专利名称：无线电通信终端和无线电信号接收方法
技术领域：
本发明一般地涉及无线电通信终端和接收方法，更具体地说，本发明涉及具有自动增益控制(AGC)的无线电通信终端和天线切换方法。
背景技术：
在相关技术的宽带码分多址(W-CDMA)系统中，无线电通信终端具有多个用于RX(接收)分集通信的天线。在无线电通信终端中，为了提高接收信号质量，通过天线接收的无线电信号彼此合成以获得最佳增益。无线电通信终端很小。因此，在无线电通信终端中难于配备用于执行上述操作的复杂的电路。由于无线电通信终端总是随着它的用户而移动，所以该终端的无线电通信环境不恒定。因而，无线电通信终端需要更复杂的接收处理。
另外，一种接收方法提供简单天线切换过程。天线切换是基于接收信号功率进行的。无线电通信终端中的AGC接收机测量接收功率强度。AGC接收机通过反馈控制来放大接收的无线电信号。例如，日本未审查专利申请公开号2002-135346公开了在短时间段内计算输入信号功率的AGC电路。该AGC电路使得有可能在操作开始时高速地获得目标接收电平。但是，相关技术的AGC技术有这样的可能，即，由天线切换导致的不稳定的接收的无线电信号可能被用作接收数据。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种无线电通信终端，包括多个天线；天线切换单元，用于将一个天线切换到另一个；接收机，用于在自动增益控制下放大接收信号；功率计算器，用于计算接收信号功率；存储器，用于存储计算得到的功率值；和功率判断单元，用于选择接收了最大信号功率的天线。并且，其中接收信号是在接收机启动时，在高速操作期间被接收的。
优选地，该无线电通信终端还包括增益计算器，用于基于来自接收机的输出计算增益。该增益计算器可以输出增益到功率计算器和增益控制器。
根据本发明的另一个方面，提供了无线电信号接收方法，其包括如下步骤由在自动增益控制下工作的接收机通过多个天线之一接收无线电信号；基于接收机的输出和增益来计算接收的无线电信号的功率；切换所述多个天线的一个天线到另一个天线；在存储器中为每个天线存储计算得到的功率；基于接收机的输出计算增益，并且在接收机中设置计算得到的增益；以及从所述多个天线中，选择从其获得了最大功率的一个天线。
根据本发明，由天线切换导致的不稳定的无线电信号不用作接收数据。
从下面结合附图的详细描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得清楚，在附图中图1是示出了根据本发明的实施例的无线电通信终端的框图；图2是示出了当示于图1的无线电通信终端启动时，它的接收操作的示例的时序图；图3是示出了示于图1的无线电通信终端转移到AGC操作的过程的示例的时序图。
具体实施例方式
参照图1，直接扩频码分多址(DS-CDMA)无线电通信终端的示例被示出作为根据本发明的实施例的无线电通信终端。该无线电通信终端包括天线A和B、天线切换单元2和直接转换接收机100，它是AGC无线电接收机。无线电通信终端还包括平均功率计算器3、AGC增益计算器4、瞬时功率计算器5、存储器6和接收功率判断单元7。直接转换接收机100在它的输出侧具有模数(A/D)转换器22a和22b。
天线A和B接收无线电信号。在瞬时功率计算器5或接收功率判断单元7之一的控制下，天线切换单元2选择天线A和B之一。直接转换接收机100接收通过所选择的天线接收的无线电信号。接收机100是使用直接转换方法的AGC接收机。接收机100直接将载波频率转换为基带频率。因此，接收机100不需要中频(IF)滤波器。接收机100具有内置增益控制器107。当无线电通信终端开始接收信号时，接收机100在很短的更新时间段内设置增益控制器107。在该实施例中，增益控制器107包括增益控制放大器(GCA)。GCA需要相对较长的时间来稳定。
直接转换接收机100包括增益控制器107(包括GCA)、高频放大器101、正交混频器102a和102b和本地振荡器103。接收机100还包括90度移相器104、低通滤波器(LPF)105a和105b和带通放大器106a和106b。增益控制器107(包括GCA)控制上述三个放大器101、106a和106b。放大器101、106a和106b以所设置的增益来放大接收信号。正交混频器102a和102b各自将接收信号正交地变换为I分量信号和Q分量信号。A/D转换器22a和22b分别将从接收机100输出的I信号和Q信号从模拟形式转换为数字形式。
平均功率计算器3计算转换为数字形式的I信号和Q信号的平均功率。平均功率被输出到AGC增益计算器4和瞬时功率计算器5。AGC增益计算器4基于平均功率计算增益，并将计算得到的增益输出到增益控制器107(包括GCA)和瞬时功率计算器5。AGC增益计算器4具有保持该增益直到需要它的时候的功能。基于该平均功率和从AGC增益计算器4输出的增益的倒数，瞬时功率计算器5计算接收无线电信号的瞬时接收功率。存储器6存储计算得到的接收功率。此时，当存储器6存储有通过同一天线接收的无线电信号的接收功率时，计算得到的功率被累加到所存储的接收功率，并且所获得的接收功率被存储。存储器6存储每个天线的接收的无线电信号的接收功率。接收功率判断单元7比较存储在存储器6中的接收的无线电信号的接收功率。单元7控制天线切换单元2来选择接收了具有较大接收功率的信号的天线。当瞬时功率计算器5多次计算瞬时接收功率时，单元7比较接收功率的平均值。上述无线电通信终端可以是例如蜂窝电话。
图2示出了上述无线电通信终端的操作的示例。在该示例中，当无线电通信终端启动时，在增益控制器107(包括GCA)中，以高速执行对所设置的增益的更新。在该高速操作中，对于每个天线执行四次连续操作(在后面描述)。在该高速操作的末尾，无线电通信终端选择天线A或B。在此之后，高速操作被切换到通常的AGC操作。在该通常的AGC操作中，不执行天线A和B的切换。
参照图2，无线电通信终端于时间t1启动。在此时，天线切换单元2已经预先选择了天线A。直接转换接收机100接收通过天线A接收的无线电信号。
在时间t1，增益控制器107(包括GCA)具有预先确定的增益。直接转换接收机100以上述增益来放大通过天线A接收的无线电信号。A/D转换器22a和22b将放大后的信号从模拟形式转换到数字形式。平均功率计算器3计算数字化信号的平均接收功率。因为增益控制器107(包括GCA)具有预先确定的增益，所以增益控制器107(包括GCA)在从时间t1到时间t4的时间段内(正好在无线电通信终端启动之后)是稳定的。因此，平均功率计算器3可以在任意时间段(t1到t2，或者t3到t4)内计算平均接收功率。
在时间t2，平均功率计算器3将平均接收功率输出到AGC增益计算器4和瞬时功率计算器5。当接收到通过天线A接收的无线电信号的平均接收功率时，瞬时功率计算器5通过向天线切换单元2发送控制信号来选择天线B。在时间t3完成切换到天线B。在时间t2，瞬时功率计算器5通过将通过天线A接收的无线电信号的平均接收功率除以AGC增益计算器4中设置的增益而获得来自天线A的瞬时接收功率。
在时间t3，瞬时功率计算器5在存储器6中存储计算得到的功率。当存储器6已经存储了来自天线A的接收功率时，计算得到的瞬时接收功率被累加到所存储的接收功率，并且所获得的功率被存储。在时间t3，AGC增益计算器4基于当前通过天线A接收的无线电信号的平均接收功率和目标值之间的差值来计算(将在增益控制器107(包括GCA)中设置的)增益。在那时(时间t4)，平均功率计算器3完成计算下一个平均接收功率，AGC增益计算器4输出计算得到的增益到增益控制器107(包括GCA)和瞬时功率计算器5。AGC增益计算器4保持该计算得到的增益，直到时间t4。
在时间t3，天线B开始接收无线电信号。在时间t3，增益控制器107(包括GCA)具有预定的增益。因此，以该增益来放大通过天线B接收的无线电信号。平均功率计算器3计算时间t3和时间t4之间的平均接收功率，并且在时间t4将该计算得到的平均接收功率输出到AGC增益计算器4和瞬时功率计算器5。
在时间t4，当接收到通过天线B接收的信号的平均接收功率时，瞬时功率计算器5通过向天线切换单元2发送控制信号来选择天线A。在时间t5完成切换到天线A。在时间t4，瞬时功率计算器5通过将通过天线B接收的信号的平均接收功率除以从AGC增益计算器4发送的增益而获得来自天线B的瞬时接收功率。
在时间t5，瞬时功率计算器5存储通过天线B接收无线电信号的接收功率。在此时，当存储器6已经存储了通过天线B接收的无线电信号的接收功率时，计算得到的接收功率被累加到所存储的接收功率，并且所获得的接收功率被存储。瞬时功率计算器5在存储器6中为每个天线存储瞬时接收功率。
在时间t5，AGC增益计算器4基于当前通过天线B接收的无线电信号的平均接收功率和目标值之间的差值来计算(将在增益控制器107(包括GCA)中设置的)增益。在那时(时间t7)，平均功率计算器3完成计算下一个平均接收功率，AGC增益计算器4输出计算得到的增益到增益控制器107(包括GCA)和瞬时功率计算器5。AGC增益计算器4保持该计算得到的增益，直到时间t7。
平均功率计算器3计算平均功率的时间段(例如，时间t6到t7)在更新增益控制器107(包括GCA)中的所设置的增益的时间段(例如时间t6到时间t7)内，并且在增益控制器107(包括GCA)稳定之后。在该实施例中，上述操作对于每个天线执行四次。此后，开始图3所示的操作。
图3示出了操作的示例，该操作在高速操作转移到正常AGC操作的时间段内执行。在时间t23，存储器6存储瞬时功率计算器5计算得到的通过天线A接收的无线电信号的(第四)接收功率。在时间t26，存储器6存储瞬时功率计算器5计算得到的通过天线B接收的无线电信号的(第四)接收功率。在时间t26，接收功率判断单元7比较存储在存储器6中的通过天线A和B获得的平均(或总)瞬时接收功率。在时间t27，通过发送控制信号到天线切换单元2，接收功率判断单元7选择从其获得较大接收功率的一个天线。在时间t28，通过所选择的天线的无线电信号接收被初始化。该接收操作是正常的AGC操作，没有在天线A和B之间的切换。并且，此后，可以维持高速操作。在这种情况下，高速操作可以转移到正常AGC操作。
在高速操作期间，不执行诸如对接收的无线电信号进行编码的处理，该高速操作是在无线电通信终端启动时执行的。因此，接收的无线电信号不用作接收的数据。
在本发明中，在当无线电通信终端启动时的高速操作期间，执行选择和设置从其获得最大接收功率的天线的步骤。这样，在高速操作之后的AGC操作中，由天线切换引起的不稳定的接收无线电信号不用作接收数据。
虽然已经联系某些优选实施例描述了本发明，但是应该理解到本发明所包含的主题不限于这些具体的实施例。相反，本发明意于包括在所附权利要求的技术构思和范围之内的所有替换、修改和等价方案。
权利要求
1.一种无线电通信终端，包括多个天线；天线切换单元，用于将一个天线切换到另一个；接收机，用于在自动增益控制下放大接收信号；功率计算器，用于计算接收信号功率；存储器，用于存储所述计算得到的功率值；和功率判断单元，用于选择接收了最大信号功率的天线；并且，其中所述接收信号是在所述接收机启动时，在高速操作期间被接收的。
2.如权利要求1所述的无线电通信终端，还包括增益计算器，用于基于来自所述接收机的输出计算增益。
3.如权利要求2所述的无线电通信终端，还包括增益控制器，其中所述增益计算器输出所述增益到所述功率计算器和所述增益控制器。
4.如权利要求1所述的无线电通信终端，其中所述功率控制单元控制所述天线切换单元来切换所述天线。
5.如权利要求1所述的无线电通信终端，其中所述功率判断单元比较每个所述天线的存储在所述存储器中的所述功率值。
6.如权利要求1所述的无线电通信终端，其中，基于所述接收机的输出和增益，所述功率计算器计算通过每个所述天线接收的信号的功率。
7.如权利要求1所述的无线电通信终端，其中所述接收机使用直接转换方法。
8.如权利要求2所述的无线电通信终端，还包括平均功率计算器，用于计算从所述接收机输出的多个信号的平均功率。
9.如权利要求8所述的无线电通信终端，其中所述平均功率计算器输出所述平均功率到所述增益计算器和所述功率计算器。
10.一种无线电信号接收方法，包括如下步骤由在自动增益控制下工作的接收机通过多个天线之一接收无线电信号；基于所述接收机的输出和增益来计算所述接收的无线电信号的功率；切换所述天线到另一个天线；在存储器中为每个所述天线存储所述计算得到的功率；基于所述接收机的所述输出计算增益，并且在所述接收机中设置所述计算得到的增益；以及选择接收了具有最大功率的信号的天线。
11.如权利要求10所述的无线电信号接收方法，还包括计算来自所述接收机的多个信号的平均功率的步骤。
12.如权利要求10所述的无线电信号接收方法，其中当所述接收机启动时，在所述接收机的高速操作期间执行每个所述步骤。
13.如权利要求11所述的无线电信号接收方法，其中，在预定增益保持在所述接收机中的时间段内，并且在所述接收机稳定后执行计算所述平均功率的步骤。
14.如权利要求11所述的无线电信号接收方法，其中，当计算所述平均功率的步骤被初始地执行时，所述计算步骤在预定增益保持在所述接收机中的时间段内执行。
15.如权利要求10所述的无线电信号接收方法，其中对于每个所述天线，多次计算所述无线电信号的所述功率。
16.如权利要求15所述的无线电信号接收方法，其中所述计算得到的功率被累加。
17.如权利要求11所述的无线电信号接收方法，其中在下一个平均功率的计算结束之后，执行在所述接收机内设置所述计算得到的增益的步骤。
18.如权利要求11所述的无线电信号接收方法，其中在所述平均功率的计算结束后，执行切换天线到另一个天线的步骤。
全文摘要
当包括AGC接收机的无线电通信终端启动时，AGC接收机的所设置的增益在很短的更新时间段内被切换。在此时，终端在天线之间切换，并且计算和存储通过每个天线接收的无线电信号的接收功率。为每个天线执行预定次数的该计算。此后，终端比较计算得到的通过每个天线的无线电信号的接收功率，并且固定地使用接收了具有最大功率的信号的一个天线作为接收天线。
文档编号H04B7/08GK1543086SQ200410037598
公开日2004年11月3日 申请日期2004年4月28日 优先权日2003年4月28日
发明者寺尾贤二 申请人:日本电气株式会社