WO2009118060A1 - Receiving circuit having adjustable amplifier unit and method therefor - Google Patents

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WO2009118060A1
WO2009118060A1 PCT/EP2008/065375 EP2008065375W WO2009118060A1 WO 2009118060 A1 WO2009118060 A1 WO 2009118060A1 EP 2008065375 W EP2008065375 W EP 2008065375W WO 2009118060 A1 WO2009118060 A1 WO 2009118060A1
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Frank Hofmann
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Robert Bosch Gmbh
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    • H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
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Definitions

  • the invention relates to a receiving circuit, in particular for receiving OFDM radio signals, such as those used for transmission for digital broadcasting (DAB).
  • the invention further relates to a method, in particular for receiving OFDM signals. 5 State of the art
  • Receivers for OFDM radio signals usually have an AGC (Automatic Gain Control) circuit, ie an amplifier circuit for amplifying the received radio signals.
  • AGC Automatic Gain Control
  • the object of such an amplifier circuit is to amplify the received signals so that an output signal at the output of the receiving circuit is provided with a predetermined strength.
  • Such an amplifier circuit must be able to receive both a very weak receive signal and a very strong receive signal and to convert it into the output signal of the predetermined strength. Therefore, such an amplifier circuit must have a very high dynamic range.
  • the various amplifier stages are regulated or switched as a function of the applied level in order to avoid overloading the subsequent stages.
  • SNR signal-to-noise ratio
  • the quality of a receiving circuit can be characterized by various test cases. These include adjacent channel selectivity (ACS) and far selectivity (FOS). Another basic test case is the sensitivity case.
  • AWGN Additional White Gaussian Noise
  • the AWGN level at the antenna is characterized here exclusively by thermal noise.
  • SNR signal-to-noise ratio
  • the noise figure indicates how much the SNR decreases along the amplifier chain.
  • a smaller noise figure indicates better sensitivity.
  • the noise figure is heavily dependent on the overall gain. With smaller gain, the noise level increases more along the receive chain. This leads to an increase in the total noise figure.
  • the distribution of gain on the individual blocks has a significant impact on the noise figure of the receiver. A large gain in the RF path with smaller gain in the IF path results in a lower noise figure than in a reverse distribution with the same overall gain.
  • the adjacent channel selectivity determines the sensitivity of the receiver in the presence of a stronger adjacent channel.
  • the ACS is defined as an input-related difference between the user channel and the adjacent channel power, the user channel power having a predefined value. For example, for the DAB standard, the power of the payload channel is -70 dBm at the receiver's input.
  • the active blocks of the receive chain can be overridden by the adjacent channel. This override leads in the case of a
  • OFDM signal corresponding to the DAB signal, due to odd-order inte- Adjacent channel spectrum in frequency. Some of these intermodulation products end up in the traffic channel and disturb them.
  • the linearity like the noise figure, is very much dependent on the distribution of the gain on the individual blocks of the reception chain. In contrast to noise figure, linearity improves when small gains in the front blocks and larger gains in the back blocks of the receive chain are selected.
  • Far-Selectivity determines the ability of the receiver to receive the traffic channel in the presence of a stronger in-band or out-of-band jammer.
  • the relatively large frequency separation between user and interferer prevents the receiver from intermodulation interference.
  • the sensitivity limitation in the FOS reception case is caused by the non-ideal setting of the overall gain. Because the power of the interfering signal is greater than the power of the useful channel, the AGC circuit is almost exclusively controlled by the disturbance power. The AGC circuit sets the overall gain so that a certain value is achieved at the A / D converter of the receiving circuit.
  • an interference power of -10 dBm at the antenna would result in a total gain of 40 dB if the attenuation of the interferer by filtering along the receive chain is approximately 30 dB.
  • An assumed power of -70 dBm, as measured at the antenna, at this total gain of 40 dBm would result in only -30 dBm useful power level at the A / D converter. Since the noise figure increases with decreasing overall amplification, an increasing interference power leads to a sinking of the useful signal in the noise.
  • a receiving circuit in particular for receiving OFDM received signals, is provided.
  • the receiving circuit has an adjustable amplifier unit to amplify an input signal.
  • an amplifier control unit which detects the reception case, and sets the gain according to the reception case.
  • the receiving circuit according to the invention has the advantage that the gain values of the receiving chain are dependent on the Receiving conditions are set. This is possible in particular with a digital AGC. Previous circuits have compromised between intermodulation properties and noise figure, which was determined for the receiver during the development phase. This is not ideal, since no gain optimization can be performed on the current receive case.
  • the reception case is detected in a first step and, in a second step, the amplification values optimized for the instantaneous reception case are set.
  • the automatic gain control in the first step determines the total power including adjacent channel and other in-band interferers.
  • the signal power of the filtered signal ie with strongly damped interferers, is determined in the same step. Both power values are passed to a gain control logic which calculates the optimal gain values.
  • the determined gain values are transmitted in a second step to the amplifiers, which then reset their gain.
  • the amplifier unit preferably has a first amplifier element for amplifying the received signal with a first partial amplification value and a second amplifier element for amplifying an intermediate signal with a second partial amplification value, wherein a channel selection filter is arranged between the two amplification elements.
  • the amplifier control logic may adjust the first and second partial gain values depending on the reception case.
  • the amplifier control unit preferably has a gain control, which consists of at least two units for determining the power of the respective signal supplied to them.
  • the signal is supplied to the first unit after the first amplifier element and the second unit, the signal to the second amplifier element.
  • the two units consist of two RSSI (Received Signal Strength Indicator) blocks.
  • the first unit determines the total power including adjacent channel and other interferers
  • the second unit determines the signal power of the filtered signal. By directly comparing these measured power values, the reception case can be determined. In the case of white noise, the total power measured by the second RSSI unit is highest. In the case of long-distance bans, this total power is lowest and depends on the frequency of the dominant jammer.
  • the difference between the powers on the first and second units is equal to the gain of the payload channel of all the blocks therebetween.
  • the difference between the first and second units is equal to the gain of the adjacent channel of the blocks in between.
  • the power difference will be dependent on the frequency of the interferer. With larger frequency intervals between user and interferer the channel filter attenuates the interferer stronger and the difference between the determined performances of the first and second unit increases.
  • Another way of detecting the reception case may be performed after the gains.
  • the analog signal is converted by an AD converter into a digital signal, which is filtered by a digital channel selection filter.
  • the signal power before and after digital channel filtering is determined. These power values can be used to determine how strong the adjacent channel is in comparison to the user channel.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a first embodiment of a receiving circuit according to the invention in the form of a digital receiving circuit for an OFDM receiver
  • FIG. 2 shows a block diagram of a second embodiment of a receiving circuit according to the invention in the form of a digital receiving circuit for an OFDM receiver.
  • FIG. 1 shows a receiving circuit 1 for receiving signals, in particular OFDM radio signals, having a first analog area and a second digital area.
  • the analogue area of the receiving circuit 1 has an antenna 3 for receiving OFDM radio signals.
  • the radio signal is fed via a bandpass filter 4 to a first amplifier 5.
  • This amplifier 5 is preferably a low noise variable gain amplifier.
  • the signal is then fed to a mixer 6, which mixes the signal to an intermediate frequency or directly into a baseband. Subsequently, the useful signal is filtered by a channel selection filter 7 to eliminate interferers in the same frequency band.
  • the signal is then supplied to a second amplifier 8, and then supplied to an AD converter 9.
  • the second amplifier 8 is preferably a variable gain amplifier. After the AD converter 9 takes place in the digital domain another
  • the receiving circuit 1 further comprises an amplifier control unit 2.
  • This comprises a signal power determination, which has two power determination units 12, 13. Preferably, these are two RSSI (Re- ceived Signal Strength Indicator) blocks.
  • the first performance determination unit 12 determines the signal power including adjacent channel and other in-band interferers. For this purpose, the signal is supplied to the first power detection unit 12 after the first amplifier 5 and before the mixer 6.
  • the second power unit 13 determines the signal power of the filtered signal, ie with heavily damped interferers. For this purpose, the power detection unit 13, the signal to the second amplifier 8 is supplied.
  • the power values determined by the two power determination units 12, 13 are fed to an amplifier control logic 14.
  • the reception case is determined by comparing the values of the power determination units 12, 13.
  • the gain control logic there are two evaluation units 15, 16, which receive signal power values from the power determination units 12, 13, and then calculate new gain values for the amplifiers 5, 8.
  • the two evaluation units 15, 16 compare the received power values and determine therefrom the current reception case in order to set the gain on the basis of the detected reception case.
  • the new values of the gain are supplied to the amplifiers 5, 8 by the amplifier control logic 14 or the evaluation units 15, 16 located therein.
  • Figure 2 shows an alternative block diagram of a receiving circuit according to the invention for the reception of OFDM radio signals, in which the reception case is determined by an evaluation of the signal power before and after the digital channel filtering.
  • the circuit is different from the
  • Circuit in Figure 1 characterized in that the two power detection units 12, 13, the signal before and after the digital channel filtering is supplied by the channel selection filter 10 for signal power determination.
  • the operation and arrangement of the remaining elements is identical to FIG. 1.
  • the amplifier control logic 14 determines, based on the signal power values before and after the digital channel filtering, such as strong is the adjacent channel compared to the traffic channel. As a result, the reception case can also be determined, in order then to set the amplification accordingly.

Landscapes

  • Circuits Of Receivers In General (AREA)

Abstract

The invention relates to a receiving circuit, particularly for receiving OFDM radio signals, comprising an adjustable amplifier unit (5, 8) in order to amplify an input signal, and comprising an amplifier control unit (2), which detects the reception and adjusts the amplification as a function of the reception.

Description

EMPFANGSSCHALTUNG MIT EINSTELLBARER VERSTÄRKEREINHEIT UND VERFAHREN HIERZU RECEIVING CIRCUIT WITH ADJUSTABLE AMPLIFIER UNIT AND METHOD THEREFOR
55
Die Erfindung betrifft eine Empfangsschaltung, insbesondere zum Empfangen von OFDM-Funksignalen, wie sie beispielsweise0 zur Übertragung für digitalen Rundfunk (DAB = digital audio broadcasting) verwendet werden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren, insbesondere zum Empfangen von OFDM- Signalen . 5 Stand der TechnikThe invention relates to a receiving circuit, in particular for receiving OFDM radio signals, such as those used for transmission for digital broadcasting (DAB). The invention further relates to a method, in particular for receiving OFDM signals. 5 State of the art
Empfänger für OFDM-Funksignale weisen üblicherweise eine AGC- (Automatic Gain Control) Schaltung, d. h. eine Verstärkerschaltung zum Verstärken der empfangenen Funksignale auf. 0 Aufgabe einer solchen Verstärkerschaltung ist es, die Empfangssignale so zu verstärken, dass ein Ausgangssignal am Ausgang der Empfangsschaltung mit einer vorbestimmten Stärke zur Verfügung gestellt wird. Eine solche Verstärkerschaltung muss in der Lage sein, sowohl ein sehr schwaches Empfangssig-5 nal als auch ein sehr starkes Empfangssignal zu empfangen und in das Ausgangssignal mit der vorbestimmten Stärke umzuwandeln. Daher muss eine solche Verstärkerschaltung einen sehr hohen Dynamikbereich aufweisen. Bei einer solchen AGC- Schaltung werden die verschiedenen Verstärkerstufen in Abhän-0 gigkeit des anliegenden Pegels geregelt oder geschaltet, um eine Übersteuerung der nachfolgenden Stufen zu vermeiden. Voraussetzung für einen gelungenen Empfang ist, neben der vorbestimmten Signalstärke am Ausgang der Empfangschaltung, ein ausreichender Abstand zwischen dem Signalpegel und dem5 Rauschpegel, bekannt als Signalrauschabstand, oder SNR (sig- nal-to-noise ratio) . Die Qualität einer Empfangsschaltung lässt sich durch verschiedene Testfälle charakterisieren. Hierzu gehören die Nachbarkanalselektivität (ACS) und die Weitabselektivität (FOS) . Ein weiterer grundlegender Testfall ist der Empfind- lichkeitsfall .Receivers for OFDM radio signals usually have an AGC (Automatic Gain Control) circuit, ie an amplifier circuit for amplifying the received radio signals. 0 The object of such an amplifier circuit is to amplify the received signals so that an output signal at the output of the receiving circuit is provided with a predetermined strength. Such an amplifier circuit must be able to receive both a very weak receive signal and a very strong receive signal and to convert it into the output signal of the predetermined strength. Therefore, such an amplifier circuit must have a very high dynamic range. With such an AGC circuit, the various amplifier stages are regulated or switched as a function of the applied level in order to avoid overloading the subsequent stages. A prerequisite for a successful reception, in addition to the predetermined signal strength at the output of the receiving circuit, is a sufficient distance between the signal level and the noise level, known as signal-to-noise ratio, or SNR (signal-to-noise ratio). The quality of a receiving circuit can be characterized by various test cases. These include adjacent channel selectivity (ACS) and far selectivity (FOS). Another basic test case is the sensitivity case.
Die Fähigkeit des Empfängers, schwache Signale, die ausschließlich von weißem Rauschen gestört werden, wiederzugeben, wird als Empfindlichkeit bezeichnet. Hierbei spielt das sogenannte AWGN (Additive White Gaussian Noise) eine bedeutende Rolle. Der AWGN-Pegel an der Antenne wird hier ausschließlich von thermischen Rauschen geprägt. Jeder Block in der Empfangsschaltung reduziert durch Eigenrauschen den Signalrauschabstand (SNR) . Die Rauschzahl gibt an, wie stark der SNR sich entlang der Verstärkerkette verringert. Eine kleinere Rauschzahl deutet auf eine bessere Empfindlichkeit hin. Die Rauschzahl ist stark von der Gesamtverstärkung abhängig. Bei kleinerer Verstärkung steigt der Rauschpegel stärker entlang der Empfangskette an. Dies führt zu einer Erhöhung der Gesamtrauschzahl. Auch die Verteilung der Verstärkung auf die einzelnen Blöcke hat einen erheblichen Einfluss auf die Rauschzahl des Empfängers. Eine große Verstärkung im RF-Pfad mit kleinerer Verstärkung im IF-Pfad führt zu einer geringeren Rauschzahl als bei einer umgekehrten Verteilung mit glei- eher Gesamtverstärkung.The ability of the receiver to reproduce weak signals that are disturbed solely by white noise is called sensitivity. Here, the so-called AWGN (Additive White Gaussian Noise) plays an important role. The AWGN level at the antenna is characterized here exclusively by thermal noise. Each block in the receiving circuit reduces the signal-to-noise ratio (SNR) by inherent noise. The noise figure indicates how much the SNR decreases along the amplifier chain. A smaller noise figure indicates better sensitivity. The noise figure is heavily dependent on the overall gain. With smaller gain, the noise level increases more along the receive chain. This leads to an increase in the total noise figure. Also, the distribution of gain on the individual blocks has a significant impact on the noise figure of the receiver. A large gain in the RF path with smaller gain in the IF path results in a lower noise figure than in a reverse distribution with the same overall gain.
Die Nachbarkanalselektivität (ACS) bestimmt die Empfindlichkeit des Empfängers in der Anwesenheit eines stärkeren Nachbarkanals. Die ACS ist als eingangsbezogene Differenz zwi- sehen der Nutzkanal und der Nachbarkanalleistung definiert, wobei die Nutzkanalleistung einen vordefinierten Wert hat. Beim DAB-Standard beispielsweise beträgt die Leistung des Nutzkanals -70 dBm am Eingang des Empfängers. Die aktiven Blöcke der Empfangskette können durch den Nachbarkanal über- steuert werden. Diese Übersteuerung führt im Falle einesThe adjacent channel selectivity (ACS) determines the sensitivity of the receiver in the presence of a stronger adjacent channel. The ACS is defined as an input-related difference between the user channel and the adjacent channel power, the user channel power having a predefined value. For example, for the DAB standard, the power of the payload channel is -70 dBm at the receiver's input. The active blocks of the receive chain can be overridden by the adjacent channel. This override leads in the case of a
OFDM-Signals, entsprechend dem DAB-Signal, aufgrund von In- termodulationen ungerader Ordnung zu einer Verbreitung des Nachbarkanalspektrums in der Frequenz. Ein Teil dieser Inter- modulationsprodukte landet im Nutzkanal und stört diesen. Die Linearität ist wie die Rauschzahl auch sehr stark von der Verteilung der Verstärkung auf die einzelnen Blöcke der Emp- fangskette abhängig. Im Gegensatz zur Rauschzahl wird die Linearität besser, wenn kleine Verstärkungen in den vorderen Blöcken und größere Verstärkungen in den hinteren Blöcken der Empfangskette gewählt werden.OFDM signal, corresponding to the DAB signal, due to odd-order inte- Adjacent channel spectrum in frequency. Some of these intermodulation products end up in the traffic channel and disturb them. The linearity, like the noise figure, is very much dependent on the distribution of the gain on the individual blocks of the reception chain. In contrast to noise figure, linearity improves when small gains in the front blocks and larger gains in the back blocks of the receive chain are selected.
Die Weitabselektivität (FOS) bestimmt die Fähigkeit des Empfängers in der Anwesenheit eines stärkeren Inband- oder Außerband-Störers den Nutzkanal zu empfangen. Der relativ große Frequenzabstand zwischen Nutzer und Störer bewahrt den Empfänger vor Intermodulationsstörungen . Die Empfindlichkeitsbe- grenzung im FOS-Empfangsfall ist durch die nicht ideale Einstellung der Gesamtverstärkung verursacht. Weil die Leistung des Störsignals größer als die Leistung des Nutzkanals ist, wird die AGC-Schaltung fast ausschließlich von der Störleistung kontrolliert. Die AGC-Schaltung stellt die Gesamtver- Stärkung so ein, dass am A/D-Wandler der Empfangsschaltung ein bestimmter Wert erreicht wird. Bei einem vorbestimmten Ausgangspegel von 0 dBm am A/D-Wandler würde eine Störleistung von -10 dBm an der Antenne zu einer Gesamtverstärkung von 40 dB führen, wenn die Dämpfung des Störers durch die Filterung entlang der Empfangskette ca. 30 dB beträgt. Eine angenommene Leistung des Nutzkanals von -70 dBm, gemessen an der Antenne, würde bei dieser Gesamtverstärkung von 40 dBm zu lediglich -30 dBm Nutzleistungspegel am A/D-Wandler führen. Da sich die Rauschzahl mit abnehmender Gesamtverstärkung er- höht, führt eine zunehmende Störleistung zu einem Versinken des Nutzsignals im Rauschen.Far-Selectivity (FOS) determines the ability of the receiver to receive the traffic channel in the presence of a stronger in-band or out-of-band jammer. The relatively large frequency separation between user and interferer prevents the receiver from intermodulation interference. The sensitivity limitation in the FOS reception case is caused by the non-ideal setting of the overall gain. Because the power of the interfering signal is greater than the power of the useful channel, the AGC circuit is almost exclusively controlled by the disturbance power. The AGC circuit sets the overall gain so that a certain value is achieved at the A / D converter of the receiving circuit. At a predetermined output level of 0 dBm at the A / D converter, an interference power of -10 dBm at the antenna would result in a total gain of 40 dB if the attenuation of the interferer by filtering along the receive chain is approximately 30 dB. An assumed power of -70 dBm, as measured at the antenna, at this total gain of 40 dBm would result in only -30 dBm useful power level at the A / D converter. Since the noise figure increases with decreasing overall amplification, an increasing interference power leads to a sinking of the useful signal in the noise.
Aus diesen drei beschriebenen Testfällen wird deutlich, dass die Rauschzahl und die Linearitätseigenschaften der Empfangs- kette eine erhebliche Rolle in der Feststellung der Empfänger-Performance spielen. Die beiden Eigenschaften Rauschzahl und Linearität wirken gegeneinander. Durch die Einstellung der Gesamtverstärkung und der Verteilung dieser Verstärkung auf die einzelnen Blöcke kann entweder eine gute Linearität oder eine gute Rauschzahl erreicht werden, nicht aber beides zugleich. Daher wird immer ein Kompromiss zwischen Rauschzahl und Linearität eingegangen, um eine befriedigende Empfangsqualität zu erreichen. Bisher wurde dieser Kompromiss in der Entwicklungsphase für den Empfänger festgelegt. Dies ist aber nicht ideal, da keine Optimierung auf den gerade bestehenden Empfangsfall durchgeführt werden kann.From these three test cases described, it becomes clear that the noise figure and the linearity characteristics of the receive chain play a significant role in determining the receiver performance. The two properties noise figure and linearity work against each other. By the attitude the overall gain and the distribution of this gain on the individual blocks can be achieved either a good linearity or a good noise figure, but not both at the same time. Therefore, a trade-off between noise figure and linearity is always made in order to achieve a satisfactory reception quality. So far, this compromise has been defined in the development phase for the recipient. However, this is not ideal, since no optimization can be carried out on the current receiving case.
Aufgabenstellungtask
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Empfangsschaltung zur Verfügung zu stellen, mit der ein verbes- serter Empfang im Falle von Nachbarkanal und Fernabstörern möglich ist.It is therefore an object of the present invention to provide a receiving circuit with which an improved reception is possible in the case of adjacent channel and long-distance disturbers.
Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Empfangen von OFDM-Empfangssignalen zur Verfügung zu stellen, mit dem ein verbesserter Empfang im Falle von Nachbarkanal und Vernabstörern möglich ist.It is another object of the present invention to provide a method for receiving OFDM received signals, with which an improved reception in the case of adjacent channel and Vernabstörern is possible.
Diese Aufgabe wird durch die Empfangsschaltung nach Anspruch 1, sowie durch das Verfahren nach Anspruch 8 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by the receiving circuit according to claim 1, and by the method according to claim 8. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Empfangsschaltung, insbesondere zum Empfangen von OFDM- Empfangssignalen, vorgesehen. Die Empfangsschaltung weist eine einstellbare Verstärkereinheit auf, um ein Eingangssignal zu verstärken. Es ist weiterhin eine Verstärkersteuereinheit vorgesehen, die den Empfangsfall detektiert, und die Verstärkung entsprechend dem Empfangsfall einstellt.According to a first aspect of the present invention, a receiving circuit, in particular for receiving OFDM received signals, is provided. The receiving circuit has an adjustable amplifier unit to amplify an input signal. There is further provided an amplifier control unit which detects the reception case, and sets the gain according to the reception case.
Die erfindungsgemäße Empfangsschaltung hat den Vorteil, dass die Verstärkungswerte der Empfangskette in Abhängigkeit der Empfangsbedingungen eingestellt werden. Dies ist insbesondere bei einer digitalen AGC möglich. Bisherige Schaltungen sind einen Kompromiss zwischen Intermodulationseigenschaften und Rauschzahl eingegangen, der während der Entwicklungsphase für den Empfänger festegelegt wurde. Dies ist nicht ideal, da keine Optimierung der Verstärkung auf den gerade bestehenden Empfangsfall durchgeführt werden kann. In der vorliegenden Erfindung wird in einem ersten Schritt der Empfangsfall de- tektiert und in einem zweiten Schritt die für den momentanen Empfangsfall optimierten Verstärkungswerte eingestellt.The receiving circuit according to the invention has the advantage that the gain values of the receiving chain are dependent on the Receiving conditions are set. This is possible in particular with a digital AGC. Previous circuits have compromised between intermodulation properties and noise figure, which was determined for the receiver during the development phase. This is not ideal, since no gain optimization can be performed on the current receive case. In the present invention, the reception case is detected in a first step and, in a second step, the amplification values optimized for the instantaneous reception case are set.
In einer ersten Ausführungsform ermittelt die automatische Verstärkungsregelung im ersten Schritt die Gesamtleistung samt Nachbarkanal und anderen bandinternen Störern. Gleich- zeitig wird im selben Schritt die Signalleistung des gefilterten Signals, also mit stark gedämpften Störern ermittelt. Beide Leistungswerte werden zu einer Verstärkungs- Steuerungslogik geführt, welche die optimalen Verstärkungswerte berechnet. Die ermittelten Verstärkungswerte werden in einem zweiten Schritt den Verstärkern übermittelt, welche daraufhin ihre Verstärkung neu einstellen. Vorzugsweise weist die Verstärkereinheit ein erstes Verstärkerelement zum Verstärken des Empfangssignals mit einem ersten Teilverstärkungswert und ein zweites Verstärkerelement zum Verstärken eines Zwischensignals mit einem zweiten Teilverstärkungswert auf, wobei zwischen den beiden Verstärkungselementen ein Kanalselektionsfilter angeordnet ist. Die Verstärkersteuerungslogik kann den ersten und den zweiten Teilverstärkungswert in Abhängigkeit von dem Empfangsfall anpassen.In a first embodiment, the automatic gain control in the first step determines the total power including adjacent channel and other in-band interferers. At the same time, the signal power of the filtered signal, ie with strongly damped interferers, is determined in the same step. Both power values are passed to a gain control logic which calculates the optimal gain values. The determined gain values are transmitted in a second step to the amplifiers, which then reset their gain. The amplifier unit preferably has a first amplifier element for amplifying the received signal with a first partial amplification value and a second amplifier element for amplifying an intermediate signal with a second partial amplification value, wherein a channel selection filter is arranged between the two amplification elements. The amplifier control logic may adjust the first and second partial gain values depending on the reception case.
Dafür weist die Verstärkersteuereinheit bevorzugt eine Verstärkungsregelung auf, die aus zumindest zwei Einheiten zur Ermittlung der Leistung des ihnen jeweils zugeführten Signals besteht. Dabei wird der ersten Einheit das Signal nach dem ersten Verstärkerelement und der zweiten Einheit das Signal nach dem zweiten Verstärkerelement zugeführt. Vorzugsweise bestehen die beiden Einheiten aus zwei RSSI (Received Signal Strength Indicator) -Blöcken . Die erste Einheit ermittelt die Gesamtleistung samt Nachbarkanal und anderen Störern, die zweite Einheit ermittelt die Signalleistung des gefilterten Signals. Durch den direkten Vergleich dieser gemessenen Leis- tungswerte kann der Empfangsfall ermittelt werden. Im Falle von weißem Rauschen ist die von der zweiten RSSI Einheit gemessene Gesamtleistung am höchsten. Im Fall von Fernabstörern ist diese Gesamtleistung am niedrigsten und ist abhängig von der Frequenz des dominierenden Störers.For this purpose, the amplifier control unit preferably has a gain control, which consists of at least two units for determining the power of the respective signal supplied to them. In this case, the signal is supplied to the first unit after the first amplifier element and the second unit, the signal to the second amplifier element. Preferably, the two units consist of two RSSI (Received Signal Strength Indicator) blocks. The first unit determines the total power including adjacent channel and other interferers, the second unit determines the signal power of the filtered signal. By directly comparing these measured power values, the reception case can be determined. In the case of white noise, the total power measured by the second RSSI unit is highest. In the case of long-distance bans, this total power is lowest and depends on the frequency of the dominant jammer.
Falls nur der Nutzkanal an der Antenne vorhanden ist, also nur zusätzliches weißes Rauschen, ist die Differenz zwischen den Leistungen an der ersten und zweiten Einheit gleich dem Gewinn des Nutzkanals aller dazwischen liegenden Blöcke. Im Fall der Nachbarkanalselektivität, wenn die Leistung des Störers dominiert, ist die Differenz zwischen der ersten und der zweiten Einheit gleich dem Gewinn des Nachbarkanals der dazwischen liegenden Blöcke. Im Fall von Fernabstörern wird der Leistungsunterschied abhängig von der Frequenz des Störers sein. Bei größeren Frequenzabständen zwischen Nutzer und Störer dämpft das Kanalfilter stärker den Störer und die Differenz zwischen den ermittelten Leistungen der ersten und zweiten Einheit steigt.If only the payload channel is present at the antenna, so only additional white noise, the difference between the powers on the first and second units is equal to the gain of the payload channel of all the blocks therebetween. In the case of adjacent channel selectivity, when the interferer's performance dominates, the difference between the first and second units is equal to the gain of the adjacent channel of the blocks in between. In the case of long distance bothers, the power difference will be dependent on the frequency of the interferer. With larger frequency intervals between user and interferer the channel filter attenuates the interferer stronger and the difference between the determined performances of the first and second unit increases.
Eine weitere Möglichkeit der Erkennung des Empfangsfalls kann nach den Verstärkungen durchgeführt werden. Hierbei wird das analoge Signal durch einen AD-Wandler in ein digitales Signal umgewandelt, welches durch einen digitalen Kanalselektionsfilter gefiltert wird. Die Signalleistung vor und nach der digitalen Kanalfilterung wird bestimmt. Durch diese Leistungswerte kann ermittelt werden, wie stark der Nachbarkanal im Vergleich zum Nutzkanal ist.Another way of detecting the reception case may be performed after the gains. Here, the analog signal is converted by an AD converter into a digital signal, which is filtered by a digital channel selection filter. The signal power before and after digital channel filtering is determined. These power values can be used to determine how strong the adjacent channel is in comparison to the user channel.
Ausführungsbeispiel Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen :embodiment A preferred embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it :
Figur 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Empfangsschaltung in Form einer digitalen Empfangsschaltung für einen OFDM- Empfänger,1 shows a block diagram of a first embodiment of a receiving circuit according to the invention in the form of a digital receiving circuit for an OFDM receiver,
Figur 2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform ei- ner erfindungsgemäßen Empfangsschaltung in Form einer digitalen Empfangsschaltung für einen OFDM- Empfänger .FIG. 2 shows a block diagram of a second embodiment of a receiving circuit according to the invention in the form of a digital receiving circuit for an OFDM receiver.
In Figur 1 ist eine Empfangsschaltung 1 zum Empfangen von Signalen, insbesondere von OFDM-Funksignalen, gezeigt mit einem ersten analogen Bereich und einem zweiten digitalen Bereich. Der analoge Bereich der Empfangsschaltung 1 weist eine Antenne 3 zum Empfangen von OFDM-Funksignalen auf. Das Funksignal wird über ein Bandpassfilter 4 einem ersten Verstärker 5 zugeführt. Bei diesem Verstärker 5 handelt es sich vorzugsweise um einen rauscharmen Verstärker mit variabler Verstärkung. Das Signal wird anschließend einem Mischer 6 zugeführt, der das Signal auf eine Zwischenfrequenz oder direkt in ein Basisband mischt. Anschließend wird das Nutzsignal durch ein Kanalselektionsfilter 7 gefiltert, um Störer im gleichen Frequenzband zu eliminieren. Das Signal wird dann einem zweiten Verstärker 8 zugeführt, und anschließend an einen AD-Wandler 9 geliefert. Bei dem zweiten Verstärker 8 handelt es sich vorzugsweise um einen Verstärker mit variablem Gewinn. Nach dem AD-Wandler 9 findet im digitalen Bereich eine weitereFIG. 1 shows a receiving circuit 1 for receiving signals, in particular OFDM radio signals, having a first analog area and a second digital area. The analogue area of the receiving circuit 1 has an antenna 3 for receiving OFDM radio signals. The radio signal is fed via a bandpass filter 4 to a first amplifier 5. This amplifier 5 is preferably a low noise variable gain amplifier. The signal is then fed to a mixer 6, which mixes the signal to an intermediate frequency or directly into a baseband. Subsequently, the useful signal is filtered by a channel selection filter 7 to eliminate interferers in the same frequency band. The signal is then supplied to a second amplifier 8, and then supplied to an AD converter 9. The second amplifier 8 is preferably a variable gain amplifier. After the AD converter 9 takes place in the digital domain another
Signalfilterung durch ein digitales Kanalselektionsfilter 10 und eine Demodulation 11 statt.Signal filtering by a digital channel selection filter 10 and a demodulation 11 instead.
Die Empfangsschaltung 1 weist des Weiteren eine Verstärker- Steuereinheit 2 auf. Diese umfasst eine Signalleistungsermittlung, die zwei Leistungsermittlungseinheiten 12, 13 aufweist. Vorzugsweise handelt es sich dabei um zwei RSSI (Re- ceived Signal Strength Indicator) -Blöcke . Die erste Leis- tungsermittlungseinheit 12 ermittelt die Signalleistung einschließlich Nachbarkanal und anderen bandinternen Störern. Hierzu wird der ersten Leistungsermittlungseinheit 12 das Signal nach dem ersten Verstärker 5 und vor dem Mischer 6 zugeführt. Ferner ermittelt die zweite Leistungseinheit 13 die Signalleistung des gefilterten Signals, also mit stark gedämpften Störern. Hierzu wird der Leistungsermittlungseinheit 13 das Signal nach dem zweiten Verstärker 8 zugeführt. Die von beiden Leistungsermittlungseinheiten 12, 13 ermittelten Leistungswerte werden zu einer Verstärkersteuerungslogik 14 geführt. Hier wird der Empfangsfall durch den Vergleich der Werte der Leistungsermittlungseinheiten 12, 13 ermittelt. In der Verstärkungssteuerungslogik befinden sich zwei Auswerte- einheiten 15, 16, die von der Leistungsermittlungseinheiten 12, 13 Signalleistungswerte empfangen, auswerten und anschließend neue Verstärkungswerte für die Verstärker 5, 8 berechnen. Hierzu vergleichen die beiden Auswerteeinheiten 15, 16 die empfangenen Leistungswerte und bestimmen daraus den momentanen Empfangsfall, um anhand des detektierten Empfangsfalls die Verstärkung einzustellen. Die neuen Werte der Verstärkung werden von der Verstärkersteuerungslogik 14 bzw. den darin befindlichen Auswerteeinheiten 15, 16 an die Verstärker 5, 8 geliefert.The receiving circuit 1 further comprises an amplifier control unit 2. This comprises a signal power determination, which has two power determination units 12, 13. Preferably, these are two RSSI (Re- ceived Signal Strength Indicator) blocks. The first performance determination unit 12 determines the signal power including adjacent channel and other in-band interferers. For this purpose, the signal is supplied to the first power detection unit 12 after the first amplifier 5 and before the mixer 6. Furthermore, the second power unit 13 determines the signal power of the filtered signal, ie with heavily damped interferers. For this purpose, the power detection unit 13, the signal to the second amplifier 8 is supplied. The power values determined by the two power determination units 12, 13 are fed to an amplifier control logic 14. Here, the reception case is determined by comparing the values of the power determination units 12, 13. In the gain control logic there are two evaluation units 15, 16, which receive signal power values from the power determination units 12, 13, and then calculate new gain values for the amplifiers 5, 8. For this purpose, the two evaluation units 15, 16 compare the received power values and determine therefrom the current reception case in order to set the gain on the basis of the detected reception case. The new values of the gain are supplied to the amplifiers 5, 8 by the amplifier control logic 14 or the evaluation units 15, 16 located therein.
Figur 2 zeigt ein alternatives Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Empfangsschaltung für den Empfang von OFDM- Funksignalen, bei der der Empfangsfall durch eine Auswertung der Signalleistung vor und nach der digitalen Kanalfilterung bestimmt wird. Die Schaltung unterscheidet sich von derFigure 2 shows an alternative block diagram of a receiving circuit according to the invention for the reception of OFDM radio signals, in which the reception case is determined by an evaluation of the signal power before and after the digital channel filtering. The circuit is different from the
Schaltung in Figur 1 dadurch, dass den zwei Leistungsermittlungseinheiten 12, 13 das Signal vor bzw. nach der digitalen Kanalfilterung durch das Kanalselektionsfilter 10 zur Signalleistungsermittlung zugeführt wird. Die Funktionsweise und Anordnung der übrigen Elemente ist identisch zur Figur 1. Die Verstärkersteuerungslogik 14 ermittelt anhand der Signalleistungswerte vor und nach der digitalen Kanalfilterung, wie stark der Nachbarkanal im Vergleich zum Nutzkanal ist. Dadurch kann ebenfalls der Empfangsfall ermittelt werden, um dann entsprechend die Verstärkung einzustellen. Circuit in Figure 1, characterized in that the two power detection units 12, 13, the signal before and after the digital channel filtering is supplied by the channel selection filter 10 for signal power determination. The operation and arrangement of the remaining elements is identical to FIG. 1. The amplifier control logic 14 determines, based on the signal power values before and after the digital channel filtering, such as strong is the adjacent channel compared to the traffic channel. As a result, the reception case can also be determined, in order then to set the amplification accordingly.

Claims

Ansprüche claims
1. Empfangsschaltung, insbesondere zum Empfangen von OFDM- Funksignalen, mit einer einstellbaren Verstärkereinheit (5, 8), um ein Eingangssignal zu verstärken, und mit einer Verstärkersteuereinheit (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkersteuereinheit (2) so ausgebildet ist, dass sie den Empfangsfall detektiert, um die Verstärkung ent- sprechend dem Empfangsfall einzustellen.A receiving circuit, in particular for receiving OFDM radio signals, having an adjustable amplifier unit (5, 8) to amplify an input signal, and having an amplifier control unit (2), characterized in that the amplifier control unit (2) is designed such that it detects the reception case to set the gain according to the reception case.
2. Empfangsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kanalselektionsfilter (7) vorgesehen ist, wobei die Verstärkereinheit (5, 8) einen ersten Verstärker (5) vor dem Kanalselektionsfilter (7) und einen zweiten Verstärker (8) nach dem Kanalselektionsfilter (7) aufweist.2. receiving circuit according to claim 1, characterized in that a channel selection filter (7) is provided, wherein the amplifier unit (5, 8) a first amplifier (5) before the channel selection filter (7) and a second amplifier (8) after the channel selection filter ( 7).
3. Empfangsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkersteuereinheit (2) eine Signalleistungs- ermittlung aufweist, die zwei Leistungsermittlungseinhei- ten (12, 13) zur Ermittlung der Leistung des ihnen jeweils zugeführten Signals aufweist, wobei der ersten Leistungs- ermittlungseinheit (12) das Signal nach dem ersten Verstärker (5) und der zweiten Einheit (13) das Signal nach dem zweiten Verstärker (8) zugeführt wird.3. receiving circuit according to claim 2, characterized in that the amplifier control unit (2) comprises a signal power determination, the two Leistungsermittlungseinhei- th (12, 13) for determining the power of each signal supplied to them, wherein the first power determination unit ( 12) the signal after the first amplifier (5) and the second unit (13) the signal to the second amplifier (8) is supplied.
4. Empfangsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkersteuereinheit (2) eine Verstärkersteuerungslogik (14) zum Empfang der Leistungswerte der Signal- leistungsermittlung (12, 13) aufweist, um den Empfangsfall durch Vergleich der Werte der Leistungsermittlungseinheit zu bestimmen. 4. receiving circuit according to claim 3, characterized in that the amplifier control unit (2) has an amplifier control logic (14) for receiving the power values of the signal power determination (12, 13) to determine the reception case by comparing the values of the power detection unit.
5. Empfangsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsschaltung ein digitales Kanalselektionsfilter (10) aufweist, welches nach einem A/D-Wandler (9) angeordnet ist.5. receiving circuit according to claim 1, characterized in that the receiving circuit comprises a digital channel selection filter (10) which is arranged after an A / D converter (9).
6. Empfangsschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkersteuereinheit (2) eine Signalleistungsermittlung aufweist, die zwei Leistungsermittlungseinhei- ten (12, 13) zur Ermittlung der Leistung des ihnen jeweils zugeführten Signals umfasst, wobei der ersten Leistungser- mittlungseinheit (12) das Signal vor dem Kanalselektionsfilter (10) und der zweiten Leistungsermittlungseinheit (13) das Signal nach dem Kanalselektionsfilter (10) zugeführt wird.6. receiving circuit according to claim 5, characterized in that the amplifier control unit (2) comprises a signal power detection, the two Leistungsermittlungseinhei- th (12, 13) for detecting the power of each signal supplied to them, wherein the first Leistungsermittlungsseinheit (12) the signal in front of the channel selection filter (10) and the second power determination unit (13) is supplied with the signal after the channel selection filter (10).
7. Empfangsschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkersteuereinheit (2) eine Verstärkersteuerungslogik (14) zum Empfang der Leistungswerte der Signalleistungsermittlung aufweist, um den Empfangsfall durch Vergleich der Werte der Leistungsermittlungseinheiten (12, 13) zu bestimmen.A receiving circuit according to claim 6, characterized in that the amplifier control unit (2) has amplifier control logic (14) for receiving the power values of the signal power detection to determine the reception case by comparing the values of the power detection units (12, 13).
8. Verfahren, insbesondere zum Empfangen von OFDM- Funksignalen, wobei ein Empfangssignal verstärkt wird, um ein Ausgangssignal mit einer vorbestimmten Signalstärke zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfangsfall detektiert wird, um die Verstärkung entsprechend dem Empfangsfalls einzustellen.8. A method, in particular for receiving OFDM radio signals, wherein a received signal is amplified to obtain an output signal having a predetermined signal strength, characterized in that the receiving case is detected to adjust the gain according to the receiving case.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangssignal durch einen ersten Verstärker (5) verstärkt wird, anschließend durch ein Kanalselektionsfilter (7) gefiltert und das gefilterte Signal durch einen zweiten Verstärker (8) verstärkt wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the received signal is amplified by a first amplifier (5), then through a channel selection filter (7) is filtered and the filtered signal is amplified by a second amplifier (8).
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal nach dem ersten Verstärker (5) und zweiten Verstärker (8) jeweils einer Leistungsermittlungseinheit (12, 13) zugeführt wird, wobei die Leistung des jeweiligen Signals in der entsprechenden Einheit ermittelt wird und dann die Leistungswerte der Signale verglichen werden, um den Empfangsfall anhand dieses Vergleichs zu ermitteln.10. The method according to claim 9, characterized in that the signal after the first amplifier (5) and second amplifier (8) in each case a power detection unit (12, 13) is supplied, wherein the power of the respective signal is determined in the corresponding unit and then the power values of the signals are compared to determine the reception case based on this comparison.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal durch einen A/D-Wandler (9) an ein digitales Kanalselektionsfilter (10) geliefert wird, wobei das Sig- nal vor und nach dem Kanalselektionsfilter (10) jeweils einer Leistungsermittlungseinheit (12, 13) zugeführt wird, die Leistung des jeweiligen Signals in der entsprechenden Einheit ermittelt wird und dann die Leistungswerte der Signale verglichen werden, um den Empfangsfall anhand die- ses Vergleichs zu ermitteln. 11. The method according to claim 8, characterized in that the signal is supplied by an A / D converter (9) to a digital channel selection filter (10), wherein the signal before and after the channel selection filter (10) each a power detection unit ( 12, 13), the power of the respective signal in the corresponding unit is determined and then the power values of the signals are compared in order to determine the reception case on the basis of this comparison.
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WO2005125000A1 (en) * 2004-06-17 2005-12-29 Robert Bosch Gmbh Receive circuit and method for receiving an ofdm signal
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