專利名稱：高頻偵測的方法、自動增益控制的方法和系統的制作方法
技術領域：
本發明是有關于一種通信接收器，特別是有關于一種使用高頻率偵查機制的自動增益控制系統。
背景技術：
因為手機、移動無線電和其它無線傳輸服務的迅速成長的需求，因此開拓各種技術的興趣增加，這些技術可以用以提供可靠，安全和高效率的無線通信。參考圖1，其顯示現有技術中無線通信接收器的示意圖。由天線102接收的無線電頻率(Radio Frequency，RF)信號耦接頻道濾波器104，用以在特殊頻率從接收信號的其它分量離散信號，上述特殊頻率通常稱為頻道(channel)。濾波器104的輸出應用到放大器106，其具有可變(variable)或可控制增益。從放大器106信號由已知的正交混頻器108被分裂成同相(in-phase，I)與正交(quadrature，Q)分量。同時包括但沒有顯示的是正交混頻器108的降頻(down conversion)階段，用以降頻RF信號到基頻頻率，如同已知。消除邊緣鉅齒濾波器(anti-aliasing filter)110a和110b將I頻道和Q頻道信號中的鏡像信號(image signal)部分濾除，且由模擬到數字轉換器(Analog-to-DigitalConverter，簡稱ADC)112a和112b限制輸入頻寬取樣由ADC112a和112b的數字輸出送到自動增益控制(Automatic Gain Control，簡稱AGC)系統114，其產生增益控制信號調整放大器106。
在圖1的放大器106用來保證到ADC 112a和112b的信號輸入是在ADC的動態操作范圍之內。如果接收振幅較低，則放大器106會采用較大的增益，而當接收信號振幅為較高時則會采用較小的增益。AGC系統為已知系統，而且被廣泛使用。大致說來，AGC系統使用的增益控制算法是根據可以容納任何所想要的ADC動態范圍而設計。然而，一些RF傳送器在相關基頻處理器(baseband processor)開始對送調制信號之前，可以打開在其中的功率放大器，但可能導致在正常封包信號之前的直流(Direct Current，以下簡稱為DC)漏電。接收器在所接收的信號中，在正常的封包信號之前，因傳送器的直流漏電而形成一信號區域，該信號區域的信號主要包含低頻部分。該信號區域存在導致AGC在擷取功率電平時得到不正確的功率電平，而影響AGC系統在增益的控制上作出錯誤的判斷。這種在接收信號中的低頻信號區域導致AGC系統的成效降低。因此，需要一種高頻率偵查機制以使AGC系統在擷取功率電平時，可忽略該低頻信號區域，以解決相關已知技術的問題。

發明內容
有鑒于此，本發明提出一種高頻偵測的方法，包括在一預定期間內，計數在復數值(complex-valued)輸入信號的實數部分的零交叉點；在上述預定期間內，計數在上述復數值輸入信號的虛數部分的零交叉點；在上述預定期間內，比較上述復數值輸入信號的上述實數部分和上述復數值輸入信號的上述虛數部分的累積強度(cumulative strength)；選擇上述復數值輸入信號的上述實數部分和上述虛數部分中具有較大累積強度的部分，將該部分所對應的零交叉總和，作為一有效值；以及如果上述有效值超過一預定臨界值，決定上述復數值輸入信號內有高頻分量。
本發明另提出一種自動增益控制的方法，用于無線通信接收器內，包括接收一復數值輸入信號；在一預定期間內，比較上述復數值輸入信號的實數部分和上述復數值輸入信號的虛數部分的累積強度；在上述預定期間內，根據上述復數值輸入信號的上述實數部分和上述虛數部分中具有較大累積強度的部分，計數在上述復數值輸入信號的上述實數部分或上述虛數部分的零交叉點；以及如果上述總和零交叉點數超過一預定臨界值，則開始偵測正常封包信號；以及激活一增益控制機制，用于上述正常封包信號的調整。
本發明另提出一種自動增益控制的系統，包括一高頻探測器，一封包探測器，和一增益控制器。上述高頻探測器接收一復數值輸入信號，以及產生一觸發信號，上述高頻探測器包括在一預定期間內，計數在復數值輸入信號的實數部分的零交叉點的裝置；在上述預定期間內，計數在上述復數值輸入信號的虛數部分的零交叉點的裝置；在上述預定期間內，比較上述復數值輸入信號的上述實數部分和上述復數值輸入信號的上述虛數部分的累積強度的裝置；在上述預定期間內，選擇上述復數值輸入信號的上述實數部分和上述虛數部分中具有較大累積強度的部分，將該部分所對應的零交叉點數，作為一有效值的裝置；以及如果上述有效值超過一預定臨界值，則發出上述觸發信號的裝置。上述封包探測器根據上述觸發信號的發生，用以偵測正常封包信號。上述增益控制器使用一可控制增益于上述偵測的正常封包信號。
利用本發明的通信接收器能改善AGC系統，使AGC系統不會因為該信號區間的存在，而得到不正確功率電平。因此，使用本發明揭露的原則和概念將能對通信接收器的表現產生改善。


圖1顯示已知技術中，無線通信接收器的示意圖。
圖2顯示本發明實施例中的主要步驟流程圖。
圖3顯示本發明實施例中，一個自動增益控制(AGC)方法中的流程圖。
圖4是根據本發明實例的AGC系統的方塊圖。
圖5是圖4所示的高頻探測器420的方塊圖。
主要組件符號說明102-天線； 104-頻道濾波器；106-放大器； 108-正交混頻器；110a，b-消除邊緣钷齒濾波器；112a，b-ADC； 114-自動增益控制系統；S201-在一預定期間內，計數在復數值輸入信號的實數部分的零交叉點；S203-在上述預定期間內，計數在上述復數值輸入信號的虛數部分的零交叉點；
S205-在上述預定期間內，比較上述復數值輸入信號的實數部分和上述復數值輸入信號的虛數部分的累積強度；S207-在上述預定期間內，選擇上述復數值輸入信號的實數部分和上述復數值輸入信號的虛數部分中具有較大累積強度的部分所對應的零交叉點，作為一有效值；S209-如果上述有效值超過一預定臨界值，決定上述復數值輸入信號內有高頻分量；S301-接收一復數值輸入信號；S303-在一預定期間內，比較上述復數值輸入信號的實數部分和上述復數值輸入信號的虛數部分的累積強度；S305-在上述預定期間內，根據具有較大累積強度的上述復數值輸入信號的部分，計數在復數值輸入信號的實數部分或虛數部分的零交叉點；S307-決定是否上述總和零交叉超過一預定臨界值；S309-開始偵測正常封包信號，以及激活一增益控制機制，用于上述正常封包信號的調整；420-高頻探測器； 440-封包探測器；460-增益控制器。
具體實施例方式
在此必須說明的是，以下揭露內容中所提出的不同實施例或范例，是用以說明本發明所揭示的不同技術特征，其所描述的特定范例或排列是用以簡化本發明，然而不是用以限定本發明。此外，在不同實施例或范例中可能重復使用相同的參考數字與符號，這些重復使用的參考數字與符號是用以說明本發明所揭示的內容，而非用以表示不同實施例或范例間的關系。
圖2是顯示本發明實施例中的主要步驟流程圖，用于無線通信接收器內的高頻偵查。在圖2的步驟S201內，在一預定期間內，計數復數值的輸入信號的實數部分的零交叉點。同樣地，在步驟S203中，在同一預定期間內，計數復數值的輸入信號的虛數部分的零交叉點。輸入信號在時域(timedomain)中以離散取樣(discrete sample)的序列{r(n)}表示，其中r(n)是復數值，表示在時間n的取樣{r(n)}。輸入信號的實數部分(即I分量)和虛數部分(即Q分量)分別由rI(n)和rQ(n)表示。在二連續取樣之間的零交叉點的偵測，可以由目前(currnet)取樣與先前(previous)取樣的最高位(MSB)作XOR運算得知。在一實施例中，輸入信號的實數和虛數部分的零交叉點的數目由以下計數XI=Σn=1NI[rI(n-1)·rI(n)≤0]]]>和XQ=Σn=1NI[rQ(n-1)·rQ(n)≤0].]]>其中XI是實數部分的零交叉點的總和數，XQ是虛數部分的零交叉點的總和數，n表示在預定期間之內輸入信號的取樣數目，I[]為一顯示函數(indicator function)，該函數值可代表一表示式(expression)的成立或不成立，其中如果表示式A為成立(true)，則I[A]＝1；否則，I[A]＝0。步驟S205，在預定期間內，比較輸入信號的實數部分的累積強度(cumulative strength)與輸入信號的虛數部分的累積強度。就此方面，在預定期間內輸入信號的實數部分的累積強度SI和輸入信號的虛實數部分的累積強度SQ是由測量而得知SI=Σn=0N-1|rI(n)|2]]>和SQ=Σn=0N-1|rQ(n)|2.]]>SI和SQ是實際上代表序列rI(n)及rQ(n)在n個取樣中的能量總和。為了簡化的緣故，可以改由計算平方根能量，所以SI和SQ由以下估算SI=Σn=0N-1|rI(n)|]]>和
SQ=Σn=0N-1|rQ(n)|.]]>在預定期間內，由比較SI和SQ，高頻率偵查機制因而可以確定復數值輸入信號的實數部分或是虛數部分中具有較大累積強度的部分。在一實施例中，該累積強度的判斷并不是直接測量累積強度，而是依據輸入信號的取樣順序，比較取樣的輸入信號的實數部分和取樣的輸入信號的虛數部分的強度(magnitude)。另外，在預定的期間內，計數取樣的輸入信號的實數部分的強度是大于或等于取樣的輸入信號的虛數部分的強度的取樣數目。也就是MI≥Q=Σn=0N-1I[|rI(n)|≥|rQ(n)}].]]>接續則檢查該計數值以確定，是否該計數值大于在預定期間內取樣數目的一半，即MI≥Q＞N/2。如果如此，則輸入信號的實數部分的累積強度可以大致視為大于輸入信號的虛數部分的累積強度。繼續參考圖2，在步驟S207中，在預定期間內，相對應于輸入信號部分的實數部分與虛數部分中具有較大累積強度的部分所對應的零交叉點數，將被作為一有效值。換句話說，在SI≥SQ的條件下，Xe等于XI；否則，Xe等于XQ。最后，如果該有效值超出預定臨界值，則高頻率偵查機制在步驟S209中決定該輸入信號中具有高頻成分。
根據前述討論，圖3是顯示本發明實施例中，一個自動增益控制(AGC)方法中的流程圖。如同步驟S301所示，首先接收一個復數值的信號。在步驟S303，在一個預定期間內，比較復數值的信號的實數部分的累積強度與復數值的信號的虛數部分的累積強度。然后在步驟S305，選定復數值的信號的實數部分或虛數部分中，具有較大的累積強度的部分，計數具有較大的累積強度的部分的零交叉點。在步驟S307，檢查零交叉數是否超出預定的臨界值。如果如此，則AGC方法在步驟S309開始偵測一個正常封包信號，然后激活增益控制機制為正常封包信號的流程；否則，AGC方法不進行到下一個狀態。增益控制機制是在發明的范圍之外，而且不在此詳細描述。
圖4是根據本發明實例的AGC系統400的方塊圖。AGC系統400包括高頻探測器420、封包探測器440和增益控制器460。如同顯示，高頻探測器420接收復數值信號r，產生觸發器信號T。如圖5所示，高頻探測器420包括裝置422，用以在預定期間內，計數復數值信號的實數部分零交叉點；裝置424，用以在預定期間內，計數復數值信號的虛數部分零交叉點；裝置426，用以在預定期間內，比較復數值輸入信號的實數部分的累積強度與復數值輸入信號的虛數部分的累積強度；裝置428，用以在預定期間內，選擇輸入信號的實數部分或虛數部分中具有較大累積強度的部分所對應的零交叉總和點作為有效值；裝置430，如果有效值超出預定臨界值，則產生觸發器信號T。根據觸發器信號T的發生，封包探測器440開始偵測正常封包信號。而相對應的，增益控制器460則對偵測到的正常封包信號實施控制增益。
值得注意的是，先前提及的各方法步驟也可以對應于用以執行上述方法步驟的裝置組件。因此，在一實例中，在高頻探測器420中的裝置426包括一裝置用以依據取樣順序，比較復數值信號的實數部分的強度和復數值信號的虛數部分的強度；一裝置用以在預定期間內，計數復數值信號的取樣的實數部分強度大于或等于復數值信號的取樣的虛數部分強度的取樣數目；和一裝置用以決定是否該計數大于復數值信號在預定期間內取樣數目的一半。在一實施例中，如果計數大于一半取樣數目，裝置426則決定選擇復數值信號的實數部分的零交叉總和作為有效值。在另外的實施例中，在高頻探測器420中的裝置426中包括用以測量SI的裝置，SI為在預定期間內，復數值信號的實數部分的累積強度，可由以下方程式計算SI=Σn=0N-1|rI(n)|2]]>或可由以下方程式估計SI=Σn=0N-1|rI(n)|.]]>相似，裝置426還包括用以測量SQ的裝置，SQ為在預定期間內，復數值信號的虛數部分的累積強度，如以下方程式SQ=Σn=0N-1|rQ(n)|2]]>或SQ=Σn=0N-1|rQ(n)|.]]>另外，裝置426包括裝置，在預定期間內，用經由比較SI與SQ的值，以選擇輸入信號的實數部分或虛數部分中具有較大累積強度的部分。
因為發射端的不正常漏電而在正常封包之前可能有一信號區間，該信號區間中主要包含低頻信號。本發明實施例的通信接收器能改善AGC系統，使AGC系統不會因為該信號區間的存在，而得到不正確功率電平。因此，使用上述揭露的原則和概念將能對通信接收器的表現產生改善。此外，該實例發明可以是實施與任何組合邏輯在特定應用集成電路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)或韌體(firmware)。
雖然本發明已經以較佳實施例揭露如上，然而其并非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明的精神和范圍內，應當可以作一些變動與潤飾，因此本發明的保護范圍應當視權利要求所界定的為準。
權利要求
1.一種高頻偵測的方法，其特征在于包括在一預定期間內，計數在復數值輸入信號的實數部分的零交叉點；在上述預定期間內，計數在上述復數值輸入信號的虛數部分的零交叉點；在上述預定期間內，比較上述復數值輸入信號的上述實數部分和上述復數值輸入信號的上述虛數部分的累積強度；在上述預定期間內，選擇上述復數值輸入信號的上述實數部分和上述復數值輸入信號的上述虛數部分中具有較大累積強度的部分，將具有較大累積強度的部分所對應的零交叉點數，作為一有效值；以及如果上述有效值超過一預定臨界值，決定上述復數值輸入信號內具有高頻分量。
2.如權利要求1所述的高頻偵測的方法，其特征在于，上述比較步驟包括依照取樣順序，比較上述復數值輸入信號的上述實數部分和上述復數值輸入信號的上述虛數部分的強度；計數一計數數目，上述計數數目為計數在上述預定期間內，上述復數值輸入信號取樣的上述實數部分的上述強度大于或等于上述復數值輸入信號取樣的上述虛數部分的上述強度的取樣數目；決定上述計數數目是否大于在上述預定期間中上述復數值輸入信號的取樣數目的一半；以及如果如此，則決定上述復數值輸入信號的上述實數部分的上述累積強度為大于上述復數值輸入信號的上述虛數部分的上述累積強度。
3.如權利要求1所述的高頻偵測的方法，其特征在于，上述比較步驟包括在上述預定期間內，測量SI，其為上述復數值輸入信號的上述實數部分的上述累積強度SI=Σn=0N-1|rI(n)|2;]]>其中n表示一時刻；N表示在上述預定期間內，上述復數值輸入信號的取樣數目；以及rI(n)表示在時刻n時，上述復數值輸入信號的上述實數部分的取樣；在上述預定期間內，測量SQ，其為上述復數值輸入信號的上述虛數部分的上述累積強度SQ=Σn=0N-1|rQ(n)|2;]]>其中rQ(n)表示在時刻n時，上述復數值輸入信號的虛數部分的取樣；以及在上述預定期間內，利用比較SI和SQ，決定上述復數值輸入信號的上述實數部分和上述虛數部分中具有較大累積強度的部分。
4.如權利要求1所述的高頻偵測的方法，其特征在于，上述比較步驟包括在上述預定期間內，測量SI，其為上述復數值輸入信號的上述實數部分的上述累積強度SI=Σn=0N-1|rI(n)|;]]>其中n表示一時刻；N表示在上述預定期間內，上述復數值輸入信號的取樣數目；以及rI(n)表示在時刻n時，上述復數值輸入信號的實數部分的取樣；在上述預定期間內，測量SQ，其為上述復數值輸入信號的上述虛數部分的上述累積強度SQ=Σn=0N-1|rQ(n)|;]]>其中rQ(n)表示在時刻n時，上述復數值輸入信號的上述虛數部分的取樣；以及在上述預定期間內，利用比較SI和SQ，決定上述復數值輸入信號的上述實數部分和上述虛數部分中具有較大累積強度的部分。
5.一種自動增益控制的方法，用于無線通信接收器內，其特征在于包括接收一復數值輸入信號；在一預定期間內，比較上述復數值輸入信號的實數部分和上述復數值輸入信號的虛數部分的累積強度；在上述預定期間內，根據上述復數值輸入信號的上述實數部分和上述虛數部分中具有較大累積強度的部分，計數在上述復數值輸入信號的上述實數部分或上述虛數部分的零交叉點；以及如果上述總和零交叉點超過一預定臨界值，則開始偵測正常封包信號；以及啟始一增益控制機制，用于上述正常封包信號的調整。
6.如權利要求5所述的自動增益控制的方法，其特征在于，上述比較步驟包括依照取樣順序，比較上述復數值輸入信號的上述實數部分和上述復數值輸入信號的上述虛數部分的強度；在上述預定期間內，計數一計數數目，上述計數數目為計數上述復數值輸入信號取樣的上述實數部分的強度大于或等于上述復數值輸入信號取樣的上述虛數部分的強度的取樣數目；在上述預定期間內，決定是否上述數目大于上述復數值輸入信號的取樣數目的一半；以及如果如此，則決定上述復數值輸入信號的上述實數部分大于上述復數值輸入信號的上述虛數部分的上述累積強度。
7.如權利要求5所述的自動增益控制的方法，其特征在于，上述比較步驟包括在上述預定期間內，測量SI，其為上述復數值輸入信號的上述實數部分的上述累積強度SI=Σn=0N-1|rI(n)|2;]]>其中n表示一時刻；N表示在上述預定期間內，上述復數值輸入信號的取樣數目；以及rI(n)表示在時刻n時，上述復數值輸入信號的上述實數部分的取樣；在上述預定期間內，測量SQ，其為上述復數值輸入信號的上述虛數部分的上述累積強度SQ=Σn=0N-1|rQ(n)|2;]]>其中rQ(n)表示在時刻n時，上述復數值輸入信號的上述虛數部分的取樣；以及在上述預定期間內，利用比較SI和SQ，決定具有較大累積強度的上述復數值輸入信號的部分。
8.如權利要求5所述的自動增益控制的方法，其特征在于，上述比較步驟包括在上述預定期間內，測量SI，其為上述復數值輸入信號的上述實數部分的上述累積強度SI=Σn=0N-1|rI(n)|;]]>其中n表示一時刻；N表示在上述預定期間內，上述復數值輸入信號的取樣數目；以及rI(n)表示在時刻n時，上述復數值輸入信號的上述實數部分的取樣；在上述預定期間內，測量SQ，其為上述復數值輸入信號的上述虛數部分的上述累積強度SQ=Σn=0N-1|rQ(n)|;]]>其中rQ(n)表示在時刻n時，上述復數值輸入信號的上述虛數部分的取樣；以及在上述預定期間內，利用比較SI和SQ，決定具有較大累積強度的上述復數值輸入信號的部分。
9.一種自動增益控制的系統，其特征在于包括一高頻探測器，接收一復數值輸入信號，以及產生一觸發信號，上述高頻探測器包括在一預定期間內，計數在復數值輸入信號的實數部分的零交叉點的裝置；在上述預定期間內，計數在上述復數值輸入信號的虛數部分的零交叉點的裝置；在上述預定期間內，比較上述復數值輸入信號的上述實數部分和上述復數值輸入信號的上述虛數部分的累積強度的裝置；在上述預定期間內，選擇上述復數值輸入信號的上述實數部分和上述虛數部分其中具有較大累積強度的部分，將該部分所對應的零交叉點的計數，作為一有效值的裝置；以及如果上述有效值超過一預定臨界值，則發出上述觸發信號的裝置；一封包探測器，根據反應上述觸發信號的發生，用以偵測正常封包信號；以及一增益控制器，使用一可控制增益于上述偵測的正常封包信號。
10.如權利要求9所述的自動增益控制的系統，其特征在于，上述比較裝置包括依照取樣順序，比較上述復數值輸入信號的上述實數部分和上述復數值輸入信號的上述虛數部分的強度的裝置；計數一計數數目的裝置，在上述預定期間內，上述計數數目為上述復數值輸入信號的上述實數部分的強度大于或等于上述復數值輸入信號的上述虛數部分的強度的數目；以及在上述預定期間內，決定上述計數數目是否大于上述復數值輸入信號的取樣數目的一半的裝置。
11.如權利要求10所述的自動增益控制的系統，其特征在于，在上述預定期間內，如果上述計數數目大于上述復數值輸入信號的上述取樣數目的一半，上述選擇的裝置則選擇上述復數值輸入信號的上述實數部分的零交叉點總和。
12.如權利要求10所述的自動增益控制的系統，其特征在于，上述比較裝置包括在上述預定期間內，測量SI的裝置，上述SI為上述復數值輸入信號的上述實數部分的上述累積強度SI=Σn=0N-1|rI(n)|2;]]>其中n表示一時刻；N表示在上述預定期間內，上述復數值輸入信號的上述取樣數目；以及rI(n)表示在時刻n時，上述復數值輸入信號的上述實數部分的取樣；在上述預定期間內，測量SQ的裝置，上述SQ為上述復數值輸入信號的上述虛數部分的上述累積強度SQ=Σn=0N-1|rQ(n)|2;]]>其中rQ(n)表示在時刻n時，上述復數值輸入信號的上述虛數部分的取樣；以及在上述預定期間內，利用比較SI和SQ，決定上述復數值輸入信號的上述實數部分和上述虛數部分中具有較大累積強度的部分的裝置。
13.如權利要求10所述的自動增益控制的系統，其特征在于，上述比較裝置包括在上述預定期間內，測量SI的裝置，上述SI為上述復數值輸入信號的上述實數部分的上述累積強度SI=Σn=0N-1|rI(n)|;]]>其中n表示一時刻；N表示在上述預定期間內，上述復數值輸入信號的上述取樣數目；以及rI(n)表示在時刻n時，上述復數值輸入信號的上述實數部分的取樣；在上述預定期間內，測量SQ的裝置，上述SQ為上述復數值輸入信號的上述虛數部分的上述累積強度SQ=Σn=0N-1|rQ(n)|;]]>其中rQ(n)表示在時刻n時，上述復數值輸入信號的上述虛數部分的取樣；以及在上述預定期間內，利用比較SI和SQ，決定上述復數值輸入信號的上述實數部分和上述虛數部分具有較大累積強度的部分的裝置。
全文摘要
本發明涉及高頻偵測的方法、自動增益控制的方法和系統，所述自動增益控制的方法用于高頻偵測，在一預定期間內，比較復數值輸入信號的實數部分和上述復數值輸入信號的虛數部分的累積強度，根據復數值輸入信號的實數部分或是虛數部分中具有較大累積強度的部分，計數在復數值輸入信號的實數部分或虛數部分的零交叉點，以及如果上述零交叉數超過一預定臨界值，則開始偵測正常封包信號，以及激活一增益控制機制，用于上述正常封包信號的調整。利用本發明的通信接收器能改善AGC系統，使AGC系統不會因為該信號區間的存在，而得到不正確功率電平。因此，使用本發明揭露的原則和概念將能對通信接收器的表現產生改善。
文檔編號H04B1/18GK1941642SQ20061011544
公開日2007年4月4日 申請日期2006年8月9日 優先權日2005年8月30日
發明者陳宏坤 申請人:聯發科技股份有限公司