專(zhuān)利名稱(chēng)：用于確定接收信號(hào)的完整性的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在頻率跟蹤環(huán)境中確定所接收的信號(hào)的完整性的方法和系統(tǒng)。具體講，本發(fā)明涉及在自動(dòng)頻率控制跟蹤環(huán)境中確定參考信號(hào)完整性的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在當(dāng)今世界蜂窩電話正在普及。蜂窩電話通常包括一個(gè)全雙工收發(fā)器，它既能發(fā)射又能接收在為蜂窩電話所允許的頻率上的信號(hào)。頻率的分配是一個(gè)有限的資源。因此，為了容納盡可能多的通訊，每個(gè)通訊的帶寬是受限制的并且每個(gè)通訊必須在預(yù)定的大量信道的一個(gè)信道上。在兩個(gè)相鄰信道之間有非常小的保護(hù)間隔，或自由帶寬可資利用，所以關(guān)鍵的是每個(gè)蜂窩電話準(zhǔn)確地工作在它的分配的信道中且不能偏移誤入相鄰信道的帶寬。每個(gè)國(guó)家的管理機(jī)構(gòu)，比如在美國(guó)為聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)，設(shè)定信道頻率，信道間隔，以及頻率容限。頻率容限是蜂窩電話可以偏離它的被分配頻率多大程度的一個(gè)度量。如果容限太高，則蜂窩電話可能干擾相鄰信道的通信。如果容限太低、則蜂窩電話需要一個(gè)極高精度的振蕩器并且蜂窩電話的成本將會(huì)增加。
聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)關(guān)于蜂窩電話的規(guī)則規(guī)定蜂窩電話必須保持小于2.5×10-6(2.5ppm)的頻率誤差。為了滿(mǎn)足這個(gè)要求，一些蜂窩電話使用一個(gè)頻率誤差小于±2.5ppm的溫補(bǔ)晶振(TCXO)。溫補(bǔ)晶振的替代物是非補(bǔ)償?shù)膲嚎鼐д?VCXO)。該壓控晶振的輸出頻率與由蜂窩系統(tǒng)的移動(dòng)電話交換局(MTSO)所發(fā)射的接收信號(hào)的頻率相比較。聯(lián)邦通信委員會(huì)也規(guī)定了MTSO的容限，即小于0.2×10-6的頻率誤差。于是，蜂窩電話將它自己的頻率調(diào)準(zhǔn)到與MTSO的頻率相匹配。這就是通常所指的自動(dòng)頻率控制(AFC)的一個(gè)著名的方法，通過(guò)此方法接收機(jī)獲得另一個(gè)源的頻率穩(wěn)定度，辦法是將接收機(jī)自己的振蕩器的頻率與所接收的來(lái)自那個(gè)源的信號(hào)的頻率相比較且在必要時(shí)調(diào)節(jié)自己的振蕩器。因此，即使在蜂窩電話中的振蕩器不是一個(gè)高精度的振蕩器，或者經(jīng)受由于老化，溫度，或電池電壓所造成的漂移。在采用了自動(dòng)頻率控制的蜂窩電話中的接收機(jī)將跟蹤所接收的來(lái)自MTSO的蜂窩信號(hào)的頻率以提供一個(gè)具有規(guī)定頻率容限的穩(wěn)定的信號(hào)。
但是，當(dāng)接收的信號(hào)是弱信號(hào)或者遭受到強(qiáng)的干擾時(shí)。不應(yīng)進(jìn)行自動(dòng)頻率控制，因?yàn)榻邮諜C(jī)可能跟蹤噪聲或干擾而不跟蹤原有的所接收信號(hào)。所遇到的一個(gè)問(wèn)題是，當(dāng)蜂窩電話被移動(dòng)到遠(yuǎn)離發(fā)射蜂窩信號(hào)的蜂窩塔時(shí)，所接收的信號(hào)的功效減小，因而相對(duì)的噪聲量增大?？紤]第一種情況即所接收的信號(hào)非常強(qiáng)。測(cè)得的頻率將預(yù)期主要來(lái)自接收信號(hào)，測(cè)得的接收信號(hào)的頻率的標(biāo)準(zhǔn)方差很小，存在著高的置信度，即接收信號(hào)是有效的且可以用于自動(dòng)頻率控制操作。當(dāng)著接收信號(hào)的強(qiáng)度減小，相對(duì)噪聲量將增大從而標(biāo)準(zhǔn)偏差將增大。然而，如果標(biāo)準(zhǔn)差仍然是小的，則仍然有信心，即接收信號(hào)是有效的且可以用于AFC操作。當(dāng)所接收的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)一步減小，標(biāo)準(zhǔn)差繼續(xù)增大。但是此時(shí)中頻帶通濾波器的中心頻率變成重要的。噪聲將成高斯分布，但其中心在中頻帶通濾波器的中心頻率上。因此，如果中頻帶通濾波器的中心頻率是，例如，高于由接收信號(hào)產(chǎn)生的中頻信號(hào)的頻率，則噪聲將是不對(duì)稱(chēng)分布的且主要在所接收信號(hào)的中頻頻率的上方。因此測(cè)到的中值頻率將會(huì)高于接收信號(hào)中頻頻率，因而AFC將移動(dòng)振蕩器的頻率使得該測(cè)到的中心頻率也處于中頻通帶的中央。這將造成接收信號(hào)的中頻頻率在中頻帶通中也是偏低的。因此測(cè)得的中值頻率將高于接收信號(hào)中頻頻率并且AFC將再次移動(dòng)振蕩器頻率以使這個(gè)測(cè)得的中值頻率處于中頻通帶的中央。這個(gè)過(guò)程連續(xù)下去直到AFC將振蕩器頻率移至接收信號(hào)中頻頻率遠(yuǎn)離中頻中心頻率免受其影響的點(diǎn)上。換言之，將頻率鎖定到所期望的信號(hào)上的努力已經(jīng)失敗了。
為了幫助解決這個(gè)問(wèn)題，一個(gè)對(duì)應(yīng)于接收信號(hào)功率的直流電壓測(cè)量，也稱(chēng)之為接收機(jī)信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)，被用來(lái)確定接收信號(hào)的功率是否足夠強(qiáng)，或者信噪比是否足夠大。以保證精確的頻率跟蹤會(huì)實(shí)現(xiàn)。雖然RSSI是有用的，它也有著它自己的問(wèn)題。
利用RSSI所碰到的一個(gè)問(wèn)題是在表示整個(gè)接收機(jī)靈敏度量程上的信號(hào)質(zhì)量方面它是無(wú)用的，特別是在靠近接收機(jī)最小可分辨閾值的地方。因此，在弱接收信號(hào)的情況下，自動(dòng)頻率控制(AFC)通常是關(guān)閉的，因?yàn)闆](méi)有有效的信號(hào)質(zhì)量的指示。但是，關(guān)掉AFC就將收發(fā)器的頻率移定度限制于它自己振蕩器的頻率穩(wěn)定度上，這可能是不必要的，因?yàn)椋词剐盘?hào)是弱的，對(duì)于提供AFC工作的參考信號(hào)而言它仍可能是足夠強(qiáng)的。所以，僅僅使用RSSI可能會(huì)過(guò)早地使AFC中止工作。
使用RSSI碰到的另一個(gè)問(wèn)題是，RSSI只是接收信號(hào)功率在接收機(jī)中頻(IF)通帶內(nèi)的一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)量。該RSSI不能夠區(qū)別強(qiáng)的干擾信號(hào)和所期望的參考信號(hào)，如果兩者都在通帶內(nèi)，并且它不能提供關(guān)于干擾是否強(qiáng)到足以損害精確的頻率跟蹤的信息。例如，考慮這樣的情況，即所期望的接收信號(hào)集中在中頻通帶的中心頻率上，但存在一個(gè)高至中頻通帶上沿的強(qiáng)干擾信號(hào)，或者如干擾信號(hào)足夠強(qiáng)它甚至在中頻通帶的外邊。所測(cè)量的頻率將在所期望的接收信號(hào)的頻率與干擾信號(hào)的頻率之間。因此，測(cè)出的中值頻率將高于接收信號(hào)的中頻頻率，因而AFC將移動(dòng)振蕩器頻率使得該測(cè)量中值頻率位于中頻通帶中央。這會(huì)造成接收信號(hào)中頻頻率在中頻道帶中也偏低并且干擾信號(hào)將更靠近或更多地進(jìn)入中頻通帶，因此干擾信號(hào)的影響將會(huì)更強(qiáng)。從而AFC將再一次調(diào)動(dòng)振蕩器頻率以使得測(cè)量的中值頻率位于中頻通帶的中央。這個(gè)過(guò)程繼續(xù)下去直至AFC將振蕩器頻率移至干擾信號(hào)控制了AFC的點(diǎn)上。換言之，頻率鎖于所期望信號(hào)已經(jīng)失敗。所以，即使在存在強(qiáng)的接收信號(hào)的情況下，仍然存在著一個(gè)強(qiáng)的干擾信號(hào)能夠在強(qiáng)干擾信號(hào)頻率方向上將收發(fā)器拉離所期望頻率的可能性。
因?yàn)樯厦娴睦碛?，?dāng)要求考慮嚴(yán)格的頻率公差時(shí)，AFC已經(jīng)不被看作是一種高可靠的或高期望的蜂窩電話的工作方法。
因此在專(zhuān)業(yè)上需要一種在頻率跟蹤系統(tǒng)中確定接收信號(hào)完整性的改進(jìn)的方法。
還需要一種在那些低于其下RSSI不能精確工作的電平上確定接收信號(hào)完整性的方法。
進(jìn)一步需要一種當(dāng)存在強(qiáng)干擾信號(hào)可能性時(shí)接收信號(hào)完整性的方法。
發(fā)明簡(jiǎn)要說(shuō)明本發(fā)明通過(guò)提供一種在頻率跟蹤環(huán)境下確定接收信號(hào)完整性的改進(jìn)的系統(tǒng)和方法，滿(mǎn)足上述的需要。
簡(jiǎn)要地描述，本發(fā)明指導(dǎo)在頻率跟蹤環(huán)境下確定接收信號(hào)的品質(zhì)、或完整性的方法和系統(tǒng)所以能夠作出自動(dòng)頻率控制是否能被使用的決定。對(duì)接收機(jī)的受限制的中頻(IF)輸出的頻率進(jìn)行若干次連續(xù)測(cè)量。這些測(cè)量被用來(lái)計(jì)算關(guān)于接收機(jī)受限制的中頻輸出的頻率的統(tǒng)計(jì)量。然后這些統(tǒng)計(jì)量被評(píng)估以決定是否允許對(duì)接收機(jī)時(shí)基/振蕩器頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。這些統(tǒng)計(jì)量可能包括平均值，平均偏差，方差和標(biāo)準(zhǔn)差，及其它統(tǒng)計(jì)量。受限IF輸出信號(hào)的測(cè)得的頻率的平均偏差隨信號(hào)電平的減小而增大，即隨RSSI的下降而增大。最終，當(dāng)接收信號(hào)電平減至為零，平均偏差將由接收機(jī)本身的特性來(lái)決定，比如接收機(jī)的IF帶寬。
還有，受限IF輸出的平均(平均值)頻率隨接收信號(hào)的減小而改變。最終，當(dāng)接收信號(hào)電平減小為零，平均頻率將由接收機(jī)本身的特性決定，比如接收機(jī)的中心頻率。一個(gè)弱信號(hào)偏差極限被用作自動(dòng)頻率控制失效的閾值。如果所計(jì)算的平均偏差大于該弱信號(hào)偏差極限，則控制器不能進(jìn)行自動(dòng)頻率控制操作。因此，本發(fā)明允許接收機(jī)繼續(xù)AFC操作直到信號(hào)電平低至頻率測(cè)量將是錯(cuò)誤的且ATC將是無(wú)效的時(shí)為止。
這也為在改變信號(hào)環(huán)境時(shí)比如衰落時(shí)禁止AFC工作而設(shè)置。衰落是一種狀態(tài)，在其中接收機(jī)信號(hào)強(qiáng)度因接收機(jī)位置的改變而迅速地改變。例如，當(dāng)蜂窩電話的用戶(hù)在汽車(chē)?yán)锸褂盟姆涓C電話并且正在運(yùn)動(dòng)中，衰落，包括多路徑的衰落，甚至信號(hào)完全的丟失也可能發(fā)生。就像上面那樣，如果所計(jì)算的平均偏差大于弱信號(hào)偏差極限，則控制器不能進(jìn)行AFC操作。
本發(fā)明檢測(cè)某些關(guān)于頻率測(cè)量和信號(hào)強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)量以決定該信號(hào)是否應(yīng)該被用來(lái)設(shè)置關(guān)于AFC操作的頻率。這些統(tǒng)計(jì)量可能包括，例如平均值，平均偏差，方差和標(biāo)準(zhǔn)差。一個(gè)強(qiáng)信號(hào)偏差限和一個(gè)弱信號(hào)偏差限被用來(lái)決定自動(dòng)頻率控制(AFC)操作是否應(yīng)該被禁止。如果計(jì)算的統(tǒng)計(jì)量是小于強(qiáng)信號(hào)偏差限制AFC操作可以進(jìn)行。如果計(jì)算的統(tǒng)計(jì)量大于強(qiáng)信號(hào)偏差限并且也大于弱信號(hào)偏差限則該信號(hào)太弱以致于不能使用并且AFC操作因此被禁止。這允許接收機(jī)盡可能地繼續(xù)AFC操作直到信號(hào)電平是如此之弱以致于引起錯(cuò)誤的頻率測(cè)量。如果計(jì)算的統(tǒng)計(jì)量大于強(qiáng)信號(hào)偏差限但小于弱信號(hào)偏差限則信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)被檢測(cè)。在此情況下，如果信號(hào)強(qiáng)度高于極小值則AFC操作被禁止因?yàn)?，用此關(guān)于那個(gè)信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算的統(tǒng)計(jì)量應(yīng)會(huì)小于強(qiáng)信號(hào)偏差限。但是，如果信號(hào)強(qiáng)度低于最小值則AFC操作可以進(jìn)行因?yàn)橛?jì)算出的統(tǒng)計(jì)量仍在可接受的偏差范圍內(nèi)，因?yàn)榇嬖谥叩闹眯哦葟?qiáng)干擾源不會(huì)引起不精確的測(cè)量。
更具體講，接收信號(hào)被測(cè)量若干次并且頻率的標(biāo)準(zhǔn)偏差被確定。如果接收信號(hào)是強(qiáng)的，且沒(méi)有干擾信號(hào)，則標(biāo)準(zhǔn)差將小于第一個(gè)值，該第一值指的是強(qiáng)信號(hào)限。因此，AFC操作能夠被進(jìn)行。如果標(biāo)準(zhǔn)差大于第一值但仍小于第二值，該第二值指的是弱信號(hào)限，則信號(hào)強(qiáng)度被檢測(cè)。如果增大的標(biāo)準(zhǔn)差是由于較弱的信號(hào)造成的，則接受信號(hào)強(qiáng)度將小于預(yù)定的信號(hào)強(qiáng)度值。因此，AFC操作仍然能夠進(jìn)行。但是，如果增大的標(biāo)準(zhǔn)差歸因于干擾信號(hào)則接收信號(hào)強(qiáng)度將會(huì)大于預(yù)定值。因此，接收信號(hào)的完整性是差的故而AFC操作將被禁止。如果標(biāo)準(zhǔn)差大于第二值則接收信號(hào)的完整性是差的，表示一個(gè)弱的不能使用的信號(hào)。因此，AFC操作將被禁止。
本發(fā)明提供一個(gè)決定信號(hào)的質(zhì)量是否是可接受的方法。方法包括測(cè)量信號(hào)頻率N次，計(jì)算關(guān)于信號(hào)頻率的統(tǒng)計(jì)量，以及如果統(tǒng)計(jì)量小于第一預(yù)定值(強(qiáng)信號(hào)限)則表明其質(zhì)量是可接受的。進(jìn)而言之，該方法還包括確定統(tǒng)計(jì)量是否大于第二預(yù)定值(弱信號(hào)限)。如果統(tǒng)計(jì)量大于弱信號(hào)限則接收信號(hào)被認(rèn)為是不可接受的。如果信號(hào)的統(tǒng)計(jì)量是在強(qiáng)信號(hào)限和弱信號(hào)限之間則方法進(jìn)一步包括測(cè)量接收信號(hào)的強(qiáng)度。如果接收信號(hào)的強(qiáng)度小于預(yù)定的信號(hào)強(qiáng)度值(最小的RSSI值)則接收信號(hào)被認(rèn)為是可接受的。但是，如果信號(hào)強(qiáng)度大于最小的RSSI值則可能存在著干擾信號(hào)，因此接收信號(hào)被認(rèn)為是不可接受的。用于本方法的統(tǒng)計(jì)量可能是，例如，被測(cè)頻率的平均偏差，標(biāo)準(zhǔn)差，或者方差。
本發(fā)明還提供一種根據(jù)信號(hào)質(zhì)量確定是否能進(jìn)行自動(dòng)頻率控制(AFC)操作的方法。該方法包括測(cè)量信號(hào)頻率N次，計(jì)算關(guān)于信號(hào)頻率的統(tǒng)計(jì)量，以及如果統(tǒng)計(jì)量小于第一預(yù)定值(強(qiáng)信號(hào)限)則表明其質(zhì)量是可接受的且可進(jìn)行AFC操作。此外，方法還包括確定統(tǒng)計(jì)量是否大于第二預(yù)定值(弱信號(hào)限)。如果統(tǒng)計(jì)量大于弱信號(hào)限則接收信號(hào)被認(rèn)為是不可接受的且AFC操作被禁止。如果信號(hào)的統(tǒng)計(jì)量是在強(qiáng)信號(hào)限和弱信號(hào)限之間，則方法進(jìn)一步包括測(cè)量接收信號(hào)的強(qiáng)度。如果接收信號(hào)的強(qiáng)度小于預(yù)定的信號(hào)強(qiáng)度值(最小的RSSI值)則接收信號(hào)被認(rèn)為是可接受的且AFC操作是可行的。但是，如果信號(hào)強(qiáng)度大于最小的RSSI值，則可能存在著干擾信號(hào)，因而接收信號(hào)被認(rèn)為是不可接受的且AFC操作被禁止。在此方法中所用的統(tǒng)計(jì)量可能是，例如，所測(cè)頻率的平均偏差，標(biāo)準(zhǔn)差，或方差。
本發(fā)明還提供一個(gè)接收機(jī)。此接收機(jī)包括一個(gè)混頻器，用于將第一信號(hào)，比如所接收的信號(hào)，和第二信號(hào)，比如振蕩器的混頻信號(hào)進(jìn)行混頻，以提供第三個(gè)信號(hào)，比如中等頻率(IF)信號(hào)。振蕩器提供第二信號(hào)。還有一個(gè)頻率控制電路，響應(yīng)于IF信號(hào)，用于在AFC操作中控制振蕩器的頻率。還有一個(gè)用于測(cè)量第三信號(hào)頻率的電路，以及一個(gè)控制器。此控制器包含這樣一些方法，比如一個(gè)程序，用來(lái)確定關(guān)于IF信號(hào)頻率的統(tǒng)計(jì)量，以及讓頻率控制電路工作，同時(shí)如果統(tǒng)計(jì)量小于預(yù)定值，比如強(qiáng)信號(hào)限的話讓AFC操作可以進(jìn)行。如果統(tǒng)計(jì)量大于強(qiáng)信號(hào)限，該控制器確定此統(tǒng)計(jì)量是否大于第二預(yù)定值即弱信號(hào)限。如果統(tǒng)計(jì)量大于弱信號(hào)限則控制器禁止使用頻率控制電路，因而禁止AFC操作。如果統(tǒng)計(jì)量是在強(qiáng)信號(hào)限和弱信號(hào)限之間，控制器測(cè)量接收信號(hào)的強(qiáng)度且確定該強(qiáng)度是否小于預(yù)定的信號(hào)強(qiáng)度值(最小的RSSI值)。如果接收信號(hào)強(qiáng)度小于最小的RSSI值則控制器讓頻率控制電路工作。但是，如果接收信號(hào)強(qiáng)度大于最小的RSSI值，則極有可能存在一個(gè)干擾信號(hào)。因此，在此情況下控制器禁止使用頻率控制電路?？刂破饔幸粋€(gè)用于確定所希望的統(tǒng)計(jì)量，比如平均偏差、標(biāo)準(zhǔn)差、或方差的程序。
因此，本發(fā)明提供對(duì)接收信號(hào)的質(zhì)量或完整性的評(píng)估因而能夠作出決定，是否將接收信號(hào)用作頻率標(biāo)準(zhǔn)。
從對(duì)下面關(guān)于所揭示的實(shí)施例的詳細(xì)描述的審閱同時(shí)通過(guò)參考附圖和權(quán)利要求，可以更清晰地理解和評(píng)價(jià)本發(fā)明的這些和其它的特點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)和概念附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1是按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)的方塊圖。
圖2是按照本發(fā)明確定接收信號(hào)的完整性的方法的流程圖。
圖3A-3C是按照優(yōu)選的實(shí)施例確定接收信號(hào)的完整性的方法的詳細(xì)的流程圖。
圖4是“Hold AFC”(“停止AFC”)程序的流程圖。
圖5是“查明PPM誤差”程序的流程圖。
圖6是“設(shè)置PWM”程序的流程圖。
詳細(xì)說(shuō)明圖1是按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)100的方塊圖。該裝置包括接收機(jī)105，模擬的應(yīng)用特殊積分電路(ASIC)110，數(shù)字應(yīng)用特殊積分電路115，控制器120，平滑濾波器125，時(shí)基(振蕩器)130，倍增器135，和頻率綜合器140。正如在圖1中進(jìn)一步顯示的，接收機(jī)105包括天線143，低噪聲放大器145，第一混頻器150。帶通濾波器155和第二混頻器160。系統(tǒng)100被更好地包含進(jìn)一個(gè)蜂窩電話中。但是，系統(tǒng)100可能是某種器件的一個(gè)組件，該器件需要一個(gè)穩(wěn)定的頻率參考且能接收來(lái)自另一個(gè)包含了有所需的穩(wěn)定度的頻率參考的無(wú)線電站的信號(hào)。
接收機(jī)105是一個(gè)超外差接收機(jī)則更好。超外差接收機(jī)在本專(zhuān)業(yè)中是眾所周知的。一般講，超外差接收機(jī)將一個(gè)輸入的調(diào)制的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)預(yù)定的較低的載頻通稱(chēng)為中頻。這種轉(zhuǎn)換通常是用一個(gè)本機(jī)振蕩器來(lái)完成的，此振蕩器隨接收機(jī)的輸入級(jí)調(diào)諧以使得振蕩器的頻率與所期望的輸入信號(hào)的頻率的差始終為該中頻。由于固定不變的中頻，一個(gè)中頻放大器能夠提供若干倍的放大和接收機(jī)所需的選擇性。經(jīng)放大后，中頻信號(hào)能夠被解調(diào)以獲得所期望的輸出信號(hào)。
仍然參考圖1，描述本發(fā)明在一個(gè)蜂窩系統(tǒng)中的工作。蜂窩信號(hào)，或接收信號(hào)，是由天線143接收并提供給作為接收機(jī)105的輸入級(jí)的低噪聲放大器145。接收信號(hào)由放大器145放大并送給第一混頻器150。第一混頻器150將放大后的接收信號(hào)與在線148上的第一本機(jī)振蕩器信號(hào)混合產(chǎn)生第一中頻(IF)信號(hào)。然后第一中頻信號(hào)通過(guò)帶通濾波器155除去不希望的帶外頻率。
來(lái)自濾波器155的輸出端的濾波后的第一中頻信號(hào)被提供給第二混頻器160。濾波后的第一IF信號(hào)與第二本機(jī)振蕩器信號(hào)由第二混頻器160混合得到第二中頻信號(hào)。在本優(yōu)選實(shí)施例中，第二中頻信號(hào)應(yīng)該有450kHz的頻率。然后第二中頻信號(hào)通過(guò)第二帶通濾波器165以除掉不期望的帶外頻率。
出自濾波器165的濾波后的第二IF信號(hào)被提供給模擬的應(yīng)用特殊積分電路(ASIC)110。正如精通本專(zhuān)業(yè)的人士所知道的，一個(gè)ASIC是一塊為特殊的應(yīng)用制造的集成芯片，因而許多芯片或功能能夠被合并進(jìn)單個(gè)的組件中以減小系統(tǒng)板的尺寸和功耗。
模擬ASIC110發(fā)送已檢波的監(jiān)控音頻音調(diào)(SAT)和一個(gè)限幅型(方波)的第二中頻信號(hào)至數(shù)字ASIC115。模擬ASIC110測(cè)量接收信號(hào)強(qiáng)度并發(fā)送RSSI信息給控制器120?？刂破?20利用RSSI來(lái)決定接收信號(hào)的功率是否足夠地強(qiáng)能保證信噪比大到足以提供精確的頻率跟蹤。
數(shù)字ASIC115將來(lái)自模擬ASIC110的限幅的第二中頻信號(hào)的頻率與來(lái)自時(shí)基130的時(shí)基信號(hào)的頻率進(jìn)行比較并將此比較結(jié)果經(jīng)串行口接口(SPI)提供給控制器120。根據(jù)從數(shù)字ASIC115接收到的SPI信號(hào)和從模擬ASIC110接收到的RSSI，控制器120發(fā)送一個(gè)數(shù)字脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)給數(shù)字ASIC115。然后數(shù)字ASIC發(fā)送PWM信號(hào)給平滑濾波器125。數(shù)字PWM信號(hào)能夠被直接地從控制器120發(fā)送至平滑濾波器125。但是，本發(fā)明所使用的特殊的控制器只有8位PWM輸出口，而為了達(dá)到所期望的調(diào)諧精度希望至少有十位的輸出。因此，在此優(yōu)選實(shí)施例中，數(shù)字ASIC115被設(shè)計(jì)成提供十位數(shù)字PWM輸出。控制器120通過(guò)串行數(shù)據(jù)(SPI)線發(fā)送十位數(shù)字PWM信息到數(shù)字ASIC115，而數(shù)字ASIC115將來(lái)自SPI線的十位串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十位并行數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)送給平滑濾波器125。
平滑濾波器125接受數(shù)字十位信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)并對(duì)此模擬信號(hào)濾波以提供一個(gè)濾波過(guò)的PWM信號(hào)給振蕩器/時(shí)基130。振蕩器/時(shí)基130是一個(gè)壓控晶體振蕩器(VCXO)并提供一個(gè)其頻率依賴(lài)于來(lái)自平滑濾波器125的輸出電壓的時(shí)基信號(hào)。這個(gè)時(shí)基信號(hào)也可以被考慮是一個(gè)參考振蕩器信號(hào)。此參考振蕩器信號(hào)被送至數(shù)字ASIC115的計(jì)數(shù)器時(shí)基輸入并且還送至倍頻器135和頻率綜合器140。參考振蕩器信號(hào)的頻率最好由倍頻器135倍增。倍頻器135的倍增系數(shù)由振蕩器/時(shí)基130的輸出頻率和第二混頻器160所必須的輸入頻率來(lái)決定，以提供所期望的第二中頻輸出頻率。倍頻器135的輸出是第二本機(jī)振蕩器信號(hào)，它被送給第二混頻器160。
頻率綜合器140最好提供兩個(gè)輸出信號(hào)，第一個(gè)輸出信號(hào)148是第一本機(jī)振蕩器信號(hào)，它被送給第一混頻器150。第二輸出信號(hào)149被提供給其它的需要穩(wěn)定參考頻率的電路。例如，第二輸出信號(hào)149可能被提供給在蜂窩電話中的發(fā)射機(jī)電路。
圖2是說(shuō)明按照本發(fā)明確定接收信號(hào)完整性的方法的流程圖。
開(kāi)始在步驟205，測(cè)量已接收信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。接收信號(hào)的頻率也在步驟205被測(cè)了N次，此處N＞0。根據(jù)測(cè)量的頻率，頻率測(cè)量統(tǒng)計(jì)量，或者說(shuō)統(tǒng)計(jì)參量，也在步驟205上被計(jì)算。頻率測(cè)量統(tǒng)計(jì)量能夠是，但不局限于，測(cè)量頻率的平均偏差，測(cè)量頻率的標(biāo)準(zhǔn)差，或者測(cè)量頻率的方差。應(yīng)該指出，一個(gè)以上的頻率測(cè)量統(tǒng)計(jì)量能在步驟205被計(jì)算。
在判斷210，判定頻率測(cè)量統(tǒng)計(jì)量是否小于或等于關(guān)于頻率測(cè)量統(tǒng)計(jì)量的強(qiáng)信號(hào)限。例如，如果所用的頻率測(cè)量統(tǒng)計(jì)量是平均偏差，則強(qiáng)信號(hào)限是假如接收信號(hào)被考慮為一個(gè)強(qiáng)信號(hào)時(shí)接受信號(hào)能夠有的最大的平均偏差。如果頻率測(cè)量統(tǒng)計(jì)量小于或等于強(qiáng)信號(hào)限，則方法著手步驟215且接收信號(hào)被宣告是有效信號(hào)。因此，AFC操作可以被應(yīng)用并且，如果需要，振蕩器/時(shí)基130的頻率相應(yīng)地根據(jù)接收信號(hào)的測(cè)量頻率被調(diào)節(jié)。在步驟215之后，方法返回到步驟205。
但是，如果在判斷210上判定頻率測(cè)量統(tǒng)計(jì)量大于強(qiáng)信號(hào)限，則方法繼續(xù)進(jìn)行到判斷220。在判斷220作出決定，頻率測(cè)量統(tǒng)計(jì)量是否小于或等于弱信號(hào)限。例如，如果所用的頻率測(cè)量統(tǒng)計(jì)量是平均偏差，假如所接收信號(hào)對(duì)于AFC操作是有用的，則弱信號(hào)限是接收信號(hào)能夠有的最大平均偏差。
如果，在判斷220判定頻率測(cè)量統(tǒng)計(jì)量大于弱信號(hào)限則接收信號(hào)被宣布是無(wú)效信號(hào)且不能用于AFC的目的。因此AFC被中止，也即在步驟225不作調(diào)節(jié)。然后返回步驟205。
但是，在判斷220，如果判定頻率測(cè)量統(tǒng)計(jì)量小于或等于弱信號(hào)限，也即頻率測(cè)量統(tǒng)計(jì)量在強(qiáng)信號(hào)限和弱信號(hào)限之間，則需要對(duì)信號(hào)作進(jìn)一步的評(píng)估且因此方法著手判斷230。如果較大的頻率誤差起因于信號(hào)較弱，則RSSI電平將低于某個(gè)預(yù)定值，最小的RSSI值。但是，如果較大的頻率誤差是由于干擾信號(hào)引起的，則RSSI電平將會(huì)高于預(yù)定值。因此，判斷230檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度是否小于一個(gè)最小的dBm的信號(hào)強(qiáng)度。如果信號(hào)強(qiáng)度弱則沒(méi)有干擾信號(hào)所以方法進(jìn)行步驟215。接收信號(hào)被宣布為有效信號(hào)。因此AFC操作可以使用并且，如果必要，振蕩器/時(shí)基130的頻率被相應(yīng)地根據(jù)接收信號(hào)的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。步驟215之后，方法返回到步驟205。
但是，在判斷230，如果確定信號(hào)強(qiáng)度大于或等于最小的RSSI值則必定存在干擾信號(hào)，因?yàn)镽SSI值的電平應(yīng)表明信號(hào)已足夠強(qiáng)到使得偏差小于強(qiáng)信號(hào)限，這種情況就出現(xiàn)了。因此較大的測(cè)量偏差必定是由強(qiáng)的干擾信號(hào)引起的。接收信號(hào)因而被宣布為無(wú)效信號(hào)且不能用于AFC目的，所以AFC被中止，也即在步驟225上不作調(diào)節(jié)。然后返回到步驟205。
圖3A-3C是按照優(yōu)選實(shí)施例說(shuō)明決定接收信號(hào)完整性的方法的細(xì)節(jié)的流程圖。這些步驟是由控制器120(圖1)所完成的?？刂破?20有一個(gè)存儲(chǔ)器、沒(méi)有畫(huà)出，該存儲(chǔ)器存有程序。該程序包括許多步驟，其作用是完成在這里所描述的各種操作的方式。當(dāng)蜂窩電話和其它包括有系統(tǒng)100(圖1)的器件接通和上電時(shí)，過(guò)程開(kāi)始于步驟300。在步驟300，系統(tǒng)被初始化。在此步驟，振蕩器/時(shí)基130的初始工作頻率是通過(guò)考慮諸如環(huán)境溫度以及晶體的老化率這樣一些因素來(lái)決定的，并且證實(shí)接收機(jī)被調(diào)諧到有效的預(yù)約控制信道(FOCC)。此類(lèi)程序的例子被展示在美國(guó)專(zhuān)利NO.4,922,2121999年5月5日 申請(qǐng)日期1997年2月21日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月23日
發(fā)明者小E·A·多特里, M·A·魯夫 申請(qǐng)人:松下通訊工業(yè)美國(guó)有限公司