專利名稱：在一個(gè)零差接收機(jī)中實(shí)行信號強(qiáng)度測量時(shí)節(jié)省電流的方法和裝置的制作方法
背景本發(fā)明涉及零差無線接收機(jī)，更特別是涉及一種減少零拍接收機(jī)內(nèi)實(shí)行信號強(qiáng)度測量所需的電流量的方法和設(shè)備。
傳送語音和數(shù)據(jù)消息的通信系統(tǒng)廣泛用于電話和無線通信系統(tǒng)中。例如，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ETSI)已規(guī)定了一個(gè)全球移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)(GSM)，即通過射頻(RF)信道，采用時(shí)分多址接入(TDMA)來傳送控制、語音和數(shù)據(jù)信息。在美國，電信工業(yè)協(xié)會(TIA)已公布了多個(gè)過渡標(biāo)準(zhǔn)，比如IS-54和IS-136，以定義數(shù)字高級移動(dòng)電話業(yè)務(wù)(D-AMPS)的各種版本，具有給用戶發(fā)送語音和數(shù)據(jù)的能力。這些類型的通信系統(tǒng)覆蓋了細(xì)分成若干通信小區(qū)的地理區(qū)域，這些通信小區(qū)共同提供通信覆蓋給一個(gè)業(yè)務(wù)區(qū)域，例如整個(gè)城市。
舉例來說，在一個(gè)GSM通信系統(tǒng)中，與移動(dòng)站通信的一個(gè)或多個(gè)基站通過下行鏈路和上行鏈路的RF信道為每個(gè)小區(qū)服務(wù)。RF信道又細(xì)分成多個(gè)被稱為邏輯信道的時(shí)隙。話音或數(shù)據(jù)在被指定為業(yè)務(wù)信道(TCH)的邏輯信道中發(fā)送，而與系統(tǒng)中呼叫管理有關(guān)的信令信息，包括同步和切換則通過控制信道來處理。在GSM系統(tǒng)中，控制信道分為廣播信道(BCH)、公共控制信道(CCH)、專用控制信道(DCCH)和SMS廣播信道(S-BCCH)幾組。BCH用于頻率校正、同步和傳送小區(qū)特定信息。BCH映射為RF信道的0時(shí)隙，它包含頻率校正信道(FCCH)、同步信道(SCH)和廣播控制信道(BCCH)。FCCH用于發(fā)送一個(gè)正弦波信號，后者為識別BCH并使移動(dòng)站能夠同步于BCH頻率來服務(wù)。SCH用于在一個(gè)特定的小區(qū)中使移動(dòng)站與TDMA幀結(jié)構(gòu)同步，并利用一個(gè)在越區(qū)切換過程中識別小區(qū)的基站身份碼(BSCI)來識別一個(gè)選定的小區(qū)作為一個(gè)GSM小區(qū)。
CCH映射為多個(gè)時(shí)隙，用于信令控制信道的接入和分配。CCH包含尋呼信道(PCH)、接入允許信道(AGCH)和隨機(jī)接入信道(RACH)。PCH是一個(gè)尋呼信道，它利用一個(gè)移動(dòng)站標(biāo)識號碼(IMSI)來提醒一個(gè)被呼叫的移動(dòng)站。AGCH用于指配一個(gè)信令信道。RACH被移動(dòng)站用來請求一個(gè)呼叫發(fā)起或在被呼叫時(shí)以一個(gè)信道請求來響應(yīng)。傳統(tǒng)上，如果在小區(qū)中沒有業(yè)務(wù)，則為了使一個(gè)小區(qū)中的移動(dòng)站能夠同步以通信，基站通過一個(gè)或多個(gè)分配的下行鏈路控制信道在小區(qū)中全功率地給移動(dòng)站發(fā)送消息。
優(yōu)選地，依照一種允許某些在空間上分離的小區(qū)使用同樣的上行鏈路和下行鏈路RF信道的小區(qū)模式而將通信小區(qū)模式化。這樣，系統(tǒng)的小區(qū)模式減少了覆蓋業(yè)務(wù)區(qū)所需的RF信道數(shù)。RF信道以一種在呼叫建立和切換方面減少干擾以提高系統(tǒng)性能的方式被規(guī)劃。需要對BCCH頻率進(jìn)行少量重復(fù)使用，今天它常被規(guī)劃成一種12重復(fù)使用模式。然而，對RF信道，希望以一種更密集的重復(fù)使用模式來規(guī)劃，當(dāng)在一個(gè)有限的頻譜內(nèi)，例如5-6MHz內(nèi)通信時(shí)，這一點(diǎn)尤其重要。因?yàn)?，控制信道資源占整個(gè)可利用頻譜的一大部分，所以越密集的控制信道重復(fù)使用就允許有更多的RF信道被分配為TCH從而提高業(yè)務(wù)能力。然而，密集的信道重復(fù)使用會導(dǎo)致控制信道的性能惡化。
在一個(gè)IS-54標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)中，每個(gè)TDMA幀包含6個(gè)連續(xù)的時(shí)隙并有一段40毫秒(ms)的持續(xù)時(shí)間。這樣，依照用來對通話進(jìn)行數(shù)字化編碼的語音編解碼器(codec)的源速率，每一個(gè)無線信道能承載三到六個(gè)DTC(比如，三到六個(gè)電話會話)。這樣的語音編解碼器能在全速率或半速率下工作。在一個(gè)給定的時(shí)間段內(nèi)一個(gè)全速率DTC需要兩倍于半速率DTC的時(shí)隙，在IS-54標(biāo)準(zhǔn)中，每個(gè)全速率DTC占用每個(gè)TDMA幀中的兩個(gè)時(shí)隙，即一個(gè)TDMA幀的六個(gè)時(shí)隙中的第一和第四個(gè)時(shí)隙，第二和第五個(gè)時(shí)隙，或第三和第六個(gè)時(shí)隙。每個(gè)半速率DTC占用每個(gè)TDMA幀中的一個(gè)時(shí)隙。在每個(gè)DTC時(shí)隙內(nèi)，傳輸324比特，其中大部分-260比特用于編解碼器的語音輸出，其中包含用于對語音輸出進(jìn)行糾錯(cuò)編碼的比特。剩余的比特用于象同步這樣的目的的保護(hù)時(shí)間和開銷信令。
能夠看到，一個(gè)TDMA蜂窩系統(tǒng)工作在緩沖-突發(fā)或斷續(xù)傳輸模式下每個(gè)移動(dòng)站只在它被指配的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送(和接收)。例如，在全速率下，一個(gè)移動(dòng)站在第一時(shí)隙發(fā)送，在第二時(shí)隙接收，在第三時(shí)隙空閑，在第四時(shí)隙發(fā)送，在第五時(shí)隙接收，和在第六時(shí)隙空閑，然后在接下來的TDMA幀內(nèi)重復(fù)此循環(huán)。所以，可能用蓄電池供電的移動(dòng)站在它既不發(fā)送也不接收的時(shí)隙內(nèi)，可以被關(guān)機(jī)，或休眠以省電。
除了語音或業(yè)務(wù)信道外，蜂窩無線通信系統(tǒng)也提供尋呼/接入，或控制信道用于在基站和移動(dòng)站間承載呼叫建立消息。例如，按照IS-54標(biāo)準(zhǔn)，有21個(gè)專用模擬控制信道(ACC)，它們具有預(yù)定的位于800MHz附近用于發(fā)送和接收的固定頻率。因?yàn)檫@些ACC總是在同一頻率處出現(xiàn)，所以它們能容易地被移動(dòng)站定位和監(jiān)視。
例如，當(dāng)一個(gè)移動(dòng)站處于空閑狀態(tài)時(shí)(即開機(jī)，但既不呼叫也不接收呼叫)，它就調(diào)諧到并有規(guī)律地監(jiān)視最強(qiáng)的控制信道(通常是此刻移動(dòng)站所在小區(qū)的控制信道)并通過相應(yīng)的基站接收或發(fā)起一個(gè)呼叫。當(dāng)處于空閑狀態(tài)的移動(dòng)站在小區(qū)間移動(dòng)時(shí)，它最終會“丟失”與“以前”小區(qū)控制信道的無線連接而調(diào)諧到“新”小區(qū)的控制信道上。對控制信道的最初的調(diào)諧和后來的重新調(diào)諧都是通過在其已知的頻率上掃描所有可利用的控制信道以找到“最佳”控制信道來自動(dòng)完成的。當(dāng)一個(gè)具有好的接收質(zhì)量的控制信道被找到時(shí)，移動(dòng)站保持與這個(gè)信道的調(diào)諧直到質(zhì)量再次惡化。用這種方式，移動(dòng)站和系統(tǒng)保持“聯(lián)系”。
當(dāng)一個(gè)移動(dòng)站處于空閑狀態(tài)時(shí)，它必須監(jiān)視控制信道上尋址它的尋呼消息。例如，當(dāng)一個(gè)普通電話(陸線)用戶呼叫一個(gè)移動(dòng)用戶時(shí)，這個(gè)呼叫被直接從公用電話交換網(wǎng)(PSTN)引導(dǎo)到移動(dòng)交換中心(MSC)，在那兒對已撥號碼進(jìn)行分析。如果已撥號碼有效，MSC就通過在多個(gè)無線基站中的一些或全部基站各自的控制信道上發(fā)送包含被呼叫移動(dòng)站的移動(dòng)站識別碼(MIN)的尋呼消息，來請求它們尋呼被呼叫的移動(dòng)站。接到尋呼消息的每個(gè)空閑移動(dòng)站將接收到的MIN和它自己存儲的MIN進(jìn)行比較。含有能匹配的存儲的MIN的移動(dòng)站會通過特定的控制信道發(fā)送一個(gè)尋呼響應(yīng)到基站，后者傳遞尋呼響應(yīng)到MSC。
一旦接收到尋呼響應(yīng)，MSC選擇一個(gè)接收到尋呼響應(yīng)的基站可利用的AVC或DTC，在那個(gè)基站打開一個(gè)相應(yīng)的無線收發(fā)信機(jī)，使基站通過控制信道給被呼叫的移動(dòng)站發(fā)一個(gè)消息指引被呼叫的移動(dòng)站調(diào)諧到所選擇的語音或業(yè)務(wù)信道上。一旦移動(dòng)站已經(jīng)調(diào)諧到所選擇的AVC或DTC上，呼叫的直通連接就建立起來了。
含有IS-54規(guī)定的ACC的系統(tǒng)性能已經(jīng)在一個(gè)含有TIA/EIA/IS-136(IS-136)規(guī)定的數(shù)字控制信道(DCCH)的系統(tǒng)中提高了。用這樣的DCCH，每個(gè)IS-54無線信道能只承載DTC、只承載DCCH或承載DTC和DCCH的混合。在IS-136框架內(nèi)，每個(gè)無線載頻能包含最多三個(gè)全速率的DTC/DCCH，或六個(gè)半速率的DTC/DCCH，或中間任意組合，比如，一個(gè)全速率和四個(gè)半速率的DTC/DCCH。
然而，一般而言，DCCH的傳輸速率不必與IS-54規(guī)定的半速率和全速率相符，DCCH時(shí)隙的長度可以不一致，且可以不與DTC時(shí)隙的長度相符。DCCH可以定義在IS-54無線信道上，可以包含例如連續(xù)TDMA時(shí)隙流中的每第n個(gè)時(shí)隙。在這種情況下，每個(gè)DCCH時(shí)隙的長度是一個(gè)可以等于或不等于6.67毫秒，后者按照IS-54標(biāo)準(zhǔn)的DTC時(shí)隙的長度?？蛇x擇地(對其它可能的選擇沒有限制)，這些DCCH時(shí)隙可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員所知道的其它方式來定義。
圖-1(a)顯示了一個(gè)前向(或下行鏈路)DCCH的一般例子，它被配置成與IS-136標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的一連串時(shí)隙1，2，...N，...，被包含在一個(gè)載頻上發(fā)送的連續(xù)時(shí)隙1，2，...中。這些DCCH時(shí)隙可以被定義在一個(gè)比如被IS-136所規(guī)定的無線信道上，且可以包含如圖-1(a)所示的例如連續(xù)時(shí)隙序列中的每第n個(gè)時(shí)隙。每個(gè)DCCH時(shí)隙的持續(xù)時(shí)間可以是或者不是6.67毫秒，后者是一個(gè)按照IS-136標(biāo)準(zhǔn)的DTC時(shí)隙的長度。
如圖-1(a)所示，DCCH時(shí)隙可以組成超幀(SF)，每一超幀包含多個(gè)承載不同種信息的邏輯信道。一個(gè)或多個(gè)DCCH時(shí)隙可以分配給超幀中的每一邏輯信道。在圖-1(a)中作為例子的下行鏈路超幀中包含三個(gè)邏輯信道一個(gè)廣播控制信道(BCCH)包含六個(gè)用于開銷消息的連續(xù)時(shí)隙；一個(gè)尋呼信道(PCH)包含一個(gè)用于尋呼消息的時(shí)隙；和一個(gè)接入響應(yīng)信道(ARCH)包含一個(gè)用于信道指配和其它消息的時(shí)隙。在圖-1(a)例子中，超幀的剩余時(shí)隙可以用于其它邏輯信道，比如附加的尋呼信道PCH或其它信道。由于移動(dòng)站的數(shù)量通常比超幀的時(shí)隙數(shù)大的多，所以每個(gè)尋呼時(shí)隙用于尋呼幾個(gè)移動(dòng)站，它們共享某一唯一特性，比如，MIN的最后一位數(shù)字。
圖-1(b)舉例說明了一種優(yōu)選的用于一個(gè)前向DCCH的時(shí)隙的信息格式。在每個(gè)時(shí)隙中傳輸?shù)男畔ǘ鄠€(gè)字段，圖-1(b)指明了在每個(gè)字段上該字段的比特?cái)?shù)。在同步字段內(nèi)發(fā)送的比特以一種常規(guī)的方式用來幫助確保CSFP和數(shù)據(jù)字段的正確接收。同步字段承載一種由基站使用來找到時(shí)隙的起始位置的預(yù)定的比特組合。SCF字段用于控制一個(gè)隨機(jī)接入信道(RACH)，可被移動(dòng)站用來請求接入到系統(tǒng)。CSFP信息傳送一個(gè)編碼超幀相位值，使移動(dòng)站能夠找到每一超幀的起始位置。這只不過是前向DCCH時(shí)隙的信息格式的一個(gè)例子。圖-1(c)舉例說明了分配給CSFP字段的12比特，它包含比特位d7-d0和校驗(yàn)位b3-b0。
為了達(dá)到有效的休眠模式操作和快速小區(qū)選擇的目的，BCCH可以劃分為多個(gè)子信道。已知一個(gè)BCCH結(jié)構(gòu)在移動(dòng)站能接入系統(tǒng)(發(fā)起或接到一個(gè)呼叫)之前允許它在開機(jī)時(shí)(當(dāng)它鎖定到一個(gè)DCCH時(shí))讀取最少量的信息。開機(jī)后，一個(gè)空閑移動(dòng)站只是需要有規(guī)律地監(jiān)視分配給它的PCH時(shí)隙(通常一個(gè)超幀內(nèi)有一個(gè))；在其它時(shí)隙期間，移動(dòng)站能夠休眠。移動(dòng)站用在讀取尋呼信息上的時(shí)間和它用在休眠上的時(shí)間之比是可控制的，它表現(xiàn)了在呼叫建立時(shí)延和電源消耗之間的一種折衷。
圖-2表示了一個(gè)作為例子的蜂窩移動(dòng)無線電話系統(tǒng)的方框圖，包含一個(gè)作為例子的基站210和移動(dòng)站220。基站包含一個(gè)連到MSC240的控制和處理單元230，MSC 240進(jìn)而又連到PSTN(未畫出)。本領(lǐng)域中已經(jīng)知道這種蜂窩無線電話系統(tǒng)的一般方面，正如授予Wejke等人的美國專利第5，175，867號，題為“一個(gè)蜂窩通信系統(tǒng)的近鄰輔助的越區(qū)切換”中所描述的，該專利被引入作為參考。
基站210通過一個(gè)由控制和處理單元230控制的語音信道收發(fā)器250處理多個(gè)語音信道。同樣地，每個(gè)基站包含一個(gè)控制信道收發(fā)器260，它能處理多于一個(gè)的控制信道?？刂菩诺朗瞻l(fā)器260由控制和處理單元230所控制?？刂菩诺朗瞻l(fā)器260通過基站或小區(qū)的控制信道向已鎖定該控制信道的移動(dòng)站廣播控制信息。應(yīng)理解收發(fā)器250和260能作為單一的一個(gè)設(shè)備被實(shí)現(xiàn)，就象語音和控制收發(fā)器270，來在共享同一無線載頻的DCCH和DTC上使用。
移動(dòng)站220在它的語音和控制信道收發(fā)器270上接收一個(gè)控制信道的信息廣播。之后，處理單元280估計(jì)接收到的控制信道信息，其中包含移動(dòng)站要鎖定的侯選小區(qū)的特性，并決定移動(dòng)站應(yīng)鎖定哪一個(gè)小區(qū)。有利地，接收到的控制信道信息不僅包含涉及與之有關(guān)的小區(qū)的絕對信息，還包含涉及與控制信道有關(guān)的與小區(qū)接近的其它小區(qū)的相對信息，正如給Raith等人的美國專利第5,353,332號，題為“用于一個(gè)無線電話系統(tǒng)的通信控制的方法和裝置”中所描述的，該專利被引入作為參考。
由IS-54和IS-136標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的系統(tǒng)采用電路交換技術(shù)，它是一種“面向連接”的通信類型，建立起一個(gè)物理呼叫連接并且只要通信的端系統(tǒng)有數(shù)據(jù)要交換就一直保持該連接。雖然以上討論的是電路交換技術(shù)，但是也可通過使用時(shí)分重復(fù)使用技術(shù)展望分組交換技術(shù)。
在用于IS-136和GSM標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的信號強(qiáng)度測量技術(shù)中，控制信道用于在休眠模式期間實(shí)行信號強(qiáng)度的測量，其中移動(dòng)站清醒一個(gè)時(shí)隙(它的尋呼時(shí)隙)，而在超幀的剩余時(shí)隙內(nèi)休眠。一個(gè)零差接收機(jī)一般被用來在移動(dòng)站內(nèi)接收信號并在空閑時(shí)隙期間實(shí)行信號強(qiáng)度測量。一個(gè)超外差接收機(jī)，它是零差接收機(jī)的一個(gè)更普通的變體，在第一頻帶內(nèi)接收信號并把接收到的信號與一個(gè)本地產(chǎn)生的振蕩信號相混頻，把它們變換到第二或中間頻帶內(nèi)。通過選擇本地振蕩器信號以得到一個(gè)相對于第一頻帶內(nèi)一個(gè)已選定信號的恒定頻率偏移，已選定的信號總是在中間頻帶內(nèi)的同一頻率處出現(xiàn)。這樣，通過一個(gè)固定調(diào)諧的中頻濾波器能很方便地鎖定已選定的信號。
在一個(gè)零差接收機(jī)中，選擇的中間頻帶是DC或直流。所以本地振蕩器包含一個(gè)來自選定信號的直流分離。任何對選定信號的調(diào)制都會導(dǎo)致頻譜成分高于和低于標(biāo)稱信號頻率，它在混頻器輸出中變得折疊，因?yàn)橐粋€(gè)低于或高于信號頻率的成分會出現(xiàn)在高于標(biāo)稱零的中頻處?？紤]到這種折疊成分的解析，在一個(gè)零差接收機(jī)中提供兩個(gè)混頻器，使用相位偏移90度的本地振蕩器信號。之后，高于和低于標(biāo)稱信號頻率的成分會在一個(gè)混頻器中表現(xiàn)折疊成I而在另一個(gè)混頻器中表現(xiàn)折疊成Qj。
由于事實(shí)是一個(gè)零差接收機(jī)將接收到的信號劃分成一個(gè)I通道和一個(gè)Q通道，所以需要更多的硬件(例如，放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器)被激活來接收和計(jì)算信號強(qiáng)度。這樣，在移動(dòng)站中使用零差接收機(jī)能導(dǎo)致更大量的電流消耗，因此減少了移動(dòng)站蓄電池壽命。減少一個(gè)接收機(jī)接收用于計(jì)算信號強(qiáng)度的數(shù)據(jù)的監(jiān)視時(shí)間不是一個(gè)可行的方案，因?yàn)樗试S的監(jiān)視時(shí)間越短，信號強(qiáng)度的計(jì)算就越不確定。因此，當(dāng)使用一個(gè)零差接收機(jī)在一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)中進(jìn)行信號強(qiáng)度測量時(shí)，需要減少電流的消耗量，而又不減少接收機(jī)的監(jiān)視時(shí)間。
概述為了解決與使用零差接收機(jī)的傳統(tǒng)信號強(qiáng)度測量有關(guān)的問題，本發(fā)明通過使一個(gè)零差接收機(jī)的一部分“斷電”來經(jīng)濟(jì)地減少該零差接收機(jī)空閑時(shí)間的電源使用，同時(shí)又不減少接收機(jī)的監(jiān)視時(shí)間。對于某些信號的調(diào)制，在零差接收機(jī)的每個(gè)通道接收的功率是相等的，結(jié)果是，估計(jì)的接收信號強(qiáng)度測量的計(jì)算被簡化而導(dǎo)致減少電源使用，這是非常有用的，特別是在移動(dòng)通信行業(yè)中。
本發(fā)明作為例子的實(shí)施方案包含一個(gè)用于實(shí)行信號強(qiáng)度測量的零差接收機(jī)，它進(jìn)一步包含一個(gè)用于接收輸入信號的天線；一個(gè)連接到所述的放大器的下變頻器，用于將接收到的信號轉(zhuǎn)換成兩個(gè)獨(dú)立通道上的復(fù)數(shù)基帶信號I和Q；和一個(gè)連接到所述的下變頻器的信號處理器，用于使該I通道單元或者該Q通道單元斷電并處理剩余的通道以產(chǎn)生一個(gè)估計(jì)信號強(qiáng)度測量。
在本發(fā)明作為例子的另一個(gè)實(shí)施方案中，在一個(gè)零差接收機(jī)中實(shí)行信號強(qiáng)度測量的方法被闡明，它包含的步驟有接收一個(gè)輸入信號；將該接收信號轉(zhuǎn)換成兩個(gè)獨(dú)立通道上的復(fù)數(shù)基帶信號I和Q；使該I通道單元或者該Q通道單元斷電并處理剩余的通道以產(chǎn)生一個(gè)估計(jì)信號強(qiáng)度測量。
在本發(fā)明作為例子的另一個(gè)實(shí)施方案中，接收發(fā)送信號的接收機(jī)被描述成包含一個(gè)用于接收發(fā)送信號的天線；一個(gè)連接到所述放大器的下變頻器，用于將接收到的信號轉(zhuǎn)換成兩個(gè)獨(dú)立通道上的復(fù)數(shù)基帶信號I和Q；和一個(gè)連接到所述的下變頻器的信號處理器，用于使該I通道單元或者該Q通道單元斷電并處理剩余的通道以產(chǎn)生一個(gè)估計(jì)信號強(qiáng)度測量。
附圖
通過閱讀下面的詳述并結(jié)合附圖可以更容易的理解與本發(fā)明有關(guān)的這些及其它的特征、目的和優(yōu)點(diǎn)，圖中相似的參考數(shù)字指的是圖中相似的單元，其中圖-1(a)舉例說明了一個(gè)前向DCCH被設(shè)定成一連串時(shí)隙，被包含在一個(gè)載頻上發(fā)送的連續(xù)時(shí)隙中。
圖-1(b)舉出了一個(gè)IS-136 DCCH字段時(shí)隙格式的例子；圖-1(c)舉出了一個(gè)CSFP比特分配的例子；圖-2是按照本發(fā)明作為例子的實(shí)施方案，一個(gè)蜂窩移動(dòng)無線電話系統(tǒng)的方框圖；圖-3是在蜂窩通信系統(tǒng)中使用的一個(gè)傳統(tǒng)的零差接收機(jī)的示意圖；圖-4是按照本發(fā)明使用的一個(gè)作為例子的零差接收機(jī)的示意圖。
詳述現(xiàn)在本發(fā)明將參考附圖被描述，其中本發(fā)明作為例子的多種實(shí)施方案示于附圖中。然而，本發(fā)明可以以多個(gè)不同的形式來實(shí)施，不應(yīng)該理解為受限于附圖所示特定的實(shí)施方案。例如，當(dāng)本發(fā)明在一個(gè)TDMA環(huán)境中被描述時(shí)，它也可用于一個(gè)碼分多址接入(CDMA)環(huán)境。
圖-3描繪了一個(gè)傳統(tǒng)的零差接收機(jī)300，它能在上面描述的關(guān)于圖-2中的移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用。如圖所示，接收機(jī)300包含一個(gè)天線305，第一個(gè)濾波器310，第一個(gè)(低噪聲)放大器(LNA)320，第一個(gè)混頻器330，第二個(gè)濾波器340，第一個(gè)數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器350，一個(gè)移相器375，一個(gè)本地振蕩器385，第二個(gè)混頻器360，第三個(gè)濾波器370和第二個(gè)數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器380。
圖-3中，天線305的輸出耦合進(jìn)第一個(gè)濾波器310的輸入，第一個(gè)濾波器310的輸出耦合進(jìn)第一個(gè)放大器320的輸入。第一個(gè)放大器320的輸出耦合進(jìn)第一個(gè)混頻器330的輸入及第二個(gè)混頻器360的輸入。此外，第一個(gè)混頻器30的輸出耦合進(jìn)第二個(gè)濾波器340的輸入，第二個(gè)濾波器340的輸出耦合進(jìn)D/A轉(zhuǎn)換器350的輸入。數(shù)模轉(zhuǎn)換器350的輸出作為接收機(jī)300的第一個(gè)輸出I。
另外，第二個(gè)混頻器360的輸出耦合進(jìn)第三個(gè)濾波器370的輸入，第三個(gè)濾波器370的輸出耦合進(jìn)第二個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器380的輸入。數(shù)模轉(zhuǎn)換器380的輸出作為接收機(jī)300的第二個(gè)輸出Q。本地振蕩器385的輸出耦合進(jìn)移相器375的輸入。移相器375的0°輸出耦合進(jìn)第一個(gè)混頻器330的輸入，移相器375的π/2輸出耦合進(jìn)第二個(gè)混頻器360的輸入。在實(shí)施中，RF信號被直接向下變頻成基帶或DC。之后來自零差接收機(jī)300的兩個(gè)輸出被發(fā)送到信號處理器390作進(jìn)一步處理。
當(dāng)實(shí)行信號強(qiáng)度測量時(shí)，為了確定在時(shí)隙區(qū)間內(nèi)平均接收信號的強(qiáng)度，信號處理器390進(jìn)行如下計(jì)算(1)均值RSSI=1NΣNI(n)2+Q(n)2;]]>其中N為抽樣數(shù)，I(n)和Q(n)表示已測量的RSSI電平。用這個(gè)公式計(jì)算零差接收機(jī)中被檢測的信號的平均信號強(qiáng)度既需來自接收機(jī)的I輸出，又需來自接收機(jī)的Q輸出。這一算法如下確定RSSI在當(dāng)前信道接收一數(shù)據(jù)幀，取RSSI抽樣。之后抽樣結(jié)果存儲在位于信號處理器390內(nèi)的緩沖器中。將接收機(jī)接收的大約25個(gè)數(shù)據(jù)幀的值進(jìn)行累加并取平均。然而，這種確定方案需要接收機(jī)全部的功率放大器320，340，370和兩個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器350，380都要“加電”，因此減少了接收機(jī)供電的蓄電池的壽命。
如等式(1)所示，為了在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的抽樣時(shí)段內(nèi)計(jì)算平均接收信號強(qiáng)度，兩個(gè)通道都必須被加電。然而，如果可以使兩個(gè)通道接收到的功率相同，那么，信號強(qiáng)度測量的計(jì)算可以作如下簡化(2)均值RSSI=2NΣNI(n)2]]>或2NΣNQ(n)2]]>其中N是抽樣數(shù)，I(n)和Q(n)表示已測量的RSSI電平。
結(jié)果是，一個(gè)零差接收機(jī)可以利用上面所述的有利的計(jì)算來構(gòu)造。如圖-5所示的，按照本發(fā)明作為例子的實(shí)施方案，此構(gòu)造通過提供一個(gè)包含與圖-4有關(guān)的描述中零差接收機(jī)一樣的基本組成部分的零差接收機(jī)500被提出。然而，按照本發(fā)明作為例子的實(shí)施方案，從信號處理器390到功率放大器370及模數(shù)轉(zhuǎn)換器380的輸出410示于圖。如果要在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)檢測信號強(qiáng)度測量，則接收機(jī)300中的信號處理器390將放大器370和D/A轉(zhuǎn)換器380斷電。盡管斷電信號被顯示連接到圖-5中的I通道，但是如果是本領(lǐng)域的技術(shù)人員就會理解，按照本發(fā)明，只要每個(gè)通道接收到的功率相同，接收機(jī)就能將I通道或者Q通道斷電。
舉例來說，如果接收機(jī)300正接收已經(jīng)用PN序列調(diào)制的信號，那么I通道中的功率應(yīng)與Q通道中的功率相等。按照本發(fā)明作為例子的實(shí)施方案，其它類型的調(diào)制序列象GMSK調(diào)制序列，也能用于零差接收機(jī)300。如果接收到的信號被調(diào)制以便I通道和Q通道接收到同樣的功率，那么一個(gè)通道可以在信號強(qiáng)度測量期間斷電。因此，減少了接收機(jī)對蓄電池的使用同時(shí)又保持了相同的監(jiān)視時(shí)間。
盡管本發(fā)明已經(jīng)相對它的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行了描述，那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解本發(fā)明不受限于被描述并示于其中的特定的實(shí)施方案。除了那些示于其中并被描述的實(shí)施方案，在不脫離發(fā)明范疇的情況下，不同的實(shí)施方案和改編以及多種變體、修改和同等的安排將是顯而易見的或可被前述的說明書和附圖合理建議的。
權(quán)利要求
1.用于實(shí)行信號強(qiáng)度測量的接收機(jī)，包含一個(gè)用于接收輸入信號的天線；一個(gè)連接到所述放大器的下變頻器，用于將接收信號轉(zhuǎn)換成兩個(gè)通道上的復(fù)數(shù)基帶信號I和Q；和一個(gè)連接到所述下變頻器的信號處理器，用于使該I通道單元或者該Q通道單元斷電并處理所述I通道和所述Q通道中剩余的通道以產(chǎn)生所述信號強(qiáng)度測量。
2.權(quán)利要求1中的接收機(jī)，其中所述的信號處理器計(jì)算均值RSSI=2NΣNI(n)2]]>或2NΣNQ(n)2]]>以確定該信號強(qiáng)度測量。
3.權(quán)利要求1中的接收機(jī)，其中所述的I通道單元進(jìn)一步包含一個(gè)連接到所述下變頻器的第一個(gè)輸出的放大器；和一個(gè)連接到該放大器輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
4.權(quán)利要求1中的接收機(jī)，其中所述的Q通道單元進(jìn)一步包含一個(gè)連接到所述下變頻器的第一個(gè)輸出的放大器；和一個(gè)連接到該放大器輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
5.權(quán)利要求1中的接收機(jī)，其中所述的接收信號是一個(gè)被調(diào)制以便在I和Q通道上提供相等功率的信號。
6.權(quán)利要求5中的接收機(jī)，其中所述的接收信號是一個(gè)pn序列。
7.權(quán)利要求5中的接收機(jī)，其中所述的接收信號是一個(gè)GMSK調(diào)制信號。
8.在一個(gè)零差接收機(jī)中實(shí)行信號強(qiáng)度測量的一種方法，包含的步驟有接收一個(gè)輸入信號；將該接收信號轉(zhuǎn)換成包含一個(gè)I通道和一個(gè)Q通道的復(fù)數(shù)基帶信號；和將該I通道單元或者該Q通道單元斷電并處理剩余的通道以產(chǎn)生所述的信號強(qiáng)度測量。
9.權(quán)利要求8中的零差接收機(jī)中實(shí)行信號強(qiáng)度測量的方法，進(jìn)一步包含的步驟有計(jì)算均值RSSI=2NΣNI(n)2]]>或2NΣNQ(n)2]]>以確定該信號強(qiáng)度測量。
10.權(quán)利要求8中的零差接收機(jī)中實(shí)行信號強(qiáng)度測量的方法，其中所述斷電的步驟進(jìn)一步包含的步驟有在所述Q通道中將一個(gè)連接到所述下變頻器中第一個(gè)輸出的放大器斷電；和在所述Q通道中將一個(gè)連接到該放大器輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換器斷電。
11.權(quán)利要求8中的零差接收機(jī)中實(shí)行信號強(qiáng)度測量的方法，其中所述斷電的步驟進(jìn)一步包含的步驟有在所述I通道中將一個(gè)連接到所述下變頻器中第一個(gè)輸出的放大器斷電；和在所述I通道中將一個(gè)連接到該放大器輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換器斷電。
12.權(quán)利要求8中的零差接收機(jī)中實(shí)行信號強(qiáng)度測量的方法，其中所述接收的步驟進(jìn)一步包含接收一個(gè)調(diào)制信號以便在I和Q通道提供相等功率。
13.權(quán)利要求12中的零差接收機(jī)中實(shí)行信號強(qiáng)度測量的方法，其中所述接收的步驟進(jìn)一步包含接收一個(gè)調(diào)制的pn序列。
14.權(quán)利要求12中的零差接收機(jī)中實(shí)行信號強(qiáng)度測量的方法，其中所述接收的步驟進(jìn)一步包含接收一個(gè)GMSK調(diào)制信號。
全文摘要
為了解決與使用零差接收機(jī)的傳統(tǒng)信號強(qiáng)度測量有關(guān)的問題,本發(fā)明通過使零差接收機(jī)的一部分“斷電”能夠經(jīng)濟(jì)地減少該零差接收機(jī)空閑時(shí)間的電源使用。對于某些信號的調(diào)制,在零差接收機(jī)的每個(gè)通道中接收的功率是相等的,結(jié)果是,估計(jì)的接收信號強(qiáng)度測量的計(jì)算被簡化而導(dǎo)致減少電源使用,這是非常有用的,特別是在移動(dòng)通信行業(yè)中。
文檔編號H04B17/00GK1333952SQ9981568
公開日2002年1月30日 申請日期1999年11月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月17日
發(fā)明者P·雅各布松 申請人:艾利森電話股份有限公司