频谱感测无线电接收器的制作方法

本发明一般涉及电子技术，而且更具体，涉及发射器和接收器。

背景技术：

在射频(RF)收发机中，通信信号通常由接收电路接收并降频转换(downconvert)，有时也被称作接收链。接收链通常包括:接收滤波器、低噪声放大器(LNA)、混频器、本地振荡器(LO)、压控振荡器(VCO)、基带滤波器和其它组件，来恢复在通信信号中包含的信息。收发机还包括使通信信号能够向其它收发机中的接收器传递的电路。收发机还能够在多个频率范围上运行，通常被称作频带。而且，单个收发机可以被配置成利用多个载波信号来运行，这些载波信号可以出现在相同频带中但是在实际频率中没有重叠，这样的配置被称作非连续载波。

在蜂窝通信环境中，因为难以确定可用频谱并且必须留有足够的频谱来满足各种服务质量(QOS)保证，所以被分配给终端用户的射频(RF)载波的数目受到限制。结果，经常存在没有使用的频谱。无线服务提供商对于在每个用户周围和在每个用户设备(UE)周围可用的频谱了解甚少。诸如移动电话的UE中的接收器一般不允许对UE可用的无线电频谱进行周期分析。

因此，希望UE可以在给定时间实现对可用频谱的周期性分析。

附图说明

在附图中，除非另有说明，相同的附图标记表示贯穿各种视图的相同的部件。对于具有字母符号标记(诸如102a、102b)的附图标记，字母符号标记可以区分在同一附图中出现的两个相同的部件或元件。当希望用附图标记包括所有附图中具有相同附图标记的所有部件时，可以省略附图标记中的字母符号标记。

图1是示出与无线通信系统通信的无线设备的图。

图2A是示出连续的带内载波聚合(CA)的例子的示图。

图2B是示出不连续的带内CA的例子的示图。

图2C是示出在相同频带组中的带间CA的例子的示图。

图2D是示出在不同频带组中的带间CA的例子的示图。

图3是示出图1中无线设备的示例性设计的框图。

图4是示出频谱感测无线电的接收器前端的示例性实施例的示意图。

图5是示出频谱感测无线电的接收器部分的示例性实施例的示意图。

图6是示出图5的数字收发机的宽带电路元件和窄带电路元件的框图。

图7是通过频谱感测接收器来处理的通信频谱的图形。

图8是示出可调节衰减器和可调节LNA的示例性实施例的示意图。

图9是被配置用于带内CA操作的接收器前端的可替选实施例的示意图。

图10是被配置用于带内CA操作的接收器前端的可替选实施例的示意图。

图11是描述可重新配置的载波聚合接收器和可以用来处理不连续载波的滤波器的示例实施例的操作的流程图。

具体实施方式

本文使用词语“示例”表示“用作例子、举例或图例”。作为“示例”描述的任何内容不必被解释为比其它内容优选或有利。

在说明书中，术语“应用”可以包括具有可执行内容的文件，诸如对象代码、脚本、字节代码、标记语言文件、和补丁。另外，本文中“应用”也可以包括本身不可以执行的文件，诸如需要被打开的文件或需要被访问的其它数据文件。

术语“内容”也可以包括具有可执行内容的文件，诸如对象代码、脚本、字节代码、标记语言文件、和补丁。另外，本文中所指的“内容”也可以包括本身不可以执行的文件，诸如需要被打开的文件或需要被访问的其它数据文件。

如本文所使用的那样，术语“干扰信号”、“干扰器”、“干扰器信号”和“TX干扰器”用来描述在检测和降频转换所期望的接收信号时，可以使接收器性能降级的在接收器处存在的信号。

本发明的示例实施例涉及一种频谱感测无线电，其允许利用使用单个本地振荡器(LO)路径、单个压控振荡器(VCO)和单个锁相环(PLL)的可重新配置的接收器，对一个或多个通信信道进行降频转换，并且包括完整的接收频带。当LO频率基本位于两个不连续的载波之间的半途时，可以使用单个LO/VCO/PLL路径来降频转换两个不连续的载波。

图1是示出与无线通信系统120通信的无线设备110的图。无线通信系统120可以是长期演进(LTE)系统、码分多址系统(CDMA)、移动通信全球系统(GSM)、无线局域网系统(WLAN)或者其它的无线系统。CDMA系统可以实施宽带CDMA(WCDMA)、CDMA 1X、演进数据优化(EVDO)、时分同步CDMA(TD-SCDMA)或其它版本的CDMA。为了简化，图1示出了包括两个基站130和132和一个系统控制器140的无线通信系统120。通常来说，无线通信系统可以包括任意数目的基站和任意数目的网络实体。

无线设备110还可以被称作用户设备(UE)、移动基站、终端、访问终端、用户单元、基站等等。无线设备110可以是蜂窝电话、智能手机、平板、无线调制解调器、个人数字助理(PDA)、手持设备、膝上型电脑、智能电子书、上网本、平板、无绳电话、无线本地环路(WLL)站、蓝牙设备等。无线设备110可以与通信系统120通信。无线设备110还可以从广播站(例如广播站134)接收信号，从一个或多个全球导航卫星系统(GNSS)等中的卫星(例如卫星150)接收信号。无线设备110可以支持用于无线通信的一个或多个无线电技术，诸如LTE、WCDMA、CDMA 1X、EVDO、TD-SCDMA、GSM、802.11等。

无线设备110可以支持在多个载波上操作的载波聚合。载波聚合可以被称作多载波操作。无线设备110能够在转变频率低于1000兆赫兹的(MHz)的低频带(LB)操作、在转变频率从1000MHz到2300MHz的中频带(MB)操作、和/或在转变频率高于2300MHz的高频带(HB)操作。例如，低频带可以覆盖698MHz到960MHz，中频带可以覆盖1475MHz到2170MHz，高频带可以覆盖2300MHz到2690MHz以及3400MHz到3800MHz。低频带、中频带和高频带是指三组频带(或频带组)，每个频带组包括若干频带(简称为频带)。每个频带最高可以覆盖200MHz，并且可以包括一个或多个载波。在LTE中，每个载波最高可以覆盖20MHz。LTE Release 11支持35个频带，其被称作LTE/UMTS频带并且在3GPP TS 36.101中列出。在LTE Release 11中，无线设备110可以被配置成在一个或两个频带中具有最高5个载波。

一般来说，载波聚合(CA)可以分成两种类型：带内CA和带间CA。带内CA指的是在同一频带内多个载波上操作。带间CA指在不同频带中的多个载波上操作。

图2A是示出连续带内载波聚合(CA)的例子的示图。在图2A所示的例子中，无线设备110被配置成具有低频带的一个频带中的四个连续载波。无线设备110可以在同一频带内的四个连续载波上发送和/或接收传输。

图2B是示出不连续带内CA的例子的示图。在图2B所示的例子中，无线设备110被配置成具有低频带的一个频带中的四个不连续载波。载波可以通过5MHz、10MHz或一些其它的量来分开。无线设备110可以在同一频带内的四个不连续载波上发送和/或接收传输。

图2C是示出在相同频带组中的带间CA的例子的示图。在图2C所示的例子中，无线设备110被配置成具有低频带的两个频带中的四个载波。无线设备110可以在同一频带组中的不同频带内的四个载波上发送和/或接收传输。

图2D是示出在不同频带组中的带间CA的例子的示图。在图2D所示的例子中，无线设备110被配置成具有不同频带组的两个频带中的四个载波，其包括低频带中的一个频带中的两个载波、以及中频带中的另一频带中的两个载波。无线设备110可以在不同频带组中的不同频带内的四个载波上发送和/或接收传输。

图2A至2D示出了载波聚合的四个例子。载波聚合也可以支持频带和频带组的其它组合。

图3是示出可以实现本发明的示例技术的无线设备300的框图。图3示出了收发机300的例子。一般来说，可以通过一级或多级放大器、滤波器、升频转换器(upconverter)、降频转换器(downconverter)等来执行发射器330和接收器350中信号的约束。这些电路块可以被布置成与图3所示的配置不同。此外，也可以使用图3中没有示出的其它电路块来约束发射器和接收器中的信号。除非另有相反的表示，图3中的任何信号或者附图中的任何其它附图可以是单端的或差分的。图3中的一些电路块也可以被省略。

在图3所示的例子中，无线设备300通常包括：收发机320和数据处理器310。数据处理器310可以包括用于储存数据和程序代码的存储器(没有示出)，并且还通常包括模拟和数字处理元件。收发机320包括支持双向通信的发射器330和接收器350。一般来说，无线设备300可以包括用于任意数目的通信系统和频带的任意数目的发射器/或接收器。收发机320的全部或一部分可以实现在一个或多个模拟集成电路(IC)、RF IC(RFIC)、混合信号IC等上。

发射器或接收器可以通过超外差架构或直接转换架构来实现。在超外差架构，在多级中在射频(RF)和基带之间对信号进行频率转换，例如，从RF到一级中的中间频率(IF)并且然后从IF到接收器的另一极的基带。在直接转换架构，在一级中在IF和基带之间对信号进行频率转换。超外差架构和直接转换架构可以使用不同的电路块和/或具有不同的需求。在图3所示的例子中，发射器330和接收器350利用直接转换架构来实现。

在发射路径中，数据处理器310处理要发射的数据并且提供正相(I)和正交(Q)模拟输出信号到发射器330。在示例实施例中，数据处理器310包括数字模拟转换器(DAC)314a和314b，用于将数据处理器310生成的数字信号转换成I和Q模拟输出信号(例如，I和Q输出电流)以便进一步处理。

在发射器330内，基带滤波器332a和332b分别对I和Q模拟发射信号进行滤波，以便去除之前的数字模拟转换所造成的不期望的图像。根据实现方式，基带滤波器332a和332b可以是低通滤波器或者带通滤波器。放大器(Amp)334a和334b分别对来自基带滤波器332a和332b的信号进行放大，并且提供I和Q基带信号。升频转换器340用来自TX LO信号发生器390的I和Q发射(TX)本地(LO)振荡器信号来升频转换I和Q基带信号，并且提供经升频转换的信号。滤波器342对经升频转换的信号进行滤波来去除频率转换造成的不期望的图像以及接收频带中的噪声。功率放大器(PA)344放大来自滤波器342的信号以获得期望的输出功率水平，并且提供发射RF信号。发射RF信号通过双工器或开关346来路由并且通过天线348来发射。

在接收路径中，天线348接收通信信号并且提供接收的RF信号，所述接收的RF信号是通过双工器或开关346路由并且被提供到低噪声放大器(LNA)352。双工器36被设计成以特定的RX至TX双工器频率间隔来操作，使得RX信号与TX信号隔离。接收的RF信号通过LNA352来放大并且通过滤波器354来过滤，以获得期望的RF输入信号。降频转换混频器361a和361b将滤波器354的输出和来自RX LO信号发生器380的I和Q接收(RX)LO信号(即LO_I和LO_Q)进行混频以生成I和Q基带信号。I和Q基带信号通过放大器362a和362b来放大，并且进一步由基带滤波器364a和364b来过滤，以便得到被提供到数据处理器310的I和Q模拟输入信号。基带滤波器364a和364b根据具体实施方式可以是低通滤波器或带通滤波器。在所示的示例实施例中，数据处理器310包括模拟数字转换器(ADC)316a和316b，用于将模拟输入信号转换成数字信号以便进一步通过数据处理器310处理。

在图3中，TX LO信号发生器390生成用于升频转换的I和Q TX LO信号，而RX LO信号发生器380生成用于降频转换的I和Q RX LO信号。每个LO信号是具有特定基准频率的周期信号。锁相环(PLL)392从数据处理器310接收时序信息，并且生成用于调节来自LO信号发生器390的TX LO信号的频率和/或相位的控制信号。类似的，PLL382从数据处理器310接收时序信息，并且生成用于调节来自LO信号发生器380的RX LO信号的频率和/或相位的控制信号。

无线设备300可以支持CA并且可以(i)接收在不同频率上的多个下行链路载波上的一个或多个单元传送的多个下行链路信号，和/或(ii)将多个上行链路信号传送给多个上行链路载波上的一个或多个单元。在一个示例实施例中，无线设备300支持载波内聚合并且可以使用单个LO信号来降频转换多个CA内接收信号。

图4是示出频谱感测无线电的接收器前端的示例性实施例的示意图。接收器前端400包括可调节衰减器401和可调节低噪声放大器(LNA)，被配置成接收两个不连续载波CA1和CA2并且将载波CA1和CA2提供给混频器404。虽然示出两个不连续的载波，频谱感测无线电接收器可以应用于单个子载波和多个子载波操作。混频器404包括同相(I)混频器405a和正交(Q)混频器405b。混频器404接收通过接收LO信号发生器(参考为压控振荡器(VCO)410)生成的单个本地振荡器(LO)信号。VCO410包括锁相环(PLL)(为了简化没有示出)。接收器前端400还包括可重新配置的基带滤波器425。

基带滤波器425是图3所示的基带滤波器364a和基带滤波器364b的一个示例实施例。在示例实施例中，在单端的实施例中示出滤波器425，但是滤波器425可以被配置成接收通过低噪声放大器(LNA，图3)、混频器361a和361b(图3)以及放大器362a和362b(图3)提供的接收信号的差分同相(I+,I-)和差分正交(Q+,Q-)分量。在示例实施例中，差分同相(I+,I-)分量通过第一滤波器部分410来处理，差分正交(Q+,Q-)分量通过第二滤波器部分450来处理。在示例实施例中，基带滤波器425的一个或多个部分可以基于一个或多个控制信号调节，以便调节滤波器425的响应。

滤波器425可以被配置成在可以形成多个子滤波器的多个模式中工作。多个模式会利用滤波器425中的不同部分。诸如，参考第一滤波器部分410，第一模式包括使用第一输入电阻403、第一同相(I)放大器级406、第二输入电阻411和第二I放大器级407。在示例实施例中，第一I放大器级406可以包括跨阻抗放大器(TIA)级，第二I放大器级407可以包括伪平衡放大器(PBA)级。然而，其它的放大技术和架构也是可以的。第一I放大器级406包括阻性/容性(RC)反馈网络，包括通过开关408连接在第一I放大器级406的输入和输出之间的电容412；以及通过开关409连接在第一I放大器级406的输入和输出之间的电阻414。第二I放大器级407包括阻性/容性(RC)反馈网络，包括通过开关418连接在第二I放大器级407的输入和输出之间的电容422；以及通过开关419连接在第二I放大器级407的输入和输出之间的电阻424。开关408、409、418和419可以使用任意种晶体管器件和技术来制作，并且可以利用控制逻辑(没有示出)被控制成导电或不导电。在示例实施例中，第一I放大器级406和第二I放大器级407被图示为可以调节，以表示第一滤波器部分410的响应可以基于根据所检测的干扰器信号而形成的一个或多个控制信号(没有示出)来调节。然而，除了第一I放大器级406和第二I放大器级407以外，电容412和422中的一些或全部以及电阻414和424中的一些或全部也可以调节。

参考第二滤波器部分450，第一模式包括使用第一输入电阻451、第一正交(Q)放大器级452、第二输入电阻454和第二Q放大器级456。在示例实施例中，第一Q放大器级452可以包括跨阻抗放大器(TIA)级，第二I放大器级456可以包括伪平衡放大器(PBA)级。然而，其它的放大技术和架构也是可以的。第一Q放大器级452包括阻性/容性(RC)反馈网络，包括通过开关458连接在第一Q放大器级452的输入和输出之间的电容462；以及通过开关459连接在第一Q放大器级452的输入和输出之间的电阻464。

第二Q放大器级456包括阻性/容性(RC)反馈网络，包括通过开关468连接在第二Q放大器级456的输入和输出之间的电容472；以及通过开关469连接在第二Q放大器级456的输入和输出之间的电阻474。开关458、459、468和469可以使用任意种晶体管器件来制作，并且可以利用控制逻辑(没有示出)被控制成导电或不导电。

当开关408、409、458和459导电时，可以构建具有真实极性的一级滤波器(具有在第一I放大器级406和第一Q放大器级452周围的RC反馈)。当开关408、409、418、419、458和459导电时，可以构建具有真实极性的二级滤波器(具有在第一I放大器级406、第一Q放大器级452以及在第二I放大器级407、第二Q放大器级456周围的RC反馈)。具有真实极性的真实滤波器提供具有复杂性降低的适度滤波。在示例实施例中，第一Q放大器级452和第二Q放大器级456被图示为可以调节，以表示第二滤波器部分450的响应可以基于根据所检测的干扰器信号而形成的一个或多个控制信号(未示出)来调节。然而，附加于第一Q放大器级452和第二Q放大器级456，电容462和472中的一些或全部以及电阻464和474中的一些或全部也可以被调节。

如上所述，附加于可以针对响应来调节，滤波器425可以被配置成在多个模式中操作。多个模式会利用滤波器425中的不同部件。继续参考第一滤波器部分410，第二模式会从第二I放大器407的输出、通过电阻434、并且通过耦合在电阻434和对第一I放大器级406的输入之间的开关436，增加了第一负反馈路径432。在差分应用中，反馈路径432将负反馈从第二I放大器级407的正输出提供到第一I放大器级406的负输入以及从第二I放大器级407的负输出提供到第一I放大器级406的正输入。

类似的，继续参考第二滤波器部分450，第二模式从第二Q放大器级456的输出、通过电阻484、并且通过耦合在电阻484和对第一Q放大器级452的输入之间的开关486，增加了第二负反馈路径482。在差分应用中，反馈路径482将负反馈从第二Q放大器级456的正输出提供到第一Q放大器级452的负输入以及从第二Q放大器级456的负输出提供到第一Q放大器级452的正输入。开关436和485可以利用任意种晶体管器件来制作，并且可以利用控制逻辑(未示出)被控制成导电或不导电。

当与导电的开关408、409、418、419、458、459、468和469一起、开关436和485导电时，可以构建具有复杂极性的真实滤波器(包括在第一I放大器级402和第一Q放大器级452周围以及在第二I放大器级406和第二Q放大器级456周围的RC反馈)，整个负反馈通过第一负反馈路径432和第二负反馈路径482。在这个示例实施例中，低通滤波器输出是从连接435上的第二I放大器级407的输出以及在连接475上的第二Q放大器级456的输出取得的。这种滤波器模式以增加复杂性的代价来提供尖锐的滤波。

第三模式将第一滤波器部分410耦合到第二滤波器部分450。第一I放大器级406的输出通过电阻441并通过开关442耦合到第一Q放大器级452的输入。第一Q放大器级452的输出通过电阻445并通过开关444耦合到第一I放大器级406的输入。这允许第一I放大器级406也在第一Q放大器级452的Q输出上运行，并且允许第一Q放大器级452在第一I放大器级406的I输出上运行。

第二I放大器级407的输出通过电阻446并通过开关447耦合到第二Q放大器级456的输入。第二Q放大器级456的输出通过电阻449并通过开关448耦合到第二I放大器级407的输入。这允许第二I放大器级407也在第二Q放大器级456的Q输出上运行，并且允许第二Q放大器级456在第二I放大器级407的I输出上运行。开关442、444、447和448可以利用任意种晶体管器件和技术来制作，并且可以利用控制逻辑(未示出)被控制成导电或不导电。

当开关442、444、447和448导电时(连同开关408、409、418、419、458、459、468和469导电，并且开关436和486不导电)，可以构建复杂的带通滤波器。带通滤波器输出是从连接427上的第一I放大器级406的输出以及在连接477上的第一Q放大器级452的输出取得的。这种滤波器以适中的图像拒绝来提供了正频率或负频率的滤波(根据I/Q设置)。

图5是示出频谱感测无线电的接收器部分的示例性实施例的示意图。在示例性实施例中，接收器部分500包括可调节衰减器501和被配置成接收一个或多个信道的可调节低噪声放大器(LNA)502。可调节衰减器501和可调节LNA502可以被配置成基于若干不同增益模式来提供响应。在示例实施例中，不同增益模式可以基于接收频谱中信号功率水平的分析来选择。在示例实施例中，可调节衰减器501和可调节LNA502的增益可以基于接收谱中所检测的信号功率的量来调节。混频器504包括同相(I)混频器505a和正交(Q)混频器505b。混频器504接收由接收LO信号发生器510(被称作压控振荡器(VCO))生成的单个本地振荡器(LO)信号。VCO510包括锁相环(PLL)(为了简化没有示出)。

接收器部分500还包括示例实施例的可调节基带滤波器525。可调节基带滤波器525是图4的基带滤波器425的示例实施例，并且可以针对期望的滤波器响应来调节，并且可以被配置为若干不同的子滤波器来提供上述的滤波模式。在示例实施例中，基带滤波器425可以被配置成基于若干不同的增益模式来提供响应和带宽。在示例实施例中，不同的增益模式可以基于接收谱中的信号功率水平的分析来选择。在示例实施例中，基带滤波器425的带宽基于在接收谱中所检测的信号功率的量来调节。在示例实施例中，可调节衰减器501、可调节LNA502、混频器504和可调节基带滤波器525可以被称作接收器前端。

接收器部分500还包括模拟数字转换器(ADC)516a和516b，用于将模拟输入信号转换成数字信号以便进一步通过被称作数字收发机(DTR)560的处理电路来处理。在示例实施例中，DTR560和增益步进译码器570可以是图3的数据处理器310的一部分，或者可以操作连接到图3的数据处理器310。

DTR560在ADC516a的I+和I-输出上并且在ADC516b的Q+和Q-输出上执行自动增益控制(AGC)处理功能，包括但是不限于数字降频转换563、数字滤波564，并且DTR560包括宽带信号处理电路510和窄带信号处理电路540。DTR560执行通信频谱分析的一次或更多次迭代，并且经由连接561提供数字增益控制信号至增益步进译码器570。连接561上的信号可以包括可以确定接收通信频谱中的信号功率水平的宽带功率估计信号和窄带功率估计信号中的一个或多个。在示例实施例中，接收通信频谱中的干扰器信号可以基于它们的功率水平来确定。在示例实施例中，增益步进译码器570将连接561上的信号转换成连接571上的基于干扰器功率水平的增益控制信号。连接571上的控制信号可以包括一个或多个控制参数，并且可以被配置成控制可调节衰减器501的增益、可调节LNA502的增益、以及可调节基带滤波器525的增益，使得通信信号可以在没有使接收器电路饱和的情况下被接收。

具有接收器部分500的通信设备(用户设备(UE))能够依次周期性地调谐和接收整个频带，以便确定频谱的使用以及在整个接收频带谱中的可用信道。接收器部分500可以被调谐成具有可变增益以及可变带宽来调谐到特定信道或接收多个信道。

可调节衰减器501、可调节LNA502以及可调节基带滤波器525可以迅速被重新配置以适应各种增益条件和存在于接收频谱中的信号。

在示例实施例中，接收器部分500采用快速反馈控制机制来调节可调节衰减器501、可调节LNA502和可调节基带滤波器525的参数，包括但不限于可调节衰减器501的增益、可调节LNA502的增益、和可调节基带滤波器525的增益。

在示例实施例中，无线通信设备300(图3)能够将与每个信道有关的接收功率传送给其它设备，诸如其它的收发机、基站或任何其它通信设备。

在示例实施例中，无线通信设备300(图3)可以在通信会话期间确定可用的频谱并且基于所检测的功率来重新配置其接收器，并且将接收功率传送到其它通信设备，通信会话诸如包括但不限于数据通信会话期间、打电话期间和其它通信会话。

图6是示出图5的DTR560的宽带频谱分析组件和窄带频谱分析组件的框图600。框图600中包括的组件包括图5的DTR560中的组件的一部分，由此框图600中的组件可以用来在任意的整个通信接收频带和部分接收频带上执行宽带频谱分析和窄带频谱分析，以识别整个通信接收频带中的功率以及在通信接收频带中一个或多个通信信道中的功率。

ADC616将表示所接收的通信信号的I和Q部分的数字信号提供到宽带信号处理电路610。宽带信号处理电路610包括宽带功率估计器612、信号再采样器614、抽取器615和陷波滤波器624。在连接626上提供包括干扰器信号功率的表示宽带通信频谱的信号。

宽带功率估计器612确定由ADC616提供的信号的功率水平，并且包括干扰器信号功率。再采样器614调节由ADC616提供的信号的采样率。

抽取器615减少再采样器614提供的信号的采样率。

陷波滤波器624对由抽取器615提供的信号进行滤波。

在连接626上的宽带通信频谱信号被提供给窄带信号处理电路640。窄带信号处理电路640包括转子642、抽取器/滤波器电路644和窄带功率估计器648。表示窄带通信频谱的信号通过连接656而被提供。

转子642执行连接626上的信号的最终数字降频转换。

抽取器/滤波器电路644提供滤波以便生成在连接656上的窄带信号输出。

窄带功率估计器648确定抽取器/滤波器电路644提供的信号的功率水平并且包括干扰器信号功率。

连接626上的宽带输出包括表示宽带信号分析后的通信频谱中的功率的信号。连接656上的窄带输出包括表示在窄带信号分析后的通信频谱中的功率的信号。DTR560(图5)使用连接626上的宽带输出和连接656上的窄带输出，来生成连接561上的被提供到增益步进译码器570的控制信号。增益步进译码器570生成连接571上的控制信号。连接571上的控制信号可以包括一个或多个控制参数，并且可以被配置成基于所检测的通信频谱中的功率来控制一个或多个可调节参数，诸如可调节衰减器501的增益、可调节LAN502的增益、以及可调节基带滤波器525的增益和带宽。

图7是通过频谱感测接收器处理的通信频谱的图形图示。水平轴702表示相对频率，垂直轴704表示相对信号功率。示例的本地振荡器频率fLO在轴702的大致中心处被示出。

沿着水平轴702任意示出多个信道CH1至CH10。在示例实施例中，信道CH1至CH10可以占据大约100MHz的通信频谱，其中每个信道包括大约10MHz的带宽。在示例实施例中，信道中的一些信道包括具有相同功率水平的一个或多个信号，而其它信道包含具有不同功率水平的一个或多个信号。在示例实施例中，信道CH2、CH4、CH5、CH7、CH8和CH10被任意示出为具有在大致相同的相对功率水平的信号。信道CH1、CH3、CH6和CH9被示出为具有任意其它相对功率水平。

在示例实施例中，DTR560(图5和图6)可以用来分析通信频谱，以便得到识别在频谱中存在信号以及示出任何可用的未使用频谱的频谱分析结果。

在示例实施例中，宽带信号处理电路610可以执行图7利用箭头710示出的第一宽带信号频谱分析。第一宽带信号频谱分析710可以包含整个接收频带，包括在任意第一增益水平G2处的信道CH1至CH10。在示例实施例中，在接收器部分500中有六个可用的增益水平G0、G1、G2、G3、G4和G5，增益水平G0是最高增益，增益水平G5是最低增益。此外，可调节基带滤波器525可以被调节，以具有允许分析整个通信频谱的响应和带宽。

在示例实施例中，DTR560可以执行图7利用箭头712示出的第二宽带信号频谱分析、以及图7利用箭头714示出的第三宽带信号频谱分析。第二宽带信号频谱分析712和第三宽带信号频谱分析714都可以包含小于整个接收频带的带宽的带宽，其中第二宽带信号频谱分析712可以包括在任意增益水平G3处具有信道CH1至CH5的频谱部分，并且其中第三宽带信号频谱分析714可以包括在任意增益水平G3处具有信道CH6至CH10的频谱部分。可调节基带滤波器525可以基于要分析的通信频谱的部分来调节。增益基于第一宽带信号频谱分析710的结果从任意第一增益水平G2改变到第二增益G3。例如，因为在信道CH1中存在显著的信号能量，所以当执行第二宽带信号频谱分析712时增益从G2减少到G3。类似的，因为在信道CH6中存在显著的信号能量，所以当执行第三宽带信号频谱分析714时增益从G2减少到G3。

一旦完成了第二宽带信号频谱分析712和第三宽带信号频谱分析714，分析结果可以被提供到窄带信号处理电路640。

在示例实施例中，窄带信号处理电路640可以从宽带信号处理电路610接收宽带分析结果，并且可以在第二宽带信号频谱分析712的结果上执行第一窄带信号频谱分析716，并且可以在第三宽带信号频谱分析714的结果上执行第二窄带信号频谱分析718。如上所述，可调节基带滤波器525是基于要分析的通信频谱的部分来调节。

第一窄带信号频谱分析716在示例的G3增益模式下可以包括五个示例窄带信号频谱分析实例722、724、726、727和728。在这个示例实施例中，因为信道CH1、CH2、CH3、CH4和CH5中没有足够的功率来保证增益改变，所以增益模式针对第一窄带信号频谱分析716保持增益模式G3。在示例实施例中，可以检测信道CH1和CH3。

第二窄带信号频谱分析718在示例的G5增益模式下可以包括五个示例窄带信号频谱分析实例732、734、736、737和738。在这个示例实施例中，因为信道CH6中没有足够的功率来保证增益改变，所以增益模式针对第二窄带信号频谱分析718被改变为增益模式G5，使得接收器部分500在信道CH6中功率没有饱和。在示例实施例中，可以检测信道CH6。因为在信道CH6中没有足够功率，所以用于第二窄带信号频谱分析718的增益模式已经被降低到增益模式G5，使得接收器部分500在信道CH6中功率没有饱和。

在示例实施例中，窄带信号处理电路640可以在频谱的一部分上执行包括实例744、747和748的附加的窄带信号频谱分析719，在所述部分处可以存在第一窄带信号频谱分析716没有检测到的信道。在示例实施例中，因为在信道CH2、CH4和CH5中存在相对较低的功率、所以针对附加的窄带信号频谱分析719增益模式被改变到增益模式G1，使得可以使用增加的增益模式来确定这些信道上的功率。在这个示例实施例中，附加的窄带信号频谱分析实例744、747和748用来在示例的增益模式G1处检测信道CH2、CH4和CH5中的功率。因为在信道CH2、CH4和CH5中存在相对较低的信号功率，所以增益被增加到增益模式G1用于附加的窄带信号频谱分析实例744、747和748。

在示例实施例中，窄带信号处理电路640可以在频谱的一部分上执行包括实例754、756、757和748的附加的窄带信号频谱分析721，在所述部分处可以存在第二窄带信号频谱分析718没有检测到的信道。在该示例实施例中，因为在信道CH7、CH8、CH9和CH10存在相对较低的功率，所以针对附加的窄带信号频谱分析721增益模式被改变到增益模式G3，使得可以使用增加的增益模式来确定这些信道上的功率。在这个示例实施例中，附加的窄带信号频谱分析实例754、756、757和758用来在示例的增益模式G3处检测信道CH7、CH8、CH9和CH10中的功率。在这个示例实施例中，只有在已有的G3增益设置处检测到信道CH9的功率。

在示例实施例中，窄带信号处理电路640可以在频谱的一部分上执行包括实例764、766和768的附加的窄带信号频谱分析723，在所述部分处可以存在附加的窄带信号频谱分析721没有检测到的信道。在该示例实施例中，因为在信道CH7、CH8和CH10存在相对较低的功率，所以针对附加的窄带信号频谱分析723增益模式被改变到增益模式G1，使得可以使用增加的增益模式来确定这些信道上的功率。在这个示例实施例中，附加的窄带信号频谱分析实例764、766和768用来在示例的增益模式G1处检测信道CH7、CH8和CH10中的功率。

关于增益水平，DTR560在作为频谱分析器工作时，通过根据频谱中功率的增益模式，可以引导接收器部分500中的可调节组件以便重新配置可以提供最合适灵敏度而没有被较大信号饱和的增益模式。因此，当信号较大时(例如，CH6中的信号)，接收器应处于低增益模式，否则当这样的大信号进行大的放大时接收器会饱和。在示例实施例中，术语“高”和“低”信号功率可以是相对的，并且可以指在某一范围内的信号功率，例如在大约-100dBm和大约-30dBm之间，每个接收器增益水平(G0至G5)覆盖大约10dB的动态范围。

在图7中，例如，当接收器处于增益模式G5(与增益模式G0、G1、G2、G3或G4相比是相对较小量的增益)中时，通过使用较小量的接收增益，可以提取CH6中的信号而没有使接收器饱和。

然而，在其它信道(例如CH7、CH8、CH9和CH10)中具有相对较低功率的信号无法利用相同的G5增益模式来提取，因为它们相应的信噪比较低。例如，这是在增益模式G1中提取CH7中信号的原因。

在DTR560在宽带信号检测和窄带信号检测之间切换时，依赖于具体信道中信号的功率水平，可调节基带滤波器525可以被重新配置来提供真实低通滤波器特性、带通滤波器特性、高通滤波器特性和复杂带通滤波器特性中的任意一个，以避免通过具有较高功率水平的信号将接收器饱和。此外，本地振荡器信号的频率fLO可以根据具体接收频带的频率和/或分析的信道来重新调谐。

图8是示出可调节衰减器和可调节LNA的示例性实施例的示意图。连接571上的控制信号可以控制可调节衰减器801提供的衰减量。连接571上的控制信号还可以通过选择性的启用和禁用级联器件805来控制可调节LNA802提供的放大量，以提供期望的放大或衰减量。

图9是被配置用于带内CA操作的接收器前端900的可替选实施例的示意图。接收器前端包括LNA702和混频器904，被配置用于从VCO910接收本地振荡信号(fLO)。

当接收器前端900没有在CA模式中操作以接收具有两个或更多个频率的通信信号时，可以启用带内CA模式来对进入信号进行分割，而没有噪声系数(NF)和增益的显著损失。通过在频带中心工作的CA2LO来获得频带中的频谱，带内CA信号可以被降频转换。带内CA接收器可以被周期性地接通，来获得频带中的频谱而没有以功率消耗为代价。为了进一步改善系统，带内CA路径可以被修改为不等同地分割信号，而只是将少量信号分散到带内CA路径来最小化对主路径的影响。

图10是示出被配置用于带内CA操作的接收器前端的可替选实施例的示意图1000。接收器前端包括LNA1002、混频器1004，被配置用于从VCO1010接收本地振荡信号(fLO)。

在示例实施例中，接收器前端1000在实施为反馈接收器(即具有不匹配的宽带输入)时可以用于接收700MHz-2.7GHz的信号。这种接收器可以用来测量与接收器一起定位的发射器的发射功率。然而，这种接收器可以用来检测整个频谱(当使用电话时启用降频转换；这种模式被称作“在线校准”模式)。因此，附加于测量功率放大器的输出，在线校准模式可以用来测量更宽频带上的接收信号。

图11是描述示例实施例的频谱感测无线电的操作的流程图1100。在方框1102，在第一接收器增益设定和第一带宽处，利用宽带功率估计来检测可用通信频谱。在方框1104，增益步进译码器根据宽带功率估计和所检测的频谱来生成控制信号。在方框1106，根据控制信号来调节接收器增益和滤波器带宽。

在方框1108，在第二增益设定和第二带宽设定处，利用窄带功率估计来检测可用通信频谱。

此处描述的频谱感测无线电接收器可以实现在一个或多个IC、模拟IC、RFIC、混频信号IC、ASIC、印刷电路板(PCB)、电子设备等上。频谱感测无线电接收器还可以利用各种IC工艺技术来制作，诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)、N沟道MOS(NMOS)、P沟道MOS(PMOS)、双极结型晶体管(BJT)、双极CMOS(BiCMOS)、锗硅(SiGe)、砷化镓(GaAs)、异质结双极晶体管(HBT)、高电子迁移率晶体管(HEMT)、绝缘体上硅(SOI)等。

实现本文描述的频谱感测无线电接收器的装置可以是单独设备或更大设备中的一部分。设备可以是(i)单独IC，(ii)一组一个或多个的IC，其可以包括用于储存数据和/或指令的存储器IC，(iii)RFIC，诸如RF接收器(RFR)或RF发射器/接收器(RTR)，(iv)ASIC，诸如移动基站调制解调器(MSM)，(v)嵌入在其它设备内的模块，(vi)接收器、蜂窝电话、无线设备、手持设备或移动单元，(vii)等等。

在一个或多个示例性设计中，所描述的功能可以通过硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。如果通过软件来实现，功能可以作为一个或多个指令或代码储存在计算机可读介质上或者在计算机可读介质上传送。计算机可读介质包括计算机储存介质和通信介质，包括可以将计算机程序从一个地方传递到另一个地方的任意介质。储存介质可以是计算机可以访问的任意可用介质。通过示例但不限于，这样的计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘储存设备、磁盘储存设备或其它磁储存设备、或者可以用来以指令或数据结构的形式承载或储存期望的程序代码并且可以通过计算机访问的任意其它介质。另外，任何连接都适用于计算机可读介质。例如，如果软件使用同轴线缆、光纤、双绞线、DSL或无线技术(诸如红外、无线电和微波)从网站、服务器或其它远程数据源进行传送，则同轴线缆、光纤、双绞线、DSL或无线技术(诸如红外、无线电和微波)也被包括在介质的定义中。本文使用的光盘和磁盘包括致密盘(CD)、激光盘、光盘、数字多样盘(DVD)、软盘和蓝光盘，其中磁盘通常磁性再生数据，而光盘利用激光来光学再生数据。上述内容的组合也应该包括在计算机可读介质的范围之内。

如在说明书中所使用的那样，术语“组件”、“数据库”、“模块”、“系统”等用来表示与计算机相关的实体，或者是硬件、固件、软件和硬件的组合、软件，或者是执行中的软件。例如，组件可以是但不限于在处理器上运行的过程、处理器、对象、可执行的、执行的线程、程序、和/或计算机。通过说明，在计算设备上运行的应用程序和计算设备可以是组件。一种或多种组件可以驻留于过程内和/或执行的线程内，并且组件可以位于一个计算机上和/或分布在两个或更多个计算机之间。另外，这些组件可以执行其上具有储存的多个数据结构的多个计算机可读介质。组件可以通过本地和/或远程过程来通信，诸如根据具有一个或多个数据分组的信号(例如，来自一个组件的数据，该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互、和/或跨网络(诸如因特网)与其它系统通过信号进行交互)。

虽然已经详细图示和描述了选定的各个方面，但是应该理解到在不偏离如以下权利要求所限定的本发明精神和范围的情况下，也可以进行各种替换和修改。