JP5600325B2 - 受信機の直交位相信号経路における自動利得制御を管理するための回路、システム、および方法 - Google Patents
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Description
携帯通信デバイス、(セルラー電話)、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、および他の通信デバイスなどの多数の一方向および双方向通信デバイスにおいて無線周波数(RF)トランシーバが見られる。RFトランシーバは、それが動作している特定の通信システムによっていずれの通信手法が規定されていても、信号を送受信する。たとえば、通信手法は典型的に、振幅変調、周波数変調、位相変調、またはこれらの組合せを含む。典型的な移動体通信用グローバルシステム(GSM)では、狭帯域時分割多重接続(TDMA)、ガウス最小偏移変調(GMSK)方式を用いた移動体通信システムを用いてデータを通信する。
ワイヤレス通信システムのRFサブシステムの直交経路においてAGCを管理するための回路、システム、および方法が発明され、開示される。
システムは、ワイヤレス通信システムのRF部においてAGCを与える。RF AGCシステムの実施形態は、パワー推定器、ブロッカー識別素子、コントローラ、およびAGC回路を含む。この実施形態では、RF AGCシステムは、アナログ受信機経路中の1つ以上の素子の閉ループ制御と、デジタル受信機経路とベースバンドサブシステムとの間に結合されるスケーラの閉ループ制御とを与える。RF AGCシステム中の回路素子は対数目盛を用いた値で動作する。
信情報を送信機130による送信用のアナログ信号に変形する。より具体的には、ベースバンドサブシステム110は、デジタル−アナログ変換器(図示せず)を用いて同相(I)および直交位相(Q)送信信号を生成し、これらはバス120を介して送信機130に印加される。
経路220は、シグマ−デルタアナログ−デジタル変換器222、デシメーションフィルタ224、高域フィルタ226、補償フィルタ228、およびチャネル選択フィルタ230の直列の組合せを含む。図2に図示されるように、受信信号がデジタル化されたものがシグマ−デルタアナログ−デジタル変換器222からデシメーションフィルタ224へ、接続線223上を転送される。デシメーションされかつデジタル化された受信信号の表現は、デシメーションフィルタ224から高域フィルタ226へ接続線225を介して転送され、これは信号成分の大きさをコーナ周波数よりも下に低減する。高域フィルタリングされた受信信号の表現は、補償フィルタ228の組へ接続線227上を転送される。補償フィルタ228の出力は、チャネル選択フィルタ230へおよびRF AGCシステム238へ、接続線229上を転送される。
ように、コントローラ400に従って動作するAGC回路260は、デジタル制御経路(図示せず)を用いて、接続線265上を転送される制御ワードを生成してスケーラ402を制御可能に調整する。
図3にさらに図示されるように、RF AGCシステム238は、ブロッカー識別素子250とコントローラ400とを含む。ブロッカー識別素子250は、接続線245上の、パワー推定器240からの第1の推定値および第2の推定値を受ける。第1の推定値は、チャネル選択フィルタの前のIおよびQ受信信号の信号パワーを表わす。第2の推定値は、チャネル選択フィルタによって処理された後のIおよびQ受信信号の信号パワーを表わす。ブロッカー識別素子250は、第1の推定値および第2の推定値の関数がしきい値を超えるとブロッカー存在信号を生成するように構成される論理を含む。図3に示されるように、ブロッカー存在信号は、接続線255を介してアナログ制御分岐350中のルックアップテーブル356へ通信される。ルックアップテーブルは、ブロッカー存在信号に応答してアナログ受信経路210中の1つ以上の制御可能な素子を調整して、デジタル受信経路220中のアナログ−デジタル変換器がそれらのダイナミックレンジを超えるそれぞれの入力信号を受信しないようにするのに好適な情報を有する1つ以上のエントリを含む。
えるように、接続線267上のアナログ制御信号を変更する。入力信号しきい値が−82dBmと−97dBmとの間に下がると、アナログ制御分岐350は、PGAが与える約10dBの利得と、トランスインピーダンス増幅器が与える約6dBの利得と、アナログ受信機経路210中の1つ以上のLNAが与える約27dBの付加的な利得との合計利得約43dBを与えるように、接続線267上のアナログ制御信号を変更する。最後に、入力信号しきい値が−97dBmと−110dBmとの間に下がると、アナログ制御分岐350は、PGAが与える約16dBの利得と、トランスインピーダンス増幅器が与える約12dBの利得と、アナログ受信機経路210中の1つ以上のLNAが与える約27dBの付加的な利得との合計利得約55dBを与えるように、接続線267上のアナログ制御信号を変更する。
fSはパワー算出サンプリングレートであり、
Gainholdはサンプル数の単位でのアナログ利得変更遅延である。
ィードバック加算器362は、フィルタリングされた誤り信号と、第2の較正値と、接続線363上の遅延されたアナログ制御信号との差を生成し、これを変換器364に転送する。変換器364は、デジタル利得をデシベルから線形値に変えた後に制御ワードを生成する。制御ワードは、接続線265を介してスケーラ402に転送される。デシベルを線形単位に変換するための方法は、図9に関連して図示され記載される。
わす。AGC回路260またはAGC回路560がハードウェア、ハードウェアとファームウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組合せを介して実現される場合、フロー図中の1つ以上のブロックは付加的な回路または複数の回路を表わし得る。これに代えて、記載される機能は、プログラミング言語で書かれる人間可読ステートメントを含むソースコード、またはコンピュータシステム中のプロセッサなどの好適な実行システムによって認識可能な命令を含む機械コードで具体化可能である。機械コードはソースコードなどから変換されてもよい。
Claims (20)
- ワイヤレス通信システムの無線周波数サブシステムの直交位相信号経路における自動利得制御を管理するための方法であって、
デジタル受信機経路中のチャネル選択フィルタへの入力における第1の信号強度および前記チャネル選択フィルタの出力における第2の信号強度を判定するステップと、
前記第1の信号強度と前記第2の信号強度とを比較して受信機の前記直交位相信号経路にいつブロッカーが存在するかを検出し、前記ブロッカーが存在する場合は自動利得制御回路のアナログ制御分岐にブロッカー存在信号を転送するステップと、
前記ブロッカー存在信号に応答して自動利得制御回路の前記アナログ制御分岐においてアナログ制御信号を生成するステップとを備え、前記アナログ制御信号は、前記ブロッカーの存在に応答して、アナログ受信機経路中の少なくとも1つの制御可能利得素子を調整して前記無線周波数サブシステムの前記デジタル受信機経路中のアナログ−デジタル変換器の飽和を防止するように構成され、さらに
前記チャネル選択フィルタの前記出力における前記第2の信号強度と参照信号パワーとの間の差を求めるステップと、
前記第2の信号強度と前記参照信号パワーとの間の差を前記自動利得制御回路に適用するステップとを備え、前記自動利得制御回路は、前記アナログ制御分岐およびデジタル制御分岐に結合されるループフィルタを有し、前記デジタル制御分岐は、前記チャネル選択フィルタに結合されるスケーラを調整するように構成されるデジタル制御ワードを生成する、方法。 - 前記第2の信号強度の表現を線形目盛から対数目盛に変換して、デシベルでの前記第2の信号強度の変換された表現を生成するステップをさらに備える、請求項1に記載の方法。
- デシベルでの前記第2の信号強度の変換された前記表現を補正アルゴリズムに適用して、デシベルでの前記第2の信号強度の補正された表現を生成するステップをさらに備える、請求項2に記載の方法。
- 前記無線周波数サブシステムにおける平均信号エネルギおよびピーク信号エネルギの関数として前記参照信号パワーを求めるステップをさらに備える、請求項1に記載の方法。
- 前記参照信号パワーを調整して予め定められたマージンを可能にするステップをさらに備える、請求項4に記載の方法。
- 前記ループフィルタは、前記第2の信号強度を判定するのに用いられるサンプリング周波数とウインドウとの比で動作する、請求項1に記載の方法。
- 前記アナログ制御分岐は、第1のフィードバック加算器、プログラマブルヒステリシス素子、およびルックアップテーブルを備える、請求項1に記載の方法。
- プログラム可能なヒステリシスはしきい値で実現され、以前の利得値と関連して用いられると新たな利得値を定める、請求項7に記載の方法。
- 低雑音増幅器のアナログ利得変更と関連して位相補正制御信号を生成するステップをさらに備える、請求項8に記載の方法。
- アナログ利得の変化率は、前記第2の信号強度を判定するのに用いられるウインドウ、サンプリングレート、およびアナログ利得変更ヒステリシス値の関数である、請求項8に記載の方法。
- 前記デジタル制御分岐は、加算器と、前記ループフィルタからのフィルタリングされた誤り信号および前記アナログ制御分岐からのアナログ利得値の関数としてデジタル利得値を求めるプログラマブル遅延素子とを備える、請求項1に記載の方法。
- 前記デジタル利得値を対数目盛から線形目盛に変える変換器に前記デジタル利得値を適用するステップをさらに備える、請求項11に記載の方法。
- ワイヤレス通信システムの無線周波数サブシステムの直交位相信号経路における自動利得制御を管理するための方法であって、
ベースバンドコントローラからの利得値を自動利得制御回路に挿入するステップと、前記自動利得制御回路のアナログ制御分岐は、プログラマブルヒステリシス素子、およびルックアップテーブルを備え、
前記ルックアップテーブルをロードするステップと、
前記プログラマブルヒステリシス素子をバイパスするステップと、
前記ルックアップテーブルからのアナログ制御信号を適用するステップとを備え、
前記アナログ制御信号は、アナログ受信機経路中の少なくとも1つの制御可能利得素子を調整して前記無線周波数サブシステムの前記デジタル受信機経路中のアナログ−デジタル変換器の飽和を防止するように構成され、
前記自動利得制御回路のデジタル制御分岐は、前記デジタル受信機経路中のチャネル選択フィルタに結合されるスケーラを調整するように構成されるデジタル制御ワードを生成する、方法。 - ワイヤレス通信システムの無線周波数サブシステムにおける自動利得制御のためのシステムであって、
デジタル受信機経路からの第1の入力およびチャネル選択フィルタからの第2の入力を受け、前記デジタル受信機経路の出力に存在する信号パワーの第1の推定値および前記チャネル選択フィルタの前記出力に存在する前記信号パワーの第2の推定値を生成するように構成されるパワー推定器と、
前記パワー推定器からの前記第1の推定値および前記第2の推定値を受けるように配置され、前記第1の推定値および前記第2の推定値の関数がしきい値を超えるとブロッカー存在信号を生成するように構成されるブロッカー識別素子と、
前記パワー推定器の出力に結合され、前記デジタル受信機経路における前記パワーの対数表現を生成するように構成される変換器と、
前記ブロッカー存在信号および前記デジタル受信機経路中の前記パワーの前記対数表現と参照信号との差を受けるように配置される自動利得制御回路とを備え、前記自動利得制御回路は、ループフィルタ、アナログ制御分岐、およびデジタル制御分岐を備え、前記アナログ制御分岐はアナログ受信機経路中の1つ以上の素子に結合される制御信号を生成し、前記デジタル制御分岐はスケーラに結合される制御ワードを生成し、前記制御信号および制御ワードは前記無線周波数サブシステム中で利得を分散させる、システム。 - 前記アナログ制御分岐は、第1のフィードバック加算器、プログラマブルヒステリシス素子、およびルックアップテーブルを備える、請求項14に記載のシステム。
- 前記アナログ制御分岐は第1の較正値を受け、受信信号強度を示すものをベースバンド素子に与え、前記制御信号を生成する、請求項15に記載のシステム。
- 前記アナログ制御分岐は、前記制御信号が低雑音増幅器の利得の変更を命令する場合、位相補償信号を生成する、請求項16に記載のシステム。
- 前記デジタル制御分岐は、第2のフィードバック加算器、プログラマブル遅延素子、および変換器素子を備え、前記デジタル制御分岐は、第2の較正信号と、前記ループフィルタからの誤り信号を受けるように配置される、請求項15に記載のシステム。
- 前記デジタル制御分岐は、前記第2のフィードバック加算器で前記アナログ制御信号を受け、前記誤り信号と前記アナログ制御信号の遅延された表現との差に応答する前記制御ワードを生成する、請求項18に記載のシステム。
- 前記デジタル制御分岐は、前記誤り信号と前記アナログ制御信号との差を対数目盛上の第1の値から線形目盛上の変換された値に変える、請求項19に記載のシステム。
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