预定频带中的I/Q信号。电平检测器153(电平检测器3)检测通过开关SW2所输出的解调信号的信号电平。
例如，电平检测器151-153生成RSSI(接收信号强度指示)。电平检测器151-153对I信号和Q信号的信号幅度进行算术处理。例如，电平检测器151-153计算I信号和Q信号的幅值平方和的平方根，并生成RMS(均方根)的信号电平。或者，电平检测器151-153可使固定数目的I信号和Q信号的幅值累加，并对累加的数据执行FFT(快速傅立叶变换)以计算信号幅度电平。
模式控制部108使无线电接收器100的操作模式在零中间频率模式与低中间频率模式之间切换。例如，基于分别由电平检测器151、电平检测器152、以及电平检测器153所检测到的信号电平，模式控制部108在零中间频率模式与低中间频率模式之间进行选择。在本实施例中，模式控制部108在零中间频率模式与低中间频率模式之间切换，尤其是当无线通信信号基于同一通信方法时。也就是说，模式控制部108在零中间频率模式和低中间频率模式之间切换而无需改变无线电通信信号的通信方法。
当选择零中间频率模式时，模式控制部108进行控制以使得振荡器110的振荡频率fLO等于所选波频率。此外，模式控制部108向模拟滤波器104传送控制信号，以便使模拟滤波器104作为低通滤波器进行操作。此外，模式控制部108向信道选择信号处理部107传送控制信号，以为了对开关SW1进行控制以便将I信号和Q信号输入到零中间频率信号处理部120并且为了使得开关SW2选择零中间频率信号处理部120。
当选择低中间频率模式时，模式控制部108进行控制以使得振荡器110的振荡频率fLO比所选波频率要低中间频率fIF。此外，模式控制部108向模拟滤波器104传送控制信号以便使模拟滤波器104作为带通滤波器进行操作。另外，模式控制部108向信道选择信号处理部107传送控制信号，以为了对开关SW1进行控制以便将I信号和Q信号输入到低中间频率信号处理部130并且为了使开关SW2选择低中间频率信号处理部130。
[无线电通信信号]
图2说明了无线电通信信号的示例性安排。在这里，将用于日本特定低功率无线电的920MHz至928MHz通信系统作为用于IoT的IEEE 802.15.4g通信系统的示例。该通信系统有16个信道(No.0到No.15)，每个信道的带宽为400kHz。图2示出了在某个时间点存在于每个信道上的信号的信号电平。
现在让我们假设信道3是所选的(期望的)通信信道。将受到模拟滤波器104带宽限制的接收信号分量输入到ADC 106。当选择信道3时，模拟滤波器104执行带宽限制以便待经受由ADC106进行的模数转换的I信号和Q信号包含信道3的频带中的信号分量以及信道3的频带附近的频带中的信号分量。例如，如果待经受模数转换的I信号和Q信号包含存在于相邻信道上的以及存在于与相邻信道紧挨的信道上的信号分量，则I信号和Q信号包含存在于信道1至5上的信号分量。
在图2中，区域A代表作为所选信道的信道3的频率区域；区域B代表信道4和信道5的频率区域，信道4和信道5是上相邻信道；并且区域C代表信道1和信道2的频率区域，信道1和信道2是下相邻信道。ADC106将包含区域A、B、C中的频率分量的I信号和Q信号输出到信道选择信号处理部107和电平检测器151。电平检测器151检测包含在从ADC 106输出的I信号和Q信号的整个波中的信号的信号电平，即存在于信道1至5上的信号电平。
信道选择信号处理部107通过执行从包含区域A、B、C中的频率分量的I信号和Q信号中提取与所选信道相对应的区域A中的频率分量的处理，而生成解调信号。电平检测器153检测信道选择信号处理部107所生成的解调信号的信号电平，即存在于由图2中的区域A所代表的信道3上的信号的信号电平。
在这里，存在于上相邻信道(上相邻频带)和下相邻信道(下相邻频带)上的信号可以作为存在于所选信道上的信号的干扰波。零中间频率信号处理部120和低中间频率信号处理部130还执行提取例如存在于上相邻信道——即信道4和5，或存在于下相邻信道——即1和3上的信号的处理，并且将所提取的信号输出到电平检测器152。电平检测器152检测存在于上相邻信道或下相邻信道上的信号的信号电平。
模式控制部108根据电平检测器151-153所检测到的信号电平来确定无线电波接收状况，并且选择操作模式(接收模式)。根据存在于与所选信道相对应的区域A中的信号的信号电平以及存在于与区域A不同的区域B和/或区域C中的信号的信号电平，模式控制部108选择零中间频率模式或低中间频率模式。更具体地，模式控制部108确定区域B中的信号的电平和/或区域C中的信号的电平——所述信号对与所选信道相对应的区域A中的信号电平而言是干扰波信号，并且选择提供适合于无线电波接收状况的接收性能的中间频率模式。例如，可根据电平检测器151-153所检测到的信号电平、总接收增益、以及滤波器特性来估计区域A、B、C中的信号电平。
例如，模式控制部108对所选信道的信号电平与预定阈值(阈值1)进行比较。如果所选信道的信号电平不低于阈值1，则模式控制部108选择零中间频率模式。或者，如果所选信道的信号电平不低于阈值1，则模式控制部108可以进一步计算所选信道的信号电平与上相邻频带的信号电平之间的比率，并对所计算的比率与预定阈值(阈值2)进行比较。如果所计算的比率大于阈值2，则模式控制部108可以选择零中间频率模式。如果所计算的比率不大于阈值2，则模式控制部108可以选择低中间频率模式。
如果所选信道的信号电平低于阈值1，则模式控制部108可以进一步计算所选信道的信号电平与下相邻频带的信号电平之间的比率，并对所计算的比率与预定阈值(阈值3)进行比较。如果所计算的比率大于阈值3，则模式控制部108可以选择低中间频率模式。如果所计算的比率不大于阈值3，则模式控制部108可以选择零中间频率模式。
当电平检测器152检测到上相邻频带的信号电平时，可计算下相邻频带的信号电平。更具体地，通过从检测图2所示的区域A到C中的所有频带的信号电平的电平检测器151的检测结果去除检测区域A的信号电平的电平检测器153的检测结果以及检测区域B的信号电平的电平检测器152的检测结果，可确定与下相邻频带相对应的区域C的信号电平。类似地，即使当电平检测器152检测到下相邻频带的信号电平，也可计算上相邻频带的信号电平。即使检测到区域A和B中的或者区域A和C中的频带的信号电平，也可计算上相邻频带和下相邻频带的信号电平。
[模拟滤波器]
图3说明了模拟滤波器104的示例性配置。模拟滤波器104被配置为有源滤波器，并且包括电阻R1，R2，Rf、电容C2、运算放大器401、开关402、以及反相器403。实际上，作为中间频率信号的I信号和Q信号被配置为模拟域中的致动信号。然而，图3示出了作为一个信号的致动信号。
模拟滤波器104具有用于I信号部分的一阶RC有源滤波器电路以及用于Q信号部分的一阶RC有源滤波器电路。在模拟滤波器104中，电阻R1，R2、电容C1、以及运算放大器401形成了一阶RC有源滤波器。I信号部分的输出信号Iout_B通过开关402和电阻Rf与Q信号部分的运算放大器的负输入端相耦合。Q信号部分的输出信号Qout_B通过开关402、反相器403、以及电阻Rf与I信号部分的运算放大器401的负输入端相耦合。当开关402断开(打开)时，I信号部分的一阶RC有源滤波器和Q信号部分的一阶RC有源滤波器彼此独立操作。在这种情况下，模拟滤波器104起一阶低通滤波器的作用。
当开关402接通(闭合)时，I信号部分的输出信号通过电阻Rf反馈到Q信号部分的输入。此外，反相器403使Q信号部分的输出信号反相，并且此后通过电阻Rf反馈到I信号部分的输入。在这种情况下，信号反馈被加到I信号部分和Q信号部分上。该结果相当于低通滤波器的传递函数的极点向虚数偏移ωIF(ωIF＝1/C2Rf))。因此，模拟滤波器104起复合带通滤波器的作用。
图4A和4B说明了模拟滤波器104的传递函数。图4A说明了当模拟滤波器104起低通滤波器作用时所存在的传递函数。图4B说明了当模拟滤波器104起复合带通滤波器作用时所存在的传递函数。在图4A和4B中，横轴表示频率ω，纵轴表示传递函数的幅度|Hω)|。
当起低通滤波器作用时，如图4A所示，模拟滤波器104使在-ω0至+ω0的频率范围内的信号分量通过，并且使具有其它频率的信号分量衰减。同时，如图4B所示，当起带通滤波器作用时，模拟滤波器104使在-ω0+ωIF至+ω0+ωIF的频率范围内的信号分量通过，并且使具有其它频率的信号分量衰减。
通过对模拟滤波器104中的开关402进行控制，模式控制部108(参见图1)允许模拟滤波器104起低通滤波器的作用或者起带通滤波器的作用。在零中间频率模式下，模式控制部108使开关402断开，从而允许模拟滤波器104起低通滤波器的作用。在低中间频率模式下，模式控制部108使开关402接通，从而允许模拟滤波器104起复合带通滤波器的作用。当模拟滤波器104在零中间频率模式下起低通滤波器的作用时，输入到ADC 106的信号的带比在模拟滤波器104起复合带通滤波器作用的低中间频率模式下要窄。
图5说明了模拟滤波器的另一示例性配置。图5所示的模拟滤波器被配置为无源滤波器，并且包括电阻R、电容C、以及开关SW。当配备成与电容C的信号输入端相对的端子通过开关SW接地时，电阻R和电容C作为截止频率为ωc＝1/RC的低通滤波器进行操作。
当模拟滤波器104中的开关SW接通时，输出端Q_out与其在另一端与输入端I_in相耦合的电容的一端相耦合，输出端Ib_out与其在另一端与输入端Q_in相耦合的电容的一端相耦合，输出端Qb_out与其在另一端与输入端Ib_in相耦合的电容的一端相耦合，以及输出端I_out与其在另一端与输入端Qb_in相耦合的电容的一端相耦合。在这种情况下，模拟滤波器104起由方程式ω＝1/RC所表达的多相(全通)滤波器的作用。
图6说明了在考虑到当模拟滤波器104起多相滤波器的作用时所存在的I信号和Q信号的情况下，模拟滤波器104的传递函数的频率响应。在图6中，横轴表示频率，并且纵轴表示传递函数的幅度|H|。如图所6示，仅在-ωc＝-1/RC附近的图像带中出现了相移，使得在对I信号和Q信号进行信号合成之后所述图像带被抑制。
通过对模拟滤波器104中的开关SW进行控制，模式控制部108(参见图1)允许模拟滤波器104起低通滤波器的作用或者起多相滤波器的作用。在零中间频率模式下，模式控制部108允许开关SW选择接地，从而允许模拟滤波器104起低通滤波器的作用。在低中间频率模式下，模式控制部108允许开关402选择与地相对的一侧，从而允许模拟滤波器104起多相滤波器的作用。
在低中间频率模式下，因为在I/Q信号合成时图像带被叠加在期望信号上，因此需要抑制图像带。可以通过使用上述有源复合带通滤波器或无源多相滤波器来抑制图像带。
[模拟滤波信号的示例]
图7A到7D说明了模拟滤波器104的示例性输入/输出信号。图7A和7B说明了在零中间频率模式下模拟滤波器104的示例性输入/输出信号。图7C和7D说明了在低中间频率模式下模拟滤波器104的示例性输入/输出信号。在图7A到7D中，横轴表示I/Q基带信号(频率)，并且纵轴表示I/Q信号的功率电平。
在零中间频率模式下，将中心频率为0Hz的所选信道上的中间频率信号从正交解调器103输入到模拟滤波器104(参见图1)。假设如图7A所示在所选信道的下相邻信道和上相邻信道上存在信号。这些信号可以作为所选信道上的信号的干扰波。在零中间频率模式下，模拟滤波器104起低通滤波器的作用。例如，当无线电通信信号的信号带为每信道400kHz时，起低通滤波器作用的模拟滤波器具有使200kHz和较低频率分量通过的通过特性。
例如，如果低通滤波器的频率响应如图4所示，如图7B所示存在于下相邻信道和上相邻信道上的模拟滤波器104的输出信号被衰减。在零中间频率模式下，ADCs106将图7B中所示的信号转换成数字信号并将其输入到零中间频率信号处理部120。
同时，在低中间频率模式下，将中心频率为中间频率fIF的所选信道上的中间频率信号从正交解调器103输入到模拟滤波器104(参见图1)。假设如图7C所示在所选信道的下相邻信道和上相邻信道上存在信号。在低中间频率模式下，图像干扰波(图像带)以相对于以DC(0Hz)为中心的所选信道的信号带而言的线对称的方式，出现在负频率区域中。在低中间频率模式下，模拟滤波器104起带通滤波器的作用。例如，当中间频率fIF为300kHz并且每个信道的信号带宽为400kHz时，起带通滤波器作用的模拟滤波器104具有使100kHz至500kHz频率分量通过的通过特性。
例如，如果带通滤波器的频率响应如图4B所示，则存在于下相邻信道和上相邻信道上的模拟滤波器104的输出信号如图7D所示地衰减。图像带与下相邻信道的频带重叠，并且图像干扰波也通过模拟滤波器104而衰减。在低中间频率模式下，ADC106将图7D所示的信号转成为数字信号，并且该数字信号被输入到低中间频率信号处理部130。
[零中间频率信号处理部]
图8说明了零中间频率信号处理部120的示例性配置。零中间频率信号处理部120包括两个LPF(低通滤波器)201、两个LPF 202、复数乘法器203、以及加法器204。从图8中省略了开关SW1，SW2(参见图1)。在零中间频率信号处理部120中，LPF201(LPFs1)用于生成解调信号，并且LPF202(LPFs2)和复数乘法器203用于生成待由电平检测器152检测的上相邻频带中的信号或下相邻频带中的信号。
将具有零中间频率并由ADC106转换成数字信号的I信号和Q信号(还参见图7B)输入到LPF201。LPF201使不高于所选波频带(所选信道)的频率的I信号和Q信号频率分量通过，并且使其它频率分量衰减。通过加法器204将LPF201的输出信号相加在一起并且此后作为解调信号输出。如果假设从LPF201输出的I信号和Q信号分别是I和Q，则由方程式I+jQ(j是虚数)来表达解调信号。电平检测器153检测通过允许加法器204使LPF201的输出信号相加所获得的解调信号的信号电平。
将具有零中间频率的由ADC106转换成数字信号的I信号和Q信号输入到复数乘法器203。复数乘法器203使输入的I信号和Q信号的频谱向较低或较高频率侧偏移预定频率。复数乘法器203按照例如待被提取为相邻信道的频带具有0Hz的中心频率这样的方式，使中间频率信号的频谱偏移。
LPF202使其通过复数乘法器203而受到频谱偏移的且不高于预定频率的中间频率信号的频率分量通过，并且使其它频率分量衰减。将LPF202的输出信号输入到电平检测器152以让电平检测器152检测其信号电平。在零中间频率模式下，模式控制部108根据电平检测器151所检测到的中间频率信号的信号电平、电平检测器153所检测到的解调信号的信号电平、以及电平检测器152所检测到的LPF202的输出信号的信号电平，来选择操作模式。
[零中间频率信号处理部中的示例性信号]
图9A和9B说明了零中间频率信号处理部120中的示例性信号。图9A说明了LPF 201的输出信号的示例，并且图9B说明了LPF202的输出信号的示例。在图9A和9B中，横轴表示I/Q基带信号(频率)，并且纵轴表示I/Q信号的功率电平。
例如，如果每个信道的信号带宽是400kHz，则LPF201使不高于(作为每个信道的信号带宽的一半的200kHz的频率分量通过。在这种情况下，如图9A所示，LPF201仅使所选信道的信号带中的具有零中间频率的中间频率信号通过。通过将已通过LPF201的I信号和Q信号相加可获得解调信号。
同时，例如，复数乘法器203使中间频率信号的频谱向低频侧偏移600kHz。在这种情况下，如图9B所示，在受到频谱偏移的中间频率信号中的DC(0Hz)的位置是高于所选信道的信道1频带与高于所选信道的信道2频带之间的边界处的频率的位置。LPF202使例如不高于400kHz的已偏移的中间频率信号的频率分量通过。在这种情况下，如图9B所示，LPF202仅使高于所选信道的信道1频带或者高于所选信道的信道2频带上的已偏移的中间频率信号通过。当将已通过LPF202的信号输入到电平检测器152时，可对上相邻信道的信号电平进行检测。
[低中间频率信号处理部]
图10说明了低中间频率信号处理部130的示例性配置。低中间频率信号处理部130包括两个LPF301、两个LPF302、复数乘法器303、BPF(带通滤波器)304、以及加法器305。如图8中的情况一样，从图10中省略开关SW1，SW2。在低中间频率信号处理部130中，LPF301、LPF302(LPF3)、以及复数乘法器303用于生成解调信号，并且BPF304生成用于在将由电平检测器152检测的上或下相邻频带中的信号。
将具有低中间频率并由ADC 106转换成数字信号的I信号和Q信号(参见图7D)输入到LPF301。LPF301使不高于预定频率的I信号和Q信号频率分量通过，并使其它频率分量衰减。LPF301使不高于下述频率的频率分量通过并且使其它频率分量衰减，所述频率例如是通过将约为所选波频带(所选信道)一半的带宽加到中间频率fIF上而获得的。复数乘法器303使已通过LPF301的中间频率信号的频谱向低频侧偏移中间频率fIF。LPF 302使其通过复数乘法器303而受到频谱偏移的且不高于所选波频带的频率的中间频率信号的频率分量通过，并且使其它频率分量衰减。加法器305将LPF302的输出信号相加在一起并作为解调信号输出。电平检测器153检测通过允许加法器305相加LPF302的输出信号而获得的解调信号的信号电平。
将具有低中间频率并由ADC106转换成数字信号的I信号和Q信号输入到BPF304。BPF304使位于与所选波频带不同频带之外的中间频率信号的频率分量衰减，并且使与所选波频带不同频带中的频率分量通过。BPF304仅使例如上相邻信道或下相邻信道的频带中的频率分量通过。将BPF304的输出信号输入到电平检测器152以让电平检测器152检测其信号电平。在低中间频率模式下，模式控制部108根据电平检测器151所检测到的中间频率信号的信号电平、电平检测器153所检测到的解调信号的信号电平、以及电平检测器152所检测到的BPF304的输出信号的信号电平，来选择操作模式。
[低中间频率信号处理部中的示例性信号]
图11A和11B说明了低中间频率信号处理部130中的示例性信号。图11A说明了LPF302的输出信号的示例，并且图11B说明了BPF304的输出信号的示例。在图11A和11B中，横轴表示I/Q基带信号(频率)，并且纵轴表示I/Q信号的功率电平。
例如，如果在低中间频率模式中，中间频率fIF是300kHz，则复数乘法器303使中间频率fIF为300kHz的中间频率信号的频谱向低频侧偏移300kHz。在这种情况下，如图11A所示，在受到频谱偏移的中间频率信号中，所选信道的中心频率位于0Hz。当每个信道的信号带宽为400kHz时，LPF 302使不高于200kHz的频率分量通过，200kHz是每个信道的信号带宽的一半。在这种情况下，如图11A所示，LPF 302仅使所选信道的信号带中受到频谱偏移的中间频率信号通过。通过相加已通过LPF 302的I和Q信号可获得解调信号。
同时，BPF304仅使中间频率fIF为300kHz且在例如上相邻信道的频带中的中间频率信号通过。例如，如果高于所选信道的信道1频带上的信号以及高于所选信道的信道2频带上的信号将通过，则BPF304仅使500kHz至1300kHz的频带中的信号通过。在这种情况下，如图11B所示，仅高于所选信道的信道1频带上的信号以及高于所选信道的信道2频带上的信号通过BPF304。当将已通过BPF304的信号输入到电平检测器152时，可对上相邻信道的信号电平进行检测。
[接收过程]
图12说明了由无线电接收器所执行的接收过程。无线电接收器100接收无线电通信信号(步骤A1)。在接收到无线电通信信号之后，电平检测器151-153分别检测信号电平(步骤A2)。模式控制部108根据在步骤A2中所检测到的信号电平来执行接收模式选择/确定过程(步骤A3)。如果在步骤A3中所选的接收模式(中间频率模式)与当前接收模式不同，则模式控制部108向无线电接收器100的各个部分输出控制信号，以便切换到在步骤A3中所确定的接收模式(步骤A4)。无线电接收器100中的控制部分(未示出)确定接收是否结束(步骤A5)。如果确定接收未结束，则处理返回到步骤A1以继续接收无线电通信信号。
图13说明了接收模式选择/确定过程。一旦从电平检测器151-153获取了信号电平检测结果，则模式控制部108确定期望波(所选信道)信号的信号电平(步骤B1)。在步骤B1中，模式控制部108例如确定期望波的信号电平是否高于参考功率电平。
如果无线电接收器100的输入端的期望波的信号电平是在最小接收器灵敏度点附近的低功率电平，则需要设置高总接收增益VG_T[dB]，该高总接收增益VG_T[dB]包括由LNA102和可变增益放大器105进行放大所产生的增益。在这种情况下，DC偏移和1/f噪声对接收器灵敏度有很大的影响。因此，优选地在低中间频率模式下接收无线电通信信号。
同时，如果在无线电接收器100的输入端处的期望波的信号电平在一定程度上很高，则期望波的SNR(信噪比)很高。因此，可降低总接收增益以减少DC偏移和1/f噪声的影响。在这种情况下，即使选择零中间频率模式作为操作模式，也可减轻对接收性能的影响。在零中间频率模式下，ADC106的带可减少以降低功耗。
从上述角度看，如果在对无线电接收器100的输入方面期望波的信号电平在一定程度上低，则优选地选择低中间频率模式以避免DC偏移的影响。相反，如果期望波的信号电平高以便减轻DC偏移和1/f噪声的影响，则优选地选择零中间频率模式，因为可降低功耗。
对于在步骤B1中对期望波的电平确定，在影响接收性能的信号功率电平的边界附近设置阈值Pth_IF[dBm]。模式控制部108将就对无线电接收器100的输入而言的期望波的信号电平与阈值Pth_IF进行比较。如果电平检测器153所检测到的期望波的信号电平(信号功率电平)的值为P_LD3(dBm)，则可根据下列方程式计算就输入而言的期望波的功率电平P_DC[dBm]:
P_DC[dBm]＝P_LD3[dBm]+VG_T[dB]--(方程式1)
在步骤B1中，模式控制部108确定根据上述方程式1所计算的期望波的功率电平P_DC是否低于阈值Pth_IF。更具体地，模式控制部108确定以下方程式2是否成立：
P_DC<Pth_IF---(方程式2)
如果上述方程式2成立，则模式控制部108确定期望波的信号电平低并且不适合于在零中间频率模式下接收。相反，如果上述方程式2不成立，则模式控制部108确定期望波的信号电平高并且准备在零中间频率模式下进行接收。
如果在步骤B1中确定出期望波的信号电平低，则低中间频率模式将用于接收。然而，如果具有使接收器灵敏度劣化的功率电平的干扰波信号存在于较低频率侧(下侧)的相邻信道附近的图像带中，则即使使用低中间频率模式来接收，也可能不能获得足够高的接收性能，较低频率侧的频率低于期望波的频率。因而，如果在步骤B1中确定出期望波的信号电平低，则模式控制部108执行图像干扰确定步骤(B2)。在步骤B2中，模式控制部108例如确定期望波的信号电平是否足够地高于在下相邻信道附近的干扰波的信号电平。
在用于图像干扰确定的步骤B2中，模式控制部108计算就对无线电接收器100的输入而言的图像频带(下相邻信道附近的频带)的信号功率电平P_ACPL[dBm]。图像频带通过模拟滤波器104衰减。假设模拟滤波器104所提供的图像频带中的衰减量为ATT_LP[dB]。此外，假设电平检测器151所检测到的宽波带中的中间频率信号的信号电平是P_LD1[dBm]，并且电平检测器152所检测到的上相邻信道的信号电平是P_LD2[dBm]。如果如上所述假设总接收增益为VG_T[dB]，则可从以下方程式3确定出P_ACPL[dBm]：
如果图像干扰波的信号电平高于期望波的信号电平，则接收性能受到显著影响。当将图像干扰波的信号电平与期望波的信号电平之比定义为DU_ACPL[dB]时，可从以下方程式4确定出DU_ACPL：
DU_ACPL[dB]＝P_DC[dBm]-P_ACPL[dBm]---(方程式4)
在用于图像干扰确定的步骤B2中，就影响接收性能的DU比(期望与非期望信号比)而言设置确定阈值DUTH_LP[dB]。模式控制部108将根据从方程式4所确定的DU_ACPL与DUth_LP进行比较。更具体地，模式控制部108在步骤B2中确定以下方程式5是否成立:
DU_ACPL>DUth_LP--(方程式5)
如果在步骤B2中满足上述方程式5中的条件，则模式控制部108确定不受图像干扰波的影响。在这种情况下，模式控制部108选择低中间频率模式(步骤B3)。
如果在步骤B1中确定出期望波的信号电平很高，则可在零中间频率模式下实现接收。然而，如果相邻信道附近的干扰波的信号电平在期望波的较高频率侧(上侧)和较低频率侧(下侧)都很高——较高频率侧和较低频率侧的频率高于或低于期望波的频率，则由于二阶失真而使接收性能可能劣化。因此，如果干扰波在相邻信道附近施加了任何影响，则在使用低中间频率模式来接收时可以获得较高的接收性能。因此，如果在步骤B1中确定期望波的信号电平高并且可在零中间频率模式下实现接收，则模式控制部108执行相邻信道附近干扰确定步骤(步骤B4)。
在步骤B4中，模式控制部108例如确定期望波的信号电平是否足够高于相邻信道附近的干扰波的信号电平。然而，即使选择了低中间频率模式，下相邻信道附近的干扰波也可以用作图像干扰波信号分量。因此，即使当下相邻信道附近的干扰波的信号电平很高时选择低中间频率模式，接收性能也不会改善。因此，执行步骤B4以确定期望波的信号电平是否足够高于上相邻信道附近的干扰波的信号电平。
在用于相邻信道干扰确定的步骤B4中，模式控制部108计算就对无线电接收器100的输入而言的上相邻信道的信号功率电平P_ACPU[dBm]。与图像带的情况一样，上相邻信道上的频带也通过模拟滤波器104而衰减。假设模拟滤波器104所提供的上相邻信道中的衰减量为ATT_UP[dB]。如果如上文所述电平检测器152所检测到的上相邻信道的信号电平为P_LD2[dBm]，且总接收增益为VG_T[dB]，则可从以下方程式确定P_ACPU[dBm]:
P_ACPU[dBm]＝P_LD3[dBm]+VG_T[dB]+ATT_UP[dB]--(方程式6)
当将上相邻信道的信号电平与期望波的信号电平之比定义为DU_ACPU[dB]时，可从以下方程式7确定DU_ACPU：
DU_ACPU[dB]＝P_DC[dBm]-P_ACPU[dBm]--(方程式7)
在用于上相邻信道附近干扰确定的步骤B4中，就影响接收性能的DU比而言设置确定阈值DUTH_LP[dB]。模式控制部108将根据方程式7所确定的DU_ACPL与DUth_LP进行比较。更具体地，模式控制部108在步骤B4中确定以下方程式8是否成立：
DU_ACPU>DUth_UP--(方程式8)
如果在步骤B4中满足上述方程式8中的条件，则模式控制部108确定不受相邻信道干扰波的影响。在这种情况下，模式控制部108选择零中间频率模式(步骤B5)。如果在步骤B4中确定不满足上述方程式8中的条件，则模式控制部108得出这样的结论，即选择零中间频率模式会使接收性能劣化，因为相邻信道干扰波施加了显著影响。在这种情况下，模式控制部108继续到步骤B3并选择低中间频率模式。
如果在步骤B2中确定不满足上述方程式5中的条件，则模式控制部108得出这样的结论，即选择低中间频率模式而不是零中间频率模式并不能改善接收性能，因为图像干扰波施加了显著影响。在这种情况下，模式控制部108继续到步骤B5并选择零中间频率模式。当选择了零中间频率模式时，ADC106的带宽可减少。这在降低功耗方面提供了优势。
[结论]
在本实施例中，模式控制部108根据无线电波接收状况来选择零中间频率模式或低中间频率模式。可基于电平检测器151-153所检测到的信号电平来估计无线电波接收状况。在本实施例中，根据所选波频带的信号电平与可以用作干扰波的相邻频带的信号电平之间的关系来选择零中间频率模式或低中间频率模式。按照这种方式，可在其可能随时间变化的无线电波接收状况下获得最大接收性能。其结果是，可建立鲁棒通信。
当将本实施例与日本未经审查的专利申请公开(PCT申请的译文)No.2004-515104以及用于2.4GHz ISM带应用的具有集成分数为的N合成器的A0.6V零IF/低IF接收器(IEEE固态电路期刊第45卷，第3期，2010年3月)进行比较时，后两个文档说明为特定通信方法选择固定接收模式。例如，如果在使用某个通信方法期间在零中间频率模式下建立了通信，则即使当预期低中间频率模式将提供改善的接收性能时，通信也保持在零中间频率模式下。此外，如果在使用另一通信方法期间在低中间频率模式下建立了通信，则即使在零中间频率模式下可实现接收时，通信也保持在低中间频率模式下。同时，本实施例根据无线电波接收状况来改变接收模式。因此，本实施例使得能够在提供高接收性能的接收模式下建立通信。另外，在可在零中间频率模式下建立通信的情况下，可通过选择零中间频率模式来降低功耗。
第二实施例
现在将描述本发明的第二实施例。图14说明了根据第二实施例的在无线电接收器中所使用的信道选择信号处理部107a的示例性配置。信道选择信号处理部107a包括两个LPF701、两个LPF702、复数乘法器703、加法器704、以及开关SW_a-SW_F。根据本实施例的无线电接收器中的除信道选择信号处理部107a之外的元件可以与图1所示的根据第一实施例的无线电接收器100中的元件相同。
LPF(数字滤波器)701使不高于所选波频带的频率的中间频率信号(I信号和Q信号)的频率分量通过，并使其它频率分量衰减。加法器704将LPF701的输出信号相加在一起并作为解调信号而输出。电平检测器153对通过允许加法器704将LPF701的输出信号相加而获得的解调信号的信号电平进行检测。
LPF(数字滤波器)702使不高于预定频率的中间频率信号的频率分量通过。LPF702被配置成使其频率通带是可变的。将LPF702的输出信号输入到电平检测器152以让电平检测器152检测其信号电平。复数乘法器703使中间频率信号的频谱向较低频率侧或较高频率侧偏移预定频率。复数乘法器703被配置成频谱偏移量(频移量)是可变的。开关SW_a到SW_F在信道选择信号处理部107a中用作改变中间频率信号的信号路径的路径选择器开关。
模式控制部108根据所选的中间频率模式来控制开关SW_a-SW_F的开关状态。此外，根据所选的中间频率模式，模式控制部108控制LPF702的通带以及复数乘法器703的频移量。由于本实施例允许模式控制部108根据所选中间频率模式来控制开关SW_A到SW_F的开关状态，因此可使用LPF、复数乘法器、以及其它元件来对具有零中间频率的中间频率信号以及具有低中间频率的中间频率信号这两者进行信号处理。
[零中间频率模式下的操作]
图15说明了信道选择信号处理部107a在零中间频率模式下所执行的操作。图15另外说明了中间频率信号在信道选择信号处理部107a中的信号路径。在零中间频率模式下，模式控制部108向信道选择信号处理部107a传送控制信号以便接通(关闭)开关SW_a、SW_B、SW_E并且断开(打开)其余开关。
从ADC 106输出的中间频率信号(I信号和Q信号)通过开关SW_A并输入到LPF 701。LPF701使通过开关SW_A输入的且不高于所选波频带的频率的中间频率信号的频率分量通过，并使其它频率分量衰减。加法器704将LPF701的输出信号相加在一起并作为解调信号而输出。
此外，从ADC106输出的中间频率信号(I信号和Q信号)通过开关SW_B并输入到复数乘法器703。在零中间频率模式下，复数乘法器703使输入的I信号和Q信号的频谱向较低频率侧或较高频率侧偏移预定频率。在零中间频率模式下复数乘法器703的频移量可以与在图8所示的零中间频率信号处理部120中的复数乘法器203的频移量相同。复数乘法器703按照待提取为相邻信道的频带具有0Hz的中心频率的方式来使中间频率信号的频谱偏移。
复数乘法器703的输出信号通过开关SW_D并输入到LPF702。LPF702使通过开关SW_D输入的、受到频谱偏移的、并且不高于预定频率的中间频率信号的频率分量通过，并且使其它频率分量衰减。LPF702仅使不高于例如待提取为相邻信道的频带的带宽中的频率的一半的频率分量通过。将LPF702的输出信号输入到电平检测器152以使电平检测器152对已通过LPF702的信号的信号电平进行检测。
[零中间频率模式中的示例性信号]
图16A到16D说明了无线电接收器的各个部分中的示例性信号。图16A和16B说明了零中间频率模式下的模拟滤波器104(参见图1)的示例性输入/输出信号。图16C说明了LPF701的示例性输出信号。图16D说明了LPF702的示例性输出信号。在图16A至16D中，横轴表示I/Q基带信号(频率)，并且纵轴表示I/Q信号的功率电平。
在零中间频率模式中，将具有0Hz中心频率的所选信道上的中间频率信号输入到模拟滤波器104(参见图16a)。在零中间频率模式中，模拟滤波器104起低通滤波器的作用，并且已通过模拟滤波器104并存在于上下相邻信道上的中间频率信号衰减(参见图16B)。在零中间频率模式中，在ADC106中将图16B中所示的信号转换成数字信号，并将其输入到信道选择信号处理部107a。
通过开关SW_A将在ADC106中转换成数字信号的中间频率信号输入到LPF701。例如，如果每个信道的信号带宽为400kHz，则LPF701使所输入的不高于作为每个信道的信号带宽的一半的200kHz的中间频率信号的频率分量通过。在这种情况下，如图16C所示，LPF701仅使所选信道的信号波带中的具有零中间频率的中间频率信号通过。可通过使已通过LPF701的I信号和Q信号相加来获得解调信号。
同时，通过开关SW_B将在ADC 106中转换成数字信号的中间频率信号输入到复数乘法器703。在零中间频率模式下，复数乘法器703使中间频率信号的频谱向低频侧偏移600kHz。在这种情况下，如图16D所示，受到频谱偏移的中间频率信号中的0Hz的位置处于高于所选信道的信道1频带与高于所选信道的信道2频带之间的边界处的频率的位置处。在例如设置了400kHz的截止频率的零中间频率模式下，LPF702使不高于400kHz的已偏移的中间频率信号的频率分量通过。在这种情况下，如图16D所示，LPF702仅使高于所选信道的信道1频带上的或者高于所选信道的信道2频带上的已偏移的中间频率信号通过。当已通过LPF702的信号输入到电平检测器152时，可对上相邻信道的信号电平进行检测。
[低中间频率模式下的操作]
图17说明了信道选择信号处理部107a在低中间频率模式下所执行的操作。图17另外说明了中间频率信号在信道选择信号处理部107a中的信号路径。在低中间频率模式下，模式控制部108向信道选择信号处理部107a传送控制信号以便接通(关闭)开关SW_C、SW_D、SW_F并且断开(打开)其余开关。
从ADCs 106输出的中间频率信号(I和Q信号)通过开关SW_D并输入到LPFs 702。LPF702使通过开关SW_D输入的且不高于预定频率的中间频率信号的频率分量通过，并使其它频率分量衰减。LPF702使下述预定频带的频率分量通过并使其它频率分量衰减，所述预定频带例如包括例如所选信道以及上相邻信道或下相邻信道的至少一部分。将LPF702的输出信号输入到电平检测器152以使电平检测器152对已通过LPF702的信号的信号电平进行检测。
LPF702的输出信号还通过开关SW_C而输入到复数乘法器703。在低中间频率模式下，复数乘法器703使通过开关SW_C输入的LPF702的输出信号的频谱向低频侧偏移中间频率fIF。使在复数乘法器703中经受频谱向低频侧偏移的中间频率信号通过开关SW_F而输入到LPF701。LPF701使在复数乘法器703中受频谱偏移且不高于所选波频带(所选信道)的频率的中间频率信号的频率分量通过，并使其它频率分量衰减。加法器704使LPF701的输出信号相加在一起并作为解调信号而输出。
[低中间频率模式下的示例性信号]
图18A到18D说明了无线电接收器的各个部分中的示例性信号。图18A和18B说明了模拟滤波器104(参见图1)在低中间频率模式下的示例性输入/输出信号。图18C说明了LPF702的示例性输出信号。图18D说明了LPF701的示例性输出信号。在图18A至18D中，横轴表示I/Q基带信号(频率)并且纵轴表示I/Q信号的功率电平。
在低中间频率模式下，将中心频率为fIF的所选信道上的中间频率信号输入到模拟滤波器104(参见图18a)。中间频率信号的图像带出现在负频率范围内。在低中间频率模式下，模拟滤波器104起带通滤波器的作用，并且已通过模拟滤波器104并存在于上下相邻信道上的中间频率信号被衰减(参见图18B)。在低中间频率模式下，在ADC106中将图18B中所示的信号转换成数字信号并将其输入到信道选择信号处理部107a。
通过开关SW_D将在ADC 106中转换成数字信号的中间频率信号输入到LPF702。在低中间频率模式下，例如，如果每个信道的信号带宽为400kHz并且中间频率fIF为300kHz，则将LPF702设置为具有500kHz的截止频率。LPF702使例如图18B中所示的不高于500kHz的中间频率信号的频率分量通过。在这种情况下，如图18C所示，LPF702使具有所选信道上的低中间频率的中间频率信号，以及具有低于所选信道的信道1频带上的或低于所选信道的信道2频带上的低中间频率的中间频率信号的一部分通过。通过LPF702的信号的频带通常与图2所示的区域A和C的频带相对应。当将已通过LPF702的信号输入到电平检测器152时，可对所选信道和下相邻信道的信号电平进行检测。
已通过LPF702的信号还通过开关SW_C而输入到复数乘法器703。在低中间频率模式下，复数乘法器703使中间频率信号的频谱向低频侧偏移中间频率fIF。在这种情况下，如图16D所示，受到频谱偏移的中间频率信号使所选信道的中心频率为0Hz。例如，当每个信道的信号带宽为400kHz时，LPF701使不高于作为每个信道的信号带宽的一半的200kHz的已偏移的中间频率信号的频率分量通过。在这种情况下，如图18D所示，LPF 701仅使在所选信道的信号波中的受到频谱偏移的中间频率信号通过。通过使已通过LPF701的I和Q信号相加可获得解调信号。
在这里，在零中间频率模式下，电平检测器152对上相邻信道的信号电平进行检测(还参见图16D)。可从电平检测器152所检测到的信号电平、电平检测器151所检测到的与受到模数转换的中间频率信号的整个带的信号电平相对应的信号电平、以及电平检测器153所检测到的与所选信道上的信号的信号电平相对应的信号电平，来计算下相邻信道的信号电平。更具体地，可通过从电平检测器151所检测到的信号电平去除电平检测器152所检测到的信号电平以及电平检测器153所检测到的信号电平来确定下相邻信道的信号电平。
同时，在低中间频率模式下，电平检测器152通常对所选信道和下相邻信道的信号电平进行检测(还参见图18C)。可根据电平检测器152所检测的信号电平、电平检测器151所检测到的信号电平、以及电平检测器153所检测到的信号电平，来计算上下相邻信道的信号电平。更具体地，可通过从电平检测器152所检测到的信号电平去除电平检测器153所检测到的信号电平，来确定下相邻信道的信号电平。此外，可通过从电平检测器151所检测到的信号电平去除电平检测器152所检测到的信号电平，来确定上相邻信道的信号电平。
[接收过程]
图19说明了根据本实施例的无线电接收器所执行的接收过程。这这里，假设无线电接收器基于逐包地接收无线电通信信号。还假设在接收开始时(处于初始状态)为无线电接收器选择接收模式中的任一个。无线电接收器开始接收分组信号(步骤C1)。在分组信号接收开始之后，无线电接收器允许电平检测器151-153与分组接收内部解调信号处理相并行地，分别对信号电平进行检测(步骤C2)。根据在步骤C2中所检测到的信号电平，模式控制部108执行接收模式选择/确定过程(步骤C3)。接收模式选择/确定过程可以与图13所示的过程相同。
如果在分组接收期间接收模式(中间频率模式)改变，则接收稳定性受到损害。因此，假设无线电接收器在接收下一分组信号之前改变接收模式。然而，如果在无线电波接收状况使得影响各个接收模式的接收性能的因素在阈值附近的情况下对每个分组接收改变接收模式，则无线电接收器的操作和性能可能不稳定。鉴于上述情况，本实施例对在其中多次接收分组信号的无线电波接收状况执行统计处理，并且根据该统计处理的结果来改变接收模式。
无线电接收器结束对分组信号的接收(步骤C4)。模式控制部108对在步骤C3中所选的接收模式(中间频率模式)执行统计处理，并且确定用于下一分组信号的接收的接收模式(步骤C5)。例如，如果预定次数地连续选择某个接收模式，则模式控制部108进行确定以选择用于下一分组信号的接收的接收模式。或者，如果对某个接收模式的选择与过去所做出的预定次数的接收模式确定的结果的比率不低于预定比率，则模式控制部108可以将该接收模式确定为用于下一分组信号的接收的接收模式。如果所确定的接收模式与当前接收模式不同，则模式控制部108向无线电接收器中的各个部分输出控制信号以便切换到所确定的接收模式。无线电接收器100中的控制部分(未示出)确定接收是否结束(步骤C6)。如果确定出接收未结束，则处理返回到步骤C1以开始接收下一分组信号。
[结论]
在本实施例中，信道选择信号处理部107a包括用于改变中间频率信号的信号路径的开关SW_a到SW_F。通过改变开关SW_a到SW_F的所选开关状态，可以使用相同LPF701，LPF702以及复数乘法器703，以便实现对具有零中间频率的中间频率信号的信号处理以及对具有低中间频率的中间频率信号的信号处理。因此，可使该配置比配备各个信号处理部时更简单。此外，本实施例使得能够对基于无线电波接收状况所做出的接收模式确定的结果执行统计处理，并且根据该接收模式确定的结果来改变接收模式。按照这种方式，可避免频繁的接收模式改变以使无线电接收器的操作和接收性能稳定。
第三实施例
现在将描述本发明的第三实施例。图20说明了根据第三实施例的无线电接收器。除了如图1所示的包含在根据第一实施例的无线电接收器100之中的元件之外，根据本实施例的无线电接收器100a还包括信道扫描部109。在本实施例中，无线电通信信号包括多个信道上的信号，并且信道扫描部109对通信信号所存在于的多个信道的信号电平进行扫描。在本实施例中，模式控制部108根据信道扫描部109所执行的信道扫描的结果来选择零中间频率模式或低中间频率模式。在其它方面中，第三实施例可以与第一实施例或第二实施例相同。
例如，参考图2所示的无线电通信信号安排，信道扫描部109每次从信道0到信道15中选择一个信道。电平检测器153对各个信道上的信号的信号电平进行检测，并且向信道扫描部109通知所检测到的信号电平。信道扫描部109向模式控制部108通知指示所选信道的标识信息以及所检测到的所选信道的信号电平。模式控制部108存储所检测到的所有信道的信号电平。
在符合IEEE标准802.15.4g、802.15.1、802.15.4、或者802.11的无线电LAN(局域网)和无线PAN(个域网)中，当试图定位通信伙伴时，搜索各个通信信道上的信号。在这种情况下，将对符合通信系统的通信格式的信号的信号功率电平的检测通常称为信道扫描，并且将对不符合通信格式的信号的电平的检测称为能量检测。可通过执行信道扫描来确定每个信道的使用。可通过执行能量检测来确定与通信系统内的信号不同的干扰波信号的存在。在本实施例中，并没有特别的区分开这两种不同的电平检测并且将其通称为扫描。
[通过信道扫描所获得的示例性信号]
图21说明了在执行信道扫描时所获得的各个信道的信号电平。参考图21，具有高信号电平的信道表示当前使用的信道或存在干扰波的信道，并且具有低信号电平的信道表示未使用的信道或不存在干扰波的信道。例如，在信道选择部(未示出)中也使用信道扫描的这些结果。可以通过参考信道扫描的结果来选择用于通信的信道。此外，可以确定存在于所选信道附近的干扰波分量的量。
例如，在选择低中间频率模式的同时执行上述信道扫描。与零中间频率模式相比，低中间频率模式展现出更好的最小接收器灵敏度特性。因此，在低中间频率模式下所执行的信道扫描实现了从低功率电平到高功率电平的很大范围内的信号电平检测。信道扫描的接收模式不局限于低中间频率模式。可以在零中间频率模式下执行信道扫描。零中间频率模式降低了信道扫描所需的功耗。
在本实施例中，模式控制部108根据指示所选信道的信号电平、上相邻信道的信号电平、以及下相邻信道的信号电平的信道扫描的结果，来选择零中间频率模式或低中间频率模式。例如，如果选择信道3，则模式控制部108将信道3的信号电平视为所选波频带的信号电平，将信道4和信道5的信号电平之和视为上相邻信道的信号电平，并且将信道1和信道2的信号电平之和视为下相邻信道的信号电平。例如，根据上述信号电平之间的幅度关系，模式控制部108执行例如在图13所示的接收模式选择/确定过程。按照这种方式，可基于无线电波接收状况来进行接收模式选择。
代替结合第一或第二实施例所描述的基于电平检测器151-153的信号电平检测的结果来进行接收模式选择/确定或者除此之外，模式控制部108可以基于上述信道扫描的结果来进行接收模式选择。当模式控制部108仅基于信道扫描的结果来进行接收模式选择时，可以从图20所示的无线电接收器100a的配置中省略电平检测器151,152。
[接收过程]
图22说明了根据本实施例的无线电接收器所执行的接收过程。无线电接收器100a在接收分组信号之前执行信道扫描(步骤D1)。根据在步骤D1中所执行的信道扫描的结果，模式控制部108执行接收模式选择/确定过程(步骤D2)。除了使用信道扫描的结果以代替电平检测器151-153所检测到的信号电平之外，在步骤D2中所执行的接收模式选择/确定过程可以与结合第一实施例所描述的接收模式选择/确定过程相同。
无线电接收器100a开始接收分组信号(步骤D3)。根据步骤D2中的接收模式选择/确定的结果，模式控制分108切换到零中间频率模式或低中间频率模式(步骤D4)。无线电接收器100a确定接收是否结束(步骤D5)。如果接收未结束，则处理返回到步骤D3以接收下一分组信号。
如果在步骤D5中确定出接收结束，则无线电接收器100a确定是否执行信道扫描(步骤D6)。例如，如果通信信道要被改变，则无线电接收器100a确定执行信道扫描。如果在步骤D5中确定要执行信道扫描，则处理返回到步骤D1以便让信道扫描部109执行信道扫描。
[结论]
在本实施例中，信道扫描部109执行信道扫描并且模式控制部108根据信道扫描的结果来选择零中间频率模式或低中间频率模式。通过参考信道扫描的结果，可以获取与所选信道相邻的信道的信号电平并且估计相邻信道的干扰波功率条件。使用这样的估计结果使得能够选择适合于无线电波接收状况的接收模式。
[示例性修改]
现在将对示例性的修改进行描述。图23说明了根据示例性修改的无线电接收器。除了包含在如图1所示的根据第一实施例的无线电接收器100之中的元件之外，根据本示例性修改的无线电接收器100b还包括电平检测器115和ADC 116。在其它方面，示例性修改可以与第一至第三实施例相同。
在模拟域中，电平检测器115(电平检测器4)对从LNA102输出的无线电通信信号的信号电平进行检测。在例如在正交解调器103中将无线电通信信号转换成中间频率信号之前，电平检测器115对无线电通信信号的信号电平进行检测。电平检测器115输出具有下述幅度的信号以作为检测信号，所述幅度取决于所检测到的信号电平的幅度。ADC 116接收从电平检测器115输出的检测信号并将所接收到的检测信号转换成数字信号。模式控制部108存储电平检测器115所检测到的由ADC116转换成数字信号的信号。
在本示例性修改中，模式控制部108通过另外使用从电平检测器115输出的检测信号(信号电平检测的结果)来执行接收模式选择/确定过程。更具体地，例如，在零中间频率模式下，模式控制部108计算电平检测器115所检测到的信号电平与电平检测器153所检测到的信号电平之间的比率，并对所计算出的比率与预定阈值进行比较。如果所计算出的比率高于阈值，则模式控制部108将接收模式从零中间频率模式变为低中间频率模式。
模式控制部108可以在零中间频率模式下基于电平检测器115和电平检测器153所检测到的信号电平来进行接收模式选择，并且可以在低中间频率模式下基于电平检测器151-153所检测到的信号电平来进行接收模式选择。在这种情况下，模式控制部108可以在零中间频率模式下停止未使用的电平检测器151,152的操作。此外，模式控制部108可以在低中间频率模式下停止未使用的电平检测器115的操作。停止未使用的电平检测器的操作可避免不必要的功耗。
[电平检测器115的检测范围]
图24说明了电平检测器115所检测到的无线电通信信号的频带。电平检测器115所检测到的无线电通信信号的频率范围取决于LNA102的输出增益频率特性。然而，一般来说，在RF(射频)波带内，电平检测通常可以在范围从几十兆赫到几百兆赫的宽带内实现。作为RF带信号功率电平检测器的电平检测器115的频率检测区域与LNA102的输出带宽相协调并且是更宽的区域D，该区域D包括与所选波频带(区域A)相邻的上相邻信道(区域B)和下相邻信道(区域C)。例如，电平检测器115能够对图2中所示的所有信道的信号电平进行检测，即范围从920MHz到928MHz的通信带的信号电平。可以在电平检测器115的输入级配备用于使预定频带通过的带通滤波器，以限制电平检测器115在其内可实现信号电平检测的频带。
[接收过程]
图25是用于对根据本示例性修改的无线电接收器100b所执行的接收过程进行说明的流程图。默认地，模式控制部108选择零中间频率模式(步骤E1)。模式控制部108停止电平检测器151,152的操作并使电平检测器115进行操作。电平检测器115对无线电通信信号的信号电平进行检测，并且电平检测器153对所选信道的信号电平进行检测。电平检测器115所检测到的无线电通信信号的信号电平由D[dBm]来表示，并且电平检测器153所检测到的无线电通信信号的信号电平由a[dBm]来表示。在零中间频率模式下，ADC 106的带宽变窄。
无线电接收器100b开始接收分组信号(步骤E2)。模式控制部108确定当前是否选择了零中间频率模式作为接收模式(步骤E3)。在通信开始时，在步骤E1中选择零中间频率模式。因此，模式控制部108确出当前选择零中间频率模式作为接收模式。如果在步骤E3中确定当前选择零中间频率模式作为接收模式，则模式控制部108根据电平检测器153所检测到的信号电平来确定期望波(所选信道)的信号电平(步骤E4)。在步骤E4中，模式控制部108例如确定期望波的信号电平是否高于参考功率电平。
在步骤E4中，可以按照与图13中所示的步骤B2中的确定期望波的信号电平的方式相同的方式来确定期望波的信号电平。在步骤E4中，模式控制部108将根据方程式1中所示的转换计算出的期望波的功率电平P_DC与阈值Pth_IF进行比较，以便确定方程P_DC<Pth_IF是否成立。如果上述方程式成立，则模式控制部108确定期望波的信号电平低并且选择低中间频率模式(步骤E6)。一旦选择了低中间频率模式，则模式控制部108使电平检测器151,152进行操作并且停止电平检测器115的操作。在低中间频率模式下，ADC 106的带宽变宽。在当前分组信号接收结束与接收下一分组信号之间的间隔期间，模式控制部108切换到低中间频率模式。
如果上述方程式不成立，则模式控制部108确定期望波的信号电平高并得出在零中间频率模式下可实现接收的结论。在这种情况下，模式控制部108继续根据电平检测器115所检测到的信号电平以及电平检测器153所检测到的信号电平来执行RF功率确定过程，以便确定干扰波信号电平是否高(步骤E5)。
在步骤E5中，模式控制部108根据例如电平检测器115所检测到的信号电平D[dBm]与作为电平检测器153所检测到的期望波的信号电平)的信号电平A[dBm]之间的比率，来确定干扰波信号的电平。当对于期望波的信号电平而言不存在干扰波时，信号电平D[dBm]与信号电平A[dBm]之间的关系用方程式A[dBm]＝D[dBm]来表达。表示上述两个信号电平之间的比率的值D-A[dB]随着干扰波信号数目的增大而增大。
当在步骤E5中执行RF功率确定过程时，设置用于在其处通信受到增大的干扰波信号影响的信号功率电平的DU比的DUTH_RF[dB]阈值。在步骤E5中，模式控制部108将值D-A[dB]与确定阈值DUTH_RF进行比较。更具体地，模式控制部108确定以下方程式9是否成立。
D-A[dB]>Duth_RF[dB]--(方程式9)
如果在步骤E5中满足上述方程式9中的条件，则模式控制部108确定干扰波的信号电平高。在这种情况下，模式控制部108继续到步骤E6并选择低中间频率模式。一旦选择了低中间频率模式，则模式控制部108使电平检测器151,152进行操作并停止电平检测器115的操作。当电平检测器151,152进行操作时，可通过另外使用与图24中所示的区域B和C相对应的相邻信道的信号电平来进行接收模式选择/确定。在低中间频率模式下，ADC106的带宽变宽。
无线电接收器100a确定接收是否结束(步骤E9)。如果接收未结束，则处理返回到步骤E2以接收下一分组信号。
如果在接收期间将接收模式变为低中间频率模式，则模式控制部108在步骤E3中确定当前未选择零中间频率模式。在这种情况下，模式控制部108执行接收模式选择/确定过程(步骤E8)。在步骤E8中所执行的接收模式选择/确定过程可以与图13所示的接收模式选择/确定过程相同。如果在步骤E8中选择了零中间频率模式，则模式控制部108在当前分组信号接收结束之后切换到零中间频率模式。
[结论]
在本示例性修改中，电平检测部115对模拟域中的无线通信信号的信号电平进行检测，并且模式控制部108通过另外使用电平检测器115所检测到的无线通信信号的信号电平来进行接收模式选择。特别地，在零中间频率模式下，模式控制部108通过使用电平检测器115,153进行的信号电平检测的结果来确定接收模式。当模式控制部108在零中间频率模式下停止电平检测器151,152的操作时，由于其操作停止而使功耗进一步降低。
[无线电收发器]
图26说明了具有无线电接收器和无线电发送器的无线电收发器。该无线电收发器包括接收部(无线电接收器)100和无线电发送器500。图26中所示的无线电接收器100可以具有与图1所示的根据第一实施例的无线电接收器100的配置相同的配置。在无线电接收器中所使用的接收部可以与根据第二实施例、第三实施例、示例性修改、或者实施例和示例性修改的适当组合的无线电接收器相同。在无线电接收器100中，振荡器110包含在PLL电路111之中以输出与预定相位同步的本地振荡信号。开关510在无线电通信信号的发送与接收之间切换。当接收到无线电通信信号时，开关510将天线101所接收到的无线电通信信号输出到LNA102。
无线电发送器500包括外发基带信号处理部501、DAC(数模转换器)502、滤波器503、正交调制器504、以及PA(功率放大器)505。外发基带信号处理部501配备在数字域中以生成外发基带信号。外发基带信号处理部501所生成的外发基带信号通过滤波器503并且此后输入到正交调制器504。包括移相器和混频器的正交调制器504通过使从振荡器110输出的本地振荡信号与外发基带振荡信号相混合而生成彼此正交的调制信号。PA 505对所生成的调制信号进行放大。当将要发送无线通信信号时，开关510向天线101提供从PA 505输出的已放大的调制信号。
参考图10所给出的描述假设LPF301配备在低中间频率信号处理部130中的复数乘法器303的输入级。然而，低中间频率信号处理部130不局限于这样的配置。可以从低中间频率信号处理部130中省略LPF301。可将具有低中间频率的由ADCs 106转换成数字信号的I信号和Q信号输入到复数乘法器303。此外，参考图8所给出的描述假设具有零中间频率的由ADC106转换成数字信号的I信号和Q信号可以输入到零中间频率信号处理部120中的复数乘法器203。然而，零中间频率信号处理部120不局限于这样的配置。零中间频率信号处理部120可以在复数乘法器203的输入级配备有附加LPF，并且被配置成通过附加LPF将信号输入到复数乘法器203。在这种情况下，配备在复数乘法器203的输入级上的LPF可以使不高于下述频率的频率分量通过，并且使其它频率分量衰减，所示频率例如是通过将约为所选波频带一半的带宽加到待被提取为相邻信道的信道的信号带宽上而获得的。
虽然已就特定实施例对其发明者所做出的本发明进行了详细描述，但是本发明并不局限于上述实施例。本领域的技术人员应当理解的是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种修改。例如，可以对上述实施例和示例性修改进行适当地组合。

Claims (20)

1.一种无线电接收器，包括:
振荡器，所述振荡器具有可变振荡频率；
正交解调器，所述正交解调器包括混频器并且生成具有比射频信号的频率低的中间频率的中间频率信号，所述混频器将所述射频信号与从所述振荡器输出的振荡信号相混合；
模拟滤波器，所述模拟滤波器对所述中间频率信号进行带域限制；
模数转换器，所述模数转换器接收经由所述模拟滤波器输入的中间频率信号，并且将所接收到的中间频率信号转换成数字信号；
接收信号处理部，所述接收信号处理部从被转换成所述数字信号的所述中间频率信号来生成解调信号；以及
模式控制部，所述模式控制部根据无线电波接收状况来将所述正交解调器的操作模式在零中间频率模式与低中间频率模式之间进行切换，所述零中间频率模式提供具有零中间频率的所述中间频率信号，所述低中间频率模式提供具有比所述零中间频率高的低中间频率的所述中间频率信号。
2.根据权利要求1所述的无线电接收器，
其中，所述模式控制部根据包括所述解调信号在内的所选波频带的信号电平以及根据除所述所选波频带之外的频带的信号电平，来选择所述零中间频率模式或所述低中间频率模式。
3.根据权利要求2所述的无线电接收器，
其中，所述模式控制部确定所述所选波频带的信号电平是否低于第一阈值，并且
其中，如果确定所述所选波频带的信号电平不低于所述第一阈值，则所述模式控制部选择所述零中间频率模式。
4.根据权利要求3所述的无线电接收器，
其中，如果确定所述所选波频带的信号电平不低于所述第一阈值，则所述模式控制部进一步确定在所述所选波频带的信号电平与上相邻频带的信号电平之间的比率是否大于第二阈值，所述上相邻频带高于并相邻于所述中间频率信号的所述所选波频带，
其中，如果确定所述所选波频带的信号电平与所述上相邻频带的信号电平之间的所述比率大于所述第二阈值，则所述模式控制部选择所述零中间频率模式，并且
其中，如果确定在所述所选波频带的信号电平与所述上相邻频带的信号电平之间的所述比率不大于所述第二阈值，则所述模式控制部选择所述低中间频率模式。
5.根据权利要求3所述的无线电接收器，
其中，如果确定所述所选波频带的信号电平低于所述第一阈值，则所述模式控制部进一步确定在所述所选波频带的信号电平与下相邻频带的信号电平之间的比率是否大于第三阈值，所述下相邻频带低于并相邻于所述中间频率信号的所述所选波频带，
其中，如果确定在所述所选波频带的信号电平与所述下相邻频带的信号电平之间的所述比率大于所述第三阈值，则所述模式控制部选择所述低中间频率模式，并且
其中，如果确定在所述所选波频带的信号电平与所述下相邻频带的信号电平之间的所述比率不大于所述第三阈值，则所述模式控制部选择所述零中间频率模式。
6.根据权利要求1所述的无线电接收器，
其中，所述接收信号处理部包括：
零中间频率信号处理部，所述零中间频率信号处理部从具有所述零中间频率的中间频率信号来生成解调信号，所述中间频率信号被由所述模数转换器转换成数字信号，以及
低中间频率信号处理部，所述低中间频率信号处理部从具有所述低中间频率的中间频率信号来生成解调信号，所述中间频率信号被由所述模数转换器转换成数字信号。
7.根据权利要求6所述的无线电接收器，
其中，所述零中间频率信号处理部包括：
第一低通滤波器，所述第一低通滤波器使不高于包括所述中间频率信号的所述解调信号在内的所述所选波频带的频率的频率分量通过，并且生成所述解调信号，
复数乘法器，所述复数乘法器使所述中间频率信号的频谱向较低频率侧或较高频率侧偏移预定频率，以及
第二低通滤波器，所述第二低通滤波器使由所述复数乘法器进行频谱偏移的所述中间频率信号的且不高于预定频率的频率分量通过。
8.根据权利要求7所述的无线电接收器，
其中，在所述零中间频率模式中，所述模式控制部根据所述中间频率信号的信号电平、从所述第一低通滤波器输出的所述解调信号的信号电平、以及从所述第二低通滤波器输出的信号的信号电平，来选择所述零中间频率模式或所述低中间频率模式。
9.根据权利要求6所述的无线电接收器，
其中，所述低中间频率信号处理部包括：
复数乘法器，所述复数乘法器使所述中间频率信号的频谱向较低频率侧偏移所述中间频率，
第三低通滤波器，所述第三低通滤波器使不高于所述所选波频带的频率的频率分量通过并且生成所述解调信号，所述所选波频带包括由所述复数乘法器进行频谱偏移的所述中间频率信号的所述解调信号，以及
带通滤波器，所述带通滤波器使在与所述中间频率信号的所述所选波频带不同的频带之外的频率分量衰减，并且使与所述中间频率信号的所述所选波频带不同的频带中的频率分量通过。
10.根据权利要求9所述的无线电接收器，
其中，在所述零中间频率模式中，所述模式控制部根据所述中间频率信号的信号电平、从所述第三低通滤波器输出的所述解调信号的信号电平、以及从所述带通滤波器输出的信号的信号电平，来选择所述零中间频率模式或所述低中间频率模式。
11.根据权利要求1所述的无线电接收器，
其中，所述接收信号处理部包括：
第一数字滤波器，所述第一数字滤波器使不高于包括所述解调信号在内的所述所选波频带的频率分量通过，并且生成所述解调信号，第二数字滤波器，所述第二数字滤波器使不高于预定频率的频率分量通过，
复数乘法器，所述复数乘法器使所述中间频率信号的频谱向较低频率侧或较高频率侧偏移预定频率，以及
路径选择器开关，所述路径选择器开关改变所述中间频率信号的信号路径；
其中，当要选择所述零中间频率模式作为所述正交解调器的操作模式时，所述模式控制部按照下述方式来控制所述路径选择器开关，所述方式是：
将被由所述模数转换器转换成数字信号的中间频率信号输入到所述第一数字滤波器和到所述复数乘法器，并且将所述复数乘法器的输出输入到所述第二数字滤波器；并且
其中，当要选择所述低中间频率模式作为所述正交解调器的操作模式时，所述模式控制部按照下述方式来控制所述路径选择器开关，所述方式是：
将被由所述模数转换器转换成数字信号的中间频率信号经由所述第二数字滤波器输入到所述复数乘法器，并且将所述复数乘法器的输出输入到所述第一数字滤波器。
12.根据权利要求1所述的无线电接收器，
其中，所述射频信号包括多个信道上的信号，
其中，所述无线电接收器进一步包括用于对所述信道上的射频信号的信号电平进行扫描的信道扫描部，并且
其中，所述模式控制部根据由所述信道扫描部所执行的信道扫描的结果，来选择所述零中间频率模式或所述低中间频率模式。
13.根据权利要求12所述的无线电接收器，
其中，所述模式控制部根据与所选波频带相对应的接收信道的信号电平、具有高于所述所选波频带的频带并且相邻于所述接收信道的上相邻信道的信号电平、以及具有低于所述所选波频带的频带并且相邻于所述接收信道的下相邻信道的信号电平，来选择所述零中间频率模式或所述低中间频率模式。
14.根据权利要求1所述的无线电接收器，进一步包括:
第一电平检测器，所述第一电平检测器检测被转换为所述数字信号的所述中间频率信号的信号电平；
第二电平检测器，所述第二电平检测器检测与所选波频带不同的频带的信号电平，所述所选波频带包括被转换成所述数字信号的所述中间频率信号的所述解调信号；以及
第三电平检测器，所述第三电平检测器检测被转换成所述数字信号的所述中间频率信号的所述所选波频带的信号电平；
其中，所述模式控制部根据由所述第一电平检测器、所述第二电平检测器、以及所述第三电平检测器所检测到的信号电平，来选择所述零中间频率模式或所述低中间频率模式。
15.根据权利要求14所述的无线电接收器，
其中，所述第二电平检测器对包括上相邻频带或下相邻频带在内的预定频带的信号电平进行检测，所述上相邻频带高于并相邻于被转换成所述数字信号的所述中间频率信号的所述所选波频带，所述下相邻频带低于并相邻于被转换成所述数字信号的所述中间频率信号的所述所选波频带。
16.根据权利要求14所述的无线电接收器，进一步包括：
第四电平检测器，所述第四电平检测器检测所述射频信号的信号电平；
其中，在所述零中间频率模式中，所述模式控制部确定在由所述第四电平检测器所检测到的信号电平与由所述第三电平检测器所检测到的信号电平之间的比率，并且如果所确定的比率高于预定阈值，则将所述正交解调器的操作模式变为所述低中间频率模式。
17.根据权利要求16所述的无线电接收器，其中，
在所述零中间频率模式中，所述模式控制部停止所述第一电平检测器的操作和所述第二电平检测器的操作，并且
在所述低中间频率模式中，所述模式控制部停止所述第四电平检测器的操作。
18.根据权利要求1所述的无线电接收器，
其中，当选择所述零中间频率模式作为所述正交解调器的操作模式时，所述模式控制部使所述模数转换器的带域比在所述低中间频率模式中的带域窄。
19.根据权利要求1所述的无线电接收器，
其中，所述模拟滤波器能够在低通滤波器与带通滤波器之间进行切换，并且
其中，所述模式控制部允许所述模拟滤波器在所述零中间频率模式中起低通滤波器的作用，并且允许所述模拟滤波器在所述低中间频率模式中起带通滤波器的作用。
20.一种中间频率选择方法，包括以下步骤：
接收射频信号；
由正交解调器将所接收到的射频信号转换成中间频率信号；
将所述中间频率信号转换成数字信号；
从被转换成所述数字信号的所述中间频率信号来生成解调信号；并且
根据无线电波接收状况进行控制，以使得将所述中间频率信号保持在零中间频率或保持在低中间频率，所述低中间频率比所述零中间频率高。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3009487A1 (en) 2015-12-21 2017-06-29 Angler Labs Inc. An on-line multiplayer gaming system for real world angling events
GB201907717D0 (en) * 2019-05-31 2019-07-17 Nordic Semiconductor Asa Apparatus and methods for dc-offset estimation
US11437957B2 (en) * 2021-02-01 2022-09-06 Qualcomm Incorporated Accelerated channel scanning with a two-point-modulated phase-locked loop

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW566011B (en) * 2002-09-23 2003-12-11 Ind Tech Res Inst Dual mode receiving method and device
CN101056112A (zh) * 2006-04-10 2007-10-17 因特格瑞特科技有限公司 双变换接收机
CN101478287A (zh) * 2009-01-15 2009-07-08 上海全波通信技术有限公司 直接变频调制中载波泄露的自适应消除系统
US20090239489A1 (en) * 2008-03-24 2009-09-24 Kaczman Daniel L Receiver configurable in a plurality of modes
CN101867350A (zh) * 2009-04-17 2010-10-20 杭州中科微电子有限公司 一种零中频/低中频可配置的可变增益放大器
US8463211B2 (en) * 2009-10-09 2013-06-11 Novatek Microelectronics Corp. RF signal receiving apparatus

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000068870A (ja) * 1998-08-20 2000-03-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd インターモジュレーションを防止する受信装置及び受信方法
GB0028652D0 (en) 2000-11-24 2001-01-10 Koninkl Philips Electronics Nv Radio receiver
EP2088681B1 (en) * 2004-10-12 2018-08-08 Maxlinear, Inc. A receiver architecture with digitally generated intermediate frequency
US8060041B2 (en) * 2006-02-09 2011-11-15 Qualcomm, Incorporated Adaptive receiver for wireless communication device
US7590205B2 (en) * 2006-03-13 2009-09-15 Intel Corporation Receiver with sliding intermediate frequency (IF) architecture and programmable bandwidth and method
JP2008098785A (ja) * 2006-10-06 2008-04-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 受信機
JP2011015051A (ja) * 2009-06-30 2011-01-20 Casio Computer Co Ltd 無線通信装置及びプログラム
WO2014199600A1 (ja) * 2013-06-11 2014-12-18 日本電気株式会社 無線受信装置及び無線受信方法
US9232565B2 (en) * 2013-08-14 2016-01-05 Analog Devices, Inc. Multi-carrier base station receiver

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW566011B (en) * 2002-09-23 2003-12-11 Ind Tech Res Inst Dual mode receiving method and device
CN101056112A (zh) * 2006-04-10 2007-10-17 因特格瑞特科技有限公司 双变换接收机
US20090239489A1 (en) * 2008-03-24 2009-09-24 Kaczman Daniel L Receiver configurable in a plurality of modes
CN101478287A (zh) * 2009-01-15 2009-07-08 上海全波通信技术有限公司 直接变频调制中载波泄露的自适应消除系统
CN101867350A (zh) * 2009-04-17 2010-10-20 杭州中科微电子有限公司 一种零中频/低中频可配置的可变增益放大器
US8463211B2 (en) * 2009-10-09 2013-06-11 Novatek Microelectronics Corp. RF signal receiving apparatus

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