专利名称：无线电接收机装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对所接收的无线电信号进行数字处理的无线电接收机 装置。
背景技术：
常规的无线电接收机装置通过将所接收的无线电信号转换成对应的数 字信号并对其进行解调来对所接收的射频无线电信号进行数字处理。
在US 6952573 (JP2007-506363A)中公开的无线电接收机装置中，彼 此靠近地提供用于处理射频无线电信号的模拟电路部分和用于处理数字信 号的数字电路部分。在这种构造中，数字电路部分中产生的数字噪声被传 送到模拟电路部分。结果，其接收机灵敏度(接收无线电信号的灵敏度) 下降，由此信噪比(S/N)也下降。
在JP 2001-159673中公幵的无线电接收机装置中，从所接收的射频GPS 卫星信号产生中频GPS卫星信号，并通过对GPS卫星信号进行解调获得 GPS数据。在进行GPS信号产生和GPS数据获取的过程中，停止数字计算 部分进行的GPS数据的数字计算。结果，减小了来自数字计算部分的噪声 产生，使得接收GPS信号的灵敏度不会被数字噪声降低很多。
即使进行上述数字计算，数字计算部分也可能不产生噪声或可能仅产 生有限量的噪声。在这种情况下，接收GPS卫星信号的灵敏度不会下降很 多。因此，如果在这种情况下停止数字计算部分进行的数字计算处理，则 必然会减少数字计算部分的数字计算处理量，造成处理效率下降。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种无线电接收机装置，其能够持续执行 数字计算处理而不会降低所接收的无线电信号的S/N比。
根据本发明的一个方面， 一种无线电接收机装置包括无线电信号处理
部分、S/N比检测部分和数字处理部分。无线电信号处理部分被配置成将接 收到的无线电信号转换成对应的数字信号并对数字信号进行解调。S/N比检 测部分被配置成检测无线电信号的S/N比。数字处理部分被配置成对至少 包括经数字转换的无线电信号的数字信号进行数字处理并基于所检测的 S/N比切换其数字处理的工作模式，由此控制影响S/N比的数字噪声。
通过以下参考附图进行的详细说明本发明的上述和其他目的、特征和
优点将变得显而易见。在附图中
图1是示出根据本发明的典型实施例的无线电接收机装置的方框图； 图2是示出己解调的GPS数据的信号图； 图3是示出GPS信号解调过程的示图4A和图4B是示出通过多个信道接收的无线电信号的信号接收状态 的信号图5是示出在图4A和图4B的情况下的S/N比确定例程的流程图； 图6A和图6B是示出通过一个信道接收的多个频率的无线电信号的接 收状态的信号图7是示出在图6A和图6B的情况下的S/N比确定例程的流程图； 图8是示出S/N比和工作时钟频率之间关系的时序图；以及 图9是示出频率处理例程的流程图。
具体实施例方式
首先参考图1，作为用于全球定位系统(GPS)的接收机装置来提供无 线电接收机装置IO。无线电接收机装置10包括天线2、无线电信号处理部 分20和数字处理部分30。处理部分20和30集成在大规模集成电路中。
无线电信号处理部分20连接到天线2，被配置成接收作为射频无线电 信号的GPS信号，该信号是由GPS卫星通过多个信道ch (1)到ch (k) 发送的。无线电信号处理部分20被进一步配置成对所接收的GPS信号进行 A/D转换，将其转换成对应的数字信号并对数字信号进行解调，以获得GPS 数据。数字处理部分30被配置成对包括GPS数据的数字信号进行数字处理，
以计算无线电接收机装置10的当前位置。数字处理部分30还被配置成对 除GPS数据之外的数字信号进行数字处理。
无线电信号处理部分20包括射频(RF)电路20、模数转换器(ADC) 24、基带电路26、信噪(S/N)比计算电路28、 ROM、 RAM和诸如闪速存 储器的非易失性存储器。这些电路22、 24和26被配置成处理所接收的GPS 信号。S/N比计算电路28被配置成不仅计算或检测S/N比，还检查S/N比 并检査导致低S/N比的原因。
具体而言，RP电路22通过天线2接收GPS信号并使所接收的GPS信 号与本地振荡信号混频，以生成中频GPS信号。ADC 24将中频GPS信号 转换成对应的数字信号，并将数字信号施加到基带电路26。基带电路26通 过伪噪声码将A/D转换后的GPS信号去扩展，以产生图2中所示的GPS 数据作为常规方式下的基带。在图2中，"S"表示已解调的GPS数据的功率 峰值，"N"表示包含在已解调的GPS数据中的噪声。伪噪声码分别视GPS 卫星而定。
如图3所示，基带电路26被配置成包括常规相关器，并相对于GPS 信号逐个码片地对伪噪声信号进行移位来进行积分，并且测量GPS信号和 伪噪声码之间的相关性，从多个(n) GPS卫星(n个卫星)接收所述GPS 信号并对其进行A/D转换。因此，基带电路26通过其相关器，利用伪噪声 符号对GPS信号进行解调并通过在GPS信号和伪噪声码中进行定相 (phasing)来获取GPS数据。
S/N比计算电路28被配置成计算通过基带电路26从每个GPS卫星的 GPS信号获取的GPS数据的S/N比，并检査S/N比是否被数字噪声降低。 S/N比计算电路28基于存储在无线电信号处理部分20中提供的诸如ROM 或闪速存储器的存储器中的控制程序，在每个固定时间间隔，例如1毫秒 (ms)，进行这种计算和检查处理。
如果图2中由S表示的已解调信号的高相关部分的功率被数字噪声等 降低，则S/N比降低。S/N比计算电路28因此被配置成检査图2中由S表 示的水平是否低于阈值水平Sth，即，S/N比是否低于预定的阈值水平SNth。 计算电路28还被配置成向数字处理部分30产生S/N比检查结果。可以由 噪声标记表示S/N比检查结果，所述噪声标记被置位(ON或l)或复位(OFF
或O)o
数字处理部分30包括中央处理单元(CPU) 32、数字电路34、 ROM、 RAM和诸如闪速存储器的非易失性存储器。
CPU 32被配置成基于存储在诸如ROM、闪速存储器等的存储器中的 控制程序对数字信号进行软件处理，并且还控制对数字信号进行硬件处理 的数字电路34。将CPU 32和数字电路34对数字信号进行的软件处理和数 字处理统称为数字处理。CPU 32和数字电路34被配置成还执行除GPS数 据的数字处理之外的其他数字处理。
数字处理部分30被配置成，通过基于GPS信号(GPS数据)的S/N 比切换其工作模式来控制其中产生的数字噪声。具体而言，对CPU30进行 编程，使其执行图5、 7和9中所示的处理。
在该典型实施例中，认为S/N比是由于两个原因而下降的。 一个原因 是内因，即数字噪声，其在数字处理部分30中产生并被传递到无线电信号 处理部分20。另一个原因是外因，即诸如隧道的电磁屏蔽体，其覆盖和屏 蔽天线2和无线电接收机装置10并降低接收机的灵敏度。
以不同方式确定S/N比下降的原因。 一种方法(1)是基于通过各个信 道从GPS卫星发射的GPS信号的S / N比。另一种方法(2)是基于从一 个(同一个)GPS卫星发射的GPS信号的S / N比。 (1)多个GPS信号的S/N比
对于每个原因，即数字噪声和屏蔽体，认为S/N比以以下方式下降。 这里，假设用ch (k)表示通过多个(n个)信道(n个信道)接收的GPS 信号，其中"k"从l变到n。
在由于数字噪声而使S/N比下降到低于预定阈值水平SNth的情况下， 对于同一频率(在数字噪声或数字噪声谐波的频率附近)，所有通过n个信 道ch (k)传送的GPS信号的S / N比基本同时降低。具体而言，如图4A 所示，S/N比在预定的短时间段Tch内下降。即，第一下降信道ch (a)的 S/N比下降的第一时间Tmin和最后一个下降信道ch (b)的S/N比下降的 最后时间Tmax之间的差小于Tch。 "a，，和"b"从1变到n，且彼此不同。由 于计算电路28每lms左右计算S/N比，因此可以对应于卫星和信道的数量 (n)将预定时间段Tch设置为若干毫秒(ms)。
在由于屏蔽体而使S/N比下降到低于预定阈值水平SNth的情况下，n 个信道的S/N比在较长的时间段内在不同的时间点下降，所述较长的时间 段等于或大于预定时间段Tch，如图4B所示。这是因为GPS卫星位于距无 线电接收机装置10不同距离的不同位置处，因此当无线电接收机装置10 在屏蔽对象内移动时，屏蔽体在不同的时间点屏蔽不同卫星的GPS信号。
由于以上原因，S/N比计算电路28被配置成通过检查经由n个信道接 收的具有相同频率的GPS信号的S/N比下降的时间段来检査S/N比下降是 由数字噪声造成的还是由屏蔽体造成的。S/N比计算电路28被配置成，在 确定S/N比因数字处理部分30的数字噪声而下降时，通过打开噪声标记而 将其置位(ON或l)并向数字处理部分30输出该噪声标记。
将数字处理部分30中的CPU 32编程为降低数字处理部分30的工作时 钟的频率或停止低优先级的数字处理。通过工作模式的这种切换，降低数 字处理的量或负荷。结果，减少了数字噪声的产生，因此减少了GPS信号 的S/N比的下降。
进一步对CPU32进行编程，以确定在噪声标记被复位(OFF或O)时 S/N比的下降不是由数字噪声引起的。数字处理部分30被配置成，即使在 无线电信号处理部分20工作时，也在不降低工作时钟频率的情况下进行数 字处理。
注意，或者可以提高工作时钟的频率，以减少在数字处理部分30中产 生的数字噪声。在提高或降低工作时钟的频率以减少数字噪声的情况下， CPU 32可以将工作时钟的频率设置成与无线电信号处理部分20接收到的 GPS信号的较高次谐波或较低次谐波频率不同的频率。
为了检查n个信道的GPS信号的S/N比，S/N比计算电路28被配置成 执行图5所示的控制程序。该控制程序存储在无线电信号处理部分20中的 ROM、闪速存储器等中。当打开无线电接收机装置10的电源时开始该例程， 并对于同样频率的每个GPS信号执行该例程。
首先，在S300处，通过将标记关闭为O，将噪声标记复位作为初始化。 在S302处，计算在总共n个信道当中S/N比在时刻T高于预定阈值水平 SNth的信道ch (k)的GPS信号(卫星)的数量g (T)。在S304处，检查 g (T)是否大于O，因为如果g (T)为0则无法检查S/N比。如果g (T)
变为大于0，则在S306处复位噪声标记(0)。
进一步，在S308处检查g (T)是否大于l，因为不可能仅利用一个g (T)来检查S/N比的下降时间。当g(T)变为大于1时，在S310处检查 信道ch (k)的S/N比高于预定阈值水平SNth的GPS卫星的数量是否从前 一计算时刻T一1开始随着时间而减少。艮卩，检查g (T-l)是否大于g (T)。
当g (T)变为小于g (T-l)时，在S312处进行等待。即，在大约几 个ms的预定时间段Tch内不执行任何处理。在S314处进一步检查在时间 段Tch之后g (T)是否为0。这是为了检查所有信道ch (k)的S/N比是否 都在预定时间段Tch内下降到低于阈值水平SNth。
如果在预定时间段Tch内g (T)变为0，则确定S/N比己经被数字处 理部分30的数字噪声降低，并通过打开噪声标记来置位噪声标记(1)。要 指出的是，g (T) =0意味着所有GPS信号的S/N比都己下降到低于预定阈 值水平SNth。将如上所述被置位或复位的噪声标记输出到数字处理部分30。 在S316之后，该处理返回到S304。如果在S314处g (T)不是0，则该处 理返回到S308。在这种情况下，确定S/N比的下降不是由于数字噪声的原 因。
如上所述，S/N比计算电路28检查通过n个信道接收到的具有相同频 率的GPS信号的S/N比是否在基本相同的时刻下降到低于预定阈值水平 SNth。因此，数字处理部分30能够恰当地切换其数字处理的工作模式，以 基于每个信道的S/N比减少数字噪声。
(2) —个GPS信号的多个频率的S/N比
在此假设无线电接收机装置10从一个GPS卫星接收具有多个不同频率 的GPS信号。在这种情况下，当S/N比由于数字噪声而下降时，仅相同频 率或其谐波频率的GPS信号的S/N比下降，而其他频率的GPS信号的S/N 比不下降。
具体而言，如图6A所示，如果具有不同频率f (a)和f (b)的GPS 信号的S/N比在预定时间段Tf内不下降，则确定S/N比的下降是由于数字 噪声导致的。这里，"a"和"b"不同，从l变到m。艮卩，如果在频率f (a)的 S/N比的第一下降的时刻Tmin之后未检测到频率f (b)的GPS信号的S/N 比的第二下降，则确定下降是由数字处理部分30的数字噪声导致的。这里，
将Tf设为几个ms。
然而，如果对于不同频率f (a)、 f (b)等在预定时间段Tf内GPS信 号的所有S/N比都下降，如图6B所示，则确定S/N比的下降是由诸如隧道 的屏蔽体造成的。即，如果在从Tmin到Tmax的时间段(等于或小于预定 时间段Tf)内对于不同频率发生了GPS信号的所有S/N比的下降，则确定 下降是由屏蔽物导致的。
因此，S/N比计算电路28通过对于GPS信号的多个频率检查S/N比下 降的时间段来检查S/N比是否是由于数字处理部分30的数字噪声而下降。
对S/N比计算电路28进行编程以执行如图7所示的控制程序。该控制 程序存储在无线电信号处理部分20的ROM或闪速存储器中，并在打开无 线电接收机装置10的电源时启动。
首先，在S320处，通过将标记关闭为O，将噪声标记复位作为初始化。 在S322处，计算在从一个GPS卫星接收到的多个(m)频率当中，在时刻 T其S/N比高于预定阈值水平SNth的GPS信号的频率的数量g (T)。
这里，如果对于任何频率没有S/N比高于预定阈值水平SNth，则g (T) 为0。如果仅对于一个频率S/N比高于预定阈值水平SNth，则g (T)为1。 如果对于所有频率S/N比都高于预定阈值水平SNth，则g (T)为m。
在S324处，检查g (T)是否为m。如果g (T)为m，则在S326处通 过关闭噪声标记将噪声标记复位为0。
在S328处，检査具有高S/N比的频率的数量g (T)是否随着时间的 流逝而相对于在前一时刻T-l处计算的数量g (T-l)有所减小。
当由于特定频率的S/N比下降而导致数量g (T)减小时，在S330处 执行等待处理预定的时间段Tf。
在预定时间段Tf之后，在S332处检查g (T)是0 (表示所有频率的 S/N比都低)还是m (表示所有频率的S/N比都不低)。如果g (T)为0或 m，则该处理返回到S328。如果g (T)为0，则确定由于屏蔽体而不是由 于数字噪声导致S/N比下降到低于预定阈值水平SNth。
如果g (T)既不是0也不是m,则却定由于数字噪声导致S/N比下降 到低于预定阈值水平SNth。在这种情况下，在S334处，通过打开噪声标记 将噪声标记置位为1，并输出到数字处理部分30。该处理然后返回到S324。
与上文参考图5所述的方式类似，数字处理部分30响应于噪声标记 (ON)而切换工作模式。
如上所述，S/N比计算电路28检査从一个GPS卫星接收到的同一 GPS 信号的不同频率的S/N比的一部分是否下降到低于预定阈值水平SNth。因 此，数字处理部分30能够基于从同一 GPS卫星接收到的GPS信号的每个 频率的S/N比恰当地切换数字处理的工作模式。
如上所述，S/N比的下降是由于数字处理部分30的数字噪声或屏蔽体 导致的。在一些情况下，在由于没有任何屏蔽体等而使接收机灵敏度没有 下降的周围条件下，即使由于数字处理部分30的工作时钟频率的升高而导 致数字噪声增大，S/N比也不会降低。
因此可以提出根据如图8所示的GPS信号的S/N比改变工作时钟的频 率。具体而言，只要GPS信号的S/N比未下降到低于预定阈值水平SNth， 就提高频率以增加数字处理的量或负荷，但如果GPS信号的S/N比下降到 低于预定阈值水平SNth则降低频率以减少数字噪声。可以通过分频或倍频 来执行这种频率变化或切换(SW)。
还可以提出根据S/N比高于预定阈值水平SNth的GPS卫星的数量来 改变工作时钟的频率。具体而言，只要具有高S/N比的GPS卫星的数量多 于预定阈值数量就提高频率以增加数字处理的量或负荷，但如果具有高S/N 比的GPS卫星的数量小于预定阈值数量则降低频率以减少数字噪声。
通过图9所示的控制程序执行上述根据GPS信号的S/N比的变化对工 作时钟频率进行的动态改变。该程序存储在数字处理部分30中的ROM、 闪速存储器等中。在打开电源之后执行该用于频率处理的例程。
在该例程中，g (T)表示其GPS信号的S/N比在时刻T高于预定阈值 水平SNth的GPS卫星的数量，K表示GPS卫星的预定阈值数量。
首先，在S340处，检查g(T)是否大于K，由此检查接收机灵敏度是 否良好。如果g (T)因为接收机灵敏度不佳而等于或小于K，则该处理跳 至S346。
如果g (T)因为接收机灵敏度良好而大于K，则在S342处检査工作时 钟的频率是否为预定的最高频率。如果其是最高频率，则该处理跳至S346， 因为不可能再增大频率了。如果其不是最高频率，则在S344处将其升高到高一级的频率。
在S346处，检查g (T)是否等于或小于预定阈值数量。如果g (T) 因为接收机灵敏度良好而不等于或小于K，则该处理返回到S342，以在可
能的情况下进一步提高频率。
如果g (T)因为接收机灵敏度不佳而等于或小于K，则在S348处检査
工作时钟的频率是否为预定的最低频率。如果其是最低频率，则该处理跳
至S352，因为不可能再降低频率了。
如果该频率不是最低频率，则在S350处将其降到低一级的频率。 最后，在S352处检査g (T)是否大于K。如果g (T)因为接收机灵
敏度良好而大于K，则该处理返回到S342以在可能的情况下进一步提高频
率。如果g (T)不大于K，则该处理返回到S348以在可能的情况下进一步
降低频率。
如上所述，在无线电接收机装置10工作时，CPU 32基于S/N比计算 电路28计算的GPS信号的S/N比的变化，通过改变工作时钟的频率来动态 改变数字处理的工作模式。结果，可以根据S/N比的变化尽可能地增大数 字处理的量或负荷而不会导致S/N比的下降。
可以通过多种方式修改上述典型实施例。例如，代替降低数字处理部 分30的工作时钟的频率，而可以停止数字处理的数字处理操作以减少数字 噪声的产生。此外，可以使无线电接收机装置适于从多个基站接收无线电 信号的手机或从多个接入点接收无线电信号的无线局域网(LAN)终端。
权利要求
1.一种无线电接收机装置，包括无线电信号处理装置(22-26)，其被配置成将所接收的无线电信号转换成数字信号并对所述数字信号进行解调；S/N比检测装置(28)，其被配置成检测所述无线电信号的S/N比；数字处理装置(30)，其被配置成对至少包括所述已数字转换的无线电信号的数字信号进行数字处理，并基于由所述S/N比检测装置检测到的S/N比切换其数字处理的工作模式，由此控制在所述数字处理期间产生的数字噪声。
2、 根据权利要求l所述的无线电接收机装置，其中所述S/N比检测装 置(28)包括.S/N比检査装置，其被配置成检查所述S/N比是否低于预定阈值水平； 以及原因检查装置，其被配置成在所述S/N比检查装置确定所述S/N比低 于所述预定阈值水平时检査所述S/N比是否是由于所述数字噪声而降低的，其中所述数字处理装置(30)被配置成在所述原因检査装置确定所述 S/N比是由于所述数字噪声而降低时切换所述工作模式以减少所述数字噪声。
3、 根据权利要求2所述的无线电接收机装置，其中所述原因检查装置(28)被配置成，在通过多个信道接收的每个 无线电信号的S/N比对于同一频率都低于所述预定水平时，确定所述S/N 比是由于所述数字噪声而降低的。
4、 根据权利要求2所述的无线电接收机装置，其中所述原因检查装置(28)被配置成，在从一个信号发射源接收的 无线电信号的S/N比仅对于所述无线电信号的多个频率的一部分而低于所 述预定阈值水平时，确定所述S/N比是由于所述数字噪声而降低的。
5、 根据权利要求l所述的无线电接收机装置，其中所述S/N比检测装置(28)包括S/N比检査装置(28)，其被配置 成检査所述S/N比是否低于预定阈值水平，并且其中所述数字处理装置(30)被配置成，在所述S/N比检查装置确定 由所述S/N比检测装置检测到的S/N比高于所述预定阈值水平时，通过提 高其工作时钟的频率来切换所述工作模式。
6、 根据权利要求1到4中任一项所述的无线电接收机装置， 其中所述数字处理装置(30)被配置成通过改变其工作时钟的频率来切换所述工作模式。
7、 根据权利要求1到4中任一项所述的无线电接收机装置， 其中所述数字处理装置(30)被配置成通过改变其数字处理的量来切换所述工作模式。
8、 根据权利要求l所述的无线电接收机装置，其中所述S/N比检测装置(28)被配置成，基于在预定时间段内所述 无线电信号的S/N比的下降次数，检査所述无线电信号的S/N比是否是由 于所述数字处理装置的数字噪声而降低的。
9、 根据权利要求8所述的无线电接收机装置，其中所述数字处理装置(30)被配置成仅在所述S/N比检测装置(28) 确定所述S/N比是由于所述数字噪声而降低时才降低其工作时钟的频率。
10、 根据权利要求1到9中任一项所述的无线电接收机装置， 其中所述无线电信号是从多个GPS卫星中的每一个发射的GPS信号。
全文摘要
一种无线电接收机装置(10)包括无线电信号处理部分(20)和数字处理部分(30)。无线电信号处理部分(20)将所接收的无线电信号转换成数字信号，对数字信号进行解调并检测无线电信号的S/N比。数字处理部分(30)对数字信号进行数字处理并基于所检测到的S/N比切换其工作模式，由此控制数字处理期间产生的数字噪声。无线电处理部分(20)检查S/N比是由数字处理部分(30)的数字噪声还是由无线电接收机装置(10)外部的屏蔽体导致降低的。仅在S/N比下降的原因是由于数字噪声导致时，数字处理部分(30)才切换其工作模式以减少数字噪声。
文档编号H04B7/00GK101373214SQ20081014599
公开日2009年2月25日 申请日期2008年8月22日 优先权日2007年8月22日
发明者武藤胜彦, 高城健一 申请人:株式会社电装