CN1151609C - 用于改善无线接收单元中所需信号的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于改善无线接收单元中所需信号的方法，所述无线接收单元具有一频道滤波器，一开关，一控制单元，一信号强度检测单元和可控制放大器，该方法的特征在于：控制单元以下述方式驱动开关，即开关交替地将频道滤波器上游的第一信号和频道滤波器下游的第二信号提供给信号强度检测单元，以及将信号强度检测单元的输出信号提供给控制单元，以及随输出信号的变化驱动放大器。

Description

用于改善无线接收单元 中所需信号的方法

本发明基于一种用于改善无线接收单元中所需信号的方法。

信号强度检测单元用于检测输入信号与由其所获得的所需信号的比值是公知的。这种情况下的缺点是也被放大的干扰分量不仅破坏信号强度检测单元的输出信号，而且还可能对所需信号的质量产生不利影响。

本发明的目的是提供一种用于改善无线接收单元中所需信号的方法。

本发明用于改善无线接收单元中所需信号的方法，所述无线接收单元具有一频道滤波器，一开关，一控制单元，一信号强度检测单元和可控制放大器，该方法的特征在于：控制单元以下述方式驱动开关，即开关交替地将频道滤波器上游的第一信号和频道滤波器下游的第二信号提供给信号强度检测单元，以及将信号强度检测单元的输出信号，也称为检测器信号，提供给控制单元，以及随输出信号的两个值的变化驱动放大器。

在输出电压与想要加以改善的所需信号之间存在一种直接关系。如果改善输出电压，则所需信号也得到改善。如果输出电压变坏，所需信号也变坏。

通过把相应的第一信号和第二信号提供给信号强度检测单元，并借助于控制单元执行比较，以这样的方式驱动放大器，即利用本发明的方法获得改善的所需信号。

该方法的区别特征还在于，第一信号包含一所需信号分量和一干扰信号分量，且用频道滤波器滤除干扰信号分量。

利用频道滤波器消除干扰信号允许在有或者没有干扰信号的情况下估算信号强度。

该方法的区别特征还在于，用第一放大器放大频道滤波器上游的第一信号，用第二放大器放大频道滤波器下游的第二信号。

通过用放大器放大相应信号，能够作为两个检测器信号如何翻转的函数实现最佳化。在这种情况下由控制单元自动全面执行最佳化。

该方法特征还在于，使增益设定最佳，从而所需信号N与干扰信号S和噪声R之比N/(S+R)尽可能高。

通常，在第一放大器中该单元以高增益工作，以将接收机噪声保持为低。然而，借助于按照本发明的方法，应指出，当第一放大器中的增益为高并存在强大的干扰信号时，结果仅获得低比值N/(S+R)。如果第一放大器的增益下降，而第二放大器的增益增加，侧可获得改善的输出信号。

该方法的区别特征还在于，如果控制单元发现所需信号大于干扰信号，则在第一放大器中设定最大增益，在第二放大器中设定减小的增益。

该方法的区别特征还在于，如果当第一放大器的增益为最小并存在严重的干扰源时，输出信号的比值N/(S+R)为低，则频率范围改变。

如果即使在第一放大器具有低的增益时输出信号仍为弱，则改变频道，以便以该方式通过相对干扰信号提高所需信号的电平而改善输出信号。

代替把不同信号提供给信号强度检测单元的开关，也可采用两个信号强度检测单元，它们连续地将两种信号提供给控制单元。

以下将参照附图解释本发明。相同参考符号表示相同功能。附图中：

图1示出本发明方法的方框图，

图2a-c示出曲线轮廓，以及

图3示出本发明方法的另一方框图。

图1示出本发明方法的方框图。输入信号ES经第一带通滤波器BF1、混频器MI、第一可控放大器RV1、以及第二带通滤波器BF2传送到第二可控放大器RV2，在其输出端产生所需信号NS。然后把所需信号NS提供给一模数变换器。也可在第一带通滤波器BF1与混频器MI之间设置一第三可控放大器RV3。由于这不是绝对重要的，这里用虚线表示。可控放大器RV3可用于调节的改善。控制单元SE包含一存储器M。该存储器也用虚线表示，因为它可位于控制单元SE之外。控制单元SE还连接到第一可控放大器RV1、PLL电路(其依次连接到混频器)、开关S、第二可控放大器RV2及信号强度检测单元RSSI。如果采用第三可控放大器RV3，它也连接到控制单元。在第一开关位置，开关S将第一信号S1(第二带通滤波器BF2上游)传送到信号强度检测单元RSSI，在第二开关位置2，它将第二信号S2(来自第二带通滤波器下游)传送给信号强度检测单元RSSI。

在第一带通滤波器BF1中示出了表示从902到928MHz频带范围的示意性曲线，输入信号ES提供到该第一带通滤波器BF1。该频带范围包括许多接收频道。在该频带范围中，用N代表所需信号，用S代表干扰信号。然后将以这种方式滤波的输入信号ES提供给混频器MI。混频器则将该信号与来自PLL电路的信号混频，将经可控放大器VR1将之传送到执行频道选择的第二带通滤波器BF2。在这种情况下用于选择频道的频道滤波器构造为一带通滤波器。首先，由控制单元SE驱动，开关S1切换到第一开关位置1，此时信号强度检测单元RSSI提供有第二带通滤波器BF2上游的第一信号S1，之后，开关S1切换到开关位置2，此时来自第二滤波器BF2下游的第二信号S2被提供到信号强度检测单元RSSI。信号强度检测单元RSSI的输出信号AS还提供给控制单元SE。由于输出信号AS是一电压值，在下文中用术语输出电压。经由控制线ST1、ST2和必要时的ST3，控制单元一方面可设定可控放大器RV1-RV3，另一方面可知道对应增益因子。

参照图2a-v中曲线轮廓说明图1操作方法。图2a-d示出信号强度测量的基本说明。图2a示出输入信号ES作为输入频率fin的函数的频谱。带通滤波器BF1限制在900MHz与930MHz之间的ISM(工业科学医学)频带的频带范围。在该频带范围中存在所需信号N和干扰信号S。图2b示出第一频谱S1，其中示出所需信号N和干扰信号S。干扰信号S大于所需信号N。图2c示出频谱S2，其中示出所需信号N和较小干扰信号S。图2d示出随输入信号ES的信号强度而变的输出电压AS。在输出电压AS与所需信号NS之间存在正比关系，该比需要改善。如果输出信号AS得改善，所需信号NS也得到改善。如果输出信号AS变坏，所需信号也变坏。分别用AS1和AS2表示图2b的相应频谱S1和图2c的频谱S2。特性K表示信号强度检测单元RSSI的特性轮廓。图2b的频谱S1的输出电压AS1在带通BF2滤波器的上游获得。图2c的频谱S2的输出电压AS2在带通BF2滤波器的下游获得。输出电压AS1大于输出电压AS2的值是相邻频道中干扰信号强度的量度。

图2e到2I示出在存在许多强干扰源和小所需信号的情况下增益设定的最佳化。图2e示出了大于所需信号N的两个干扰信号S1和S2。图2f依次示出了带通滤波器BF2上游的第一频谱S1，在该情况下用虚线表示互调产物I，用R表示基本噪声。图2g示出从带通滤波器BF2下游获得的第二频谱S2。可以看出，所需信号N与干扰信号S、基本噪声R和互调产物I之比N/(S+R+I)已变坏。

图2h示出已使增益设定最佳的轮廓，以这种方式第一放大器RV1产生较小增益。所需信号N的干扰信号S1、S2及互调产物I的信号元减少。然而，如果图2i与图2g相比，可以看出已很大程度减少了干扰信号无S1、S2和互调产物I，因此比值N/(S+R+I)更好。信号强度检测单元RSSI的输出电压AS1明显大于输出电压AS2。此时在该情况下的最佳增益设定的不同之处在于，首先使用低增益，接着用增大的增益。如可在图2f-2i中看到的，这已改善了比值N/(S+R+I)。

图2j到2p示出了改善增益设定的另一种情形。图2j示出一小的所需信号N和一很小的干扰信号S。图2k示出具有正常增益的频谱S1。图21示出频谱S2，其中可看出此时其仅包括一作为干扰元的基本噪声R。图2m示出由放大器RV2放大所需信号N以及基本噪声R的进一步放大。图2n示出第一放大器RV1中的增益增大，从而所需信号N以及干扰信号S增大。图2o示出带通滤波器BF1已滤除干扰信号S，并可完全获得所需信号N。图2p示出利用放大器RV2的进一步放大，此时所需信号N以及基本噪声R被放大，基本噪声未放大到与图2m中所示相同程度，在其之前用放大器RV1的减小了放大倍数。如果在该情况下利用由虚线表示的第三放大器RV3，通过放大器RV3的最大放大倍数可使基本噪声R更进一步地减小。这是可行的，因为输出电压AS1与输出电压AS2具有近似相同的大小。

图2q至2v示出频道变化，因为附近存在强干扰。图2q示出作为输出频率fin的函数的输入信号ES。用BB表示频带区域。干扰信号S1正好位于所需信号N的旁边。在第一频谱S1中，可以看到大部分互调产物I分散在所需信号N中。在第二频谱S2中仍存在互调产物I。干扰源S1正好位于所需信号N旁边。输出电压AS1略大于输出电压AS2，在这种情形下，频道滤波器上游的放大器RV1具有低增益因子。图2t示出已执行频道变化，因此所需信号N进一步远离干扰信号S1。用K1至K3表示不同频道。现在将放大器RV1设定为低增益，从而所需信号N、干扰信号S1和互调产物I不会变得过大。图2v中的频谱S1示出所需信号N显著大于干扰信号S1，因此输出电压AS1显著大于输出电压AS2。这里可清楚地看到频道变化已导致输出电压的改善。

图3示出图1所示方法以模拟集成电路的实施方式。与本发明有关的那些部件具有相同的部件名称，且工作方法与图1方框图相同。可清楚地看到信号路径分为I通道和Q通道两路。因此本发明的方法也可用于具有正交调制的通信系统。这里单独地示出了控制单元，一方面是第一控制放大器RV1和R′V1的增益控制逻辑电路SE1，另一控制单元SE2驱动第二可控放大器RV2和另一第二可控放大器R′V2。用于S、S′的相应开关则提供信号给信号强度检测单元RSSI。该电路的操作方法对应于图1和图2中描述的功能。在该图中未示出可控放大器RV3和混频器，也未加以考虑。第一可控放大器RV1、R′V1包含一个放大器和第一带通滤波器BF1。第二可控放大器RV2、R′V2分为若干放大器，以便使增益范围能够较大。设计第一可控放大器RV1、R′V1以便允许增益在-6分贝与+18分贝之间。

第一控制单元SE1受到增益因子“增益1”和“增益2”的影响，第二控制单元SE2受到电压VAGC影响。部分控制单元是用集成电路实现的，这里未示出。该部分经“RSSI模式”驱动开关位置，由此知道开关位置，并由此知道信号强度检测单元RSSI的当前模式，亦即此时正检测那一所测量值或输出电压。然后该部分估算输出电压AS，并为增益设定提供控制电压“增益1”，“增益2”，VAGC。

Claims (5)

1.一种用于改善无线接收单元中所需信号(NS)的方法，该所需信号(NS)包括在一输入信号(ES)中，所述无线接收单元具有一频道滤波器(BF2)，一开关(S)，一控制单元(SE)，一信号强度检测单元(RSSI)和可控制放大器(RV1，RV2)，该方法的特征在于：

所述输入信号(ES)除了包括所需信号之外还包括一干扰信号，且用频道滤波器滤除干扰信号，以及

控制单元(SE)以下述方式驱动开关(S)：开关(S)交替地将频道滤波器(BF2)上游的第一信号(S1)和频道滤波器(BF2)下游的第二信号(S2)提供给信号强度检测单元(RSSI)，

将信号强度检测单元的输出信号提供给控制单元，并随所述输出信号的变化驱动放大器(RV1，RV2)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：用第一放大器(RV1)放大频道滤波器(BF2)上游的输入信号，用第二放大器(RV2)放大频道滤波器(BF2)下游的第二信号。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：如果当第一放大器为最大增益时输出信号为低，第一放大器的增益下降，第二放大器的增益增加，以此方式改善输出信号。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：如果当第一放大器的增益为最大值时输出信号为最大值，则减小第二放大器的放大倍数。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：如果当第一放大器为最小增益时输出信号为低，则改变频率范围。

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