節(jié)能的無線接收器、通信系統(tǒng)和用于無線通信接收器的節(jié)能方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無線接收器利用切換可調(diào)式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的節(jié)能裝置與方法。該裝置主要包括：一天線；一天線切換器；一零中頻射頻接收器；以及一基頻解調(diào)器。通過一第一控制訊號及一第二控制訊號控制所包含于一可調(diào)式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的具有至少兩個切換器與至少兩個管線式級單元的開與關(guān)狀態(tài)，且通過一第三訊號控制的至少兩個具有多級低噪聲放大器的開或關(guān)狀態(tài)及至少兩個具有多級的可變增益放大器的增益，可明顯的節(jié)省包含于基頻解調(diào)器的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器所消耗的功率。
【專利說明】節(jié)能的無線接收器、通信系統(tǒng)和用于無線通信接收器的節(jié)能方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種節(jié)能的無線接收器與系統(tǒng)及其操作的方法，不僅只限于無線局域網(wǎng)絡(luò)(Wireless Local Area Networks, WLAN)的使用，特別之處在于其利用一種可調(diào)整輸出位數(shù)的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器以達節(jié)能效果。
【背景技術(shù)】
[0002]在無線局域網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中，發(fā)射器(Transmitter)至接收器(Receiver)的距離將造成接收訊號的強度變化，其最大動態(tài)范圍高達100dB。因此，為了能更加精準控制動態(tài)范圍的變化，自動增益控制(Automatic Gain Control AGC)系統(tǒng)的使用已被廣泛地應(yīng)用在無線局域網(wǎng)絡(luò)接收器中。一般而言，在面臨鄰近有其他無線局域網(wǎng)絡(luò)或藍牙用戶，所產(chǎn)生的多重路徑干擾或相鄰頻道干擾，通過一個具有8至10位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的使用，可得到理想的訊號分辨率，進而達到最高的數(shù)據(jù)譯碼速率及峰均值比(Peak-to-Average-Ratio,PAR)。然而，如此的操作方式將會致使硬件上面所消耗的功率比傳統(tǒng)的操作方式要來的更多。舉例來說，假使將一具有標準規(guī)范802.11系統(tǒng)的接收器置于其系統(tǒng)的存取點(AccessPoint)附近時，接收器中的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)僅需使用較小部分位就能達到其功能要求。在這樣的情況下，節(jié)省模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器功率便極具意義。換句話說，在該接收器中，若能將一具有10位的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器調(diào)整為具有8位的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其可輕易地至少20%的功率使用。于2000年代初期，在應(yīng)用于無線局域網(wǎng)絡(luò)的收發(fā)器(Transceiver)中通常包括了三個芯片:一功率放大器(Power Amplifier, PA)芯片、一射頻收發(fā)器(RF Transceiver)芯片以及一整合式的基頻(Base Band)與媒介訪問控制(Medium Access Control, MAC)芯片。除此之外，為了再降低無線局域網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器的整體成本，整合具有功率放大功能以及射頻收發(fā)器的芯片也已問世。近年來，雖然也有采用額外的功率放大器，但單一芯片無線局域網(wǎng)絡(luò)的收發(fā)器已逐漸成為主流。
[0003]圖1所示為一用于無線局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的無線收發(fā)器的電路方塊圖，其中包括了直接轉(zhuǎn)換接收器(Direct-Conversion Receiver),通常為一零中頻接收器。廣義的來說，其包括了 4個主要電路方塊，其分別為:一天線11、一天線切換器12、一發(fā)射器20以及一接收器10。更詳細的來說，接收器10的完整結(jié)構(gòu)亦如圖1所示。一典型的接收器10包括兩組主要電路方塊圖:一射頻接收器30以及一基頻解調(diào)器40。而射頻接收器30還包括:一第一級低噪聲放大器(LowNoise Amplifier, LNA) 13a、一第二級低噪聲放大器(Low NoiseAmplifier, LNA) 13b、一對混頻器14a與14b、一對通道選擇濾波器17a與17b，以及一對具有多階可變增益放大器(Variable Gain Amplifiers, VGA’ s) 18a 與 18b。
[0004]其中，第一級低噪聲放大器13a與第二級低噪聲放大器13b通常被用來以放大所接收到具有最小失真的微弱訊號，換言之，第一級低噪聲放大器13a與第二級低噪聲放大器13b通常被用來提高接收器(Receiver)的靈敏度(Sensitivity)。為了能擁有最佳的靈敏度，第一級低噪聲放大器13a與第二級低噪聲放大器13b通常各自提供一超過15dB的增益以及一介于1.5至2.5dB間的噪聲指數(shù)(Noise Figure, NF)。
[0005]若是遇到較強接收訊號時，通常會將部分或全部的第一級低噪聲放大器13a與第二級低噪聲放大器13b之一或全部關(guān)閉，第一級低噪聲放大器13a與第二級低噪聲放大器13b的輸出端與一對混頻器14a、14b連結(jié)，為使直接轉(zhuǎn)換接收器接收訊號能更精確，必須使用兩混頻器(Mixer)來提供同相(In-Phase)基頻訊號與正交(Quadrature)基頻訊號。一混頻器14a運用由頻率合成器(Synthesizer) 16產(chǎn)生的載波做為其一輸入源,而第二級低噪聲放大器13b的輸出端則作為其一另一輸入源，進而將接收到的射頻訊號轉(zhuǎn)換成同相(In-Phase)基頻訊號，即所謂的I信道(1-Channel)訊號并作為混頻器14a的輸出訊號。另一混頻器14b則使用90度相位差載波(90-degree Phase-Shifted Carrier) 15作為一輸入源，第二級低噪聲放大器13b的輸出端則作為另一輸入源，進而將接收到的射頻訊號轉(zhuǎn)換成正交(Quadrature-Phase)基頻訊號，即所謂的Q信道(Q-Channel)訊號并作為混頻器14b的輸出訊號。以下所述,所接收到的同相(In-Phase)基頻訊號或正交(Quadrature)基頻訊號將分別以I信道(1-Channel)訊號與Q信道(Q-Channel)訊號表示。接下來的步驟中，I信道(1-Channel)訊號與Q信道(Q-Channel)訊號的處理方式基本上相同，因此將以處理I信道(1-Channel)訊號的方法為例。
[0006]對I信道(1-Channel)訊號而言,混頻器14a輸出的訊號經(jīng)由低通濾波器17a,將相鄰?fù)ǖ栏蓴_(Adjacent Channel Interferences, ACI)以及混頻器輸出訊號中的倍頻訊號過濾掉。接著，I通道(1-Channel)濾波器17a輸出端與可變增益放大器模塊(VariableGain Amplifiers, VGA) 18a連接，以進行增益調(diào)整。在可變增益放大器模塊(Variable GainAmplifiers，VGA)18a中，其包括了兩級可變增益放大器19a與19b，其增益皆由自動增益控制(Automatic GainControl, AGC)單元產(chǎn)生的自動增益控制訊號來控制。
[0007]如圖1所示，兩級可變增益放大器19a或19b都是為了提供可變增益至其對應(yīng)輸入的訊號。一般而言，每個可變增益放大器的增益調(diào)整分辨率為I或2dB，動態(tài)范圍則可達20至30dB。若為了達到更廣的接收動態(tài)范圍，可采用3級甚至更多的可變增益放大器?？勺冊鲆娣糯笃髂K18a的輸出端與基頻解調(diào)器40中的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器21a電性連結(jié)。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器21a會把可變增益放大器18a的輸出訊號轉(zhuǎn)換為數(shù)字I信道(1-Channel)訊號，以便通過基頻解調(diào)器23來處理接受轉(zhuǎn)換至數(shù)字端的接收訊號。詳細的操作方式會在以下做一說明。
[0008]為了充分使用模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入端必須維持或者接近最佳的準位，一般可通過接收訊號強度指示且自動增益控制單元22電路圖達到如此的目的，接收訊號強度指示且自動增益控制單元22電路圖大多數(shù)被設(shè)置于基頻解調(diào)器40中，根據(jù)數(shù)字I信道(1-Channel)訊號及數(shù)字Q信道(Q-Channel)訊號來估算所接收到的訊號強度(PR)，進而產(chǎn)生可變增益放大器的控制訊號及低噪聲放大器的控制訊號作為其輸出訊號。可變增益放大器的控制訊號系為了進行可變增益放大器18a與18b的增益調(diào)整、低噪聲放大器的控制訊號系為了低噪聲放大器13a與13b的開或關(guān)的狀態(tài)控制。
[0009]如上所述，若接收到的訊號強度較強時，通常會希望將部分或全部的低噪聲放大器關(guān)閉，自動增益控制的功用在于通過接收訊號的強度估算(PR)，進而提供控制訊號至低噪聲放大器進行開或關(guān)狀態(tài)控制及可變增益放大器的增益調(diào)整。一般來說，低噪聲放大器的開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換需要一定的時間(以Tm表示)。因此，若模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的電路調(diào)整能與低噪聲放大器的開關(guān)動作同步，就能使模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器擁有調(diào)整的位輸出，以節(jié)省模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的消耗功率。其關(guān)鍵在于模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的切換時間(以TAD。表示)通常小于低噪聲放大器的切換時間(以Tm表示)。因此，在這樣的情況下，自動增益控制的控制單元的等待時間TmaF必增加，低噪聲放大器的開關(guān)與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的切換能同時完成。反之當(dāng)Tm大于Tm，若于低噪聲放大器開關(guān)改變的同時做模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的切換，則自動增益控制單元將等待較長一段時間Tm。在接收可能具有IOOdB動態(tài)范圍的接受訊號時，整個自動增益控制單元的控制動作必須在非常有限的時間內(nèi)完成，因此不希望發(fā)生Tadc大于Tma的情況。
[0010]圖2所示為一個傳統(tǒng)具有10位管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器3。若圖1中的具有N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器21a及21b為具有10位管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，于實現(xiàn)上可由5級管線式級單元31，32，33，34，35來達成。每一級管線式用以處理及輸出2位，以10位輸出為例(b9，b8, b7, b6, b5, b4, b3, b2, b1； b0),其中b9為最高有效位且Idci為最小有效位。
[0011]參照美國專利公告第7，212，795號，其揭示一種應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)的自動增益控制及天線篩選方法，系主要在于將接收到的訊號強度通過系統(tǒng)中模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器做一數(shù)字化，其中，專利的篩選方法為使產(chǎn)生的數(shù)字訊號中，其調(diào)整前后的模擬增益訊號能達到最適當(dāng)?shù)姆秶?，另外，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器也被利用來計算訊號的強度作為天線選擇的參考。然而，專利的篩選方法并不能有效控制用來節(jié)省功率的基頻解調(diào)器里的N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，根據(jù)以上的問題所在，必須要有一方法或裝置來解決先前技術(shù)的缺點。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]本發(fā)明的主要目的在于提供一種節(jié)能的無線接收器、無線通信系統(tǒng)和用于無線通信接收器的節(jié)能方法。
[0013]為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0014]一種節(jié)能的無線接收器，包括:
[0015]一第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以根據(jù)一第一訊號及一第一控制訊號提供一具有N位的第一訊號；
[0016]一第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以根據(jù)一第二訊號及一第二控制訊號提供一具有N位的第二訊號；
[0017]一接收訊號強度指示且自動增益控制單元，電性鏈接至第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以根據(jù)一估算的接收訊號強度提供第一控制訊號、第二控制訊號及第三控制訊號；以及
[0018]一基頻解調(diào)處理器，電性連結(jié)至第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以處理具有N位的第一訊號、具有N位的第二訊號以及輸出一解調(diào)訊號。
[0019]一種節(jié)能的無線通信系統(tǒng)，包括:
[0020]一天線，用以接收及傳送一射頻訊號；
[0021]一天線切換器，電性連接至天線及一發(fā)射器；
[0022]一零中頻射頻接收器，電性連接至天線切換器，用以根據(jù)射頻訊號提供一第一訊
號及一第二訊號；[0023]一基頻解調(diào)器，電性連接至零中頻射頻接收器，用以根據(jù)第一訊號及第二訊號提供一第三控制訊號至零中頻射頻接收器及一解調(diào)訊號；以及
[0024]其中，基頻解調(diào)器還包括:
[0025]一第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以根據(jù)一第一訊號及一第一控制訊號提供一具有N位的第一訊號；
[0026]一第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以根據(jù)一第二訊號及一第二控制訊號提供一具有N位的第二訊號；
[0027]一接收訊號強度指示且自動增益控制單元，電性連接至第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以根據(jù)一估算的接收訊號強度提供第一控制訊號、第二控制訊號以及一第三控制訊號；以及
[0028]一基頻解調(diào)處理器，電性連接至第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以產(chǎn)生具有N位的第一訊號、具有N位的第二訊號，以及輸出一解調(diào)訊號。
[0029]一種用于無線通信接收器的節(jié)能方法，包括:
[0030]由一天線接收一射頻訊號并通過一天線切換器將射頻訊號傳送至一零中頻射頻接收器；
[0031]通過配置于一基頻解調(diào)器上的一接收訊號強度指示且自動增益控制單元進行射頻訊號的接收訊號強度估算，并提供一估算的接收訊號強度；將估算的接收訊號強度與一接收訊號強度指示的門坎值進行比較后，產(chǎn)生一第一控制訊號及一第二控制訊號；以及
[0032]根據(jù)估算的接收訊號強度提供一第三控制訊號、通過第一控制訊號控制包括于一基頻解調(diào)器中的一第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、第二控制訊號控制包括于基頻解調(diào)器中的一第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，且第一級低噪聲放大器與第二級低噪聲放大器的開或關(guān)狀態(tài)，且第一級可變增益放大器與第二級可變增益放大器提供的可變增益由第三控制訊號決定。
[0033]通過第一控制訊號和第二控制訊號來控制第一可調(diào)式N位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器與第二可調(diào)式N位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器分別包括的至少兩個第一切換器、至少兩個第二切換器、至少兩個第一管線式級單元與至少兩個第二管線式級單元的開關(guān)狀態(tài)，以及通過第三控制訊號控制具有多級的低噪聲放大器的開關(guān)狀態(tài)以及第一級可變增益放大器與第二級可變增益放大器的增益大小，可明顯的節(jié)省基頻解調(diào)器所需消耗的電力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點能更明顯，下文特舉本發(fā)明較佳實施例，并配合所附圖示，作詳細說明如下:
[0035]圖1為先前技術(shù)的無線接收器的系統(tǒng)方塊圖；
[0036]圖2為先前技術(shù)的一實施例具有10位管線式級模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)方塊圖；
[0037]圖3為本發(fā)明的基頻解調(diào)器的系統(tǒng)方塊圖；
[0038]圖4為本發(fā)明的第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)方塊圖；
[0039]圖5為本發(fā)明的具有可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的無線接收器的系統(tǒng)方塊圖；[0040]圖6為本發(fā)明的可調(diào)式10位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第一實施例的系統(tǒng)方塊圖。
[0041]【主要組件符號說明】
[0042]210天線211接收的射頻訊號220天線切換器
[0043]230發(fā)射器240射頻接收器241a第一級低噪聲放大器
[0044]241b第二級低噪聲放大器 242a第一訊號2421第一混頻器
[0045]2422第一濾波器2423第一級可變增益放大器243a第二訊號
[0046]2431第二混頻器2432第二濾波器2433第二級可變增益放大器
[0047]250基頻解調(diào)器2510第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字2510a至少兩個
第一管線式級
[0048]轉(zhuǎn)換器單元
[0049]2510b至少兩個第一切換器 2511具有N位的第一訊號 2520第二可調(diào)式
N位模擬數(shù)字
[0050]轉(zhuǎn)換器
[0051]2520a至少兩個第二 管線式級 2520b至少兩個第二切換器 2521具有N位的第二訊號
[0052]單元
[0053]2530接收訊號強度指示且自 2531第一控制訊號2532第二控制訊
號
[0054]動增益控制單元
[0055]2533第三控制訊號2540基頻解調(diào)處理器2541解調(diào)訊號【具體實施方式】
[0056]雖然本發(fā)明可表現(xiàn)為不同形式的實施例，但附圖所示者及于下文中說明者為本發(fā)明的較佳實施例，并請了解本文所揭示者考慮為本發(fā)明的一范例，且并非意圖用以將本發(fā)明限制于圖示及/或所描述的特定實施例中。
[0057]現(xiàn)請參考圖3，其顯示為本發(fā)明的基頻解調(diào)器250的系統(tǒng)方塊圖，其包括:一第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510 ;—第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520 ;—接收訊號強度指示且自動增益控制單元2530 ;以及一基頻解調(diào)處理器2540。第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510，用以根據(jù)一第一訊號242a及一第一控制訊號2531以提供一具有N位的第一訊號2511。第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520,用以根據(jù)一第二訊號243a及一第二控制訊號2532以提供一具有N位的第二訊號2521。接收訊號強度指示且自動增益控制單元2530，電性連結(jié)至第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510及第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520，用以根據(jù)1-信道及Q-信道數(shù)字訊號分別提供的具有N位的第一訊號2511及具有N位的第二訊號2512，對接收的射頻訊號211進行接收訊號估算，進而根據(jù)一估算的接收訊號強度(PR)提供第一控制訊號2531、第二控制訊號2532及第三控制訊號2533?；l解調(diào)處理器2540，電性連結(jié)至第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510及第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520，用以處理具有N位的第一訊號2511、具有N位的第二訊號2521，以及輸出一解調(diào)訊號2541。
[0058]相較于圖1中的先前技術(shù)，兩個N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510與2520為依據(jù)接收訊號強度指示且自動增益控制單元2530產(chǎn)生的兩個額外控制訊號:第一控制訊號2531與第二控制訊號2532來進行調(diào)整。第三控制訊號2533為圖1中的可變增益放大器與低噪聲放大器的控制訊號，其亦為通過接收訊號強度指示且自動增益控制單元2530產(chǎn)生。
[0059]現(xiàn)請參考圖4(a)，其顯示為本發(fā)明第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510的作用區(qū)塊系統(tǒng)圖，其還包括:至少兩個第一管線式級單元2510a ;至少兩個第一切換器2510b每個第一管線式級單元2510a，具有一訊號輸入端、控制訊號輸入端及至少兩個輸出端，用以根據(jù)第一訊號242a及第一控制訊號2531提供具有N位的第一訊號2511。第一切換器2510b與第一管線式級單元一一對應(yīng)電性并聯(lián)連接，用以提供第一管線式級單元2510a旁路路徑。
[0060]現(xiàn)請參考圖4 (b)，其顯示為本發(fā)明第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520的作用區(qū)塊系統(tǒng)圖，其還包括:至少兩個第二管線式級單元2520a ;至少兩個第二切換器2520b。每個第二管線式級單元2520a具有一訊號輸入端、一控制訊號輸入端及至少兩個輸出端，用以根據(jù)第二訊號243a及第二控制訊號2532提供具有N位的第二訊號2521。第二切換器2520b與第二管線式級單元一一對應(yīng)電性并聯(lián)連接，用以提供第二管線式級單元2520a旁路路徑。
[0061]現(xiàn)請參考圖5，其顯示為本發(fā)明的具有可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的無線接收器的系統(tǒng)方塊圖，特別關(guān)于一種節(jié)能的無線通信系統(tǒng)，其包括:一天線210 ； 一天線切換器220 發(fā)射器230 ;—射頻接收器240 ;—基頻解調(diào)器250。天線210，用以接收及傳送一接收的射頻訊號211。根據(jù)天線切換器的設(shè)定，無線通信系統(tǒng)可處于發(fā)射或接收訊號狀態(tài)。天線切換器220的設(shè)定，于發(fā)射訊號時電性連接天線210及發(fā)射器230，于接收訊號時則電性連接天線210及射頻接收器240。發(fā)射器230，于發(fā)射訊號時經(jīng)由天線切換器220的切換設(shè)定電性連接至天線210，于接收訊號時則關(guān)掉以省電。射頻接收器240，于接收訊號時經(jīng)由天線切換器220的切換設(shè)定電性連接至天線210，于發(fā)射訊號時則與基頻解調(diào)器250皆關(guān)掉以省電。關(guān)于本專利申請，我們可以假設(shè)無線通信系統(tǒng)處于接收訊號的狀態(tài)。射頻接收器240根據(jù)接收的射頻訊號211以提供第一訊號242a及一第二訊號243a?；l解調(diào)器250，電性連接至射頻接收器240，用以提供一解調(diào)訊號2541及根據(jù)第一訊號242a及第二訊號243a提供一第三控制訊號2533至射頻接收器240。
[0062]此外，基頻解調(diào)器250還包括:一第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510 ;—第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520 ;—接收訊號強度指示且自動增益控制單元2530 ;—基頻解調(diào)處理器2540。第一可調(diào)式N位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510，用以根據(jù)第一訊號242a及一第一控制訊號2531提供一具有N位的第一訊號2511。第二可調(diào)式N位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520,用以根據(jù)一第二訊號243a及一第二控制訊號2532提供一具有N位的第二訊號2521。接收訊號強度指示且自動增益控制單元2530，電性連接至第一可調(diào)式N位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510及第二可調(diào)式N位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520，用以根據(jù)接收的射頻訊號211的一估算的接收訊號強度(PR)提供第一控制訊號2531、第二控制訊號2532，以及一第三控制訊號2533。基頻解調(diào)處理器2540，電性連接至第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510及第二可調(diào)式N位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520，用以產(chǎn)生具有N位的第一訊號2511、具有N位的第二訊號2521，以及輸出一解調(diào)訊號2541。[0063]其中，第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510還包括:至少兩個第一管線式級單元2510a ;至少兩個第一切換器2510b。每個第一管線式級單元2510a具有一訊號輸入端、控制訊號輸入端及至少兩個輸出端，用以根據(jù)第一訊號242a及第一控制訊號2531提供具有N位的第一訊號2511。第一切換器2510b與第一管線式級單元一一對應(yīng)電性并聯(lián)連接，用以提供第一管線式級單元2510a數(shù)個旁路路徑。
[0064]其中，第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520還包括:至少兩個第二管線式級單元2520a;至少兩個第二切換器2520b。第二管線式級單元2510a具有一訊號輸入端、一控制訊號輸入端及至少兩個輸出端，用以根據(jù)第二訊號243a及第二控制訊號2532提供具有N位的第二訊號2521。第二切換器2520b與第二管線式級單元一一對應(yīng)電性并聯(lián)連接，用以提供第二管線式級單元2520a至少兩個旁路路徑。
[0065]另一方面，于圖5中的節(jié)能的無線通信系統(tǒng)，其中射頻接收器240還包括:一第一級低噪聲放大器241a 第二級低噪聲放大器241b ;第一級可變增益放大器2423 ;第二級可變增益放大器2433。第一級低噪聲放大器241a，電性連接至天線切換器220，用以放大接收的射頻訊號211。第二級低噪聲放大器241b，電性連接至第一級低噪聲放大器241a，亦用以放大接收的射頻訊號211。第一級可變增益放大器2423，通過一第一混頻器2421及一第一濾波器2422電性連接至第二級低噪聲放大器241b，用以提供一可變增益至接收的射頻訊號211。第二級可變增益放大器2433，通過一第二混頻器2431及一第二濾波器2432電性連接至第二級低噪聲放大器241b，用以提供一可變增益至接收的射頻訊號211。其中，第一級低噪聲放大器241a與第二級低噪聲放大器241b的開或關(guān)狀態(tài)，第一級可變增益放大器2423及第二級可變增益放大器2433提供的可變增益由第三控制訊號2533決定，第一級可變增益放大器2423及第二級可變增益放大器2433可為多級放大器。
[0066]本發(fā)明與先前技術(shù)的差異在于:(I)圖1中的N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器21a與21b可由圖3中的第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510與第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520所取代；(2)圖3中的接收訊號強度指示且自動增益控制單元2530用以產(chǎn)生第一控制訊號2531、第二控制訊號2532與第三控制訊號2533。無線通信接收器的射頻前端則包括至少兩級的低噪聲放大器與至少兩個具有多級的可變增益放大器，用以放大輸入的訊號。第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510與第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520用以將第一訊號242a與第二訊號243a轉(zhuǎn)換為具有N位的第一訊號2511與具有N位的第二訊號2521，此夕卜，接收訊號強度指示且自動增益控制單元2530用以根據(jù)估算的接收訊號強度(Pk)并決定(I)第一級可變增益放大器2423與第二級可變增益放大器2433的增益設(shè)定(2)第一級低噪聲放大器241a與第二級低噪聲放大器241b的開或關(guān)狀態(tài)，以維持一適當(dāng)訊號功率的準位作為第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510與第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520的輸入訊號。因此，對于每一個封包而言，當(dāng)估算的接收訊號強度(Pk)大于一預(yù)先設(shè)定的接收訊號強度門坎值(RSSIth)時，第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510與第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520的輸出位數(shù)量可進而從一整數(shù)N調(diào)整至一較小的整數(shù)M，其中N > M >
O0
[0067]而使用估算的接收訊號強度(Pk)做為第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510與第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520的輸出位數(shù)量調(diào)整的原因為:當(dāng)估算的接收訊號強度(Pk)大到有必要關(guān)閉第一級低噪聲放大器241a與第二級低噪聲放大器241b其中之一時，此時所接收的射頻訊號211受到多路徑衰弱(Multipathfading)與相鄰?fù)ǖ栏蓴_(Adjacent channel interferences)的影響也相對較小。
[0068]雖然對于任何大于一特定值的估算的接收訊號強度(Pk)，皆能利用第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510與第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520將輸出位的數(shù)量值調(diào)整為M，其中M<N。然而，本發(fā)明所建議此接收訊號強度門坎值(RSSIth),可以方便地采用與控制第一級低噪聲放大器241a或第二級低噪聲放大器241b其中之一由開轉(zhuǎn)為關(guān)的相同的接收訊號強度門坎值(RSSIth)。換句話說，本發(fā)明建議，當(dāng)?shù)谌刂朴嵦?533要求第一級低噪聲放大器241a或第二級低噪聲放大器241b其中之一由開轉(zhuǎn)為關(guān)的狀態(tài)時，第一控制訊號2531與第二控制訊號2532同時用來要求第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510與第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520輸出由N個位轉(zhuǎn)為M個位。如先前所述，本發(fā)明所揭示技術(shù)的優(yōu)點在于，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的切換時間(TaJ遠小于第一級低噪聲放大器241a或第二級低噪聲放大器241b的切換時間(IYna)。
[0069]為了更了解本發(fā)明的精神，本發(fā)明還提出一種用于無線通信接收器的節(jié)能方法，方法至少包括下列步驟:
[0070]步驟(I):由一天線210接收一射頻訊號211并通過具有適當(dāng)設(shè)定的一天線切換器220將射頻訊號211傳送至一零中頻射頻接收器240 ；
[0071]步驟(2):通過配置于一基頻解調(diào)器250上的一接收訊號強度指示且自動增益控制單元2530對接收的射頻訊號211進行接收訊號強度估算，并提供一估算的接收訊號強度(Pk)，將估算的接收訊號強度(Pk)與一接收訊號強度的門坎值(RSSIth)進行比較后，產(chǎn)生一第一控制訊號2531及一第二控制訊號2532，并根據(jù)估算的接收訊號強度(Pk)提供一第三控制訊號2533 ;以及
[0072]步驟(3)通過第一控制訊號2531控制包括于基頻解調(diào)器250中的一第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510、第二控制訊號2532控制包括于基頻解調(diào)器250中的一第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520，并同時提供一第三控制訊號2533用以控制第一級低噪聲放大器241a與第二級低噪聲放大器241b的開或關(guān)的狀態(tài)，以及第一級可變增益放大器2423及第二級可變增益放大器2433的增益。
[0073]然而，在步驟(3)中，當(dāng)?shù)谌刂朴嵦?533要求第一級低噪聲放大器241a或第二級低噪聲放大器241b其中之一由開轉(zhuǎn)為關(guān)的狀態(tài)時，則可同時提供第一控制訊號2531至包括于基頻解調(diào)器250中的第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510，及提供第二控制訊號2532至包括于基頻解調(diào)器250中的第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520，使得第一可調(diào)式N位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510與第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520的輸出位數(shù)量可從N縮減至M，其中M < N。
[0074]現(xiàn)請參考圖6，其顯示為本發(fā)明的可調(diào)式10位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的第一實施例的系統(tǒng)方塊圖。若第一可調(diào)式N位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510與第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520以N為10的管線式級單元來實現(xiàn)，第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510與第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520則將分別具有5個管線式級單元與一組額外的開關(guān)(如圖6中的第一開關(guān)與第二開關(guān))，其中，每一個管線式級單元分別用以輸出2個位。第一訊號242a可轉(zhuǎn)換成一組具有10位的數(shù)字訊號(b9, b8, b7, b6, b5, b4, b3, b2, b1； b0)，其中，b9為最高有效位，k為最低有效位。需注意的是，當(dāng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的剩余電路操作于開的狀態(tài)時，5個管線式級單元中的管線式級單元I與管線式級單元2 (以信號輸入處做為單元I)可通過第一控制訊號2531獨立地操作于開或關(guān)的狀態(tài)。在實際偵測封包前，可調(diào)式10位的管線式級數(shù)位模擬轉(zhuǎn)換器的設(shè)定為:(I)管線式級單元I與管線式級單元2操作于開的狀態(tài)；(2)第一開關(guān)與第二開關(guān)皆具有相同的預(yù)設(shè)設(shè)定，并操作于開的狀態(tài)，因此可將第一訊號242a可轉(zhuǎn)換成一組具有10位的數(shù)字訊號。當(dāng)接收訊號強度指示且自動增益控制單兀2530傳送第三控制訊號2533來控制第一級低噪聲放大器241a或第二級低噪聲放大器241b其中之一由開轉(zhuǎn)為關(guān)的狀態(tài)時，接收訊號強度指示且自動增益控制單元2530傳送同時也傳送第一控制訊號2531至第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510及第二控制訊號2532控制至第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520?，F(xiàn)請再次參考圖6中的第一可調(diào)式10位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，第一控制訊號2531用以同時控制第一開關(guān)(或第二開關(guān))與管線式級單元1(或管線式級單元2)的開或關(guān)的狀態(tài)。若第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510或第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520中僅有管線式級單元I由開轉(zhuǎn)為關(guān)的狀態(tài)，則第一可調(diào)式N位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2510與第二可調(diào)式N位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器2520皆將僅輸出8個位(b7，b6, b5, b4, b3, b2, b1； b0),其中 b7 為最高有效位。
[0075]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種節(jié)能的無線接收器,其特征在于,包括: 一第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以根據(jù)一第一訊號及一第一控制訊號提供一具有N位的第一訊號； 一第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以根據(jù)一第二訊號及一第二控制訊號提供一具有N位的第二訊號； 一接收訊號強度指示且自動增益控制單元，電性鏈接至第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以根據(jù)一估算的接收訊號強度提供第一控制訊號、第二控制訊號及第三控制訊號；以及 一基頻解調(diào)處理器，電性連結(jié)至第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以處理具有N位的第一訊號、具有N位的第二訊號以及輸出一解調(diào)訊號； 其中當(dāng)估算的接收訊號強度PR大于一預(yù)先設(shè)定的接收訊號強度門坎值時，第一可調(diào)式N位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器與第二可調(diào)式N位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的一輸出位數(shù)量可進而從一整數(shù)N調(diào)整至一較小的整數(shù)M，其中Ν>Μ>0。
2.根據(jù)權(quán)利 要求1所述的節(jié)能的無線接收器，其特征在于，第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器還包括: 至少兩個第一管線式級單元，每個第一管線式級單元具有一訊號輸入端、一控制訊號輸入端及至少兩個輸出端，用以根據(jù)第一訊號及第一控制訊號提供具有N位的第一訊號； 至少兩個第一切換器，第一切換器與第一管線式級單元一一對應(yīng)電性并聯(lián)連接，用以提供旁路路徑于第一管線式級單元中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能的無線接收器，其特征在于，第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器還包括: 至少兩個第二管線式級單元，每個第二管線式級單元具有一訊號輸入端、一控制訊號輸入端以及至少兩個輸出端，用以根據(jù)第二訊號及第二控制訊號提供具有N位的第二訊號; 至少兩個第二切換器，第二切換器與第二管線式級單元一一對應(yīng)電性并聯(lián)連接，用以提供旁路路徑于第二管線式級單元中。
4.一種節(jié)能的無線通信系統(tǒng)，其包括: 一天線，用以接收及傳送一射頻訊號； 一天線切換器，電性連接至天線及一發(fā)射器； 一零中頻射頻接收器，電性連接至天線切換器，用以根據(jù)射頻訊號提供一第一訊號及一第二訊號； 一基頻解調(diào)器，電性連接至零中頻射頻接收器，用以根據(jù)第一訊號及第二訊號提供一第三控制訊號至零中頻射頻接收器及一解調(diào)訊號；以及 其中，基頻解調(diào)器還包括: 一第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以根據(jù)一第一訊號及一第一控制訊號提供一具有N位的第一訊號； 一第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以根據(jù)一第二訊號及一第二控制訊號提供一具有N位的第二訊號； 一接收訊號強度指示且自動增益控制單元，電性連接至第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以根據(jù)一估算的接收訊號強度提供第一控制訊號、第二控制訊號以及一第三控制訊號；以及 一基頻解調(diào)處理器，電性連接至第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以產(chǎn)生具有N位的第一訊號、具有N位的第二訊號，以及輸出一解調(diào)訊號; 其中當(dāng)估算的接收訊號強度PR大于一預(yù)先設(shè)定的接收訊號強度門坎值時，第一可調(diào)式N位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器與第二可調(diào)式N位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的一輸出位數(shù)量可進而從一整數(shù)N調(diào)整至一較小的整數(shù)M，其中Ν>Μ>0。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的節(jié)能的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器還包括:至少兩個第一管線式級單元，每個第一管線式級單元具有一訊號輸入端、一控制訊號輸入端以及至少兩個輸出端，用以根據(jù)第一訊號及第一控制訊號提供具有N位的第一訊號； 至少兩個第一切換器，第一切換器與第一管線式級單元一一對應(yīng)電性并聯(lián)連接，用以提供旁路路徑于第一管線式級單元中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的節(jié)能的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，第二可調(diào)式N位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器還包括: 至少兩個第二管線式級單元，每個第二管線式級單元具有一訊號輸入端、一控制訊號輸入端以及至少兩個輸出端，用以根據(jù)第二訊號及第二控制訊號提供具有N位的第二訊號;· 至少兩個第二切換器，第二切換器與第二管線式級單元一一對應(yīng)電性并聯(lián)連接，用以提供旁路路徑于第二管線·式級單元中。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的節(jié)能的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，零中頻射頻接收器還包括: 一第一級低噪聲放大器，電性連接至天線切換器，用以放大射頻訊號； 一第二級低噪聲放大器，電性連接至第一級低噪聲放大器，用以放大射頻訊號； 第一級可變增益放大器，通過一第一混頻器及一第一濾波器電性連接至第二級低噪聲放大器，用以提供一可變增益至一第一信道訊號； 第二級可變增益放大器，通過一第二混頻器及一第二濾波器電性連接至第二級低噪聲放大器，用以提供一可變增益至一第二信道訊號；以及 其中，第一級低噪聲放大器與第二級低噪聲放大器的開或關(guān)狀態(tài)，且第一級可變增益放大器與第二級可變增益放大器提供的可變增益由第三控制訊號決定，且第一級可變增益放大器及第二級可變增益放大器可為一多級放大器。
8.一種用于無線通信接收器的節(jié)能方法，其特征在于，包括下列步驟: 由一天線接收一射頻訊號并通過一天線切換器將射頻訊號傳送至一零中頻射頻接收器； 通過配置于一基頻解調(diào)器上的一接收訊號強度指示且自動增益控制單元進行射頻訊號的接收訊號強度估算，并提供一估算的接收訊號強度；將估算的接收訊號強度與一接收訊號強度指示的門坎值進行比較后，產(chǎn)生一第一控制訊號及一第二控制訊號；以及 根據(jù)估算的接收訊號強度提供一第三控制訊號、通過第一控制訊號控制包括于一基頻解調(diào)器中的一第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、第二控制訊號控制包括于基頻解調(diào)器中的一第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，且第一級低噪聲放大器與第二級低噪聲放大器的開或關(guān)狀態(tài)，且第一級可變增益放大器與第二級可變增益放大器提供的可變增益由第三控制訊號決定。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于無線通信接收器的節(jié)能方法，其特征在于，基頻解調(diào)器還包括: 一第一可調(diào)式N位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以根據(jù)一第一訊號及一第一控制訊號提供一具有N位的第一訊號； 一第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以根據(jù)一第二訊號及一第二控制訊號提供一具有N位的第二訊號； 一接收訊號強度指示且自動增益控制單元，電性連接至第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以根據(jù)一估算的接收訊號強度提供第一控制訊號、第二控制訊號以及一第三控制訊號；以及 一基頻解調(diào)處理器，電性連結(jié)至第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以處理具有N位的第一訊號及具有N位的第二訊號，以及輸出一解調(diào)訊號; 其中當(dāng)估算的接收訊號強度PR大于一預(yù)先設(shè)定的接收訊號強度門坎值時，第一可調(diào)式N位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器與第二可調(diào)式N位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的一輸出位數(shù)量可進而從一整數(shù)N調(diào)整至一較小的整數(shù)M，其中Ν>Μ>0。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于無線通信接收器的節(jié)能方法，其特征在于，第一可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器還包括:` 至少兩個第一管線式級單元，每個第一管線式級單元具有一訊號輸入端、一控制訊號輸入端以及至少兩個輸出端，用以根據(jù)第一訊號及第一控制訊號提供具有N位的第一訊號; 至少兩個第一切換器，第一切換器與第一管線式級單元一一對應(yīng)電性并聯(lián)連接，用以提供旁路路徑于第一管線式級單元中。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于無線通信接收器的節(jié)能方法，其特征在于，第二可調(diào)式N位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器還包括: 至少兩個第二管線式級單元，每個第二管線式級單元具有一訊號輸入端、一控制訊號輸入端以及至少兩個輸出端，用以根據(jù)第二訊號及第二控制訊號提供具有N位的第二訊號; 至少兩個第二切換器，第二切換器與第二管線式級單元一一對應(yīng)電性并聯(lián)連接，用以提供旁路路徑于第二管線式級單元中。
【文檔編號】H04B1/16GK103428832SQ201210568697
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月22日
【發(fā)明者】陳政宏, 張欽彰, 黃光虎, 黃志清, 孫哲康, 黃俊淵 申請人:創(chuàng)杰科技股份有限公司