CN1736031A - 提高直接转换接收机接收灵敏度的设备和相关方法 - Google Patents

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Abstract

用于选择性地提高接收灵敏度的用于直接转换接收机的设备和相关方法。所述直接转换接收机包括位于基带滤波器前面并连接成接收直接转换后的基带信号的基带放大器。选择基带放大器用来放大提供给它的信号的增益，与加到直接转换接收机的其它放大元件的增益相结合，以便在整个接收链中合理分配增益。当接收机接收到的信号含有强干扰信号成分时，降低基带放大器的增益，以减小使被放大的信号进入饱和的可能性。增益控制器负责控制各放大元件的增益。

Description

提高直接转换接收机接收 灵敏度的设备和相关方法
从总体来说，本发明涉及提高直接转换接收机，如作为在蜂窝通信***中使用的移动台一部分的直接转换接收机的性能的途径。更具体地说，本发明涉及用于提高直接转换接收机的灵敏度或其它信号特性的设备和相关联的方法。
在直接转换接收机基带部分入口处设置了具有特殊功能的放大器。所述放大器以选定的放大量(或叫做”增益”)放大加到其上的、经过直接转换的基带信号。主要根据干扰电平来选择放大量，以便获得高的灵敏度，同时减小(即，避免)出现阻塞接收机的强干扰的可能性。当在蜂窝通信***中实现时，一方面由于提高了接收灵敏度，另一方面由于减小了导致掉话的强干扰阻塞出现的可能性，因而改善了通信性能。
发明背景
在通信***中，数据通信在至少一对通信台之间完成，一个通信台作为发射台，而另一个通信台作为接收台。通过通信来交换数据理所当然地成为现代社会不可或缺的部分。而且，将来对数据通信的需求将会更大，更不可缺少。
已经开发出不同类型的通信***，并已经被用来根据不同类型的通信业务进行数据通信。随着可供利用的通信技术的进步，各种先进的技术已经在现行的通信***中实现。而且，技术进步又会导致新型通信***的出现。无线电通信***是通信***的一个范例。例如，先进的通信技术已经应用在无线通信***中。通信技术进步的结果，使实现新型的无线通信***成为可能。
无线通信***与传统的有线通信***不同，无线通信***使用无线链路来进行数据通信。更具体地说，延伸在发送台和接收台之间的无线通信路径至少其一部分包括无线链路。根据无线链路来定义各无线信道。而且，至少对于那部分通信路径，数据是通过一条或多条通信信道传送的。这就是说，无线链路代替了有线连接。而且，当无线链路取代了有线连接之后，通信路径中的那部分就不再需要有线连接了。
使用无线通信***能得到很多好处。初次安装和部署无线通信***的费用要比安装和部署相应的有线通信***少。而且，可以以移动通信***的形式来实现无线通信***。移动通信***提供了通信的移动性。在移动通信***中使用的一个或多个通信台是可移动的，也就是说，允许运动。
一种能够提供高水平使用性能的移动通信***是蜂窝通信***。蜂窝通信***包括称为网络基础设施的网络部分，移动台就是依靠它来通信的。现已安装的蜂窝通信***网络基础设施已经覆盖了全世界大部分人口稠密地区。目前已经可以使用蜂窝通信***来处理语音和越来越多的数据业务。蜂窝通信***通常是根据标准和操作规范来建设的。已经陆续颁布了各种不同的蜂窝通信标准，已经安装和实施了按照这些蜂窝通信标准工作的蜂窝通信***。已经颁布了相继产生的通信标准。所谓第一代、第二代和第三代通信标准已经颁布。而且，按照这些蜂窝通信标准建造的蜂窝通信***已经安装、运行和被广泛使用。而且，下一代标准正在制订中，并已经提出安装此类***的计划。
位置固定的基站收发信台构成了蜂窝通信***网络基础设施的一部分。基站收发信台的位置相互隔开一定的距离，而每一个基站收发信台确定了一个小区。集总起来，所有的小区共同限定了蜂窝通信***所覆盖的地理区域。当一个移动台，按照某种通信业务的规则正在进行通信，在通信***的各个小区之间行走的时候，为了保持通信的连续性，就发生不同基站收发信台之间的切换。由于要进行通信切换操作，故在移动台和网络基础设施之间传输的含有通信数据的信号功率电平相对较低。因此，在通信***中，根据小区再用方案，可以使用相同的频率。因为***具有信道频率可以重复使用的能力，所以分配给蜂窝通信***的带宽可以被有效地利用。
可以在蜂窝通信***中工作的移动台是由无线电收发信机构成的，包括发射部分和接收部分。移动台被封装在越来越小的外壳里面，其大小允许使用者手持携带。为了使移动台的电路能够装入如此小的外壳里面，要相应地缩小其电路尺寸。这就要求仔细选择移动台发射和接收部分电路，使得收发信机的电路能够被装入小尺寸外壳里面。例如，移动台的接收部分可以造成外差式或超外差式结构。但是，一般说来，这种结构是不能用单片结构实现的，而需要使用外接滤波器。所需的片外元件和匹配接口加在一起，限制了接收部分的小型化，也增加了这种接收部分的设计和实现的复杂性。
可以转而使用直接转换结构。直接转换接收机的优点是，直接转换接收机可以实现单片集成。然而，在消耗同样电流的条件下，直接转换接收机的灵敏度小于超外差接收机的灵敏度。由于直接转换接收机不使用无源信道滤波器，例如SAW(表面声波)滤波器，去抑制不需要的信号或干扰，所以直接转换接收机的总体线性一般弱于超外差接收机。为了补偿直接转换接收机的线性降低，在制造接收机的时候，有意降减其接收灵敏度。作为移动台的一部分，被降减了灵敏度的直接转换接收机限制了移动台的性能发挥。
如果能够找到一种方式，能够提供增强的直接转换接收机结构，所述接收机能够提供较高的接收灵敏度，但功率损耗无须增加，则避免强干扰拥塞能力被增强了，因而能够提高直接转换接收机的通信性能。如将它作为在蜂窝通信***或其它移动通信***中运行的移动台的一部分，移动台的通信功能亦会相应提高。
从与蜂窝通信***或其它无线通信***中的通信有关的背景信息看来，本发明已经显著地改进了通信***的性能。
发明综述
因此，本发明优点是，提供了改进直接转换接收机的性能的设备和相关联的方法，这种直接转换接收机的例子是作为在蜂窝通信***或其它无线电通信***中运行的移动台的组成部分的直接转换接收机。
通过实现本发明的实施例，为直接转换接收机提供了一种提高接收机灵敏度和其它信号特性的方法。
在本发明的一个方面中，在直接转换接收机的基带级设置基带放大器。直接转换的基带信号被加到该基带放大器。基带放大器的特性是可选的。这就是说，基带放大器的增益(亦即放大量)具有响应加到放大器的直接转换的基带信号特性而选择的增益电平。只要可能，选择基带放大器的放大量以便提高直接转换接收机的接收灵敏度，或者避免强干扰拥塞的可能性，同时在不增加功率消耗的条件下保持相当高的灵敏度。
在本发明的另一方面中，构成具有高灵敏度设计的直接转换接收机。所述直接转换接收机包括设置在天线和RF(射频)下变频器之间的射频部分。构成具有尽可能高的例如在27分贝到30分贝之间的增益的射频部分。构成这样的RF部分，它呈现由电流或功率消耗的限制引起的选定的线性要求。
直接转换接收机还包含基带部分，在属于RF部分的下变换器中已直接转换的基带信号就加到这一部分。基带放大器是基带级的一部分，经过直接转换的基带信号就输入到所述基带放大器。基带级还包括有源基带滤波器，其噪声通常是很大的。将基带放大器的放大增益设置得足够高，例如15分贝，以便降低基带滤波器对总接收机噪声系数的影响。RF部分和基带部分之间的这种增益分配提供了高的接收灵敏度。例如，利用这种增益分配，在CDMA(码分多址)移动台中实现的直接转换接收机呈现(-109+/-)dBm的接收灵敏度，所述灵敏度水平与超外差CDMA接收机的灵敏度水平相当。
基带部分还包括可变增益放大器，所述放大器的作用是放大经过基带滤波器滤波的基带信号。可变增益放大器的增益电平是可变的。可变增益放大器、射频部分的低噪声放大器均按照自动增益控制的原理进行增益控制，控制的依据就是在接收机信道通带内所测量到的功率。自动增益控制根据在接收机信道通带内所测量到的功率，按照步进控制的方式，来控制可变增益放大器和射频部分的低噪声放大器的增益，以维持放大器的输出电压电平在允许的范围之内。基带放大器增益则按照另一种机理来进行控制，至少在直接转换接收机，也就是射频部分的低噪声放大器，处于高增益状态工作时是如此。当确定有强干扰和不希望有的信号传输到直接转换接收机，而直接转换接收机又处于高增益方式的时候，基带放大器的增益就逐步降低。通过逐步降低基带放大器的增益，直接转换接收机的基带部分就更有可能在强干扰出现时保持不饱和。通过这种方法，在正常的情况下，当信道内有用信号大大强于干扰信号时，如果需要，直接转换接收机中的基带放大器的工作增益，能够使接收机以非常高的灵敏度工作。而且，当强干扰信号出现时，基带放大器的增益能够降低，避免接收机饱和。
这样，通过实现本发明的实施例，直接放大接收机的工作参数接近或换句话说类似于超外差接收机的参数，同时保持直接转换接收机的优点。
对本发明的更加完整的评价和本发明的范围从附图(下面将简要说明)、针对当前的最佳实施例的描述和所附的权利要求书可以了解到。
插图的简单描述
图1示出本发明的实施例可在其中运行的无线通信***的功能框图。
图2示出包括本发明实施例作为其组成部分的直接转换接收机接收部分的功能框图。
图3示出功能与图2一样，但其控制机理更加简单，包括本发明实施例作为其组成部分的直接转换接收机的另一个功能框图。
最佳实施例的详细说明
首先参阅图1，概括地以标号10表示的移动通信***提供固定网络和移动台之间的通信，移动台12就是所述移动台的代表。在该图中所示的示范的实施方案中，移动通信***形成蜂窝通信***。所述蜂窝***是可以投入运营的，并且通常按照选定的蜂窝操作规范来建造。
例如，所述移动通信***是CDMA(码分多址)蜂窝通信***的代表，例如按照IS-98或CDMA 2000标准操作规范建造的CDMA***。移动通信***10也是蜂窝***，或按照其它方式建造的通信***，例如按照TDMA(时分多址)通信方案，如按照GSM(Global System forMobile communication，全球移动通信***)操作规范，或其变种建造的***。更一般地说，所述通信***是使用无线电接收机的任何通信***的代表，这种无线电接收机具有直接转换接收机(DCR)的结构。
因此，虽然下面的描述将针对在根据CDMA通信方案工作的蜂窝通信***中的实现方案描述本发明实施例的操作，但是，本发明也同样地可以在任何许多其它类型的无线电通信***中使用。
与移动台12的通信是通过在移动台和通信***的网络部分之间形成的无线链路实现的，这里用前向链路14和反向链路16来表示。向移动台12传送数据是通过无线信道的通信实现的。所述信道称为前向链路信道，用前向链路14来定义。而且，移动台向网络部分传送数据是通过无线信道实现的，所述信道称为反向链路信道，定义为反向链路16。这样，就为移动台提供了双向的数据通信。
移动通信***的网络部分在功能上表示为包括基站收发信机(BTS)18，它通过前向和反向链路14和16中的无线信道，接收和发送含有数据的通信信号。
通信***中的网络部分还包括基站控制器(BSC)22。以基站收发信台18为代表的一组基站收发信台通常连接到单一基站控制器。基站控制器又连接到移动交换中心/网关移动交换中心(MSC/GMSC)24。移动交换中心/网关移动交换中心又连接到网络28和32。网络28在这里表示电路交换网络，例如PSTN(公共交换电话网络)。而网络32表示分组交换网络，例如因特网(Internet)。通信实体(CE)与网络28和32连接。通信实体是通信设备的代表，例如电话设备或数据服务器等发出和终接数据的设备。
基站收发信台包括接收部分36和发射部分38。而移动台包括接收部分42和发射部分44。基站收发信台与移动台的接收部分分别用来接收输送到所述各接收部分分别形成其一部分的相应部件的数据，并且对其产生影响。而基站收发信台与移动台的发射部分分别用来发送在所述通信***运行期间形成的(或者相反，输送的)数据。
正如上面所提到的，移动台被封装在尺寸越来越小的外壳里面。而且，由于可以在单一集成电路部件上形成直接转换接收机，无须使用外部的无源滤波器元件，移动台的接收部分42有时由直接转换接收机结构构成。而且，本文中，移动台的接收部分42由直接转换接收机构成。虽然将针对包括在用于由移动通信***10构成的蜂窝通信***中的移动台12中的直接转换接收机描述本发明，但是，本发明同样可以在利用直接转换接收机的任何通信***中，更一般地说，在直接转换接收机中实现。根据本发明的实施例，如果需要，基站收发信机18的接收部分36也可以由直接转换接收机构成。
图2示出构成图1所示的移动台12一部分的接收部分42。直接转换接收机包括第一部分52和第二部分54。第一部分52是RF(射频)部分，而第二部分54形成基带部分。
传送到接收机的信号被天线(这里没有标示)所捕获，天线将电磁能转换成电能。所述天线与天线端口56相连。天线端口又与预选滤波器58连接，预选滤波器58的作用是对输送到天线端口的电信号进行滤波。而预选滤波器又通过线62连接到低噪声放大器(LNA)64。所述低噪声放大器呈现可选的增益并且其作用是在线66形成经过RF放大的信号。线66一直延伸到下混频器68的第一输入端口，而由本地振荡器(L0)产生的下混频信号通过线72提供给所述下混频器。所述下变频器将通过线66提供给它的信号下变频到基带电平并且在线74上产生经过直接转换的基带信号。
基带级54包括本发明实施例的设备76。所述设备包括线74所连接的基带放大器78。所述基带放大器用来以可选择的方式以选定的增益电平放大通过线73加到其上的直接转换信号。在连接到基带滤波器84的线82上产生经过第一次放大的信号。基带滤波器对提供给它的经过第一次放大的信号进行滤波并在连接到可变增益放大器88的线86上形成经过滤波的信号。可变增益放大器以预先选定的增益电平放大提供给它的经过滤波的信号并且在线92上产生经过第二次放大的信号。
基带级54还包括模数转换器94，在线92上形成的经过第二次放大的信号就送到所述转换器。模数转换器将送来的信号转换成数字的形式，并将这种数字表示形式送到在线96上，再送到模拟自动增益控制器(AGC)98。设备98构成本发明实施例的设备76的组成部分。可以看到，基带级还包括数字滤波器102，它经由线104与模拟AGC设备98连接。而且，基带级还包括数字滤波器106，它经由线108和112连接到模拟AGC。数字AGC设备106还形成本发明实施例的设备76的一部分并经由线116连接到调制解调器114。
射频接收机还包括电平检测器118，它是接收机基带级的一部分，在功能上也是本发明实施例的设备76的组成部分。电平检测器检测在线74上产生的与经过直接转换的基带信号有关的标记。然后，由电平检测器给出的检测结果指示经由线122提供给模拟AGC设备98。增益控制设备98和106按照本发明的实施例主要主要用于控制放大器64和88的增益电平。这里，模拟AGC设备98通过控制线126控制放大器88的增益电平。而数字AGC设备通过增益控制线128控制放大器64的增益电平。
选择放大器78的增益(放大器78以该增益与另一个放大器合作放大提供给它的信号)以便将增益在各放大元件之间以所要求的方式进行分配，以便尽可能获得高的接收灵敏度，且在需要时避免发生饱和的可能性。
例如，可能的话，将包括低噪声放大器64和变频器68在内的前端方框52的增益电平设定到25到30分贝(dB)的范围内。又例如可以将基带放大器78的增益设定为15分贝。如果采用这样一种增益设定，采用直接转换结构的CDMA移动接收机将具有高灵敏度。
在所述示范实施例中，基带放大器78的噪声系数比高阶基带放大器84的低得多，为了达到高接收灵敏度的目的，基带放大器78的增益相对较高。如果不采取基带缓冲措施，构成高阶有源低通滤波器的基带放大器84常常呈现较高的噪声系数，这会严重地影响总的接收机灵敏度。
当形成接收部分42的直接转换接收机处于高增益方式(也就是低噪声放大器64处于高增益方式)并且电平检测器检测到强的干扰电平(即干扰电平超过预先确定的阈值)时，放大器78的增益就会逐步下降到预先设定的增益电平，例如将增益下降6到9分贝。通过降低放大器78的增益，基带放大器78出现饱和的可能性就能避免。而且，通过防止信号饱和来避免DCR(直接转换接收机)堵塞。
即使在将基带放大器78的增益减少6到9分贝或者在进行其它增益降低之后，也必须将接收机的接收灵敏度维持在可以接受的程度。例如，当把接收部分42构造成遵循IS-98D标准的操作规范时，在-30dBm或更高的干扰音攻击的条件下，接收部分的接收灵敏度等于或小于-101dBm。在所述示范的实施例中，以协调的方式选择各种放大元件的增益。而且，在所述示范的实施例中，在电平检测器测量在线74上产生的信号的同时。在其它实现方案中，检测器在接收部分的其它地点进行测量和检测。例如，在另一个实现方案中，电平检测器测量在线96上产生的数字值的信号或干扰信号值。
甚至在强干扰攻击下，包括本发明实施例的设备76的直接转换接收机也呈现出良好的静态接收灵敏度。所述接收机还有利地减小了接收机所需的电流或功率损耗。
在一种实现方案中，低噪声放大器64包括多个增益等级，而且，在所述示范的实现方案中，低噪声放大器64至少包含一个高增益等级和一个低增益等级。在所述示范的实现方案中，电平检测器还确定干扰的强度，并且在检测到的干扰电平超过阈值时产生一个标志。还有，在一种实现方案中，所述基带放大器呈现由自动增益控制设备98控制的多级增益，并且在所述示范的实现方案中，所述基带放大器包括至少一级增益变化，也就是说，包括在高增益电平和低增益电平之间切换的能力。还有，虽然在所述示范的实施例中使用AGC(自动增益控制)设备98来控制基带放大器增益电平，但是在另一个实施例中，这种控制是由电平检测器来实现的。至少在所述示范的实施例中，电平检测器构成一种增益控制机构。
模拟AGC设备98的作用通常是测量输入到模数转换器94的功率的总接收功率电平，并且还用来维持加到线92上的信号电压，通过对放大器88的增益电平的控制，使转换器在恒定的电平下工作。根据本发明实施例的工作原理，根据电平检测器118是否产生的电平检测标志来修改控制算法，并同时将基带放大器78和放大器88的放大量调整相同的量，但对于基带放大器78和放大器88所述调整是沿相反的方向进行的。在所述示范的实施例中，模拟AGC设备还将接收机的总模拟增益Ga通知数字AGC设备106，所述总模拟增益Ga是在设备98处测得的并且还标识电平检测器118的标志状态。
数字AGC设备106根据接收机模拟增益Ga和数字增益Gd(它是被包括在数字AGC设备106内的数字式可变增益放大器的增益)进行信道内带宽的RSSI(receive signal strength indicator，接收信号强度指示器)计算。数字式可变增益放大器维持调制解调器114的输入端具有电平常数Pd。因此，接收到的入冲(in-dash)信道带宽功率可以由下式决定：
           Sin-desh channel＝pd/(Ga-Gd)
接收到的信号强度指示器(RSSI)值正比于这个信道内带宽功率。而且，在本示范的实施例中，如果已经产生电平检测器的标志，那么，AGC设备106就不会命令低噪声放大器64逐步降减其增益。
形成接收部分的直接转换接收机可以在各种工作环境下工作。例如，直接转换接收机可以在突然遭受高强度干扰的恶劣信号条件下工作。由于信号电平低，接收机开始时以高增益的方式工作。在接收机突然遭受强干扰信号攻击的时候，如果干扰电平超过设定的阈值，则电平检测器产生其标志。当模拟AGC设备98经由线122接收到电平检测器产生的标志信号时，设备98强迫放大器78将基带放大增益减小ΔG，例如6分贝(dB)，而放大器88的增益则增加相应的量，使总模拟增益Ga不变。模拟AGC设备通知数字AGC设备106：已经产生电平检测器标记。
在逐步降低放大器78的增益之前，放大器78已经因为干扰突然增大而处于饱和状态。在这段时间内，饱和干扰的畸变频谱扩展到信道带宽之内，由于扩展的干扰频谱，信道内带宽骤然增大。这就会送给数字AGC关于信道内带宽有用信号功率上升的错误信息。于是数字AGC设备106企图命令LNA(低噪声放大器)64降低增益，但电平检测器在若干个符号间隔内，禁止向低噪声放大器64发送增益改变命令，这段时间的长短由电路设计而定，直到信道内带宽干扰消失为止。这种用标志制止向低噪声放大器64发送增益控制命令的现象，只是由标志的产生所触发的一次性行动。在基带放大器78增益下降到较低的分贝(dB)电平后，信道内带宽干扰最后会消失。当干扰消失或干扰的强度下降到电平检测器的阈值以下时，将所述标志降落，并且模拟AGC设备98增大基带放大器78的增益并把可变增益放大器88的增益降低相应的数量。这样，接收机返回到正常的工作状态。
另一种工作状态是强干扰存在并且有用信号增大到超过低噪声放大器64的增益切换电平。在这种情况下，接收机再次回到原先的，低噪声放大器64工作在高增益、基带放大器78工作在低增益方式的状态。信道内带宽和有用信号功率增大到超过LNA 64的增益设定点，由于标志产生，数字AGC设备106将放大器64的增益切换，降低ΔGLNA，例如12分贝(dB)，并且通知模拟AGC设备98，将放大器78的增益调高选定的量ΔG，进入其高增益电平，而放大器88的增益减小(ΔGLNA-ΔG)，使得ADC转换器94的输入点的电压保持不变。进行完所有这些增益调整之后，因为低噪声放大器的增益已经降低，而且电平检测器输入端的干扰电平已经降到阈值以下，因此电平检测器的标志自动降落。
另外一种工作情景是，接收机可以工作在强的干扰环境中，而有用信号降到LNA 64的增益切换电平以下。在这种情况下，起始时，接收机工作在放大器64处于低增益电平而基带放大器处于高增益电平的情况下。有用信号下降到这样一种程度，使得数字AGC设备106执行LNA 64增益从低到高的切换，例如增加ΔGLNA，而模拟AGC设备98把VGA(可变增益放大器)88增益降低相同的量ΔGLNA，以便把ADC转换器94的输入端电压维持在容许的范围之内。然而，在放大器64的增益转换到高水平之后，立即产生电平检测器标志，在这段期间，无论是放大器64还是放大器78都处于高增益状态。然后，AGC 98强迫基带放大器78把增益降低ΔG分贝(dB)，而同时，按照相同的量ΔGdB增大放大器88的增益。
在另外一种情况下，接收机接通时有用信号微弱而干扰信号强大。这里假定接收机具有这样的默认设定值，使得接收机接通时放大器64处于高增益方式。在这种情况下，电平检测器产生表示电平超过阈值的标志，而模拟AGC设备98和数字AGC设备106将按照上面所讲的，接收机处于有用信号微弱，受到突发性干扰攻击的环境下的工作过程进行工作。
另外一种情况是，直接转换接收机接通时，有用信号的强度高于电平检测器的阈值。在这种情况下，电平检测器118再次产生标志。模拟AGC设备98立即将基带放大器78的增益下调ΔG分贝(dB)并且相应地将可变增益放大器88的增益增加ΔG分贝(dB)。但这里，在标志产生后若干个符号的时间段内，数字AGC设备106没有调整低噪声放大器64的增益，同上面所讲的有用信号微弱，受到强干扰的情况类似。如果经过几个符号时间段之后，信道内带宽功率维持在高电平，则数字AGC设备106令低噪声放大器64转向低增益方式，即将其增益降减ΔGLNA分贝(dB)。同时，模拟AGC设备将基带放大器增益调高ΔG分贝(dB)，并且当标志产生时，放大器88的增益增加ΔGLNA-ΔG分贝(dB)。直接放大接收机返回其正常的增益设置，并将电平检测器标志降落。
还有另外一种情况，直接接收机接通时处于有用信号强度和干扰强度都高的状态。这里控制过程再次对应于刚才讲过的情况，那就是，在低噪声放大器64的低增益方式下，电平检测器118的干扰电平总是处于阈值之下。
可以利用基带放大器78增益控制的滞后作用，也就是说，应当把电平检测器118的用于减小和增大基带放大器增益的阈值设定在不同的水平。用于降低基带放大器增益的阈值应该比用于增大基带放大器增益的阈值高几个分贝(dB)。
图3中表示能够实现与由图2中所示的直接转换接收机实现的相同的功能的替代的方法。在正常情况下，也就是，当所需的信道内信号远强于干扰信号时，如有需要，基带放大器的工作增益能够使直接转换接收机具有很高的工作灵敏度。当强干扰信号出现时，基带放大器的增益降低，以避免接收机进入饱和状态。图3所展现的直接放大接收机的结构使用的模块几乎与先前的接收机相同，但是基带放大器78增益控制机理和某些模块的功能，例如与增益控制有关的模拟AGC 98和电平检测器118，则有所不同。
在所述结构中，在模拟基带部分54中，基带增益在本地进行控制而不是通过模拟AGC模块98来控制。在正常状态下，把寄存器130和132设为零值，而基带放大器78的增益处于其正常的设定值G0，使直接转换接收机具有高的接收灵敏度，而VGA(可变增益放大器)88的增益则根据在ADC(模拟数字转换器)输入处96的总信号电平，由模拟AGC 98来控制。当电平超过电平检测器阈值的特强干扰出现时，电平检测器118触发寄存器130和132并把它们的值分别设定为-ΔG和+ΔG。在加法器140，把寄存器130的值-ΔG与BBA增益设定寄存器142内原来的设定值相加，生成控制信号，将基带放大器增益降减至G0-ΔG。在此期间，把寄存器142内的值+ΔG与模拟AGC的控制值在加法器142内相加，使VGA 88的增益提高ΔG。这样，接收机就不会出现堵塞现象，但仍然具有如图2结构那样的相当高的接收灵敏度。但是，在本结构中，基带增益控制处理过程在模拟AGC模块98和数字AGC 106之间是无缝的。
在与先前所述的不同的情况和/或环境中，所述结构可以完成与图2所示结构一样的功能。因此，这里不再重复相同的描述。对于本结构，同样需要基带放大器增益的控制滞后。
可以用各种各样的方式来实现对直接转换接收机干扰的检测。如图所示，在示范的实施例中，电平检测器连接到通过下变频器68形成的直接转换基带信号。在另一个示范的实施例中，电平检测器连接到位于可变增益放大器88的输出端的的线92。另一种可供选择的方法用来检测强干扰信号。
例如，可以根据在模拟AGC设备98处测得的功率与在数字AGC 108处测得的功率比值来测量干扰。假定在模拟-数字转换器94输入端的功率是Pa，并且所述功率Pa处在由自动增益控制引起的容许范围之内。所需的信号(或信道内带宽功率)Sin-channel正比于RSSI值。如果基带滤波器84对干扰的抗拒作用在某个范围(如10分贝)内变化，则Pa与Pd的比值决定干扰的电平，而干扰具有不同的频率。值R可以表示为：
          R＝10·log(Pa/Sin-channel)分贝(dB)
在低噪声放大器64的高增益方式下校准R的数值。而且，根据直接转换接收机(DCR)的设计来设置阈值，以便使接收机在强干扰攻击条件下仍能正常工作。在模拟/数字AGC设备98/106中采用功率比率比较器。类似于电平检测器118，如果R的值超过设定的阈值时，则产生标志(或触发器)。这种检测方法的可靠性取决于基带滤波器84的阻带特性。例如10分贝(dB)范围内的阻带特性起伏是比较好的。
或者，可以通过检测大的直流偏移变化来检测干扰。接收机的模拟基带部分中的直流偏移量通常对接收到的总功率电平非常敏感。当接收机突然遭受到突发性干扰攻击时，处于接收机的放大器78和88之间的基带部分的直流(dc)偏移置电平会产生强烈的波动。通过模拟基带部分54中的电路来检测这种大的直流偏移变化，并通过可变增益放大器电路设计的操作来自动加以补偿。如果检测到大的直流偏移变化，则直流偏移检测器产生标志。根据Sin-channel或RSSI的数值，由模拟/数字AGC设备98和106确定是否要改变基带放大器78的增益。当Sin-channel或RSSI的数值变低，基带放大器78的增益则被调整到低电平。否则，基带放大器78的增益将维持在高电平。
在另一个示范的实施例中，通过综合上述这些方法来检测干扰。
上面是对实现本发明的最佳实施例的说明，本发明的范围不一定局限于这些描述。本发明的范围由下面的权利要求书来规定。

Claims (20)

1.一种接收射频信号的无线电接收机，所述无线电接收机具有第一级部分，在该部分中，射频信号被以选定的第一级增益放大并且被直接转换到基带频率以便形成基带信号，所述无线电接收机还具有第二级部分，所述基带信号一旦被转换成所述基带频率就被提供给所述第二级部分，在所述第二级部分中一种对设备的改进，用于选择性地改变所述基带信号的信号特性使其具有选定的信号特性，所述设备包括：
适合于接收在所述第一级部分直接转换到所述基带频率的所述基带信号的第一个第二级放大器，所述第一个第二级放大器选择性地用于以选定的第一增益电平放大所述基带信号，使得放大后的基带信号不会饱和；以及
连接到所述第一个第二级放大器并且适合于在所述第一个第二级放大器将与所述基带信号相关联的标记放大之前接收所述标记的增益控制器，所述增益控制器用于选择所述第一个第二级放大器用于放大所述基带信号的所述选定的增益电平。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述第一个第二级放大器用于放大所述基带信号的所述增益电平包括第一增益电平和至少第二增益电平中选定的一个，所述第一增益电平大于所述第二增益电平。
3.如权利要求2所述的设备，其中，与所述信号相关联的、所述增益控制器对其作出响应而选择性地选出所述选定的增益电平的所述标记包含与噪声电平有关的值，并且其中当与噪声电平有关的所述值超过选定的阈值时，所述增益控制器选择所述第二增益电平作为所述选定的增益电平，所述第一个第二放大器利用所述选定的增益电平来放大所述信号。
4.如权利要求2所述的设备，其中，用于放大所述射频信号的所述选定的第一级增益选择性地至少等于选定的阈值，其中，所述增益控制器还适合于接收所述选定的第一级增益的指示值，并且其中当所述选定的第一级增益大于所述选定的阈值时，所述增益控制器选择所述第二增益电平作为所述选定的增益电平，所述第一个第二放大器利用所述选定的增益电平来放大所述信号。
5.如权利要求1所述的设备，其中，所述第一级部分包括射频放大器，并且其中所述增益控制器还连接到所述射频级放大器，所述增益控制器还用于选择所述射频级放大器的所述选定的第一级增益。
6.如权利要求5所述的设备，其中，所述增益控制器选择所述射频级放大器的所述选定的第一级增益和所述第一个第二级放大器的所述第一选定的增益电平，从而在它们之间分配放大量，以便至少获得选定的无线电接收机灵敏度级。
7.如权利要求5所述的设备，其中，所述第二级部分还包括第二个第二级放大器，所述第二个第二级放大器适合于接收由所述第一个第二级放大器放大的所述基带信号的表示，并且所述第二个第二级放大器适合于以第二选定的增益电平来放大所述基带信号，其中，所述增益控制器还连接到所述第二个第二级放大器，所述增益控制器还用于选择所述第二级放大器用来放大所述基带信号的所述第二选定的增益电平。
8.如权利要求7所述的设备，其中，所述增益控制器选择所述射频级放大器的所述选定的第一级增益、所述第一个第二级放大器的所述第一选定的增益电平和所述第二个第二级放大器的所述第二选定的增益电平，从而在它们之间分配放大量，以便至少获得选定的无线电接收机灵敏度级。
9.如权利要求8所述的设备，其中，所述无线电接收机形成可以按照IS-98(Interim Standard 98)蜂窝***规范工作的移动台的一部分，并且其中所述选定的射频接收机灵敏度级至少符合所述IS-98操作规范提出的关于灵敏度的最低要求。
10.如权利要求7所述的设备，其中，所述第二级部分还包括滤波器元件，并且其中所述第一个第二级放大器和所述第二个第二级放大器与所述滤波器元件并行设置，所述第一个第一级放大器构成预滤波器放大器，而所述第二个第二级放大器构成后滤波器放大器。
11.如权利要求1所述的设备，其中还包括适合于接收所述基带信号指示值的电平检测器，所述电平检测器用于形成与所述基带信号相关联的标志，所述增益控制器连接到所述电平检测器，以便接收在所述电平检测器中形成的所述标志。
12.如权利要求11所述的设备，其中，所述电平检测器检测所述基带信号中的干扰电平，并且其中当所述干扰电平超过选定的阈值时，所述标志具有第一值。
13.如权利要求12所述的设备，其中，把所述电平检测器和所述增益控制器结合在一起，形成一个共同元件。
14.如权利要求1所述的设备，其中，所述增益控制器包括模拟增益控制元件。
15.一种操作在无线电接收机接收的射频信号的方法，所述无线电接收机具有第一级部分，在该部分中，所述射频信号被以选定的第一级增益放大并且被直接转换到基带频率以便形成基带信号，所述无线电接收机还具有第二级部分，所述基带信号一旦被转换成所述基带频率就被提供给所述第二级部分，在所述第二级部分中一种对方法的改进，用于选择性地改变所述基带信号的信号特性使其具有选定的信号特性，所述方法包括：
响应与加到所述第二级部分的所述基带信号相关联的标志而选择用来放大所述基带信号的选定的增益电平，这样选择所述选定的增益电平，使得所述基带信号被放大后仍然保持不饱和；以及
在预滤波器放大器中以所述选定的增益电平选择性地放大所述基带信号，以便形成非饱和的第一放大的基带信号。
16.如权利要求15所述的方法，其中，在所述选择操作过程中选择的所述选定的增益电平是第一增益电平和至少第二增益电平中选定的一个，所述第一增益电平高于所述第二增益电平。
17.如权利要求16所述的方法，其中，与所述信号相关联的并且在所述选择过程中据以作出的选择的标志包括与干扰有关的值，并且其中当所述与干扰有关的值超过选定的阈值时，在选择所述第二增益电平的所述操作过程中执行选择操作。
18.如权利要求15所述的方法，其中，所述第一级部分包括射频级放大器，并且其中所述选择操作还包括选择所述射频放大器的所述第一级增益。
19.如权利要求18所述的方法，其中，所述第二级部分还包括第二个第二级放大器，并进一步以第二选定的增益电平放大所述基带信号，所述第二级放大器以所述第二选定的增益电平放大所述基带信号，并且其中所述选择操作还包括选择所述第二选定的增益电平。
20.如权利要求19所述的方法，其中，在所述选择操作期间作出选择，以便至少获得选定的无线电接收机灵敏度级。
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