CN1242127A - 在码分多址移动电话中用于消除外部干扰信号的电路 - Google Patents

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Abstract

用于从包括接收端口和低噪声放大器的码分多址(CDMA)移动电话所接收的射频通信信号中至少基本上消除至少一个外部干扰信号的电路包括:被耦合在接收端口与低噪声放大器之间的多个阻尼器件;被分别耦合在多个阻尼器件与接收端口之间的多个开关;被耦合到接收端口的干扰检测器,用于从接收的射频通信信号中检测至少一个外部干扰信号;以及被耦合在多个开关与干扰检测器之间的开关驱动器,该开关驱动器产生响应干扰检测器的切换信号,以便按照至少一个所检测的干扰信号选择至少一个开关,从而来按照至少一个阻尼器件改变与接收的通信信号有关的增益。

Description

在码分多址移动电话中用于消除外部干扰信号的电路
               发明背景
1.发明领域
本发明涉及数字通信系统中的码分多址(CDMA)移动电话，更具体地，涉及用于消除在这样的移动电话中的外部干扰的电路。
2.相关技术描述
通常，数字通信系统可被设计为利用CDMA和一种采用调频的高级移动电话业务(AMPS)。CDMA蜂窝系统通常被使用于双模式，以便接收模拟信号。也就是，该系统不单可被用于CDMA模式，也可被用于AMPS模式。然而，在这种情况下，当以数字信号通信时，常常出现模拟干扰信号，它切断呼叫信号或在接收的数字信号中造成错误。这个错误被称为交调失真(IMD)，它影响在AMPS射频台附近的CDMA移动电话。强烈的外部干扰信号使CDMA移动电话的低噪声放大器过载，从而使得IMD分量强烈地干扰CDMA频段，导致它离线(off-line)。现在将给出这样的干扰信号的影响的示例性说明。
所接收的干扰信号通过传统的CDMA电话的低噪声放大器进行传送，产生二次和三次谐波Eo，可由式(1)表示为：
    Eo＝k1Ei+k2Ei2+k3Ei3                     (1)
如果会产生的具有相同幅度和不同频率的双音，该双音可由式(2)表示为：
    Ei＝A(cosω1t+cosω2t)                      (2)
则Eo可被进一步由式(3)表示为：
Eo＝k1A(cosω1t+cosω2t)+k2A2(cosω1t+cosω2t)2+
k3A3(cosω1t+cosω2t)3＝k2A2+k2A2(ω1-ω2)t+(k1A+9k3A3/4)cosω1t+
(k1A+9k3A3/4)cosω2t+3k3A3/4cos(2ω1-ω2)t+3k3A3/4cos(2ω2-ω1)t+k2A2cos(ω1+ω2)t+k2A2/2cos2ω1t+k2A2/2cos2ω2t+3k3A3/4cos(2ω1+ω2)t+3k3A3/4cos(2ω2+ω1)t+k3A3/4cos3ω1t+k3A3/4cos3ω2t                                       (3)
如式(3)所示，放大具有不同频率F1和F2的两个信号，产生了通过把二阶和三阶的混频形式相乘而得出的以乘积形式出现的非线性分量。二阶混频是2F1，2F2，F1+F2和F1-F2。这样的混频分量的信号出现在大多数系统的窄带以外，所以是可忽略的。三阶混频是2F1+F2，2F1-F2，2F2-F1，和2F2+F1，这些信号造成出现在大多数系统的通带中的IMD。
                         发明概要
本发明的目的是提供在CDMA移动电话中用于消除或至少基本上消除从AMPS站产生的外部干扰信号的电路，以用于防止或至少基本上防止在受AMPS站影响的区域内例如切断呼叫的通信错误。
本发明的一个方面，一种用于从包括接收端口和低噪声放大器的码分多址(CDMA)移动电话所接收的射频通信信号中至少基本上消除至少一个外部干扰信号的电路包括：被耦合在接收端口与低噪声放大器之间的多个阻尼器件；被分别耦合在多个阻尼器件与接收端口之间的多个开关；被耦合到接收端口的干扰检测器，用于从接收的射频通信信号中检测至少一个外部干扰信号；以及被耦合在多个开关与干扰检测器之间的开关驱动器，该开关驱动器产生响应干扰检测器的切换信号，以便按照至少一个所检测的干扰信号选择至少一个开关，从而按照至少一个阻尼器件来改变与接收的通信信号有关的增益。
本发明的另一个方面，一种用于从包括接收端口和低噪声放大器的码分多址(CDMA)移动电话所接收的射频通信信号中至少基本上消除至少一个外部干扰信号的电路包括：被耦合到接收端口的干扰检测器，用于从接收的射频通信信号中检测至少一个外部干扰信号；被耦合到干扰检测器的控制电压产生器，该控制电压产生器产生响应于干扰检测器的控制电压信号；被耦合在接收端口与低噪声放大器之间、以及被耦合到控制电压产生器的的阻尼器件，该阻尼器件包括被耦合在接收端口与低噪声放大器之间的一对互相感性耦合的容性元件，该对电容响应于控制电压产生器的控制电压信号而阻尼至少一个外部干扰信号。
本发明的再一个方面，一种用于从包括接收端口的码分多址(CDMA)移动电话所接收的射频通信信号中至少基本上消除至少一个外部干扰信号的电路包括：被耦合到接收端口的干扰检测器，用于从接收的射频通信信号中检测至少一个外部干扰信号；以及被耦合到接收端口的低噪声放大器电路。低噪声放大器电路本身包括：具有输入端与输出端的放大器；被耦合在放大器的输出端与输入端之间的多个开关；以及被分别耦合在多个开关与放大器输入端之间的多个反馈电阻。用于至少基本上消除至少一个外部干扰信号的电路包括：被耦合在干扰检测器与低噪声放大器电路的多个开关之间的开关驱动器，该开关驱动器响应于由干扰检测器所检测的外部干扰信号而产生切换信号，以及该切换信号选择多个开关中的至少一个开关，并从而选择多个反馈电阻的至少的相应的一个电阻，以使得低噪声放大器电路中的放大器以低的噪声来放大接收的射频通信信号。
本发明的又一个方面，一种用于从包括接收端口的码分多址(CDMA)移动电话所接收的射频通信信号中至少基本上消除至少一个外部干扰信号的电路包括：被耦合到接收端口的干扰检测器，用于从接收的射频通信信号中检测至少一个外部干扰信号；被耦合到干扰检测器的控制电压产生器，用于响应于由干扰检测器检测的至少一个外部干扰信号而产生控制电压信号；以及被耦合到控制电压产生器和接收端口的低噪声放大器电路，该低噪声放大器电路本身包括：具有输入端与输出端的放大器；被耦合到放大器的输出端和控制电压产生器的至少一个电阻；从而，与放大器有关的增益按照与加到该至少一个电阻的控制电压信号有关的控制电压而改变。
通过结合附图阅读以下的对本发明的说明性实施例的详细说明，将显然明白本发明的这些和其它目的、特性和优点。
                附图概述
图1是说明IMD信号对频率的关系的图；
图2是说明外部干扰信号的一阶和三阶的增益特性的图；
图3是按照本发明的第一实施例的用于消除外部干扰信号的CDMA电话电路的线路图/方框图；
图4是说明按照本发明的第一实施例的阻尼电路的增益阻尼率对控制电压的关系的图；
图5是按照本发明的第二实施例的用于消除外部干扰信号的CDMA电话电路的线路图/方框图；
图6是说明按照本发明的第二实施例的阻尼电路的增益阻尼率对控制电压的关系的图；
图7是按照本发明的第三实施例的用于消除外部干扰信号的CDMA电话电路的线路图/方框图；
图8是说明按照本发明的第三实施例的阻尼电路的增益阻尼率对控制电压的关系的图；
图9是按照本发明的第四实施例的用于消除外部干扰信号的CDMA电话电路的线路图/方框图；
图10是说明按照本发明的第四实施例的阻尼电路的增益阻尼率对控制电压的关系的图。
             优选实施例详细说明
在附图中，相同的参考数字被用来代表起同样功能的部件，并且为了方便起见，有关对于说明本发明性概念不重要的部件的详细说明被省略。
在本发明中，在检测IMD信号时考虑两个因素。第一个是接收信号强度指示(RSSI)以及第二个是按照在通常通信信道中的第二业务任选项的误帧率(FER)。业务任选项是对于终端的反馈环路业务任选项的标准。FER以百分数％表示，以“1-(正确接收的帧/全部接收的帧)”的值计算。RSSI被用来考虑为在从发射机到接收机的传输期间信号功率的自然损耗。这样的自然损耗包括，例如，路径损耗、自由空间衰减、吸收、衰落自由空间衰减、大气吸收等。在后面的式(4)到(9)是对于从发射机发射到接收机的信号功率的表示式，并提供RSSI和FER，以消除来自AMPS站的外部干扰信号。接收天线的功率密度可由式(4)表示为：
            Pr＝Pt/(47πd2)                       (4)
其中“Pt”表示由发射机产生的信号的电平，以及“d”表示在发射机与接收机之间的距离。由接收天线所接收的功率PAr可由式(5)表示为：
            PAr＝Pr×Aea                           (5)
其中Aea表示有效面积，它正比于天线增益和λ/47π。天线增益G可由式(6)表示为：
            G＝η(4π/λ2)Aea                      (6)
其中η表示效率。所以，由接收天线所接收的功率PAr可由式(7)表示为：
PAr＝(Pt/(4πd2))×(c2/4πf2)＝(c/4πfd)×Pt       (7)
其中Aea/G是c2/4πf2，“d”的单位是公里(km)，以及“f”的单位是兆赫(MHz)。从发射机发射到接收机的信号的增益可由式(8)表示为：
PAr/Pt＝(c/4π)2(1/d2)(1/f2)                       (8)
而且，自由空间损耗可由式(9)以dB表示为：
L(dB)＝32.44+20Log(dkm)+20Log(fMHz)                 (9)
参照图1，图上显示，双音干扰的三阶IMD信号处在接收机的通带内。三阶IMD可通过找出在输入端处的输入三阶相交点(IIP3)而被测量。这影响了低噪声放大器。IIP3规定了双音信号的一阶和三阶信号的增益特性。通过增强一阶信号，输入电平由于低噪声放大器的特性而增加，因而饱和。
参照图2，对于一阶信号的1dB的增加，IMD增加3dB。即，斜率是1/3。因此，IMD随外部干扰而增加，从而破坏原先打算要由数字蜂窝系统接收的信号。所以，输入到低噪声放大器的信号应当被衰减，以便减小外部的干扰信号。
如图3所示，按照本发明，CDMA电话包括增益可变阻尼电路，以便以多步骤来控制该电压。CDMA电话包括天线11、被耦合到天线11的双工器18、以及低噪声放大器13，用于以低的噪声来把接收信号放大到规定的电平。阻尼电路包括被耦合到低噪声放大器13的输入端的多个阻尼器件121-12n。而且，该电路包括被耦合在阻尼器件121-12n的输入端口与双工器18之间的多个开关211-21n。再者，被耦合到开关211-21n和双工器的干扰检测器15被提供来从通过天线11所接收的射频通信信号中检测外部干扰信号。被耦合到开关211-21n和干扰检测器15的开关驱动器14被提供来按照检测的干扰信号产生切换信号，以便选择至少一个开关211-21n。
干扰检测器15通过检测RSSI(接收信号强度指示)；对于导引信道、同步信道、寻呼信道、前向信道、和功率控制信道的每个伪噪声片的平均传输能量比率(Ec/Io)；在前向通信信道中第二业务任选项的FER(误帧率)等等而评估干扰的程度。开关211-21n被选择地接通，以便按照干扰检测器15的测量改变在低噪声放大器13以前的增益。增益阻尼率以步进的方式随着控制电压而增加，如图4所示。
与采用阻尼器件121-12n和开关211-21n来设置增益的图3的第一实施例相比较，第二实施例采用PIN二-极管，如图5所示。在这个实施例中，阻尼器件25包括被连接在双工器18与低噪声放大器13的输入端之间的电感线圈(优选地，λ/4)L、分别被连接通过电容C1和C2的PIN二极管D1和D2、以及把电容和PIN二极管的节点与控制电压产生器23相连接的电阻R1和R2，该控制电压产生器按照被耦合到其上的干扰检测器15的干扰测量产生加到节点的控制电压Vt。从双工器18转移到低噪声放大器13的信号被电容C1和C2阻尼，如图6所示。即，电容C1和C2通过PIN二极管D1和D2被接地，以便提供这样的阻尼。二极管D1和D2随着控制电压Vt增加而增加电流，因而减小了它们的电阻。阻尼器件的增益阻尼率随着控制电压的增加而连续地增加，如图6所示。
本发明的第三实施例采用一个用于提供低噪声放大的晶体管，其中晶体管的反馈电阻被切换，以便改变与其有关的增益，如图7所示。具体地，低噪声放大器52由具有基极端、集电极端、和发射极端的起放大作用的晶体管TR组成。集电极端被耦合到多个开关311-31n的第一端。开关311-31n的第二端被分别耦合到多个电阻R3-Rn的第一端。电阻R3-Rn的第二端被耦合到晶体管TR的基极端。发射极端被接地。开关311-31n响应于由被耦合到其上的开关驱动器35按照被耦合到双工器18、开关驱动器35与电阻R3-Rn的干扰检测器18的干扰测量而产生的切换信号分别被选择地接通，以使得反馈电阻被改变从而来控制放大的电平，因而导致产生想要的阻尼。无论如何，对于图7的实施例，低噪声放大器的增益阻尼率随着控制电压以步进方式增加，如图8所示。
CDMA电话的第四实施例在低噪声放大器50中也采用晶体管TR，以便提供低噪声放大，如图9所示。然而，在这种情况下，与图7所示的其中增益以如图8所示的步进方式被设定的第三实施例相比较，增益随着控制电压连续地改变。控制电压Vt由被耦合在干扰检测器15与放大器50之间的控制电压产生器24通过晶体管TR的负载电阻RA根据干扰检测器15的干扰测量而被提供。电阻RB提供在晶体管TR的集电极端和基极端之间的反馈。再次地，发射极端被接地。控制电压Vt被控制来调节增益，因为晶体管TR的增益可通过降低源电压即控制电压Vt而被减小。低噪声放大器50的增益阻尼率随着控制电压连续地增加，如图10所示。
因此，如这里所描述的本发明的带有阻尼电路的CDMA电话有利地消除或至少基本上消除由AMPS站所产生的外部干扰信号，这样，只有CDMA信号将被CDMA电话处理。结果，那些否则将会由干扰造成的通信错误，即使是在AMPS站的区域内，也被避免或至少基本上避免。
虽然本发明的说明性实施例在这里参照附图被描述，但应当明白，本发明并不限于那些明确的实施例，以及各种不同的改变和修正可由本领域技术人员作出而不背离本发明的范围与精神。

Claims (14)

1.一种用于从包括接收端口和低噪声放大器的码分多址(CDMA)移动电话所接收的射频通信信号中至少基本上消除至少一个外部干扰信号的电路，电路包括：
被耦合在接收端口与低噪声放大器之间的多个阻尼器件；
被分别耦合在多个阻尼器件与接收端口之间的多个开关；
被耦合到接收端口的干扰检测器，用于从接收的射频通信信号中检测至少一个外部干扰信号；以及
被耦合在多个开关与干扰检测器之间的开关驱动器，该开关驱动器产生响应干扰检测器的切换信号，以便按照至少一个所检测的干扰信号选择至少一个开关，而从按照至少一个阻尼器件来改变与所接收的通信信号有关的增益。
2.权利要求1的电路，其特征在于，其中与电路有关的增益阻尼率以步进增加。
3.一种用于从包括接收端口和低噪声放大器的码分多址(CDMA)移动电话所接收的射频通信信号中至少基本上消除至少一个外部干扰信号的电路，该电路包括：
被耦合到接收端口的干扰检测器，用于从接收的射频通信信号中检测至少一个外部干扰信号；
被耦合到干扰检测器的控制电压产生器，控制电压产生器产生响应于干扰检测器的控制电压信号；
被耦合在接收端口与低噪声放大器之间、以及被耦合到控制电压产生器的的阻尼器件，阻尼器件包括被耦合在接收端口与低噪声放大器之间的一对互相感性耦合的容性元件，该对电容响应于控制电压产生器的控制电压信号阻尼至少一个外部干扰信号。
4.权利要求1的电路，其特征在于，其中阻尼器件还包括一对分别连接在电容器对与地之间的PIN二极管，由此，分别与该对PIN二极管有关的电阻值响应于与控制信号有关的电压的增加而减小，从而增加的电流流过各自的电容对和二极管对。
5.权利要求4的电路，其特征在于，其中电阻对被分别连接在控制电压产生器与每个电容和二极管对的接合点之间。
6.权利要求4的电路，其特征在于，其中与阻尼器件有关的增益阻尼率响应于控制电压信号的控制电压的变化而基本上连续地改变。
7.用于从包括接收端口的码分多址(CDMA)移动电话所接收的射频通信信号中至少基本上消除至少一个外部干扰信号的电路，该电路包括：
被耦合到接收端口的干扰检测器，用于从接收的射频通信信号中检测至少一个外部干扰信号；
被耦合到接收端口的低噪声放大器电路，低噪声放大器电路包括：
具有输入端与输出端的放大器；
被耦合在放大器的输出端与输入端之间的多个开关；以及
被分别耦合在多个开关与放大器输入端之间的多个反馈电阻；以及
被耦合在干扰检测器与低噪声放大器电路的多个开关之间的开关驱动器，该开关驱动器响应于由干扰检测器所检测的外部干扰信号产生切换信号，以及该切换信号选择多个开关的至少一个开关，从而选择多个反馈电阻中的至少的相应的一个电阻，从而低噪声放大器电路的放大器以低的噪声放大接收的射频通信信号。
8.权利要求7的电路，其特征在于，其中放大器是运算放大器。
9.权利要求7的电路，其特征在于，其中放大器是晶体管，具有用作为输出端的集电极端和用作为输入端的基极端。
10.权利要求7的电路，其特征在于，其中与电路有关的增益阻尼率步进地增加。
11.一种用于从包括接收端口的码分多址(CDMA)移动电话所接收的射频通信信号中至少基本上消除至少一个外部干扰信号的电路，该电路包括：
被耦合到接收端口的干扰检测器，用于从接收的射频通信信号中检测至少一个外部干扰信号；
被耦合到干扰检测器的控制电压产生器，用于响应于由干扰检测器检测的至少一个外部干扰信号而产生控制电压信号；以及
被耦合到控制电压产生器和接收端口的低噪声放大器电路，该低噪声放大器电路包括：
具有输入端与输出端的放大器；以及
被耦合到放大器的输出端、和控制电压产生器的至少一个电阻；
从而与放大器有关的增益按照与加到该至少一个电阻的控制电压信号有关的控制电压而改变。
12.权利要求11的电路，其特征在于，其中放大器是运算放大器。
13.权利要求11的电路，其特征在于，其中放大器是晶体管，具有用作为输出端的集电极端和用作为输入端的基极端。
14.权利要求11的电路，其特征在于，其中与电路有关的增益阻尼率响应于控制电压信号的控制电压的变化而基本上连续地改变。
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