CN1781257B - 改善干扰环境中接收机的性能 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包括接收机(21)和天线(216)的设备(20)，接收机(21)用于至少在第一频带接收和处理信号，天线(216)与接收机(21)相连。为了改善此类设备之性能，设备(20)还包括调谐部件(217)，用于将天线(216)的频率响应从第一频带移位到第二频带。此外，该设备(20)包括控制部分(221)，当预期第一频带内有宽带噪声时，控制部分(221)使调谐部件(217)将天线(216)的频率响应从第一频带移位到第二频带。本发明同样涉及相应方法。

Description

改善干扰环境中接收机的性能
技术领域
本发明涉及包括用于接收和处理信号的接收机以及与该接收机相连接的天线的设备。本发明同样涉及用于改善此类接收机之性能的方法。
背景技术
本领域熟知用于接收和处理信号的接收机，例如，GPS(全球定位***)***中的GPS接收机。
在以下时间间隔期间，其中设备的环境中存在接收机要接收的信号使用的频带内的宽带噪声，该接收机的性能会降级，这是因为该宽带噪声会显著降低所接收的信号的信噪比(SNR)。
特别地，与接收机集成在同一设备中的通信***发射机，或此设备外部的邻近通信***发射机可能产生宽带噪声。例如，上述内部或外部通信***发射机可以是GSM(全球移动通信***)收发机的一部分、CDMA(码分多址)收发机的一部分、US-TDMA收发机的或WCDMA(宽带CDMA)收发机的一部分。
例如，在GPS***中，围绕地球运转的多个GPS卫星发射由GPS接收机接收并进行估计的信号。所有GPS卫星分别使用相同的两个载波频率L1和L2，分别为1575.42MHz和1227.60MHz。GPS信令基于CDMA原理，亦即，利用用来调制两个载波信号的编码来区分各卫星及它们的信号。所用的载波调制为BPSK(双相移键控)调制，其中每当码片从0变为1或从1变为0时将载波频率相位移位180度。
这些载波频率L1和L2的调制在图1中表示。在进行90度相移之后，正弦L1载波信号由每个卫星用在接收机端已知的不同C/A(粗捕获)码进行BPSK调制。从而，不同卫星获得用于发射的不同信道。将频谱扩展为1.023MHz带宽的C/A码是每1023码片进行重复的伪随机噪声序列，码的历元是1ms。码片这个术语用于区分调制码的比特和数据比特。
并行地，L1载波信号在衰减3dB之后用P码(精测距码)进行BPSK调制，并且L2载波信号在衰减6dB之前用相同的P码进行BPSK调制。在发射之前，将L1载波信号的两个不同调制部分再次进行相加。当前，L2载波信号仅携带P码。P码远长于C/A码。其码片率是10.23MHz，每7天重复一次。另外，当前对P码进行加密，因此，其通常被称为P(Y)码。使用P(Y)码所需的解密密钥是保密的，民用用户无法获得。因此，只有L1载波C/A码可用于民用GPS接收机中。
在将C/A码和P(Y)码调制到L1信号和L2信号之前，通过使用模2加法以50比特/秒的比特率将导航数据比特添加到C/A码和P(Y)码中。例如，可以对构成数据序列的导航信息进行估计，用于确定各个接收机的位置。导航信息包括例如精确卫星轨道参数和时钟校正参数。当接收机能够基于正确的调制码对接收的信号解扩时，它可以抽取并估计导航数据。由于多普勒效应，以及可能由于其它高阶动态应力，要对GPS接收机接收的GPS信号进行进一步调制。
接收调制卫星信号的GPS接收机的接收带宽与接收码相关。例如，如果GPS是基于L1载波C/A码的，则信号需要1575.42MHz±5MHz的频带。如果使用允许P码的接收机，则GPS接收机接收频带要宽的多，可能是1575.42MHz±24MHz。实际使用的GPS接收带宽进一步与实际实现方式有关，从而，前面提到的带宽用于示范目的。因此，所提到的GPS带宽将仅以实例方式在下面使用。
目前正在对GPS标准进行现代化。现代化的一个主要部件在于两个新的导航信号，除现有的1575.42MHz处的L1-C/A码的民用业务广播之外，这两个新的导航信号将可用于民用用途。
这些新信号中的第一信号将是位于1227.60MHz，也就是调制到L2载波频率上的C/A码，并且其将可用于非安全关键性应用中的普通用途。L2的新民用信号，称为“L2CS”，通常其特征在于具有两个1/2速率码的时分复用的1.023Mcps(兆码片每秒)有效测距码。将L2CS信号和P(Y)码一同BPSK调制到L2载波上。这个C/A码将最初可用于计划在2003年发射的首个GPS BLOCK IIF卫星。
新信号中的第二信号将使用位于1176.45MHz的第三载波频率L5。L5载波频率将用C/A码进行调制，更加具体地，用767,250码片的CL码和10,230码片的CM码进行调制。L5信号将提供10.23Mcps测距码，其中预计可实现改进的交叉关联特性。L5信号将是基于消息的。其将包括携带10符号诺伊曼/哈夫曼编码的I(同相)信道，以及携带20符号诺伊曼/哈夫曼编码的Q(正交)信道。I和Q信道将正交地调制到L5载波上。L5信号落在用于航空无线电导航的全球保护性频带上，因此，其将被保护以用于生命安全应用。此外，其将不会造成对现有***的干扰。从而，不用对现有***进行修改，L5信号的加入将使GPS成为用于多种航空应用以及如海运、铁路、地面、航运等所有地基用户的更加鲁棒的无线电导航业务。甚至在列入计划的第二民用频率L2可以使用之后，L5信号也能提供高于并超出现有GPS星座之能力的显著优势。这些优势包括全世界的精确进场导航，世界上某些地区的精确导航操作的增强可用性以及干扰减轻。新L5信号将可用于计划在2005年开始发射的GPS BLOCK IIF卫星。
以目前的GPS卫星补充速率，所有三个民用信号，也就是L1-C/A、L2-C/A和L5的初步工作容量将在2010年之前可用，全部工作容量大约在2013年之前可用。
特别是工作于1900频带的通信***，例如，被普遍称为PCS(个人通信***)的GSM1900，以及工作于1800频带的通信***，例如，被普遍称为DCS(数字通信***)的GSM1800，当使用支持C/A码的GPS时，将在1575.42MHz±5MHz的这个GPS L1频带上产生宽带噪声。当使用新L2和L5频率GPS信号时，则较低频率GSM信号，也就是GSM900和GSM800，将与GSM1800对于L1 GPS信号一样，产生相同的宽带噪声问题。
测量结果表明，若不采取措施，如果实现于同一设备中的GSM发射机使用单隙TX(发射)模式进行发射，则GPS接收机所接收GPS信号的SNR(信号噪声比)会下降2dB，如果实现于同一设备中的GSM发射机使用双隙TX模式进行发射，则将下降约3dB。
然而，GPS接收机需要所接收的卫星信号的足够的SNR，才能基于其C/A码正确获取并跟踪信号，进而使用其内容。能够接收特别低的SNR的信号的GPS接收机的性能好于在整个短时间间隔内不接收任何信号的GPS接收机的性能。
通常在扩频***中，AGC(自动增益控制)基于噪声电平调谐用于A/D(模数)转换的所接收的信息信号电平。在正常操作条件中，该噪声来自背景噪声，背景噪声具有恒定功率电平。当噪声电平快速上升并且AGC设法将输入信号调整为用于A/D转换的某个适合电平时会出现问题。快速变化的高噪声电平会使A/D转换器中出现饱和，并对信号的振幅进行消波。如果在转换时对信号消波，则某些信息信号会丢失，从而降级接收机的性能。
同时，当多个通信***发射机同时在相同区域中发射时，外部干扰可能会完全中断GPS接收机的操作。
同样的问题可进一步发生于使用伽利略接收机而不是GPS接收机时。伽利略是欧洲卫星定位***，计划在2008年开始进行对其的商业运行。伽利略包括30个卫星，其分布在三个圆形轨道上，以覆盖整个地球表面。卫星将进一步由地面站的全球网络进行支持。伽利略计划将提供十个右旋圆极化(RHCP)导航信号，在1164-1215MHz频率范围内使用载波信号E5a和E5b，在1215-1300MHz内使用载波信号E6，以及在1559-1592MHz内使用载波信号E2-L1-E1。与GPS类似，载波频率E5a、E5b、E6和E2-L1-E1将由每个卫星用多个扩展频谱的PRN码和数据进行调制。从而，GSM发射机可同样会在伽利略使用的频带内产生宽带干扰。
显然，在不同于GSM发射机的另一种类型的通信***发射机和/或不同于GPS接收机或伽利略接收机的另一种类型的接收机的相似情况中，同样会由于通信***发射机的发射引起接收机性能的退化。
在美国专利No.6,107,960中，提出了用于降低组合卫星定位***接收机和通信***收发设备中的交叉干扰的方法。当通信收发机在通信链路上在高功率电平发射数据时，通信***收发机向卫星定位***接收机发射一个控制信号。该控制信号阻止卫星定位***接收机的接收电路接收来自卫星的卫星定位***信号，或使卫星定位***接收机的处理电路忽略该信号。
对于和卫星定位***接收机一起组合在单一设备中的通信***发射机而言，人们进一步提出通过在通信***发射机的发射通路上增加外部陷波滤波器提高所接收的卫星信号的SNR。排列在发射通路中的功率放大器后面的陷波滤波器具有用于传递通信***所需的频率的通频带频率范围，以及用于衰减卫星定位***所需的频率的阻带频率范围。
对于PCS和DCS，陷波滤波器的通带频率范围必须是1710MHz至1910MHz，而且如果GPS用作卫星定位***，则阻带频率范围必须是1558.42MHz至1580.43MHz。为了将所接收GPS信号的SNR改善至有用的等级，阻带需要非常高的衰减。但是，使用高衰减也增加了在滤波器通带上的陷波滤波器***损耗。由于功率放大器之后的这种额外损耗，必须从功率放大器获取更大的输出功率，这增加了电流消耗。
测量结果表明，如果要将GPS SNR提高至0.5dB退化的期望等级，则对于单隙GSM需要大约10dB的天线隔离。对于GSM1800发射路径，必须增加30dB外部GPS频带衰减器，以用于获得相同的0.5dB退化的期望等级。对于双隙GSM，所需衰减甚至更高。
具有30dB GPS频带衰减的GPS陷波滤波器的***损耗大约将在0.7dB和1.0dB之间。与无***损耗的电流消耗相比较，0.7dB和1.0dB之间的***损耗使功率放大器的电流消耗提高了20％。
因此，使用陷波滤波器的方法的缺点是，通信***发射机中需要额外部件，并且功率放大器的电流消耗增加约20％，这使设备变得更热。总体上，将GPS SNR仅仅提高约1.5dB的成本是高的。
发明内容
本发明的目的在于提供用于改善干扰环境中的接收机之性能的现有解决方案的可选方案。
一方面，提出一种设备，包括用于接收并处理至少处于第一频带内的信号的接收机；以及与该接收机相连的至少一个第一天线。提议的设备进一步包括用于将第一天线的频率响应从第一频带移位到第二频带的调谐部件。该调谐部件可以包括例如电容二极管，但是可以包括同等部件或任何其它适合部件。此外，提议的设备包括一个控制部分，当预期第一频带中有宽带噪声时，控制部分使调谐部件将天线的频率响应从第一频带移位到第二频带。
另一方面，提出一种用于改善接收机之性能的方法。该接收机能够接收并处理至少处于第一频带内的信号，并且其与至少一个第一天线相连。提议的方法包括第一步骤，确定是否预期第一频带内有宽带噪声。提议的方法包括第二步骤，如果确定预期第一频带内有宽带噪声，将第一天线的频率响应从第一频带移位到第二频带。
本发明来自以下考虑，诸如GPS接收机之类的某些接收机在处理高噪声电平时有严重问题。因此，提议当将由接收机接收的信号使用的频带中产生宽带噪声时，将天线解谐到常规中心频率之外。因此，经由天线再也不能接收宽带噪声，从而宽带噪声不会干扰接收机。
本发明的优点在于，它提供现有解决方案的可选方案。
当解谐天线时，还要衰减所接收的信号。如果所接收的信号是弱的，则衰减造成检测不到信号。然而，如果信号是强的，则尽管衰减也能检测到信号。这优于上面引用的美国专利No.6,107,960提议的解决方案，因为阻塞或忽略卫星信号会影响所有强度的卫星信号。
本发明的另一个优点在于，该设备的通信***发射机中不需要附加部件。
根据所附权利要求，本发明的优选实施方式变得明显。
可以在包括接收机的任何设备中使用本发明。例如，接收机可以是诸如GPS接收机或伽利略接收机之类的卫星定位***接收机，但是同样可以是任何其它类型的接收机。
特别地，但并非排它地，可以在包括接收机并且另外包括通信***发射机的任何设备中使用本发明。例如，通信***发射机可以是例如GSM收发机的一部分、US-TDMA收发机的一部分、WCDMA-GSM收发机的或CDMA收发机的一部分。
当在另外包括通信***发射机的设备中使用本发明时，特别地，可以使用本发明来衰减在第一频带内由通信***发射机产生的宽带噪声。至少每当获悉通信***发射机将要发射信号时，由控制部分可以预期第一频带中的宽带噪声。该控制部分既可以是通信***发射机的一部分，也可以从通信***发射机那里接收与发射有关的相应信息。然而，请注意，本发明同样适用于衰减该设备之外部单元产生的宽带噪声。
在有利实施方式中，该接收机至少包括用于接收和处理第一频带内的射频信号的第一接收链，以及用于接收和处理第二频带内的射频信号的第二接收链。在本实施方式中，第一天线与第一接收链相连，并且另外经由开关部件与第二接收链相连。然后每当预期第一频带内有宽带噪声时，则控制部分可以使开关部件将第一天线另外地连接到第二接收链。从而可以改善接收机的性能，这是因为宽带噪声干扰第一频带内的信号，而在第二频带内信号可以用于进行估计。
当接收机包括两个接收链时，根据本发明的设备有利地另外包括一个第二天线，后者具有第二频带内的频率响应，并且同样经由开关部件与第二接收链相连。第二天线可以用于该接收机中的分集接收改善。每当由于预期第一频带内有宽带噪声而经由开关部件把第一天线连接到第二接收链时，则该控制部分可以使开关部件将第二天线从第二接收链断开。
在此类设备中，当预期第二频带内有宽带噪声时，该控制部分有利地进一步使开关部件把第一天线连接到第二接收链，并且将第二天线从第二接收链断开。
例如，该设备的第二通信***发射机可以产生第二频带内的噪声，其中该第二通信***发射机经由无线接口在不同于该设备中第一通信***发射机的频带内的发射信号。此时，至少每当获悉第二通信***发射机将要发射信号时，该控制部分可以预期第二频带内的宽带噪声。
附图说明
通过连同附图一起考虑下面的详细说明，本发明的其它目的和特征将更加明显。
图1说明GPS载波频率的调制；
图2是其中可以实现本发明的第一实施方式的移动电话的示意框图；
图3是说明本发明的第一实施方式的操作的视图；
图4是其中可以实现本发明的第二实施方式的移动电话的示意框图；
图5是一个说明本发明的第二实施方式的操作的视图；
图6a和6b是说明本发明的第二实施方式的操作的其它视图；
图7是其中可以实现本发明的第三实施方式的移动电话的示意框图；以及
图8a和8b是说明本发明的第三实施方式的操作的视图。
具体实施方式
图2是其中可以实现本发明的第一实施方式的移动电话20的示意框图。仅仅描绘移动电话20的选定部件。
该移动电话支持GPS定位以及经由GSM网络的移动通信。
为了支持GPS定位，移动电话20包括GPS接收机21。GPS接收机21包括彼此以串联方式连接的低噪声放大器LNA 211、混频器212、可变增益衰减器213以及转换器和DSP(数字信号处理器)处理块214。本地振荡器215还与混频器212相连。本地振荡器215提供一个信号，该信号具有下变频L1信号所需的频率。移动电话20进一步包括GPS天线216，后者经由调谐部件217与GPS接收机21的低噪声放大器211相连。调谐部件217包括诸如电容二极管之类的解谐电路，用于调谐可以经由GPS天线216接收的频带。
为了支持移动通信，移动电话20包括GSM1800发射机22，其为GSM1800收发机的一部分。发射机22包括彼此以串联方式连接的转换器和DSP处理器块221、第一可变功率放大器222、混频器223以及第二可变功率放大器224。发射机22进一步包括与混频器223相连的本地振荡器225。此外，移动电话20包括与第二可变放大器224相连的GSM天线226。发射机22的转换器和DSP处理器块221控制对调谐部件217的使用。
如果该信号位于GPS天线216的频率响应的频带内的话，由GPS天线216接收到达移动电话20的射频信号。调谐部件217能够在两个不同频带之间切换GPS天线216的频率响应，其中一个频带是GPSL1频带。GPS接收机21处理经由GPS天线216接收的射频信号。更具体地说，利用LNA 211放大所接收的信号，然后利用混频器212对该信号和本地振荡器215提供的信号进行混频。如果所接收的信号为L1信号，则混频导致到基带的下变频。接着，可变增益衰减器213以AGC(自动增益控制)当前设置的增益衰减或放大下变频信号，最后在转换器和DSP处理器块214中按常规方式进行处理。例如，转换器和DSP处理器块214中的处理可以包括，确定并跟踪该信号中的C/A码，对所跟踪的信号中包括的导航信息进行解码，以及执行定位计算以确定移动电话20的当前位置。
GSM发射机22按常规方式处理在移动通信之范围内GSM发射机22发射到基站的信号，以便进行发射。转换器和DSP处理器块221向第一可变功率放大器222提供该信号，第一可变功率放大器222以当前设置的放大因子放大该信号。接着，混频器223对经过放大的信号和本地振荡器225提供的信号进行混频，以便上变频为射频信号。第二可变功率放大器224以当前设置的放大因子进一步放大该射频信号。放大因子是由AGC依照移动电话20当前连接的通信网络的基站的请求设置的。接着，经由GSM天线226发射第二可变功率放大器224输出的信号。
以下参照图3详细说明调谐部件217将GPS天线216解谐到另一个频带的处理。图3是一个视图，该图在频率轴上描绘1710-1785MHz的GSM1800 TX频带，1570.30-1580.53MHz的GPS L1频带，1227MHz附近的GPS L2频带，1176.45MHz附近的GPS L5频带以及880-925MHz的GSM900 TX频带。
在第一状态中，GSM发射机22不发射任何信号。在该第一基础状态中，利用调谐部件217调谐GPS天线216以接收1570.30MHz到1580.53MHz的GPS L1频带内的卫星信号。相应GPS天线的频率响应表示为图3中的第一条曲线。
在第二状态中，GSM发射机22发射其载波频率在1710-1785MHz范围内的信号，引起了1575.42MHz±5MHz的GPS L1频带内的宽带噪声。图3中的第二条曲线描绘了所发射的GSM1800信号的功率电平相对于该频率的分布。产生的宽带噪声会叠加至到达GPS天线216的任何卫星信号上。宽带噪声会降低GPS接收机21的性能，如果它将所接收的GPS L1卫星信号的SNR降低到容许值以下的话。
当GSM发射机22以超过预定低功率电平的功率电平发射信号时，由此GSM发射机22的转换器和DSP处理器块221向调谐部件217提供控制信号。于是，调谐部件217将GPS天线216解谐为稍微低一点或稍微高一点的频率。图3中的第三条曲线描绘了将该频率调谐到较低频率时所得的移位GPS天线频率响应。
正如图3中的双头箭头所示，利用该移位GPS天线频率响应，GSM天线226和GPS天线216之间的天线隔离得到改善。当到达移动电话20的GPS信号是强的，从而尽管有叠加的宽带噪声该信号仍然有相当高的SNR时，即使将GPS天线216解谐，经由GPS天线216接收的信号也足够得强以便进行检测。然而，当到达移动电话20的GPS信号是弱的，并且由于叠加的产生的宽带噪声而具有相当低的SNR时，经由GPS天线216接收的信号并不足够得强以便进行检测，从而防止了转换器和DSP处理器块214中的估计误差。因此，通过增加GSM天线226和GPS天线216之间的衰减，GSM发射机22可以减轻GPS接收机21的性能退化。
也可以将解谐量与由GSM发射机22施加到要发射的信号的相应放大程度相联系。
以下将要进一步介绍的本发明的第二实施方式和第三实施方式，其考虑了列入计划的GPS的未来发展。
本发明的第二实施方式基于以下假设，除L1信号的C/A码之外，包括C/A码和P码的L1信号和L2信号的P码也进入民用。
图4是其中可以实现本发明的第二实施方式的移动电话40的示意框图。如图2中那样，仅仅描绘移动电话40的选定部件。
图4中的移动电话40也支持GPS定位和经由GSM网络的移动通信。为了支持GPS定位，图4的移动电话40包括GPS接收机41。GPS接收机41包括用于接收和处理L1信号的第一接收链43，以及用于接收和处理L2信号的第二接收链44。L1接收链43包括彼此以串联方式连接的第一低噪声放大器LNA 431、第一混频器432以及第一可变增益衰减器433。L1接收链43进一步包括与第一混频器432相连的本地振荡器435。第一本地振荡器提供一个信号，该信号具有下变频L1信号所需的频率。L2接收链44包括彼此以串联方式连接的第二低噪声放大器LNA 441、第二混频器442以及第二可变增益衰减器443。L2接收链44进一步包括与第二混频器442相连的第二本地振荡器445。第二本地振荡器445提供一个信号，该信号具有下变频L2信号所需的频率。GPS接收机41另外包括转换器和DSP处理器块414。L1接收链43的第一可变增益衰减器433以及L2接收链44的第二可变增益衰减器443都与转换器和DSP处理器块414相连。
为了支持GPS定位，移动电话40另外包括GPS天线416。一方面，借助于增强型双工器417连接GPS天线416和L1接收链43的第一低噪声放大器431，另一方面，经由开关418连接GPS天线416和L2接收链44的第二低噪声放大器441。通常，双工器将具有不同频率的两个输入通路信号合并成一个输出通路信号。增强型双工器417包括解谐电路和双工器功能性。可以利用电容二极管或任何其它适合部件实现解谐功能。解谐电路对可以经由GPS天线416接收的频带进行调谐。
为了支持移动通信，移动电话40包括GSM1800发射机42，后者是GSM1800收发机的一部分。发射机42包括转换器和DSP处理器块421、第一可变功率放大器422、混频器423以及第二可变功率放大器424。发射机42进一步包括与混频器423相连的本地振荡器425。移动电话40进一步包括GSM天线426，后者与第二可变功率放大器424相连。转换器和DSP处理器块421还控制对双工器417和开关418的使用。
为了支持移动通信，移动电话40可以另外包括GSM900发射机(未示出)，后者是GSM900收发机的一部分，并且是按照与GSM1800发射机类似的方式设计的。
GSM1800发射机和GSM900发射机按照上面参照图2描述的GSM1800发射机的发射方式进行发射。
当GSM1800发射机42不发射任何信号时，GPS天线426经由双工器417仅仅与L1接收机链43相连。GPS天线416调谐于L1频带的中心频率，将接收的L1信号转发给L1接收机链43，并且按照以上参照图2描述的方式进行处理。
当GSM1800发射机42正在发射信号时，在L1频带内产生宽带噪声。因此，转换器和DSP处理器块421向开关418提供控制信号，以使开关418闭合。结果向L1接收链43和L2接收链44两者提供GPS天线416接收的信号。同时，转换器和DSP处理器块421向双工器417提供控制信号，以使双工器417中的解谐电路解谐GPS天线416，以便使其调谐于L2频带的中心频率。
图5说明GPS天线频率响应的移位。图5是与图3的视图相对应的视图，只是此处将GPS天线频率响应准确移位到L2频带。正如图5中的双头箭头所示，所得的GPS天线416和GSM天线426之间的隔离改善相当高。
由于本发明的第二实施方式中的特定解谐，获得了GPS天线416在L2频带的良好接收，并因此获得了在L2接收链44中L2频带的C/A码和P码的良好接收。在某些情况中，亦即，到达移动电话的L1信号特别强时，仍然可以经由L1接收链43从L1频带接收C/A码和P码。在强L1载波信号的情况下，尽管有宽带噪声存在，L1信号的SNR也足够得强度以便进行估计。
图6a和图6b用另一种类型的表示法说明解谐。在图6a中，相对于频率描绘没有GSM1800发射时GPS天线416的***损耗S11，单位为dB。可以看出，***损耗S11大体上基本为恒定高值，但是在1575MHz的中心频率处降到最小值，并具在有该中心频率两侧的过渡范围。从而能够在L1接收机链43中良好地接收L1频带C/A码和L1频带P码。不使用L2接收机链44。GSM1800收发机可以同时接收信号，并且如果移动电话40另外包括GSM900收发机，则GSM900收发机可以同时接收或发射信号，因为此类操作不会在L1频带内产生任何宽带噪声。
在图6b中，相对于频率描绘了正在进行GSM1800发射时GPS天线416的***损耗S11位为dB。可以看出，***损耗S11大体上基本为恒定高值，但是在1227MHz的移位中心频率处降到最小值，并具有在该中心频率两侧的过渡范围。从而能够在L2接收机链44中良好地接收L2频带P码。同时，对GSM1800发射产生的宽带噪声进行衰减。
对于美国频带GSM1900和GSM850，可以获得与图6a和图6b中描述的欧洲频带GSM1800和GSM900的结果相同的结果。
本发明的第三实施方式基于以下假设，除L1信号的C/A码之外，L1信号和L2信号的P码以及新引入的L2信号的C/A码进入民用。
图7是其中实现本发明的第三实施方式的移动电话70的示意框图。如图2和图4中那样，仅仅描绘移动电话70的选定部件。
图7的移动电话70也支持GPS定位和经由GSM网络的移动通信。为了获得分集接收改善，在GPS定位中使用L2频带的C/A码和P码。
图7的移动电话70的设计与图4的移动电话设计非常类似。
为了支持GPS定位，图7的移动电话70包括GPS接收机71。GPS接收机71包括用于接收和处理L1信号的第一接收链73，以及用于接收和处理L2信号的第二接收链74。L1接收链73包括彼此以串联方式连接的第一低噪声放大器LNA 731、第一混频器732以及第一可变增益衰减器733。L1接收链73进一步包括与第一混频器732相连的第一本地振荡器735。第一本地振荡器提供一个信号，该信号具有下变频L1信号所需的频率。L2接收链74包括彼此以串联方式连接的第二低噪声放大器LNA 741、第二混频器742以及第二可变增益衰减器743。L2接收链74进一步包括与第二混频器742相连的第二本地振荡器745。第二本地振荡器745提供一个信号，该信号具有下变频L2信号所需的频率。GPS接收机41另外包括转换器和DSP处理器块714。L1接收链73的第一可变增益衰减器733以及L2接收链74的第二可变增益衰减器743都与转换器和DSP处理器块714相连。
为了支持GPS定位，移动电话70另外包括第一GPS天线716和第二GPS天线719。一方面，借助于增强型双工器717连接第一GPS天线716和L1接收链73的第一低噪声放大器731，另一方面，经由开关718连接第一GPS天线716和L2接收链74的第二低噪声放大器741。增强型双工器717包括解谐电路，后者把经由第一GPS天线716接收的频带从L1频带调谐到L2频带。同样，第二GPS天线719经由开关718与L2接收链74的第二低噪声放大器741相连。采用固定方式将第二GPS天线719调谐到L2频带。开关718允许或者将第一GPS天线716或者将第二GPS天线719连接到第二GPS接收链74。
为了支持移动通信，移动电话70包括GSM1900发射机72，后者是GSM1900收发机的一部分。发射机72包括转换器和DSP处理器块721、第一可变功率放大器722、混频器723以及第二可变功率放大器724。发射机72进一步包括与混频器723相连的本地振荡器725。移动电话70进一步包括GSM天线726，后者与第二可变功率放大器724相连。转换器和DSP处理器块721另外控制对双工器717和开关718的使用。
为了支持移动通信，移动电话70另外包括GSM850发射机(未示出)，后者是GSM850收发机的一部分，并且是按照与GSM1900发射机类似的方式设计的。
GSM1900发射机72或GSM850发射机按照上面参照图2描述的GSM1800发射机22的发射方式进行发射，只是在不同频带上发射。
当GSM1900发射机72和GSM850发射机都不发射信号时，第一GPS天线716经由双工器717仅仅与第一GPS接收机链73相连。同时，第二GPS天线719经由开关718与第二GPS接收机链74相连。第一GPS天线716调谐于L1频带，将接收的L1信号转发给第一GPS接收机链73，并且按照类似于参照图2描述的方式进行处理。第二GPS天线719调谐于L2频带，将接收的L2信号转发给第二GPS接收机链74，并且按照类似于参照图2描述的方式进行处理。GSM1800收发机和GSM900收发机可以同时接收信号。
图8a说明第一种情况，其中相对于频率描绘了没有GSM发射时两个GPS天线716、719的***损耗S11，单位为dB。在第一GPS天线716处，***损耗S11大体上基本为恒定高值，但是在1575MHz的中心频率处降到最小值，并具有在该中心频率两侧的过渡范围。从而能够在第一GPS接收链73中经由第一GPS天线716良好地接收L1频带C/A码和P码。在第二GPS天线719处，***损耗S11大体上基本为恒定高值，但是在1227MHz的中心频率处降到最小值，并具在有该中心频率两侧的过渡范围。从而能够在第二GPS接收链74中经由第二GPS天线719良好地接收L2频带C/A码和P码。
当GSM1900发射机74正在发射信号时，在L1频带中产生宽带噪声。因此，转换器和DSP处理器块721向开关718提供控制信号，其使得开关718将双工器717而不是第二GPS天线719连接到第二GPS接收链74。由此，把第一GPS天线716接收的信号提供给第一GPS接收链73和第二GPS接收链74其两者。此刻第二GPS天线719是断开的。同时，转换器和DSP处理器块721使得第一GPS天线716解谐以便调谐于L2频带。
图8b说明第二种情况，其中相对于频率描绘了有GSM1900发射时第一GPS天线716的***损耗。在第一GPS天线716处，***损耗S11大体上基本为恒定高值，但是在1227MHz的移位中心频率处降到最小值，并具有在该中心频率两侧的过渡范围。从而能够在第二GPS接收链74中经由第一GPS天线716良好地接收L2频带C/A码和P码。由此对由GSM1900发射生成的宽带噪声进行衰减。在某些情况下，亦即，如果到达移动电话70的L1卫星信号特别强的话，则可以在第一GPS接收链73中经由第一GPS天线716从L1频带接收C/A码和P码。断开的第二GPS天线719不转发任何信号。
当GSM850发射机正在发射信号时，在L2频带中产生宽带噪声。因此，GSM850发射机的转换器和DSP处理器块(未示出)向开关718提供控制信号，其使得开关718将双工器717而不是第二GPS天线719连接到第二GPS接收链74。由此把第一GPS天线716接收的信号提供给第一GPS接收链73和第二GPS接收链74其两者。此刻第二GPS天线719是断开的。使第一天线保持调谐以便调谐于L1频带。
图8c说明了第三种情况，其中相对于频率描绘了有GSM850发射时第一GPS天线716的***损耗S11。在第一GPS天线716处，***损耗S11大体上基本为恒定高值，但是在1575MHz的中心频率处降到最小值，并具有在该中心频率两侧的过渡范围。从而能够在第二GPS接收链74中经由第一GPS天线716良好地接收L1频带C/A码和P码。断开的第二GPS天线719不转发任何信号。由此衰减由GSM850发射产生的宽带噪声。在某些情况下，亦即，如果到达移动电话70的L2卫星信号特别强的话，则可以在第二GPS接收链74中经由第一GPS天线716从L2频带接收C/A码和P码。
应该理解，在第二和第三实施方式中，一个GPS接收机链或附加的GPS接收链也可以作为用于接收L5频带的GPS信号的接收机链，如果在该频带上发射适合信号的话。
此外，请注意，上述实施方式仅仅构成本发明之多种可能实施方式的三种实施方式。

Claims (15)

1.一种用于改善干扰环境中接收机性能的设备(20，40，70)，包括：
接收机(21，41，71)，包括用于接收和处理第一频带内的射频信号的至少一个第一接收链(43，73)以及用于接收和处理第二频带内的射频信号的第二接收链(44，74)；
至少一个第一天线(216，416，716)，该第一天线(216，416，716)与所述第一接收链(43，73)相连并且另外经由开关部件(418，718)与所述第二接收链(44，74)相连；
调谐部件(217，417，717)，用于将所述第一天线(216，416，716)的频率响应从所述第一频带移位到第二频带；以及
控制部分(221，421，721)，用于当预期所述第一频带中有宽带噪声时，使所述调谐部件(217，417，717)将所述第一天线(216，416，716)的所述频率响应从所述第一频带移位到所述第二频带，并用于使所述开关部件(418，718)将所述第一天线(216，416，716)连接到所述第二接收链(44，74)，同时所述第一天线(216，416，716)仍然与所述第一接收链(43，73)连接。
2.根据权利要求1的设备(20，40，70)，进一步包括经由无线接口发射信号的通信***发射机(22，42，72)，其中所述通信***发射机(22，42，72)的信号发射引起所述第一频带内的宽带噪声，并且其中每当所述通信***发射机(22，42，72)正在发射引起所述第一频带内的宽带噪声的信号时，所述控制部分(221，421，721)适于预期所述第一频带内的宽带噪声。
3.根据权利要求1的设备(70)，进一步包括第二天线(719)，该第二天线(719)的频率响应处于所述第二频带并且该第二天线(719)同样经由所述开关部件(718)与所述第二接收链(74)相连，其中当预期所述第一频带内有宽带噪声时，所述控制部分(721)适于使得所述开关部件(718)将所述第二天线(719)从所述第二接收链(74)断开。
4.根据权利要求3的设备(70)，其中当预期所述第二频带内有宽带噪声时，所述控制部分(721)适于使得所述开关部件(718)将所述第一天线(716)连接到所述第二接收链(74)，并且将所述第二天线(719)从所述第二接收链(74)断开。
5.根据权利要求4的设备(70)，进一步包括经由无线接口发射信号的通信***发射机，其中所述通信***发射机的信号发射引起所述第二频带内的宽带噪声，并且其中每当所述通信***发射机正在发射引起所述第二频带内的宽带噪声的信号时，所述控制部分(721)适于预期所述第二频带内的宽带噪声。
6.根据前述权利要求之一的设备(20，40，70)，其中所述接收机(21，41，71)为全球定位***接收机，用于接收和处理全球定位***卫星发射的全球定位***信号。
7.根据权利要求6的设备(40，70)，其中所述第一频带为全球定位***L1频带，并且其中所述第二频带为全球定位***L2频带和全球定位***L5频带之一。
8.根据权利要求1的设备(40，70)，其中所述设备(40，70)是移动电话。
9.一种用于改善接收机(21，41，71)之性能的方法，该接收机(21，41，71)包括用于接收和处理第一频带内的射频信号的至少一个第一接收链(43，73)以及用于接收和处理第二频带内的射频信号的第二接收链(44，74)，其中至少一个第一天线(216，416，716)与所述第一接收链(43，73)相连，并且另外经由开关部件(418，718)与所述第二接收链(44，74)相连，所述方法包括：
确定是否预期所述第一频带内有宽带噪声；以及
当确定所述第一频带内预期有宽带噪声时，将所述第一天线(216，416，716)的频率响应从所述第一频带移位到第二频带，并且使所述开关部件(418，718)将所述第一天线(216，416，716)连接到所述第二接收链(44，74)，同时所述第一天线(216，416，716)仍然与所述第一接收链(43，73)连接。
10.根据权利要求9的方法，其中所述接收机(21，41，71)包括在带有通信***发射机(22，42，72)的单一设备(20，40，70)中，所述通信***发射机(22，42，72)的信号发射引起所述第一频带内的宽带噪声，并且其中确定是否预期所述第一频带内有宽带噪声的步骤包括，检测所述通信***发射机(22，42，72)是否正在经由无线接口发射信号。
11.根据权利要求9的方法，其中第二天线(719)与所述接收机(71)相连，该第二天线(719)的频率响应处于所述第二频带内，所述方法进一步包括，当确定了将会预期所述第一频带内有宽带噪声时，阻止处理经由所述第二天线(719)接收的射频信号。
12.根据权利要求11的方法，进一步包括：
确定是否预期所述第二频带内有宽带噪声；
当确定了将会预期所述第二频带内有宽带噪声时，使所述接收机(71)处理经由所述第一天线(716)接收的处于所述第二频带内的射频信号；以及
当确定了将会预期所述第二频带内有宽带噪声时，阻止处理所述接收机(71)经由所述第二天线(719)接收的射频信号。
13.根据权利要求12的方法，其中所述接收机(71)包括在在带有通信***发射机的单一设备(70)中，其中所述通信***发射机的信号发射引起所述第二频带内的宽带噪声，并且其中确定是否预期所述第二频带内有宽带噪声的步骤包括，检测所述通信***发射机是否正在经由无线接口发射信号。
14.根据权利要求9-13之一的方法，其中所述接收机(21，41，71)为全球定位***接收机，用于接收和处理全球定位***卫星发射的全球定位***信号。
15.根据权利要求14的方法，其中所述第一频带为全球定位***L1频带，并且其中所述第二频带为全球定位***L2频带和全球定位***L5频带之一。
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