專利名稱：利用tdd和ofdm調(diào)制產(chǎn)生用于在移電信網(wǎng)絡(luò)的rf轉(zhuǎn)發(fā)器中分離發(fā)送動(dòng)信號(hào)和接收信號(hào)的 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用時(shí)分雙工(在下文中稱為“TDD”)方案和正交頻分復(fù)用(在下文中稱為“OFDM”)調(diào)制方案產(chǎn)生用于在移動(dòng)電信網(wǎng)絡(luò)的RF(射頻)轉(zhuǎn)發(fā)器中分離發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)的切換定時(shí)信號(hào)的方法和系統(tǒng)。更具體地說，本發(fā)明涉及一種利用TDD方案和OFDM調(diào)制方案產(chǎn)生用于在移動(dòng)電信網(wǎng)絡(luò)的RF轉(zhuǎn)發(fā)器中分離發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)的切換定時(shí)信號(hào)的方法和系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)在從接入點(diǎn)(在下文中稱為“AP”)發(fā)送的RF信號(hào)被發(fā)送到RF轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)將從RF轉(zhuǎn)發(fā)器的耦合器中提取的一部分RF信號(hào)發(fā)送到切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路，通過將在切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路中產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)和從耦合器中提取的RF信號(hào)相互關(guān)聯(lián)來定位RF信號(hào)的幀起始位置，并且在基于幀起始位置利用AP的幀標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算出包括在RF信號(hào)中的下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)并將利用其產(chǎn)生的切換定時(shí)信號(hào)發(fā)送到RF轉(zhuǎn)發(fā)器的開關(guān)(switch)時(shí)，能夠通過在開關(guān)中利用切換定時(shí)信號(hào)來區(qū)分下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)地發(fā)送RF信號(hào)。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)、電子和通信技術(shù)跳躍式的發(fā)展，出現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)。最基本的無線通信業(yè)務(wù)是通過無線方案向移動(dòng)通信終端的用戶提供語音通信的無線語音通信業(yè)務(wù)，其具有不管時(shí)間和地點(diǎn)都能提供業(yè)務(wù)的特性。此外，除了通過提供消息業(yè)務(wù)來補(bǔ)充語音通信業(yè)務(wù)之外，近來還興起無線互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，該業(yè)務(wù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)向移動(dòng)通信終端的用戶提供互聯(lián)網(wǎng)通信業(yè)務(wù)。
這里，不僅針對(duì)語音業(yè)務(wù)而且還針對(duì)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)(諸如電路數(shù)據(jù)、分組數(shù)據(jù)等)的多媒體通信業(yè)務(wù)開發(fā)了由碼分多址(在下文中稱為“CDMA”)移動(dòng)通信系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)。
此外，近來，隨著信息和通信的發(fā)展，國際移動(dòng)電信2000(在下文中稱為IMT-2000，其是3G移動(dòng)通信系統(tǒng))已被商業(yè)化。IMT-2000是作為CDMA 2000 1x、3x、EV-DO、WCDMA(寬帶CDMA)等的業(yè)務(wù)，并且通過利用從現(xiàn)有的IS-95A和IS-95B網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來的IS-95C網(wǎng)絡(luò)，可以以比IS-95A和IS-95B網(wǎng)絡(luò)所支持的14.4Kbps或56Kbps的數(shù)據(jù)傳輸率快得多的超過144Kbps的傳輸率提供無線互聯(lián)網(wǎng)。具體地說，如果使用IMT-2000業(yè)務(wù)，可以以快得多的速率提供各種多媒體業(yè)務(wù)(例如AOD、VOD等)，并且可提高現(xiàn)有的語音和WAP業(yè)務(wù)質(zhì)量。
然而，由于建設(shè)基站的高成本，在現(xiàn)有的移動(dòng)通信系統(tǒng)中的使用費(fèi)較高。此外，由于移動(dòng)通信終端的屏幕尺寸小，提供非常高速的無線互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)存在限制，例如使用內(nèi)容的限制。此外，由于無線電波干擾和無線局域網(wǎng)(在下文中稱為WLAN)的使用范圍窄的問題，提供公共業(yè)務(wù)存在限制。因此，為了保證便攜性和可移動(dòng)性并且以較低收費(fèi)提供非常高速的無線互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，出現(xiàn)了這樣的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，該技術(shù)使用TDD方案作為雙工方案并且使用OFDM方案作為調(diào)制方案。
這里，TDD方案是在同一頻帶上適時(shí)地依次分配上行鏈路和下行鏈路的雙向傳輸方案。TDD方案具有比將兩個(gè)不同的頻率分配給上行鏈路和下行鏈路的頻分雙工(在下文中稱為FDD)方案更高的效率，并且具有適于發(fā)送非對(duì)稱或突發(fā)應(yīng)用的特性。
這里，OFDM方案是被采納作為無線LAN(802.11g，a)、W-MAN(802.16)、數(shù)字廣播、VDSL等的標(biāo)準(zhǔn)的下一代通信方案，并且是提高了單位帶寬的傳輸速度并防止多徑干擾的數(shù)字調(diào)制方案。OFDM的最大特性是子載波之間是正交的。即，可具有在多徑衰落方面的出色特性，并且通過考慮特定子載波的信噪比來調(diào)整與各子載波相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸率，可以大大改進(jìn)傳輸內(nèi)容。此外，因?yàn)镺FDM方案僅對(duì)某些子載波有影響，所以O(shè)FDM方案具有強(qiáng)的窄帶干擾特性。
然而，OFDM方案具有對(duì)載波的頻率偏移和相位噪聲敏感的特性，這成為影響正交性的安全的主要原因，即，使系統(tǒng)能力劣化，與單載波調(diào)制之一相比具有相對(duì)較高的平均功率對(duì)最大功率的比，并且降低RF功率放大器的功率效率?？梢钥朔捎诙鄰叫诺蓝鸬拇a元(symbol)間的干擾，但當(dāng)特定子信道的衰減嚴(yán)重時(shí)則無法重建發(fā)送到該子信道的信號(hào)。為了防止這種情況，可以利用被稱為編碼OFDM(在下文中稱為“COFDM”)的糾錯(cuò)碼來解決該問題。這里，可以使用塊碼(諸如里德-所羅門(Reed-Solomon)碼)和卷積碼兩者作為糾錯(cuò)碼，并且也利用耦合這兩種碼的連接碼、turbo碼等。
存在作為代表性的便攜式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速便攜式互聯(lián)網(wǎng)(在下文中稱為“HPi”)系統(tǒng)。HPi系統(tǒng)是電信技術(shù)協(xié)會(huì)(在下文中稱為“TTA”)協(xié)同三星電子有限公司以及電子和電信研究院(在下文中稱為“ETRI”)開發(fā)的下一代無線互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
HPi系統(tǒng)使用2.3GHz的頻帶，并且如上所述，使用TDD作為雙工方案以及使用OFDM作為調(diào)制方案。此外，HPi系統(tǒng)提供60Km/h的可移動(dòng)性，并且考慮到下行鏈路傳輸速度為24.8Mbps，而上行鏈路傳輸速度為5.2Mbps，所以HPi系統(tǒng)是具有上行鏈路和下行鏈路非對(duì)稱傳輸特性的無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)。
圖1是示意性地示出了HPi系統(tǒng)的圖。
如圖1所示，HPi系統(tǒng)可包括接入終端100(在下文中稱為“AT”)、接入點(diǎn)110(在下文中稱為“AP”)、分組接入路由器120(在下文中稱為“PAR”)、分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)130(在下文中稱為“PDSN”)、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)140(在下文中稱為“PDGN”)、認(rèn)證授權(quán)計(jì)費(fèi)150(在下文中稱為“AAA”)、IP網(wǎng)絡(luò)160和互聯(lián)網(wǎng)170。
這里，AT 100指的是通過與HPi系統(tǒng)連接而使用非常高速的無線互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的移動(dòng)通信終端，并且具有低功率射頻(在下文中稱為“RF”)/中頻(在下文中稱為“IF”)模塊和控制器功能、取決于業(yè)務(wù)特性和無線電波環(huán)境的介質(zhì)訪問控制(在下文中稱為“MAC”)幀可變控制功能、切換(handover)功能、認(rèn)證和加密功能等。
AP 110將從作為HPi系統(tǒng)的基站的PAR 120接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，并且具有低功率RF/IF模塊和控制器功能、OFDMA/TDD分組調(diào)度和信道復(fù)用功能、取決于業(yè)務(wù)特性和無線電波環(huán)境的MAC幀可變控制功能、50Mbps的高速通信實(shí)時(shí)控制功能、切換功能等。
此外，AT 100和AP 110具有用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)?0Mbps分組傳輸調(diào)制解調(diào)功能、高分組信道編碼功能、實(shí)時(shí)調(diào)制解調(diào)器控制功能等。
PAR 120是接納多個(gè)AP 110的分組接入路由器，具有AP 100的切換控制功能、PAR 120的切換控制功能、分組路由功能、互聯(lián)網(wǎng)連接功能等，并且還與IP網(wǎng)絡(luò)連接。
PDSN 130通過IP網(wǎng)絡(luò)160對(duì)外部分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)器(諸如互聯(lián)網(wǎng)170等)和基站之間的分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收進(jìn)行中繼，并且對(duì)包括AT 100的移動(dòng)通信終端的位置信息數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。
PDGN 140進(jìn)行路由，其追蹤然后與互聯(lián)網(wǎng)170等的外部分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)器連接。此外，AAA 150與PDSN 130鏈接，對(duì)AT 100所使用的分組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)費(fèi)，并對(duì)與AP 100的連接進(jìn)行認(rèn)證。
IP網(wǎng)絡(luò)160與PDSN 130、PDGN 140和AAA 150連接，然后將從外部分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)器(諸如互聯(lián)網(wǎng)170等)接收到的分組數(shù)據(jù)發(fā)送到AP 100。
同時(shí)，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，通常使用頻率重用概念將移動(dòng)通信業(yè)務(wù)區(qū)分成多個(gè)小區(qū)以擴(kuò)展移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，基站(在下文中稱為“BS”)被安裝在各小區(qū)的中心附近以處理移動(dòng)通信業(yè)務(wù)。這里，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度或數(shù)據(jù)通信量來設(shè)置小區(qū)比。即，在通信量大的市中心將小區(qū)比設(shè)置得小，而在數(shù)據(jù)通信量相對(duì)較少的郊區(qū)將小區(qū)比設(shè)置得大，從而通信量不應(yīng)超過處理對(duì)應(yīng)的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的無線BS的處理容量(treatmentcontent)。
無線電波有陰影區(qū)，諸如地下室、建筑內(nèi)部、隧道等，盡管進(jìn)行了根據(jù)頻率重用概念或通信量等來控制小區(qū)比的這些努力來支持更好的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，但是無線電波仍然難以到達(dá)陰影區(qū)。這會(huì)引起由于裝備多個(gè)新基站來解決無線電波的陰影區(qū)中無線電波陰影而引起的小區(qū)建設(shè)的不期望的結(jié)果以及由于裝備花費(fèi)、安裝花費(fèi)以及維護(hù)和修理花費(fèi)等引起的經(jīng)濟(jì)效率弱化。
為了解決上述問題，可以在這些無線電波陰影區(qū)中提供使用轉(zhuǎn)發(fā)器的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)。轉(zhuǎn)發(fā)器將放大以到達(dá)無線電波陰影區(qū)的信號(hào)發(fā)送到這些無線電波陰影區(qū)，并將放大并濾波以到達(dá)基站的終端信號(hào)發(fā)送到基站，以解決無線電波的陰影問題。
同時(shí)，為了在基站和終端之間發(fā)送和接收無線信號(hào)，轉(zhuǎn)發(fā)器能夠區(qū)分上行鏈路信號(hào)與下行鏈路信號(hào)。當(dāng)使用FDD方案時(shí)，移動(dòng)通信系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)器通過使用雙工必然可區(qū)分上行鏈路信號(hào)和下行鏈路信號(hào)。然而，當(dāng)像HPi系統(tǒng)等一樣使用TDD方案時(shí)，因?yàn)槭褂孟嗤念l率來區(qū)分上行鏈路信號(hào)和下行鏈路信號(hào)，所以無法使用雙工來區(qū)分上行鏈路信號(hào)和下行鏈路信號(hào)。因此，使用TDD方案的轉(zhuǎn)發(fā)器能夠通過使用開關(guān)來區(qū)分上行鏈路信號(hào)和下行鏈路信號(hào)，并選擇性地提供各信號(hào)的路徑。為了這樣做，需要控制信號(hào)以確切地區(qū)分下行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)和上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)以及通過根據(jù)各個(gè)信號(hào)來控制開關(guān)的路徑從而改變轉(zhuǎn)換路徑。
然而，RF轉(zhuǎn)發(fā)器因?yàn)椴荒軓臒o線型基站接收用于區(qū)分下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)的發(fā)送定時(shí)數(shù)據(jù)，所以無法根據(jù)各個(gè)信號(hào)來控制開關(guān)。即，在TDD方案的移動(dòng)通信系統(tǒng)中無法使用RF轉(zhuǎn)發(fā)器。因此，需要這樣的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)可以在RF轉(zhuǎn)發(fā)器自身中區(qū)分下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)，并且產(chǎn)生用于選擇性地提供各個(gè)信號(hào)的路徑的切換定時(shí)信號(hào)，從而即使在TDD方案的移動(dòng)通信系統(tǒng)中也可以使用RF轉(zhuǎn)發(fā)器。

發(fā)明內(nèi)容
因此，考慮到上述問題而作出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種利用時(shí)分雙工(在下文中稱為“TDD”)方案和正交頻分復(fù)用(在下文中稱為“OFDM”)調(diào)制方案產(chǎn)生用于在移動(dòng)電信網(wǎng)絡(luò)的RF轉(zhuǎn)發(fā)器中分離發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)的切換定時(shí)信號(hào)的方法和系統(tǒng)。更具體地說，本發(fā)明涉及一種利用TDD方案和OFDM調(diào)制方案產(chǎn)生用于在移動(dòng)電信網(wǎng)絡(luò)的RF轉(zhuǎn)發(fā)器中分離發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)的切換定時(shí)信號(hào)的方法和系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)在從接入點(diǎn)(在下文中稱為“AP”)發(fā)送的RF信號(hào)被發(fā)送到RF轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)，將從RF轉(zhuǎn)發(fā)器的耦合器中提取的一部分RF信號(hào)發(fā)送到切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路，通過將在切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路中產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)和從耦合器中提取的RF信號(hào)相互關(guān)聯(lián)來定位RF信號(hào)的幀起始位置，并且在基于幀起始位置利用AP的幀標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算出包括在RF信號(hào)中的下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)并利用其將產(chǎn)生的切換定時(shí)信號(hào)發(fā)送到RF轉(zhuǎn)發(fā)器的開關(guān)時(shí)，能夠通過在開關(guān)中利用切換定時(shí)信號(hào)來區(qū)分下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)地發(fā)送RF信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種產(chǎn)生用于在移動(dòng)通信系統(tǒng)的RF轉(zhuǎn)發(fā)器中分離發(fā)送信號(hào)的切換定時(shí)信號(hào)的方法，所述移動(dòng)通信系統(tǒng)包括基于TDD方案和OFDM調(diào)制方案運(yùn)行的AP(接入點(diǎn))、AT(接入終端)和RF轉(zhuǎn)發(fā)器，所述方法包括以下步驟(a)從所述AP接收RF信號(hào)，在所述RF轉(zhuǎn)發(fā)器的耦合器中提取所述RF信號(hào)的一部分，并將所述RF信號(hào)的該部分發(fā)送到切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路；(b)將從所述耦合器提取的所述RF信號(hào)與在所述切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路中產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)相互關(guān)聯(lián)；(c)通過分析相互關(guān)聯(lián)結(jié)果值，確定所述RF信號(hào)的幀起始位置；(d)基于所述幀起始位置，計(jì)算包括在所述RF信號(hào)中的下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)；(e)利用所述下行鏈路信號(hào)和所述上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)信息產(chǎn)生所述切換定時(shí)信號(hào)，并將所述切換定時(shí)信號(hào)發(fā)送到所述RF轉(zhuǎn)發(fā)器的開關(guān)；以及(f)通過利用所述切換定時(shí)信號(hào)來控制所述開關(guān)以分別發(fā)送所述下行鏈路信號(hào)和所述上行鏈路信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種RF轉(zhuǎn)發(fā)器，用于將在AP(接入點(diǎn))和AT(接入終端)之間發(fā)送的RF信號(hào)分離為在采用TDD方案和OFDM調(diào)制方案的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中使用的下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)，所述RF轉(zhuǎn)發(fā)器包括帶通濾波器(在下文中稱為“BPF”)，用于讓在對(duì)所述AP和所述AT之間發(fā)送的所述RF信號(hào)進(jìn)行發(fā)送時(shí)使用的頻帶的信號(hào)分量通過，但是阻擋未使用的頻帶的信號(hào)分量；低噪聲放大器(在下文中稱為“LNA”)，用于減小所述RF信號(hào)的噪聲分量，同時(shí)放大信號(hào)分量；衰減器，用于調(diào)節(jié)被放大的信號(hào)的信號(hào)電平；高功率放大器(在下文中稱為“HPA”)，用于將從所述衰減器接收的受控信號(hào)放大到可以通過空氣進(jìn)行發(fā)送的有效功率電平；開關(guān)，用于通過利用切換定時(shí)信號(hào)將所述RF信號(hào)分離為所述下行鏈路信號(hào)和所述上行鏈路信號(hào)；和切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路，用于提取所述RF信號(hào)的一部分，將所提取的RF信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)相互關(guān)聯(lián)，通過分析相互關(guān)聯(lián)結(jié)果值來確定所提取的RF信號(hào)的幀起始位置，基于所述幀起始位置計(jì)算所述下行鏈路信號(hào)和所述上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)，通過利用所述下行鏈路信號(hào)和所述上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)信息來產(chǎn)生所述切換定時(shí)信號(hào)，并將所述切換定時(shí)信號(hào)發(fā)送到所述開關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生切換定時(shí)信號(hào)，所述切換定時(shí)信號(hào)在RF轉(zhuǎn)發(fā)器中將從AP和AT接收的RF信號(hào)分離為在采用TDD方案和OFDM調(diào)制方案的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中使用的下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)，所述切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路包括分配器，用于接收來自包括在所述RF轉(zhuǎn)發(fā)器中的耦合器的作為所述RF信號(hào)的一部分而提取的提取RF信號(hào)；電平檢測器，用于測量從所述分配器接收的所述提取出的RF信號(hào)的電平；可變?cè)鲆娣糯笃?在下文中稱為“VGA”)，用于接收在所述電平檢測器處測得的電平值，并產(chǎn)生所述提取出的RF信號(hào)的所述電平；對(duì)數(shù)標(biāo)度放大器，用于將所述提取出的RF信號(hào)的變化從線性標(biāo)度轉(zhuǎn)換為分貝(dB)標(biāo)度；脈沖產(chǎn)生器，通過使用從所述對(duì)數(shù)標(biāo)度放大器接收的所述提取出的RF信號(hào)，產(chǎn)生脈沖波形信號(hào)；基準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生在確定所述提取出的RF信號(hào)的幀起始位置時(shí)使用的基準(zhǔn)脈沖波形信號(hào)；比較器，用于使從所述脈沖產(chǎn)生器接收的所述脈沖波形信號(hào)與從所述基準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生器接收的所述基準(zhǔn)脈沖波形信號(hào)相互關(guān)聯(lián)；定時(shí)控制器，用于通過分析相互關(guān)聯(lián)的結(jié)果值來確定所述提取出的RF信號(hào)的幀起始位置，基于所述幀起始位置計(jì)算所述下行鏈路信號(hào)和所述上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)，并利用所述下行鏈路信號(hào)和所述上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)信息來產(chǎn)生切換定時(shí)信號(hào)，以及將所述切換定時(shí)信號(hào)發(fā)送到所述RF轉(zhuǎn)發(fā)器的開關(guān)；和相位調(diào)諧電路，用于接收在所述脈沖產(chǎn)生器中產(chǎn)生的所述脈沖波形信號(hào)的相位信息，并調(diào)諧所述基準(zhǔn)脈沖波形信號(hào)的相位。


根據(jù)下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的前述和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見，在附圖中圖1是示意性地示出了HPi系統(tǒng)的圖；圖2是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的RF轉(zhuǎn)發(fā)器的結(jié)構(gòu)的圖；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路的結(jié)構(gòu)的圖；圖4是示出了使用TDD方案和OFDM調(diào)制方案來發(fā)送和接收信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)的圖；圖5是示出了在圖4的數(shù)據(jù)碼元中存在數(shù)據(jù)的概率為10％時(shí)的信號(hào)波形的示例畫面；圖6是示出了在RF轉(zhuǎn)發(fā)器中用于相互關(guān)聯(lián)的基準(zhǔn)信號(hào)的波形的示例畫面；圖7是示出了使圖5和圖6所示的信號(hào)相互關(guān)聯(lián)而得到的信號(hào)輸出的波形的示例畫面；以及圖8是示出了用于在根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的利用TDD方案和OFDM調(diào)制方案的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的RF轉(zhuǎn)發(fā)器中分離發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)的切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在其它圖中使用相同的標(biāo)號(hào)來指示與已示出的部件相同的部件。在對(duì)本發(fā)明的以下描述中，當(dāng)對(duì)在此包括的已知結(jié)構(gòu)和功能的詳細(xì)描述會(huì)使本發(fā)明的主題更為模糊時(shí)，將省略該詳細(xì)描述。
圖2是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的RF轉(zhuǎn)發(fā)器的結(jié)構(gòu)的圖。
本發(fā)明的RF轉(zhuǎn)發(fā)器200由于使用TDD方案，通過對(duì)相同的頻率進(jìn)行時(shí)間劃分并且區(qū)分下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)而使得兩個(gè)鏈路的通信都可進(jìn)行，從而使得RF轉(zhuǎn)發(fā)器可以在AT 100和AP 110之間通過使用相同的頻率來發(fā)送RF信號(hào)。
如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的RF轉(zhuǎn)發(fā)器200可以包括以下內(nèi)部構(gòu)件施主(donor)天線205、帶通濾波器210(在下文中稱為“BPF”)、耦合器215、開關(guān)220和240、低噪聲放大器225、250(在下文中稱為“LNA”)、衰減器230和255、高功率放大器235和260(在下文中稱為“HPA”)、遠(yuǎn)程天線245、切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路265等。
將如下具體描述使用上述RF轉(zhuǎn)發(fā)器200的構(gòu)件在正向和反向信道中進(jìn)行的信號(hào)發(fā)送處理。
在正向信道中，通過施主天線205將從AP 110接收到的RF信號(hào)發(fā)送到BPF 210。BPF 210僅允許用于在AP 110和AT 100之間發(fā)送信號(hào)的頻帶的信號(hào)通過，阻擋其它頻帶的信號(hào)分量，然后將其發(fā)送到開關(guān)220。這里，因?yàn)楫?dāng)本發(fā)明的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是HPi系統(tǒng)時(shí)使用2.3GHz的頻帶，所以在BPF 210中僅允許該頻帶的信號(hào)通過，而阻擋其它頻帶的信號(hào)分量。
開關(guān)220將接收到的RF信號(hào)發(fā)送到LNA 225。此外，LNA 225減小該RF信號(hào)的噪聲分量，將信號(hào)分量放大，并將其發(fā)送到衰減器230。此外，衰減器230調(diào)節(jié)信號(hào)電平，并將其發(fā)送到HPA 235。這里，HPA 235將該RF信號(hào)放大到有效功率以使其通過空氣發(fā)送到開關(guān)240。開關(guān)240通過遠(yuǎn)程天線245將該RF信號(hào)發(fā)射到AT 100。
在反向信道中，當(dāng)通過遠(yuǎn)程天線從AT 100接收到RF信號(hào)時(shí)，開關(guān)240將該RF信號(hào)發(fā)送到LNA 250。此外，LNA 250減小該RF信號(hào)的噪聲分量，將信號(hào)分量放大，并將其發(fā)送到衰減器255。此外，衰減器255調(diào)節(jié)信號(hào)電平，并將其發(fā)送到HPA 260。這里，HPA 260將該RF信號(hào)放大到有效功率以使其通過空氣發(fā)送到開關(guān)220。
開關(guān)240將所發(fā)送的RF信號(hào)發(fā)送到BPF 210。此外，BPF 210僅允許發(fā)送頻帶的信號(hào)通過，阻擋其它頻帶的信號(hào)，并通過施主天線205發(fā)射該RF信號(hào)。
同時(shí)，耦合器位于BPF 210和開關(guān)220之間，提取從BPF 210發(fā)送到開關(guān)220的一部分RF信號(hào)，并將其發(fā)送到切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路265。這里，切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路265分析所提取的RF信號(hào)，產(chǎn)生發(fā)送該RF信號(hào)的切換定時(shí)信號(hào)，并將其發(fā)送到開關(guān)220。
切換定時(shí)信號(hào)區(qū)分包括在RF信號(hào)中的下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)，然后當(dāng)接收到下行鏈路信號(hào)時(shí)，對(duì)開關(guān)220和240進(jìn)行控制以使得經(jīng)由RF轉(zhuǎn)發(fā)器的LNA 225、衰減器230、HPA 235通過遠(yuǎn)程天線245發(fā)射下行鏈路信號(hào)，而當(dāng)接收到上行鏈路信號(hào)時(shí)，對(duì)開關(guān)220和240進(jìn)行控制以使得經(jīng)由RF轉(zhuǎn)發(fā)器的LNA 225、衰減器230、HPA 235通過施主天線245發(fā)射上行鏈路信號(hào)。
同時(shí)，切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路265可以如上所述地是RF轉(zhuǎn)發(fā)器200的內(nèi)部構(gòu)件，也可以作為獨(dú)立于RF轉(zhuǎn)發(fā)器200的裝置產(chǎn)生切換定時(shí)信號(hào)，然后與RF轉(zhuǎn)發(fā)器200連接，以提供開關(guān)220和240產(chǎn)生。
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路的結(jié)構(gòu)的圖。
如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路265可包括以下內(nèi)部構(gòu)件分配器300、電平檢測器310、VGA(可變?cè)鲆娣糯笃?320、對(duì)數(shù)標(biāo)度(log-scale)放大器330、脈沖產(chǎn)生器340、比較器350、基準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生器360、相位調(diào)諧電路370、定時(shí)控制器380等。
將如下具體描述使用上述切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路265的構(gòu)件來產(chǎn)生切換定時(shí)信號(hào)的處理。
RF轉(zhuǎn)發(fā)器200的耦合器215提取一部分RF信號(hào)，并將其發(fā)送到分配器300。分配器300進(jìn)一步將該發(fā)送RF信號(hào)分離進(jìn)入電平檢測器310和VGA 320。此外，電平檢測器310測量信號(hào)的電平并將其發(fā)送到VGA320。然后，VGA 320接收到在電平檢測器310中測得的電平值，并一直將VGA 320的輸出信號(hào)保持在穩(wěn)定的電平。對(duì)數(shù)標(biāo)度放大器330使從VGA 320接收的信號(hào)的變化量(variation volume)從線性標(biāo)度改變?yōu)榉重?dB)標(biāo)度，然后將其發(fā)送到脈沖產(chǎn)生器340。這里，脈沖產(chǎn)生器340利用所接收的信號(hào)產(chǎn)生脈沖波形信號(hào)，并將其發(fā)送到比較器350。
基準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生器360產(chǎn)生用于在關(guān)聯(lián)了在脈沖產(chǎn)生器中產(chǎn)生的脈沖波形信號(hào)之后確定RF信號(hào)的幀起始位置的基準(zhǔn)脈沖波形信號(hào)，并將其發(fā)送到比較器350。比較器350對(duì)從脈沖產(chǎn)生器接收的信號(hào)和從基準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生器接收的信號(hào)之一的相關(guān)程度進(jìn)行比較。即，比較器350使這兩個(gè)信號(hào)相互關(guān)聯(lián)，并將結(jié)果值發(fā)送到定時(shí)控制器380。
定時(shí)控制器380通過分析接收到的結(jié)果值來確定提取的信號(hào)的幀起始位置，并且基于檢測到的幀起始位置計(jì)算下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)。這里，定時(shí)控制器380具有下述RF信號(hào)幀結(jié)構(gòu)的信息，并且在檢測RF信號(hào)的幀位置時(shí)通過使用幀結(jié)構(gòu)的信息來計(jì)算包括在RF信號(hào)中的下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)。
定時(shí)控制器380利用計(jì)算出的下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)信息來產(chǎn)生切換定時(shí)信號(hào)，并將其發(fā)送到開關(guān)220和240。相位調(diào)諧電路370接收在脈沖產(chǎn)生器340中產(chǎn)生的脈沖波形的相位信息，并且調(diào)諧基準(zhǔn)脈沖波形的相位。
當(dāng)在切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路265中通過上述處理產(chǎn)生切換定時(shí)信號(hào)并發(fā)送到開關(guān)220和240時(shí)，如圖2的圖例所示，切換定時(shí)能夠?qū)拈_關(guān)220和240接收的RF信號(hào)分離成下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)，根據(jù)其調(diào)節(jié)短接電路(short circuit)，并選擇性地向各個(gè)路徑提供下行鏈路信號(hào)或上行鏈路信號(hào)。
圖4是示出了使用TDD方案和OFDM調(diào)制方案來發(fā)送和接收信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)的圖。
將針對(duì)Hpi系統(tǒng)描述使用下述TDD方案和OFDM調(diào)制方案時(shí)的發(fā)送信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)。
在HPi系統(tǒng)中的單個(gè)幀具有5毫秒的長度，并且包括下行鏈路幀、上行鏈路幀、Tx/Rx轉(zhuǎn)換間隔(在下文中稱為“TTG”)、Rx/Tx轉(zhuǎn)換間隔(在下文中稱為“RTG”)等。
這里，下行鏈路幀是從AP 110通過RF轉(zhuǎn)發(fā)器200發(fā)送到AT 100的下行鏈路信號(hào)的幀，而上行鏈路幀是從AT 100通過RF轉(zhuǎn)發(fā)器200發(fā)送到AP 110的上行鏈路信號(hào)的幀。TTG和RTG是分隔上行鏈路和下行鏈路的發(fā)送時(shí)間的保護(hù)時(shí)間，在該間隔內(nèi)，不允許在AP 110和AT 100處發(fā)送包括數(shù)據(jù)的有效信號(hào)。TTG被定義為下行鏈路幀和在其之后發(fā)送的上行鏈路幀之間的間隔，在該間隔內(nèi)，AP 110變?yōu)榻邮丈闲墟溌沸盘?hào)的模式，而AT 100變?yōu)榘l(fā)送上行鏈路信號(hào)的模式。RTG被稱為上行鏈路幀和在其之后發(fā)送的下行鏈路幀之間的間隔，在該間隔內(nèi)，AP 110變?yōu)榘l(fā)送下行鏈路信號(hào)的模式，而AT 100變?yōu)榘l(fā)送下行鏈路信號(hào)的模式。
構(gòu)成HPi系統(tǒng)中的幀的下行鏈路幀和上行鏈路幀包括多個(gè)OFDM碼元。此外，OFDM碼元包括數(shù)據(jù)碼元、導(dǎo)頻碼元和前同步信號(hào)(preamble)。這里，數(shù)據(jù)碼元被稱為發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔，并以將與有效碼元時(shí)間間隔(Tb)之中的最后一個(gè)Tg一樣長的時(shí)間間隔(CP時(shí)間間隔)放置在有效碼元時(shí)間間隔之前的整個(gè)時(shí)間間隔作為數(shù)據(jù)碼元的時(shí)間間隔。將數(shù)據(jù)碼元的時(shí)間間隔設(shè)置為CP時(shí)間間隔和有效碼元時(shí)間間隔之和的原因是為了使用OFDM方案收集多徑信號(hào)并保持子載波之間的正交性。
這里，與數(shù)據(jù)碼元一樣，前同步信號(hào)具有Ts的時(shí)間間隔，其為用于通過表示開始發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)而使發(fā)送定時(shí)同步的信號(hào)。導(dǎo)頻碼元具有Tp(＝Tb/2+Tg)的時(shí)間間隔，并可用于通過被插入到數(shù)據(jù)碼元中而推測通信信道是上行鏈路還是下行鏈路。
包括下行鏈路幀和上行鏈路幀的數(shù)據(jù)碼元比能夠支持包括圖4所示的16∶6和13∶9的兩種結(jié)構(gòu)。在圖4中，(a)示出了當(dāng)下行鏈路幀和上行鏈路幀的數(shù)據(jù)碼元比為16∶6的幀結(jié)構(gòu)，(b)示出了當(dāng)下行鏈路針和上行鏈路幀的數(shù)據(jù)碼元比為13∶9的幀結(jié)構(gòu)。
在下行鏈路幀的情況下，下行鏈路幀的第一個(gè)OFDM碼元是前同步信號(hào)，每隔三個(gè)數(shù)據(jù)碼元插入一個(gè)導(dǎo)頻碼元，并且上行鏈路幀包括數(shù)據(jù)碼元。此外，上行鏈路幀僅包括數(shù)據(jù)碼元。如上所述，下行鏈路幀和上行鏈路幀之間的時(shí)間間隔包括用于分隔上行鏈路/下行鏈路發(fā)送時(shí)間的TTG和RTG。TTG和RTG為與采樣頻率(Fs)相對(duì)應(yīng)的周期的整數(shù)倍。
表1示出了圖4中示出的下行鏈路幀和上行鏈路幀的個(gè)體碼元位置。


表1的數(shù)字對(duì)應(yīng)于在圖4所示的幀之中的各碼元中指定的碼元數(shù)量。此外，用于發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間量度的資源分配由括號(hào)內(nèi)的碼元單元組成。
表2示出了圖4所示的幀結(jié)構(gòu)的物理系數(shù)。


圖4所示的幀具有像表2一樣的物理系數(shù)，當(dāng)累加上行鏈路幀和下行鏈路幀的碼元以及TTG和RTG的時(shí)間間隔時(shí)，各幀具有上述5毫秒的長度。
同時(shí)，如上所述，幀中的上行鏈路幀和下行鏈路幀能夠具有非對(duì)稱結(jié)構(gòu)。在下行鏈路幀中，當(dāng)使用通知開始發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)的前同步信號(hào)和確定信道的導(dǎo)頻碼元時(shí)，可以僅使用前同步信號(hào)而不使用導(dǎo)頻碼元。此外，在上行鏈路和下行鏈路的數(shù)據(jù)碼元中，根據(jù)通信信道的狀況，可能存在信號(hào)或者可能不存在信號(hào)。
切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路265在接收到具有上述幀結(jié)構(gòu)的信號(hào)之后通過確定下行鏈路幀和上行鏈路幀的起始位置來產(chǎn)生切換定時(shí)信號(hào)。
圖5是示出了在圖4的數(shù)據(jù)碼元中存在數(shù)據(jù)的概率為10％時(shí)的信號(hào)波形的示例畫面。此外，圖6是示出了在RF轉(zhuǎn)發(fā)器中用于相互關(guān)聯(lián)的基準(zhǔn)信號(hào)的波形的示例畫面。此外，圖7是示出了使圖5和圖6所示的信號(hào)相互關(guān)聯(lián)而得到的信號(hào)輸出的波形的示例畫面。
當(dāng)圖5所示的信號(hào)從AP 110發(fā)送到RF轉(zhuǎn)發(fā)器200時(shí)，RF 200的耦合器215提取一部分信號(hào)并將其發(fā)送到切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路265。切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路產(chǎn)生圖6所示的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。圖7所示的信號(hào)波形是在將該標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和圖5所示的接收信號(hào)相互關(guān)聯(lián)時(shí)得到的。
這里，因?yàn)閳D5所示的接收信號(hào)具有從0秒到0.015秒的信號(hào)部分，所以在存在接收信號(hào)的信號(hào)間隔內(nèi)，圖6所示的基準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)值從0秒到0.015秒進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)從而為“1”。
同時(shí)，因?yàn)槿鐖D4所示，幀中的一個(gè)從前同步信號(hào)開始，所以通過識(shí)別前同步信號(hào)的位置可以知道幀起始點(diǎn)。
因?yàn)榍巴叫盘?hào)不是數(shù)據(jù)碼元，而是用以通過表示數(shù)據(jù)碼元的起始時(shí)間點(diǎn)而使發(fā)送定時(shí)同步的信號(hào)，所以前同步信號(hào)由連續(xù)的“1”這種簡單形式組成。即，當(dāng)將圖5所示的接收信號(hào)與圖6所示的基準(zhǔn)信號(hào)相互關(guān)聯(lián)時(shí)，前同步信號(hào)部分中的基準(zhǔn)信號(hào)等于信號(hào)值，因此，在前同步信號(hào)所處的時(shí)間點(diǎn)處結(jié)果值變?yōu)樽畲笾?，該位置成為各幀的起始位置。結(jié)果，在圖7所示的信號(hào)波形中最大值的位置成為幀的起始位置。
如圖4所示，因?yàn)橐呀?jīng)預(yù)先定義了包括上行鏈路幀和下行鏈路幀的幀結(jié)構(gòu)，所以當(dāng)知道幀的起始位置時(shí)，可以通過計(jì)算在幀的各碼元中設(shè)置的時(shí)間間隔來計(jì)算下行鏈路幀和上行鏈路幀的起始點(diǎn)。即，因?yàn)閹瑥南滦墟溌凡糠珠_始，所以幀的起始點(diǎn)成為下行鏈路幀的起始點(diǎn)。此外，將TTG與下行鏈路幀的時(shí)間間隔相加的位置成為上行鏈路幀的起始點(diǎn)。因此，在圖7的波形中具有最大值的0.005秒、0.01秒和0.015秒分別成為各幀的起始點(diǎn)。此外，基于該方法計(jì)算出的上行鏈路幀和下行鏈路幀的起始點(diǎn)稱為上行鏈路信號(hào)和下行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)。
切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路265通過基于下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)產(chǎn)生切換定時(shí)信號(hào)來控制開關(guān)。結(jié)果，可以在RF轉(zhuǎn)發(fā)器200中區(qū)分下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)，并提供各信號(hào)的發(fā)送路徑。
同時(shí)，因?yàn)橐粋€(gè)幀是從前同步信號(hào)開始的，所以即使僅使用前同步信號(hào)，而不改變構(gòu)成上行鏈路幀和下行鏈路幀的數(shù)據(jù)碼元的比率并且使用導(dǎo)頻碼元，仍可通過區(qū)分下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)來產(chǎn)生切換定時(shí)信號(hào)，相互關(guān)聯(lián)的結(jié)果值在前同步信號(hào)所處的時(shí)間間隔處變得最大，然后就可以如上所述地知道幀的起始位置。
圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的利用TDD方案和OFDM調(diào)制方案在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的RF轉(zhuǎn)發(fā)器中用于分離發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)的切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生處理的流程圖。
如圖8所示，RF轉(zhuǎn)發(fā)器200通過施主天線205接收從AP 110發(fā)送的RF信號(hào)(S800)。RF轉(zhuǎn)發(fā)器的BPF 210僅讓所發(fā)送的RF信號(hào)中發(fā)送頻帶的信號(hào)通過，并在消除其他頻帶的信號(hào)分量之后將其發(fā)送到開關(guān)220。即，位于RF轉(zhuǎn)發(fā)器200的BPF 210和開關(guān)220之間的耦合器215提取一部分RF信號(hào)，并將其發(fā)送到切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路265。切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路265將從耦合器215發(fā)送的信號(hào)與在切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路265的基準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生器中產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)相互關(guān)聯(lián)(S804)。作為相互關(guān)聯(lián)的結(jié)果，因?yàn)楸硎静ㄐ沃械淖畲笾档奈恢贸蔀閹钠鹗嘉恢?，所以通過利用相互關(guān)聯(lián)的結(jié)果來分析波形，可以確定幀的起始位置(S806)。
因?yàn)槿鐖D4所示預(yù)先定義了使用TDD方案和OFDM調(diào)制方案的信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)，所以切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路265基于幀起始點(diǎn)來計(jì)算包括在RF信號(hào)中的下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)(S808)。當(dāng)利用該方法計(jì)算出下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)時(shí)，切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路265產(chǎn)生用于區(qū)分下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)的切換定時(shí)信號(hào)，并將其發(fā)送到開關(guān)220和240(S810)。當(dāng)將切換定時(shí)信號(hào)發(fā)送到開關(guān)220、240時(shí)，開關(guān)220和240利用切換定時(shí)信號(hào)區(qū)分下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)，控制開關(guān)220和240的開和關(guān)，然后選擇性地為各信號(hào)提供路徑(S812)。因此，RF轉(zhuǎn)發(fā)器200防止切換定時(shí)信號(hào)與下行鏈路信號(hào)以及上行鏈路信號(hào)發(fā)生干擾。此外，RF轉(zhuǎn)發(fā)器200通過在下行鏈路信號(hào)的情況下將發(fā)送信號(hào)發(fā)送到AT 100而在上行鏈路信號(hào)的情況下將發(fā)送信號(hào)發(fā)送到AP 110，從而在AP 110和AT 100之間轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)送信號(hào)。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明，因?yàn)槭褂肨DD方案和OFDM方案的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的RF轉(zhuǎn)發(fā)器自身區(qū)分下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)，所以可以操作保持穩(wěn)定性的RF轉(zhuǎn)發(fā)器，產(chǎn)生切換定時(shí)信號(hào)以選擇性地為各信號(hào)提供路徑，并控制開關(guān)。
此外，可以解決由于下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)使用相同的頻率而引起的下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)之間的干擾問題。
雖然已結(jié)合目前認(rèn)為是最實(shí)用和優(yōu)選的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明并不限于公開的實(shí)施例和附圖，相反，本發(fā)明旨在覆蓋所附權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)的各種變型和修改。
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)生用于在移動(dòng)通信系統(tǒng)的射頻轉(zhuǎn)發(fā)器中分離發(fā)送信號(hào)的切換定時(shí)信號(hào)的方法，所述移動(dòng)通信系統(tǒng)包括基于時(shí)分雙工方案和正交頻分復(fù)用調(diào)制方案工作的接入點(diǎn)、接入終端和射頻轉(zhuǎn)發(fā)器，所述方法包括以下步驟(a)從所述接入點(diǎn)接收射頻信號(hào)，在所述射頻轉(zhuǎn)發(fā)器的耦合器中提取所述射頻信號(hào)的一部分，并將所述射頻信號(hào)的該部分發(fā)送到切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路；(b)將從所述耦合器提取的所述射頻信號(hào)與在所述切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路中產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)相互關(guān)聯(lián)；(c)通過分析相互關(guān)聯(lián)結(jié)果值來確定所述射頻信號(hào)的幀起始位置；(d)基于所述幀起始位置來計(jì)算包括在所述射頻信號(hào)中的下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)；(e)利用所述下行鏈路信號(hào)和所述上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)信息產(chǎn)生所述切換定時(shí)信號(hào)，并將所述切換定時(shí)信號(hào)發(fā)送到所述射頻轉(zhuǎn)發(fā)器的開關(guān)；以及(f)通過利用所述切換定時(shí)信號(hào)來控制所述開關(guān)以分開發(fā)送所述下行鏈路信號(hào)和所述上行鏈路信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟(a)中，當(dāng)從所述接入點(diǎn)接收到所述射頻信號(hào)時(shí)，所述射頻轉(zhuǎn)發(fā)器的帶通濾波器在讓在所述接入點(diǎn)和所述接入終端之間進(jìn)行信號(hào)發(fā)送時(shí)使用的頻帶的信號(hào)分量通過而消除其它頻帶的信號(hào)分量之后，將信號(hào)發(fā)送到所述射頻轉(zhuǎn)發(fā)器的所述開關(guān)，并且從所述射頻轉(zhuǎn)發(fā)器的所述耦合器提取已通過帶通濾波器的所述射頻信號(hào)的一部分，并將所述射頻信號(hào)的該部分發(fā)送到切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述接入點(diǎn)和所述接入終端之間進(jìn)行信號(hào)發(fā)送時(shí)使用的頻帶的所述信號(hào)分量包括2.3GHz頻帶的信號(hào)分量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟(c)中，將與最大相互關(guān)聯(lián)結(jié)果值相對(duì)應(yīng)的位置確定為所述射頻信號(hào)的幀起始位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟(f)中，當(dāng)接收到所述下行鏈路信號(hào)時(shí)，控制所述開關(guān)以使得經(jīng)由所述射頻轉(zhuǎn)發(fā)器的低噪聲放大器、衰減器、高功率放大器通過遠(yuǎn)程天線發(fā)射所述下行鏈路信號(hào)，而當(dāng)接收到所述上行鏈路信號(hào)時(shí)，控制所述開關(guān)以使得經(jīng)由所述射頻轉(zhuǎn)發(fā)器的低噪聲放大器、衰減器(230)、高功率放大器通過施主天線發(fā)射所述上行鏈路信號(hào)，其中，利用所述切換定時(shí)信號(hào)來區(qū)分所述下行鏈路信號(hào)和所述上行鏈路信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述射頻信號(hào)的幀包括下行鏈路幀、上行鏈路幀、Tx/Rx轉(zhuǎn)換間隔(此后稱為“TTG”)和Rx/Tx轉(zhuǎn)換間隔(此后稱為“RTG”)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，作為將所述下行鏈路幀、所述上行鏈路幀、所述Tx/Rx轉(zhuǎn)換間隔和Rx/Tx轉(zhuǎn)換間隔的時(shí)間間隔相加的結(jié)果，所述幀具有5毫秒的長度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述下行鏈路幀是從所述接入點(diǎn)通過所述射頻轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)送到所述接入終端的下行鏈路信號(hào)的幀，而所述上行鏈路幀是從所述接入終端通過所述射頻轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)送到所述接入點(diǎn)的上行鏈路信號(hào)的幀。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述Tx/Rx轉(zhuǎn)換間隔是用于分隔所述下行鏈路幀的發(fā)送時(shí)間和所述上行鏈路幀的發(fā)送時(shí)間的保護(hù)時(shí)間，并且在所述TGG期間，所述接入點(diǎn)被切換到接收所述上行鏈路幀的模式，而所述接入終端被切換到發(fā)送所述下行鏈路幀的模式。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述Rx/Tx轉(zhuǎn)換間隔是用于分隔所述上行鏈路幀的發(fā)送時(shí)間和所述下行鏈路幀的發(fā)送時(shí)間的保護(hù)時(shí)間，并且在所述TGG期間，所述接入點(diǎn)被切換到接收所述下行鏈路幀的模式，而所述接入終端被切換到發(fā)送所述上行鏈路幀的模式。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其中，在所述Tx/Rx轉(zhuǎn)換間隔或所述Rx/Tx轉(zhuǎn)換間隔中，所述接入點(diǎn)和所述接入終端的每一個(gè)都不發(fā)送包括數(shù)據(jù)的有效信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，在步驟(d)中，將所述幀起始位置確定為所述下行鏈路幀的起始點(diǎn)，并將Tx/Rx轉(zhuǎn)換間隔加上下行鏈路幀的時(shí)間間隔的位置確定為所述上行鏈路的起始點(diǎn)，同時(shí)將所述下行鏈路幀的所述起始點(diǎn)確定為所述下行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)，并將所述上行鏈路幀的所述起始點(diǎn)確定為所述上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述下行鏈路幀和所述上行鏈路幀各包括多個(gè)正交頻分復(fù)用碼元，所述正交頻分復(fù)用碼元包括數(shù)據(jù)碼元、導(dǎo)頻碼元和前同步信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，包括所述下行鏈路幀和所述上行鏈路幀的數(shù)據(jù)碼元的比率具有16∶6或13∶9的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述下行鏈路幀的第一個(gè)正交頻分復(fù)用碼元是前同步信號(hào)，每隔三個(gè)數(shù)據(jù)碼元插入一個(gè)導(dǎo)頻碼元，并且所述上行鏈路幀由所述數(shù)據(jù)碼元組成。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述下行鏈路幀的第一個(gè)正交頻分復(fù)用碼元是前同步信號(hào)，其余的正交頻分復(fù)用碼元由數(shù)據(jù)碼元組成，并且所述上行鏈路幀由所述數(shù)據(jù)碼元組成。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)碼元的時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)于時(shí)間間隔Ts，Ts＝Tg+Tb，時(shí)間間隔Ts是有效碼元時(shí)間間隔Tb之中的最后一個(gè)Tg與有效碼元時(shí)間間隔相加之和。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述前同步信號(hào)以所述Ts作為其時(shí)間間隔，并且用于通過通知開始發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)而使發(fā)送定時(shí)同步。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述導(dǎo)頻碼元以Tp作為其時(shí)間間隔，Tp＝Tb/2+Tg，所述導(dǎo)頻碼元通過被插入到所述數(shù)據(jù)碼元中用來確定通信信道是下行鏈路還是上行鏈路。
20.一種射頻轉(zhuǎn)發(fā)器，用于將在接入點(diǎn)和接入終端之間發(fā)送的射頻信號(hào)分離為在采用時(shí)分雙工方案和正交頻分復(fù)用調(diào)制方案的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中使用的下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)，所述射頻轉(zhuǎn)發(fā)器包括帶通濾波器(此后稱為“BFP”)，用于讓在所述接入點(diǎn)和所述接入終端之間發(fā)送的所述射頻信號(hào)進(jìn)行發(fā)送時(shí)使用的頻帶的信號(hào)分量通過，但是阻擋未使用的頻帶的信號(hào)分量；低噪聲放大器(此后稱為“LNA”)，用于減小所述射頻信號(hào)的噪聲分量，同時(shí)放大信號(hào)分量；衰減器，用于調(diào)節(jié)被放大的信號(hào)的信號(hào)電平；高功率放大器(此后稱為“HPA”)，用于將從所述衰減器接收的受控信號(hào)放大到可以通過空氣進(jìn)行發(fā)送的有效功率電平；開關(guān)，通過利用切換定時(shí)信號(hào)，將所述射頻信號(hào)分離為所述下行鏈路信號(hào)和所述上行鏈路信號(hào)；和切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路，提取所述射頻信號(hào)的一部分，將所提取的射頻信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)相互關(guān)聯(lián)，通過分析相互關(guān)聯(lián)結(jié)果值來檢測所提取的射頻信號(hào)的幀起始位置，基于所述幀起始位置計(jì)算所述下行鏈路信號(hào)和所述上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)，通過利用所述下行鏈路信號(hào)和所述上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)信息來產(chǎn)生所述切換定時(shí)信號(hào)，并將所述切換定時(shí)信號(hào)發(fā)送到所述開關(guān)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的射頻轉(zhuǎn)發(fā)器，所述射頻轉(zhuǎn)發(fā)器還包括位于所述帶通濾波器和所述開關(guān)之間的耦合器，該耦合器用于提取從所述帶通濾波器發(fā)送到所述開關(guān)的所述射頻信號(hào)的一部分，并將所述射頻信號(hào)發(fā)送到所述切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的射頻轉(zhuǎn)發(fā)器，所述射頻轉(zhuǎn)發(fā)器還包括施主天線，用于接收從所述接入點(diǎn)發(fā)送的射頻信號(hào)；和遠(yuǎn)程天線，用于接收從所述接入終端發(fā)送的射頻信號(hào)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的射頻轉(zhuǎn)發(fā)器，其中，當(dāng)所述射頻信號(hào)是下行鏈路信號(hào)時(shí)，根據(jù)所述切換定時(shí)信號(hào)控制所述開關(guān)的開和關(guān)，以使得所述射頻信號(hào)通過所述低噪聲放大器(225)、所述衰減器(230)和所述高功率放大器(235)而被發(fā)送到所述遠(yuǎn)程天線。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的射頻轉(zhuǎn)發(fā)器，其中，當(dāng)所述射頻信號(hào)是上行鏈路信號(hào)時(shí)，根據(jù)所述切換定時(shí)信號(hào)控制所述開關(guān)的開和關(guān)，以使得所述射頻信號(hào)通過所述低噪聲放大器(250)、所述衰減器(255)和所述高功率放大器(260)而被發(fā)送到所述施主天線。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的射頻轉(zhuǎn)發(fā)器，其中，所述切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路位于所述射頻轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)或者作為獨(dú)立裝置與所述射頻轉(zhuǎn)發(fā)器相連接，所述切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路從所述耦合器接收提取的射頻信號(hào)，產(chǎn)生所述切換定時(shí)信號(hào)，并將所述切換定時(shí)信號(hào)發(fā)送到所述開關(guān)。
26.一種切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生切換定時(shí)信號(hào)，所述切換定時(shí)信號(hào)在射頻轉(zhuǎn)發(fā)器中將從接入點(diǎn)和接入終端接收的射頻信號(hào)分離為在采用時(shí)分雙工方案和正交頻分復(fù)用調(diào)制方案的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中使用的下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)，所述切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路包括分配器，用于從包括在所述射頻轉(zhuǎn)發(fā)器中的耦合器接收作為所述射頻信號(hào)的一部分而提取的提取射頻信號(hào)；電平檢測器，用于測量從所述分配器接收的所述提取射頻信號(hào)的電平；可變?cè)鲆娣糯笃?此后，稱為“VGA”)，用于接收在所述電平檢測器處測得的電平值，并產(chǎn)生所述提取射頻信號(hào)的所述電平；對(duì)數(shù)標(biāo)度放大器，用于將所述提取射頻信號(hào)的變化從線性標(biāo)度轉(zhuǎn)換為分貝(dB)標(biāo)度；脈沖產(chǎn)生器，通過使用從所述對(duì)數(shù)標(biāo)度放大器接收的所述提取射頻信號(hào)，產(chǎn)生脈沖波形信號(hào)；基準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生在確定所述提取射頻信號(hào)的幀起始位置時(shí)使用的基準(zhǔn)脈沖波形信號(hào)；比較器，用于使從所述脈沖產(chǎn)生器接收的所述脈沖波形信號(hào)與從所述基準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生器接收的所述基準(zhǔn)脈沖波形信號(hào)相互關(guān)聯(lián)；定時(shí)控制器，通過分析相互關(guān)聯(lián)結(jié)果值來確定所述提取射頻信號(hào)的幀起始位置，基于所述幀起始位置計(jì)算所述下行鏈路信號(hào)和所述上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)，利用所述下行鏈路信號(hào)和所述上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)信息來產(chǎn)生切換定時(shí)信號(hào)，并將所述切換定時(shí)信號(hào)發(fā)送到所述射頻轉(zhuǎn)發(fā)器的開關(guān)；和相位調(diào)諧電路，用于接收在所述脈沖產(chǎn)生器中產(chǎn)生的所述脈沖波形信號(hào)的相位信息，并調(diào)諧所述基準(zhǔn)脈沖波形信號(hào)的相位。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路，其中，所述定時(shí)控制器通過分析所述相互關(guān)聯(lián)結(jié)果值，將所述提取射頻信號(hào)的幀起始位置確定為所述相互關(guān)聯(lián)結(jié)果值為最大的位置。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路，其中，所述定時(shí)控制器具有所述射頻信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)信息，并且通過利用所述幀結(jié)構(gòu)信息基于所述幀位置來計(jì)算包括在所述射頻信號(hào)中的下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供了利用TDD和OFDM調(diào)制產(chǎn)生用于在移動(dòng)電信網(wǎng)絡(luò)的RF轉(zhuǎn)發(fā)器中分離發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)的切換定時(shí)信號(hào)的方法和系統(tǒng)。所述方法和系統(tǒng)在從接入點(diǎn)(在下文中稱為“AP”)發(fā)送的RF信號(hào)被發(fā)送到RF轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)，將從RF轉(zhuǎn)發(fā)器的耦合器提取的一部分RF信號(hào)發(fā)送到切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路，通過將在切換定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路中產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)與從耦合器提取的RF信號(hào)相互關(guān)聯(lián)來定位RF信號(hào)的幀起始位置，并且在基于幀起始位置利用AP的幀標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算包括在RF信號(hào)中的下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)的起始點(diǎn)并利用其產(chǎn)生切換定時(shí)信號(hào)之后發(fā)送到的RF轉(zhuǎn)發(fā)器的開關(guān)時(shí)，能夠通過在開關(guān)中利用切換定時(shí)信號(hào)來區(qū)分下行鏈路信號(hào)和上行鏈路信號(hào)地發(fā)送RF信號(hào)。
文檔編號(hào)H04B7/14GK1985449SQ200580023824
公開日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2005年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月14日
發(fā)明者趙雄植, 尹相元 申請(qǐng)人:Sk電信有限公社