專利名稱：接收功率電平計算電路和使用此電路的接收機的制作方法
本申請要求1999年12月8日提交的日本專利申請No.11-348264的利益，其內容在本文作為參考。
本發(fā)明涉及接收功率電平計算電路和使用該電路的接收機，特別地，涉及可適合用于CDMA通信系統(tǒng)的移動站的接收功率電平計算電路和使用該電路的接收機。
圖3圖解地表示具有一個AGC(自動增益控制)功能的接收機的結構。參見該圖，接收信號從天線1饋送給前端電路2。前端電路2包括一個雙工器，一個放大器，一個帶通濾波器，一個下變換器等，并且用于去掉期望的頻帶外部的接收信號分量和還放大和頻率變換該接收信號。前端電路2的輸出饋送給自動增益控制(AGC)放大器3。AGC放大器3根據(jù)對應于該接收功率電平的控制電壓控制接收信號的增益，和饋送它的輸出到解調電路4。解調電路4解調該接收信號，并且饋送該已解調信號到A/D(模擬-數(shù)字)變換器5。A/D變換器5數(shù)字地變換模擬的已解調信號，并且饋送該數(shù)字已解調信號給信道濾波器6。
信道濾波器6衰減接近期望頻率的要求頻帶外部的頻率分量，并且饋送該衰減信號到隨后的基帶電路7?；鶐щ娐?對接收信號執(zhí)行基帶處理，并且還計算接收信號中的要求電波的功率電平與干擾頻率功率電平的比(SIR信號干擾比)。功率電平計算電路10計算從A/D變換器5輸出的接收信號的功率電平，并且饋送該接收信號功率電平與預置基準功率電平的差。這個差對應于饋送給A/D變換器5的實際功率電平和接收的基準功率電平之間的差。積分電路9積分該功率電平差。
積分電路9饋送增益控制數(shù)據(jù)，因此獲得對應于該天線端子接收功率電平的ACG放大器3的增益的控制。D/A變換器8變換該增益控制數(shù)據(jù)為一個模擬控制電壓，用于控制放大器3的增益。積分電路9報告或者提供獲得的積分數(shù)據(jù)作為天線端子接收功率電平給該帶通電路7是適合的。
在CDMA通信系統(tǒng)中，擴展碼諸如PN(偽隨機噪聲)碼用于擴頻通信信號，并且根據(jù)這樣的擴展碼識別通信信號。CDMA系統(tǒng)的特性是在相同的頻率在多個無線電終端之間或者通過多個信道的同時的通信是可能的。CDMA系統(tǒng)還有的特性是接收信號不能解調，除非該信號乘以以相同的擴展碼作為在相同的定時在發(fā)送方使用的擴展碼，正如在上面的那樣，以及具有不同的擴展碼或者不同的擴展定時的接收信號，即來自其它無線電單元的通信信號或者其它信道信號都作為噪聲引入到接收信號頻帶中。
現(xiàn)在考慮一種情況，其中從移動通信的基站附近和遠程找到的多個CDMA系統(tǒng)移動站是與其通信的。當接近和遠離該基站的移動站在相同的頻率和相同的發(fā)送功率電平與其通信時，出現(xiàn)問題了，從該基站接收終端看，接近該基站的通信移動站的發(fā)送功率電平是比遠離通信移動站的發(fā)送功率電平更高，因此從遠地移動站發(fā)送的信號正好像掩蓋在從接近移動站發(fā)送的信號中。這個問題稱為接近-遠地(near-remote)問題。鑒于上面的CDMA系統(tǒng)的特性，該基站不能正確地解調從遠離移動站的發(fā)送信號，因為該發(fā)送信號包含接近移動站基站信號引入在接收頻帶中。
在CDMA系統(tǒng)中，這樣的接近-遠離問題是由相對地頻繁的、嚴厲的和非常準確的發(fā)送功率電平控制解決的。具體地，執(zhí)行發(fā)送功率電平控制以便使得接近移動站發(fā)送功率電平較低和遠離移動站發(fā)送功率電平較高。對于從該基站到該移動站的發(fā)送功率電平執(zhí)行相同的控制。對于發(fā)送功率電平控制，該接收機中的基帶電路，即移動站側應該具有正確的天線端子接收功率電平。因此，如在圖3中所示的，AGC電路的積分電路9的輸出作為天線端子接收功率電平報告給基帶電路7。
如上所述，基帶電路7計算用于發(fā)送功率電平控制的要求的頻率的功率電平以及計算接收信號SIR。期望頻率功率電平的計算要求如下給出的計算(天線端子接收功率電平)X(要求的電波功率電平)/(全部接收功率電平)。
天線端子接收功率電平是全部接收功率電平。在基帶電路7中獲得和知道比率(期望頻率功率電平)/(全部接收功率電平)，因此基帶電路7適合于使用對應于AGC電路輸出的天線端子接收功率電平計算要求的期望頻率功率電平，從積分電路9報告功率電平。
然而，圖3所示的現(xiàn)有技術有一個問題，報告給基帶電路7的天線端子接收功率電平實際上不對應于饋送給它的接收信號。因此，基帶電路7錯誤地饋送期望頻率和干擾頻率的計算的功率電平作為它的輸出，并且它還不可能獲得正確的發(fā)送功率電平控制。
對于這個的理由在于報告給基帶電路7的天線端子接收功率電平對應于輸入給A/D變換器5的接收信號，同時輸入給基帶電路7的接收信號的功率電平已經減少了在A/D變換器6通過信道濾波器6輸出的傳遞中要求頻帶外部的功率電平衰減。這意味著分別輸入給A/D變換器5和基帶電路7的接收信號功率電平是不同的，這導致相應的天線端子接收功率電平的差別。
現(xiàn)在參照圖4描述另一個現(xiàn)有技術。在圖4中，與在圖3中相同的部件由相同的標號表示。在圖4所示的現(xiàn)有技術中，與圖3的現(xiàn)有技術不同，用于功率電平計算以便控制AGC放大器增益的功率電平計算電路11在輸入端側不提供，但是在信道濾波器6的輸出端側提供。
但是這個電路結構出現(xiàn)A/D變換器5飽和的問題。該變換器5飽和產生功率電平增加或者所要求頻帶外部膨脹，因此導致相鄰信道選擇性特性惡化等等。這是因為AGC放大器3的增益是通過計算已經通過信道濾波器6的接收信號的功率電平確定的。至于通過信道濾波器6的功率，衰減所要求頻帶外部的功率電平，導致功率電平比輸入到A/D變換器5的功率電平更低。放大器3的增益根據(jù)已經減少了通過信道濾波器6的功率的功率電平確定，因此設置增益的增加值。但是，因為要求頻帶外部的包含功率的信號饋送給A/D變換器5，發(fā)生了飽和。
本發(fā)明的一個目的是提供一種接收功率電平計算電路和使用接收功率電平計算電路的一種接收機，其中該A/D變換器是不飽和的和允許準確的天線端子接收功率電平報告給基帶電路。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于接收機的接收功率電平計算電路，包括一個用于放大接收信號的AGC放大器，一個用于解調AGC放大器輸出的解調電路，一個數(shù)字-模擬變換器，用于變換解調電路的解調輸出為一個模擬信號，一個用于衰減要求頻帶外部的數(shù)字-模擬變換器的模擬輸出的濾波器，一個用于基帶處理該濾波器輸出的基帶電路，一個用于計算接收功率電平以便產生用于控制AGC放大器的控制信號的AGC控制接收功率電平計算裝置，一個用于計算在該濾波器中已經衰減的功率電平的衰減功率電平計算裝置，和一個以在衰減功率電平計算裝置的計算結果校正AGC控制接收功率電平計算裝置中的計算結果和報告正確的功率電平給該基帶電路的功率電平校正裝置。
AGC控制接收功率電平計算裝置包括對于計算數(shù)字-模擬變換器的輸出功率電平的一個裝置，和根據(jù)該計算裝置的計算輸出產生該控制電壓的一個控制電壓產生裝置。該衰減功率電平計算裝置包括用于計算濾波器與數(shù)字-模擬變換器的輸出功率電平之間的差值的一個裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種接收機，包括一個用于放大接收信號的AGC放大器，一個用于解調AGC放大器的輸出的解調電路，一個用于將所述解調電路的解調輸出變換為模擬信號的數(shù)字-模擬變換器，一個用于衰減期望頻帶外部的數(shù)字-模擬變換器的模擬輸出的濾波器，一個用于基帶處理所述濾波器輸出的基帶電路，一個用于計算接收的功率電平以便產生用于控制AGC放大器的控制信號的AGC控制接收功率電平計算裝置，一個用于計算在該濾波器中已經衰減的功率電平的衰減功率電平計算裝置，和一個以在衰減功率電平計算裝置的計算結果校正AGC控制接收功率電平計算裝置中的計算結果和報告校正的功率電平給該基帶電路的功率電平校正裝置。
AGC控制接收功率電平計算裝置包括對于計算數(shù)字-模擬變換器的輸出功率電平的一個裝置，和根據(jù)該計算裝置的計算輸出產生該控制電壓的一個控制電壓產生裝置。該衰減功率電平計算裝置包括用于計算濾波器與數(shù)字-模擬變換器的輸出功率電平之間的差值的一個裝置。該基帶電路從功率電平校正裝置接收報告并且使用該接收報告作為相對于通信的相反側的功率電平控制的數(shù)據(jù)。一個CDMA通信系統(tǒng)移動站。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供一種接收機，其中通過天線的接收信號由AGC放大器放大、解碼、由A/D變換器進行A/D變換、由信道濾波器抑制期望頻率外部的頻帶、并且濾波的輸出由基帶電路處理，包括功率計算器，用于根據(jù)來自所述A/D變換器的數(shù)字數(shù)據(jù)計算功率信號；增益控制器，用于確定功率信號和根據(jù)所述A/D變換器的輸入范圍確定的一個預定的參考電平之間的差信號，積分所述差信號并且將所述積分的差信號變換為一個模擬信號，以便將所述變換的模擬信號提供給AGC放大器作為一個增益控制信號；和，減法器，用于從所述積分差信號中減去衰減功率電平并且將所述相減的信號提供給所述基帶處理器作為基準信號。信道濾波器的衰減功率電平由信道濾波器的輸入和輸出之間的差值確定?；鶐幚砥鞲鶕?jù)用于控制該發(fā)送功率電平的基準信號確定SIR，即，包含在接收信號中的期望頻率功率電平和干擾功率電平以及期望頻率功率電平之間的比率。如同權利要求1中闡述的接收機是在CDMA通信系統(tǒng)的移動站中的一個接收機。
根據(jù)本發(fā)明使用上面的接收功率電平計算電路的接收機可以用作CDMA通信系統(tǒng)移動站。該基帶電路特性在于它使用從功率電平校正裝置接收的報告作為相對于通信的相反側的功率電平控制的數(shù)據(jù)。
在根據(jù)本發(fā)明的操作和功能中，在通過作為一個級隨后的A/D電路提供的信道濾波器的功率前與后計算接收信號功率電平。因此可能允許準確的天線端子接收功率電平報告給該基帶電路，而該A/D變換電路沒有飽和。
具體地，第一功率電平計算電路計算接收信號的功率電平，它已經在A/D變換電路中數(shù)字地變換了，因此饋送計算的功率電平與接收的基準功率電平的差值。積分電路積分該功率電平差，以及它的積分輸出表示天線端子接收功率電平和用于控制該AGC放大器。由于饋送給A/D變換電路的功率電平和接收的基準功率電平之間的差值反饋給AGC放大器，輸入給A/D變換電路的接收信號不超過它的輸入范圍，并且不發(fā)生A/D變換電路飽和。
用于計算該信道濾波器輸出功率電平的第二功率電平計算電路在在該信道濾波器中已經衰減期望頻帶外部的分量之后計算接收信號的功率電平。在該信道濾波器中功率電平衰減的程度可以用在第二功率電平計算電路計算的功率電平與從第一功率電平計算電路計算的功率電平的差值表示。饋送給基帶電路的接收信號已經通過該信道濾波器，因此功率電平比饋送給A/D變換器的功率電平低了信道濾波器中衰減的程度。這意味著報告給基帶電路的天線端子接收功率電平應該校正為表示該差值的一個電平，該差值是通過從在該積分電路的積分結果減去在兩個功率電平計算電路中計算結果之間的差值獲得的。通過這個校正，可得到饋送給該基帶電路的接收功率電平和天線端子接收功率電平報告彼此間的一致關系。
從參照附圖的下列描述中其它目的和特性將清楚了。


圖1圖解地表示根據(jù)本發(fā)明具有AGC的接收機的結構；圖2A和2B表示用于說明根據(jù)本發(fā)明的接收機的操作的附圖；圖3圖解地表示具有AGC功能的現(xiàn)有技術的接收機的結構；和圖4圖解地表示具有AGC功能的另一個現(xiàn)有技術的接收機的結構。
現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
現(xiàn)在，在圖3和4中相同的部件由相同的標號表示。接收信號由天線1接收。前端電路2包括一個雙工器，一個放大器，一個帶通濾波器，一個下變換器等，并且用于去掉期望的頻帶外部的接收信號分量和放大和頻率變換該接收信號。AGC放大器3根據(jù)對應于接收功率電平的控制電壓控制關于接收信號的增益。解調電路4解調該接收信號，和A/D變換器5數(shù)字地變換是一個模擬信號的接收信號。信道濾波器6衰減在要求電波附近的期望頻帶外部的接收信號頻率分量。
基帶電路7計算SIR，即包含在接收信號中的期望頻率功率電平和干擾功率電平之間的比率?；鶐щ娐?還從加法器13接收對應于饋送給它的接收信號的天線端子接收功率電平，除了SIR計算之外，還計算RSSI(接收信號強度指示)，即期望頻率功率電平，它用于相對于在之前注意的通信的相反側的基站的發(fā)送功率電平控制。
功率電平計算電路10計算從A/D變換器5輸出計算接收信號功率電平，并且饋送該計算的功率電平與基準功率電平的差。這個差表示饋送給A/D變換器5的實際功率電平和接收的基準功率電平之間的差。積分電路9積分該功率電平差。因此獲得的積分對應于天線端子接收功率電平，并且饋送給加法器13。積分電路9饋送對應于天線端子接收功率電平、經過D/A變換器8的AGC放大器增益數(shù)據(jù)的控制數(shù)據(jù)。
另一個功率電平計算電路11計算在信道濾波器6中的要求頻帶外部的功率電平衰減之后的接收信號的功率電平。加法器12饋送在功率電平計算電路11中計算的功率電平與在功率電平計算電路10中計算的功率電平的差值。這個功率電平對應于在信道濾波器6中的功率電平衰減的程度。加法器13通過從該積分輸出中減去加法器12的差值輸出校正在信道濾波器6中用于該功率電平衰減的積分電路9的積分輸出，并且給基帶電路7報告校正的功率電平。
現(xiàn)在參照圖2(a)和2(b)描述表示在圖1中的電路的操作。假定表示在圖1中的AGC放大器3的增益在一定的固定的時間期間(例如一個時隙間隔)設置為一定的值GO。在這種情況下，功率電平計算電路10計算在一個時隙中饋送給A/D變換器5的平均功率電平。在圖2(a)中，橫坐標是在功率電平計算電路中計算的功率電平，而縱坐標表示計算的功率電平和基準功率電平REF之間的差值?；鶞使β孰娖絉EF是根據(jù)A/D變換器5的輸入范圍計算的。
參見圖2A，假定在功率電平計算電路10中功率電平計算的結果是Pcall，則與基準功率電平REF的差值ΔP1饋送給積分電路9。在圖2B中，上面的橫坐標是在該積分電路9中獲得的積分，即從A/D變換器5的輸入端看到的天線端子接收功率電平。縱坐標是AGC放大器3的增益，它相對于天線端子接收功率電平是適當?shù)?。當放大?的增益是G0時，積分是P0。
當從功率電平計算電路10接收ΔP1時，積分電路9饋送積分值(P0+ΔP1)，和AGC放大器3的增益是G1。積分電路9饋送對應于AGC放大器3的增益G1的控制電壓數(shù)據(jù)給D/A變換器8，因此饋送該控制電壓給AGC放大器3。用這種方式，根據(jù)饋送給A/D變換器5的接收的信號接收功率電平控制放大器3的增益，因此不發(fā)生飽和。
功率電平計算電路11計算在信道濾波器6中的要求頻帶外部的功率電平衰減之后獲得的接收信號的功率電平。假定在功率電平計算電路11中功率電平計算的結果是Pca12，如在圖2(A)中所示的，電路11饋送Pca12與到加法器12的基準功率電平REF的差值-ΔP2(ΔP2是一個正數(shù))。作為基準功率電平REF，相同的值使用在兩個功率電平計算電路中。
加法器12饋送功率電平計算電路11的輸出-ΔP2與功率電平計算電路10的輸出ΔP1的差值。這個差值表示在信道濾波器6中的功率電平衰減。圖2(B)中較低的橫坐標是報告給基帶電路7的天線端子接收功率電平。如在圖2(B)中的較低的橫坐標所示的，加法器13從積分電路9的積分輸出(P0+ΔP1)中減去加法器13的差輸出(ΔP1+ΔP2)，并且饋送該輸出(P0-ΔP2)作為到基帶電路7的天線端子接收功率電平。
當饋送給基帶電路7的接收信號功率電平比饋送給A/D變換器5的接收信號功率電平低于對應于信道濾波器6中的衰減的程度時，加法器13的報告輸出(P0-ΔP2)是從基帶電路7的輸入端看的作為天線端子接收功率電平。這是因為考慮濾波器6中功率電平衰減在校正之后饋送該報告。因此電路7可以計算期望電波和干擾波的正確的功率電平。
因此，可得到本發(fā)明的效果，準確的天線端子接收功率電平可以報告給基帶電路而沒有A/D變換器的飽和。這是因為AGC放大器增益是根據(jù)饋送給A/D變換器的接收信號功率電平的計算結果控制的，而且通過計算通過該信道濾波器的接收信號的功率電平和校正在該信道濾波器中功率電平衰減計算的功率電平，天線端子接收功率電平報告給基帶電路。
因此，在該天線端子從通信的相反側的該基站接收的準確的功率電平報告給CDMA通信系統(tǒng)移動站中的基帶電路，以便相對于該基站的發(fā)送功率電平可以正確地控制。
本領域的技術人員將存在結構的變化，在不偏離本發(fā)明的范圍下，可以進行各種顯然地不同的修改和實施例。在前面的描述和附圖中提出的內容僅僅是借助實例提供的。因此前面的描述被認為是說明的而不是限定的。
權利要求
1．一種用于接收機的接收功率電平計算電路，包括一個用于放大接收信號的AGC放大器，一個用于解調AGC放大器輸出的解調電路，一個數(shù)字-模擬變換器，用于變換解調電路的解調輸出為一個模擬信號，一個用于衰減要求頻帶外部的數(shù)字-模擬變換器的模擬輸出的濾波器，一個用于基帶處理該濾波器輸出的基帶電路，一個用于計算接收功率電平以便產生用于控制AGC放大器的控制信號的AGC控制接收功率電平計算裝置，一個用于計算在該濾波器中已經衰減的功率電平的衰減功率電平計算裝置，和一個以在衰減功率電平計算裝置的計算結果校正AGC控制接收功率電平計算裝置中的計算結果和報告正確的功率電平給該基帶電路的功率電平校正裝置。
2．根據(jù)權利要求1所述的接收功率電平計算電路，其特征在于，所述AGC控制接收功率電平計算裝置包括用于計算所述數(shù)字-模擬變換器的輸出功率電平的裝置，和一個控制電壓產生裝置，根據(jù)所述計算裝置的計算輸出產生所述控制電壓。
3．根據(jù)權利要求1所述的接收功率電平計算裝置，其特征在于，所述衰減功率電平計算裝置包括用于計算所述濾波器和所述數(shù)字-模擬變換器的輸出功率電平之間的差值的裝置。
4．一種接收機，包括一個用于放大接收信號的AGC放大器，一個用于解調AGC放大器的輸出的解調電路，一個用于將所述解調電路的解調輸出變換為模擬信號的數(shù)字-模擬變換器，一個用于衰減期望頻帶外部的數(shù)字-模擬變換器的模擬輸出的濾波器，一個用于基帶處理所述濾波器輸出的基帶電路，一個用于計算接收的功率電平以便產生用于控制AGC放大器的控制信號的AGC控制接收功率電平計算裝置，一個用于計算在該濾波器中已經衰減的功率電平的衰減功率電平計算裝置，和一個以在衰減功率電平計算裝置的計算結果校正AGC控制接收功率電平計算裝置中的計算結果和報告校正的功率電平給該基帶電路的功率電平校正裝置。
5．根據(jù)權利要求4所述的接收機，其特征在于，所述AGC控制接收功率電平計算裝置包括用于計算所述數(shù)字-模擬變換器的輸出功率電平的裝置，和一個控制電壓產生裝置，根據(jù)所述計算裝置的計算輸出產生所述控制電壓。
6．根據(jù)權利要求4所述的接收機，其特征在于，所述衰減功率電平計算裝置包括用于計算所述濾波器和所述數(shù)字-模擬變換器的輸出功率電平之間的差值的裝置。
7．根據(jù)權利要求4所述的接收機，其特征在于，所述基帶電路從所述功率電平校正裝置接收一個報告并且使用所述接收報告作為相對于通信的相反側的功率電平控制的數(shù)據(jù)。
8．根據(jù)權利要求4所述的接收機，其特征在于，它是一個CDMA通信系統(tǒng)移動站。
9．一種接收機，其中通過天線的接收信號由AGC放大器放大、解碼、由A/D變換器進行A/D變換、由信道濾波器抑制期望頻率外部的頻帶、并且濾波的輸出由基帶電路處理，包括功率計算器，用于根據(jù)來自所述A/D變換器的數(shù)字數(shù)據(jù)計算功率信號；增益控制器，用于確定功率信號和根據(jù)所述A/D變換器的輸入范圍確定的一個預定的參考電平之間的差信號，積分所述差信號并且將所述積分的差信號變換為一個模擬信號，以便將所述變換的模擬信號提供給AGC放大器作為一個增益控制信號；和減法器，用于從所述積分差信號中減去衰減功率電平并且將所述相減的信號提供給所述基帶處理器作為基準信號。
10．根據(jù)權利要求9所述的接收機，其特征在于，所述信道濾波器的衰減功率電平由所述信道濾波器的輸入和輸出之間的差值確定。
11．根據(jù)權利要求9所述的接收機，其特征在于，所述基帶處理器確定SIR，即，包含在接收信號中的期望頻率功率電平和干擾功率電平之比和基于所述基準信號的期望頻率功率電平，用于控制發(fā)射功率。
12．根據(jù)權利要求9所述的接收機，其特征在于，所述接收機是在CDMA通信系統(tǒng)中的移動站中的一個接收機。
全文摘要
功率電平計算電路10和11分別在信道濾波器6的輸入和輸出端計算功率電平,和一個加法器13計算兩個計算的功率電平之間的差值。加法器13從積分電路9的AGC控制信號輸出中校正(即減去)在加法器12中獲得的差值,并且報告作為天線端子接收功率電平的該校正輸出給基帶電路7。加法器13的校正輸出通過取該信道濾波器6的期望電波頻帶外部的衰減范圍獲得,因此對應于準確的天線端子接收功率電平。
文檔編號H04L27/01GK1305270SQ0013106
公開日2001年7月25日 申請日期2000年12月8日 優(yōu)先權日1999年12月8日
發(fā)明者栗原和弘 申請人:日本電氣株式會社