專利名稱：System and method for station detection and seek in a radio receiver的制作方法
用于在無線電接收機中電臺檢測和搜索的系統(tǒng)和方法相關申請的交叉引用本申請涉及于2007年3月2日提交的美國專利申請?zhí)枮?1/681，211，標題為 "System And Method For Adjacent Channel Power Detection And Dynamic Bandwidth Filter Control”，其通過引用將其實體并入本文檔中。
背景技術：
諸如蜂窩電話、個人數(shù)字助理(PDA)和其他通信裝置的便攜式通信設備通常包括 多個無線電接收機或收發(fā)機。例如，蜂窩電話可以包括蜂窩收發(fā)機、電視接收機和FM無線 電。包括在許多FM無線電接收機中的這些特征之一是一種被稱作“搜索”的功能。搜索功 能使得無線電能夠自動地和自治地搜索有效的信道(即電臺廣播存在的信道)。實現(xiàn)健壯 的搜索功能的一個重要方面是具有可靠地檢測有效信道的能力。有效信道是在無線電接收機的接收范圍內存在廣播電臺的信道，即使在該信道的 廣播信號非常弱。無效信道是沒有電臺廣播的信道。搜索功能的目標是略過無效信道和鎖 定檢測到的有效信道。相同的無線電會在非常不同的廣播環(huán)境中工作，使得健壯搜索功能的設計變得復 數(shù)。例如，相同的無線電設計會工作在信號弱和背景噪聲低的農村地區(qū)，信號強、背景噪聲 高的城市地區(qū)，以及許多信號共存的地方。確定電臺是否有效的一個方式是被稱作接收信號強度指示符(RSSI)的檢測和測 量。RSSI信號是在接收機處測量的參數(shù)，且是在期望的或目標信道中信號強度的指示符。 當RSSI信號高于某一閾值時，通常意味著存在有效的信號或電臺，并且反之亦然。不幸地，對于使用RSSI信號作為唯一的準則來確定有效的電臺在無線電的區(qū)域 是否正在廣播是具有挑戰(zhàn)性的。第一，RSSI閾值的優(yōu)化值在不同的環(huán)境中是變化的。在信 號強度和背景噪聲都很低的農村地區(qū)，需要小的閾值。在信號強度和背景噪聲都比農村地 區(qū)高的城市地區(qū)，更高的閾值是最優(yōu)的。不幸地，通常用戶不可調整閾值。這個閾值是由無 線電制造商預定和預設的。如果閾值設置得太高，在搜索操作期間，無線電會錯誤地略過弱 但有效的信道。另一方面，如果閾值設置得太低，無線電會錯誤地鎖定噪聲能量大于閾值的 無效信道。因此，在選擇RSSI閾值時通常進行了折衷，其損害了搜索功能的健壯性。另一個涉及使用RSSI信號作為唯一準則來確定有效的電臺是否在無線電區(qū)域內 廣播的挑戰(zhàn)應歸因于強相鄰信道的能量溢出。因此，即使在期望的信道中沒有電臺廣播，期 望的信道可以包含來自其相鄰信道的大量能量溢出并且通過RSSI閾值測試。因此，期望具有一種可以工作在各種廣播環(huán)境中的具有健壯的搜索功能的無線電 接收機。

發(fā)明內容
本發(fā)明的實施例包括一種用于在無線電接收機中檢測廣播信道的系統(tǒng)，該無線電 接收機包括接收信號強度指示符(RSSI)元件，其被配置用于生成表示在期望的信道中的功率的RSSI信號；具有功率檢測器的可切換帶寬信道選擇濾波器，其被配置用于將期望的 信道和與所述期望的信道相鄰的至少一個信道的功率輸出進行比較，以生成表示在所述期 望的信道中的噪聲的信號相鄰信道功率比(SACPR)信號；搜索元件，其被配置用于確定所 述RSSI信號是否大于預定的RSSI閾值，并且被配置用于確定所述SACPR信號是否大于預 定的SACPR閾值。還提供了其它實施例。對于本領域技術人員來說，本發(fā)明的其他的系統(tǒng)、方法、特 征和優(yōu)點在察看以下附圖和詳細描述的基礎上將變得顯而易見。期望所有這些額外的系 統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點被包括在本文中，并且處于本發(fā)明的范圍內，并且由所附的權利要求 來保護。圖說明參考以下附圖可以更好地理解本發(fā)明。圖中的組件不必成比例，重點是能夠清楚 地闡述本發(fā)明的原理。此外，在圖中，在不同視角，相同的附圖標記指定相應的部分。圖IA為說明了接收信號強度指示符(RSSI)與無線電頻譜的一部分的背景噪聲之 間的關系的示意圖。圖IB為說明了其中無效信道N-I和N+1與有效信道N相鄰的情況的示意圖。圖2為說明了簡化的便攜式收發(fā)機的框圖。圖3為說明了其中在無線電接收機中用于電臺檢測和搜索的系統(tǒng)和方法可以被 實現(xiàn)的FM無線電的實施例的簡化示意圖。圖4是示出了如何使用針對有效信道檢測的RSSI測試和SACPR測試的組合來解 決圖IA中描述的問題的圖形說明。圖5為說明了其中有效電臺存在于相鄰信道N-l、N和N+1的情況的框圖。圖6為描述了圖3的搜索元件的實施例的操作的流程圖。圖7為說明了圖3的可切換帶寬信道選擇濾波器的實施例的示意圖。圖8為說明了圖7的與信道間隔相關的每一個帶通濾波器的帶寬的示意圖。
具體實施例方式盡管特別參考包括FM無線電接收機的便攜式收發(fā)機來描述，但是用于在無線電 接收機中進行電臺檢測和搜索的系統(tǒng)和方法可以被實現(xiàn)在期望自動檢測和鎖定與期望的 無線電電臺相關聯(lián)的特定的射頻(RF)載波信號的任何接收機中。用于在無線電接收機中進行電臺檢測和搜索的系統(tǒng)和方法使用多個準則來檢測 有效信道。第一準則包括使用RSSI信號作為有效信道存在的指示符。第二準則包括使 用在期望的信道中的功率和與在相鄰的信道的功率的比率作為有效信道存在的另一個指 示符。在期望的信道中的功率與在相鄰的信道的功率的比率被作為信號相鄰信道功率比 (SACPR)。當SACPR超過了某一閾值時，期望的信道被指示。此外，該解決方案提供了一種 測量SACPR的簡單方法。在這個方法中，信道選擇濾波器以不僅可以提供優(yōu)秀的選擇性和 動態(tài)帶寬控制而且容易地測量功率比率的方式而被構建。在無線電接收機中用于電臺檢測 和搜索的系統(tǒng)和方法被完全集成到無線電接收機和不需要使用額外的電路面積。此外，在 無線電接收機中用于電臺檢測和搜索的系統(tǒng)和方法特別適于用數(shù)字濾波器實現(xiàn)。此外，在無線電接收機中用于電臺檢測和搜索的系統(tǒng)和方法不會給接收的信號增加延時。RSSI測量和功率比率測量可以同時進行。因此，可以獲得最小的搜索時間，這對 FM無線電是非常重要的需求。在無線電接收機中用于電臺檢測和搜索的系統(tǒng)和方法可以以硬件、軟件或者硬件 和軟件相結合的方式來實現(xiàn)。當在硬件中執(zhí)行時，可以使用專門的硬件元件和邏輯來實現(xiàn) 在無線電接收機中用于電臺檢測和搜索的系統(tǒng)和方法。當在無線電接收機中用于電臺檢測 和搜索的系統(tǒng)和方法部分地以軟件來實現(xiàn)時，軟件部分可以用于精確控制RSSI檢測電路 和與接收機有關的信道濾波器中的各種組件。軟件可以被存儲在存儲器中，并由合適的指 令執(zhí)行系統(tǒng)(微處理器)來執(zhí)行。在無線電接收機中用于電臺檢測和搜索的系統(tǒng)和方法的 硬件實現(xiàn)可以包括以下技術的任何或者組合，這些技術在本領域已公知離散的電子部件、 具有用于基于數(shù)字信號來實現(xiàn)的邏輯功能的邏輯門的離散邏輯電路、具有適當邏輯門的專 用集成電路、可編程門陣列(PGA)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等等。在無線電接收機中用于電臺檢測和搜索的系統(tǒng)和方法的軟件包括用于實現(xiàn)邏輯 功能的可執(zhí)行指令的有序的列表，并且可以被體現(xiàn)在任何計算可讀介質中，可以使用所述 介質或者結合指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備(例如，基于計算機的系統(tǒng)、包含處理器的系統(tǒng)或 可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備提取指令并且執(zhí)行指令的其它系統(tǒng))來使用。在本文件的上下文中，“計算機可讀介質”可以是能夠包含、存儲、傳送、傳播或傳 輸程序的任何模塊，所述程序可以被使用或者結合執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備來使用。例如，計 算機可讀介質可以是但不限于；電子的、磁的、光的、電磁的、紅外的或半導體系統(tǒng)、裝置、設 備或傳播介質。計算機可讀介質的更多具體的例子(非詳盡列表)包括具有一個或多個 線路的電連接(電子的)、便攜式計算機磁盤(磁的)、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器 (ROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPR0M或閃存)(磁的)、光纖(光的)和便攜式只讀壓縮 光盤(CDROM)(光的)。應該注意，計算機可讀介質甚至可以是紙或者可以將程序打印在其 上的另一種合適的介質，當程序可以被電捕獲時，通過例如對紙張或者其他介質進行光掃 描，然后編譯、解釋或者采用其他合適的方式處理(如果需要的話)，然后存儲在計算機的 存儲器中。圖IA為說明了接收信號強度指示符(RSSI)與無線電頻譜的一部分的背景噪聲之 間的關系的示意圖。在具有相對低密度的廣播電臺的農村地區(qū)和在FM接收機遠離廣播塔 的地區(qū)，背景噪聲12相對低于期望的信號14。在這樣的應用中，RSSI閾值16可以被設置 得相對的低。然而，如果無線電在具有許多廣播電臺的城市(都市)地區(qū)操作，則背景噪聲 22相對高于期望的信號24。在這樣的應用中，RSSI閾值26必須設置相對高。實際上，在 大城市地區(qū)背景噪聲22可以高于在農村地區(qū)的期望的信號14。如在圖IA中顯示的兩種情 況，相同的無線電接收機在兩種環(huán)境中執(zhí)行健壯的和精確的搜索功能是困難的。圖IB為說明了無效信道N-I和N+1與有效信道N相鄰的情況的示意圖。背景噪 聲顯示為32。在有效信道N中的信號功率的“邊緣”能擴展到它的相鄰信道N-I和N+1。這 就是公知的頻譜溢出或者能量或功率溢出。功率溢出顯示為在圖IB中的區(qū)域27和28。在 區(qū)域27和28中的功率溢出可能包含足夠的能量，從而可能超過RSSI閾值46，并使得無線 電接收機錯誤地鎖定信道N-I和/或N+1，即使它們是沒有廣播電臺存在的無效信道。如圖IA和IB所說明的檢測有效廣播信道的挑戰(zhàn)可以通過使用作為有效信道檢測 的準則的RSSI和SACPR的組合來解決。使用RSSI和SACPR的組合提高了在無線電接收機的信道檢測和搜索的健壯性。該解決方案將在下文中詳細描述。在實施例中，在期望信號帶相鄰的信道中的噪聲量可以用于可靠地估計在期望信 號帶中的噪聲量。當在無線電接收機中實現(xiàn)搜索功能時，RSSI信號和在相鄰信道中的噪聲 量的組合可以用于可靠地確定期望信號是否存在。圖2說明了簡化的便攜式收發(fā)機100的框圖。在無線電接收機中用于電臺檢測和 搜索的系統(tǒng)和方法的實施例可以被實現(xiàn)在任何無線電接收機中，并且通常被實現(xiàn)在FM無 線電接收機中。如圖2所示的便攜式收發(fā)機100旨在作為簡化的例子，并且說明了在無線 電接收機中用于電臺檢測和搜索的系統(tǒng)和方法可以被實現(xiàn)的許多可能的應用中的一個中。 本領域普通技術人員將理解便攜式收發(fā)機的操作。便攜式收發(fā)機100包括發(fā)射機110、接收 機120和通過通信總線125連接的基帶模塊130。便攜式收發(fā)機100也包括FM無線電接收 機300。接收機120和發(fā)射機110通過連接138連接到天線142。FM無線電接收機300通 過連接136連接到天線140，以便FM無線電接收機300可以接收廣播無線電信號。如果在 無線電接收機中用于電臺檢測和搜索的系統(tǒng)和方法的一部分可以被實現(xiàn)在軟件中，那么基 帶模塊130還包括能夠由微處理器135或另一個處理器執(zhí)行的檢測和搜索軟件155，其用于 控制以下將要描述的電臺檢測和搜索的系統(tǒng)和方法的操作。圖3為說明了其中在無線電接收機中用于電臺檢測和搜索的系統(tǒng)和方法可以被 實現(xiàn)的圖2中所示的FM無線電300的實施例的簡化示意圖。僅顯示了與用于電臺檢測和 搜索的系統(tǒng)和方法的解釋有關FM無線電的部分。圖3中顯示的框圖是FM無線電的通用的 簡化版本。無線電的實際的實現(xiàn)會更加復數(shù)并且可以包含除了圖3中顯示的功能模塊以外 的功能模塊。FM無線電架構也與圖3中顯示的不同。圖3中顯示的信號或者是實數(shù)信號 或者是復數(shù)信號。在復數(shù)信號情況下，信號路徑可以包括同相(I)路徑和正交相位(Q)路 徑。因此，下文描述的在無線電接收機中用于電臺檢測和搜索的系統(tǒng)和方法可以使用實數(shù) 濾波器、復數(shù)濾波器、或者實數(shù)和復數(shù)的濾波器的組合。在所有的情況中，無論實際的結構 和信號的類型，用于電臺檢測和搜索的系統(tǒng)和方法都是適用的。FM無線電300包括低噪聲 放大器(LNA) 302，其通過連接136接收來自天線140 (圖2)的FM無線電輸入信號。連接 304上的LNA 302的輸出被供應給混頻器306?；祛l器306通過連接308接收參考信號，也 被稱為本地振蕩器(LO)信號。LO信號由振蕩器312提供。連接308上的LO信號的頻率確 定了混頻器306對連接304上的信號進行轉換的中間頻率。連接314上的混頻器306的輸出是中頻(IF)信號并且被供應給IF放大器316。 IF放大器可以用一系列IF放大器的方式來實現(xiàn)，并且為了簡單起見，示出了單個放大器。 IF放大器316對連接314上的信號進行放大并且供應連接322上的放大的IF信號。IF放 大器316的增益由自動增益控制(AGC)電路(未示出)來控制。連接322上的放大IF信 號被供應給模擬數(shù)字轉換器(ADC) 324。ADC 324將連接322上的模擬IF信號轉換為連接326上的數(shù)字信號。連接326上 的數(shù)字IF信號然后被供應給可切換帶寬信道選擇濾波器710?？汕袚Q帶寬信道選擇濾波器 710通過基本上去除在信道中的所有功率(除了在期望的信道中的功率)來提供充分的選 擇性。可切換帶寬信道選擇濾波器710的結構和操作將在下文更加詳細地描述。如下文所 述，可切換帶寬信道選擇濾波器710也產生用于電臺檢測和搜索的SACPR信號735?？汕袚Q帶寬信道選擇濾波器710的輸出經(jīng)由連接328提供給解調器/解碼器334。解調器/解碼器334從可切換帶寬信道選擇濾波器710的IF信號輸出提取基帶信息，并經(jīng) 由連接336供應其輸出。連接336上的信號被供應給數(shù)字模擬轉換器(DAC) 338。DAC 338 將連接336上的數(shù)字信號轉換為模擬音頻信號，并且提供模擬音頻信號作為連接342上的 音頻輸出。連接342上的音頻輸出然后被供應給便攜式收發(fā)機100內的合適的處理元件， 以便FM無線電可以被供應給用戶。RSSI元件325產生指示在LNA輸入136處接收信號的強度的RSSI信號327?？?切換帶寬信道選擇濾波器710基本上去除來自除了期望的信道以外的所有信道的能量。因 此，連接328處的信號僅包括期望的信號。因此，RSSI信號可以通過如下方式算出連接 328處測量信號強度除以從連接136到連接328的總增益。本領域技術人員熟悉RSSI信號 的計算。連接327上的RSSI信號和連接735上的SACPR信號被供應給搜索元件550。搜 索元件550使用兩個準則執(zhí)行有效信道檢測。第一準則包括使用RSSI信號作為有效電臺 存在的指示符。針對有效的信道，RSSI信號應該超過預定的閾值，其被稱為Y_rSSi。第二 準則包括使用SACPR作為有效信道存在的另一個指示符。針對被認為是有效的信道，SACPR 信號應該超過預定的閾值，其被稱為Y_SaCpr。當RSSI信號和SACPR都超過了他們各自的 閾值時，電臺出現(xiàn)在期望的信道。圖4是示出了如何使用針對有效信道檢測的RSSI測試和SACPR測試的組合來解 決圖IA中描述的狀態(tài)的圖形說明。在具有相對低密度的廣播電臺的農村地區(qū)，背景噪聲 412相對低于期望的信號414。根據(jù)用于電臺檢測和搜索的系統(tǒng)和方法的實施例，RSSI閾值 416被設置得足夠低以允許檢測到在農村地區(qū)的弱電臺，諸如期望的信號414。RSSI閾值信 號被設置為低于最低預期期望的信號的電平。另一方面，在城市地區(qū)的背景噪聲422明顯 高于在農村地區(qū)的背景噪聲412。在某些例子中，在城市地區(qū)的背景噪聲422會高于RSSI 閾值416。因此，在城市地區(qū)的諸如信道428的無效信道將通過RSSI閾值測試。然而，在該 例子中，無效信道428的SACPR大約為Odb，其基本上低于預定的閾值γ _saCpr 10db。因 此，當SACPR信號與SACPR閾值進行比較時，無效的信道428將被消除。還可以使用在無線電接收機中用于電臺檢測和搜索的系統(tǒng)和方法來解決圖IB中 描述的狀態(tài)。參考

圖1B，從有效信道N到與其相鄰的信道N-I和N+1的功率溢出會超過 RSSI閾值。因此，無效信道N-I和N+1可以通過RSSI測試。然而，在信道N-I和N+1中測 量的SACPR將小于Odb，并且比閾值Y _sacpr小得多。因此，當將SACPR信號與SACPR閾值 進行比較時，信道N-I和N+1將被消除。圖5為說明了其中有效電臺存在于相鄰信道N_1、N和N+1的情況的框圖。如圖5 所示，如果在信道N中的電臺功率比與它相鄰的信道的功率弱，則信道N將不能通過SACPR 測試，并且將不會被作為有效信道被檢測到。在實際情況中，當如圖5所示的情況下，SACPR測試可能具有不利效果，然而，這樣 的情況是不太常見的。在FM無線電廣播區(qū)域中，頻率計劃通常被執(zhí)行以確保有效的信道充 分地被至少一個空信道隔開。圖5描述的情況的確存，在這種罕見的情況下，通?？梢越邮?的是，無線電僅搜索相鄰信道(即，圖5中信道N-I和N+1)的更強的電臺。此外，如果想要 這么做，用戶可以手動調諧到較弱的電臺。在這種情況下，弱信道的接收質量通常受到來自強相鄰信道的能量溢出的影響。為了減輕接收質量的衰減，可以期望減小可切換帶寬信道選擇濾波器710的帶寬，以減少 通過可切換帶寬信道選擇濾波器710的功率溢出。在該實施例中，可切換帶寬信道選擇濾 波器710依據(jù)以下方式構建，該方式不僅便于測量SACPR，而且還執(zhí)行動態(tài)帶寬控制。當在 相鄰信道中功率與期望的信道中的功率的比率超過了閾值時，動態(tài)帶寬控制通過切換到更 小的帶寬而極大地提高了選擇性。信道選擇濾波器710的細節(jié)和動態(tài)帶寬控制的方法將在 下文更詳細地描述。圖6為描述了圖3的搜索元件550的實施例的操作流程圖600?？梢园凑栈蛘卟?按照以上描述的元件所示的順序執(zhí)行流程圖中的模塊，或者可以用不同的元件來執(zhí)行。在 該例子中，有效信道的搜索從信道編號N開始。在模塊602中，無線電300首先調諧到信道 N。RSSI信號和SACPR信號分別在模塊604和606中產生。RSSI信號和SACPR信號可以同 時或者順序產生。在模塊608中，RSSI信號和SACPR信號被供應給搜索元件550。在模塊 612中，搜索元件550確定RSSI信號是否超過RSSI閾值。如果RSSI信號沒有超過該閾值， 那么信道被宣布無效并被略過。如果RSSI信號沒有超過該閾值并且信道被宣布無效并被 略過，則取決于搜索功能是上行還是下行，更新信道編號加1或者減1。然后，該過程返回 模塊602，其中，獲得了下一個信道。在模塊612中，如果確定RSSI信號超過閾值，那么，在 模塊614，搜索元件550確定SACPR信號是否超過SACPR閾值。如果SACPR信號沒有超過 SACPR閾值，那么信道被宣布為無效并且被略過。如果SACPR信號沒有超過SACPR閾值并 且信道被宣布為無效并且被略過，如上所述，信道編號被增加或者減少，并且過程返回模塊 602。如果在模塊614中確定SACPR超過SACPR閾值，那么信道被宣布為有效，并且在模塊 616中，搜索元件550鎖定電臺，并且音頻輸出被允許。以上描述的搜索操作使用SACPR值的測量。根據(jù)在無線電接收中用于電臺檢測和 搜索的系統(tǒng)和方法的實施例是SACPR的簡單并可靠的測量。在該實施例中，可切換帶寬信 道選擇濾波器710依據(jù)以下方式構建，該方式不僅便于測量SACPR，而且提供優(yōu)秀的選擇性 和動態(tài)帶寬控制。在無線電接收機中電臺檢測和搜索的系統(tǒng)和方法被完全集成到無線電接 收機并且不使用額外的電路面積。此外，在無線電接收機中電臺檢測和搜索的系統(tǒng)和方法 特別適合于數(shù)字濾波器實現(xiàn)。圖7為說明了圖3的可切換帶寬信道選擇濾波器的實施例的示意圖。可切換帶 寬信道選擇濾波器710包括第一帶通濾波器702、第二帶通濾波器706和第三帶通濾波器 722?？汕袚Q帶寬信道選擇濾波器710還包括功率檢測器712和多路選擇器(MUX)726。然 而，可以獨立于帶通濾波器702、706和722來實現(xiàn)功率檢測器712和MUX 726。功率檢測 器712測量連接704和連接708上的功率，并確定SACPR信號的值。如上所述，功率檢測器 712提供連接735上的經(jīng)測量的SACPR信號。圖8為說明了與信道間隔有關的、圖7的每一個帶通濾波器的帶寬的示意圖，在該 例子中信道間隔規(guī)定為200kHz。在圖8中，輸入IF信號的功率頻譜包括在信道815 (信道 N)中的期望的信號、在信道816和818(分別為信道N+1和N-1)中的兩個相鄰信道干擾信 號和在信道826和828(分別為信道N+2和N-2)中的兩個可替代的信道干擾信號。分別使 用軌跡852、856和862來示出帶通濾波器702、706和722的頻率響應。這些頻率響應曲線 的振幅為任意的，沒有根據(jù)比例繪出。第一帶通濾波器702 (BPF 1，軌跡852)的帶寬是信道 帶寬或者間隔的2倍，在該例子中，所述信道帶寬或間隔規(guī)定為200kHz。第二帶通濾波器706 (BPF 2，軌跡856)的帶寬大約等于信道帶寬或間隔。第三帶通濾波器722 (BPF 3，軌跡 862)的帶寬被設置為低于一個信道帶寬，以便從相鄰信道干擾信號進入到期望的信道的任 何溢出可以被明顯去除。如圖8所示，帶通濾波器722(軌跡862)去除在區(qū)域822和824 中的任何溢出，而在信道815中留下大量的期望信號能量。再次參考圖7，在連接326上的中頻FM輸入信號被供應給第一帶通濾波器702。第 一帶通濾波器702過濾在連接326上的FM輸入信號從而去除除了在期望的信道中的功率 以及在相鄰信道中的功率的一部分以外的所有功率。在該例子中，第一帶通濾波器702去 除在相鄰信道中大約一半的功率，但不一定都是這種情況。帶通濾波器的特性可以基于期 望的實現(xiàn)方式來設計。在連接704上的帶通濾波器702的輸出表示期望的信號并且大約是 與期望的信號相鄰的信道的功率的一半。第一帶通濾波器702的輸出經(jīng)由連接704被提供給第二帶通濾波器706。在該例 子中具有帶寬大約等于一個信道帶寬的第二帶通濾波器706過濾在連接704上的信號從而 去除相鄰信道信號能量。然而，它不能去除顯示在圖8中的區(qū)域822和824中的在期望的 信號信道815(圖8)內的溢出能量。因此，在連接708上的第二帶通濾波器706的輸出表 示期望的信號和進入到期望的信道815 (圖8)的相鄰信道干擾信號的溢出。在連接704上的第一帶通濾波器702的輸出和第二帶通濾波器706的輸出也被供 應給功率檢測器712。在連接704上的功率被稱作Pl而在連接708上的功率被稱作Ps。功 率檢測器測量Pl和Ps，并且計算Pl-Ps的差值。Pl-Ps的差值表示在左右相鄰的信道(圖 8的816和818)上的出現(xiàn)的功率總和的一半。換句話說，Pl-Ps表示平均相鄰信道功率。 因此，功率檢測器712可以確定在相鄰信道中是否存在功率，并且如果存在，確定平均相鄰 信道功率的電平。功率檢測器712也計算Ps與Pl-Ps的比率或Ps/(Pl-Ps)。該比率表示期望的信 號與相鄰信道功率的比率，或SACPR。SACPR的小數(shù)值指示相對于期望信號而言相鄰信道干 擾很大，這繼而表明從相鄰信道到期望信道的功率溢出是期望信號的重要部分。在這種情 況下，期望進行額外濾波。功率檢測器將SACPR與預定的閾值(其中，術語bw指帶 寬)進行比較。如果SACPR的值小于Y _bw，那么信道選擇濾波器710被切換到窄帶寬模式 以應用額外的濾波。帶寬切換的實施方式在下文更詳細地描述。應當注意，帶寬切換的閾值Y _bw不同于用于有效電臺檢測的SACPR閾值、_ sacpr.閾值通常設置得小于或者等于Odb，而閾值Y _sacpr通常設置得大于Odb。閾值Y_bw的最理想的值可以基于系統(tǒng)需求、系統(tǒng)可以忍受的相鄰信道的干擾的 總量、或者期望的信號強度而被確定。如果系統(tǒng)可以忍受更多的相鄰信道干擾，那么
可以被設置為更小的值，并且反之亦然。第二帶通濾波器706的輸出通過連接708被供應給第三帶通濾波器722或多路 選擇器726。如果功率檢測器712確定信號功率足夠小于在相鄰信道的功率，(例如，如果 (SACPR < y_bw))那么功率檢測器712經(jīng)由連接716提供邏輯為高的信號給多路選擇器 726。如果功率檢測器712確定信號功率足夠大于在相鄰信道的功率，(即，如果(SACPR> Y_bw))那么功率檢測器712經(jīng)由連接716提供邏輯為低的信號給多路選擇器726。提供給多路選擇器726的邏輯為高的信號使得多路選擇器726選擇在連接724上 的第三帶通濾波器722的輸出。該模式被稱作窄帶寬模式。換句話說，第三帶通濾波器722僅當期望的信道與相鄰信道的功率比率小于時才切換。第三帶通濾波器722的帶寬 小于信道帶寬，因此它可以去除來自相鄰信道干擾信號或信號的溢出功率。在連接716上的邏輯低信號使得多路選擇器726選擇在連接708上的第二帶通 濾波器706的輸出并且繞過第三帶通濾波器722。該模式被稱作標稱帶寬模式(nominal bandwidth mode)。在這種模式下，第三帶通濾波器722被繞過。用這種方式，只有當期望的 信號所在的信道的相鄰信道中存在足夠的能量時，第三個并且明顯更窄的帶通濾波器722 才被實現(xiàn)。功率檢測器712和可切換帶寬信道選擇濾波器710的動態(tài)帶寬切換使用經(jīng)由連接 732提供的時間恒定控制來進行操作。時間恒定控制設置在兩個帶寬切換事件之間的最短 持續(xù)時間。用于最短持續(xù)時間的最優(yōu)值取決于系統(tǒng)需求并且可以基于系統(tǒng)規(guī)范被預先設定。通常期望給動態(tài)帶寬切換增加滯后。當SACPR與之間的差值小時，增加滯 后可防止帶寬切換“顫動(chattering)”。通常不希望有“顫動”，因為其增加了噪聲。增 加滯后的一種方式是使用的較大值以從窄帶寬模式切換到標稱帶寬模式，以及使用 Y_bw的較小值以從標稱帶寬模式切換到窄帶寬模式。應當注意，僅當無線電鎖定電臺的時，動態(tài)帶寬控制才被允許。動態(tài)帶寬控制在搜 索期間被禁止。在搜索期間信道選擇濾波器被固定在標稱帶寬模式下，以便SACPR可以精 確被測量。 在實施例中，使用具有200kHz信道間隔的FM無線電頻譜作為例子，第一帶通濾波 器702是具有大約400kHz帶寬的6階無限脈沖響應(IIR)濾波器。第二帶通濾波器706 是具有17個抽頭和大約180kHz帶寬的有限脈沖響應(FIR)濾波器。第三帶通濾波器722 也是具有17個抽頭和大約90kHz帶寬的有限脈沖響應(FIR)濾波器。在該例子中，第一帶 通濾波器702的大約400kHz帶寬表示大約兩個信道的帶寬。在該例子中，第二帶通濾波器 706的180kHz帶寬表示大約一個信道帶寬。在該例子中，第三帶通濾波器722的帶寬大約 為90kHz，并且比一個信道帶寬更窄。級聯(lián)第三帶通濾波器722導致具有非常窄帶寬的可切換帶寬信號選擇濾波器 710，并且提高了抵抗相鄰信道干擾的能力。然而，如果第一帶通濾波器702的功率輸出與 第二帶通濾波器706的輸出的比率低于閾值，那么第三帶通濾波器722被繞過，導致包括級 聯(lián)的第一和第二帶通濾波器702和706的整體標稱濾波器帶寬。當幾乎沒有或完全沒有相 鄰信道干擾時，這允許FM無線電操作在具有低失真的立體聲模式中，并且與好的立體聲信 道相分離。濾波器帶寬切換使用時間連續(xù)和滯后控制進行操作。除了檢測相鄰信道干擾的 能力之外，可切換帶寬信道選擇濾波器710在不需要增加面積的情況下還能實現(xiàn)更高級的 整體濾波性能，因為帶通濾波器702、706和722被串聯(lián)，并且可以被單獨地并且分別地進行 優(yōu)化。由功率檢測器712提供的相鄰信道干擾檢測不會干擾FM無線電的正常操作。在 與期望的信道相鄰的信道中的功率被實時測量，而不管可切換帶寬信道選擇濾波器的帶寬 是處于窄的設置(所有的濾波器級聯(lián))還是處于標稱設置(帶通濾波器702和706級聯(lián))。 此外，在FM信號被調制之前，相鄰信道功率被測量。因此，相鄰信道功率可以被容易并且精 確地測量。
此外，級聯(lián)帶通濾波器結構不僅允許相鄰信道干擾的測量，而且允許以低成本來 實現(xiàn)期望的濾波特性。因為帶通濾波器被串聯(lián)連接，他們都對整體可切換帶寬信道選擇濾 波器710的頻率響應起作用。因此，使用相對簡單的濾波器可以實現(xiàn)高級濾波的特性。因 為每一個濾波器可以被分別優(yōu)化，可切換帶寬信道選擇濾波器710可以獲得給定特定管芯 面積的很高的整體濾波性能。當三個濾波器被描述時，取決于期望的系統(tǒng)的性能和其他因 素，可以實現(xiàn)不同數(shù)量的帶通濾波器。當本發(fā)明的各種實施例被描述時，對于本領域普通技術人員顯而易見的是，在本 發(fā)明的范圍內的許多更多的實施例和實施方式是可行的。例如，本發(fā)明不僅限于專用類型 的帶通濾波器。例如，帶通濾波器可以是數(shù)字或模擬濾波器、實數(shù)或復數(shù)濾波器、有限脈沖 響應(FIR)或無限脈沖響應(IIR)濾波器。本發(fā)明的實施例適用于無線電系統(tǒng)的不同部分， 例如無線電頻率部分、中頻部分或基帶部分。本發(fā)明的實施例并不限制為RF系統(tǒng)。本發(fā)明 的實施例可以適于其它通信系統(tǒng)，其中希望實現(xiàn)健壯的信道檢測和搜索功能。
權利要求
一種用于在無線電接收機中檢測廣播信道的系統(tǒng)，包括接收信號強度指示符(RSSI)元件，其被配置用于生成表示在期望的信道中的功率的RSSI信號；具有功率檢測器的可切換帶寬信道選擇濾波器，其被配置用于將所述期望的信道和與所述期望的信道相鄰的至少一個信道的功率輸出進行比較，以生成表示在所述期望的信道中的噪聲的信號相鄰信道功率比(SACPR)信號；和搜索元件，其被配置用于確定所述RSSI信號是否大于預定的RSSI閾值，并且被配置用于確定所述SACPR信號是否大于預定的SACPR閾值。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述RSSI閾值信號的電平被設置為低于最低預期 期望信號的電平。
3.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其中，當所述SACPR信號超過所述預定的SACPR閾值時， 所述期望的信道被指示為有效的。
4.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述可切換帶寬信道選擇濾波器還包括被配置用 于確定在與所述期望的信道相鄰的所述至少一個信道中的噪聲量的邏輯。
5.如權利要求4所述的系統(tǒng)，其中，在與所述期望的信道相鄰的信道中的噪聲量指示 了在所述期望的信道中的噪聲量。
6.如權利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述功率檢測器確定在所述期望的信道中的功率 與在與所述期望的信道相鄰的信道中的功率的比率。
7.一種便攜式收發(fā)機，具有用于檢測和最小化干擾的系統(tǒng)，所述接收機包括發(fā)射機，其與接收機操作地耦合；FM無線電接收機，其包括接收信號強度指示符(RSSI)元件，其被配置用于生成表示在期望的信道中的功率的 RSSI信號；具有功率檢測器的可切換帶寬信道選擇濾波器，其被配置用于將所述期望的信道和與 所述期望的信道相鄰的至少一個信道的功率輸出進行比較，以生成表示在所述期望的信道 中的噪聲的信號相鄰信道功率比(SACPR)信號；和搜索元件，其被配置用于確定所述RSSI信號是否大于預定的RSSI閾值，并且被配置用 于確定所述SACPR信號是否大于預定的SACPR閾值。
8.如權利要求7所述的收發(fā)機，其中，所述RSSI閾值信號的電平被設置為低于最低預 期期望信號的電平。
9.如權利要求8所述的收發(fā)機，其中，當所述SACPR信號超過所述預定的SACPR閾值 時，所述期望的信道被指示為有效的。
10.如權利要求7所述的收發(fā)機，其中，所述可切換帶寬信道選擇濾波器還包括被配置 用于確定在與所述期望的信道相鄰的所述至少一個信道中的噪聲量的邏輯。
11.如權利要求10所述的收發(fā)機，其中，在與所述期望的信道相鄰的信道中的噪聲量 指示了在所述期望的信道中的噪聲量。
12.如權利要求10所述的收發(fā)機，其中，所述功率檢測器確定在所述期望的信道中的 功率與在與所述期望的信道相鄰的信道中的功率的比率。
13.一種用于在無線電接收機中檢測廣播信道的方法，包括生成表示在期望的信道中的功率的RSSI信號；將所述期望的信道和與所述期望的信道相鄰的至少一個信道的功率輸出進行比較，以 生成表示在所述期望的信道中的噪聲的信號相鄰信道功率比(SACPR)信號；確定所述RSSI信號是否大于預定的RSSI閾值，并且確定所述SACPR信號是否大于預 定的SACPR閾值；以及如果所述RSSI信號大于所述預定的RSSI閾值，并且所述SACPR信號大于所述預定的 SACPR閾值，則鎖定所述期望的信道。
14.如權利要求13所述的方法，還包括將所述RSSI閾值信號的電平設置為低于最低 預期期望信號的電平。
15.如權利要求14所述的方法，還包括當所述SACPR信號超過所述預定的SACPR閾 值時，指示所述期望的信道為有效的。
16.如權利要求13所述的方法，還包括確定在與所述期望的信道相鄰的所述至少一 個信道中的噪聲量。
17.如權利要求16所述的方法，其中，在與所述期望的信道相鄰的信道中的噪聲量指 示了在所述期望的信道中的噪聲量。
18.如權利要求16所述的方法，還包括確定在所述期望的信道中的功率與在與所述 期望的信道相鄰的信道中的功率的比率。
全文摘要
文檔編號H04B1/16GK101953078SQ20098010415
公開日2011年1月19日 申請日期2009年2月4日 優(yōu)先權日2008年2月4日
發(fā)明者Russell W Dehoedt, Gary L Rohret, Shi Ying, James P Young 申請人:Skyworks Solutions Inc