專利名稱：無線通信系統(tǒng)中評估及控制初始時槽增益的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般有關(guān)被用于無線通信系統(tǒng)中的自動增益控制器(AGC)。特別是，本發(fā)明有關(guān)基地臺(BS)自動增益控制器中評估及控制初始時槽增益控制信號的可靠初始化設(shè)計。
背景技術(shù)：
大多數(shù)無線通信系統(tǒng)中，接收器處的基帶信號必須從模擬格式被轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，使信息得以經(jīng)由數(shù)字處理序列被恢復。達成此轉(zhuǎn)換的共享裝置為模擬對數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)。被給定模擬對數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出位數(shù)，若輸入信號的功率過大，則模擬對數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出可被飽和。另一方面，若輸入信號過小，則輸入信號可被嚴格量化。兩例中，被恢復于被接收端的信息可能被遺失。解決此問題的共同方法是于模擬對數(shù)字轉(zhuǎn)換器之前施加動態(tài)可調(diào)整式增益放大器使模擬對數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入信號可被維持于預期位準。
通常，可調(diào)整式增益是使用如圖1所示，亦被稱為自動增益控制器100的封閉回路機構(gòu)來控制。自動增益控制器100包含兩個可調(diào)整式增益放大器105A及105B，兩個模擬對數(shù)字轉(zhuǎn)換器110A及110B，一數(shù)字信號功率評估器115，一功率比較器120及一累加器125。若可調(diào)整式增益放大器被模擬信號控制，則數(shù)字對模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)(未圖示)可被插入于累加器125及可調(diào)整式增益放大器105A及105B之間，或數(shù)字對模擬轉(zhuǎn)換器可被并入于放大器105A及105B內(nèi)。
可調(diào)整式增益放大器105A及105B可放大或衰減同相信號I及正交基帶信號Q。信號I是經(jīng)由可調(diào)整式增益放大器105A的輸入130被接收，而信號Q是經(jīng)由可調(diào)整式增益放大器105B的輸入135被接收。模擬對數(shù)字轉(zhuǎn)換器110A，110B可轉(zhuǎn)換被放大或被衰減模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。
仍然參考圖1，數(shù)字信號功率評估器115可評估功率評估器115輸出處的數(shù)字信號總功率。比較器120可比較輸出自功率評估器115的被評估數(shù)字信號輸入功率140及功率參考值Pref145，并產(chǎn)生可表示被評估輸入功率140及功率參考值Pref145之間差異的誤差信號150。誤差信號150接著被累加器125累加。累加器125可輸出具有被用來控制可調(diào)整式增益放大器105A，105B增益的控制字w的增益控制信號155。增益控制信號155不僅視被時間累加的功率誤差，亦視累加器125的初始值而定。
許多傳統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)中，自動增益控制器的輸入信號為連續(xù)及平滑信號波形。輸入信號的功率變異通常因頻道衰落或功率控制而使功率變異相對自動增益控制器回路動態(tài)而言較慢。此情況下，自動增益控制器回路將在無任何岔斷下連續(xù)操作，而累加器的初始值并不重要。
針對使用分時雙工(TDD)技術(shù)的數(shù)字通信系統(tǒng)，具有如圖2所示的被接收功率的潛在的槽對槽變異。此槽對槽功率變異主要是因使用分時雙工技術(shù)的系統(tǒng)可彈性改變被以不同編碼展開及被重疊于各時槽中的數(shù)據(jù)叢發(fā)數(shù)量的事實。由于此功率變異，自動增益控制器100必須可在模擬對數(shù)字轉(zhuǎn)換器110A，110B之前快速及正確地設(shè)定增益。否則，時槽初始處的數(shù)據(jù)可能因飽和或嚴格量化而漏失。為了滿足此要求，累加器125必須以精確初始值重新激活使初始增益控制信號可于時槽初始時被提供至可調(diào)整式增益放大器105A，105B。
需要一種以基地臺處可得信息位準為基礎(chǔ)來精確決定基地臺處各上連時槽初始時的累加器125初始值的方法及裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種可應用至自動增益控制器的可靠初始化設(shè)計。該設(shè)計可視如信號干擾比(SIR)，展開因子及其它參數(shù)的特定信息可得性而定。
較佳是，本發(fā)明是被實施于包含自動增益控制器的無線通信系統(tǒng)中。初始時槽增益控制信號是針對第k幀中的第j時槽借助在可調(diào)整式增益放大器之前輸入初始輸入信號來估算及控制?？刂谱质怯诘?k-1)幀中的第j時槽結(jié)束時被施加至可調(diào)整式增益放大器。初始控制功率是以先前幀k-1中的時槽j的功率測量為基礎(chǔ)，借助移除將從即將到來時槽中消失的編碼信號功率并添加將抵達即將到來時槽中的新編碼信號功率來估算。


以下較佳實施例及

可更詳細了解本發(fā)明，其中圖1說明傳統(tǒng)自動增益控制器安置；圖2說明分時雙工無線幀結(jié)構(gòu)及功率輪廓；圖3說明依據(jù)本發(fā)明操作的自動增益控制器，其中[k，j]為用于第k幀中的第j時槽的可調(diào)整式增益放大器之前的初始輸入信號功率；圖4為說明被圖3自動增益控制器實施的方法步驟的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明將參考附圖做說明，其中遍及全文的相同標號是代表相同組件。以下有關(guān)不同假設(shè)位準的說明是呈現(xiàn)使用該信息來評估初始功率控制信號的演算。
雖然以下說明被特定解釋為可應用至分時雙工及分時同步分碼多路訪問(TDS CDMA)，應注意廣義上本發(fā)明亦可無限應用至其它傳輸系統(tǒng)。
此后，無線傳輸/接收單元(WTRU)包含但不限于使用者設(shè)備，移動臺，固定或移動用戶單元，呼叫器或可運作于無線環(huán)境中的任何類型裝置。此后被稱為基地臺者包含但不限于基地臺，節(jié)點B，地址控制器，訪問點或無線環(huán)境中的其它接介裝置。
圖3顯示依據(jù)本發(fā)明操作的自動增益控制器300。自動增益控制器300類似自動增益控制器100，除了其進一步包含一槽時鐘305，一幀時鐘310及一初始值產(chǎn)生器315。槽時鐘305可產(chǎn)生重置信號325并于各時槽開始時將其傳送至累加器125。此重置信號325是被用來發(fā)送信號給累加器125以初始值產(chǎn)生器315最新計算的新值來取代被保留于累加器125存儲器中的數(shù)據(jù)并傳送至累加器125。
圖4為說明被自動增益控制器300實施的方法400的流程圖。步驟405中，槽時鐘305可產(chǎn)生現(xiàn)行時槽的指針(j)330。步驟410中，幀時鐘310可產(chǎn)生現(xiàn)行幀的指針(k)335。初始值產(chǎn)生器315可接收來自槽時鐘305的指針(j)及來自幀時鐘310的指針(k)，并計算初始控制字w0[k，j]以響應重置信號325。假設(shè)第j時槽為上鏈時槽。
通常，槽時鐘305的速率高于幀時鐘310N倍，其中N為每幀時槽數(shù)。使用這些指針，w0[k，j]是針對第k幀中的第j時槽被標示為可調(diào)整式增益放大器105A，105B的初始控制字。步驟415中，與第k-1及第k幀中的現(xiàn)行(第j)時槽相關(guān)的系統(tǒng)信息及既存測量320是被放入初始值產(chǎn)生器315。各時槽開始時，初始值產(chǎn)生器315是以系統(tǒng)及既存測量320為基礎(chǔ)計算累加器125的初始值(步驟420)，其相同于用于現(xiàn)行時槽(第j)及現(xiàn)行幀(第k)的可調(diào)整式增益放大器105A，105B的初始控制字w0[k，j]。步驟425中，一旦新初始控制字w0[k，j]可得，則其被傳送至累加器125。接收重置信號325時，累加器125可輸出新初始控制字w0[k，j]至可調(diào)整式增益放大器105A，105B?？烧{(diào)整式增益放大器105A，105B的增益值接著被重設(shè)(步驟430)。理論上，若初始控制字w0[k，j]被精確計算，則時槽開始時的初始輸出功率將非常接近參考功率Pref145。結(jié)果，可調(diào)整式增益放大器105A，105B于此時槽間隔期間需最小調(diào)整。數(shù)學上，此預期情況可被表示為Pref=GADC10bw0[k,j]+αPin0[k,j]]]>方程式1其中Pref為模擬對數(shù)字轉(zhuǎn)換器110A，110B的參考功率(或預期輸出功率)，GADC為模擬對數(shù)字轉(zhuǎn)換器110A，110B的功率增益，Pin0[k，j]為用于第k幀中的第j時槽的可調(diào)整式增益放大器105A，105B之前的初始輸入信號功率，w0[k，j]為用于第k幀中的第j時槽的初始控制字w，而10bw+α為可調(diào)整式增益放大器105A，105B的模型。變量b及α為通常被可調(diào)整式增益放大器105A，105B制造商提供當作其各單元部份規(guī)格的特征參數(shù)。
從方程式1，可調(diào)整式增益放大器105A，105B的初始控制字w0[k，j]可被表示為w0[k,j]=1b(log(PrefGADCPin0[k,j])-α)]]>方程式2在方程式2右手側(cè)，僅初始輸入信號功率Pin0[k，j]未知。本發(fā)明提供評估初始輸入信號功率Pin0[k，j]的方法。被評估的Pin0[k，j]是被標示為 則方程式2變?yōu)閣0[k,j]=1b(log(PGADCP^in0[k,j])-α)]]>方程式3輸入功率Pin0[k，j]的評估精確度是視系統(tǒng)及既存測量320可得性而定。以下說明是呈現(xiàn)有關(guān)系統(tǒng)及既存測量320可得性的不同位準假設(shè)的演算。
第一較佳實施例中，假設(shè)包含自動增益控制器300的接收器(如基地臺(BS)中)曉得有關(guān)最新獲得數(shù)據(jù)的所有信息，且數(shù)據(jù)將消失于即將到達的時槽中。因為自動增益控制器300被放置于分時雙工通信系統(tǒng)的基地臺處，如有關(guān)到達數(shù)據(jù)及消失數(shù)據(jù)的展開碼及信號干擾比的信息可被得知于基地臺處。使用以上假設(shè)，本發(fā)明可以先前幀k-1中此時槽j的功率測量為基礎(chǔ)，借助(1)移除將消失的信號功率自即將到達幀k的時槽j及(2)添加將到達即將到達幀k的時槽j的新信號功率來評估初始輸入功率。
例如，使將出現(xiàn)的新編碼數(shù)為N1。使{SIRitarg et[k，j]，i＝1，...，N1}為目標SIRs。使{SFi，i＝1，...，N1}為第k幀中的第j時槽中的這些編碼的展開因子。使消失舊編碼數(shù)為N2。使{SIRimeasure[k-1，j]，i＝1，...，N2}為被測量SIRs。使{SFi，i＝N1+1，...，N1+N2}為第(k-1)幀中的第j時槽中的這些編碼的展開因子。此外，使 為模擬對數(shù)字轉(zhuǎn)換器110輸出處的平均功率測量，且使 為當作第(k-1)幀中的第j時槽中的頻道評估演算輸出的參考功率評估。接著，第k幀中的第j時槽中的被估計輸入功率為
方程式4其中w1[k-1，j]為施加至第(k-1)幀中的第j時槽結(jié)束處的可調(diào)整式增益放大器105A，105B的控制字，C為被用于計算平衡潛在功率偏移的無線傳輸/接收單元傳輸功率的常數(shù)項。將方程式4應用至方程式3，可調(diào)整式增益放大器105A，105B的正確初始控制字被獲得如下w0[k-1,j]=wt[k-1,j]+10blog(Pref-CP^int erf[k-1,j]Σi=1N1SIRitarget[k-1,j]/SF1Pers‾[k-1,j]-CP^int erf[k-1,j]Σi=1N2SIRimeasure[k-1,j]/SFi+N1)]]>方程式5自動增益控制器300是依據(jù)本發(fā)明來操作，其中 為用于第k幀中的第j時槽中的可調(diào)整式增益放大器105A，105B之前的初始輸入信號功率。第二較佳實施例中，假設(shè)基地臺并不知道所有必須的信息。例如，基地臺可能事先不知道以下信息a)何編碼將消失，b)最新到達編碼的信號增益因子C實際值，但因子最大值Cmax未知，及c)各最新到達編碼的展開因子，但最小展開因子{SFimin，i＝1，...，N1}已知。
因為較佳過度評估輸入功率來避免模擬對數(shù)字轉(zhuǎn)換器110飽和，被評估輸入功率可被給定為P^in[k,j]=CmaxP^int erf[k-1,j]Σi=1N1SIRitarget[k-1,j]/SFiminGADC10bw0[k,j]+α+Pest‾[k-1,j]GADC10bw1[k-1,j]+α]]>方程式6現(xiàn)在應用以上被評估輸入功率至方程式3，結(jié)果可被表示為w0[k,j]=w1[k-1,j]+10blog(Pref-CmaxP^int erf[k-1,j]Σi=1N1SIRitarget[k,j]/SFiminPest‾[k-1,j])]]>方程式7再者，若假設(shè)基地臺事先無有關(guān)Cmax或{SFimin，i＝1，...，N1}或{SIRitarg et[k，j]，i＝1，...，N1}則以方程式7為基礎(chǔ)的控制字被縮減為w0[k,j]=w1[k-1,j]+10blog(PrefPest‾[k-1,j])]]>方程式8再次，方程式8對應過度評估輸入功率。其將產(chǎn)生可調(diào)整式增益放大器的較小初始增益值，因而可避免模擬對數(shù)字轉(zhuǎn)換器110不被飽和于各時槽開始時。
上述說明本發(fā)明初始化方案的較佳例。雖然本發(fā)明已參考較佳實施例被特別顯示及說明，但熟悉本技術(shù)人士將了解只要不被背離上述本發(fā)明的范疇，均可作各種型式及細節(jié)的改變。
權(quán)利要求
1.一種于包含自動增益控制器的無線通信系統(tǒng)中評估及控制該自動增益控制器中的初始時槽增益的方法，該方法包含(a)針對第k幀中的第j時槽在可調(diào)整式增益放大器之前輸入一初始輸入信號；(b)施加一控制字w1[k-1，j]至該第(k-1)幀中的該第j時槽結(jié)束處的可調(diào)整式增益放大器；及(c)以先前k-1幀中的該時槽j的功率測量為基礎(chǔ)，借助以下來評估初始輸入功率(i)從即將到達時槽移除將消失的編碼信號功率；及(ii)增加將到達該即將到達時槽的新編碼信號功率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該自動增益控制器是設(shè)置于一基地臺中。
3.一種于不可存取特定編碼相關(guān)信息的無線通信系統(tǒng)中用以控制可調(diào)整式增益放大器增益的方法，該系統(tǒng)包含具有可與模擬對數(shù)字轉(zhuǎn)換器通信的至少一可調(diào)整式增益放大器的自動增益控制器，該方法包含于該第k-1幀中的第j時槽結(jié)束實施加一控制字w0[k，j]至該可調(diào)整式增益放大器，其中w0[k,j]=wl[k-1,j]+10blog(PrerPest‾[k-1,j]),]]>Pref為該模擬對數(shù)字轉(zhuǎn)換器的預期輸出功率，GADC為該模擬對數(shù)字轉(zhuǎn)換器的功率增益，Pin0[k，j]為于第k幀中的第j時槽的可調(diào)整式增益放大器之前的初始輸入信號功率，w0[k，j]為用于該第k幀中的該第j時槽的初始控制字，而10bw+a為該可調(diào)整式增益放大器的模型。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于該自動增益控制器)是設(shè)置于一基地臺中。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于該特定編碼相關(guān)信息是標示何既存編碼不再出現(xiàn)于下一個時槽中。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于該特定編碼相關(guān)信息包含最新到達編碼的信號因子的實際值。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于該特定編碼相關(guān)信息包含最新到達編碼的展開因子。
8.一種于不可存取特定編碼相關(guān)信息的無線通信系統(tǒng)中用以控制可調(diào)整式增益放大器增益的方法，該系統(tǒng)包含具有被耦合至模擬對數(shù)字轉(zhuǎn)換器的至少一可調(diào)整式增益放大器的自動增益控制器，該方法包含以先前k-1幀中的時槽j的功率測量為基礎(chǔ)，借助(1)從即將到達時槽移除將消失信號的功率及(2)增加將到達的即將到達時槽的新信號功率來評估對該可調(diào)整式增益放大器的初始輸入功率。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于該自動增益控制器是設(shè)置于一基地臺中。
10.一種設(shè)置于無線通信系統(tǒng)中的自動增益控制器，該自動增益控制器可評估及控制該自動增益控制器中的初始時槽增益，該自動增益控制器包含(a)至少一可調(diào)整式增益放大器；(b)耦合至該可調(diào)整式增益放大器的一模擬對數(shù)字轉(zhuǎn)換器；(c)針對第k幀中的第j時槽在該可調(diào)整式增益放大器之前輸入初始輸入信號的一裝置；(d)施加控制字w0[k-1，j]至該可調(diào)整式增益放大器的一裝置；(e)評估對該初始輸入功率的裝置，是基于先前k-1幀中時槽j的功率測量，其借助(i)從即將到達時槽移除將消失的編碼信號功率；及(ii)增加將到達該即將到達時槽的新編碼信號功率。
11.如權(quán)利要求10所述的該自動增益控制器，其特征在于該施加控制字w0[k-1，j]的裝置包含(d1)一初始值產(chǎn)生器；(d2)一槽時鐘，是以輸出時槽j至該初始值產(chǎn)生器；(d3)一幀時鐘，用以輸出幀k至該初始值產(chǎn)生器；及(d4)一累加器，其耦合于該初始值產(chǎn)生器及該可調(diào)整式增益放大器間，該累加器接收來自該初始值產(chǎn)生器的該控制字w0[k-1，j]及施加該控制字w0[k-1，j]至該可調(diào)整式增益放大器。
12.如權(quán)利要求11所述的自動增益控制器(AGC)，其特征在于該初始值產(chǎn)生器是接收系統(tǒng)及測量信息。
13.如權(quán)利要求10所述的自動增益控制器(AGC)，其特征在于該自動增益控制器是設(shè)置于一基地臺中。
全文摘要
分時雙工(TDD)系統(tǒng)中，可應用至基地臺的自動增益控制器(AGC)的可靠初始化方案是基于特定信息的可利用性而以不同形式來執(zhí)行，如信號干擾比(SIR)、展開因子及其它參數(shù)。一種針對一個或更多時槽的可調(diào)整式增益放大器的初始控制字更精確評估被實施，該方案可應用至分時雙工系統(tǒng)中各時槽的自動增益控制器初始化，但亦可不受限應用至其它傳輸系統(tǒng)。
文檔編號H04B17/02GK1765071SQ200480008143
公開日2006年4月26日 申請日期2004年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月27日
發(fā)明者陸·楊, 唐納爾德·M·格利可, 利昂德·卡薩凱費許 申請人:美商內(nèi)數(shù)位科技公司