接收装置以及增益控制方法
【专利摘要】接收装置对通过天线接收到的接收波(希望波以及干扰波)进行低噪声放大而作为接收信号，将从该接收信号进行变换而得到的中间频率信号变换为数字信号，从该数字信号对特定信道的频带进行滤波并解调。在此，从数字信号检测第1接收信号强度(RSSI1)，并且从特定信道的数字信号检测第2接收信号强度(RSSI2)。对第1接收信号强度与容许阈值进行比较判定来计算出第1增益并放大中间频率信号。对第1接收信号强度和第2接收信号强度的电平差与容许阈值进行比较判定来计算出第2增益并放大特定信道的数字信号。在第1接收信号强度与第2接收信号强度的电平差小于容许阈值的情况下，判定为没有干扰波而将第2增益通过倍率换算设为1倍。由此，即使在较强的干扰波存在的环境下也能够可靠地接收最低灵敏度附近的希望波并以适当电平进行解调。
【专利说明】接收装置以及增益控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种将通过天线接收到的接收波变换为中间频率信号或模拟基带信号，并进行了模拟/数字变换之后，基于接收信号强度衰减干扰波并解调希望波的接收装置，特别是，涉及一种通过进行不论干扰波的有无都将希望波的解调器输入电平保持在适当的范围内那样的自动增益控制，即使存在较强的干扰波也解调至接收灵敏度附近的较低的希望波电平的接收装置的增益控制方法。
[0002]本申请基于在2011年7月8日向日本申请的特愿2011-151634号主张优先权，并将其内容援引于此。
【背景技术】
[0003]在现有技术中，通过天线接收包含希望波以及干扰波的接收波并进行模拟/数字变换、利用接收信号强度显示部(RSSI:Received Signal Strength Indicator)提取希望波来进行数字解调、并且执行调整解调器的输入电平的自动增益控制(AGC AutomaticGain Control)那样的接收装置被开发出来，并被应用于便携式/移动通信系统的基站接收装置、固定通信网的基站接收装置、卫星通信系统的地面站接收装置、或者广播系统等。
[0004]专利文献I公开了移动正交频分多址接入(OFDMA)网络中的自动增益控制方法，其特征在于根据基于接收信号强度计算出的循环前缀的平均功率来调节模拟基带信号的功率电平。专利文献2公开了一种能够实际扩大RSSI电路的输入输出的动态范围、接收宽范围的信号电平、并且能够传输正确的接收电平的接收装置。专利文献3公开了一种准确地抑制包含在接收信道中的互调波、从而有效地防止互调所引起的接收品质的下降的防止互调的接收装置。专利文献4公开了一种利用AGC以及RSSI有效地衰减干扰台信号电平、并抑制接收希望波频率的信号电平的下降的广播接收装置。专利文献5公开了一种根据希望波的RSSI来进行干扰波的判定并切换低噪声放大器(LNA)的线性，由此降低干扰波的影响的接收装置。专利文献6公开了一种即使干扰波输入到接收机中也提供最适于希望波功率的增益的AGC电路。专利文献7公开了一种采用利用了 AGC以及RSSI的滤波器装置、并且根据干扰波的有无或大小来切换与检波/整流电路相连接的电容器容量，由此防止了无线特性的劣化的便携式无线通信终端。专利文献8公开了一种进行AGC、数字解调处理的接收机。专利文献9公开了一种即使接收电平发生变动也不使用AGC而通过软件来进行解调处理的接收装置。专利文献10公开了一种具有应用于数字CATV的调谐器的AGC电路的接收机，其特征在于不管调谐器的增益的偏差或信道间的增益的偏差，都能获得最合适的AGC特性。专利文献11公开了一种能够抑制在RF前端部分的功率消耗的增大并可靠地放大希望信号的无线接收装置，其特征在于使用基于低通滤波器前后的接收信号强度来控制低音噪声放大器(LNA)的功率消耗的DC-DC转换器。专利文献12公开了一种采用直接转换系统或Low-1F系统的接收装置。专利文献13公开了通过基于IF调谐后的信号电平对RF放大电路施加AGC，来抑制相邻信道的不要波所造成的干扰的地面数字电视接收模块。专利文献14公开了一种通过根据RF系统的输入电平与IF系统的输入电平的差分来判定干扰波的有无，干扰波抗性高并提高了接收率的接收装置。
[0005]图4是公知的接收装置的框图(参照专利文献2)。该接收装置具备天线1、混合器
3、局部振荡器4、A / D转换器5、模拟可变增益功能部6、信道选择滤波器8、接收信号强度显示部(RSSI1)9、比较控制器11、解调器12、以及带可变增益功能低噪声放大器(LNA) 13。该接收装置在直接转换方式、单次转换方式或多重转换方式中，进行在A / D转换器5的饱和防止与补偿(backoff)确保(即，为了使具有波峰成分的调制信号不失真地通过所需的处理)。
[0006]因此，由比较控制部11对设置于A / D转换器(ADC) 5的输出侧的RSSI9(即，在信道选择滤波器8的输出侧监视希望波电平的电路)所检测到的电平进行比较判定，对于希望波超过了容许阈值的部分通过设置于A / D转换器5的输入部的模拟可变增益功能部6来进行增益降低控制。
[0007]图5是对公知的接收装置的问题点进行说明的图，图5 (a)是对在仅将希望波输入到接收装置的情况下的电平图以及AGC的动作进行说明的图，另一方面，图5(b)对在将较强的干扰波连同较低的希望波(最低灵敏度附近)一起输入到接收装置的情况下的电平图以及AGC的动作进行说明。
[0008]在图5(a)中，在希望波电平从最低灵敏度上升了的情况下，通过由比较控制部11对基于希望波电平的AGC环路内的RSSI9所检测到的电平进行阈值判定，对于希望波超过了阈值电平的部分，旨在A / D转换器5的饱和防止与补偿确保而进行模拟可变增益功能部6的增益降低控制(-a[dB]、-b[dB])。
[0009]在图5(a)中，由于希望波对解调器12的输入电平达到了最小表现电平以上，因此希望波能够在确保解调所需的与噪声电平的C / N比的同时进行解调。此外，在仅将希望波输入到接收装置的情况下，作为解调器12的输入电平所需的动态范围可以较小。
[0010]但是，如图5(b)所示，在将较强的干扰波连同较低的希望波(最低灵敏度附近)一起输入到接收装置的情况下产生下述的问题点。即，在干扰波电平上升的情况下，干扰波代替希望波而成为支配的，从而通过比较控制部11对由AGC环路内的RSSI9进行检波而得到的干扰波电平进行阈值判定，对于该干扰波电平超过了阈值的部分旨在干扰波的A / D转换器5的饱和防止与补偿确保，而通过模拟可变增益功能部6进行增益降低控制(_a[dB]、-b[dB])。此时，对于最低灵敏度附近的较低的希望波也与干扰波同样地，通过模拟可变增益功能部6进行增益降低控制(_a[dB]、-b[dB])，因此在A / D转换器5以后希望波电平会下降。
[0011]而且，希望波以及干扰波通过A / D转换器5的后段的信道选择滤波器8，由此干扰波电平极度地衰减并被抑制在希望波电平以下，但如图5(b)所示希望波对解调器12的输入电平变为一直维持下降到最小表现电平以下，由于按照解调器12的最小表现电平对希望波的信息进行截取，因此原来的信息丢失而陷入极度的解调劣化或不能解调。
[0012]若使得公知的接收装置能够伴随较强的干扰波的同时接收/解调低至最低灵敏度的希望波，则解调器输入电平所需的动态范围极度地增大，解调器所需的比特数增加，变为接收装置的电路规模增大或功率消耗增大。
[0013]图6是其他的公知的接收装置的框图(参照专利文献I)。该接收装置包含模拟模块22、天线24、数字基带部32。模拟模块22具备带通滤波器(BPF) 26、低噪声放大器(LNA) 28、局部振荡器(LO) 30以及放大器(VGA)34、36。数字基带部32具备接收信号强度显示部(RSSI) 38、控制逻辑部40、以及A / D转换器(ADC) 46、48。此外，符号42表示使能脉冲。
[0014]此外，专利文献4中公开了的接收装置为了抑制干扰波对所设置的信道选择滤波器前后的电平进行监视、并且进行比较并对该电平差与容许阈值进行比较判定，由此判断干扰波的有无。具体来说，将信道选择滤波器前后的电平差大认为有干扰波，将电平差小认为没有干扰波。
[0015]例如，在专利文献4中公开了的广播接收装置中，在IF-BPF前后的电平差较小的情况下，判断为本信道以外的接收波(即，干扰波)较少，为了通过本信道执行AGC而基于IF-BPF前的RSSI电平来进行MIXER前的可变增益型RF-AMP的增益控制。另一方面，在IF-BPF前后的电平差较大的情况下，判断为本信道以外的接收波较多，为了包含其他信道的接收波在内一并执行AGC，基于将通过从IF-BPF前的RSSI电平中减去IF-BPF后的RSSI电平计算的多个接收信道汇总在一起的电平来进行MIXER前的可变增益型RF-AMP的增益控制。在此，实现了仅本信道或者将本信道与多个信道合在一起作为希望波来捕捉、对RF-AMP赋予可变增益那样的AGC功能。
[0016]在本发明中，如后所述，降低该A / D转换器前段的模拟可变增益功能部(第IAGC控制对象)的增益的同时通过信道选择滤波器前段的RSSI的电平差来探测较强的干扰波的存在，使得作为AGC的控制对象在最低灵敏度接收中不会由于较强的干扰波而使信道选择滤波器前的A / D转换器的输出失真。此时，为了将降低至低电平的希望波校正为能解调的电平，在本发明中作为第2AGC控制对象增加了数字可变增益功能部的增益。
[0017]在专利文献8中在高电平的干扰波与希望波混在一起接收的情况下，为了实现宽范围内的电平的希望波接收，在包含RSSI的AGC电路中施加了设计。S卩，通过利用包含希望波与干扰波在内的A / D转换器(ADC)输出的宽带RSSIl的处理结果、和在ADC以后的BPF施加了频带限制后的仅希望波的窄带RSSI2的处理结果来执行ACG动作，来适当地控制作为整体的AGC增益。另外，专利文献9以及专利文献10公开了旨在专利文献8的改善的公知技术。
[0018]在专利文献8中，鉴于ADC需要2系统这一点，公开了通过ADC从根据输入电平而存在于接收IF系统上的不同的增益段的2点提取数据的方法。
[0019]在专利文献10中，鉴于增益控制的标准为不包含干扰波而只包含希望波这一点，公开了对RF(无线频率)的AGC增益与IF(中间频率)的AGC增益分别独立地进行可变控制的方法。
[0020]在专利文献8中，作为第I实施例对在包含希望波以及干扰波在内的ADC输出的宽带RSSI1、与ADC以后的BPF输出的仅希望波的窄带RSSI2未联动的情况下的电路进行了说明。首先，在希望波以及干扰波的电平非常高的情况下，对RSSIl进行判定并为了不超过ADC的满标度而将LNA的电源电压或者增益设为AGC的对象。在更高电平的信号被输入的情况下，通过RSSSI2的希望波的电平判定，对其前面紧挨着的一个数字IF放大器的增益进行了降低控制。
[0021]因此，RSSII的动作不会使ADC饱和。但是，在RSSI2的动作中，为了不进行干扰波的有无判定(在专利文献10中RSSI单独动作)就使解调器的前段的希望波收敛于预定电平，使插入在BPF与解调器之间的数字IF放大器的增益可变。这是在通过频带限制BPF已经充分降低了干扰波电平这种假定下，若以希望波电平进行RSSI2的判定所期待的结果。另外，在本发明中，对RSSIl与RSSI2的差异一定进行比较判定从而推定了干扰波的有无之后控制数字AGC的增益。
[0022]此外，在专利文献8的第2实施例中示出了同时使用RSSIl与RSSI2的AGC控制方法。在该第2实施例中，在希望波电平相当小、干扰波电平相当大的情况下，为了 AGC饱和防止而控制为较大地降低LNA的增益，但由于希望波电平下降超出所需，有可能接收灵敏度会发生劣化。为了防止这种情形，在专利文献8中公开了在RSSI2的希望波电平极端小的情况下，为了缓和作为RSSIl的处理结果而被控制的LNA增益的大幅降低，并不急剧地降低提供给LNA的控制电压那样的校正方法。
[0023]专利文献11公开了与专利文献5类似的技术。在此，在干扰波与希望波混在一起接收时干扰波强度随时间变动的情况下，通过对MIXER?ADC的模拟基带部、或者用于在IF系统中设置的频带限制的LPF的前段的RSSIl电平(干扰波+希望波)、与LPF后段的RSSI2的希望波电平的差进行比较判定，来探测干扰波存在、干扰波电平的大小。根据这样推定出的干扰波电平来防止LNA的饱和、失真产生、以及灵敏度抑制(由于干扰波所引起的增益压缩希望波增益以及增益从适当值下降了的现象)，并且，为了使LNA的线性得到改善而控制LNA用的DC-DC转换器的电压。
[0024]此外，在判定为干扰波电平较大的情况下，对LNA的控制电压进行升压从而使LNA的饱和功率提高(即，使补偿放大)。另一方面，在判定为干扰波电平较低的情况下，通过使LNA的控制电压回到原来的控制电压防止了用于常规的干扰波对应的功率消耗增加。
[0025]专利文献11意图进行专利文献12的改善。专利文献12也防止用于常规的干扰波对应的功率消耗增加，通过探测在2点的RSSI的差分来进行干扰波的有无判断，由此在直接转换方式中通过切换LNA、模拟基带部的路径来应付高电平的干扰波。
[0026]基于包含干扰波以及希望波的LNA的RF输出的RSSI1、与通过信道滤波器而变为了只有希望波的ADC后的数字基带部输出的RSSI2的差分来进行干扰波的有无判定。另外，在探测为干扰波是容许值以上的情况下，对于通过绕过LNA进行的增益校正，在ADC前插入数字AGC放大器从而确保净增益。
[0027]在先技术文献
[0028]专利文献
[0029]专利文献I JP特开2009-268098号公报
[0030]专利文献2 JP特开2002-94408号公报
[0031]专利文献3 JP特开2000-68870号公报
[0032]专利文献4 JP特开2007-19900号公报
[0033]专利文献5 JP特开平11-298348号公报
[0034]专利文献6 JP特开2001-57513号公报
[0035]专利文献7 JP特开2005-333182号公报
[0036]专利文献8 JP特开2007-281633号公报
[0037]专利文献9 JP特开平11-136153号公报
[0038]专利文献10 JP特开2000-209118号公报[0039]专利文献11 JP特开2008-193442号公报
[0040]专利文献12 JP特开2006-115345号公报
[0041]专利文献13 JP特开2005-167860号公报
[0042]专利文献14 JP特开2009-147616号公报
【发明内容】
[0043]发明要解决的课题
[0044]在上述的接收装置中存在下述的问题点。
[0045]图4所示的接收装置在直接转换方式、单次转换方式或者多重转换方式中，进行A / D转换器的饱和防止与补偿确保(为了使具有波峰成分的调制信号不失真地通过所需的措施)。因此，对通过设置于A / D转换器5的输出侧的RSSI9(在信道选择滤波器8的输出侧监视希望波的电路)检测到的电平进行比较判定，并对于该检测到的电平超过了容许阈值的部分进行对在A / D转换器5的输入部设置的模拟可变增益功能部6的增益降低限制。但是，在该接收装置中存在通过图5进行了说明那样的问题点。
[0046]首先，如图5(b)所示，在较强的干扰波同较低的希望波(最低灵敏度附近)一起输入了的情况下，对接收装置中产生的问题点进行说明。
[0047]对于干扰波超过了容许阈值的部分，旨在A / D转换器5的饱和防止与补偿确保进行模拟可变增益功能部6的增益降低控制(_a[dB]、-b[dB])，但此时，在接收装置中对于最低灵敏度附近的较低的希望波也与干扰波同样地进行模拟可变增益功能部6的增益降低控制(_a[dB]、-b[dB])，因此存在A / D转换器5以后希望波电平会下降这样的问题点。而且，在干扰波以及希望波通过信道选择滤波器8从而干扰波电平极度衰减了的情况下，干扰波电平被抑制为希望波电平以下，但如图5(b)所示，希望波对解调器12的输入电平一直维持下降到了最小表现电平以下，所以按照解调器12的最小表现电平对希望波的信息进行截取，信息量会部分丢失而陷入极度的解调劣化或不能解调的状况。
[0048]为了通过上述的接收装置接收并解调伴随较强的干扰波的最低灵敏度附近的较低的希望波，解调器12的输入电平所需的动态范围极度地增大，解调器12的解调处理所需的比特数增加。因此，上述的接收装置存在招致电路规模的增大、功率消耗的增大这样的问题点。
[0049]此外，专利文献4的广播用接收装置在通过信道选择滤波器前后的RSSI的电平差的大小来判定干扰波的有无这一点上与后述的本发明相类似。但是，在专利文献4的广播用接收装置中，在实现基于干扰波的判定结果仅本信道或者将多个信道合在一起捕捉希望波、并对RF放大器进行增益可变的AGC功能这一点上控制方法与本发明不同:。
[0050]虽然在实施例的说明中进行详述，但在本发明中在伴随较强的干扰波的最低灵敏度接收中，为了在信道选择滤波器前的A / D转换器(ADC)中不产生失真，降低ADC前后的模拟可变增益功能部(第IAGC控制对象)的增益，并且通过信道选择滤波器前后的RSSI的电平差来探测干扰波的存在。此外，为了将降低至低电平的希望波校正到能解调的电平，在本发明中作为第2AGC控制对象增加数字可变增益功能部的增益。
[0051]专利文献5的接收装置具备判定干扰波的有无与干扰波电平的功能，在通过信道选择滤波器前后的RSSI的电平差的大小来判定干扰波的有无这一点上与本发明相类似。但是，两者的控制方法不同。相对于在本发明中基于干扰波的有无判定将AGC的控制量设定为可变，在专利文献5的接收装置中基于干扰波的有无判定而使提供给LNA的电压、电流可变，从而改善了 LNA的线性。
[0052]专利文献6的接收装置也具备判定干扰波的有无与干扰波电平的功能，在通过信道选择滤波器前后的RSSI的电平差的大小来判定干扰波的有无这一点上与本发明相类似。但是，两者的AGC控制方法不同。在本发明中，对信道选择滤波器的频带限制后、解调器的前段的数字可变增益功能部的增益进行可变控制。另一方面，在专利文献6的接收装置中，基于干扰波电平推定该干扰波对频带内的泄漏量，通过从对频带限制用的带通滤波器(BPF)前段的模拟可变增益功能部的AGC反馈量中减去该推定出的泄漏量将对该模拟可变增益功能部的增益控制量依据希望波电平适当地进行了校正。
[0053]专利文献7的接收装置也具备干扰波的有无判定功能，在通过信道选择滤波器前后的RSSI的电平差的大小来判定干扰波的有无这一点上与本发明相类似。但是，两者的AGC控制方法不同。在本发明中，在根据干扰波电平通过信道选择滤波器进行频带限制后的解调器的前段对数字可变增益功能部的增益进行可变控制，由此，使得将希望波以适当的电平输入到解调器。另一方面，在专利文献7的接收装置中，为了根据干扰波的有无而使AGC的响应速度可变，对RSSI的检波/整流电路的容量进行了切换。在专利文献7的接收装置中，由于在干扰波存在的情况下使AGC响应速度变得缓慢，因而对于快速的干扰波电平变动具有抑制AGC增益的不必要的偏差的效果，但在较强的干扰波不断地被输入、并且干扰波长时间残留于接收波中的情况下，因为根据该干扰波的RSSI电平，AGC增益包含误差地被固定，所以不能得到适当地接收输出。
[0054]专利文献8的接收装置在通过RSSII动作来使ADC不饱和这一点上与本发明相类似，但关于RSSI2动作与本发明不同。即，在专利文献8的接收装置中为了不进行干扰波的有无判定而将解调器前的希望波电平收敛于预定电平，对插入在BPF与解调器之间的数字IF放大器的增益进行可变控制。另一方面，在本发明中对RSSIl与RSSI2的差异一定进行比较判定从而推定了干扰波的有无之后进行数字AGC的增益控制。
[0055]在专利文献8的第2实施例中，公开了同时使用RSSIl与RSSI2的AGC控制方法。在此，在希望波电平相当小、并且干扰波电平相当大的情况下为了 AGC饱和防止而较大地降低LNA的增益利得，由于希望波电平下降超出所需，有可能接收灵敏度会发生劣化。另一方面，专利文献9公开了，在RSSI2的希望波电平极端小的情况下，为了缓和基于RSSIl的处理结果所控制的LNA的增益的大幅下降，并不急剧地降低LNA的控制电压那样的校正方法。
[0056]专利文献8的接收装置在RSSI2的动作中存在脆弱性，在由于频带限制用的BPF的无用波响应干扰波通过或干扰波并未得到充分衰减就到达了 RSSI2的情况下，因为将该干扰波视作基本波，所以在发生了降低数字AGC的增益那样的误动作的情况下，有可能基本波的解调变为不可能。另一方面，在本发明中总是在通过RSSIl与RSSI2之间的电平差判定了干扰波的有无之后进行数字AGC的增益控制。由此，对未能充分地消除干扰波的情况下的AGC误动作进行了防止。
[0057]在专利文献8的第2实施例中，为了 ADC饱和防止而基于RSSIl的处理结果降低了 LNA的增益，但由于根据再一次的RSSI2的判定结果为了增加LNA的增益进行AGC控制，因而产生动作上的矛盾。另一方面，本发明对于ADC饱和防止只根据RSSIl的判定结果来处理，对于伴随希望波电平下降的增益提高，总是在通过RSSIl与RSSI2之间的电平差判定了干扰波的有无之后对数字AGC进行回归控制。这样，本发明独立地控制了 ADC饱和防止与伴随希望波电平下降的增益提高，所以不会产生专利文献8那样的动作上的矛盾。
[0058]专利文献11的接收装置也具备判定干扰波的有无以及干扰波电平的功能，在通过信道选择滤波器前后的RSSI的电平差的大小对干扰波的有无进行判定这一点上与本发明相类似。但是，两者应用判定结果的控制方法不同。即，在本发明中基于干扰波的有无判定来进行AGC可变控制，另一方面，在专利文献11的接收装置中基于干扰波的有无判定结果对LNA的电压以及电流进行可变控制，从而改善LNA的线性。
[0059]专利文献12的接收装置也与专利文献11的接收装置相类似，但两者RSSIl的判定基准不同。在专利文献12的接收装置中在通过RSSIl与RSSI2的电平差的判定探测出干扰波电平较大的情况下，切换至绕过LNA的电路来避免LNA的饱和。另一方面，本发明仅通过ADC后段的RSSI的判定为了避免ADC饱和降低了 LNA的RF / IF增益。此外，本发明在通过RSSIl与RSSI2的电平差对干扰波的有无进行了判定这一点上与专利文献12相类似，但是在本发明中在探测出干扰波的存在的情况下作为ADC前的模拟基带部的ADC饱和防止对策，用数字AGC放大器来补偿降低了的增益。
[0060]此外，专利文献12的接收装置跨越数字部以及模拟部来进行增益补偿，在探测出干扰波的存在的情况下绕过模拟部的LNA，并且在模拟基带部插入AGC放大器从而对该LNA旁路所引起的增益下降进行了补偿。即，在ADC前的模拟部实施了上述的功能这一点上专利文献12与本发明不同。
[0061]而且，在专利文献12的接收装置的AGC动作中存在导致误动作的脆弱性。例如，在探测为干扰波电平较大从而绕过了 LNA的情况下，作为其增益补偿在模拟基带中增大AGC放大器的增益，但在这样的状态下希望波的输入电平增加了的情况下，有可能利用RSSIl探测出的干扰波电平与利用RSSI2探测出的希望波电平开始对抗。在该情况下，不能得到RSSIl与RSSI2的电平差，其结果，接收装置会误认为干扰波消失而仅希望波在电平图上进打推移，并存在LNA芳路被解除后由于干扰波LNA特性完全饱和的危险性。另一方面，在本发明中由于在通过ADC输出侧的RSSIl来决定ADC前的饱和回避以及增益降低的同时进行RSSIl的单独判定，因此不会发生误动作。此外，由于通过RSSIl与RSSI2的电平差来探测干扰波电平是否较大，因此ADC前的增益降低量通过数字AGC放大器来补偿。
[0062]本发明鉴于上述的现有技术的问题点而作，目的在于提供一种具备即使在较强的干扰波存在的环境下也能够确保最低灵敏度附近的希望波的接收以及解调的AGC(Automatic Gain Control)部的接收装置以及增益控制方法。
[0063]解决课题的手段
[0064]本发明涉及一种接收希望波与干扰波混合存在的接收波并进行自动增益控制以及解调的接收装置。该接收装置具备:低噪声放大器，其对接收波进行放大；中间频率变换部，其使用局部振荡频率将从低噪声放大器输出的接收信号变换为中间频率信号；模拟可变增益功能部，其以第I增益对中间频率信号进行放大；A / D变换部，其对由模拟可变增益功能部放大后的中间频率信号进行模拟/数字变换；信道选择滤波器，其从由A / D变换部输出的数字信号中对特定信道的频带进行滤波；数字可变增益功能部，其以第2增益对由信道选择滤波器进行滤波而得到的特定信道的数字信号进行放大;第IRSSI部，其从由A / D变换部输出的数字信号检测第I接收信号强度；第2RSSI部，其从由信道选择滤波器进行滤波而得到的特定信道的数字信号检测第2接收信号强度；比较控制部，其基于第I接收信号强度超过了容许阈值的部分计算出第I增益并指定给模拟可变增益功能部，在第I接收信号强度与第2接收信号强度的电平差超过了容许阈值的情况下，基于在模拟可变增益功能部设定了的第I增益计算出第2增益并指定给数字可变增益功能部；和解调器，其对由数字可变增益功能部进行了放大的数字信号进行解调。
[0065]本发明涉及一种应用于接收希望波与干扰波混合存在的接收波并进行自动增益控制以及解调的接收装置的增益控制方法。在该增益控制方法中，对接收波进行低噪声放大从而生成接收信号，使用局部振荡频率将接收信号变换为中间频率信号，以第I增益对中间频率信号进行放大，将中间频率信号变换为数字信号，从数字信号中对特定信道的频带进行滤波，以第2增益对特定信道的数字信号进行放大，从数字信号检测第I接收信号强度，从特定信道的数字信号检测第2接收信号强度，基于第I接收信号强度超过了容许阈值的部分计算出第I增益，在第I接收信号强度与第2接收信号强度的电平差超过了容许阈值的情况下，计算出第2增益，对以第2增益放大后的特定信道的数字信号进行解调。
[0066]发明效果
[0067]通过本发明的接收装置以及增益控制方法，即使在较强的干扰波存在的环境下也能够使希望波对解调器的输入电平变为最小表现电平以上。由此，能够可靠地接收最低灵敏度附近的希望波并以适当电平进行解调。此外，在较强的干扰波存在的环境下接收最低灵敏度附近的希望波的情况下，因为能够降低解调器所需的动态范围，所以无需增大接收装置的电路规模、并且能够降低功率消耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0068]图1是本发明的实施例1所涉及的接收装置的框图。
[0069]图2(a)是表示在仅输入了希望波到接收装置的情况下的电平图以及AGC动作的说明图，图2(b)是表示在输入了希望波以及干扰波到接收装置的情况下的电平图以及AGC动作的说明图。
[0070]图3是本发明的实施例2所涉及的接收装置的框图。
[0071]图4是现有的接收装置的框图。
[0072]图5(a)是表示在仅输入了希望波到接收装置的情况下的电平图以及AGC动作的说明图，图5(b)是表示在将较强的干扰波连同较低的希望波一起输入到接收装置的情况下的电平图以及AGC动作的说明图。
[0073]图6是其他的现有的接收装置的框图。
【具体实施方式】
[0074]参照附图连同实施例一起对本发明的接收装置以及增益控制方法进行详细说明。
[0075]本发明基于直接转换方式、单次转换方式、或者多重转换方式进行A / D转换器(ADC)的饱和防止与补偿确保。因此，通过比较控制器对在ADC输出侧通过RSSIl (ReceivedSignal Strength Idicatorl)检测到的接收信号强度进行判定,对于超过了容许阈值的接收信号强度进行对设置于ADC输入侧的模拟可变增益功能部的增益降低控制。
[0076]此外，为了抑制干扰波通过RSSIl与RSSI2检测设置于ADC后段的数字基带部的信道选择滤波器前后的信号电平，并通过比较控制器对两信号电平的差与容许阈值进行比较判定，由此判定干扰波的有无。例如，在RSSIl与RSSI2的电平差较大时判定为存在干扰波，在电平差较小时判定为没有干扰波。在判定为存在干扰波的情况下，为了通过模拟可变增益功能部来补偿使增益降低了的部分而增大设置于信道选择滤波器与解调器之间的数字可变增益功能部的增益。另一方面，在判断为没有干扰波的情况下，将数字可变增益功能部的增益设为“OdB”(若用真值来说，Xl倍)，从而不进行增益控制。
[0077]根据上述那样的增益控制方法，能够不论干扰波的有无都使希望波对解调器的输入电平成为解调器的最小表现电平以上。特别是，即使伴随较强的干扰波的最低灵敏度附近的希望波输入到接收装置，也能够确保希望的C / N比的同时(S卩，防止解调器的最小表现电平被视为噪声电平的同时)将该希望波导向解调器以后的电路部分。
[0078]这样，将伴随较强的干扰波的希望波变为希望的C / N比以上并输入到解调器，并将干扰波抑制为噪声电平以下，所以能够不会降低接收灵敏度地实现良好的解调处理。此夕卜，在接收伴随较强的干扰波的最低灵敏度附近的希望波的情况下，根据本接收方法，解调器所需的动态范围(必要比特数)降低，所以无需增大电路规模并能够降低功率消耗。
[0079]实施例1
[0080]图1是本发明的实施例1所涉及的接收装置的框图。该接收装置具备天线1、LNA2、混合器3、局部振荡器4、A / D转换器(ADC) 5、模拟可变增益功能部6、数字可变增益功能部7、信道选择滤波器8、第I接收信号强度显示部(RSSI1)9、第2接收信号强度显示部(RSSI2)10、比较控制部11、以及解调器12。
[0081]接着，对接收装置的构成要素进行详细说明。
[0082]首先，通过LNA2对由天线I接收到的接收波(希望波以及干扰波)进行低噪声放大，并通过混合器3以及局部振荡器4向近零(near-zero)的中间频率(近零IF)或零中间频率(零IF)混合。在此，零IF是模拟基带频率。在近零IF的情况下进行A / D转换器5的欠采样(under-sampling),在零IF的情况下成为直接转换方式。
[0083]接着，将中间频率信号(IF信号，或者模拟基带信号)通过A / D转换器5进行A / D变换并提供给解调器12。在此，为了使得在希望波与干扰波的混合波通过A / D转换器5时希望波不失真，需要混合波以从A / D转换器5的满量程电平确保了补偿的适当的电平以下通过A / D转换器5。因此，对通过A / D转换器5的输出侧的RSSIl (9)检测到的接收信号强度进行比较判定，并对于超过了容许阈值的接收信号强度进行对在A / D转换器5的输入侧设置的模拟可变增益功能部6的增益降低控制。
[0084]例如，比较控制器11能够将与超过了容许阈值的RSSIl (9)的接收信号强度成比例(或，大致成比例)的增益设定到模拟可变增益功能部6。另外，在图2中示出了接收装置的AGC增益控制方法，但作为对电平图上的模拟可变增益功能部6的增益控制法的增益赋予时(图2中，Gain = OdB)与衰减时(图2中，-a[dB]、-b[dB])进行了说明。希望波以及干扰波的混合波从A / D转换器5通过信道选择滤波器8的构成(在此，设想近零IF或零IF而采用LPF构成)，由此仅希望波以低损失通过信道选择滤波器8，同时干扰波由信道选择滤波器8明显地衰减从而被抑制为不会使希望波的解调处理发生劣化的低电平。[0085]这样，相对于在信道选择滤波器8的输入侧存在希望波以及干扰波的混合波，在信道选择滤波器8的输出侧干扰波充分衰减而仅存在希望波。在实施例1中，通过RSSIl (9)来检测信道选择滤波器8的输入侧电平，通过RSSI2(10)来检测信道选择滤波器8的输出侧电平，并将两者提供给比较控制器11。在比较控制器11中，能够通过从RSSII (9)的检测电平减去RSSI2(10)的检测电平，来推定干扰波的存在。
[0086]比较控制器11在RSSIl (9)与RSSI2(10)的电平差大于容许阈值的情况下判定为“有干扰波”，另一方面，在两者的电平差小于容许阈值的情况下判定为“没有干扰波”或者“干扰波是能够无视的低电平”。此外，比较控制器11为了基于干扰波的有无的判定结果使输入到解调器12的希望波变为适当电平，对设置于信道选择滤波器8的后段的数字可变增益功能部7进行增益增加控制。该构成为与现有技术相比的实施例1的特征。
[0087]例如，比较控制器11将与RSSIl (9)和RSSI2(10)的电平差超过了容许阈值的部分成比例(或，大致成比例)的增益设定到数字可变增益功能部7。此外，比较控制器11能够通过倍率换算将数字可变增益功能部7的最低增益设为“I倍”。
[0088]通过了信道选择滤波器8的希望波(在此，干扰波在信道选择滤波器8已经衰减为不会对解调处理造成影响的低电平)基于比较控制器11的干扰波的有无判定结果，由数字可变增益功能部7进行电平控制，所以输入到解调器12的希望波被设定为适当电平。
[0089]作为具体的数字可变增益功能部7的增益控制方法，在通过比较控制器11探测出干扰波的存在的情况下，为了防止干扰波所造成的A / D转换器5的饱和而进行AGC控制，使得对数字可变增益功能部7的增益增加(即，+a[dB]、+b[dB])使模拟可变增益功能部6的增益下降了的部分(即，-a[dB]、-b[dB])，从而使暂时下降的希望波电平得以恢复。在通过比较控制器11并未探测出干扰波的情况下，为了防止希望波所造成的A / D转换器5的饱和而判断为模拟可变增益功能部6的增益下降了(_a[dB]，_b[dB])，不进行数字可变增益功能部7的增益控制(即，OdB)而维持希望波电平提供给解调器12。换言之，在希望波以高电平进行了推移的情况下，在最终段的数字可变增益功能部7进一步增加电平，从而进行AGC控制，使得避免解调器12的输入电平被限幅或解调器12达到饱和的情形。
[0090]通过上述的AGC控制，实施例1的接收装置能够不论干扰波的有无地使希望波对解调器12的输入电平变为解调器12的最小表现电平以上。特别是，在接收伴随较强的干扰波的最低灵敏度附近的希望波时，接收装置能够确保希望的C / N比以上的同时(B卩，使得解调器12的最小表现电平不会被视作噪声电平的同时)将希望波送出到解调器12以后的电路部分。此外，在接收装置接收伴随较强的干扰波的最低灵敏度附近的希望波时，因为能够降低解调器12所需的动态范围(所需比特数)，所以能够使电路构成变得简单、并且能够降低功率消耗。
[0091]接着，对实施例1的接收装置的动作进行详细说明。图2是表示本实施例的接收装置的动作的说明图。在此，图2(a)表示在仅希望波存在的情况下的电平图以及AGC动作，图2(b)表示在希望波与干扰波存在的情况下的电平图以及AGC动作。
[0092]如图2(a)所示，在仅希望波存在、该希望波电平从最低灵敏度电平上升的情况下，通过比较控制器11对基于希望波的AGC环路内的RSSII (9)的检测电平进行比较判定，并对于超过容许阈值的希望波的部分，为了 A / D转换器5的饱和防止与补偿确保而进行模拟可变增益功能部6的增益降低控制(-a[dB]、-b[dB])。[0093]此外，为了抑制干扰波而通过RSSII (9)与RSSI2(10)来监视设置于数字基带部的信道选择滤波器8的前后的信号电平，并通过比较控制器11对两者的电平差与容许阈值进行比较判定来判定干扰波的有无。在此，在RSSIl (9)与RSSI2(10)的电平差较大的情况下判定为“有干扰波”，在两者的电平差较小的情况下判定为“没有干扰波”。
[0094]在图2(a)的情况下，由于RSSIl (9)与RSSI2(10)之间没有电平差，因而比较判定器11判定为“没有干扰波”，并为了不会由于希望波使A / D转换器5饱和而判断为模拟可变增益功能部6的增益下降了(_a[dB]、_b[dB])，且不对数字可变增益功能部7的增益进行控制(即，增益“OdB”)而维持希望波的电平并提供给解调器12。
[0095]如图2(a)所示，希望波对解调器12的输入电平成为解调器12的最小表现电平以上。即，希望波对解调器12的输入电平为最小表现电平以上，所以能够维持希望波的解调处理所需的与噪声电平的C / N比的同时进行解调。此外，由于仅希望波输入到接收装置，因此解调器12的输入电平确保所需的动态范围可以较小。
[0096]如图2(b)所示，在较强的干扰波连同最低灵敏度附近的希望波一起输入到接收装置的情况下，若干扰波电平上升，则干扰波代替希望波而成为支配的，并被AGC环路内的RSSIl (9)检测出来。在该情况下，通过比较控制器11的比较判定，对于超过了容许阈值的干扰波电平的部分，为了该干扰波的A / D转换器5的饱和防止与补偿确保而进行模拟可变增益功能部6的增益降低控制(-a[dB]、-b[dB])。此时，由于与干扰波同样地，对于最低灵敏度附近的希望波也通过模拟可变增益功能部6进行增益降低控制(_a[dB]、-b[dB])，因此在A / D转换器5以后的电路部分希望波电平会下降。
[0097]此外，由于干扰波以及希望波通过信道选择滤波器8，干扰波电平极端地下降并被抑制为希望波电平以下。在现有的接收装置中希望波对解调器12的输入电平一直维持下降到最小表现电平以下，所以有可能希望波的信息根据解调器12的最小表现电平而被截取，结果一部分消失而陷入极端的解调劣化或者不能解调。为了解除该缺陷，在实施例1的接收装置中为了抑制干扰波，通过RSSI1(9)与RSSI2(10)来监视设置于数字基带部的信道选择滤波器8的前后的信号电平，并通过比较控制器11对两者的电平差进行比较判定，由此判定干扰波的有无。
[0098]具体来说，在图2(b)的情况下，比较控制器11检测出在RSSIl (9)与RSSI2(10)之间存在容许阈值以上的电平差，从而判定为“有干扰波”。在该情况下，为了防止干扰波所造成的A / D转换器5的饱和而进行AGC控制，使得判断为模拟可变增益功能部6的增益下降了(_a[dB]、_b[dB])，并针对该增益下降分增加数字可变增益功能部7的增益(+a[dB]、+b[dB])，从而恢复暂时下降了的希望波电平。
[0099]如图2(b)所示，通过基于干扰波的有无判定结果的数字可变增益功能部7的AGC控制，希望波对解调器12的输入电平推移至最小表现电平以上，希望波的信息不会由于解调器12的最小表现电平而被截取或发生缺损，所以即使在较强的干扰波存在的环境下也不会陷入解调劣化或不能解调，接收装置能够接收以及解调最低灵敏度附近的希望波。
[0100]实施例2
[0101]图3是本发明的实施例2所涉及的接收装置的框图。在图3中，设为对与图1相同的构成要素附上相同的符号。实施例2的接收装置与实施例1的接收装置的不同点在于将LNA2置换为带可变增益功能的LNA13。此外，LNA13进行比较控制器11所进行的增益控制。
[0102]在实施例2的接收装置中，为了 A / D转换器5的饱和防止或补偿确保，通过比较控制器11对A / D转换器5的输出侧的RSSIl (9)的检测电平进行比较判定，对于干扰波超过了容许阈值的部分，降低LNA13以及模拟可变增益功能部6的增益来进行处理。S卩，除了模拟可变增益功能部6以外，还利用LNA13来执行用于处理超过了容许阈值的干扰波电平的增益降低控制。
[0103]如上所述，本发明所涉及的接收装置实施了基于干扰波的有无判定的AGC控制，所以能够不论干扰波的有无都将希望波对解调器的输入电平设为最小表现电平以上，特别是，即使在较强的干扰波存在的环境下、且希望波为最低灵敏度附近的情况下，也能够确保希望的C/N比的同时将希望波导向解调器以后的电路部分。
[0104]在将本发明的接收装置应用于基站的上行线路的便携式终端装置的情况下，能够不用依赖于便携式终端装置间的距离(远近)地对希望波进行解调，并能够确保宽范围的接收动态范围与干扰波抗性(即，接收灵敏度抑制抗性)。此外，在较强的干扰波存在的环境下的最低灵敏度附近的希望波的接收处理中，通过采用本发明的接收装置，能够降低解调器所需的动态范围(所需比特数)，所以无需增大电路规模并能够降低功率消耗。
[0105]另外，本发明的接收装置并不限制于前述的实施例1以及实施例2，在附上的权利要求书的范围所规定的发明的范围内还包含各种各样的变形。
[0106]工业实用性
[0107]本发明的接收装置因为能够不论干扰波的有无都可靠地接收以及解调最低灵敏度附近的希望波，所以能够应用于便携式电话或移动通信系统的基站、固定通信网的基站、卫星通信系统的地面站、或者广播系统的接收终端装置。
[0108]符号说明
[0109]I 天线
[0110]2 LNA (低噪声放大器)
[0111]3混合器
[0112]4局部振荡器
[0113]5 A /D 转换器
[0114]6模拟可变增益功能部
[0115]7数字可变增益功能部
[0116]8信道选择滤波器
[0117]9 RSSIl
[0118]10 RSSI2
[0119]11比较控制器
[0120]12解调器
【权利要求】
1.一种接收装置，接收希望波与干扰波混合存在的接收波并进行自动增益控制以及解调， 所述接收装置具备: 低噪声放大器，其对接收波进行放大； 中间频率变换部，其使用局部振荡频率将从所述低噪声放大器输出的接收信号变换为中间频率信号； 模拟可变增益功能部，其以第I增益对中间频率信号进行放大； A / D变换部，其对由所述模拟可变增益功能部放大后的中间频率信号进行模拟/数字变换； 信道选择滤波器，其从由所述A / D变换部输出的数字信号中对特定信道的频带进行滤波； 数字可变增益功能部，其以第2增益对由所述信道选择滤波器进行滤波而得到的特定信道的数字信号进行放大； 第IRSSI部，其从由所述A / D变换部输出的数字信号检测第I接收信号强度； 第2RSSI部，其从由所述信 道选择滤波器进行滤波而得到的特定信道的数字信号检测第2接收信号强度； 比较控制部，其基于第I接收信号强度超过了容许阈值的部分计算出第I增益并指定给所述模拟可变增益功能部，在第I接收信号强度与第2接收信号强度的电平差超过了容许阈值的情况下，基于在所述模拟可变增益功能部设定了的第I增益计算出第2增益并指定给所述数字可变增益功能部；和 解调器，其对由所述数字可变增益功能部进行了放大的数字信号进行解调。
2.根据权利要求1所述的接收装置，其中， 所述比较控制部基于第I接收信号强度超过了容许阈值的部分计算出第3增益并指定给所述低噪声放大器。
3.根据权利要求1所述的接收装置，其中， 所述比较控制部计算出与第I接收信号强度超过了容许阈值的部分成比例或大致成比例的第I增益。
4.根据权利要求1所述的接收装置，其中， 所述比较控制部在第I接收信号强度与第2接收信号强度的电平差超过了容许阈值的情况下，基于在所述模拟可变增益功能部设定了的第I增益计算出第2增益。
5.根据权利要求4所述的接收装置，其中， 所述比例控制部在第I接收信号强度与第2接收信号强度的电平差小于容许阈值的情况下，将第2增益通过倍率换算而设为I倍。
6.一种增益控制方法，其被应用于接收希望波与干扰波混合存在的接收波并进行自动增益控制以及解调的接收装置，在所述增益控制方法中， 对接收波进行低噪声放大从而生成接收信号， 使用局部振荡频率将接收信号变换为中间频率信号， 以第I增益对中间频率信号进行放大， 将中间频率信号变换为数字信号，从数字信号中对特定信道的频带进行滤波， 以第2增益对特定信道的数字信号进行放大， 从数字信号检测第I接收信号强度， 从特定信道的数字信号检测第2接收信号强度， 基于第I接收信号强度超过了容许阈值的部分计算出第I增益， 在第I接收信号强度与第2接收信号强度的电平差超过了容许阈值的情况下，计算出第2增益， 对以第2增益放大后的特定信道的数字信号进行解调。
7.根据权利要求6所述的增益控制方法，其中， 基于第I接收信号强度超过了容许阈值的部分计算出第3增益，并以该第3增益对接收波进行低噪声放大。
8.根据权利要求6所述的增益控制方法，其中， 计算出与第I接收信号强度超过了容许阈值的部分成比例或大致成比例的第I增益。
9.根据权利要求6所述的增益控制方法，其中， 在第I接收信号强度与第2接收信号强度的电平差超过了容许阈值的情况下，计算出第2增益。
10.根据权利要求9所述的增益控制方法，其中， 在第I接收信号强度与第2接收信号强度的电平差小于容许阈值的情况下，将第2增益通过倍率换算而设为I倍。
【文档编号】H04B1/16GK103703683SQ201280033249
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年7月6日 优先权日:2011年7月8日
【发明者】望月拓志 申请人:日本电气株式会社