[发明专利]一种能够动态检测阻塞干扰信号的低功耗接收机

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种能够动态检测阻塞干扰信号的低功耗无线接收机的结构设计。

背景技术

在开放的无线环境中，接收机收到的信号由期望接收信号(本发明称之为目标信号)、干扰信号以及噪声信号组成。本发明中，目标信号是有源的，由实际的目标发射机产生的功率相对较大。干扰信号也是有源的，因此干扰信号的功率相对较大，由干扰发射机(与目标发射机工作在同频段或相邻频段的本系统内的其余发射机，或其他系统内与目标发射机工作在同频段或相邻频段的所有发射机)直接或间接产生的。噪声信号是无源的，由电磁背景噪声和热噪声等组成。一般来说，噪声信号与干扰信号相比，功率相对较小，噪声信号可以忽略不计，或者将其等效到干扰信号中。

在实际环境中，影响接收信号中目标信号与干扰信号和噪声信号之间的相对强度的因素主要有以下几个因素：

(1)目标发射机的发射功率和干扰发射机的发射功率的相对强度；

(2)接收机与目标发射机和干扰发射机之间的相对空间位置(如距离和方位)、传播环境(如散射体的大小及密集程度)的差异；

(3)目标发射机和干扰发射机的发射天线的方向性(增益)之比，目标发射机和干扰发射机的发射天线极化特性和接收机的接收天线极化特性的匹配程度之比。

因此，在实际环境中，接收机收到的信号中，干扰信号有可能比目标信号的功率大很多，本发明将比目标信号功率更大的干扰信号称为阻塞干扰信号。根据阻塞干扰信号所在频道的不同，分为三种：同频干扰、邻频干扰和次邻频干扰。和目标信号在同一频道的阻塞干扰信号称为同频干扰；在目标信号所在频道的邻频频道的干扰信号称为邻频干扰，在邻频频道之外的频道内的干扰信号称次邻频干扰。

图1和图2是目前接收机典型的两种通用架构。一种直接变频接收机(零中频接收机)的主要结构如图1所示，包括依次相连的射频放大器、混频器、低通滤波器和可变增益放大器、模数转换器，以及与所述混频器相连的频率合成器；其工作原理为：射频信号由接收机天线接收之后，通过射频放大器(包含低噪声放大器和射频自动增益控制器，或二者之一，在图中未标明)进行放大之后，与频率合成器产生的本振信号在混频器中相乘，完成射频信号到(模拟)基带信号的转换，然后通过低通滤波器以及(基带)可变增益放大器放大到某一固定的功率范围内之后，由模数转换器将模拟基带信号转换成为基带数字信号，送给数字信号处理器(图中未标明)完成相应的处理。

另一种二次变频接收机(中频接收机)的主要结构如图2所示，包括依次相连的射频放大器、第一混频器、带通滤波器、第二混频器、低通滤波器和可变增益放大器、模数转换器，以及连接在所述第一混频器和第二混频器之间的频率合成器；其工作原理为：射频信号由接收机天线接收之后，通过射频放大器(包含低噪声放大器和射频自动增益控制器，或二者之一，在图中未标明)进行放大之后，与频率合成器产生的第一本振信号在第一混频器中相乘(混频)，完成射频信号到中频信号的转换，然后通过带通滤波器之后，进入第二混频器，与频率合成器产生的第二本振信号相乘(混频)之后，通过基带滤波器和(基带)可变增益放大器放大到某一固定的功率范围内之后，由模数转换器将模拟基带信号转换成为基带数字信号，送给数字信号处理器(图中未标明)完成相应的处理。

接收机中的模数转换器(ADC)的动态范围是固定的(取决于ADC的位数)，通过自动增益控制器(包括低噪声放大器，射频自动增益控制器，基带可变增益放大器，以及其它可能导致信号功率变化的模块)调整之后，接收信号总功率是基本固定的，以充分的利用模数转换器(ADC)的动态范围。当阻塞干扰信号很强的时候，阻塞干扰信号的存在限制了接收信号中目标信号的功率，目标信号与模数转换器的量化噪声相比可能非常微弱，大大的降低了系统的信噪比，导致接收机无法正确的解调目标信号。因此在不同的无线通信系统中，对阻塞干扰信号的功率强度要求都有相应的规定，以保证接收机能够准确的接收到目标信号。

为了解决阻塞干扰信号压制目标信号的问题，传统接收机按照最坏情况进行设计，当设计完成的时候，系统配置(包括硬件设计和软件设计，以及相关的系统参数设置)就固定下来了。换句话说，在传统接收机的设计过程中，规定阻塞干扰信号强度存在一个临界值，并按照这个临界值来设计系统模块和系统参数。当实际环境中，当阻塞干扰信号大于临界值的时候，系统不能正常工作；只有当阻塞干扰信号小于临界值的时候，系统才可以正常工作。