专利名称：用于控制偏置电流的射频信号接收机及其方法
技术领域：
本发明的设备和方法涉及偏置电流控制，更具体地讲，涉及一种用于控制偏置电流的射频(RF)信号接收机以及一种用于控制偏置电流的方法，在其中，通过对由解调器检测的误差比特计数来控制模拟信号处理模块的多个模块的每一个的偏置电流。
背景技术：
随着近来半导体和通信技术的发展，移动产品变得广泛使用。
在图1和图2中示出这种移动产品的一般配置。
图1是传统射频(RF)信号接收机的框图。
参照图1，RF信号接收机包括天线110、模拟信号处理模块130以及数字信号处理模块150。模拟信号处理模块130包括带通滤波器131、低噪声放大器133、混频器135、中频(IF)放大器以及信道滤波器139。数字信号处理模块150包括模数(A/D)转换器151、解调器153以及解码器155。
通过天线110接收的RF信号被输入到带通滤波器131。带通滤波器131对RF信号进行滤波以获得包括至少一个信道的频带。低噪声放大器133放大特定频带中的信号，并抑制噪声，该特定频带例如54-860MHz的广播频带。可自动调整低噪声放大器133的增益。
混频器135将从低噪声放大器133输出的信号转换为IF信号，IF放大器137放大IF信号。信道滤波器139根据模拟信号处理方法仅让IF放大器138放大的IF信号中期望的信道通过。表面声波(SAW)滤波器可用作信道滤波器139。
由信道滤波器139选择的信道信号被输入到数字信号处理模块150的A/D转换器151，转换为数字信号，随后被解调器153解调为原始信号。解调器153检查解调信号是否与原始信号相同，并且纠错以恢复原始信号。
解码器155将解调器153解调信号解码为音频信号、视频信号以及数据信号，并且通过显示屏幕或扬声器(未显示)输出它们。
图2是另一传统RF信号接收机的框图。
参照图2，RF信号处理器包括天线210、模拟信号处理模块230以及数字信号处理模块250。模拟信号处理模块230包括带通滤波器231、低噪声放大器233、混频器235、IF放大器237、信道数字滤波器239以及数模(D/A)转换器241。数字信号处理模块250包括A/D转换器251、解调器253以及解码器255。
通过天线210接收的RF信号被输入到带通滤波器231。带通滤波器231将RF信号滤波以获得包括至少一个信道的频带。
低噪声放大器233放大特定频带中的信号，并抑制噪声，所述特定频带例如54-860MHz的广播频带。低噪声放大器233的增益可被自动调整。
混频器235将从低噪声放大器233输出的信号转换为IF信号，IF放大器237放大IF信号。信道数字滤波器239根据数字信号处理方法仅让由IF放大器237放大的IF信号中的期望信道通过，这与图1的信道滤波器139不同。为此，信道数字滤波器239可包括用于将由IF放大器237放大的模拟信号转换为数字信号的A/D转换器。
由信道滤波器239选择的信道信号被输入到D/A转换器241，被转换为模拟信号。
模拟信号被输入到数字信号处理模块250的A/D转换器251，转换为数字信号，随后被解调器253解调为原始信号。解调器253检查解调信号是否与原始信号相同，并且纠错以恢复原始信号。
解码器255将由解调器253解调信号转换为音频信号、视频信号以及数据信号，并通过显示屏幕或扬声器(未显示)将输出它们。
由于例如RF信号接收机的移动产品具有‘移动性’，因此不仅由接收的信号的质量，而且由体积小及低功耗特征来确定其实用性，与在有线环境中不同。
图1和图2中显示的RF信号接收机的每一个具有至少一个芯片，即模拟信号处理模块130(230)以及数字信号处理模块150(250)，在小型化方面造成限制。具体地讲，当SAW滤波器被用作图1中的信道滤波器139时，尽管SAW滤波器提供高性能，但是其具有比其他RF部件更大的体积，从而妨碍了小型化。然而，在图2中，信道数字滤波器239可通过数字信号处理来实现SAW滤波器，有利于小型化，但是应添加D/A转换器241，引起了在小型化方面的限制。
不考虑接收的信号的质量，相同的偏执电流被提供到包括在模拟信号处理模块130(230)中的各种RF部件，从而防止有效的功率控制。
因此，必须通过小型化RF信号处理器并根据接收环境控制偏置电流来有效地管理功率。
发明内容
本发明提供一种用于控制偏置电流的RF信号接收机，以及一种用于控制偏置电流的方法，在其中，通过根据接收环境控制偏置电流来有效地管理由RF信号接收机消耗的功率。
本发明还提供一种用于控制偏置电流的RF信号接收机，以及一种用于控制偏置电流的方法，在其中，通过将模拟信号处理电流和数字信号处理电流实现为单一芯片来最小化RF信号接收机。
根据本发明的一方面，提供一种包括天线和RF信号处理模块的RF信号接收机。天线接收RF信号，RF信号处理模块处理接收的RF信号。RF信号处理模块包括模拟信号处理模块，将接收的RF信号转换为IF信号，并且对IF信号滤波以获得与允许通过的用户期望的信道相应的频带；和数字信号处理模块，对滤波的信号解调，并对解调信号解码。由数字信号处理模块控制由模拟信号处理模块需要的偏置电流的幅度。
根据本发明的另一方面，提供一种用于控制偏置电流的方法，该方法包括接收RF信号，将接收的RF信号转换为IF信号，并对IF信号滤波以允许与用户期望的信道相应的频带通过，对滤波的信号解调，对解调信号的误差比特计数，并根据误差比特的计数值控制转换和滤波所需的偏置电流。
通过结合附图对其示例性实施例进行的详细描述，本发明的上述和其他方面将会变得更加清楚，其中图1是传统RF信号接收机的框图；
图2是另一传统RF信号接收机的框图；图3是根据本发明示例性实施例的RF信号接收机的示意性框图；图4是根据本发明示例性实施例的RF信号接收机的详细框图；图5是根据本发明的另一示例性实施例的RF信号接收机的详细框图；图6是根据本发明的另一示例性实施例的RF信号接收机的详细框图；和图7是示出根据本发明的示例性实施例的用于控制偏置电流的方法的流程图。
具体实施例方式
通过下面参照示例性实施例和附图的详细描述，本发明的各个方面和实现本发明的各个方面的方法可被更容易地理解。然而，本发明可以各种不同形式来实现，并且不应被解释为受这里阐述的示例性实施例限制。相反地，提供这些示例性实施例，从而对于本领域的技术人员来说，此公开将是彻底和完整的，并且将完全覆盖本发明的概念，本发明将仅由所附权利要求定义。整个说明书中，相同的标号表示相同的部件。
以下将参照根据本发明的示例性实施例的方法的流程图来描述根据本发明的用于控制偏置电流的RF信号接收机以及用于控制偏置电流的方法。将理解，可通过计算机程序指令来实现流程图的每个块、流程图中的多个块的组合。可将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机的处理器，或者其他可编程数据处理设备以产生机器，从而经由计算机的处理器或其他可编程数据处理设备执行的指令创建用于实现流程图块或多个块中指定的功能的装置。
计算机程序指令还可被存储在计算机可用或计算机可读存储器中，这些计算机程序指令可命令计算机或其他可编程处理设备以特定方式工作，从而存储在计算机可用或计算机可读存储器中的指令产生实现在流程图块或多个块中指定的功能的指令装置的产品。
计算机程序指令还可被载入计算机或其他可编程数据处理设备以产生将在计算机或其他可编程设备上执行的一系列操作步骤，以产生计算机执行的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图块或多个块中指定的功能。
流程图的每个块可代表模块、代码段或代码部分，其包括一个或多个实现指定逻辑功能的可执行指令。还应注意在一些可选执行中，多个块中注解的功能可不按顺序发生。例如，顺序显示的两个块实际上可基本上同时执行，或者多个块有时可以相反顺序执行，这取决于涉及的功能。
在下文中，将参照附图来详细描述根据本发明的用于控制偏置电流的RF信号接收机以及用于控制偏置电流的方法。
图3是根据本发明的RF信号接收机的示意性框图。
参照图3，RF信号接收机300包括天线310，接收RF信号；以及RF信号处理模块320，处理接收的RF信号并提供音频信号、视频信号以及数据信号。
RF信号处理模块可被实现为单一芯片，并且包括模拟信号处理模块330以及数字处理模块350。
这里使用的术语“模块”是指软件组件或硬件组件，诸如执行特定任务的现场可编程逻辑阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)，但不限于此。模块可有利地被配置为驻留在可寻址的存储介质中或配置在一个或者多个处理器上执行。因此，模块例如可包含组件，诸如软件组件、面向对象的软件组件、类组件和任务组件、进程、函数、属性、程序、子程序、程序代码段、驱动程序、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组和变量。在组件和模块中提供的功能可组合为较少的组件和模块，或可被进一步分成附加的组件和模块。另外，组件和模块可以它们在通信系统中的一个或多个计算机中执行的方式来实现。
模拟信号处理模块330将通过天线310接收的RF信号转换为IF信号，并将IF信号滤波以仅允许与用户期望的信道相应的频带通过。模拟信号处理模块330将该频带发送到数字信号处理模块350。
数字信号处理模块350将从模拟信号处理模块330接收的IF信号解调，并将解调的IF信号解码为音频信号、视频信号以及数据信号。
数字信号处理模块350对解调的信号中的误差比特进行计数，并且产生与误差比特的计数值相应的偏置电流控制信号370。数字信号处理模块350将偏置控制信号370发送到模拟信号处理模块330，从而控制模拟信号处理模块330的模块的偏置电流的幅度。在一个示例性实施例中，在传输信道中对于将偏置控制信号370发送到模拟信号处理模块330形成单独的反馈路径。另一方面，可将偏置控制信号370沿相同的传输信道反馈给模拟信号处理模块330，该传输信道用于将频带从模拟信号处理模块330发送到数字信号处理模块350。偏置电流控制信号370可以是电流信号或电压信号。
图3的模拟信号处理模块330和数字信号处理模块350可按将参照图4至图6描述的形式来实现。
图4是根据本发明的示例性实施例的RF信号接收机400的详细框图。
参照图4，RF信号接收机400包括天线410，接收RF信号；以及RF信号处理模块420，处理接收的RF信号，并提供音频信号、视频信号以及数据信号。
RF信号处理模块420可以实现为单一芯片，并且包括模拟信号处理模块430和数字信号处理模块450。模拟信号处理模块430包括带通滤波器431、低噪声放大器433、混频器435、IF放大器437以及信道数字滤波器439。数字信号处理模块450包括解调器451、解码器453、误差计数模块455以及偏置控制模块457。
通过天线410接收的RF信号被输入到带通滤波器431。带通滤波器431对RF信号滤波以获得包括允许通过的至少一个信道的频带。
低噪声放大器433放大特定频带中的信号，并抑制噪声，特定频带例如54-860MHz的广播频带。低噪声放大器433的增益可被自动调整。
混频器435将从低噪声放大器433输出的信号转换为IF信号，IF放大器437放大IF信号。
可根据由频率数字滤波器439滤波的频带来调整在混频器435中使用的本地振荡频率。
信道数字滤波器439根据数字信号处理方法从由IF放大器437放大的信号中滤出期望的信道的信号。
为此，信道数字滤波器439可包括用于将由IF放大器437放大的模拟信号转换为数字信号的A/D转换器。
由信道数字滤波器439选择的信道信号被数字信号处理模块450的解调器451解调为原始信号。
解码器453将由解调器451解调的信号解码为音频信号、视频信号以及数据信号，并通过显示屏幕或扬声器(未显示)输出它们。
解调器451检查解调信号是否与原始信号相同并且纠错，从而恢复原始信号。误差计数模块455对误差比特计数。
偏置控制模块457基于误差比特的计数值控制流过模拟信号处理模块430内的低噪声放大器433、混频器435或者IF放大器437的偏置电流。偏置控制模块457控制通过从偏置控制模块457到模拟信号处理模块430的反馈路径的偏置电流。具体地讲，偏置控制模块457通过传输信道被连接到低噪声放大器433、混频器435和IF放大器437中的至少一个。
例如，由误差计数模块455计算的小的计数值可指示RF信号接收环境良好。当接收环境很良好时，偏置控制控制模块457减小流过低噪声放大器433、混频器435或者IF放大器437的偏置电流的幅度。
相反，由误差计数模块455计算的大的计数值可指示RF信号接收环境差。当接收环境差时，偏置控制模块457增大流过低噪声放大器433、混频器435或者IF放大器437的偏置电流的幅度。同样地，由于误差计数模块455对误差比特计数，并且计数值被用于控制偏置电流的幅度，从而由RF信号接收机400消耗的功率可被有效地管理。
尽管在图4中流过低噪声放大器433、混频器435或者IF放大器437的偏置电流的幅度被控制，但是流过包括在模拟信号处理模块430中并且需要偏置电流的任何RF模块的偏置电流可被控制。
图5是根据本发明的另一示例性实施例的RF信号接收机500的详细框图。
RF信号接收机500包括天线510，接收RF信号；和RF信号处理模块520，处理接收的RF信号并且提供音频信号、视频信号以及数据信号。
RF信号处理模块可被实现为单一芯片，并且包括模拟信号处理模块530和数字处理模块550。模拟信号处理模块530包括带通滤波器531、低噪声放大器533、混频器535、IF放大器537、信道数字滤波器539以及电流控制模块541。数字信号处理模块550包括解调器551、解码器553、误差计数模块555以及电压产生模块557。
通过天线510接收的RF信号被输入到带通滤波器531。带通滤波器531对RF信号滤波以仅允许包括至少一个信道的频带通过。
低噪声放大器533放大特定频带中的信号，并抑制噪声，所述特定频带例如54-860MHz的广播频带。低噪声放大器533的增益可被自动调整。
混频器535将从低噪声放大器533输出的信号转换为IF信号，并且IF放大器537放大IF信号。
可根据由信道数字滤波器539滤出的频带来调整在混频器535中使用的本地振荡频率。
信道数字滤波器539使用数字信号处理方法来对由IF放大器537放大的信号滤波，以允许期望的信道中的信号通过。为此，信道数字滤波器539可包括用于将由IF放大器放大的模拟信号转换为数字信号的A/D转换器。电流控制模块541控制流过低噪声放大器533、混频器535或IF放大器537的偏置电流。
由信道数字滤波器539选择的信道信号被数字信号处理模块550的解调器551解调为原始信号。
解调器553将由解调器551解调的信号解码为音频信号、视频信号和数据信号，并通过显示屏幕或扬声器(未显示)来输出它们。
解调器551检查解调信号是否与原始信号相同，并纠错以恢复原始信号。误差计数模块555对误差比特计数。
电压产生模块557产生与误差比特的计数值相应的预定电压，并且将产生的电压通过反馈传输信道输出到模拟信号处理模块530的电流控制模块541。
电流控制模块541根据由电压产生模块557提供的电压的幅度来控制流过低噪声放大器533、混频器535或者IF放大器537的偏置电流的幅度。
例如，当误差计数模块555的计数值小时，电压产生模块557产生具有低幅度的电压，并且将该电压输出到电流控制模块541。如果输入的电压的幅度低，则电流控制模块541可还减小流过低噪声放大器533、混频器535或IF放大器537的偏置电流的幅度。
当误差计数模块555的计数值大时，电压产生模块557产生具有高幅度的电压，并且将该电压输出到电流控制模块541。如果输入电压的幅度高，则电流控制模块541也可增大流过低噪声放大器533、混频器535或者IF放大器537的偏置电流的幅度。
尽管在图5中流过低噪声放大器533、混频器535或者IF放大器537的偏置电流的幅度被控制，但是流过包括在模拟信号处理单元530中并且需要偏置电流的任何RF模块的偏置电流可被控制。
图6是根据本发明的另一示例性实施例的RF信号接收机600的详细框图。
参照图6，RF信号接收机600包括天线610，接收RF信号；以及RF信号处理模块620，处理接收的RF信号并且提供音频信号、视频信号以及数据信号。
RF信号处理模块620可被实现为单一芯片，并且包括模拟信号处理模块630和数字信号处理模块650。模拟信号处理模块630包括带通滤波器631、低噪声放大器633、混频器635、IF放大器637、信道数字滤波器639、电流控制模块641以及低通滤波器643。数字信号处理模块650包括解调器651、解码器653、误差计数模块655以及脉冲宽度调制(PWM)电压产生模块657。
通过天线610接收的RF信号被输入到带通滤波器631。带通滤波器631对RF信号滤波以仅允许包括至少一个信道的频带通过。
低噪声放大器633放大特定频带中的信号并且抑制噪声，所述特定频带例如54-860MHz的广播频带。可自动调整低噪声放大器633的增益。
混频器635将从低噪声放大器633输出的信号转换为IF信号，IF放大器637放大该IF信号。
可根据由信道数字滤波器639滤波的频带调整在混频器635中使用的本地振荡频率。
信道数字滤波器639使用数字信号处理方法对由IF放大器637放大的信号滤波，以允许期望信道中的信号通过。为此，信道数字滤波器639可包括用于将由IF放大器637放大的模拟信号转换为数字信号的A/D转换器。
稍后将描述电流控制模块641控制流过低噪声放大器633、混频器635或者IF放大器637的偏置电流及其详细操作。
由信道数字滤波器639选择的信道信号被数字信号处理模块650的解调器651解调为原始信号。
解码器653将由解调器651解调的信号解码为音频信号、视频信号和数据信号，并通过显示屏幕或扬声器(未显示)将它们输出。
解调器651检查解调信号是否与原始信号相同，并且纠错以恢复原始信号，误差计数模块655对误差比特计数。
PWM电压产生模块657产生与误差比特的计数值相应的预定PWM电压。
例如，当误差计数模块655的计数值小时，PWM电压产生模块657可减小PWM电压信号的占空比。当误差计数模块655的计数值大时，PWM电压产生模块657可增大PWM电压信号的占空比。PWM电压产生模块657经由传输信道与低通滤波器643通信以向模拟信号处理模块630反馈信息。
模拟信号处理模块630的低通滤波器643对由PWM电压产生模块657产生的PWM电压信号执行低通滤波，并输出与PWM电压的占空比相应的直流(DC)电压。电流控制模块641根据输出DC电压的幅度控制流过低噪声放大器633、混频器635或者IF放大器637的偏置电流的幅度。
尽管图6中流过低噪声放大器633、混频器635或者IF放大器637的偏置电流的幅度被控制，但是流过被包括在模拟信号处理模块630中并且需要偏置电流的任何RF模块的偏置电流可被控制。
图7是根据本发明的示例性实施例的控制偏置电流的流程图。
首先，在操作S710，RF信号被转换为IF信号。IF信号被滤波以仅允许期望的信道通过，随后在操作S720，期望的信道被解调。
在操作S730从解调信号提取误差比特，以在操作S740确定误差比特的数目是否大于预定阈值。
如果误差比特的数目大于阈值，则指示RF信号接收环境差，因此在操作S750，PWM信号的占空比增大。在操作S760，使用PWM信号增大流过模拟信号处理电路的偏置电流的幅度。
如果误差比特的数目小于阈值，则指示RF信号接收环境良好，因此在操作S770减小PWM信号的占空比。在操作S780，使用PWM信号减小流过模拟信号处理电路的偏置电流的幅度。
根据本发明的一方面，在差的接收环境中提供最大幅度的偏置电流，从而允许最佳性能。在好的接收环境中，将偏置电流的幅度减小到用户不能感觉到这种减小的程度，从而实现RF信号接收机的低功率消耗。
此外，模拟信号处理电路和数字信号处理电流被实现为单一芯片，从而有助于RF信号接收机的最小化。
尽管已经参照本发明的示例性实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以对其进行各种修改和改变。因此，应该理解在所有方面上述示例性实施例不是限定性的，而是示例性的。
权利要求
1.一种射频(RF)信号接收机，包括天线，接收RF信号；和RF信号处理模块，处理接收的RF信号，RF信号处理模块包括模拟信号处理模块，将接收的RF信号转换为中频(IF)信号，并将IF信号滤波以获得与允许通过的期望的信道相应的频带；和数字信号处理模块，将滤波的IF信号解调以产生解调信号，并且将解调信号解码，其中，由数字信号处理模块控制模拟信号处理模块的偏置电流的幅度。
2.如权利要求1所述的RF信号接收机，其中，数字信号处理模块包括误差计数模块，对解调信号的误差比特进行计数以产生计数值；和偏置控制模块，基于误差计数模块的计数值来控制模拟信号处理模块的偏置电流的幅度。
3.如权利要求1所述的RF信号接收机，其中，所述数字信号处理模块包括误差计数模块，对解调信号的误差比特计数以产生计数值；和电压产生模块，产生与误差计数模块的计数值相应的电压，所述模拟信号处理模块包括电流控制模块，根据所述电压的幅度控制模拟信号处理模块的偏置电流的幅度。
4.如权利要求1所述的RF信号接收机，其中，所述数字信号处理模块包括误差计数模块对解调信号的误差比特计数以产生计数值；和脉冲宽度调制(PWM)电压产生模块，产生具有与误差计数模块的计数值相应的占空比的PWM电压信号，所述模拟信号处理模块包括低通滤波器，对PWM电压信号执行低通滤波，并输出直流(DC)电压；和电流控制模块，根据DC电压的幅度控制模拟处理模块的偏置电流的幅度。
5.如权利要求1所述的RF信号接收机，其中，RF信号处理模块被实现为单一芯片。
6.如权利要求2所述的RF信号接收机，其中，RF信号处理模块被实现为单一芯片。
7.如权利要求3所述的RF信号接收机，其中，RF信号处理模块被实现为单一芯片。
8.如权利要求4所述的RF信号接收机，其中，RF信号处理模块被实现为单一芯片。
9.一种用于控制偏置电流的方法，该方法包括接收射频(RF)信号；将接收的RF信号转换为中频(IF)信号，并对IF信号滤波以通过与期望的信道相应的频带；对滤波的IF信号解调以产生解调信号；对解调信号的误差比特计数以产生计数值；和根据误差比特的计数值控制用于所述转换和所述滤波的偏置电流。
10.如权利要求9所述的方法，其中，偏置电流的控制包括产生与误差比特的计数值相应的电压；和根据所述电压的幅度控制用于所述转换和所述滤波的偏置电流。
11.如权利要求9所述的方法，其中，偏置电流的控制包括产生具有与误差比特的计数值相应的占空比的脉冲宽度调制(PWM)电压信号；对PWM电压信号执行低通滤波并且提供直流(DC)电压；和根据DC电压的幅度控制模拟信号处理模块的偏置电流的幅度。
12.一种RF信号接收机，包括天线，接收RF信号；和RF信号处理器，包括模拟信号处理部件，将接收的RF信号转换为中频(IF)信号，并将IF信号滤波以通过频带；数字信号处理部件，将通过的频带解调以产生解调信号，并且将解调信号解码；和传输信道，设置在模拟信号处理部件和数字信号处理部件之间，其中，由数字信号处理部件控制模拟信号处理部件的偏置电流的幅度。
13.如权利要求12所述的RF信号接收机，其中，传输信道是反馈传输信道。
14.如权利要求12所述的RF信号接收机，其中，RF信号处理器被实现为单一芯片。
全文摘要
提供一种用于控制偏置电流的射频(RF)信号接收机以及一种用于控制偏置电流的方法。RF信号接收机包括天线，接收RF信号；和RF信号处理模块，处理接收的RF信号。RF信号处理模块包括模拟信号处理模块，将接收的RF信号转换为中频(IF)信号，并对IF信号滤波以允许与用户期望的信道相应的频带通过，数字信号处理模块，对滤波的信号解调，并对解调信号解码。由数字信号处理模块控制由模拟信号处理模块需要的偏置电流的幅度。
文档编号H04L27/26GK1953339SQ20061013936
公开日2007年4月25日 申请日期2006年9月25日 优先权日2005年9月26日
发明者李廷浩 申请人:三星电子株式会社