AGC低阈值信号级别检测

摘要

本发明提供一种包括输入端、具有至少一个调节部件的Rx链和输出端的接收器。该接收器还包括Rx链中的反馈回路，所述调节部件布置用于提供更高或更低增益设置。反馈回路包括AGC多级别阈值检测单元AMU。AMU包括至少一个低多级别阈值检测器LMTD，并且所述LMTD包括至少两个阈值检测器，每个检测器具有相关联的低阈值级别和检测间隔，检测间隔的长度越短，低阈值级别布置成设置得越低。在与低阈值级别的至少一个相关联的整个检测间隔期间，AGC输入信号的绝对级别已低于该低阈值级别时，更高的增益设置布置成通过反馈回路来启动。本发明还提供包括一种包括该接收器的通信系统、一种AGC多级别阈值检测器单元(AMU)和一种在接收器中调整增益的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及使用自动增益控制(AGC)的接收器的领域。接收器能够在例如电信应用的任何应用中使用，其中，接收器能在基站或移动电话中使用。

背景技术

在许多接收器中，特别是在高性能多载波接收器中，线性和动态范围要求极具挑战性。为满足苛刻的要求，自动增益控制(AGC)能够用于根据接收信号级别来调整接收器的动态范围，并因此放宽接收器电路的动态范围。在此类接收器中，需要AGC控制功能。

图1示意示出具有输入端子101和输出端子102的现有技术AGC接收器100的原理。输入与输出端子之间串联耦合的组件是Rx链的部分。在输入端子101的输入信号经过衰减器103、放大器104、带通滤波器105及模数转换器(ADC)106。在ADC后，信号被划分成进入AGC单元107的第一支路109和进入AGC补偿单元108的第二支路110。AGC单元107包括一个高阈值检测器和一个低阈值检测器，以检测进入AGC单元107的第一支路中的信号是否超过一个预定高阈值级别或低于一个预定低阈值级别。AGC单元107通过经连接111的控制信号，在衰减器103中启动衰减的增大或减小。在检测到低阈值级别时，将减小衰减，并且在检测到高阈值级别时，将增大衰减。为了在输入端子101与输出端子102具有相同的信号级别，经连接112来自AGC单元的另外的控制信号将启动在AGC补偿单元108的补偿增益增大或减小。衰减器减小衰减时，AGC补偿单元将减小增益，并且衰减器增大衰减时，AGC补偿单元将增大增益。

图2示出根据现有技术的AGC单元107。AGC单元107包括控制AGC级别上升或下降的高阈值检测器201和低阈值检测器202。AGC控制单元203控制模拟衰减和AGC补偿。AGC输入信号204被分成两个路径，一个馈送到高阈值检测器以便检测高阈值级别，一个馈送到低阈值检测器以便检测低阈值级别。在检测到高阈值级别时，高阈值检测器将检测信号发送到AGC单元203，并且在检测到低阈值级别时，低阈值检测器将另外的控制信号发送到AGC控制单元。AGC控制单元产生上面与图1关联提及的两个控制信号。在检测到高阈值级别时，控制信号通知衰减器103增大衰减，并且所述另外的控制信号通知AGC补偿单元108增大增益以补偿衰减。这意味着衰减“AGC衰减”补偿有相同量的增益增大“AGC补偿”，并且在输入端子101的输入信号的级别将等于在输出端子102的AGC补偿单元输出信号的级别。在检测到低阈值级别时，控制信号通知衰减器103减小衰减，并且所述另外的控制信号通知AGC补偿单元108减小增益以补偿减小的衰减。

在AGC接收器中，重要的是增益始终是尽可能的高，而不限制接收信号以便得到最高的可能信噪比(SNR)并因此得到最佳性能。然而，由于增益变化与增益补偿电路之间的缺陷，所有AGC转变(即AGC单元所控制的接收器增益的变化)将生成失真。

对于具有高斯信号分布并因此具有高峰值对均值比(PAR)的信号，难以将转变的数量降到最低，并且已经必需增大迟滞和/或具有长的集成时间以估计准确用于低AGC阈值的信号级别，如图3中将解释的。PAR值定义为相对于信号的平均功率值的包络峰值功率值。大的迟滞和/或长时间间隔而无高于阈值级别的峰值将降低接收器中的性能，因为增益将始终未最大化。今天，接近高斯分布的信号对新通信系统极为常见，例如在如GSM、CDMA、WCDMA或LTE的移动电话系统中。(GSM＝全球移动通信系统，CDMA＝码分多址，WCDMA＝宽带码分多址，LTE＝长期演进)

图3示出作为水平轴301上时间t和垂直轴302上信号功率P的函数的高PAR信号303和低PAR信号304。低阈值级别305在功率轴上标示。为了将AGC转变的数量(即更改衰减级别时实例的数量)降到最低，要选择较长的检测间隔306。通过今天的现有技术解决方案，信号必须在释放衰减前的检测间隔306期间低于阈值级别305，并且因此AGC接收器的模拟部分的增益被增大。这意味着接收器的模拟部分在较长检测间隔306期间在降低的增益工作。如上所述，这将降低接收器的性能，因为增益将始终未最大化。

因此，存在对于通过低阈值级别检测的改进解决方案来改进接收器的动态范围的利用的需要，该解决方案将允许在总操作时间的更长部分期间最大化增益而不增大AGC转变的数量。

发明内容

本发明的目的是去除现有技术解决方案的至少一部分上述缺点，并且提供：

●一种接收器，

●一种AGC多级别阈值检测器单元(AMU)，

●一种包括接收器的通信系统，以及

●一种在接收器中调整增益的方法以解决通过低阈值级别检测的改进解决方案来提供接收器的动态范围的改进利用的问题，该解决方案将允许在总接收器操作时间的更长部分期间最大化增益而不增大AGC转变的数量。

此目的通过提供一种包括输入端、具有至少一个调节部件的Rx链和输出端的接收器而得以实现。该接收器还包括Rx链中的反馈回路，所述调节部件布置用于提供更高或更低增益设置，其中反馈回路包括AGC多级别阈值检测器单元AMU。AMU包括至少一个低多级别阈值检测器LMTD。所述LMTD包括至少两个阈值检测器。每个阈值检测器具有相关联低阈值级别和检测间隔。每个检测间隔的长度越短，低阈值级别布置成设得越低。在与低阈值级别的至少一个相关联的整个检测间隔期间，AGC输入信号的绝对级别已低于该低阈值级别时，更高的增益设置布置成通过反馈回路来启动。

该目的还通过提供一种AGC多级别阈值检测器单元AMU而得以实现，其中AMU包括至少一个低多级别阈值检测器LMTD。所述LMTD包括至少两个阈值检测器。每个阈值检测器具有相关联低阈值级别和检测间隔。检测间隔的长度越短，低阈值级别布置成设得越低。

该目的还通过提供一种包括具有输入端、具有至少一个调节部件的Rx链和输出端的接收器的通信系统而得以实现。所述接收器还包括Rx链中的反馈回路，所述调节部件布置用于提供更高或更低增益设置，其中反馈回路包括AGC多级别阈值检测器单元AMU。AMU包括至少一个低多级别阈值检测器LMTD，以及其中所述LMTD包括至少两个阈值检测器。每个阈值检测器具有相关联低阈值级别和检测间隔。每个检测间隔的长度越短，低阈值级别布置成设得越低。在与低阈值级别的至少一个相关联的整个检测间隔期间，AGC输入信号的绝对级别已低于该低阈值级别时，更高的增益设置布置成通过反馈回路来启动。

该目的也还通过提供一种在包括输入端、具有至少一个调节部件的Rx链和输出端的接收器中调整增益的方法而得以实现。接收器还包括Rx链中的反馈回路，所述调节部件提供更高或更低增益设置，其中反馈回路包括AGC多级别阈值检测器单元AMU。AMU包括至少一个低多级别阈值检测器LMTD，以及其中，所述LMTD包括至少两个阈值检测器。每个阈值检测器具有相关联低阈值级别和检测间隔。每个检测间隔的长度越短，低阈值级别设得越低。当通过在与低阈值级别的至少一个相关联的整个检测间隔期间AGC输入信号的绝对级别低于该低阈值级别而已检测到低阈值级别时，通过反馈回路来启动更高的增益设置。

本发明的一个优点是通过低阈值级别检测的改进解决方案，改进接收器的动态范围的利用，该解决方案将允许在总接收器操作时间的更长部分期间最大化增益而不增大AGC转变的数量。这将改进接收器的性能(例如在更佳的信噪比方面)而不增大由于AGC转变所造成的失真。

通过实现下面将解释的从属权利要求的一个或几个特征，实现了另外的优点。

附图说明

图1示出使用根据现有技术的AGC的接收器的框图。

图2示出现有技术自动增益控制(AGC)单元的框图。

图3示出现有技术低阈值级别检测原理的图形。

图4示意示出根据本发明的具有AMU的接收器的框图的示例。

图5a示出根据本发明的低阈值级别检测原理的图形。

图5b示意示出创新检测原理的操作的示例。

图6示意示出根据本发明的一实施例的低多级别阈值检测器(LMTD)。

图7示出使用几个衰减器的本发明的一实施例的框图。

图8示意示出根据本发明的更高增益设置的方法步骤。

图9示意示出相对于最大允许功率信号级别的低阈值级别。

图10示出互补累积分布函数(CCDF)的图形。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明。

本发明能够在任何模拟或模拟/数字接收器上实现。到接收器的输入信号s_in能够是通信系统中使用的低频音频信号或单载波或多载波信号。因此，在描述中，将通过将如图4中所述的模拟/数字接收器来举例说明本发明。然而，这只是使用一个衰减器时本发明的一个可能实施例。还能够将如下所述使用多于一个衰减器。

图4示出具有在输入端420进入的模拟输入信号s_in的接收器400。图4的示例示出用于电信应用的单载波接收器，并且输入信号是RF(射频)信号。输入信号在此示例中通过称为IQ调制的确立调制技术进行调制，其中，“I”表示信号的“同相”分量，并且“Q”表示信号的“正交”分量。由于此技术为技术人员是公知的，因此，在此不对它做进一步解释。输入信号s_in在第一放大器401中放大，并随后经过第一带通滤波器402，其将频率限制为RF范围并且产生作为输出的馈送到第一混频器403的第一混频器输入信号s₁。第一混频器输出在第一中间频率的第一混频器输出信号s₂，该信号经过第二带通滤波器404，产生作为输出的馈送到增益控制单元405的第一衰减器输入信号s₃。在增益控制单元中，信号先在第一衰减器406中衰减，然后在第二放大器407中放大并最后经过第二混频器408以将增益控制单元405的增益控制输出信号s₄的频率降低为第二中间频率。增益控制输出信号s₄馈送到第三带通滤波器409，该滤波器的输出是模拟输出信号s₅，其限于第二中间频率并且馈送到模数转换器(ADC)410。

第一放大器401、第一带通滤波器402、第一混频器403、第二带通滤波器404、增益控制单元405及第三带通滤波器409全部是模拟部分419的部分。ADC的输出是数字输入信号s₆，该信号被划分成两个路径，AGC输入信号s₆₁馈送到AGC多级别阈值检测器单元(AMU)412，并且AGC补偿单元输入信号s₆₂馈送到AGC补偿单元413。AGC补偿单元具有输入端、输出端和用于如下所述接收第二控制信号c₂的输入。

根据本发明，提供了AMU和包括AMU的接收器、包括该接收器的通信系统及在该接收器中调整增益的方法。本发明的基本构想是通过让具有至少两个阈值检测器(每个检测器具有相关联低阈值级别和检测间隔)的AMU以更高效的方式测量具有高峰值对均值比属性的接收信号的功率级别，能将用于低到高增益转变的时间最小化。AMU和测量原理将与图6相关联更详细地描述。

AMU生成到第一衰减器406的第一控制信号c₁和到AGC补偿单元413的第二控制信号c₂。AGC补偿单元输入信号s₆₂馈送到AGC补偿单元413的输入端，该单元基于第二控制信号c₂中的信息，引入对AGC补偿单元输入信号s₆₂的增益的增大或减小。来自AGC补偿单元的输出端的AGC补偿单元输出信号s₇被划分成两个路径，第一路径s₇₁和第二路径s₇₂，第一路径s₇₁连接到第一混频器级414，第二路径连接到第二混频器级415。混频器级将数字中间频率降低到基带频率，并且混频器级414、415中的信号在此示例中使用的IQ解调的情况下是相移90°的。

来自第一混频器级的第一混频器级输出信号s₈₁馈送到第一信道滤波器(RRC)416，并且来自第二混频器级的第二混频器级输出信号s₈₂馈送到第二信道滤波器(RRC)417。混频器级414、415和RRC 416、417每个具有输入端和输出端。RRC表示根升余弦，并且定义使用的滤波器的类型。RRC滤波器和数字混频器级是IQ解调器的部分，该解调器从第一RRC滤波器产生调制信号的同相部分(I)，从第二RRC滤波器产生正交部分(Q)。还能够使用其它类型的解调器。

第一混频器级的输出端连接到第一信道滤波器RRC 416的输入端，并且第二混频器级的输出端连接到第二信道滤波器RRC 417的输入端。所有混频器级的输入端布置成接收AGC补偿单元输出信号s₇，并且RRC布置成在RRC 416的输出端421产生调制信号的同相部分(I)和在RRC 417的输出端422产生调制信号的正交部分(Q)。对于每个载波，有两个混频器级和两个RRC滤波器。在此示例中，只有一个载波，因此有两个混频器级和两个RRC滤波器。对于三载波信号，要求六个混频器级和六个RRC滤波器。共同的AGC补偿单元正在馈送所有混频器级。在使用IQ解调的情况下，接收器的输出端因此包括RRC的输出端421/422。通常，在使用解调器的情况下，接收器的输出端是解调器的输出端。如果未使用解调器，则接收器的输出端是AGC补偿单元413的输出端。

组件AGC补偿单元、AMU、混频器级和RRC滤波器全部是接收器的数字部分418的部分。Rx链被定义为接收器中串联耦合的所有模拟组件、ADC和所有数字组件。解调器此处被视为是与AGC补偿单元串联耦合的一个数字组件，并且包括混频器级和信道滤波器。AMU单元包括在Rx链的反馈回路中，并且从Rx链接收输入和将输出输送到Rx链。

在图4及还将如下所述的图7的实施例中接收器的Rx链包括模拟部分和数字部分，模拟部分布置成在接收器的输入端接收模拟输入信号s_in，而ADC连接在模块与数字部分之间，其将模拟部分的模拟输出信号s₅转换为到数字部分的数字输入信号s₆，并且数字部分还包括AMU 412、AGC补偿单元413及解调器。AMU适合于产生连接到Rx链的模拟部分中第一衰减器406的第一控制信号c₁和布置成连接到AGC补偿单元413的第二控制信号c₂，这些控制信号布置成在与低阈值级别中的任一个相关联的整个检测间隔期间，作为s₆信号的路径的AGC输入信号s₆₁的绝对信号级别已低于该低阈值级别时，通知第一衰减器406和AGC补偿单元413。阈值级别检测原理将与使用模拟PAR信号的图5关联描述。s₆₁信号是对于图5的PAR信号的数字等效物，并且使用相同的检测原理，但现在是在数字域中。

Rx链的模拟部分包括从输入端420开始的方向中算入的以下组件，全部组件具有输入端和输出端，并且串联连接：

●第一放大器401，

●第一带通滤波器402，

●第一混频器403，

●第二带通滤波器404，

●第一衰减器406，

●第二放大器407，

●第二混频器408，

●第三带通滤波器409，第三带通滤波器连接到模数转换器ADC 410。

通过具有几个低阈值级别和用于更低阈值级别的更短检测间隔，如将参照示出本发明的检测原理的图5a所述的，能够快速估计沿Rx链的接收信号的功率。由于对于更低阈值，对于峰值的概率更高，因此，能够使用用于更低信号级别的更短检测间隔。更高阈值级别仍是检测具有高信号级别和低峰值对均值比的信号所必需的。在一实施例中，能够选择某个低阈值级别的检测间隔的长度，使得对于具有其相关联检测间隔的每个低阈值级别，低阈值级别检测的概率将是相等的。为了选择更高增益设置，在低阈值级别的整个检测间隔期间，信号功率应低于该低阈值级别。通过增大例如放大器407的增益，或者通过减小第一衰减器406的衰减(如图4所示)，能够实现更高的增益设置。如果已触发任何不同的低阈值级别检测准则，则将启动更高的增益设置。

图5a示出一个图形，在水平轴501上具有时间t，在垂直轴502上具有信号功率P和三个低阈值级别：级别1，505；级别2，504；及级别3，503及其相关联检测间隔：检测间隔1，508；检测间隔2，507及检测单元3，506。本发明的此实施例包括具有相关联检测间隔的三个低阈值级别。对于更低的阈值级别，检测间隔变得越短。然而，本发明原则上能通过具有相关联检测间隔的大于一的任何数量的低阈值级别来实现。图5a进一步示出高PAR信号509和低PAR信号510。在图5a的示例中，在长检测间隔1，508后，将在阈值级别1，505为高和低PAR信号均检测到低阈值级别。

图5b示出例如具有高PAR信号511的GSM系统中的一种典型情况，其中时间t在水平轴501上，功率P在垂直轴502上。图5b的示例使用与图5a中相同的阈值级别和检测间隔。当信号功率突然在时间t1下降时，低阈值级别检测能够在阈值级别3，503已经做出，在最短的检测间隔3，506后具有最低阈值级别。这意味着更高增益设置能更早实现，并且接收器能在总接收器操作时间的更长部分期间使用更高增益，由此更好地利用接收器的动态范围。通过使用更高增益设置，接收器中的组件能够在其最佳动态工作范围内工作，由此改进了接收器的性能，产生了例如改进的信噪比。

除使用衰减器作为用于AMU调节接收器的信号级别的调节部件外，现有或附加的放大器能够由AMU用作用于调节接收器的信号级别的调节部件。在本发明的此实施例中，信号级别的调节将通过增大或减小放大器的增益来实现。用于实现信号级别减小(也称为增益设置变化)的调节部件因此能够是衰减器或放大器。在图4的实施例中，调节部件包括一个衰减器。对此实施例的备选是调节部件包括使用的附加放大器或现有放大器之一而不是第一衰减器406。

总之，接收器400因此包括输入端402、具有至少一个调节部件(401，407，406)的Rx链和输出端421/422，接收器还包括Rx链的反馈回路中包括的并且是改进的AGC单元107的AGC多级别阈值检测器单元AMU 412。接收器因此包括Rx链中的反馈回路，并且反馈回路包括AMU。

现在将参照图6，描述根据本发明的包括至少一个低多级别阈值检测器(LMTD)650的AMU 600。AGC输入信号s₆₁的绝对值馈送到用于检测高阈值级别的高阈值检测器640和LMTD 650的阈值检测器。每个阈值检测器布置用于检测低阈值级别。高阈值检测器640能够是任何类型的标准检测器，例如图2中所示的和对技术人员公知的高阈值检测器201。阈值检测器601-603也能够是对于技术人员公知的任何类型的标准检测器。

在现有技术解决方案中，LMTD只包括具有相关联低阈值级别305和检测间隔306的一个低阈值检测器202。在现有技术解决方案中，在整个检测间隔306期间AGC输入信号s₆₁的绝对级别已低于该仅有的低阈值级别时，AGC单元适合于启动接收器的更高增益设置。

现在再转到本发明，Rx链包括如将进一步解释的用于布置更高或更低增益设置的调节部件，并且LMTD 650包括至少一个附加的阈值检测器，每个检测器具有相关联的低阈值级别和检测间隔。检测间隔变得越短，低阈值级别布置成设得越低。在与低阈值级别的至少一个相关联的整个检测间隔期间，在AGC输入信号s₆₁的绝对级别已低于该低阈值级别时，更高的增益设置布置成通过反馈回路来启动。

AGC输入信号s₆₁的绝对值在绝对信号级别检测器ABS 604中通过技术人员公知的常规方式计算得出。ABS 604布置成在输入端接收AGC输入信号s₆₁和布置成在输出端输出与信号功率成比例的AGC输入信号的绝对值，输出端连接到LMTD中的每个阈值检测器以及连接到与高阈值级别相关联的高阈值检测器。

LMTD 650将通过如与图5a和5b关联所述的具有三个低阈值级别：级别1，505、级别2，504和级别3，503及其相关联检测间隔的实施例来描述。馈送到LMTD的AGC输入信号s₆₁的绝对值被划分成三个路径并馈送到三个阈值检测器：级别1检测器601、级别2检测器602和级别3检测器603。例如，低阈值级别1到3能够设为低于高阈值级别检测器的级别1、3和6dB的级别加上对应于AGC衰减步长的级别的附加减小(还参见图9)。级别1检测器因此具有最高绝对值并且级别3检测器具有最低绝对值。用于每个阈值检测器的低阈值级别能够布置成存储在相应阈值检测器中。在此情况下优选应选择检测间隔的长度，使得对于每个阈值级别，低阈值级别检测的概率应大致是相同的。因此，能够为更低的阈值选择更短的检测间隔，因为信号超过这些更低级别的概率更高。然而，检测概率对每个低阈值级别相同不是本发明的必需特征，而是低阈值级别设得越低，检测间隔应越短。这意味着检测间隔应具有以下时间关系：检测间隔1＞检测间隔2＞检测间隔3。检测间隔1与低阈值级别1相关联，检测间隔2与低阈值级别2相关联，以及检测间隔3与低阈值级别3相关联。为了更快的判定，能够添加具有甚至更短检测间隔的更多阈值检测器。通常，与阈值检测器n一起的低阈值级别n因此具有检测间隔n，其中，n的范围从1到N，n是整数值。在所述示例中，N＝3。对于增大的n值，低阈值级别变得更低，并且检测间隔变得更短。

在不同阈值级别的检测概率能够通过不同的数学方法计算得出。一个可能性是为假设的最差情况PAR信号计算公知的互补累积分布函数(CCDF)。通信系统接收的假设的最差情况PAR信号是瑞利(Rayleigh)分布信号。CCDF是一个统计函数，其示出PAR信号等于或超过不同功率级别的时间的百分比。功率级别与平均PAR信号级别有关。根据CCDF曲线，PAR信号超过某个功率级别的时间的百分比随着功率级别快速减小。PAR信号高于某个功率级别的概率因此可通过CCDF表示。超过某个级别的概率也是时间的函数。检测间隔越长，超过某个级别的概率将越高。通过为更高功率级别使用更长检测间隔，能够为高功率级别与使用短检测间隔的低功率级别实现超过某个级别的相同概率。详细的计算方法将与图9和10关联描述。

LMTD的一实施例包括如上所述的n个阈值检测器和用于每个阈值级别的降值计数器n。这些组件的每个具有输入端和输出端。LMTD还包括具有输出端的n个间隔单元608-610。阈值检测器、降值计数器和间隔单元布置在n个支路中，n是范围从1到N的整数，每个支路包括：

●阈值检测器n(601-603)，与低阈值级别n和检测间隔n相关联，布置成在输入端接收AGC输入信号s₆₁的绝对值，并且输出端连接到

●降值计数器n(605-607)，降值计数器的输出端连接到AGC多级别控制(AMC)611，以及

●间隔单元n(608-610)布置成存储检测间隔，并且其输出端连接到降值计数器n的输入端，其中

对于增大的n值，低阈值级别变得更低，并且检测间隔变得更短。

这将再次转到图6做进一步解释。降值计数器因此加载有与低阈值级别n相关联的检测间隔n。在图6的实施例中，N＝3。降值计数器1，605加载有检测间隔1，降值计数器2，606加载有检测间隔2，以及降值计数器3，607加载有检测间隔3。检测间隔1布置成在标明为608的间隔单元1中加载，检测间隔2布置成在标明为609的间隔单元2中加载，以及检测间隔3布置成在标明为610的间隔单元3中加载。当AGC输入信号s₆₁的绝对值高于级别1时，级别1检测器将发送重新加载脉冲r₁到降值计数器1，该计数器将设置降值计数器1为检测间隔1。当AGC输入信号s₆₁的绝对值低于级别1时，将不生成r₁脉冲，并且降值计数器将开始从是检测间隔1的设置值倒计数。

只要AGC输入信号s₆₁的绝对值低于级别1，该降值计数器将继续倒计数，并且在整个检测间隔1期间AGC输入信号s₆₁的绝对值已低于级别1时将最终达到零。降值计数器现在将生成到AMC 611的第一检测信号d₁，通知在级别1的低阈值已检测到。降值计数器605重新加载检测间隔1，并且开始新的检测循环。级别2和级别3检测器正在根据相同的原理工作，并且将从级别2检测器生成第二检测信号d₂和从级别3检测器生成第三检测信号d₃，通知AMC分别在级别2和级别3的低阈值已检测到。此降值计数器功能因而能概括地定义如下：

●阈值检测器n 601-603布置成在阈值检测器n的输入端的AGC输入信号的绝对值高于阈值级别时，生成到降值计数器的重新加载脉冲r_n，从而启动降值计数器加载间隔单元n中存储的检测间隔，以及

●阈值检测器布置成在阈值检测器n的输入端的AGC输入信号的绝对值低于阈值级别时，不生成到降值计数器的重新加载脉冲r_n(降值计数器加载有检测间隔n)，并且降值计数器布置成只要在降值计数器的输入端没有重新加载脉冲便倒计数，以及降值计数器还布置成在降值计数器到达零时生成到AMC的检测信号d_n。

因此，AMC布置成在已检测到低阈值级别时从每个阈值级别n的降值计数器接收检测信号d_n，n的范围从1到N，并且在已检测到高阈值级别时接收高级别检测信号d_h。AMC还将布置成生成第一和第二控制信号c₁和c₂。

在本发明的一个实施例中，AMC布置成在输入端从LMTD和高阈值检测器接收检测信号，以及布置成当检测到低阈值级别n或高阈值级别时在输出端输出第一控制信号c₁和第二控制信号c₂。这些控制信号因此包括已检测到低阈值级别之一或已检测到高阈值级别的信息。第一控制信号布置成连接到第一衰减器406，当第一控制信号c₁包括已检测到低阈值级别的信息时，该信号将促使该衰减器以预定量将衰减减小到低衰减级别，由此实现更高增益设置。

备选的是，与图5a关联描述的更高增益设置能通过增大放大器407或附加放大器的增益而实现。此备选解决方案未在图6中示出，并且此后在描述中，本发明通过调整衰减而不是调整放大器的增益来举例说明。衰减器和放大器是用于布置更高或更低增益设置的调节部件的示例。衰减器包括用于在接收包括已检测到低阈值级别的信息的第一控制信号时布置更高增益设置的部件。用于衰减器的更高增益设置的部件例如能够是根据c₁信号中的信息切换到Rx链中的不同衰减网络，例如-网络。-网络由三个阻抗组成，每个阻抗具有两端并连接以形成符号的近似形状，并且该网络为技术人员所公知。例如，将实现更高增益设置时，将更低衰减切换到Rx链中。衰减器还包括例如PIN二极管开关的切换部件以便在不同衰减网络之间切换。衰减的减小将是相同的，与哪个阈值检测器已触发无关。然而，通过如下面将描述的使用几个LMTD或阈值级别的几个集合，能够实现几个衰减级别。如果衰减器从AMC接收附加的第一控制信号，指示已检测到另外的低阈值级别，则这将不进一步影响衰减器级别，但它将保持在低衰减级别，直到第一控制信号包括已检测到高阈值级别的信息。

当衰减器接收到包括检测到高阈值级别的信息的第一控制信号时，衰减器将设为高衰减。高衰减将被保持，直到第一控制信号包括已检测到低阈值级别的信息。衰减器还将包括用于在接收到第一控制信号且其包括已检测到高阈值级别的信息时布置更低增益设置的部件。用于衰减器的更低增益设置的部件例如能够是根据c₁信号中的信息切换到Rx链中的不同衰减网络，例如-网络。例如，将实现更低增益设置时，将更高衰减切换到Rx链中。高衰减级别和低衰减级别能存储在调节部件中，或者存储在AMU 412中并经第一控制信号传送到调节部件。在通过放大器实现更高或更低增益设置时，放大器将包括用于布置更高或更低增益设置的部件。

如将与图7关联描述的，在Rx链中能够实现附加的衰减器和放大器，这意味着用于布置更高或更低增益设置的调节部件包括：

●第一衰减器或第一衰减器和Rx链中包括的至少一个附加的衰减器

●第一和/或第二放大器或第一和/或第二放大器和Rx链中包括的至少一个附加的放大器

衰减器和放大器布置成如下响应第一控制信号c₁：

●一个或几个衰减器布置成在第一控制信号c₁包含已检测到低阈值级别的信息时减小衰减，或者布置成在第一控制信号c₁包含已检测到高阈值级别的信息时增大衰减

●一个或几个放大器布置成在第一控制信号c₁包含已检测到低阈值级别的信息时增大增益，或者布置成在第一控制信号c₁包含已检测到高阈值级别的信息时减小增益。

包括与第一控制信号相同信息的第二控制信号c₂馈送到AGC补偿单元，该信号将促使AGC补偿单元补偿衰减器中的增益设置，以便控制接收器中的信号级别，使得AGC增益设置应不影响Rx链中的总增益。这意味着在第二控制信号包括已检测到低阈值级别的信息时，AGC补偿单元将减小AGC补偿单元的增益，对应于衰减器中的衰减减小。在第二控制信号包括已检测到高阈值级别的信息时，AGC补偿单元将增大AGC补偿单元的增益，对应于衰减器中的衰减增大。此对应的增益减小和增大例如能够存储在AGC补偿单元中，或者存储在AMU 412中并经第二控制信号传送到AGC补偿单元。AGC补偿单元中的增益改变能够通过改变AGC补偿单元中的衰减或放大来实现。

在本发明的一备选实施例中，衰减器的衰减能够在几个步骤中减小。这通过包括q个并联LMTD的AMU来实现，q是1到Q之间的整数。每个LMTD配置有低阈值级别的不同集合(1到Q)和对应的检测间隔，LMTD中每个降值计数器的输出端连接到AMC，并且第一和第二控制信号布置成从AMC生成，以及布置成包括已从哪个LMTD检测到低阈值级别的信息。在Q＝3时，因此，将有检测间隔和阈值级别的三个集合，对应于第一、第二和第三LMTD的第一、第二和第三集合。在此实施例中检测到低阈值级别时，控制信号c₁和c₂因此也将包括低阈值级别检测源于哪个LMTD的信息。衰减器将包括用于将衰减设置到对每个LMTD特有的级别的部件。在具有三个LMTD的情况下，因此将可能根据阈值检测源于哪个LMTD而将衰减设置为三个不同衰减之一。以相同的方式进行高阈值级别检测，如为具有一个LMTD和低阈值级别的一个集合的实施例所述的那样。在使用放大器而不是衰减器来实现更高或更低增益设置的备选解决方案中，如上所述，放大器包括用于将放大设置到对每个LMTD特有的级别的部件。

在另外的实施例中，在不同时隙期间在相同LMTD中加载低阈值级别的不同集合。在如上具有检测间隔和低阈值级别的三个集合的相同示例中，在第一时隙期间加载检测间隔和低阈值级别的第一集合，在第二时隙期间加载第二集合，以及在第三时隙期间加载第三集合。这意味着阈值检测器和降值计数器持续重新加载检测间隔和低阈值级别的新集合。这能通过任何常规部件来实现，例如，添加控制单元到AMU，以某个频率持续为LMTD重新加载检测间隔和低阈值级别的新集合。单独的控制单元包括在AMU中并且连接到每个阈值检测器、降值计数器和间隔单元。控制单元包括重新加载信息，例如检测间隔和低阈值级别的集合以及重新加载频率。第一和第二控制信号将在此另外实施例中包括低阈值级别检测源于低阈值级别的哪个集合的信息。通过如上为具有并联的q个LMTD的备选实施例所述的相同的方式，衰减器现在将能够根据阈值检测源于低阈值级别的哪个集合，将衰减设为三个不同衰减。以相同的方式设置高阈值级别检测，如为具有一个LMTD和低阈值级别的一个集合的实施例所述的那样。在使用放大器而不是衰减器来实现更高或更低增益设置的备选解决方案中，如上所述，放大器包括用于将放大设置到对每个LMTD特有的级别的部件。

本发明也能如上所述通过多于一个衰减器来实现。接收器700的此另外实施列将参照图7来描述。图7的配置与图4相同，并具有以下添加：

●在第一带通滤波器402与第一混频器403之间添加第二衰减器701

●在第一放大器401之前添加第三衰减器702

●第一控制信号c₁被划分成三个路径并馈送到每个衰减器图7还示出图4中包括的Rx链的组件，即：

●第一放大器401，

●第一带通滤波器402，

●第一混频器403，

●第二带通滤波器404，

●第一衰减器406，

●第二放大器407，

●第二混频器408，

●第三带通滤波器409，

●模数转换器410，

●AGC补偿单元413，及

●解调器，包括两个混频器级414/415和两个信道滤波器RRC4l6/417。

图7还示出如与图4关联所述的AMU 412和信号s_in及s₁到s₈₂。

图7的接收器700还包括如与图4关联所述的输入端420和输出端421/422。

具有衰减器和放大器的不同数量和位置的其它配置在本发明的范围内也是可能的。

该创新的接收器能使用IQ解调器以及其它解调器。

每个衰减器能根据如上为具有一个LMTD和低阈值级别的一个集合的实施例所述的相同的原理，设为低或高级别。如果是具有多于一个LMTD或低阈值级别的多于一个集合的实施例，则能在与LMTD和低阈值级别的集合数量相同的多个级别来设置每个衰减器。每个调节部件中包括的用于增益设置的部件能够为每个调节部件单独地设置。在具有两个衰减器a₁与a₂和两个LMTD l₁与l₂的示例中，来自l₁的低信号检测能促使a₁的增益设置部件以d₁将a₁的衰减减小和a₂的增益设置部件以d₂将a₂的衰减减小。来自l₂的低信号级别检测能对应地促使衰减在a₁减小d₃，在a₂减小d₄。当放大器用作调节部件时，每个放大器的放大调整能对应地为每个放大器单独地设置。c₂信号以如为上面不同实施例所述的相同的方式从MAC生成。调节部件中包括的增益设置部件在此实施例中能包括与LMTD或阈值级别的集合数量相同的多个衰减网络。衰减网络将专用于每个LMTD或阈值级别的集合，并且将切换到Rx链中以响应c₁信号中的信息。

如上所述，通过使用接收器中的现有放大器或只专用于此目的的附加放大器，也能实现更高和更低的增益设置。

具有多于一个LMTD或低阈值级别的多于一个集合的实施例能与具有一个或几个调节部件的实施例组合。

当使用检测间隔和低阈值级别的多于一个集合时，以及当与具有多于一个调节部件的实施例组合时，则包括用于布置对每个LMTD特有的更高或更低增益设置的部件的至少一个衰减器或放大器布置成接收第一控制信号c₁，由此使得每个衰减器或放大器能够具有与LMTD数量相同的多个衰减/增益级别。在本发明的此实现中，AGC补偿单元布置成接收第二控制信号c₂并补偿布置成由第一控制信号c₁启动的增益设置。

现在将参照图9和10来描述用于将低阈值级别检测的概率计算为检测间隔的长度的函数的方法的详细描述。

通常从与高阈值级别903对应的最大允许信号功率级别，相对于衰减步长来设置低阈值级别。这在图9中示出，图中在垂直轴902上具有信号功率，在水平轴901上具有时间。衰减步长905在衰减释放后将级别降低到最大功率级别，称为最大功率释放级别904。低阈值级别：级别1，505、级别2，504和级别3，503因而设为从最大功率级别904的回退。在此示例中，级别1具有1dB回退906，级别2具有3dB回退907，以及级别3具有6dB回退908。此阈值级别设置将确保在释放衰减器时，信号到达最大允许信号级别的概率应合理的低。如前面所述，能够有几个衰减步长，每个具有低阈值级别的单独集合。

如上所述，在不同阈值级别的检测概率能够通过不同的数学方法计算得出。一个可能性是为假设的最差情况PAR信号计算公知的互补累积分布函数(CCDF)。通信系统接收的假设的最差情况PAR信号是瑞利分布信号。假设对于具有1.28MHz的带宽BW的瑞利分布信号，在衰减器释放后对于信号到达最大允许信号级别的概率P_max在等于10ms的T_frame时期期间是50％。在该时间间隔期间不相关时期的数量给出为：

N_periods＝T_frame·BW＝10·10^-3·1.28·10⁶＝12.8·10³

每个不相关时期的概率是：

$P_{\mathrm{period}}=1-\sqrt[N_{\mathrm{periods}}]{1-P\max }=54.15·{10}^{-6}$

图10示出具有CCDF曲线的图形，该曲线给出相对于水平轴1001上瑞利分布信号以dB表示的平均功率级别、信号的PAR值的垂直轴1002上瑞利分布信号的峰值高于某个级别的概率。在图10中，发现瑞利分布信号对于P_period的PAR信号的相关信号功率是9.9dB，图中的点1003。信号将高于此级别的概率因此对应于P_period＝54.15·10^-6

在相同的平均功率级别、从点1003开始算入的不同回退级别的概率在下表中概括：

  回退[dB]  概率(P_x)  1  P1＝4.16*10^-4  3  P2＝7.36*10^-3  6  P3＝0.085

在图中，回退级别1dB对应于点1004，回退级别3dB对应于点1005，以及回退级别6dB对应于点1006。假设在T_frame时期期间激活3个阈值检测器中的任何检测器的概率应为50％。因此，用于每个检测器的概率P_{individual_detector}给出为：

$P_{\mathrm{in}\mathrm{div}\mathrm{idual}\_\det \mathrm{ector}}=1-\sqrt[3]{1-0.5}=0.2$

这意味着低阈值检测的概率在每个低阈值级别将为20％。

每个检测器的时间常数给出为：

$t_x=\frac{\log \left(P_{\mathrm{in}\mathrm{div}\mathrm{idual}\_\det \mathrm{ector}}\right)}{\log (1-P_x)·\mathrm{BW}}$

对于每个阈值的计算的时间常数因此应该是：

  阈值回退[dB]  时间常数(t_x)  1  3.03ms  3  171μs  6  14μs

通过为低阈值检测器阈值选择这些时间常数，在10ms时期期间衰减器释放的概率应为50％(触发任一检测器级别)。如果衰减器释放，则在相同时间期期间回到已衰减状态的概率也将是50％。这是如何计算低阈值级别检测的概率应对每个阈值级别相同的一个示例。然而，如前面所述，概率不必为每个阈值级别设为相等。释放的概率当然也能够设为如上述示例中使用的50％外的其它值。

如上所述，视输入信号的类型而定，Rx链的模拟部分419有许多变型。然而，始终有至少一个调节部件。随后在Rx链中适合位置添加带通滤波器、放大器和混频器以响应实际应用中输入信号的类型所设置的要求。Rx链的数字部分418通常包括AMU、AGC补偿单元，并在调制输入信号的情况下包括某一类型的解调器。本发明已通过模拟/数字接收器来举例说明，接收器具有模拟部分、ADC和包括AGC补偿单元、AMU和解调器的数字部分。然而，本发明也能够实现为完全的模拟接收器或具有位于Rx链中另一位置的数字接口，例如在解调器之前，即，具有模拟AMU和AGC补偿单元及数字解调器。

本发明的其它实施例包括：

●接收器，布置成在输入端420接收输入信号s_in，输入信号是单载波信号，并且接收器因此是单载波接收器，

●接收器，布置成在输入端420接收输入信号s_in，输入信号是多载波信号，并且接收器因此是多载波接收器，

●电信系统中使用的接收器，

●电信系统中使用的接收器，其中，电信系统是GSM、CDMA、WCDMA或LTE系统，以及

●是音频接收器的接收器。

本发明还提供例如GSM、CDMA、WCDMA或LTE电信系统的包括根据本发明的接收器和/或AMU的通信系统。

本发明还提供AGC多级别阈值检测器单元AMU，其中AMU包括至少一个低多级别阈值检测器LMTD。所述LMTD包括至少两个阈值检测器。每个阈值检测器具有相关联低阈值级别和检测间隔。检测间隔的长度越短，低阈值级别布置成设得越低。

本发明也包括一种在包括输入端420、具有至少一个调节部件的Rx链和输出端421/422的接收器中调整增益的方法。接收器还包括Rx链中的反馈回路，所述调节部件提供更高或更低增益设置，其中反馈回路包括AGC多级别阈值检测器单元AMU。AMU包括至少一个低多级别阈值检测器LMTD，以及其中，所述LMTD包括至少两个阈值检测器。每个阈值检测器具有相关联低阈值级别和检测间隔。每个检测间隔的长度越短，低阈值级别设得越低。在与低阈值级别的至少一个相关联的整个检测间隔期间，通过AGC输入信号的绝对级别低于该低阈值级别而已检测到低阈值级别时，通过反馈回路启动更高的增益设置。用于接收器的更高增益设置的方法步骤在图8中示出。只要在步骤1，801中未检测到低阈值级别，便将不启动更高增益设置。在步骤1中AMU已检测到低阈值级别时，在步骤2，802中将通过第一控制信号c₁来启动更高增益设置。如果衰减器用作布置更高增益设置的部件，则更高增益设置在步骤3，803中由衰减器执行。如果放大器用作布置更高增益设置的调节部件，则更高增益设置在步骤4，804中由放大器执行。方法的详细信息与接收器描述关联来描述。此部分的描述也描述在检测到高阈值级别的情况下如何布置更低增益设置。

本发明不限于上述实施例，而是可在随附权利要求的范围内自由地变化。