減小通信鏈路的最小工作距離的方法技術(shù)

本申請(qǐng)公開了一種減小通信鏈路的最小工作距離的方法，其具體為用于從發(fā)射裝置接收無線信號(hào)的無線接收器單元的運(yùn)行方法，所述無線接收器單元包括用于接收電磁信號(hào)并提供所接收的電輸入信號(hào)的天線、用于提供從所接收的電輸入信號(hào)恢復(fù)的電信號(hào)的接收器、和用于使天線的電阻抗與接收器匹配的阻抗匹配電路，所述方法包括：a）在接收器中自動(dòng)確定應(yīng)用于AGC輸入信號(hào)的AGC增益值以在所述AGC輸入信號(hào)的電平在分別對(duì)應(yīng)于最大和最小AGC增益值的最小信號(hào)電平和最大信號(hào)電平之間的范圍中時(shí)使所恢復(fù)的電信號(hào)具有適當(dāng)?shù)男盘?hào)電平；b）基于AGC增益值在阻抗匹配電路中改變天線與接收器的阻抗匹配。本申請(qǐng)具有增大無線接收器的動(dòng)態(tài)范圍的優(yōu)點(diǎn)，即使發(fā)射器和接收器之間的最小距離更小。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
減小通信鏈路的最小工作距離的方法及裝置
本申請(qǐng)涉及移動(dòng)裝置之間的無線通信，尤其涉及通信鏈路中的最小距離問題。本專利技術(shù)具體涉及包括用于從發(fā)射裝置接收無線信號(hào)的無線接收器單元的便攜式電子裝置，無線接收器單元包括天線、接收器和用于使天線的電阻抗與接收器匹配的阻抗匹配電路，接收器包括具有自動(dòng)增益控制單元（AGC）的增益級(jí)。本申請(qǐng)還涉及運(yùn)行無線接收器單元的方法、便攜式電子裝置的用途和包括便攜式電子裝置的通信系統(tǒng)。本申請(qǐng)還涉及包括處理器和程序代碼的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和保存程序代碼的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中程序代碼使得處理器執(zhí)行本專利技術(shù)方法的至少部分步驟。本專利技術(shù)例如可用在涉及能夠建立到其它裝置的無線通信鏈路的便攜式電子裝置的應(yīng)用中，例如聽音裝置，如助聽器。
技術(shù)介紹
典型的通信鏈路在發(fā)射器和接收器之間具有規(guī)定的最大和最小工作距離。對(duì)于適于經(jīng)無線鏈路彼此通信的移動(dòng)裝置如便攜式通信裝置或聽音裝置例如聽力儀器，可能出現(xiàn)發(fā)射裝置和接收裝置（有意或無意地）位于規(guī)定的工作距離之外的情況。包括第一和第二通信裝置的通信系統(tǒng)包括使發(fā)射功率適應(yīng)裝置之間建立的鏈路的信號(hào)質(zhì)量的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)方案，如EP2211579A1中所述。在實(shí)施例中，當(dāng)兩個(gè)通信裝置位于規(guī)定的工作距離之外時(shí)（即彼此太近或彼此太遠(yuǎn)），該系統(tǒng)適于使用動(dòng)態(tài)功率調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的部分?jǐn)嚯姟．?dāng)兩個(gè)裝置彼此太近時(shí)，接收器由于其不能處理所接收的輸入電平而“飽和”。US2009/0130991A1描述了通過使用可調(diào)天線匹配網(wǎng)絡(luò)使場(chǎng)強(qiáng)最大化而使LNA的輸入在一頻率范圍與天線匹配的方法。US2004/0080372A1描述了用于移動(dòng)電話的高頻放大器，包括其輸入和輸出匹配電路處的可變電容器和電阻器，其中增益和頻率響應(yīng)可自動(dòng)調(diào)到避免影響移動(dòng)電話的引線框的或源自制造工藝的阻抗變化的程度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)可結(jié)合任何無線鏈路一起使用，包括用于接收電磁信號(hào)并提供所接收的電信號(hào)的天線，及包括用于放大所接收的電信號(hào)并可能從所接收的電信號(hào)提取信息信號(hào)如音頻信號(hào)的收發(fā)器。通常，收發(fā)器包括用于放大輸入信號(hào)并提供放大的輸出信號(hào)的增益級(jí)，但不包括用于衰減輸入信號(hào)的衰減級(jí)。本申請(qǐng)的目標(biāo)在于提供用于提高無線鏈路的可接受工作距離的靈活性的方案。另一目標(biāo)在于減小發(fā)射和接收裝置之間的最小工作距離。本申請(qǐng)的目標(biāo)由所附權(quán)利要求及下面描述的專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)。便攜式電子裝置在本申請(qǐng)的一方面，本申請(qǐng)的目標(biāo)由包括用于從發(fā)射裝置接收無線信號(hào)的無線接收器單元的便攜式電子裝置實(shí)現(xiàn)，無線接收器單元包括用于接收電磁信號(hào)并提供所接收的電輸入信號(hào)的天線、用于提供從所接收的電輸入信號(hào)恢復(fù)的電信號(hào)的接收器、和用于使天線的電阻抗與接收器匹配的阻抗匹配電路，接收器包括具有自動(dòng)增益控制單元的增益級(jí)，用于自動(dòng)確定應(yīng)用于AGC輸入信號(hào)的AGC增益值以在所述AGC輸入信號(hào)的電平在分別對(duì)應(yīng)于最大和最小AGC增益值的最小信號(hào)電平和最大信號(hào)電平之間的范圍中時(shí)提供適當(dāng)?shù)摹⑺謴?fù)電信號(hào)的信號(hào)電平，其中便攜式電子裝置還包括接收所述AGC增益值并根據(jù)所述AGC增益值向所述阻抗匹配電路提供控制信號(hào)的控制單元，及其中控制單元適于基于控制信號(hào)改變天線與接收器的阻抗匹配。這具有增大無線接收器的動(dòng)態(tài)范圍的優(yōu)點(diǎn)，例如使發(fā)射器和接收器之間的最小距離更小。在本說明書中，術(shù)語“電磁信號(hào)”意為包括電場(chǎng)分量和磁場(chǎng)分量（基于電磁輻射）的無線信號(hào)或僅包括電或磁場(chǎng)分量（分別基于電或磁耦合，分別在適當(dāng)?shù)碾娙菪院碗姼行栽g）的無線信號(hào)。增益級(jí)的可變?cè)鲆媸菇邮掌髯陨砟軐⒃鲆嬖O(shè)定為適當(dāng)?shù)闹担瑥亩_保隨后的接收器電路的最佳信號(hào)電平。這已知為自動(dòng)增益控制（AGC）。應(yīng)當(dāng)理解，阻抗匹配電路的目的在于實(shí)現(xiàn)所接收的電信號(hào)具有后面的增益級(jí)的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的電平。這通過動(dòng)態(tài)改變天線的電阻抗與接收器（增益級(jí)）的匹配度實(shí)現(xiàn)，從而如果所接收的電信號(hào)的電平在增益級(jí)的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)則保持信號(hào)不衰減（最佳匹配），及如果所接收的電信號(hào)的電平太大（即使得增益級(jí)的增益不能足夠減小以使所接收的電信號(hào)的電平在增益級(jí)的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)）則衰減（減少的匹配（增加的失配））信號(hào)（使天線失諧）。本專利技術(shù)的原理在圖5中示意性地圖示。給阻抗匹配電路（用于使天線的電阻抗與接收器“匹配”）的控制信號(hào)因而用于控制阻抗匹配電路（天線和接收器阻抗之間）的匹配（或失配）度，以使能在其電平大于增益級(jí)的動(dòng)態(tài)范圍的上限時(shí)衰減所接收的電信號(hào)。通常，增益級(jí)能夠?qū)⒆钚≈礕Amin和最大值GAmax之間的增益GA應(yīng)用于輸入信號(hào)。對(duì)應(yīng)地，自動(dòng)增益控制單元能夠?qū)⒆钚≈礕AGCmin和最大值GAGCmax之間的增益GAGC應(yīng)用于輸入信號(hào)。在特定實(shí)施例中，自動(dòng)增益控制單元適于放大輸入信號(hào)而不衰減輸入信號(hào)（即GAGCmax≥1）。換言之，AGC單元不能減小輸入電平（僅能使其增大）。作為備選，AGC單元的最小增益值GAGCmin可以<1。阻抗匹配電路位于天線和第一增益級(jí)之間以能夠在信號(hào)饋給增益級(jí)之前衰減信號(hào)（如果必要）。在特定實(shí)施例中，當(dāng)所述AGC增益值低于預(yù)定的最小AGC增益值閾值時(shí)，控制單元適于降低阻抗匹配電路的阻抗匹配（度）（從而降低來自天線的信號(hào)的強(qiáng)度）。在特定實(shí)施例中，當(dāng)所述AGC增益值高于預(yù)定的最大AGC增益值閾值時(shí)，控制單元適于增加阻抗匹配電路的阻抗匹配（度）（從而增加來自天線的信號(hào)的強(qiáng)度）。在特定實(shí)施例中，自動(dòng)增益控制單元適于在最小和最大值之間按多步提供所述AGC增益值。阻抗匹配電路優(yōu)選為無源電路。在特定實(shí)施例中，阻抗匹配電路包括可變電容。在特定實(shí)施例中，阻抗匹配電路包括可變電阻。在特定實(shí)施例中，阻抗匹配電路包括可變電感。在實(shí)施例中，阻抗匹配電路包括可變電容、可變電阻和可變電感中的一個(gè)或多個(gè)。通常，由發(fā)射器和接收器部分建立的無線鏈路可屬于任何類型。例如在近場(chǎng)通信鏈路（如感應(yīng)鏈路）中，信號(hào)強(qiáng)度隨L3降低，其中L為發(fā)射器和接收器之間的距離。在遠(yuǎn)場(chǎng)通信鏈路中，信號(hào)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)地隨L2降低。具體地，對(duì)于基于近場(chǎng)通信的通信鏈路（如感應(yīng)鏈路），信號(hào)強(qiáng)度高度依賴于發(fā)射器和接收器之間的距離。鏈路的最大發(fā)射功率確定最大傳輸距離。例如，如果發(fā)射器適于總是在最大功率下工作，所接收的功率經(jīng)歷最大和最小工作距離之間的非常大的差。在實(shí)施例中，無線鏈路為基于近場(chǎng)通信的鏈路，例如基于第一和第二通信裝置的發(fā)射器和接收器部分的天線線圈之間的感應(yīng)耦合的感應(yīng)鏈路。在特定實(shí)施例中，天線包括電感，如電感線圈。在特定實(shí)施例中，無線鏈路為基于第一和第二通信裝置的發(fā)射器和接收器部分的電容元件之間的電容耦合的鏈路。在實(shí)施例中，天線包括電容如貼片電容。在另一實(shí)施例中，無線鏈路基于遠(yuǎn)場(chǎng)電磁輻射。在實(shí)施例中，經(jīng)無線鏈路通信根據(jù)具體的調(diào)制方案安排，例如模擬調(diào)制方案如FM（調(diào)頻）或AM（調(diào)幅）或PM（調(diào)相），或數(shù)字調(diào)制方案如ASK（幅移鍵控）如開-關(guān)鍵控、FSK（頻移鍵控）、PSK（相移鍵控）或QAM（正交調(diào)幅）。在特定實(shí)施例中，便攜式電子裝置適于實(shí)現(xiàn)，天線與接收器的阻抗匹配的變化受控于來自控制單元的控制信號(hào)在一個(gè)或多個(gè)步驟中執(zhí)行。如果接收器因彼此靠近的兩個(gè)裝置而飽和，這有重大作用（能夠順序衰減從天線接收的電輸入信號(hào)）。在特定實(shí)施例中，便攜式電子裝置包括聽音裝置如助聽器。在特定實(shí)施例中，增益級(jí)包括第一固定（前置放大）增益級(jí)和第二可變（AGC）增益級(jí)。當(dāng)發(fā)射器和接收器本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種便攜式電子裝置，包括用于從發(fā)射裝置接收無線信號(hào)的無線接收器單元，所述無線接收器單元包括用于接收電磁信號(hào)并提供所接收的電輸入信號(hào)的天線、用于提供從所接收的電輸入信號(hào)恢復(fù)的電信號(hào)的接收器、和用于使天線的電阻抗與接收器匹配的阻抗匹配電路，所述接收器包括具有自動(dòng)增益控制單元的增益級(jí)，所述自動(dòng)增益控制單元用于自動(dòng)確定應(yīng)用于AGC輸入信號(hào)的AGC增益值以在所述AGC輸入信號(hào)的電平在分別對(duì)應(yīng)于最大和最小AGC增益值的最小信號(hào)電平和最大信號(hào)電平之間的范圍中時(shí)使所恢復(fù)的電信號(hào)具有適當(dāng)?shù)男盘?hào)電平，其中所述便攜式電子裝置還包括接收所述AGC增益值并根據(jù)所述AGC增益值向所述阻抗匹配電路提供控制信號(hào)的控制單元，及其中所述控制單元適于基于所述控制信號(hào)改變天線與接收器的阻抗匹配。

【技術(shù)特征摘要】
2011.07.26 EP 11175282.01.一種便攜式電子裝置，包括用于從發(fā)射裝置接收無線信號(hào)的無線接收器單元，所述無線接收器單元包括用于接收電磁信號(hào)并提供所接收的電輸入信號(hào)的天線、用于提供從所接收的電輸入信號(hào)恢復(fù)的電信號(hào)的接收器、和用于使天線的電阻抗與接收器匹配的阻抗匹配電路，所述接收器包括具有自動(dòng)增益控制單元的增益級(jí)，所述自動(dòng)增益控制單元用于自動(dòng)確定應(yīng)用于AGC輸入信號(hào)的AGC增益值以在所述AGC輸入信號(hào)的電平在分別對(duì)應(yīng)于最大和最小AGC增益值的最小信號(hào)電平和最大信號(hào)電平之間的范圍中時(shí)使所恢復(fù)的電信號(hào)具有適當(dāng)?shù)男盘?hào)電平，所述增益級(jí)配置成放大所接收的電輸入信號(hào)而不衰減所接收的電輸入信號(hào)，其中所述便攜式電子裝置還包括接收所述AGC增益值并根據(jù)所述AGC增益值向所述阻抗匹配電路提供控制信號(hào)的控制單元，及其中所述控制單元適于基于所述控制信號(hào)改變天線與接收器的阻抗匹配，及所述控制單元適于在所述AGC增益值低于預(yù)定的最小AGC增益值閾值時(shí)降低所述阻抗匹配電路的阻抗匹配。2.根據(jù)權(quán)利要求1的便攜式電子裝置，其中，當(dāng)所述AGC增益值高于預(yù)定的最大AGC增益值閾值時(shí)，所述控制單元適于增加所述阻抗匹配電路的阻抗匹配。3.根據(jù)權(quán)利要求1的便攜式電子裝置，其中所述自動(dòng)增益控制單元適于在最小和最大值之間按多步提供所述AGC增益值。4.根據(jù)權(quán)利要求1的便攜式電子裝置，其中所述阻抗匹配電路包括可變電容...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：H·本德森，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：奧迪康有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：