專利名稱：用于改善無線接收單元中所需信號的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明基于一種用于改善無線接收單元中所需信號的方法。
信號強度檢測單元用于檢測輸入信號與由其所獲得的所需信號的比值是公知的。這種情況下的缺點是也被放大的干擾分量不僅破壞信號強度檢測單元的輸出信號，而且還可能對所需信號的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。
本發(fā)明的目的是提供一種用于改善無線接收單元中所需信號的方法。
本發(fā)明用于改善無線接收單元中所需信號的方法，所述無線接收單元具有一頻道濾波器，一開關(guān)，一控制單元，一信號強度檢測單元和可控制放大器，該方法的特征在于控制單元以下述方式驅(qū)動開關(guān)，即開關(guān)交替地將頻道濾波器上游的第一信號和頻道濾波器下游的第二信號提供給信號強度檢測單元，以及將信號強度檢測單元的輸出信號，也稱為檢測器信號，提供給控制單元，以及隨輸出信號的兩個值的變化驅(qū)動放大器。
在輸出電壓與想要加以改善的所需信號之間存在一種直接關(guān)系。如果改善輸出信號，則所需信號也得到改善。如果輸出電壓變壞，所需信號與變壞。
通過把相應(yīng)的第一信號和第二信號提供給信號強度檢測單元，并借助于控制單元執(zhí)行比較，以這樣的方式驅(qū)動放大器，即利用本發(fā)明的方法獲得改善的所需信號。
該方法的區(qū)別特征還在于，第一信號包含一所需信號分量和一干擾信號分量，且用頻道濾波器濾除干擾信號分量。
利用頻道濾波器消除干擾信號允許在有或者沒有干擾信號的情況下估算信號強度。
該方法的區(qū)別特征還在于，用第一放大器放大頻道濾波器上游的第一信號，用第二放大器放大頻道濾波器下游的第二信號。
通過用放大器放大相應(yīng)信號，能夠作為兩個檢測器信號如何翻轉(zhuǎn)的函數(shù)實現(xiàn)最佳化。在這種情況下由控制單元自動全面執(zhí)行最佳化。
該方法特征還在于，使增益設(shè)定最佳，從而所需信號N與干擾信號S和噪聲R之比N/(S+R)盡可能高。
通常，在第一放大器中該單元以高增益工作，以將接收機噪聲保持為低。然而，借助于按照本發(fā)明的方法，應(yīng)指出，當(dāng)?shù)谝环糯笃髦械脑鲆鏋楦卟⒋嬖趶姶蟮母蓴_信號時，結(jié)果僅獲得低比值N/(S+R)。如果第一放大器的增益下降，而第二放大器的增益增加，側(cè)可獲得改善的輸出信號。
該方法的區(qū)別特征還在于，如果控制單元發(fā)現(xiàn)所需信號大于干擾信號，則在第一放大器中設(shè)定最大增益，在第二放大器中設(shè)定減小的增益。
該方法的區(qū)別特征還在于，如果當(dāng)?shù)谝环糯笃鞯脑鲆鏋樽钚〔⒋嬖趪?yán)重的干擾源時，輸出信號的比值N/(S+R)為低，則頻率范圍改變。
如果即使在第一放大器具有低的增益時輸出信號仍為弱，則改變頻道，以便以該方式通過相對干擾信號提高所需信號的電平而改善輸出信號。
代替把不同信號提供給信號強度檢測單元的開關(guān)，也可采用兩個信號強度檢測單元，它們連續(xù)地將兩種信號提供給控制單元。
以下將參照附圖解釋本發(fā)明。相同參考符號表示相同功能。附圖中

圖1示出本發(fā)明方法的方框圖，圖2a-c示出曲線輪廓，以及圖3示出本發(fā)明方法的另一方框圖。
圖1示出本發(fā)明方法的方框圖。輸入信號ES經(jīng)第一帶通濾波器BF1、混頻器M、第一可控放大器RV1、以及第二帶通濾波器BF2傳送到第二可控放大器RV2，在其輸出端產(chǎn)生所需信號NS。然后把所需信號NS提供給一模數(shù)變換器。也可在第一帶通濾波器BF1與混頻器M之間設(shè)置一第三可控放大器RV3。由于這不是絕對重要的，這里用虛線表示?？煽胤糯笃鱎V3可用于調(diào)節(jié)的改善?？刂茊卧猄E包含一存儲器M。該存儲器也用虛線表示，因為它可位于控制單元SE之外。控制單元SE還連接到第一可控放大器RV1、PLL電路(其依次連接到混頻器)、開關(guān)S、第二可控放大器RV2及信號強度檢測單元RSSI。如果采用第三可控放大器RV3，它也連接到控制單元。在第一開關(guān)位置，開關(guān)S將第一信號S1(第二帶通濾波器BF2上游)傳送到信號強度檢測單元RSSI，在第二開關(guān)位置2，它將第二信號S2(來自第二帶通濾波器下游)傳送給信號強度檢測單元RSSI。
在第一帶通濾波器BF1中示出了表示從902到928MHz頻帶范圍的示意性曲線，輸入信號ES提供到該第一帶通濾波器BF1。該頻帶范圍包括許多接收頻道。在該頻帶范圍中，用N代表所需信號，用S代表干擾信號。然后將以這種方式濾波的輸入信號ES提供給混頻器M?；祛l器則將該信號與來自PLL電路的信號混頻，將經(jīng)可控放大器VR1將之傳送到執(zhí)行頻道選擇的第二帶通濾波器BF2。在這種情況下用于選擇頻道的頻道濾波器構(gòu)造為一帶通濾波器。首先，由控制單元SE驅(qū)動，開關(guān)S1切換到第一開關(guān)位置1，此時信號強度檢測單元RSSI提供有第二帶通濾波器BF2上游的第一信號S1，之后，開關(guān)S1切換到開關(guān)位置2，此時來自第二濾波器BF2下游的第二信號S2被提供到信號強度檢測單元RSSI。信號強度檢測單元RSSI的輸出信號AS還提供給控制單元SE。由于輸出信號AS是一電壓值，在下文中用術(shù)語輸出電壓。經(jīng)由控制線ST1、ST2和必要時的ST3，控制單元一方面可設(shè)定可控放大器RV1-RV3，另一方面可知道對應(yīng)增益因子。
參照圖2a-v中曲線輪廓說明圖1操作方法。圖2a-d示出信號強度測量的基本說明。圖2a示出輸入信號ES作為輸入頻率fin的函數(shù)的頻譜。帶通濾波器BF1限制在900MHz與930MHz之間的ISM(工業(yè)科學(xué)醫(yī)學(xué))頻帶的頻帶范圍。在該頻帶范圍中存在所需信號M和干擾信號S。圖2b示出第一頻譜S1，其中示出所需信號N和干擾信號S。干擾信號S大于所需信號N。圖2c示出頻譜S2，其中示出所需信號N和較小干擾信號S。圖2d示出隨輸入信號ES的信號強度而變的輸出電壓AS。在輸出電壓AS與所需信號NS之間存在正比關(guān)系，該比需要改善。如果輸出信號AS得改善，所需信號NS也得到改善。如果輸出信號AS變壞，所需信號也變壞。分別用AS1和AS2表示圖2b的相應(yīng)頻譜S1和圖2c的頻譜S2。特性K表示信號強度檢測單元RSSI的特性輪廓。圖2b的頻譜S1的輸出電壓AS1在帶通BF2濾波器的上游獲得。圖2c的頻譜S2的輸出電壓AS2在帶通BF2濾波器的下游獲得。輸出電壓AS1大于輸出電壓AS2的值是相鄰頻道中干擾信號強度的量度。
圖2e到2I示出在存在許多強干擾源和小所需信號的情況下增益設(shè)定的最佳化。圖2e示出了大于所需信號N的兩個干擾信號S1和S2。圖2f依次示出了帶通濾波器BF2上游的第一頻譜S1，在該情況下用虛線表示互調(diào)產(chǎn)物I，用R表示基本噪聲。圖2g示出從帶通濾波器BF2下游獲得的第二頻譜S2。可以看出，所需信號N與干擾信號S、基本噪聲R和互調(diào)產(chǎn)物I之比N/(S+R+I)已變壞。
圖2h示出已使增益設(shè)定最佳的輪廓，以這種方式第一放大器RV1產(chǎn)生較小增益。所需信號N的干擾信號S1、S2及互調(diào)產(chǎn)物I的信號元減少。然而，如果圖2i與圖2g相比，可以看出已很大程度減少了干擾信號無S1、S2和互調(diào)產(chǎn)物I，因此比值N/(S+R+I)更好。信號強度檢測單元RSSI的輸出電壓AS1明顯大于輸出電壓AS2。此時在該情況下的最佳增益設(shè)定的不同之處在于，首先使用低增益，接著用增大的增益。如可在圖2f-2i中看到的，這已改善了比值N/(S+R+I)。
圖2j到2p示出了改善增益設(shè)定的另一種情形。圖2j示出一小的所需信號N和一很小的干擾信號S。圖2k示出具有正常增益的頻譜S1。圖21示出頻譜S2，其中可看出此時其僅包括一作為干擾元的基本噪聲R。圖2m示出由放大器RV2放大所需信號N以及基本噪聲R的進(jìn)一步放大。圖2n示出第一放大器RV1中的增益增大，從而所需信號N以及干擾信號S增大。圖2o示出帶通濾波器BF1已濾除干擾信號S，并可完全獲得所需信號N。圖2p示出利用放大器RV2的進(jìn)一步放大，此時所需信號N以及基本噪聲R被放大，基本噪聲未放大到與圖2m中所示相同程度，在其之前用放大器RV1的減小了放大倍數(shù)。如果在該情況下利用由虛線表示的第三放大器RV3，通過放大器RV3的最大放大倍數(shù)可使基本噪聲R更進(jìn)一步地減小。這是可行的，因為輸出電壓AS1與輸出電壓AS2具有近似相同的大小。
圖2q至2v示出頻道變化，因為附近存在強干擾。圖2q示出作為輸出頻率fin的函數(shù)的輸入信號ES。用BB表示頻帶區(qū)域。干擾信號S1正好位于所需信號N的旁邊。在第一頻譜S1中，可以看到大部分互調(diào)產(chǎn)物I分散在所需信號N中。在第二頻譜S2中仍存在互調(diào)產(chǎn)物I。干擾源S1正好位于所需信號N旁邊。輸出電壓AS1略大于輸出電壓AS2，在這種情形下，頻道濾波器上游的放大器RV1具有低增益因子。圖2t示出已執(zhí)行頻道變化，因此所需信號N進(jìn)一步遠(yuǎn)離干擾信號S1。用K1至K3表示不同頻道?，F(xiàn)在將放大器RV1設(shè)定為低增益，從而所需信號N、干擾信號S1和互調(diào)產(chǎn)物I不會變得過大。圖2v中的頻譜S1示出所需信號N顯著大于干擾信號S1，因此輸出電壓AS1顯著大于輸出電壓AS2。這里可清楚地看到頻道變化已導(dǎo)致輸出電壓的改善。
圖3示出圖1所示方法以模擬集成電路的實施方式。與本發(fā)明有關(guān)的那些部件具有相同的部件名稱，且工作方法與圖1方框圖相同?？汕宄乜吹叫盘柭窂椒譃镮通道和Q通道兩路。因此本發(fā)明的方法也可用于具有正交調(diào)制的通信系統(tǒng)。這里單獨地示出了控制單元，一方面是第一控制放大器RV1和R′V1的增益控制邏輯電路SE1，另一控制單元SE2驅(qū)動第二可控放大器RV2和另一第二可控放大器R′V2。用于S、S′的相應(yīng)開關(guān)則提供信號給信號強度檢測單元RSSI。該電路的操作方法對應(yīng)于圖1和圖2中描述的功能。在該圖中未示出可控放大器RV3和混頻器，也未加以考慮。第一可控放大器RV1、R′V1包含一個放大器和第一帶通濾波器BF1。第二可控放大器RV2、R′V2分為若干放大器，以便使增益范圍能夠較大。設(shè)計第一可控放大器RV1、R′V1以便允許增益在-6分貝與+18分貝之間。
第一控制單元SE1受到增益因子“增益1”和“增益2”的影響，第二控制單元SE2受到電壓VAGC影響。部分控制單元是用集成電路實現(xiàn)的，這里未示出。該部分經(jīng)“RSSI模式”驅(qū)動開關(guān)位置，由此知道開關(guān)位置，并由此知道信號強度檢測單元RSSI的當(dāng)前模式，亦即此時正檢測那一所測量值或輸出電壓。然后該部分估算輸出電壓AS，并為增益設(shè)定提供控制電壓“增益1”，“增益2”，VAGC。
權(quán)利要求
1.一種用于改善無線接收單元中所需信號的方法，所述無線接收單元具有一頻道濾波器(BF2)，一開關(guān)(S)，一控制單元(SE)，一信號檢測單元(RSSI)和可控制放大器(RV1，RV2)，該方法的特征在于控制單元以下述方式驅(qū)動開關(guān)(S)開關(guān)(S)交替地將頻道濾波器(BF2)上游的第一信號(S1)和頻道濾波器(BF2)下游的第二信號(S2)提供給信號強度檢測單元(RSSI)，以及將信號強度檢測單元的輸出信號提供給控制單元，以及隨輸出信號的變化驅(qū)動放大器(RV1，RV2)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第一信號包含一所需信號分量和一干擾信號分量，且用頻道濾波器濾除干擾信號分量。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于用第一放大器放大頻道濾波器上游的第一信號，用第二放大器放大頻道濾波器下游的第二信號。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于如果當(dāng)?shù)谝环糯笃鳛樽畲笤鲆鏁r輸出信號為低，第一放大器的增益下降，第二放大器的增益增加，以此方式改善輸出信號。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于如果當(dāng)?shù)谝环糯笃鞯脑鲆鏋樽畲笾禃r輸出信號為最大值，則減小第二放大器的放大倍數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于如果當(dāng)?shù)谝环糯笃鳛樽钚≡鲆鏁r輸出信號為低，則改變頻率范圍。
全文摘要
一種用于改善無線接收單元中所需信號的方法,所述無線接收單元具有一頻道濾波器,一開關(guān),一控制單元,一信號強度檢測單元和可控制放大器,該方法的特征在于:控制單元以下述方式驅(qū)動開關(guān),即開關(guān)交替地將頻道濾波器上游的第一信號和頻道濾波器下游的第二信號提供給信號強度檢測單元,以及將信號強度檢測單元的輸出信號提供給控制單元,以及隨輸出信號的變化驅(qū)動放大器。
文檔編號H04B1/18GK1243361SQ9910888
公開日2000年2月2日 申請日期1999年6月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月2日
發(fā)明者薩拜因·羅思, 海因里?！ぶx曼, 托馬斯·施萬恩伯格 申請人:德國湯姆遜-布朗特公司