CN1192495C

CN1192495C - 无线终端装置

Info

Publication number: CN1192495C
Application number: CN99807860.3A
Authority: CN
Inventors: 桂隆俊; 伊东健治; 福山进二郎; 望月满; 永野弘明; 松波由哲; 石津文雄; 林亮司
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 1999-02-24
Publication date: 2005-03-09
Anticipated expiration: 2019-02-24
Also published as: US6683925B1; US20030215034A1; EP1083667A1; CN1307751A; WO2000051252A1; US6980610B2; EP1083667A4

Abstract

动作开始时可变增益放大电路8的输入侧的基带信号电平由输入电压范围大的对数放大器11进行检测，控制部13根据其检测电平对可变增益放大器8的增益进行粗略的正馈控制，之后由均方电路14求出A/D转换器10的输出电平并送至控制部13，控制部13根据其检测电平对可变增益放大器8进行精细地反馈控制。

Description

无线终端装置

技术领域

本发明涉及无线终端装置，尤其涉及具有采用了将接收的信号转换为直接基带信号的直接转换方式的接收部的便携式电话类无线终端装置。

背景技术

在以往常见的接收机的外差方式中，接收信号由变频器(MIX)转换为中频(IF)，由IF的带通滤波器(BPF)除去不需要的电波。之后，由正交变频器(QMIX)进行复数包络线检波，输出基带信号。由于外差方式中存在中频，作为中频电路需要带通滤波器等，不仅零件个数多，还需要安装零件的空间。

对比之下，直接转换方式是用正交变频器将接收信号转换为直接基带信号的方式，图1所示为其程序框图。

图1为对采用诸如CDMA方式等发送接收同时进行的通信方式的便携式电话上使用直接转换方式的情况，省略了接续在天线双工器(DUP)2上的发送***。图1中，由天线1接收到的高频信号经天线双工器2输入到低噪声放大器(AMP)3，再放大低电平接收信号，由带阻滤波器(BPF)4除去外部干扰波等不需要的高频带成份，由正交变频器(QMIX)5转换为基带信号。

这里，带通滤波器4输出的接收信号的频率frx与正交变频器5的本地振荡频率flo的关系如下式。

fbb＝frx-fro

这里，fbb为基带信号，因与接收信号相比频率极低，故frx＝flo成立。

转换了的基带信号由低噪声放大器(AMP)6放大后输入低通滤波器(LPF)7，再除去来自基带信号相邻信道成份等的干扰波。

进而，基带信号送与可变增益放大器(VGA)8为稳定后段的A/D转换器9的输入进行放大，由A/D转换器9转换为数字信号，由解调电路(DEM)10进行解调。为此，输入A/D转换器的信号电平要在A/D转换器9形成饱和或在分辨率以上。

此图1所示的直接转换方式的接收机能够去除外差方式所需的变频器和中频的带通滤波器，简化电路结构。又，因为能够缓和由图像信号代表的接收机的假信号响应，所以可用更小型的带阻滤波器4置换高频的带域滤波器。

然而，当在便携式电话上电源开启等工作开始时，何等电平的基带信号输入A/D转换器9是不清楚的。为此便考虑将可变增益放大器8的增益以某一推测设定适当的值。

可是，当可变增益放大器8的增益的初期设定值高时，输入比图2A所示的A/D转换器9的输入电压范围更大电平的信号，通过可变增益放大器8，输入信号大为放大，一旦输入A/D转换器9，A/D转换器9便饱和了，无法进行信号的检测。因此，下一步该将可变增益放大器8的增益设定在何等程度就无从知晓了。

相反，当可变增益放大器8的增益的初期设定值低时，一旦输入比图2B所示的A/D转换器9的分辨率更小的信号时，由于通过可变增益放大器8几乎没有放大，所以就不能靠A/D转换器9的分辨能力进行信号检测。因此，下一步该将可变增益放大器8的增益设定在何等程度就无从知晓了。

为此，必须推定可变增益放大器8的增益、多次改变设定值、直到设定适当的值，而对可变增益放大器的增益的最佳设定很费时间。

为解决这些问题，最好增大A/D转换器9的输入电压范围、采用分辨率高的转换器，但该种A/D转换器耗电大、电路规模也大，不便用于便携式电话。

因此，本发明的主要目的在于提供一种无线终端装置，它能将动作开始时可变增益放大器的增益控制高速且稳定地进行。

发明的公开

一种无线终端装置，设有其增益可变且被提供接收信号的增益可变装置；其输入电压范围做大选择时，检测输入所述增益可变装置的接收信号的电平的第1电平检测装置；将所述增益可变装置的输出信号转换为数字信号的转换装置；将所述转换装置的输入信号或输出信号的电平进行检测的第2电平检测装置，及动作开始时，将电源供给所述第1电平检测装置，根据所述第1电平检测装置的检测输出对所述增益可变装置的增益进行粗控制，同时，稳定工作时停止或减少向所述第一电平检测装置的电源供电，其后根据第2电平检测装置的检测输出对所述增益可变装置的增益进行精控制，输入所述转换装置的信号集中在该转换装置的输入电压范围且调整为可检测至分辨率程度的控制装置。

还有其他发明，其第1电平检测电路为对数放大器，控制电路在动作开始时向对数放大器供电，根据对数放大器的检测电平对增益可变电路的增益进行控制-即所谓正馈控制，然后根据第2检测电路的检测输出对增益可变电路的增益进行控制-即所谓反馈控制后停止向对数放大器的供电。

还有其他发明，它是当无线终端装置向相邻的无线区域移动时，能够检测出来自其相邻无线区域的信号的接收电平，并以固定频率进行电平检测的移动终端装置。控制电路在将要形成固定周期之前向对数放大器供电。

还有其他发明，在可变增益电路的前部设置放大电路，控制电路根据在动作开始时将放大电路的增益设定为最高或最低值后的第1电平检测电路检测的电平、和将放大电路的增益设定为最低或最高值后的第1电平检测电路检测的电平将放大电路的增益及第1电平检测电路的输入电压范围进行设定。

还有其他发明，在增益可变电路的前部设有正交频率转换电路，高频输入信号分别转换为电平相同相位不同的2个信号，增益可变电路与转换电路分别对应相位不同的2个信号而设，第1电平检测电路将相位不同的2个信号的任意一方的电平进行检测后送至控制电路，第2电平检测电路将2个增益可变电路各自的检测信号的实效值进行检测后送至控制电路。

还有其他发明，它是以高频信号直接转换为基带信号的无线终端装置，对增益可变的增益可变电路输入基带信号，由电平检测电路检测输入增益可变电路的基带信号的电平，此电平检测电路的输入电压范围选为大，增益可变电路的输出信号转换为数字信号。控制电路根据动作开始时电平检测电路的检测输出控制增益可变电路的增益，输入转换电路的信号集中在其转换电路的输入电压范围之内，且调整至可检测的分辨率。

附图的简要说明

图1为采用以往直接转换方式的便携式电话的接收***的框图。

图2A和图2B为说明图1所示的以往例中的问题点的图。

图3为本发明第1实施例的框图。

图4为说明图3所示实施例的动作流程图。

图5为本发明第2实施例的框图。

图6为说明图5所示实施例的动作流程图。

图7为本发明第3实施例的框图。

图8为说明图7的实施例的具体动作的流程图。

图9A和图9B所示为作为本发明的实施例对从某基站向其他基站移动后的电平进行测定的方法的图。

图10为说明图9A和图9B所示的实施例的动作流程图。

图11为本发明第5实施例的框图。

图12A到图12D和图13A到图13C为说明图11所示实施例中低噪声放大器的增益的控制方法的图。

图14为说明图11实施例的具体动作的流程图。

图15为本发明第6实施例的框图。

图16为本发明第7实施例的框图。

实施发明的最佳形态

图3为本发明第1实施例的框图。图3中天线1～解调器10的结构与图1相同。进而，本发明的一个实施例中设有对数放大器11和A/D转换器12以及控制部13。对数放大器11将输入可变增益放大器8的基带信号的电平进行检测。此时，对数放大器不是对输入信号的电平做高精度和检测，而是用于检测精度多少低些、但输入电压范围大的电平信号。即，作为输入信号，必须具有能够进行电平的由低至高检测的输入电压范围的幅度。

这里，作为要求的检测范围，对每个接收机求出解调所需的最低A/D转换器9的位数(最低需要的A/D转换器9的位数由试验、模拟等求出，其方法不存在大问题。其数值随每个接收机的解调特性、通信***而有所不同。但作为其数值，至少为A/D转换器9的分辨率以上～A/D转换器9的输入电压范围。因***不同，有时A/D转换器9饱和了也能解调)。通过距最低需要的A/D转换器9的位数有多少位差来对A/D转换器9确定允许的误差。即，当其接收机中需要的最低A/D转换器9的位数为6、且输入电压范围在-1V～1V时，若A/D转换器9的位数为8、输入电压范围为-2V～+2V的话，对数放大器11允许的误差理想值为+/-6dB。

对数放大器11的检测信号通过A/D转换器12转换为数字信号后送至控制部13。控制部13根据转换为数字信号的检测信号对可变增益放大器8的增益进行正馈控制。

图4为说明图3所示实施例的动作流程图。下面参照图4就图3所示实施例的动作加以说明。当便携式电话开启电源或从待机状态变为激活状态等动作开始时，步骤(图中简称S)S1中输入天线1的信号与图1的说明相同，通过正交变频器5转换为基带信号且由低噪声放大器6放大后，由低通滤波器7除去干扰波，在输入可变增益放大器8的同时送至对数放大器11。

上述待机状态当便携式电话的电源为开且不要解调时，控制电路不向各部件供电或为停止动作状态用以减少耗电。激励状态时，便携式电话的各部件为动作状态，但未必仅限于解调动作。

步骤S2中，通过对数放大器11检测出可变增益放大器8的输入侧的基带信号的电平。对数放大器11的输出通过A/D转换器转换为数字信号后送至控制部13。控制部13在步骤S3中控制可变增益放大器8的增益，可变增益放大器8输出的信号集中在A/D转换器9的输入电压范围之内，且调整为可以检测的信号。

于是，本实施例中动作开始时，通过由对数放大器11对基带信号的电平进行粗检测后将可变增益放大器8的增益进行控制，能够避免出现输入A/D转换器9的信号电平超越A/D转换器9本身的输入电压范围或形成A/D转换器9的分辨率以下的电平的问题。

在图3所示的实施例中，虽然通过对数放大器11对可变增益放大器8的输入侧基带信号的电平进行了检测，但如果检测低通滤波器7的输入侧的电平的话，检测的为去除干扰波前的基带信号的电平，所以因干扰波的电平会产生电平检测误差。其结果，将不能通过调整可变增益放大器8的增益获得到达A/D转换器9的最佳期望信号。

图5为本发明第2实施例的框图。此实施例与图3的实施例相同，根据对数放大器11的检测输出对可变增益放大器8的增益进行正馈控制，同时，根据A/D转换器9的检测输出对可变增益放大器8的增益进行反馈控制。为此，加上图3所示的实施例，设有为均方并检测A/D转换器9的输出电平的均方电路14，此均方电路14的输出送至控制部13。

图6为说明图5所示实施例的具体动作的流程图。图6中，步骤S1-S3与图4相同，通过这些处理，可变增益放大器8的增益在动作开始时进行粗的正馈控制。其后，步骤S4中A/D转换器9的输出通过均方电路14进行均方后送至控制部13。步骤S5中，控制部13根据均方电路14的输出对可变增益放大器8的增益进行控制，可变增益放大器8的输出信号集中在A/D转换器9的输入电压范围之内，且调整为可以检测的信号。在此反馈控制中，可变增益放大器8的增益为精密控制。由此转向稳定动作。

图7为本发明第3实施例的框图。此图7所示的实施例仅在动作开始时对对数放大器11供电，一旦正馈控制结束，就阻断或减少向对数放大器11的供电，减少耗电。为此控制信号从控制部13送至对数放大器11。

图8为说明图7所示实施例的具体动作的流程图。下面参照图8就图7所示实施例的具体动作加以说明。在动作开始时的步骤S11中，控制部13向对数放大器11供电，之后通过步骤S12、S13和S14执行与图4的步骤S1～S3相同的动作，对可变增益放大器9的增益进行控制。在步骤S15中将对数放大器的电源阻断或减弱。

本实施例中，因在反馈控制中阻断了向对数放大器11的电源，所以能够减少耗电。

图8中，交换步骤S14与S15的顺序也可以。

图9A和图9B为第4实施例的说明图，该图说明了在通话者以CDMA等通信方式-一般称作转接的-从某基站的无线区域向相邻基站的无线区域移动时，边确保与某基站的通信线路边就与相邻基站可能确保的通信线路进行电波检测的方法。图10为说明该动作的流程图。

便携式电话中，稳定工作时如图9A所示，有时在与某基站之间传输的数据量为固定量，而通话者从某基站的无线区域向相邻基站的无线区域移动。其时，因不知道其他基站的信号电平，要在每一固定周期进行确保通话者当前通信线路的基站以外的能确保相邻基站的通信线路的电平的检测。其时，如图9B所示，仅在每一固定周期的某一时间停止数据的交换，该期间的数据压缩后重叠到该期间的前后数据上。在此停止与确保的当前通信线路的基站的数据交换期间，进行能够确保其他基站的通信线路的信号电平检测。

此时，其他基站的信号电平因只在该基站的信号电平检测时间之外进行检测，所以在这一其他基站的电平检测之初就知道输入信号的电平。因此有望如前面图4说明的那样执行与电源开启时相同的动作。

此实施例中，这种测定其他基站的电平的场合也进行图6所示的正馈控制和反馈控制。但是，在图7所示的框图中，必须在形成其固定周期的计时之前向对数放大器11供电，使对数放大器11的工作稳定后进行电平检测。这里，在图10所示的步骤S21中，控制部13对是否为形成固定周期的计时的固定时间之前进行判断，一旦成为该时间，就执行步骤S22，向对数放大器11供电。而后，一旦成为固定周期的计时，就执行步骤S4，由对数放大器11进行检测可变增益放大器8输入侧信号的电平，控制部13控制可变增益放大器8的增益，之后由步骤S25阻断或减弱向对数放大器11的供电。接着执行图6所示步骤S4和步骤S5的反馈控制。

因此，本实施例不仅在电源开启时或从待机状态转为激励状态的动作开始时，在转接时当检测相邻基站的可确保的通信线路的信号电平之际，也能高速且稳定地进行可变增益放大器8的增益控制。

图11为本发明第5实施例的框图。此实施例设有作为低通滤波器7的前部的放大器可进行增益控制的放大器15，控制部13将此放大器15的增益与可变增益放大器8的增益一同控制。

图12A至图12D和图13A至图13C为图11所示实施例的动作的说明图，说明了放大器15的输入电平和要求对数放大器11的输入电压范围。图14为说明其动作的流程图。

首先对前述图7所示在放大器8的增益为不可变时要求对数放大器11的输入电压范围加以说明。

图7中放大器8的增益为20dB，当放大器6的输入信号电平如图12A所示在-20dBm～-100dBm间变化时，放大器6的输出要具有0dBm～-80dBm的范围，作为对数放大器11具有此范围的输入电压范围为宜。

接着，如图11所示，放大器15的增益为在0dB～20dB间可变。当放大器15的增益设定为最大值的20dB时，如图12B所示，输入信号的电平一旦具有-20dBm～-100dBm范围的话，放大器15的输出就为0dBm～-80dBm。当放大器15的增益设定为最低值的0dB时，如图12C所示，输入信号的电平一旦具有-20dBm～-100dBm范围的话，放大器15的输出就为-20dBm～-100dBm的范围。而后如图12D所示，要求对数放大器11的输入电压范围只要求在输入信号的电平范围(-20-(-100))＝80dB上加上放大器15增益的可变幅度20dB后为100dB。

这样，低通滤波器7前部的增益一旦设置放大器15就使要求对数放大器11的输入电压范围变宽。也就是说，一旦要以一次的正馈控制检测可变增益大器8输入侧的电平，作为对数放大器11就要求输入电压范围要宽。而一旦使对数放大器11的输入电压范围变宽，不仅对数放大器的电路规模变大，耗电量也随之变大了。

而本发明能不加大对数放大器11的电路规模且耗电量小的高速进行可变增益放大器8输入侧的电平检测。

首先，如图13A所示放大器15可设定最低增益为0dB，该时的输出电平-20dBm～-100dBm范围可如加罩般设定对数放大器11的输入电压范围。此时，放大器15设定最大增益为20dB，一旦输入-20dBm～-100dBm范围的信号，对数放大器11就不会从放大器15的输出中检测出0dB～-20dBm的信号电平。

相反，如图13B所示，放大器15可设定最大增益为20dB，该时的输出电平0dBm～-80dBm范围可如加罩般设定对数放大器11的输入电压范围。此时，放大器15设定最大增益为0dB，一旦输入-20dBm～-100dBm范围的信号，就不会检测出-80dBm～-100dBm的信号电平。

因此，本实施例如图3所示在将放大器15的增益设定了最大值和最低值后，检测出由对数放大器11检测的电平，在以不产生上述不可检测范围的条件下设定放大器15的增益和对数放大器11的输入电压范围。

图14的步骤S31中，放大器15的增益设定为图13A所示的最大值20dB，控制部13在步骤S32中将该时刻由对数放大器11检测出的电平进行存储。接着在步骤S33中放大器15的增益如图13B所示设定为最低值的0dB，控制部13在步骤S34中将由对数放大器11检测出的电平进行存储。

在步骤S35中，对步骤S32存储的第1个检测电平是否同对数放大器11的输入电压范围的最大值或最小值相同进行判断。若相同的话，说明产生图13A和图13B所示的不可检测的电平，因此由步骤S36对第2个检测电平是否同对数放大器11的输入电压范围的最大值或最小值相同进行判断，若不相同的话，则从由步骤S37第2个检测电平和由步骤S33在放大器15设定的增益来确定对数放大器11的输入电压范围，并确定该输入电压范围获得的放大器15和可变增益放大器8的增益。

在步骤S35中，若第1个检测电平同对数放大器11的输入电压范围的最大值或最小值不相同的话，则从由步骤S36第1个检测电平和由步骤S1在放大器15设定的增益来确定对数放大器11的输入电压范围，并确定该输入电压范围获得的放大器15和可变增益放大器8的增益。

在步骤S39中，作为确定的增益，放大器15和可变增益放大器8的增益由控制部13进行控制。

这样，本实施例根据放大器15的增益设定为最大值或最小值后的对数放大器11的检测电平和放大器15设定的增益将对数放大器11的输入电压范围进行了确定。如前所述，一旦要以一次正馈控制将可变增益放大器8输入侧的电平进行检测的话，作为对数放大器11则要求其输入电压范围要宽。而像本实施例一样，通过二次的正馈控制，根据对数放大器11输入电压范围的确定，使输入电压范围比较小的对数放大器的使同成为可能。

又，由于将放大器15的增益做成可变的，所以既使输入高电平的信号，通过降低放大器15的增益便能避免低通滤波器7输出信号的偏差。当设定了放大器增益的最低值后，还可设定最高值。

图15为本发明第6实施例的框图。此实施例是由正交变频器21将各个电平一律输出为相位90度不同的I信道信号和Q信道信号。这些I信道信号和Q信道信号由放大器22、23放大，再由低通滤波器24、25除去干扰波后送至可变增益放大器26、27。此时，I信道信号还送至对数放大器30。可变增益放大器26、27的输出送至A/D转换器28转换为数字信号后送至解调电路29进行解调，同时送至有效值电路(RM8)32求出均方或平方和值。有效值电路32输出的模拟信号送至A/D转换器33转换为数字信号后送至控制部34。对数放大器30的输出通过A/D转授换器31转换为数字信号后送至控制部34。

本实施例中，仅将I信道信号送至对数放大器11，因I信道信号同Q信道信号只是相位90度的不同而信号电平相同，所以检测出任意一个信号的电平即可。因而对对数放大器30不仅是I信道信号，发送Q信道信号也可以。

此图15所示实施例的动作与图6所示流程的说明相同，根据动作开始时对数放大器30的检测输出，控制部34对可变增益放大器26、27进行正馈控制，之后控制部34根据有效值电路32检测出的可变增益放大器26、27的电平对可变增益放大器26、27进行反馈控制。

因此，本实施例也能够根据动作开始时对数放大器30的检测电平将可变增益放大器26、27的增益控制更加高速且稳定地进行。

图16为本发明第7实施例的框图。此实施例是在图15所示实施例中加设了表35。表35预先测定了对数放大器30的若干个检测电平，并存储着分别对应的可变增益放大器26、27的增益。而在工厂的生产线上，将表35中存储的各对数放大器30的检测电平与可变增益放大器26、27的增益从表35读出，通过由控制部34对可变增益放大器26、27的控制能进一步简化调整。

产业上的可利用性

综上所述，本发明中，通过动作开始时输入电压范围的大电平检测电路，检测出输入增益可变电路的接收信号的电平并对增益可变电路的增益做粗的正馈控制，然后根据将增益可变电路的输出转换为数字信号的转换电路输出的电平对增益可变电路的增益做精细地反馈控制。因此能高速且稳定地集中转换电路的输入电压范围，并能调整为可检测至分辨率的信号，可应用于期望低耗电的便携式电话等。

Claims

1.一种无线终端装置，设有其增益可变且被提供接收信号的增益可变装置；

其输入电压范围做大选择时，检测输入所述增益可变装置的接收信号的电平的第1电平检测装置；

将所述增益可变装置的输出信号转换为数字信号的转换装置；

将所述转换装置的输入信号或输出信号的电平进行检测的第2电平检测装置，及

动作开始时，将电源供给所述第1电平检测装置，根据所述第1电平检测装置的检测输出对所述增益可变装置的增益进行粗控制，同时，稳定工作时停止或减少向所述第一电平检测装置的电源供电，其后根据第2电平检测装置的检测输出对所述增益可变装置的增益进行精控制，输入所述转换装置的信号集中在该转换装置的输入电压范围且调整为可检测至分辨率程度的控制装置。

2.权利要求项1所述的无线终端装置，所述第1电平检测装置包括对数放大器。

3.权利要求项1所述的无线终端装置，所述无线终端装置在向相邻的无线区域移动时，能够以固定周期对来自其相邻的无线区域的信号接收电平进行检测的移动终端装置；

所述控制装置在所述固定周期形成之前向对数放大器供电。

4.权利要求项1所述的无线终端装置，包括在所述增益可变装置的前部设置的增益可变的放大装置，所述控制装置根据在动作开始时将所述放大装置的增益设定了最高值或最低值时的所述第1电平检测装置检测出的电平和将所述放大装置的增益设定了最低值或最高值时的所述第1电平检测装置检测出的电平进行所述放大装置的增益及第1电平检测装置的输入电压范围的设定。

5.权利要求项1所述的无线终端装置，包括设于所述增益可变装置的前段接收高频输入信号并分别转换为电平相同相位不同的2个信号的正交频率转换装置；

所述增益可变装置和所述转换装置将所述相位不同的2个信号分别对应设置；

所述第1电平检测装置将所述相位不同的2个信号的任意一方的电平检测后送至所述控制装置；

所述第2电平检测装置将所述2个增益可变装置各自的检测信号的有效值检测后送至所述控制装置。

6.一种无线终端装置，系将高频信号直接转换为基带信号的无线终端装置，设有

其增益为可变，被施加所述基带信号的增益可变装置；

其输入电压范围做大选择，并将输入所述增益可变装置的基带信号的电平进行检测的检测装置；

将所述增益可变装置的输出信号转换为数字信号的转换装置；及

根据动作开始时所述电平检测装置的检测输出进行所述增益可变装置的增益控制，输入所述转换装置的信号集中在该转换装置的输入电压范围且调整为检测可能的控制装置。