射頻收發(fā)器及其信號強度檢測處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻和模擬集成電路領域，特別是涉及一種用于射頻收發(fā)器的RSSI (Received Signal Strength Indicat1n，接收的信號強度指示)檢測與邏輯處理的射頻收發(fā)器及其信號強度檢測處理方法。
【背景技術】
[0002]射頻收發(fā)器是現(xiàn)代各種有線和無線通信的主要組成部分，在各種通信場合得到了廣泛的應用。RSSI是射頻收發(fā)器中的常見模組，用于檢測輸入信號功率強度。常用的結構由多級限幅放大器、整流器和低通濾波器組成，其原理是由限幅放大器逐步放大輸入信號，放大器的增益和級數(shù)決定了處理的信號功率強弱，整流器對每級放大器的輸出信號進行整流，多級整流器的輸出電流疊加到電阻上得到整流電壓輸出，通過低通濾波濾除高頻分量后得到信號強度指示電壓。
[0003]傳統(tǒng)的收發(fā)器中，RSSI的作用主要用于調節(jié)收發(fā)器中各模組的增益，以實現(xiàn)收發(fā)器動態(tài)范圍的最大化。通常結合可變增益射頻或中頻放大器，甚至可變增益混頻器來實現(xiàn)。具體方法為，當RSSI檢測到輸入信號功率后，會輸出一個信號強度指示電壓，再把該電壓作為可變增益放大器的輸入。當信號強度高時，將可變增益放大器增益設低；當信號強度低時，將可變增益放大器增益設高。這種控制可以采用模擬或者數(shù)字的辦法，采用模擬的方法時，由信號強度指示電壓直接(或模擬變換)控制可變增益放大器，得到連續(xù)的增益變化；采用數(shù)字的方法時，信號強度指示電壓先通過比較器或模數(shù)轉換器(ADC)得到離散的數(shù)字控制信號，再由此數(shù)字控制信號調節(jié)可變增益放大器的增益。
[0004]然而，在傳統(tǒng)的射頻收發(fā)器中，由于發(fā)射通路信號來自于可控的基帶芯片，信號幅度可以單獨調節(jié)，因此通常不需要在發(fā)射通路中檢測信號功率。
【發(fā)明內容】
[0005]為克服上述現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種射頻收發(fā)器及其信號強度檢測處理方法，其通過對現(xiàn)有的RSSI檢測與增益控制功能加以擴展，對接收和發(fā)射鏈路分別進行信號強度檢測，通過判斷接收、發(fā)射鏈路上信號的實時強度，得到獨立的接收、發(fā)射信號強度指示電壓，然后將這兩個指示電壓通過一定的數(shù)字邏輯處理，可以得到不同的狀態(tài)指示，以判斷系統(tǒng)的工作模式、信號功率以及干擾強度，從而反饋給基帶進行控制或處理。
[0006]為達上述及其它目的，本發(fā)明提出一種射頻收發(fā)器，包括接收通路與發(fā)射通路，該射頻收發(fā)器還包括RSSI檢測模塊以及邏輯處理模塊，該RSSI檢測模塊根據(jù)系統(tǒng)具體要求，實現(xiàn)不同的檢測功率范圍和強度，包括發(fā)射通路RSSI檢測模塊與接收通路RSSI檢測模塊，分別連接該發(fā)射通路以及接收通路，以對該發(fā)射通路及接收通路分別進行獨立的信號強度檢測，該發(fā)射通路RSSI檢測模塊與接收通路RSSI檢測模塊的輸出均輸出至邏輯處理模塊；邏輯處理模塊用于對該RSSI檢測模塊檢測到的信號強度進行邏輯處理，得到不同的狀態(tài)指示，以判斷系統(tǒng)的工作模式、信號功率以及干擾強度，從而反饋給基帶進行控制或處理。
[0007]進一步地，該發(fā)射通路RSSI檢測模塊與接收通路RSSI檢測模塊結構相同，均至少包括多個限幅放大器、多個整流器、一低通濾波器，各限幅放大器依次串聯(lián)后接至接收通路或發(fā)射通路，各整流器分別接各限幅放大器的輸出端，各整流器的輸出進行求和后送至該低通濾波器，經(jīng)該低通濾波器進行低通濾波后輸出檢測結果。
[0008]進一步地，該RSSI檢測模塊還包括一比較器，該比較器的輸入端接該低通濾波器與一參考電壓，輸出端輸出檢測結果。
[0009]進一步地，該比較器輸入端的參考電壓值根據(jù)檢測幅度加以調節(jié)。
[0010]進一步地，該發(fā)射通路RSSI檢測模塊用于檢測發(fā)射通路信號強度，其檢測點可位于該發(fā)射通路的上變頻混頻器前面或者發(fā)射通路中的任意節(jié)點。
[0011]進一步地，該接收通路RSSI檢測模塊用于檢測接收通路信號強度，其檢測點可位于該接收通路的下變頻混頻器后面或者接收通路中的任意節(jié)點。
[0012]進一步地，該RSSI檢測模塊中的限幅放大器和整流器級數(shù)由檢測的動態(tài)范圍和精度決定。
[0013]為達到上述目的，本發(fā)明還提供一種射頻收發(fā)器的信號強度檢測處理方法，包括如下步驟:
[0014]步驟一，于該射頻收發(fā)器的發(fā)射通路與接收通路上分別設置發(fā)射通路RSSI檢測模塊與接收通路RSSI檢測模塊，以對發(fā)射通路與接收通路分別進行獨立的信號強度檢測；
[0015]步驟二，邏輯處理模塊對各RSSI檢測模塊檢測到的信號強度進行邏輯處理，得到不同的狀態(tài)指示，以判斷系統(tǒng)的工作模式、信號功率以及干擾強度，從而反饋給基帶進行控制或處理。
[0016]進一步地，該發(fā)射通路RSSI檢測模塊及接收通路RSSI檢測模塊的結構相同，均至少包括多個限幅放大器、多個整流器以及一個低通濾波器，各限幅放大器依次串聯(lián)后接至接收通路或發(fā)射通路，各整流器分別接各限幅放大器的輸出端，各整流器的輸出進行求和后送至該低通濾波器，經(jīng)該低通濾波器進行低通濾波后輸出信號強度檢測結果。
[0017]進一步地，于步驟二中，邏輯處理模塊根據(jù)檢測到的信號強度判斷系統(tǒng)工作模式處于接收還是發(fā)射狀態(tài)，信號功率是否達到期望強度以及干擾信號是否較大，并根據(jù)以上判斷結果，反饋給基帶系統(tǒng)如下結果:
[0018]無信號時，可關閉額外模塊以節(jié)省功耗；有信號時，判斷信號強度，以決定增益控制策略；有干擾時，判斷干擾強度，以調整系統(tǒng)頻點和濾波器指標，優(yōu)化頻譜純凈度。
[0019]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明一種射頻收發(fā)器及其信號強度檢測處理方法通過對現(xiàn)有的RSSI檢測與增益控制功能加以擴展，對接收和發(fā)射鏈路分別進行信號強度檢測，通過判斷接收、發(fā)射鏈路上信號的實時強度，得到獨立的接收、發(fā)射信號強度指示電壓，然后將這兩個指示電壓通過一定的數(shù)字邏輯處理，可以得到不同的狀態(tài)指示，以判斷系統(tǒng)的工作模式、信號功率以及干擾強度，從而反饋給基帶進行控制或處理。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明一種射頻收發(fā)器的系統(tǒng)結構圖；
[0021]圖2為本發(fā)明較佳實施例中RSSI檢測模塊的結構示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明一種射頻收發(fā)器的信號強度檢測處理方法的步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0023]以下通過特定的具體實例并結合【附圖說明】本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點與功效。本發(fā)明亦可通過其它不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節(jié)亦可基于不同觀點與應用，在不背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾與變更。
[0024]圖1為本發(fā)明一種射頻收發(fā)器的系統(tǒng)結構圖。如圖1所示，本發(fā)明一種射頻收發(fā)器，包括:接收通路10、發(fā)射通路20、RSSI檢測模塊30以及邏輯處理模塊40。
[0025]其中，接收通路10包括一個或多個射頻低噪聲放大器(LNA)、一個下變頻混頻器(Down Mixer)、一個濾波器(Filter)以及一個或多個中頻放大器(IFVGA)或緩沖器(Buffer)，接收通路中的各個模塊均可以是固定增益或可調增益；發(fā)送通路20包括中頻放大器(IFVGA)、一個上變頻混頻器(Up Mixer)、一個或多個射頻放大器(RFVGA)以及功率放大器(PA)，發(fā)射通路中的各個模塊均可以是固定增益或可調增益；RSSI檢測模塊30根據(jù)系統(tǒng)具體要求，實現(xiàn)不同的檢測功率范圍和強度，其包括發(fā)射通路RSSI檢測模塊301與接收通路RSSI檢測模塊302，分別連接發(fā)射通路20以及接收通路10，以對發(fā)射通路及接收通路分別進行獨立的信號強度檢測，發(fā)射通路RSSI檢測模塊301與接收通路RSSI檢測模塊302的輸出均輸出至邏輯處理模塊40，接收通路RSSI檢測模塊302用于檢測接收通路信號強度，檢測點可位于接收通路10的下變頻混頻器(Down Mixer)后面或者接收通路中的任意節(jié)點，發(fā)射通路RSSI檢測模塊301用于檢測發(fā)射通路信號強度，檢測點可位于發(fā)射通路的上變頻混頻器(Up Mixer)前面或者發(fā)射通路中的任意節(jié)點；邏輯處理模塊40包括多個邏輯門和緩沖器，其具體實現(xiàn)方式可根據(jù)具體應用需要加以配置，其主要用于對RSSI檢測模塊30檢測到的信號強度進行邏輯處理，得到不同的狀態(tài)指示，以判斷系統(tǒng)的工作模式、信號功率以及干擾強度，從而反饋給基帶進行控制或處理。當然，為便于系統(tǒng)更好地完成工作，本發(fā)明之射頻收發(fā)器還包括鎖相環(huán)頻率綜合器(PLL)、帶隙基準源(Bandgap)、串行控制接口(SPI)等，這些均為常規(guī)設計，在此不予贅述。
[0026]圖2為本發(fā)明較佳實施例中RSSI檢測模塊的結構示意圖。如圖2所示，本發(fā)明中，RSSI檢測模塊中的發(fā)射通路RSSI檢測模塊301及接收通路RSSI檢測模塊302的結構相同，都包括如下:多個限幅放大器(Limitt