專利名稱：基于限幅器的低功率解調(diào)器的自動增益控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及通信系統(tǒng)，且更明確地說，涉及用于在接收器中執(zhí)行自動增 益控制的概念及技術(shù)。
背景技術(shù)：
對等網(wǎng)絡(luò)通常用于經(jīng)由專門(adhoc)連接來連接無線裝置。這些網(wǎng)絡(luò)不同于通 常與中心服務(wù)器進(jìn)行通信的傳統(tǒng)客戶端_服務(wù)器模型。對等網(wǎng)絡(luò)僅具有彼此直接通信的 平等對等裝置。所述網(wǎng)絡(luò)可用于許多用途。對等網(wǎng)絡(luò)可用作(例如)用于短程或室內(nèi)應(yīng) 用的消費型電子線更換系統(tǒng)。這些網(wǎng)絡(luò)有時被稱作無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(WPAN)且可用于 在短距離內(nèi)在無線裝置之間有效地傳送視頻、音頻、語音、文本及其它媒體。WPAN可為家中或小辦公室中的裝置提供連接性，或可用于為個人所便攜的裝 置提供連接性。在典型情況下，WPAN可為約幾十米的范圍內(nèi)的裝置提供連接性。在一 些應(yīng)用中，便攜型裝置(例如，手機(jī))可使用(例如)脈沖調(diào)制超寬帶(UWB)通信來與 頭戴耳機(jī)進(jìn)行通信。在這些及其它類型的應(yīng)用中，通常需要消耗相對少量功率的裝置。 舉例來說，所述裝置中的低功率消耗允許小電池尺寸及/或延長的電池壽命。為此，已將用(例如)脈沖位置調(diào)制(PPM)實施脈沖調(diào)制UWB技術(shù)的物理層 設(shè)計方法用于低功率及低復(fù)雜性系統(tǒng)設(shè)計。然而，實施所述架構(gòu)所需的RF設(shè)計面臨重大 挑戰(zhàn)，例如源于基于模擬能量檢測器的PPM解調(diào)器的挑戰(zhàn)。在某些應(yīng)用中，與基于能量 積分的方法相比，用數(shù)字解調(diào)來實施基于限幅器的架構(gòu)是減少功率消耗的有效方式。同時，基于限幅器的架構(gòu)通常需要非常精細(xì)的自動增益控制(AGC)。設(shè)置精細(xì) AGC級(尤其是在UWB系統(tǒng)中)可具有顯著功率消耗成本及/或鏈路預(yù)算成本，且因 此，否定了基于限幅器的架構(gòu)在功率節(jié)省方面所具有的任何優(yōu)勢。因此，此項技術(shù)需要 使得能夠在具有最小功率消耗及鏈路預(yù)算成本的情況下進(jìn)行精細(xì)AGC估計的方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種設(shè)備包括放大器；及自動增益控制，其經(jīng)配置以 在所述放大器的輸出處不存在目標(biāo)信號的時間周期期間基于來自所述放大器的輸出來確 定所述放大器的增益。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種設(shè)備包括用于放大目標(biāo)信號的裝置；及用于在 所述放大裝置的輸出處不存在所述目標(biāo)信號的時間周期期間基于來自所述放大裝置的輸 出來自動控制所述放大裝置的增益的裝置。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種自動增益控制的方法包括用放大器來放大目標(biāo) 信號；及在所述放大器的輸出處不存在所述目標(biāo)信號的時間周期期間基于來自所述放大 器裝置的輸出來自動控制所述放大器的增益。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，一種用于自動控制放大器的增益的計算機(jī)程序產(chǎn)品包 括包含可執(zhí)行以進(jìn)行以下動作的代碼的計算機(jī)可讀媒體在放大器的輸出處不存在目標(biāo)信號的時間周期期間基于來自放大器的輸出來確定放大器的增益。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種頭戴耳機(jī)包括放大器；自動增益控制，其經(jīng)配 置以在所述放大器的輸出處不存在目標(biāo)信號的時間周期期間基于來自所述放大器的輸出 來確定所述放大器的增益；及變換器，其經(jīng)配置以基于目標(biāo)信號來產(chǎn)生聲音。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種表包括放大器；自動增益控制，其經(jīng)配置以在 所述放大器的輸出處不存在目標(biāo)信號的時間周期期間基于來自所述放大器的輸出來確定 所述放大器的增益；及用戶接口，其經(jīng)配置以基于目標(biāo)信號來提供指示。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，一種感測裝置包括放大器；自動增益控制，其經(jīng)配 置以在所述放大器的輸出處不存在目標(biāo)信號的時間周期期間基于來自所述放大器的輸出 來確定所述放大器的增益；及傳感器，其經(jīng)配置以基于目標(biāo)信號來產(chǎn)生數(shù)據(jù)。應(yīng)理解，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將根據(jù)下文的詳細(xì)描述而易于了解本發(fā)明的其它 方面，在詳細(xì)描述中僅以說明方式展示并描述本發(fā)明的各種方面。如將了解，本發(fā)明能 夠具有其它及不同方面，且其若干細(xì)節(jié)在各個其它方面中能夠進(jìn)行修改，而均不脫離本 發(fā)明的范圍。因此，本質(zhì)上應(yīng)認(rèn)為圖式及詳細(xì)描述均為說明性的而非限制性的。


在附圖中，以舉例方式而非以限制方式來說明本發(fā)明的各種方面，其中圖1為說明無線通信系統(tǒng)的實例的概念圖；圖2為說明接收器的實例的示意性框圖；圖3為說明具有AGC的接收器的實例的示意性框圖；圖4A及圖4B說明描繪AGC算法的實例的流程圖；及圖5為說明接收器的功能性的實例的概念框圖。
具體實施例方式下文中描述本發(fā)明的各種方面。應(yīng)了解，本文中的教示可以各種各樣的形式 來體現(xiàn)，且本文中所揭示的任何特定結(jié)構(gòu)、功能或兩者僅為代表性的?；诒疚闹械?教示，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，本文中所揭示的一方面可獨立于任何其它方面來實 施，且可以各種方式來組合這些方面中的兩個或兩個以上的方面。舉例來說，可使用本 文中所陳述的任何數(shù)目的方面來實施一設(shè)備或?qū)嵺`一方法。另外，可使用除了或不同于 本文中所陳述的方面中的一個或一個以上方面的其它結(jié)構(gòu)、功能性或結(jié)構(gòu)及功能性來實 施此設(shè)備或?qū)嵺`此方法。一方面可包含一權(quán)利要求的一個或一個以上要素。現(xiàn)在將呈現(xiàn)一接收器的若干方面。所述接收器可并入于各種裝置中，例如， 頭戴耳機(jī)、麥克風(fēng)、醫(yī)療裝置、生物測定傳感器、心率監(jiān)視器、計步器、EKG裝置、用 戶I/O裝置、表、遙控器、開關(guān)、輪胎壓力監(jiān)視器、娛樂裝置、計算機(jī)、銷售點裝置、 助聽器、機(jī)頂盒、手機(jī)，或具有某種形式的無線信令能力的某種其它裝置。所述裝置可 包括基于經(jīng)由無線通信鏈路發(fā)射或接收的信號來執(zhí)行功能的各種組件。舉例來說，頭戴 耳機(jī)可包括變換器，所述變換器適于基于一經(jīng)由無線通信鏈路接收的信號來提供聽覺輸 出。表可包括顯示器，所述顯示器適于基于一經(jīng)由無線通信鏈路接收的信號來提供視覺 輸出。醫(yī)療裝置可包括傳感器，所述傳感器適于產(chǎn)生將經(jīng)由無線通信鏈路發(fā)射的所感測的信號。或者，所述接收器可并入于通信系統(tǒng)的接入裝置(例如，WHFi接入點)中。舉 例來說，所述裝置可經(jīng)由有線或無線通信鏈路提供到另一網(wǎng)絡(luò)(例如廣域網(wǎng)，例如因特 網(wǎng))的連接性。因此，所述裝置可使得裝置102 (例如，Wi-Fi臺)能夠接入另一網(wǎng)絡(luò)。在一些配置中，接收器可為提供對無線網(wǎng)絡(luò)中的其它節(jié)點的接入的接入點的一 部分。在許多應(yīng)用中，接收器可為進(jìn)行發(fā)射以及接收的裝置的一部分。此裝置因此將 需要一發(fā)射器，所述發(fā)射器可為單獨組件或與接收器集成為被稱作“收發(fā)器”的單個組 件。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于了解，本發(fā)明通篇所描述的各種概念適用于任何合適的 接收器功能，而不管接收器是獨立裝置、集成到收發(fā)器中，還是無線通信系統(tǒng)中的節(jié)點 的一部分。本文的教示可適于用于低功率應(yīng)用中(例如，通過使用基于脈沖的信令方案及 低工作循環(huán)模式)且可支持包括相對較高數(shù)據(jù)速率在內(nèi)的各種數(shù)據(jù)速率(例如，通過使用 高帶寬脈沖)。舉例來說，并入有接收器的各種方面的裝置可利用具有相對較短長度(例 如，約幾毫微秒)及相對較寬帶寬的超寬帶(UWB)脈沖。因為脈沖調(diào)制的UWB信號是 在消耗非常少的功率的非常短的脈沖中發(fā)射的，所以此技術(shù)非常適于許多應(yīng)用。然而， 所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于了解，本揭示內(nèi)容通篇所呈現(xiàn)的各種方面同樣適用于各種其 它無線通信系統(tǒng)的接收器。因此，對脈沖調(diào)制的UWB系統(tǒng)的任何提及僅希望說明各種 方面，且應(yīng)了解所述方面具有各種各樣的應(yīng)用。舉例來說，本揭示內(nèi)容通篇所揭示的各 種方面可應(yīng)用于用于藍(lán)牙、802.11及其它無線技術(shù)的接收器?，F(xiàn)在將參看圖1來呈現(xiàn)無線通信系統(tǒng)的一實例。展示無線通信系統(tǒng)100，其具 有與各種其它無線節(jié)點104通信的膝上型計算機(jī)102。在此實例中，計算機(jī)102可從數(shù) 字相機(jī)104A接收數(shù)字照片、將文檔發(fā)送到打印機(jī)104B以供打印、與智能型急救繃帶 (smartband_aid)104C通信、與個人數(shù)字助理(PDA) 104D上的電子郵件同步、將音樂文件 傳送到數(shù)字音頻播放器(例如，MP3播放器)104E、將數(shù)據(jù)及文件備份到大容量存儲裝 置104F、設(shè)置表104G上的時間，及從感測裝置104H(例如醫(yī)療裝置，例如生物測定傳感 器、心率監(jiān)視器、計步器、EKG裝置等)接收數(shù)據(jù)。還展示一從數(shù)字音頻播放器104E 接收音頻的頭戴耳機(jī)106 (例如，頭戴受話器、聽筒等)。在無線通信系統(tǒng)100的一個配置中，計算機(jī)102提供對廣域網(wǎng)(WAN)(即， 覆蓋地區(qū)、國家或甚至全球范圍的無線網(wǎng)絡(luò))的接入點。WAN的一個常見實例為因特 網(wǎng)。WAN的另一實例為支持CDMA2000的蜂窩式網(wǎng)絡(luò)，CDMA2000為使用碼分多址 (CDMA)來在移動用戶之間發(fā)送語音、數(shù)據(jù)及信令的電信標(biāo)準(zhǔn)。蜂窩式網(wǎng)絡(luò)有時被稱作 無線廣域網(wǎng)(WWAN)。WWAN的另一實例為蜂窩式網(wǎng)絡(luò)，所述蜂窩式網(wǎng)絡(luò)向移動用戶 提供寬帶因特網(wǎng)接入，例如演進(jìn)數(shù)據(jù)最優(yōu)化(EV-DO)或超移動寬帶(UMB)，其兩者均 為CDMA2000空中接口標(biāo)準(zhǔn)系列的一部分。替代地或另外，計算機(jī)102可具有到以太 網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器的UWB連接，或到局域網(wǎng)(LAN)(即，在家、辦公樓、咖啡店、運輸樞紐 (transportationhub) >旅館等中大體上覆蓋幾十到幾百米的網(wǎng)絡(luò))的某種其它接口?，F(xiàn)在將參看圖2到圖4來呈現(xiàn)適用于上述無線通信系統(tǒng)以及其它系統(tǒng)中的接收器 的若干實例。參看圖2，信號源202產(chǎn)生包含經(jīng)編碼的符號的信息且用所述信息來調(diào)制載波信號?？捎镁矸e碼、渦輪碼或任何其它合適編碼方案來對所述信息進(jìn)行編碼。接著通過無 線信道204將經(jīng)調(diào)制的載波信號發(fā)射到接收器206。在接收器206處，由在前端的模擬電路來處理經(jīng)調(diào)制的載波信號。模擬電 路的一概念實例展示于圖2中，其包括天線208、帶通濾波器(BPF) 210、低噪聲放大 器(LNA)212、方波產(chǎn)生器(squarer)214、低通濾波器(LPF) 216，及可變增益放大器 (VGA)217。在此實例中，在天線208處接收到經(jīng)調(diào)制的載波信號，且將其提供到BPF 210以移除從無線信道204接收到的帶外噪聲及干擾。將來自BPF 210的經(jīng)濾波的信號 提供到LNA212，LNA 212提供具有良好噪聲性能的放大。接著將來自LNA 212的經(jīng)放 大的信號提供到方波產(chǎn)生器214。使用方波產(chǎn)生器214根據(jù)所述經(jīng)放大的信號獲得信號量 值?？稍诮殿l轉(zhuǎn)換(未圖示)后直接在RF處或在中間頻率處實施方波產(chǎn)生器214。接 著將來自方波產(chǎn)生器214的信號提供到LPF216?；蛘?，LPF 216可固有地存在于方波產(chǎn) 生器214中。LPF 216響應(yīng)可為固定的或受到自適應(yīng)控制。將從LPF 216輸出的信號提 供到VGA217以供進(jìn)一步放大。由限幅器218對從VGA 217輸出的信號進(jìn)行取樣。限幅器218在此實例中為1 位限幅器，但可為N位限幅器，其中N為額外系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)。所述1位限幅器做出關(guān)于 在取樣頻率fs下的信號的1位決策。所述取樣頻率可為固定的或針對性能最優(yōu)化而受到 自適應(yīng)控制。將來自限幅器218的經(jīng)取樣的輸出提供到數(shù)字解調(diào)器220以恢復(fù)表示由信號源 202發(fā)射的信號所載運的信息的數(shù)據(jù)。解調(diào)器220的配置將取決于信號源202處所實施的 調(diào)制方案。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于了解，可用許多眾所周知的調(diào)制方案中的任一者 來調(diào)制由信號源202發(fā)射的信號。代理人案號為072363的第12/099,686號美國專利申請 案中描述了合適解調(diào)器220的一個實例，所述申請案的內(nèi)容以引用的方式并入本文中。將由解調(diào)器220恢復(fù)的數(shù)據(jù)提供到解碼器224，以將包含經(jīng)編碼的符號的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換成數(shù)字位流以供由數(shù)據(jù)匯226予以進(jìn)一步處理。數(shù)據(jù)匯226的具體實施方案將取決于 特定應(yīng)用。舉例來說，數(shù)據(jù)匯可為用于頭戴耳機(jī)的變換器、用于表的用戶接口及用于感 測裝置的傳感器。參看圖3，展示具有AGC 228的接收器206。AGC 228可用于自適應(yīng)地控制LNA 增益、VGA增益及/或限幅器閾值。更具體地說，AGC 228基于噪聲及干擾(而非基于 信號電平)來確定LNA增益、VGA增益及/或限幅器閾值。在此實例中，LNA增益、 VGA增益及/或限幅器閾值是在不存在所述信號的時間周期(即，AGC掃描)期間所確 定的。然而，在一些應(yīng)用中，接收器206可能無法確保在AGC掃描期間不存在所述信 號。在這些應(yīng)用中，可將因所估計的增益級的誤差而導(dǎo)致的任何性能損失量化，且在鏈 路容限(Iinkmargin)中考慮到所述性能損失。在一些情況下，可存在系統(tǒng)特定解決方案 以減輕任何性能影響。舉例來說，在跳時(time hopped)UWB系統(tǒng)中，可在無跳時的情 況下執(zhí)行AGC掃描，此可有助于使信號捕獲的可能性最小化。另一方式為在獲取后具有 決策指導(dǎo)的精細(xì)AGC控制。在AGC掃描期間，1位限幅器218輸出一連串位，每一位具有兩個值中的一者 (即，邏輯狀態(tài)“0”或邏輯狀態(tài)“1”)。AGC 228評估在AGC掃描期間從限幅器218 輸出的“1”的平均百分比，且將其與預(yù)指定的水平比較。或者，AGC 228可評估從限
9幅器218輸出的“0”的平均百分比且執(zhí)行類似比較。對LNA增益、VGA增益、限幅 器閾值或其任一組合進(jìn)行向上或向下調(diào)整以確保滿足目標(biāo)?，F(xiàn)在將參看圖4A及圖4B中所說明的流程圖來描述AGC所使用的算法的一實 例。圖4A及圖4B中所描繪的算法使用對分式搜索(bi-sectional search)，且假定限幅器 閾值電平保持恒定且僅調(diào)整LNA及VGA增益。然而，如上所述，放大器增益與限幅器 閾值的任何組合可由AGC算法控制。在圖4A及圖4B所示的算法中，對于給定增益級 假設(shè)來說，確定一 “最佳”增益且使用所述最佳增益來調(diào)整LNA 212、VGA 217或兩者 的增益。在圖4A中，設(shè)置LNA 212的增益。在圖4A所示的方面中，將VGA 217的可
變增益設(shè)置為VGA的最小增益。如圖4A的方框410a中所示，AGC算法包括獲得系統(tǒng) 參數(shù)的初始步驟。系統(tǒng)參數(shù)在此實例中包括收集限幅器輸出的時間周期Thyp(以秒為單 位)。理想地，此時間周期出現(xiàn)于未接收到目標(biāo)信號時。系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)一步包括由限幅器 輸出的1的平均概率的目標(biāo)值pth、LNA的最小及最大增益級LNA·、LNAmax及LNA的 最小所需增益分辨率Resmm, mA?？稍谙到y(tǒng)設(shè)計過程期間確定所述最小所需增益分辨率。 為簡化描述，將LNA增益級假定為在dB標(biāo)度方面與分辨率Resmm, 等距。另外，將 LNA增益級的數(shù)目假定為2n-1，其中N為整數(shù)。對一般情況的擴(kuò)展為顯而易見的。另外，在圖4A所示的算法中，參數(shù)“H”(即，Hmm、Hmax, Hhyp, HbJ用于 表示所述算法中的增益值或極限。參數(shù)Htest表示在任一點處的最佳可用增益設(shè)置值。參 數(shù)Hhyp表示當(dāng)前增益級假設(shè)的增益級(“當(dāng)前增益級”)。參數(shù)Hmm及Hmax表示給定假 設(shè)的最小及最大增益級。參數(shù)pb6St表示對應(yīng)于最佳可用增益設(shè)置值Hb6st的度量，且參數(shù) Phyp表示當(dāng)增益級為Hhyp時在限幅器輸出處1的所估計的概率。在圖4A的算法中，將最 小及最大增益級LNAmm、LNAmax假定為用dB來指定。如圖4A的方框420a中所示，初始化最小及最大增益Hmm、Hmax,最佳可用增益 設(shè)置值Hb6st及對應(yīng)于最佳可用增益設(shè)置值的度量pb6St的參數(shù)。首先，為最小增益Hmm指 派系統(tǒng)參數(shù)LNAmm-Resmm, LNA的值，且為最大增益Hmax指派系統(tǒng)參數(shù)LNAmax+Resmn, LNA 的值。舉例來說，如果 LNAmm = 10dB、LNAmax = 20dB 且 Resmm, LNA = IdB,則為 Hmm 指派9dB，且為Hmax指派21dB。用系統(tǒng)參數(shù)LNAmm的值來初始化最佳可用增益設(shè)置值 Hbest，且用值“0”來初始化對應(yīng)于最佳可用設(shè)置值Hbest的度量pbest。在方框430a中，將 當(dāng)前增益級Hhyp設(shè)置為最小增益與最大增益的平均值，S卩，(Hmm+Hmax)/2。舉例來說， 如果 Hmm = 9dB 且 Hmax = 21dB，則將 Hhyp 設(shè)置為 15dB。限幅器在未接收到目標(biāo)信號的時間周期Thyp期間在取樣頻率(下獲得信道上的噪 聲加上干擾的樣本。如方框440a中所示，對于限幅器的每個樣本，將限幅器輸出收集為 值 S1,其中 i = 1，2，…，Thypfs。在方框450a中，將在當(dāng)前增益級Hhyp下限幅器輸出phyp處1的估計概率設(shè)置為 等于所收集的限幅器輸出數(shù)據(jù)的平均值，且做出關(guān)于1的估計概率phyp是否大于目標(biāo)概 率Pth的確定。如果在當(dāng)前增益級Hhyp下限幅器輸出處1的估計概率phyp不大于目標(biāo)概率 Pth(即，在方框450a中的“否”決策)，則流程移動到方框452a，在此處將當(dāng)前增益級 Hhyp設(shè)置為最小增益級Hmm的新值。如果估計概率phyp大于目標(biāo)概率pth(即，方框450a 中的“是”決策)，則流程移動到方框454a，在此處將當(dāng)前增益級Hhyp設(shè)置為最大增益級Hmax的新值。在方框460a中，確定在當(dāng)前增益級Hhyp下限幅器輸出處1的估計概率phyp與目 標(biāo)概率Pth之間的差(Pth-Phyp)是否大于度量Ptest與目標(biāo)概率Pth之間的差(Pth-Ptest)。如果 Pth-Phyp大于Pth-Pbest(即，在方框460a中的“是”決策)，則流程控制移動到方框464a。 如果pth-phyp不大于pth-pbest (即，方框460a中的“否”決策)，則在方框462a中，將pbest 的值更新為Phyp的值，且將Hbest的值更新為Hhyp的值，且接著流程控制移動到方框464a。在方框464a中，確定最大增益值Hmax與最小增益值Hmm之間的差(Hmax-Hmm)是 否小于或等于最小所需分辨率Resmm, mA。如果最大增益值與最小增益值之間的差(Hmax-Hmm)小于或等于最小所需分辨率 Resmin, LNA( BP,方框464a中的“是”決策)，則將最佳可用增益設(shè)置值Hbest用作LNA的 增益級。如果(Hmax-Hmm)大于最小所需分辨率Resmm, mA( S卩，方框464a中的“否”決 策)，則流程控制返回到方框430a，且從所述點開始重復(fù)所述算法，直到(Hmax-Hmm)不 小于最小所需分辨率Resmm, 為止，此時于是將Htest的當(dāng)前值用作LNA的增益設(shè)置值 470a。圖4B說明用于基于圖4A中所確定的LNA增益級來設(shè)置VGA217的增益級的 AGC算法。如圖4B的方框410b中所示，AGC算法包括獲得系統(tǒng)參數(shù)的初始步驟。在 圖4B所示的方面中，系統(tǒng)參數(shù)包括收集限幅器輸出的時間周期Thyp (以秒為單位)。理想 地，此時間周期出現(xiàn)于未接收到目標(biāo)信號時。系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)一步包括由限幅器輸出的1的 平均概率的目標(biāo)值pth、可變增益放大器的最小及最大增益級VGAmm、VGAmax及VGA的 最小所需增益分辨率Resmm, TOA。可在系統(tǒng)設(shè)計過程期間確定所述最小所需增益分辨率。 為簡化描述，將VGA增益級假定為在dB標(biāo)度方面與分辨率Resmm, 等距。另外，將 VGA增益級的數(shù)目假定為2n-1，其中N為整數(shù)。對一般情況的擴(kuò)展為顯而易見的。另外，在圖4B所示的算法中，參數(shù)“H”(即，Hmm、Hmax, Hhyp, HbJ用于 表示所述算法中的增益值或極限。參數(shù)Htest表示在任一點處的最佳可用增益設(shè)置值。參 數(shù)Hhyp表示當(dāng)前增益級假設(shè)的增益級(“當(dāng)前增益級”)。參數(shù)Hmm及Hmax表示給定假 設(shè)的最小及最大增益級。參數(shù)pb6St表示對應(yīng)于最佳可用增益設(shè)置值Hb6st的度量，且參數(shù) Phyp表示當(dāng)增益級為Hhyp時在限幅器輸出處1的所估計概率。在圖4B的算法中，將最小 及最大增益級VGAmm、VGAmax假定為用dB來指定。如圖4B的方框420b中所示，初始化最小及最大增益Hmm、Hmax,最佳可用增益 設(shè)置值Hb6st及對應(yīng)于最佳可用增益設(shè)置值的度量pb6St的參數(shù)。首先，為最小增益Hmm指 派系統(tǒng)參數(shù)VGAmm-Resmm, VGA的值，且為最大增益Hmax指派系統(tǒng)參數(shù)VGAmaAResmm, veA 的值。舉例來說，如果 VGAmm = IOdB、VGAmax = 20dB 且 Resmm，VGa = IdB,則為 Hmm指派9dB，且為Hmax指派21dB。用系統(tǒng)參數(shù)VGAmm的值來初始化最佳可用增益設(shè) 置值Hbest，且用值“0”來初始化對應(yīng)于最佳可用設(shè)置值Hbest的度量pbest。在方框430b 中，將當(dāng)前增益級Hhyp設(shè)置為最小增益與最大增益的平均值，S卩，(Hmm+Hmax)/2。舉例 來說，如果Hmm = 9dB且Hmax = 21dB，則將Hhyp設(shè)置為15dB。限幅器在未接收到信號的時間周期Thyp期間在取樣頻率fs下獲得信道上的噪聲 加上干擾的樣本。如方框440b中所示，對于限幅器的每個樣本，將限幅器輸出收集為值 Si,其中 i = l，2，…，Thypfs。
在方框450b中，將在當(dāng)前增益級Hhyp下限幅器輸出phyp處1的估計概率設(shè)置為 等于所收集的限幅器輸出數(shù)據(jù)的平均值，且做出關(guān)于1的估計概率phyp是否大于目標(biāo)概 率pth的確定。如果當(dāng)前增益級Hhyp下限幅器輸出處1的估計概率phyp不大于目標(biāo)概率 Pth(即，在方框450b中的“否”決策)，則流程移動到方框452b，在此處將當(dāng)前增益級 Hhyp設(shè)置為最小增益級Hmm的新值。如果估計概率phyp大于目標(biāo)概率pth(即，方框450b 中的“是”決策)，則流程移動到方框454b，在此處將當(dāng)前增益級HhypS置為最大增益 級Hmax的新值。在方框460b中，確定在當(dāng)前增益級Hhyp下限幅器輸出處1的估計概率phyp與目 標(biāo)概率Pth之間的差的絕對值(|pth-phyp|)是否大于度量P-與目標(biāo)概率Pth之間的差的絕對 值(|pth-pbest|)。如果IPaTPhypl大于|pth-pbest|(即，在方框460b中的“是”決策)，則流程 控制移動到方框464b。如果|pth-phyp|不大于|pth_pbest| (即，方框460b中的“否”決策)， 則在方框462b中，將pbest的值更新為phyp的值，且將Hbest的值更新為Hhyp的值，且接著 流程控制移動到方框464b。在方框464b中，確定最大增益值Hmax與最小增益值Hmm之間的差(Hmax-Hmm)是 否小于或等于最小所需分辨率Resmm, TOA。如果最大增益值與最小增益值之間的差(Hmax-Hmm)小于或等于最小所需分辨率 Resmin, VGA(即，在方框464b中的“是”決策)，則將最佳可用增益設(shè)置值Hbest用作VGA 增益級。如果(Hmax-Hmm)大于最小所需分辨率Resmm, veA( S卩，在方框464b中的“否”決 策)，則流程控制返回到方框430b，且從所述點開始重復(fù)所述算法，直到(Hmax-Hmm)不 大于最小所需分辨率Resmm, VGA為止，此時將Hbest的當(dāng)前值用作VGA增益設(shè)置值470b。雖然是在單個目標(biāo)值pth的情況下進(jìn)行描述的，但所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)容 易理解，可將本文所述的系統(tǒng)及概念擴(kuò)展為包括包含某一范圍的概率的目標(biāo)值pth。參看圖3，AGC 228可用以下各者來實施或執(zhí)行通用處理器、微控制器、數(shù)字 信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、可編程邏輯裝 置、控制器、狀態(tài)機(jī)、離散硬件組件，或其任何組合，或可執(zhí)行本揭示內(nèi)容通篇所述的 各種功能的其它合適實體。AGC 228還可包括用于存儲軟件的一個或一個以上機(jī)器可讀 媒體或由用于存儲軟件的一個或一個以上機(jī)器可讀媒體支持。軟件應(yīng)廣泛地被視為意味 著指令、數(shù)據(jù)或其任何組合，無論是被稱作軟件、固件、中間件、微碼、硬件描述語言 還是其它。指令可包括代碼(例如，呈源代碼格式、二進(jìn)制代碼格式、可執(zhí)行代碼格式 或任何其它合適的代碼格式)。機(jī)器可讀媒體包括有助于將軟件從一處傳送到另一處的任何媒體。舉例來說， 機(jī)器可讀媒體可包括RAM、ROM、EEPROM, CD-ROM或其它光盤存儲設(shè)備、磁盤存 儲設(shè)備或其它磁性存儲裝置，或可用于載運或存儲呈指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式的軟件且可 由處理系統(tǒng)存取的任何其它媒體。又，可適當(dāng)?shù)貙⑷魏芜B接稱為機(jī)器可讀媒體。舉例來 說，如果使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字用戶線(DSL)或例如紅外線、無線電 及微波的無線技術(shù)而從網(wǎng)站、服務(wù)器或其它遠(yuǎn)程源傳輸軟件，則同軸電纜、光纖電纜、 雙絞線、DSL或例如紅外線、無線電及微波的無線技術(shù)包括于媒體的定義中。上述的組 合也應(yīng)包括于機(jī)器可讀媒體的范圍內(nèi)。此外，在一些方面中，任何合適的計算機(jī)程序產(chǎn) 品均可包含計算機(jī)可讀媒體或機(jī)器可讀媒體，其包含與本發(fā)明的方面中的一個或一個以上方面有關(guān)的代碼。在一些方面中，計算機(jī)程序產(chǎn)品可包含封裝材料。圖5為說明接收器206的功能性的實例的概念框圖。在此實例中，接收器206 包括用于放大目標(biāo)信號的裝置502;及用于在所述放大裝置的輸出處不存在信號的時 間周期期間基于來自所述放大裝置的輸出來自動控制所述放大裝置的增益的裝置504。提供前述說明以使所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本文所述的各種方面。所屬領(lǐng) 域的技術(shù)人員將易于顯而易見對這些方面的各種修改，且本文所界定的一般原理可應(yīng)用 于其它方面。因此，權(quán)利要求書并非希望限于本文所示的方面，而是符合與語言權(quán)利要 求相一致的整個范圍，其中以單數(shù)形式來提及元件并非希望意味著“一個且僅一個”(除 非特定地如此規(guī)定)而是意味著“一個或一個以上”。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員已知或 以后將獲知的本揭示內(nèi)容通篇所述的各種方面的要素的所有結(jié)構(gòu)及功能等效物以引用的 方式明確地并入本文中且希望由權(quán)利要求書所涵蓋。此外，本文所揭示的事物均不希望 為公用的，不管在權(quán)利要求書中是否明確引用此揭示內(nèi)容。除非使用短語“用于…的裝 置”明確引用權(quán)利要求要素，或在方法項的狀況下使用短語“用于…的步驟”引用權(quán)利 要求要素，否則不應(yīng)依據(jù)35U.S.C. § 112第六段的條款解釋所述要素。
權(quán)利要求
1.一種用于無線通信的設(shè)備，其包含放大器；以及自動增益控制，其經(jīng)配置以在所述放大器的輸出處不存在目標(biāo)信號的時間周期期間 基于來自所述放大器的所述輸出來確定所述放大器的增益。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述自動增益控制進(jìn)一步經(jīng)配置以在所述放大器 的所述輸出處存在所述目標(biāo)信號的第二時間周期期間基于來自所述放大器的所述輸出來 確定所述放大器的所述增益。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包含經(jīng)配置以對來自所述放大器的所述輸出 進(jìn)行取樣的限幅器，其中所述自動增益控制進(jìn)一步經(jīng)配置以在所述時間周期期間根據(jù)所 述樣本確定所述放大器的所述增益。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述限幅器包含1位限幅器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述自動增益控制進(jìn)一步經(jīng)配置以處理所述樣本；將所述經(jīng)處理的樣本與閾值進(jìn)行比較；以及基于所述比較來確定所述放大器的所述增益。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中從所述限幅器輸出的所述樣本中的每一者包含第 一或第二值，所述自動增益控制進(jìn)一步經(jīng)配置以在所述時間周期期間將具有所述第一值的樣本的百分比與閾值百分比進(jìn)行比較；以及基于所述比較來確定所述放大器的所述增益。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述第一值包含邏輯狀態(tài)1，且所述第二值包含 邏輯狀態(tài)O。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述第一值包含邏輯狀態(tài)0，且所述第二值包含 邏輯狀態(tài)1。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述限幅器進(jìn)一步經(jīng)配置以基于閾值來對來自所 述放大器的所述輸出進(jìn)行取樣，且其中所述自動增益控制進(jìn)一步經(jīng)配置以在所述時間周 期期間根據(jù)所述樣本來確定所述限幅器的所述閾值。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包含第二放大器，其中所述自動增益控制 進(jìn)一步經(jīng)配置以在所述時間周期期間根據(jù)從所述限幅器輸出的所述樣本來確定所述第二 放大器的增益。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述放大器及第二放大器中的一者包含低噪聲 放大器，且所述放大器及第二放大器中的另一者包含可變增益放大器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述放大器包含低噪聲放大器或可變增益放大ο
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述自動增益控制進(jìn)一步經(jīng)配置以獲得最小所需增益分辨率；基于系統(tǒng)參數(shù)來以遞歸方式設(shè)置最小及最大假設(shè)增益參數(shù)以及最佳假設(shè)增益參數(shù)， 直到所述最小假設(shè)增益參數(shù)與最大假設(shè)增益參數(shù)之間的差等于或小于所述最小所需增益 分辨率為止；以及基于所述最佳假設(shè)增益參數(shù)來確定所述放大器的所述增益。
14.一種用于無線通信的設(shè)備，其包含用于放大目標(biāo)信號的裝置；以及用于在所述放大裝置的輸出處不存在所述目標(biāo)信號的時間周期期間基于來自所述放 大裝置的所述輸出來自動控制所述放大裝置的增益的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述用于自動控制所述放大裝置的增益的裝置 進(jìn)一步包含用于在所述放大裝置的所述輸出處存在所述目標(biāo)信號的第二時間周期期間基 于來自所述放大裝置的所述輸出來確定所述放大裝置的所述增益的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包含用于對來自所述放大裝置的所述輸出 進(jìn)行取樣的裝置，其中所述用于自動控制所述放大裝置的增益的裝置進(jìn)一步包含用于在 所述時間周期期間根據(jù)所述樣本來確定所述放大裝置的所述增益的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述取樣裝置包含限幅器。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述限幅器包含1位限幅器。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述用于自動控制所述放大裝置的增益的裝置 進(jìn)一步包含用于處理從所述取樣裝置輸出的所述樣本的裝置；用于將所述經(jīng)處理的樣本與閾值進(jìn)行比較的裝置；以及用于基于所述比較來確定所述放大器的所述增益的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中從所述取樣裝置輸出的所述樣本中的每一者包 含第一或第二值，所述用于自動控制所述放大裝置的增益的裝置進(jìn)一步包含用于在所述時間周期期間將具有所述第一值的樣本的百分比與閾值百分比進(jìn)行比較 的裝置；以及用于基于所述比較來確定所述放大裝置的所述增益的裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述第一值包含邏輯狀態(tài)1，且所述第二值包 含邏輯狀態(tài)0。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述第一值包含邏輯狀態(tài)0，且所述第二值包 含邏輯狀態(tài)1。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述取樣裝置經(jīng)配置以基于閾值來對來自所述 放大裝置的所述輸出進(jìn)行取樣，所述設(shè)備進(jìn)一步包含用于在所述時間周期期間根據(jù)從所 述取樣裝置輸出的所述樣本來確定所述取樣裝置的所述閾值的裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包含用于放大所述目標(biāo)信號的第二裝置， 其中所述用于自動控制所述放大裝置的增益的裝置進(jìn)一步包含用于在所述時間周期期間 根據(jù)從所述取樣裝置輸出的所述樣本來確定所述第二放大裝置的增益的裝置。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述放大裝置及所述第二放大裝置中的一者 包含低噪聲放大器，且所述放大裝置及所述第二放大裝置中的另一者包含可變增益放大ο
26.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述放大裝置包含低噪聲放大器或可變增益放 大器。
27.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述用于自動控制所述放大裝置的增益的裝置進(jìn)一步 包含用于獲得最小所需增益分辨率的裝置；用于基于系統(tǒng)參數(shù)來以遞歸方式設(shè)置最小及最大假設(shè)增益參數(shù)以及最佳假設(shè)增益參 數(shù)直到所述最小假設(shè)增益參數(shù)與最大假設(shè)增益參數(shù)之間的差等于或小于所述最小所需增 益分辨率為止的裝置；以及用于基于所述最佳假設(shè)增益參數(shù)來確定所述放大裝置的所述增益的裝置。
28.—種自動增益控制的方法，其包含 用放大器放大目標(biāo)信號；以及在所述放大器的輸出處不存在所述目標(biāo)信號的時間周期期間基于來自所述放大裝置 的所述輸出來自動控制所述放大器的增益。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中對所述增益的所述自動控制包含在所述放大器 的所述輸出處存在所述目標(biāo)信號的第二時間周期期間基于來自所述放大器的所述輸出來 確定所述放大器的所述增益。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其進(jìn)一步包含對來自所述放大器的所述輸出進(jìn)行取 樣，其中對所述增益的所述自動控制進(jìn)一步包含在所述時間周期期間根據(jù)所述樣本來確 定所述放大器的所述增益。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中對所述增益的所述自動控制進(jìn)一步包含 處理所述樣本；將所述經(jīng)處理的樣本與閾值進(jìn)行比較；以及 基于所述比較來確定所述放大器的所述增益。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述樣本中的每一者包含第一或第二值，對所 述增益的所述自動控制進(jìn)一步包含在所述時間周期期間將具有所述第一值的樣本的百分比與閾值百分比進(jìn)行比較； 以及基于所述比較來確定所述放大器的所述增益。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述第一值包含邏輯狀態(tài)1，且所述第二值包 含邏輯狀態(tài)0。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述第一值包含邏輯狀態(tài)0，且所述第二值包 含邏輯狀態(tài)1。
35.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中對來自所述放大器的所述輸出進(jìn)行的所述取樣 是基于閾值，且其中對所述增益的所述自動控制進(jìn)一步包含在所述時間周期期間確定所 述閾值。
36.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其進(jìn)一步包含第二放大器，其中對所述增益的所述 自動控制進(jìn)一步包含在所述時間周期期間根據(jù)所述樣本來確定所述第二放大器的增益。
37.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中對所述增益的所述自動控制進(jìn)一步包含 獲得最小所需增益分辨率；基于系統(tǒng)參數(shù)來以遞歸方式設(shè)置最小及最大假設(shè)增益參數(shù)以及最佳假設(shè)增益參數(shù)， 直到所述最小假設(shè)增益參數(shù)與最大假設(shè)增益參數(shù)之間的差等于或小于所述最小所需增益 分辨率為止；以及基于所述最佳假設(shè)增益參數(shù)來確定所述放大器的所述增益。
38.一種用于自動控制放大器的增益的計算機(jī)程序產(chǎn)品，其包含計算機(jī)可讀媒體，其包含可執(zhí)行以在所述放大器的輸出處不存在目標(biāo)信號的時間周 期期間基于來自所述放大器的所述輸出來確定所述放大器的增益的代碼。
39.—種頭戴耳機(jī)，其包含 放大器；自動增益控制，其經(jīng)配置以在所述放大器的輸出處不存在目標(biāo)信號的時間周期期間 基于來自所述放大器的所述輸出來確定所述放大器的增益；以及 變換器，其經(jīng)配置以基于所述目標(biāo)信號來產(chǎn)生聲音。
40.—種表，其包含 放大器；自動增益控制，其經(jīng)配置以在所述放大器的輸出處不存在目標(biāo)信號的時間周期期間 基于來自所述放大器的所述輸出來確定所述放大器的增益；以及 用戶接口，其經(jīng)配置以基于所述目標(biāo)信號來提供指示。
41.一種感測裝置，其包含 放大器；自動增益控制，其經(jīng)配置以在所述放大器的輸出處不存在目標(biāo)信號的時間周期期間 基于來自所述放大器的所述輸出來確定所述放大器的增益；以及 傳感器，其經(jīng)配置以基于所述目標(biāo)信號來產(chǎn)生數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種用于在接收器中執(zhí)行自動增益控制的設(shè)備及方法。所述設(shè)備可包括放大器，且所述增益控制可基于在所述放大器的輸出處不存在目標(biāo)信號的時間周期期間來自所述放大器的所述輸出。
文檔編號H03G3/20GK102017403SQ200880128960
公開日2011年4月13日 申請日期2008年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日
發(fā)明者戴維·喬納森·朱利安, 施軍, 重·U·李, 阿邁勒·?？素悹?申請人:高通股份有限公司