專利名稱：確定無線通信設備發(fā)射功率的當前值的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及確定無線通信設備發(fā)射功率的當前值。
背景技術：
一個CDMA(碼分多址接入)無線電話系統(tǒng)包含一個網(wǎng)絡基站和多個移動用戶站。在下文中，用戶站可被視為一無線通信設備。當無線通信設備工作于一個共享的射頻接口時，需要控制每一個通信設備的射頻發(fā)射功率。這首先在所有用戶的所有通信信道上保證可接受的信號質(zhì)量，同時最小化每個無線通信設備的功耗。因此，此無線通信設備包含一具有可調(diào)增益，且用于依據(jù)增益設置值來設置無線通信設備發(fā)射功率的放大器。
US2002/0276513中描述了這種常規(guī)無線通信設備的一個示例。
類似于用于UMTS(通用移動通信系統(tǒng))的3GPP標準(第三代合作伙伴計劃)的標準為每個通信設備規(guī)定了發(fā)射功率變化上的第一容差，以及最大發(fā)射功率上的第二容差。
第二容差依據(jù)絕對的最大發(fā)射功率極限來確定。例如，用于第三類通信裝置的最大發(fā)射功率極限為24dBm(相對于1毫瓦的dB值)，其容差在-3dB到+1dB之間的范圍內(nèi)。
然而，由于放大器中的誤差與非線性，處理器設置的標稱增益值可能并不相應于所期望的發(fā)射功率。這個誤差可能由放大器的溫度變化、電源電壓變化、頻率變化以及放大器的其他運行條件的影響所組合產(chǎn)生。結(jié)果，第二容差，當其接近最大發(fā)射功率極限時，將更難以獲得。因而，對于無線通信設備的許多設計，都要求射頻發(fā)射功率的直接測量。

發(fā)明內(nèi)容
相應地，本發(fā)明的目的是提供一個根據(jù)規(guī)定的容差而不必采用射頻發(fā)射功率檢測器來控制發(fā)射功率的無線通信設備。
為了前述的以及其它的目的，依據(jù)本發(fā)明，提供了一個無線通信設備，其中該通信設備包含一個具有用于根據(jù)增益設置值來設置無線通信發(fā)射功率的可調(diào)增益的放大器，一個捕獲單元，用于測量該放大器的至少一個運行條件，該運行條件影響發(fā)射功率值與給定的增益設置值相符，和一個適用于從放大器當前增益設置值和至少一個被測運行條件來確定發(fā)射功率當前值的確定模塊。
上述無線通信設備考慮了至少一個測得的放大器運行條件來確定發(fā)射功率的當前值，而并不需測量它。因此，該裝置確定了與一般通信裝置相比具有更高精度的發(fā)射功率值，以使得實際發(fā)射功率的測量可以省略。
根據(jù)本發(fā)明的無線通信設備，其中它包括存儲器，該存儲器存儲增益設置值以及與每個被存增益設置值相關聯(lián)的第一和第二發(fā)射功率期望值，該確定模塊適用于根據(jù)至少一個被測條件選擇第一和第二發(fā)射功率期望值中的任一個來確定發(fā)射功率的當前值，此設備根據(jù)測得的放大器的運行條件來使確定發(fā)射功率值容易。
根據(jù)本發(fā)明的無線通信設備，其中每個被存儲的增益設置值為整數(shù)值，此設備簡化了增益控制的實施。
根據(jù)本發(fā)明的無線通信設備，包括-用于測量實際發(fā)射功率的射頻功率檢測器，和-更新模塊，配置來依照測得的發(fā)射功率和當前增益設置值來更新存儲于存儲器中的發(fā)射功率期望值，此設備提高了所確定的發(fā)射功率值的精度。
根據(jù)本發(fā)明的無線通信設備，包括設置模塊，用來僅僅響應于來自基站的功率控制命令調(diào)整放大器增益，來減緩發(fā)射功率變化上的第一容差的會合(meeting)。
根據(jù)本發(fā)明用于無線系統(tǒng)的無線通信設備，其中功率控制命令指定了步長來增加或減小此裝置的當前發(fā)射功率。其中，該設置模塊適用于通過接收到的步長來增加或減小當前增益，并為增益控制提供便利。
根據(jù)本發(fā)明的無線通信設備，其中設置模塊適用于依照至少一個被測量的條件，來選擇增益設置上限或下限以不被超出，并提高與例如UMTS的標準的一致性。
根據(jù)本發(fā)明的無線通信設備，其中捕獲單元至少包含-一個從包括對放大器溫度敏感的溫度傳感器的組中選出的傳感器，-一個對放大器電源電壓敏感的電壓傳感器，和-一個對放大器工作頻率敏感的頻率傳感器，此設備可以確定更準確的發(fā)射功率值。
本發(fā)明還涉及確定如上面提到的無線通信設備的發(fā)射功率當前值的方法，以及包括用來執(zhí)行所要求的方法的指令的記錄介質(zhì)。
從下列說明書、附圖和權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其它方面將是清楚的。


圖1是無線通信網(wǎng)系統(tǒng)的示意圖；圖2是由圖1的系統(tǒng)使用來確定功率發(fā)射值的表格；以及圖3是用于確定圖1的系統(tǒng)中的功率發(fā)射值的方法流程圖。
具體實施例方式
圖1示出了一個CDMA無線電話系統(tǒng)2，包括網(wǎng)絡基站4和無線通信設備。為了說明起見，此無線通信設備是UMTS蜂窩移動電話6。電話6能夠使用無線信號8與基站進行通信。為了實現(xiàn)這一點，電話6采用了CDMA技術。
基站4包括發(fā)射器和接收器，用以發(fā)送無線信號8到電話6并接收來自電話6的無線信號8。
電話6包括射頻收發(fā)器16和基帶處理器18，用于接收或發(fā)射無線信號8。
收發(fā)器16與天線20連接來接收和發(fā)射無線信號8。
收發(fā)器16將接收到的無線信號轉(zhuǎn)化為基帶信號，反之亦然。也就是說，收發(fā)器16的主要任務為將載波從無線信號中去除或?qū)⑦@個載波添加至基帶信號中?；鶐盘柾ㄟ^連接收發(fā)器16與處理器18的線路21在處理器18和子系統(tǒng)16之間交換。
收發(fā)器16也適于設置所發(fā)射射頻信號的發(fā)射功率。更準確的講，收發(fā)器16包括具有可調(diào)增益用于設置發(fā)射功率的放大器22。例如，放大器22包含一組衰減器26和可編程開關28用于選擇衰減器的組合來獲取特別的增益。開關28響應于增益設置值進行操作。衰減器的數(shù)量確定了增益設置分辨率。本實施例中，需要總計為74x1dB的衰減階數(shù)(attenuation step)。這可以通過采用各自具有1，2，8，16，32和64dB的衰減值的7個衰減器30-36實現(xiàn)。
電話6包括例如對電話6的所有部件供電的可充電電池的電源單元40。
系統(tǒng)2設計來符合UMTS的標準。因此，系統(tǒng)2實現(xiàn)了“內(nèi)環(huán)”功率控制系統(tǒng)。測量由基站4接收的來自電話6的信號質(zhì)量，并且基站4在下行通信信道上以頻繁的間隔發(fā)送功率控制命令。這些命令要求電話6增加，保持或者降低其發(fā)射功率。增加或減小的大小是一個整數(shù)值增量，在下文中稱之為“步長”。此處，增量等于1dB。在本說明書開始所介紹的第一容差是響應這些命令之一的發(fā)射功率變化上的容差。第一容差根據(jù)步長大小被確定。例如，如果需要+1dB的步長，則發(fā)射功率的變化必須在+0.5dB到+1.5dB的范圍以內(nèi)。
電話6的發(fā)射功率必須保持在最大和最小發(fā)射功率極限之間。最大發(fā)射功率極限由UMTS標準規(guī)定。電話6的發(fā)射功率必須符合在本說明書開頭介紹的第二容差。
UMTS的另一要求是電話6能在某一指定時刻及時測量發(fā)射功率并報告給基站4。這個測量的精確度依據(jù)發(fā)射功率的絕對值在UMTS標準作出了規(guī)定，當發(fā)射功率接近于最大發(fā)射功率極限時，需要更高的精確度要求。
處理器18包括報告模塊42和設置模塊44以滿足UMTS的要求。在本實施例中，處理器18也包括確定模塊46和更新模塊48。
模塊46用于根據(jù)當前的增益設置值和放大器22的至少一個運行條件來確定當前的功率發(fā)射值。這里，電話6具有一個數(shù)據(jù)捕獲單元，用于獲取放大器22的運行條件，該放大器22修改發(fā)射功率值以與給定的增益設置值相符。更準確的講，捕獲單元包括，例如
-用于測量單元40的電源電壓的電壓傳感器52，-對放大器22的運行溫度敏感的溫度傳感器53，和-對放大器22所放大信號的工作頻率敏感的頻率傳感器54。
模塊46也連接到例如存儲設置表60的存儲器58的存儲介質(zhì)。
圖2中更加詳細的說明了表60的示例。表60包括具有固定增益設置值的第一列62，該值被表示為0dB到-74dB范圍的整數(shù)衰減值。實際上，由于為了獲得表60的所有增益設置值所需的衰減器數(shù)量被限制，因此只具有整數(shù)衰減值簡化了放大器22的設計。列62中的值形成等差級數(shù)，其公差與系統(tǒng)2中使用的增量相等，即“1”。
表60還包括第二列64以及第三列66。列64包括在第一組放大器運行條件下與列62中每一增益設置值相關聯(lián)的期望的發(fā)射功率值。例如，第一組運行條件相應于范圍在15℃到35℃的所測溫度，范圍在2.5V到3V的所測電源電壓，和范圍在1920到1950MHz的所測頻率。
列66包括在，與列62中每一增益設置值相關聯(lián)的發(fā)射功率值，其在第二組放大器運行條件下相應于發(fā)射功率期望值。例如，第二組運行條件相應于范圍在-5℃到15℃的所測溫度，范圍在1.8V到2.5V的所測電源電壓，和范圍在1950到1980MHz的所測頻率。
列64和列66中的發(fā)射功率值可以具有任意小的分辨率(resolution)。例如，可將分辨率定為一個小數(shù)位。
圖2中，只給出了每列的開頭和末尾的各三個值。表60中的發(fā)射功率值用dBm表示。
報告模塊42被設計用于經(jīng)過收發(fā)器16和天線20，向基站4發(fā)送由模塊46確定的發(fā)射功率值。
設置模塊44響應于所接收到的功率控制命令來調(diào)整放大器22的增益。更準確地講，模塊44發(fā)送增益設置值到開關28來控制放大器22。
最后，更新模塊48適于更新列64和列66的發(fā)射功率期望值。至末端，模塊48連接到射頻發(fā)射功率檢測器70。檢測器70能夠檢測通過天線20發(fā)射的信號的實際發(fā)射功率。
本實施例中，處理器18為一個可編程計算器，并且存儲器58包括指令，用于在這些指令被處理器18執(zhí)行時來執(zhí)行圖3中的方法。
現(xiàn)參照Fig.3來說明系統(tǒng)2的操作。
開始時，在步驟80中，對電話6執(zhí)行校準用以測量表60中的每一個發(fā)射功率值。這些測量通過固定一給定的增益設置值，調(diào)整放大器22的給定運行條件，以及在隨后測量由所給定的增益設置值和運行條件得到的發(fā)射功率來執(zhí)行。
在步驟82中，一旦已經(jīng)測量了每個發(fā)射功率值，它們被存在存儲器58里的表60中。隨后，電話6可被使用。
在電話6的工作過程中，在步驟84，傳感器52到54測量電話6的運行條件，此運行條件影響電話6的實際發(fā)射功率以符合于給定的增益設置值。在此，放大器22的溫度，工作頻率以及電源電壓都被測量。
此后，在步驟86中，模塊46在不對發(fā)射功率作測量的情況下，確定了當前的發(fā)射功率值。特別地，在操作88中，模塊46選擇表60中的列相應于所測的運行條件。假定列64在操作88期間被選擇，則在操作90中，模塊46在所選列中選擇與當前增益設置值相關聯(lián)的發(fā)射功率值。例如，如果當前的增益設置值為-2dB，則所確定的發(fā)射功率值為22.6dBm。
平行于步驟86，在步驟94中，模塊44只響應于接收到的功率控制命令調(diào)整放大器22的增益值。更準確地說，在操作96中，模塊44接收基站4所發(fā)送的功率控制命令，并判斷響應于接收到的命令發(fā)射功率是否應增加，保持或者降低。
在操作98中，如果基站4增加了發(fā)射功率，模塊44通過所接收到的增量數(shù)來提高當前的增益設置值以增加放大器增益。例如，如果需要+1dB的步長，當前的增益設置值將增加1dB。然后，在操作100中，模塊44根據(jù)所測量的條件選擇不會被超過的增益設置上限。最后，模塊44使用在操作88期間所選取的表60中的列，并選擇與所期望的發(fā)射功率值相關聯(lián)的增益設置值，該所期望的發(fā)射功率值僅小于列64中的最大發(fā)射功率極限。此處“-1dB”被選為增益設置上限。
在操作102中，一旦選擇了增益設置上限，模塊44檢查在步驟98中確定的新的增益設置值是否小于或者等于所選的增益設置上限。
如果新的增益設置值小于或者等于所選擇的增益設置上限，模塊44在它控制可編程開關28來設置放大器22中的新增益期間進行操作104。另一方面，如果新的增益設置值超出了所選擇的增益設置上限，模塊44在它控制可編程開關28來保持或設置增益相應于增益設置上限期間進行操作106。在操作104或者106之后，進程返回到步驟84。通過這些操作，電話6將符合最大發(fā)射功率極限上的第二容差。
如果在操作96中，模塊44確定基站要求降低發(fā)射功率，則該方法進行操作110。在操作110中，模塊44按照所接收到的增量數(shù)來降低當前增益設置值，然后進行操作112。在操作112中，模塊44根據(jù)所測得的放大器22的運行條件來選擇增益設置下限。操作112與操作100類似，除了模塊44選擇與列64中的發(fā)射功率期望值相關聯(lián)的列62中的增益設置值，該發(fā)射功率值僅大于最小發(fā)射功率極限。因此，在這個示例中，模塊44所選取值-73dB。
在操作114中，模塊44檢查新的增益設置值是否超過或者等于所選的增益設置下限。如果新的增益設置值更高，則模塊44進行操作104，否則進行操作106。
在操作96中，模塊44確定將保持發(fā)射功率，則此進程終止并返回步驟84。
同樣與步驟86與94平行，可執(zhí)行更新步驟120和報告步驟122。
在步驟120中，模塊48在必要時對表60的一列中的所有發(fā)射功率值進行更新。首先，在操作1.30中，檢測器70測量實際的發(fā)射功率值并將測得的值發(fā)送至模塊48。然后，在操作132中，模塊48將測量到的發(fā)射功率值與在步驟86中從表60讀取的期望值進行比較。如測量到的發(fā)射功率值與期望值差別顯著，則在操作134期間，所測到的發(fā)射功率值與期望值之差將應用于在步驟86中所選的表列中的所有值。結(jié)果，相應于上限的增益設置值可以改變，因為該極限被UMTS標準按照絕對功率作出了定義。例如，如果在期望功率值與所測出的功率之間檢測到1dB的誤差，則所有的期望功率值都被調(diào)整1dB。這意味著，相應于上限的增益設置現(xiàn)在產(chǎn)生在由UMTS標準設置的極限之上的絕對功率1dB。因此，在操作100中，表中的下一個更低的增益設置將被指定為操作100中的上限。
例如，如果該差值大于預定的閾值時，該差別被確定為顯著的。如果在操作132中，該差別并不顯著，則模塊48不對任何發(fā)射功率期望值作出更新。
最后，步驟122中，在指定的時刻及時將步驟86中所確定的發(fā)射功率期望值發(fā)送到基站4，以滿足UMTS標準。
在以上實施例中，由于考慮了放大器26的運行條件，在步驟86中以高的精確度確定了發(fā)射功率。因此，無需對實際的發(fā)射功率進行測量，亦滿足了UMTS標準的容差。
步驟86中確定的發(fā)射功率值的精確度取決于存儲于表60中的發(fā)射功率值的精確度。由于電話6在正常使用中持續(xù)磨損，表60中的值可能需要不斷的更新。模塊48自動更新表60且由此自動補償由于電話6的老化所帶來的影響。
在電話6中，只有模塊44對放大器22的增益作出調(diào)整。這可靠地調(diào)整放大器22同時滿足諸如UMTS的標準的要求。實際上，即使運行條件變化，其它可能的方法通過直接調(diào)整增益來補償放大器22的運行條件中的變化以保持發(fā)射功率的恒定。使用這些方法難以滿足工業(yè)標準，因為如果該增益響應于功率控制命令和測得的運行條件中的變化被同時改變，結(jié)果是超出容差的發(fā)射功率變化。
可能還有很多其它的實施例。例如，如果對于表60的自動更新沒有要求，則可以省略更新模塊48和檢測器70。
在特例中已經(jīng)對捕獲單元進行了描述，它包含三個傳感器52到54。然而，在其它的實施例中，捕獲單元包括從具有傳感器52，傳感器53和傳感器54的組中選擇的一個，二個或三個傳感器。在另外一實施例中，將老化傳感器加入到先前的傳感器組中。同樣在另外的實施例中，傳感器54被從接收自基站的數(shù)據(jù)中讀取工作頻率的模塊替換。實際上，在UMTS網(wǎng)絡中，工作頻率由該網(wǎng)絡設置并以信令通知到無線通信設備。
已經(jīng)采用了可編程開關和一組衰減器對于放大器22進行了描述。亦可以采用其它的增益控制。例如，在另一實施例中，模塊44使用數(shù)模轉(zhuǎn)換器來產(chǎn)生被用來控制放大器或衰減器的增益的電平。在此種實施例中，轉(zhuǎn)換器所支持的比特位的數(shù)量決定了增益設置的分辨率。從而，在此種實施例中，優(yōu)選如列62中的整型增益設置值來簡化通信設備的設計。
可以通過增加表66中的列數(shù)以包含相應于放大器22的其它運行條件集的其他發(fā)射功率值。此外，表66可以用給出相應于當前的增益設置值和測得的運行條件的發(fā)射功率期望值的數(shù)學函數(shù)來替換。
以上的實施例描述，均在UMTS標準的特定情形下給出。然而，不需采用射頻功率檢測器來確定發(fā)射功率值也有可能適用于其它的標準。
權(quán)利要求
1.一種無線通信設備，包括-具有用于根據(jù)增益設置值來設置無線通信發(fā)射功率的可調(diào)增益的放大器(22)，其中此通信設備包括-用于測量所述放大器的至少一個運行條件的捕獲單元，該運行條件影響發(fā)射功率值與給定的增益設置值相符，以及-適于從放大器當前增益設置值和至少一個測得的運行條件來確定發(fā)射功率當前值的確定模塊(46)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設備，其中-此設備包括存儲增益設置值和與每個被存儲的增益設置值相關聯(lián)的第一和第二發(fā)射功率期望值的存儲器(58)，及-確定模塊(46)適于根據(jù)至少一個測得的運行條件，選擇第一和第二發(fā)射功率期望值中的任一個，來確定發(fā)射功率的當前值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的設備，其中每個被存儲的增益設置值為整數(shù)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3中的任意一項的設備，其中此設備還包括-用于測量實際發(fā)射功率的射頻功率檢測器(70)，和-被配置來根據(jù)所測得的發(fā)射功率和當前增益設置值來更新存儲在存儲器中的發(fā)射功率期望值的更新模塊(48)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項的設備，其中該設備包括僅響應于基站的功率控制命令來調(diào)整放大器增益的設置模塊(44)。
6.根據(jù)權(quán)力要求5的設備，用于無線系統(tǒng)中，其中該功率控制命令指定一步長來增加或減小設備的當前發(fā)射功率。其中該設置模塊(44)適于按接收到的步長來增加或減小當前增益。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的設備，其中該設置模塊(44)適于根據(jù)至少一個測得的條件，選取不會被超出的增益設置上限或下限的值。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項的設備，其中該捕獲單元包括從包括對放大器溫度敏感的溫度傳感器，對放大器電源電壓敏感的電壓傳感器(52)，和對放大器工作頻率敏感的頻率傳感器(54)的組中選取的至少一個傳感器(53)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項的設備，其中該設備為移動電話(6)。
10.一種確定無線通信設備發(fā)射功率當前值的方法，此無線通信設備包括具有用于根據(jù)增益設置值來設置無線通信發(fā)射功率的可調(diào)增益的放大器，其中該方法包括-測量放大器的至少一個運行條件的步驟(84)，該運行條件可以影響發(fā)射功率值與給定增益設置值相符，以及-從放大器的當前增益設置值和至少一個測得的運行條件確定發(fā)射功率當前值的步驟(86)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，還包括存儲增益設置值和與被存儲在存儲器中的每個增益設置值相關聯(lián)的第一和第二發(fā)射功率期望值的步驟(82)，其中該確定步驟包括根據(jù)至少一個測得的條件選擇第一和第二發(fā)射功率期望值的任一個來確定發(fā)射功率當前值的操作。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，還包括根據(jù)測得的發(fā)射功率和當前增益設置值來更新存儲在存儲器中的發(fā)射功率期望值的步驟(120)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一項的方法，還包括只響應于基站的功率控制命令來調(diào)整放大器增益的步驟(94)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，用于接收功率控制命令指定步長來增加或降低當前發(fā)射功率的通信設備，其中該調(diào)整步驟包括按照所接收的步長來增加或減少當前增益的操作(98，110)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10-14中任一項的方法，還包括根據(jù)所述至少一個測得的條件來選擇不會被超出的增益設置上限或下限的值的步驟(100)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10-15中任一項的方法，還包括將確定的發(fā)射功率值發(fā)送到基站的步驟(122)。
17.一種包括指令的記錄介質(zhì)(58)，當這些指令被處理器執(zhí)行時，用來執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求10-16中任一項的確定發(fā)射功率當前值的方法。
全文摘要
一種能夠確定發(fā)射功率當前值的無線通信器件，其包含用于測量放大器的至少一個運行條件的捕獲單元，該運行條件影響發(fā)射功率值與給定增益設置值相符，和適于從放大器的當前增益設定值和至少一個測得的運行條件來確定發(fā)射功率當前值的確定模塊(46)。
文檔編號H03G3/30GK1993900SQ200580025609
公開日2007年7月4日 申請日期2005年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月28日
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