專利名稱：低中頻預前置碼天線分集接收機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及天線分集接收機，涉及具有這種接收機的終端，并且涉及通過這種通信終端運營通信業(yè)務的方法。
背景技術(shù)：
無線電通信系統(tǒng)常常受到多徑傳輸效應的困擾，這是從發(fā)射機發(fā)送的信號通過多條路徑到達接收機。解決這個問題的一種方法是天線分集，為接收機提供兩根或兩根以上接收天線。假設天線之間的距離分得足夠開，使得到達某根天線的接收信號基本上與另一根天線的接收信號無關(guān)，則當某根天線接收不到信號時另一根天線可能接收到很好的信號。利用天線分集的無線電通信的一個很好的例子是藍牙(Bluetooth)網(wǎng)絡，它是根據(jù)藍牙特別興趣組(BluetoothSpecial Interest Group)所定義的一套規(guī)范運行的。這種網(wǎng)絡的目的在于在移動PC(移動個人計算機)之間、移動電話和其它設備之間提供低價格的、短距離的無線電鏈路，無論這些設備是不是便攜式的。藍牙網(wǎng)絡使用的是無須牌照的ISM波段，頻率在2.45GHz附近。在這些頻率下，幾個厘米數(shù)量級的天線間隔已經(jīng)足以成功實現(xiàn)天線分集操作。
在天線分集接收機中，例如在美國專利No.5940452所公開的接收機中，分集控制器根據(jù)對信號質(zhì)量的測量結(jié)果選擇能夠提供最佳信號的天線，即最通用的RSSI(Received Signal StrengthIndication，接收信號強度指示)?？梢允褂闷渌诺蕾|(zhì)量測量方法，例如在某種情況下，在DECT(Digital Enhanced CordlessTelecommunication，數(shù)字式增強型無繩通信)系統(tǒng)中使用檢查和(checksum)方法。在數(shù)據(jù)以分組形式發(fā)送的無線電通信系統(tǒng)中，分集控制器最好是一個分組一個分組地選擇最佳天線。在諸如如藍牙這樣的跳頻系統(tǒng)中特別應該這樣，因為前后相繼的分組可以用不同的頻率發(fā)送，它們的特性將互不相關(guān)。
但是，在逐個數(shù)據(jù)分組的基礎上實現(xiàn)天線分集要求輪流測量來自每根天線的信號質(zhì)量(除非提供多臺接收機，一般情況下不是實際的解決方法)。因此，在已知的接收機中一個接著一個地采用RSSI測量過程會花費太長的時間，特別是如果每個分組的前置碼很短的話(例如，在藍牙中只有4微秒長)。因此，在專利申請WO 0203570中提出一種天線分集接收機，可以同時比較來自兩根天線的信號質(zhì)量，無須使用多臺接收機。其機理涉及改變開關(guān)的設定，選擇來自第一根天線或第二根天線的信號，并將所述信號同時耦合到同相和正交的信道。經(jīng)過改變后的開關(guān)可以將來自第一根天線的信號引導到其中一個信道，將來自第二根天線的信號引導到另一個信道中。所述結(jié)果信號圍繞零頻率對折，因而不能夠被解調(diào)，但有效的信號強度測量仍然可以針對每一根天線進行。在發(fā)送數(shù)據(jù)的前置碼期間，分集控制器能夠比較來自兩根天線的信號質(zhì)量，并決定使用哪一根天線來發(fā)送數(shù)據(jù)的其余部分。
同一個專利申請表明，在低IF(中頻)體系結(jié)構(gòu)中采用多相濾波器，而不是采用低通濾波器，需要額外的電路來從I和Q信道的每一個信道導出信號，然后通過多相濾波器。每一個這樣導出的信號需要通過單獨的信道濾波器，濾除相鄰信道的信號，然后才可以進行關(guān)于信道質(zhì)量的測量。這樣的花費更大，更加復雜。在任何情況下，選擇使用哪一根天線的問題仍然難以解決，因為前置碼太短，使得在前置碼存在期間內(nèi)，選擇過程非常容易受到隨機噪聲的影響。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的在于提供改進的裝置或方法來解決上述問題。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種使用兩根或兩根以上天線的分集接收機，令其以低中頻接收方式以及分集選擇方式工作。所述接收機具有中頻信道；開關(guān)裝置，用于在進入接收方式時將天線之一耦合到各信道；分集控制器，用于在分集選擇方式工作期間比較同時從不同的天線所接收的信號質(zhì)量，并且根據(jù)比較的結(jié)果，通過開關(guān)裝置控制在接收方式下對天線的選擇；接收機，它配置成在接收到所需信號的前置碼之前，在接收載波期間以選擇方式工作。
通過使用可能未經(jīng)解調(diào)的載波，而不是僅僅使用前置碼來進行測量，顯然有更多的時間來獲得更好的信道質(zhì)量測量結(jié)果。更長的時間意味著沿時間平均的效果更好，因而減小對噪聲的敏感性。更長的時間還允許使用速度較慢的或精確度較低的元件，從而可以降低成本。
零IF(中頻)接收機不能用同樣的方式獲得上述這些好處，因為未經(jīng)解調(diào)的載波會產(chǎn)生直流接收信號，無法與不需要的直流偏置充分區(qū)開來，后者將存在于兩個信道濾波器的輸出端。
很明顯，可以同時測量來自兩根或所有天線的信號，與傳統(tǒng)的依次測量一根天線然后再測量另一根的方案相比這是有優(yōu)越性的。這意味著總體使用的時間可以縮短，通常只用一半。這樣做的后果是可以降低電力消耗，這對用小型電池供電的接收機來說是特別重要的。還有，利用同時測量，作為整體測量時間一部分的單個信號的測量時間就可以延長，如果信號強度隨時間而變化的話，測量值就可以針對更長的時間段來平均，因而可以獲得更強的對噪聲的免疫力，如果信號強度隨時間改變的話，測量精確度更高。還有，通過同時測量，由于信號強度在測量時間段內(nèi)變化導致兩根天線測量不精確性就不存在。
很明顯，測量是否應該在前置碼到來之前完成并不是至關(guān)重要的。在前置碼到來之前，如果沒有可能決定哪一根天線具有最強的信號的話，則測量可以繼續(xù)在前置碼期間進行。當然，這意味著只有接收機轉(zhuǎn)換到接收方式之后前置碼(或信號的任何一部分)的接收才能可靠地進行。
某些實施例另一個特征是具有復濾波器(complex filter)的信道，實現(xiàn)信道之間的交叉耦合，用于在接收方式下輸出非對稱的濾波后信道信號，為了在選擇方式下進行比較，控制器設置成使用獨立的低通濾波的信道信號，此時不存在信道之間的耦合，。
雖然原則上可以使用其它濾波器配置，或用其它信號進行比較，但畢竟沒那么方便，實現(xiàn)起來也較昂貴。
某些實施例另一個特征是所述濾波器是復濾波器形式的多相濾波器，它具有以低中頻為中心的不對稱的頻率響應，信道之間的交叉耦合是可控的，控制器設置成使用多相濾波器的輸出，同時，在選擇方式期間交叉耦合受到抑制。
這種方法特別有用的地方在于保持盡量小的附加電路，從而保持低價格和小體積。這樣做還有一個好處是，在以選擇方式工作時，通過切斷交叉耦合的電源可以降低多相濾波器的功率消耗。由于多相濾波器的非耦合部分具有低通特性，所以再沒有必要為信道中用于比較的信號單獨提供低通濾波了。
某些實施例另一個特征是分集控制器設置成測量在接收方式下從選擇的天線接收的信號的質(zhì)量。這可以用來驗證在選擇方式下對未調(diào)制載波的測量結(jié)果。
某些實施例另一個特征是分集控制器設置成當在接收方式下信號的質(zhì)量下降到某個閾值以下時，使開關(guān)裝置將另一根天線耦合到信道中。當對所接收的信號進行的測量受到比對載波的測量更大的干擾時，這是有用的。
某些實施例另一個特征是在選擇方式下將多相濾波器的通帶擴寬。這在以下方面是有用的確保測量精度不會由于信號的各個部分在被測量之前經(jīng)濾波器的抑制而下降。這種情況可能發(fā)生在例如前置碼之前的載波受到連續(xù)不變”1”的調(diào)制，或中頻明顯高于信號的帶寬的極各別情況。
某些實施例另一個特征是分集控制器設置成按照預先確定的時間間隔來控制選擇方式和接收方式之間的切換。這通常設置成與根據(jù)接收機類型的標準一致。原則上，可供選擇的或附加的方法是根據(jù)接收的信號來確定時序。
某些實施例另一個特征是接收機是與藍牙標準兼容的。這是在商業(yè)上更重要的有價值的標準之一。
某些實施例另一個特征是控制器設置成針對每個信號確定所接收信號的強度指示。這是一個合適的，普遍使用的措施。
某些實施例另一個特征是這樣設置用于放大來自每一根天線信號的放大器，使得在接收方式下斷開對應于未被使用天線的放大器。這可以將功率消耗保持在低水平，這對于那些使用小電池供電的移動終端來說是特別重要的。
某些實施例另一個特征是具有用于與來自天線的信號作正交混合的本地振蕩器，所述本地振蕩器設置成具有用于所述選擇方式的不同的頻率，以保證零中頻工作。這是一種不同于切斷濾波器之間交叉耦合的替換方法，但它的缺點是速度較慢而且需要更多的電路，因而成本更高。另一種替換方法是在選擇方式期間使用較低的本地振蕩頻率，配合切斷交叉耦合，使得在選擇方式時，來自兩根天線的信號在兩個低通濾波器的通帶內(nèi)以最優(yōu)方式通過。在接收方式期間，可以與較高的本地振蕩頻率一起使用較高的中頻。
某些實施例另一個特征是所述控制器設置成使用濾波器前的信道信號，并且把低通濾波應用于每一個信號以便確定所述信號的質(zhì)量。這是另一個替代切斷交叉耦合的方法，但它的缺點是需要更多的電路。
某些實施例另一個特征是以一塊或多塊集成電路的形式來實現(xiàn)所述接收機。
本發(fā)明的另一方面是提供一種移動終端，它具有天線；任何先前權(quán)利要求的接收機，它連接到所述天線；以及處理器，它連接到所述接收機，用于處理由所述接收機接收的數(shù)據(jù)。這明確地申明所述優(yōu)點的貫徹能夠制造更好終端，其附加價值比只有接收機元件本身的價值大得多。
本發(fā)明得另一方面是利用所述終端提供通信服務的方法。這再次明確地申明所述優(yōu)點的貫徹可以提供改進的服務，其附加價值比只有接收機元件本身的價值大得多。
可以將上述任何特征組合在一起，或者將其與本發(fā)明的任何方面相結(jié)合。這對于本專業(yè)的技術(shù)人員將是明顯不過的。本專業(yè)的技術(shù)人員可以明白其它優(yōu)點，尤其是發(fā)明者所不知道由于先有技術(shù)的其他優(yōu)點。


現(xiàn)在將通過示例，結(jié)合參考附圖來描述本發(fā)明的實施例，附圖中圖1表示用于無線鏈路和網(wǎng)絡的接收機的實施例；圖2表示接收機的工作；圖3表示處于選擇方式下的接收機的實施例；圖4表示選擇方式下可切換多相濾波器的頻率響應曲線；圖5表示處于接收方式下的接收機的實施例；圖6表示處于接收方式下的多相濾波器的頻率響應曲線；以及圖7表示多相濾波器的示例。
詳細說明圖1，接入網(wǎng)絡的接收機的實施例圖1表示接收機60的實施例，接收機60通過無線鏈路與另一臺可以被包括在任何類型裝置中的無線終端3連接。所述鏈路可以是藍牙或其它類型，另一臺終端可以是獨立的裝置，也可以連接到網(wǎng)絡90。一種特定的應用是接收與通信業(yè)務有關(guān)的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)由操作人員通過網(wǎng)絡提供，例如話音業(yè)務或信息業(yè)務。在本示例，接收機被包括在移動終端70中，雖然原則上它可以應用于基站。移動終端包括適合于空間分集接收的一對天線1、2。移動終端的其它部件如用戶接口、數(shù)據(jù)或話音處理功能等等用部件80表示。所述接收機可以用于任何類型的終端。通常情況是，接收機被包括在收發(fā)信機中，雖然為清晰起見，其發(fā)射部分沒有被顯示出來。
所述接收機包括開關(guān)裝置10；I和Q信道20、30；以及分集控制器50。接收機還有其它任選部件(例如信道的帶通處理)沒有展示。接收機的一個特征是，在正常接收中需要使用兩個信道(通常是I和Q)，但在信號質(zhì)量測量和比較期間，可以把不同的信號饋送給每個信道。開關(guān)負責連接天線，使得在接收方式下一根天線同時耦合到兩個信道。在選擇方式下，來自每根天線的信號被單獨處理，使得可以同時測量各自的信號質(zhì)量并加以比較。在接收方式下會使用質(zhì)量較好的天線。當接收條件改變的時候，分集控制器進入選擇方式后常常會更新選擇，特別是當移動終端正在移動的時候。例如，可以在每一個分組之前重復或者在一串分組之前重復更新選擇。
在接收方式下使用的相同的I和Q信道可以被切換并且用于處理這些信號，以便獲得信號質(zhì)量的測量結(jié)果，如圖解說明的?；蛘?，在原則上可以使用復制信道，雖然這會增加電路和成本。所述接收機可以用集成電路實現(xiàn)。
圖2接收機的工作圖2表示圖1所示接收機的工作步驟。左邊的一列表示天線的信號狀態(tài)。中間的一列表示開關(guān)裝置的狀態(tài)。右邊的一列表示分集控制器的工作。在第一行，所接收的信號是未調(diào)制的載波信號或其它不想要的信號或所需信號之間的信號。分集控制器起控制開關(guān)裝置將不同天線的信號饋送到不同信道的作用?？刂破鳒y量這些信號并比較信號的質(zhì)量。所述測量可能持續(xù)一段時間，以便基于平均質(zhì)量作出判斷，以便獲得關(guān)于哪根天線用來接收后繼的所需信號的決定。所需信號前面可能還有前置碼，如圖2的第2行所示。在前置碼之前或進行期間的任何時候完成對信號質(zhì)量的測量之后，控制器完成從選擇方式到接收方式的轉(zhuǎn)換。前置碼可以定義為預加在信號的信息部分前面的接收信號序列，其目的是定時同步和/或接收機中的所需信號識別。
改變第二行所示的開關(guān)裝置，以便將一根天線(作為先前選擇方式的結(jié)果選中的那一根)同時耦合到兩個信道。前置碼取決于空中接口標準，可以提供足夠的時間來測量解調(diào)信號的實際信號強度。這可以根據(jù)RSSI標準來測量，正如藍牙或其它無線規(guī)范中所定義的那樣，或者其它任意的信號強度測量都可以用來驅(qū)動分集控制器，如果需要的話，也可以轉(zhuǎn)換為所需的RSSI格式。這可以選擇讓控制器去執(zhí)行并與閾值作比較。如果信號強度太低，則控制器會在所需信號到達之前設法轉(zhuǎn)換到其它天線。第三行表示以數(shù)據(jù)分組形式出現(xiàn)的所需信號，分組形式與抵達天線的通信業(yè)務有關(guān)。處于接收方式下的分集控制器及時讓接收機接收需要接收的數(shù)據(jù)分組中的每一個數(shù)據(jù)比特。設定開關(guān)裝置，讓選擇的天線同時耦合到兩個信道。在分組或分組串之后，控制器可以返回到選擇方式。
圖3、4選擇方式下的接收機實施例圖3是表示選擇方式下的接收機實施例的方框示意圖。同樣的實施例會在圖5表示并使用相應的標號，但此時處于接收方式。所述接收機可以是圖1所示的接收機或其它接收機的示例。射頻(RF)信號被第一和第二天線100、110所接收，通過天線濾波器120、130，并被相應的低噪聲放大器(LNA)170、160所放大。在這一級，射頻(RF)信號包括第一頻帶，所述頻帶包括所需的信號，而第二和第三頻帶則包括不想要的相鄰頻帶的信號。
低噪聲放大器(LNA)的輸出經(jīng)由以第一和第二雙向開關(guān)180、190形式出現(xiàn)的開關(guān)裝置，被耦合到正交相關(guān)混合器220、210。這是在分集控制器(DC)230控制下完成的，分集控制器230還負責比較所接收的信號質(zhì)量。分集控制器(DC)還連接到低噪聲放大器(LNA)，當在接收方式有未使用的LNA時，就切斷通向所述LNA的電源。當兩個開關(guān)同時處于”上”位置時，這種情況如圖5所示并繼續(xù)在下面討論，接收機的行為與傳統(tǒng)的低中頻接收機沒有區(qū)別，它接收并處理來自第一天線的信號。同樣，當兩個開關(guān)都處于”下”位置時，只接收來自第二根天線的信號。雖然這里展示了兩根天線，但是完全可以具有多于兩根的天線，通過多位開關(guān)和更為復雜的分集控制器(DC)來執(zhí)行例如多重比較等任務。
一對正交相關(guān)混合器分別接收同相(I)、正交(Q)和本地振蕩器(LO)信號。LO信號由壓控振蕩器(VCO)200產(chǎn)生，由具有穩(wěn)定的參考信號源140的頻率合成器(SYN)150驅(qū)動。LO信號偏離包含所需信號的頻帶的中心頻率，這樣，混合器將信號混合成中頻。信號現(xiàn)在具有的頻帶包含所需信號的頻率，以及在上下兩邊包括其它相鄰信道信號的頻帶。
來自I和Q混合器的輸出信號接下來被中頻放大器250、240放大，然后被多相I和Q信道濾波器260濾波。所述濾波器作為接收方式下的信道濾波器和選擇方式下的一對低通濾波器。多相濾波器是復有源濾波器，它具有以低中頻為中心的對稱的頻率響應，如圖6所示。它們之所以有用，是因為它們能夠用在低中頻接收機，在這種接收機中，在解調(diào)器的輸出端簡單地利用一只電容器阻隔無用的DC頻率偏移，并且交流耦合所接收的信號。這在典型的零中頻接收機中，比DC復位電路較為容易實現(xiàn)(或比容許DC偏置更好)。多相濾波器通常用運算放大器、電阻或用回轉(zhuǎn)器(gyrator)和電容器來實現(xiàn)，如圖7所示。在所有兩種情況下，多相濾波器實際上由I和Q通道各一只低通濾波器，加上將I交叉耦合到Q以及從Q到I的元件組成。其尺寸是單獨兩只真正的低通濾波器的兩倍。正是交叉耦合將頻率響應偏移到所需的中頻。如果交叉耦合被切斷或被斷電，如圖4所示，則通帶的中心頻率就偏移到零中頻，而帶寬則保持不變，除非作如下所述的變更。
當?shù)谝婚_關(guān)180處于”上”位置而第二開關(guān)190處于”下”位置時，可以進行同時的信號質(zhì)量測量(或比較)。來自第一天線的信號被饋送到I混合器，混合后降低到中頻頻率并濾波。所產(chǎn)生的信號不能解調(diào)，但仍然可以進行有效的信號強度測量。類似地，來自第二天線的信號被饋送到Q混合器210，經(jīng)濾波后可以對其進行信號強度測量。來自第一天線的信號與同相本地振蕩(LO)信號混合而來自第二天線的信號與正交的本地振蕩(LO)信號混合這一事實并無大礙，因為它對所測量的信號強度沒有影響。
分集控制器在所發(fā)送數(shù)據(jù)的前置碼到來之前可以比較來自兩根天線的信號質(zhì)量，并決定使用哪一根天線來接收余下的數(shù)據(jù)。從選擇方式到接收方式的轉(zhuǎn)換時間將根據(jù)空中接口標準，按照預先確定的時間間隔來設定。對于藍牙標準來說，在一定的容差范圍內(nèi)，接收機知道什么時候可以收到一個分組，在分組到達之前的前置碼的時間有多長。這些時間設定受到分集控制器(DC)的監(jiān)控。如果比較過程不能及時完成，則DC可以選擇將選擇方式延長到前置碼中去。
一般來說，在前置碼到來之前所接收的信號通常比前置碼的延續(xù)時間長得多，也許甚至比分組長，至少對藍牙信號來說是如此。這是因為它需要長的時間來將發(fā)射本地振蕩器鎖定到所需的頻率并在允許的容差范圍內(nèi)，而且因為啟動接收機中的功率放大器會將本地振蕩器(LO)的頻率拉離，因而在啟動功率放大器的同時需要(細)調(diào)諧本地振蕩器(LO)，因此，這時它發(fā)射信號，而接收機可以看到所述信號。
圖5、6接收方式下的接收機實施例圖5表示在接收方式下與圖3一樣的實施例。當完成比較來自所有天線的信號并作出了決定的時候，分集控制器(DC)進入接收方式，如圖5所示，相應地設定開關(guān)，并控制多相濾波器使所述接收機的性能如同一臺普通的低中頻接收機。分集控制器(DC)還控制低噪聲放大器(LNA)，使在接收數(shù)據(jù)期間，斷開與未被使用天線連接的LNA，籍此將接收機的功率損耗降到最小。分集控制器(DC)的這些功能可以用帶有模擬和數(shù)字器件的傳統(tǒng)電路實現(xiàn)，例如與接收機其它器件一樣，用集成電路實現(xiàn)。
在接收方式下，來自多相濾波器的輸出信號被電容器290、280耦合到I和Q限幅器300、310，然后由I和Q單比特模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)330、320轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。這些限幅器在將信號輸入到ADC之前，去除其幅度信息。然后數(shù)字信號通過帶通處理模塊(BB)340，在那里它們被解調(diào)。頻譜折疊的效應可以利用I和Q信道的帶通處理去除。
與傳統(tǒng)的低中頻接收機相比，這里所展示的本實施例的接收機只需要少量的附加電路(在所示的實施例中，是一只低噪聲放大器LNA和兩只開關(guān))，因而接收機的功率損耗只增加一點點，特別是如果像上面提到的，在數(shù)據(jù)接收期間斷開多余的LNA(低噪聲放大器)更是這樣。
可以構(gòu)想出所述接收機的可供替換的結(jié)構(gòu)，例如，可以先將信號解調(diào)后再通過基帶部分。所提到的部件，例如限幅器、交流耦合和數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器等，全都是可以根據(jù)所需的實現(xiàn)方案來決定的。
圖7多相濾波器圖7表達上述實施例或其它實施例中使用的多相濾波器的示例。它呈現(xiàn)使用回轉(zhuǎn)器和電容器的雙低通濾波器結(jié)構(gòu)，兩濾波器電路之間存在交叉耦合。眾所周知，回轉(zhuǎn)器是用來仿真電感的，它由晶體管和電容器組成，用集成電路很容易制造出來，與電感器不一樣。在本示例中，每個濾波器結(jié)構(gòu)由回轉(zhuǎn)器鏈400組成，橫跨每個回轉(zhuǎn)器的輸入端有并聯(lián)耦合電容器450。交叉耦合的實現(xiàn)靠將每個回轉(zhuǎn)器的輸入端耦合到另一個濾波器結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)器鏈的對應部分來實現(xiàn)。每一個交叉耦合鏈接由另一個回轉(zhuǎn)器420來提供。出現(xiàn)在每一個鏈環(huán)的輸入端的是信號源430和輸入阻抗440。鏈環(huán)的長度可以根據(jù)所要求的濾波器特性，遵循既定的原則來確定。為了讓所述多相濾波器可切換，提供一種可以抑制交叉耦合的機構(gòu)，簡單地降低或除去交叉鏈接回轉(zhuǎn)器420的電力供應，或者通過其它手段，如在鏈接處設置開關(guān)就可以實現(xiàn)。
所述濾波器的頻率響應如上面提到的圖4和圖6所示。其中一個進一步的改進是在選擇方式時修改頻率響應，拓寬通帶的寬度。所述措施用于處理極個別的情況，如前置碼到來之前的信號被連續(xù)的”1”所調(diào)制，這可以令信號超越目前的低通濾波器的通帶，其結(jié)果可能會減弱信號的強度，使得測量精確度降低。因為同樣的情況會同時在兩根天線發(fā)生，比較會仍然有效。還有，可測量的RSSI(接收信號強度指示)將會明顯低于可以有效解調(diào)的信號電平(也是說，在靈敏度信號強度之下)。這樣，即使下降例如16dB，強度仍然足以被測量出來。盡管如此，通過擴展濾波器的帶寬，以及令其在選擇方式下成為低通的，這種事情就可以避免。無論如何，通常配備可變帶寬是內(nèi)置的功能，它允許根據(jù)處理范圍的擴展作最佳調(diào)節(jié)，其做法是根據(jù)現(xiàn)行的設計原理，將濾波器的某些元件用開關(guān)接入或去除。
其它變化及結(jié)論可以對接收機的設計作出改變。例如，可以將限幅器去除；用多比特模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)代替單比特ADC；直接從接收機的數(shù)字部分測量信號的強度等。上面所公開的實施例是一種直接轉(zhuǎn)換型接收機，在那里射頻(RF)被直接轉(zhuǎn)換到中間頻率。然而，本發(fā)明可以應用于低中頻結(jié)構(gòu)，正如在那些采用兩級下變頻接收機那樣。權(quán)利要求中的信道可以由所示元件鏈的全部或一部分來實現(xiàn)。
已經(jīng)參考藍牙規(guī)范闡述了各種實施例，但很明顯，它可以應用于其它采用天線分集的通信系統(tǒng)。例如，UMTS(Universal MobileTelecommunication System，通用移動通信系統(tǒng))，GSM(Global Systemfor Mobile communications，全球移動通信系統(tǒng))或DECT。
多相濾波器實際上可能存在的一個缺點是，當被轉(zhuǎn)換為兩個低通濾波器工作時，它不再排斥來自負向鄰近信道的干擾信號。如果存在負向鄰近信號，則將基于所需信號和干擾信號的組合來選擇天線。如果干擾信號遠大于所需信號，則根據(jù)對干擾信號的RSSI(接收信號強度指示)的估值來選擇供所需信號使用的最佳天線，因而出錯。通常干擾信號會被調(diào)制，而所需信號則不會。干擾信號強度被濾波器削減的程度將大于所需信號。在藍牙接收機中，由干擾信號引起問題的可能性很小。假定有79個藍牙信道，則最壞的情況是，偶然選中一根不是最佳的天線。對藍牙而言預期到達時間的誤差為±10微秒。因此系統(tǒng)應能至少提前10微秒做好準備(進入接收方式，換句話說，單天線IQ方式)。如果因強烈的負向鄰近干擾造成選錯天線，則在適當接收所需信號的時候，測量得的RSSI將會下降。如果RSSI下降到靈敏度電平以下，信號就不能被接收。如果藍牙信號沒有提前到達，則可能仍然有時間去測量RSSI，如果所述值太低，轉(zhuǎn)換到另一根天線，期望它會好些。這種改進措施有助于減輕這種干擾問題。
還有一種選擇是”無源多相濾波器”。這是另一種類型的濾波器，它只使用無源元件，即不用電流。它沒有低通頻率響應，它改而只拒斥負向頻率，而使所有正向頻率通過。如果信號在通過有源多相濾波器之前或以后通過一只無源多相濾波器，所做的事情與在選擇方式或接收方式?jīng)]有什么不同，故它對接收方式?jīng)]有影響(除了可能有助于減小由于IQ不均衡的不足造成的鏡像外)。但在選擇方式下，它會排斥負向鄰近信道，從而解決了根據(jù)強大的負向鄰近干擾來選擇天線的問題。這要求更多的電路來實現(xiàn)，但至少它不需要消耗額外的電流。
正如上面已經(jīng)闡明的，天線分集接收機具有低中頻接收方式和分集選擇方式，以及開關(guān)裝置，用于在處于接收方式時將天線之一耦合到中頻信道并在選擇方式將每一個信道耦合到一根不同的天線。分集控制器負責比較在選擇方式期間同時從不同天線接收來的信號質(zhì)量，并在接收方式下控制開關(guān)裝置，以便使用較好的天線。信號質(zhì)量的測量在接收所需信號前置碼之前的載波時進行，以便有更長的時間來獲得更好的信號質(zhì)量測量，而且使相對于時間取平均的效果更好。各信道具有多相濾波器，信道之間存在可切換的交叉耦合，這樣在選擇方式下，它的作用是兩個獨立的低通濾波器。其它的變化和示例在權(quán)利要求書范疇內(nèi)對本專業(yè)的技術(shù)人員而言，是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種分集接收機(60)，它使用兩根或兩根以上天線(1、2、100、110)并設置成以低中頻接收方式和分集選擇方式工作，所述接收機包括中頻信道；開關(guān)裝置(10)，用于在所述接收方式下將天線之一耦合到各信道；分集控制器(50)，用于比較在所述分集選擇方式期間同時從不同天線接收到的信號的質(zhì)量，并根據(jù)比較的結(jié)果，在所述接收方式期間通過所述開關(guān)裝置控制所述選擇；所述接收機設置成在接收到所需信號前置碼之前在接收載波期間以選擇方式工作。
2.如權(quán)利要求1所述的接收機，其中，所述信道具有帶信道間交叉耦合的復濾波器(260)，所述復濾波器用來在所述接收方式下輸出經(jīng)過不對稱濾波的信道信號，所述控制器設置成在信道之間沒有耦合的情況下使用獨立的低通濾波信道信號，以便在所述選擇方式下執(zhí)行比較操作。
3.如權(quán)利要求2所述的接收機，其中所述濾波器是多相濾波器(260)，它具有以低中頻為中心的不對稱頻率響應、以帶可控的信道間交叉耦合的復濾波器的形式出現(xiàn)，所述控制器設置成使用所述多相濾波器的輸出，同時，在所述選擇方式下抑制交叉耦合。
4.如上述權(quán)利要求中任何一個所述的接收機，其中所述分集控制器設置成在接收方式下測量從選擇的天線接收到的信號的信號質(zhì)量，這可以用來驗證在所述選擇方式下對未調(diào)制載波的測量結(jié)果。
5.如權(quán)利要求4所述的接收機，如果所述分集控制器設置成當所述接收方式下的信號質(zhì)量降到閾值以下時使所述開關(guān)裝置將另一根天線耦合到各信道。
6.如權(quán)利要求3或引用權(quán)利要求3的任何權(quán)利要求所述的接收機，其中在所述選擇方式期間，擴寬所述多相濾波器的通帶。
7.如上述權(quán)利要求中任何一個所述的接收機，其中所述分集控制器設置成按照預先確定的時間間隔控制所述選擇方式和所述接收方式之間的轉(zhuǎn)換。
8.如上述權(quán)利要求中任何一個所述的接收機，其中所述接收機與藍牙(Bluetooth)標準兼容。
9.如上述權(quán)利要求中任何一個所述的接收機，其中所述控制器設置成確定每個信號的接收信號強度指示。
10.如上述權(quán)利要求中任何一個所述的接收機，其中所述接收機具有用于放大來自每根天線的信號的放大器(160、170)，這樣設置所述放大器，以便在所述接收方式下斷開與未使用的天線相對應的放大器。
11.如上述權(quán)利要求中任何一個所述的接收機，其中所述接收機具有用于與來自天線的信號正交混合的本地振蕩器(140、150、200)，所述本地振蕩器設置成具有用于所述選擇方式的不同頻率，以便可以進行零中頻工作。
12.如權(quán)利要求2或引用權(quán)利要求2的任何權(quán)利要求所述的接收機，其中，所述控制器設置成使用所述濾波器前的信道信號，并且把低通濾波應用于所述信道信號中的每一個，以便確定信號質(zhì)量。
13.如上述權(quán)利要求中任何一個所述的接收機，其中所述接收機由一塊或多塊集成電路實現(xiàn)。
14.一種移動終端(70)，它具有天線；上述權(quán)利要求中任何一個所述的接收機，所述接收機耦合到所述天線；以及連接到所述接收機的用于處理所述接收機接收的數(shù)據(jù)的處理器。
15.一種使用如權(quán)利要求14所述終端來提供通信業(yè)務的方法。
全文摘要
一種天線分集接收機，它具有低中頻接收方式和分集選擇方式以及開關(guān)裝置，用來在接收方式下將天線之一與中頻信道耦合，而在選擇方式下將每一信道與一根不同的天線耦合。分集控制器負責在選擇方式下將同時從不同天線接收的信號質(zhì)量作比較，并在接收方式下控制開關(guān)裝置，以便使用較好的天線。在接收到所需信號前置碼前接收載波期間執(zhí)行信號測量，以便有更長的時間來獲取更好的信號質(zhì)量測量，并使相對于時間的平均效果更好。信道具有帶可切換的信道間交叉耦合的多相濾波器，以便在選擇方式下所述濾波器可以作為兩只獨立的低通濾波器使用。
文檔編號H04B7/08GK1717878SQ200380104495
公開日2006年1月4日 申請日期2003年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月26日
發(fā)明者A·W·佩恩, R·J·卡爾德維爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司