專利名稱：選擇性激活的自動增益控制(agc)信號量測單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系有關(guān)于無線通信系統(tǒng)。特別是，本發(fā)明系有關(guān)于一種方法，用以選擇性地量測一傳輸信號的一接收部分，其系將要施加于一接收器的一自動增益控制(AGC)系統(tǒng)。
接收信號強(qiáng)度中、這些突發(fā)且經(jīng)常的動態(tài)變動會造成傳統(tǒng)自動增益控制(AGC)系統(tǒng)的混亂。一般而言，這類系統(tǒng)系用以調(diào)整此接收器增益，藉以使天線接收的大幅變動信號強(qiáng)度能夠降低至此模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器、此偵測器、或此接收器內(nèi)其它裝置的較適度信號強(qiáng)度變動。缺少這個信號強(qiáng)度范圍的縮減步驟，此模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器、此偵測器、或此接收器內(nèi)其它裝置的操作便可以嚴(yán)重地減弱或變成不可操作。
根據(jù)習(xí)知技藝，自動增益控制(AGC)系統(tǒng)系利用封閉回路控制系統(tǒng)，其系操作于連續(xù)接收的信號。通常，這類自動增益控制(AGC)系統(tǒng)的響應(yīng)速度必須加以限制，藉以避免不穩(wěn)定性及/或避免這個算動增益控制(AGC)步驟免于排除快速振幅變動，其系許多調(diào)變方式的固有及基本部分。因此，自動增益控制(AGC)系統(tǒng)會具有互相予盾的要求，其一方面需要一緩慢自動增益控制(AGC)響應(yīng)以穩(wěn)定此系統(tǒng)并且不排除基本振幅變動、另一方面則又需要一快速自動增益控制(AGC)響應(yīng)以調(diào)整至快速變動的接收信號強(qiáng)度。另外，應(yīng)該注意的是，一個接收時槽的開頭信息，在這個自動增益控制(AGC)步驟具有時間以適度響應(yīng)前，系可以錯過或可能是無用的。在部分系統(tǒng)中，在沒有發(fā)送任何信息的一個時槽傳輸開頭必須要插入一個周期，即使此發(fā)送器系激活的。雖然這種自動增益控制(AGC)系統(tǒng)可以提供此接收器的自動增益控制(AGC)時間以進(jìn)行響應(yīng)，但是，這種技術(shù)確實會浪費(fèi)不少寶貴的頻寬。
在這個預(yù)測的控制下，其系由一個先前時框的相同時槽期間所得的量測信號強(qiáng)度推導(dǎo)，此接收器的自動增益控制(AGC)系操作于后續(xù)時槽的開頭。利用這種方法，在任何給定時槽期間的自動增益控制(AGC)操作便可以不受到單一時框內(nèi)、一個時槽至下一個時槽的超額信號強(qiáng)度變動所影響。當(dāng)這個接收器的自動增益控制(AGC)操作能夠在連續(xù)時框中維持平滑時，這個增益控制位準(zhǔn)在一個特定時槽開頭的啟始設(shè)定系可以特別獲得改善。
另外，本發(fā)明亦可以推導(dǎo)啟始增益位準(zhǔn)的預(yù)測(其不僅可以來自一個先前時框的單一時槽、并且亦可以來自數(shù)個這類先前時槽的平均)、及決定先前增益控制信號的趨勢，藉以獲得進(jìn)一步的改善。
第2圖系表示分時雙工(TDD)及分時多任務(wù)(TDM)架構(gòu)利用的典型信號格式。
第3A及3B圖系表示一自動增益控制(AGC)系統(tǒng)的簡化系統(tǒng)圖，其具有與一指定時槽同步的一增益控制信號。
第4圖系表示第5圖實施例的執(zhí)行流程圖。
第5圖系表示一自動增益控制(AGC)系統(tǒng)的簡化系統(tǒng)圖，其具有增益控制位準(zhǔn)儲存的裝置。
第6圖系表示一自動增益控制(AGC)系統(tǒng)的簡化系統(tǒng)圖，其具有射頻(RF)輸入信號儲存的裝置。
第7A圖系表示第5圖的另一種實施例，其利用一微處理器以加入各種系統(tǒng)功能。
第7B圖系表示第7A圖的另一種實施例，其利用一微處理器以額外包括系統(tǒng)的可變放大器。
這些關(guān)連發(fā)送器及接收器間的通信定時架構(gòu)系表示于第2圖中，其系表示一個典型時框N，而四對關(guān)連發(fā)送器T1-T4及接收器R1-R4間的通信(如第1圖所示)則是發(fā)生其間。為達(dá)此目的，時框N系切割為四個連續(xù)時槽(表示為TS1，TS2，TS3，及TS4)。在時槽TS1期間，第1圖接收器R1系用以處理第1圖發(fā)送器T1的信號。在時槽TS2期間，第1圖接收器R2系用以處理第1圖發(fā)送器T2的信號。另外，時槽TS3及TS4期間的步驟亦是一樣。另外，時框系一個接著一個地出現(xiàn)，其亦分別切割為四個時槽，如時框N所示。這種架構(gòu)系利用時框N前面時框N-1的最后一個時槽TS4及時框N后面時框N+1的第一個時槽TS1加以表示。另外，特定發(fā)送器及接收器的時槽指定僅是用來說明。然而，應(yīng)該明白的是，熟習(xí)此技藝者當(dāng)能夠視情況需要，根據(jù)習(xí)知技術(shù)以動態(tài)地指派時槽。
另外，第2圖系以時框N的時槽TS2為例，表示一時槽的展開圖。這個時槽TS2系具有一個中央部20，用以發(fā)送及接收資料，其兩側(cè)相接看守信道21，其間并未進(jìn)行任何傳輸或接收。另外，無論是否具有看守信道21，本發(fā)明均可以操作。
現(xiàn)在，請參考第3A圖，一個自動增益控制(AGC)系統(tǒng)30系用于，舉例來說，第1圖的接收器R1中，因應(yīng)于指定時槽TS1。這個自動增益控制(AGC)系統(tǒng)30系包括一輸入31、一輸出36、一同步器38A、及包括一可變放大器35的一封閉回授回路、一量測單元32、及一參考及比較單元33。此輸入31系提供這個接收器R1偵測的射頻(RF)輸入信號。這個射頻(RF)輸入信號系具有復(fù)數(shù)重復(fù)時框，其分別具有復(fù)數(shù)時槽TS1-TS4，如第2圖所示。雖然第2圖系表示四個時槽TS1-TS4，但是，熟習(xí)此技藝者當(dāng)能夠清楚了解，本發(fā)明亦可以按照特定應(yīng)用的需要，使用更大數(shù)目或更小數(shù)目的時槽。
這個可變放大器35系用以接收此輸入31的射頻(RF)輸入信號、并放大或縮小這個信號。這個量測單元32系用以量測這個可變放大器35的輸出。隨即，這個量測結(jié)果便會傳送至這個參考及比較單元33，藉以比較這個量測單元32的輸出及一個預(yù)定參考數(shù)值。根據(jù)比較結(jié)果，這個參考及比較單元33便會輸出一個誤差控制信號34以這個可變放大器35，藉以視情況需要增加或減少放大或縮小的數(shù)量，使這個可變放大器輸出36能夠維持在下行電路組件(圖中未示)所需要的一個預(yù)定操作范圍內(nèi)。這個同步器38A系利用一個開關(guān)，在時槽TS1期間耦接此輸入31及這個自動增益控制(AGC)系統(tǒng)30、并在其它時槽TS2-TS4期間解耦此輸入31。這個同步輸入系用以確保此輸入31能夠在可應(yīng)用時槽期間(在這個實施例中系指時槽TS1)，及時地耦接至這個自動增益控制(AGC)系統(tǒng)30。
第3B圖系表示另一種實施例，其中，這個同步器38B系包括一個取樣及維持單元，藉以使此輸入31的取樣同步于時槽TS1的頻率。這個同步器38B的一控制信號系選擇性地推翻這個參考及比較單元33產(chǎn)生的信號。在可應(yīng)用時槽(舉例來說，時槽TS1)期間，這個同步器38B系容許這個量測單元32、這個參考及比較單元33、及這個放大器35所提供的功能可以正常操作。在時槽TS1以外的時槽期間，這個同步器38B的控制信號則會推翻這個參考及比較單元33的信號，藉以將這個可變放大器35的增益維持在時槽TS1結(jié)束時的位準(zhǔn)。
借著在這個自動增益控制(AGC)系統(tǒng)30中加入同步器38A及38B，此輸入31的取樣便可以同步于想要時槽TS1的出現(xiàn)。如此，這個可變放大器35的操作位準(zhǔn)，相較于其它方法中、這個自動增益控制(AGC)系統(tǒng)30可能會在一個時框至下一個時框的各個時槽TS1-TS4內(nèi)變動的情況，便可以更接近于所需要的位準(zhǔn)，特別是在下一次出現(xiàn)時槽TS1的開頭時。如此，這個自動增益控制(AGC)系統(tǒng)30在時槽TS1期間的啟始增益位準(zhǔn)設(shè)定便可以獲得大幅改善。
請參考第5圖，其系表示自動增益控制(AGC)系統(tǒng)50的另一種實施例。這個實施例的自動增益控制(AGC)系統(tǒng)50系包括類似先前實施例的組件，但卻更包括一個控制儲存單元51及一個預(yù)測加強(qiáng)單元53。這個控制儲存單元51系用以儲存這個參考及比較單元33在數(shù)個時框的指定時槽(諸如時槽TS1)的輸出控制信號34。這個儲存控制信號34系可以包括單一取樣(諸如時槽TS1的結(jié)束)、或可以包括這個控制信號34在整個時槽TS1期間的數(shù)個取樣平均。相較于時槽TS1內(nèi)的單一信號強(qiáng)度取樣，復(fù)數(shù)取樣的方法可以提供較為精確的預(yù)測。此外，這個同步器38A、這個量測單元32、這個參考及比較單元33、及這個可變放大器35的功能則均與第3A圖所示的對應(yīng)組件相同。
在自動增益控制(AGC)系統(tǒng)50的第一種實施例中，這個預(yù)測加強(qiáng)單元53系用以執(zhí)行這個控制儲存單元51內(nèi)、儲存控制信號的計算，包括將數(shù)個先前時框的時槽TS1所得到的儲存控制信號序列加以平均。舉例來說，數(shù)值0.2的控制信號即可能是四個時框的時槽TS1儲存的四個控制信號0.1，0.2，0.2，0.3的平均結(jié)果。在另一種實施例中，這個預(yù)測加強(qiáng)電路53亦可以執(zhí)行一個計算，藉以決定儲存控制信號序列的上升或下降趨勢。舉例來說，數(shù)值0.5的控制信號34可以是四個時框的時槽TS1的四個控制信號0.1，0.2，0.3，0.4的趨勢計算結(jié)果。因此，這個預(yù)測加強(qiáng)電路53的輸出便可以提供下一次出現(xiàn)時槽TS1時，所需適當(dāng)增益的改良預(yù)測。另外，習(xí)知技藝還包括各種統(tǒng)計趨勢算法，且這些算法均可以分別應(yīng)用于本發(fā)明中。這類算法的詳細(xì)說明系超過本發(fā)明的范圍。應(yīng)該注意的是，雖然這個預(yù)測加強(qiáng)電路53、這個控制儲存單元51、這個參考及比較單元33、及這個量測單元32系表示為獨立組件，但是，這些組件亦可以視情況需要，組合為單一組件，諸如微處理器(圖中未示)。另外，這個可變放大器35亦可以加入這類微處理器，藉以提供單一、統(tǒng)一的”智能型自動增益控制(AGC)”。
第4圖系一流程圖，其乃是表示根據(jù)本發(fā)明、各個接收器R1-R4解調(diào)特定接收器想要信號的程序400。對于這個程序400而言，假設(shè)各個接收器R1-R4已經(jīng)與重復(fù)時框同步，且各個接收器R1-R4亦已經(jīng)事先指派一個特定時槽。如同先前說明，熟習(xí)此技藝者當(dāng)了解雖然本實施例的各接收器R1-R4系利用單一時槽(方便說明起見)，但是數(shù)個時槽(舉例來說，諸如TS1及TS2、TS1及TS3的雙時槽或更多時槽)亦可以指派給特定接收器，藉以得到較高資料速率的通信。另外，先前說明亦假設(shè)這個接收的射頻(RF)信號已經(jīng)完成降頻(downconverter)及解擴(kuò)(despread)動作。然而，應(yīng)該明白的是，各個時槽的個別信號可以利用不同擴(kuò)展訊息碼進(jìn)行擴(kuò)展(spread)，且因此，僅有想要時槽的關(guān)連訊息碼才需要進(jìn)行解擴(kuò)(despread)動作。
利用第5圖的自動增益控制(AGC)系統(tǒng)50為例，在步驟401中，一個啟始時框的啟始自動增益控制(AGC)位準(zhǔn)系基于封閉回路回授進(jìn)行設(shè)定，如同沒有儲存預(yù)測的典型自動增益控制(AGC)電路。隨后，在步驟402中，發(fā)送器T1傳送、包括在時框N-1的時槽TS1的傳輸信號系加以量測。接著，在步驟404中，這個信號系與一預(yù)定參考位準(zhǔn)進(jìn)行比較，并在步驟406中計算一適當(dāng)放大或縮小。基于計算步驟406的結(jié)果，這個可變放大器35的一誤差控制信號34便可以在步驟408中產(chǎn)生，并在步驟410中儲存做為下一個時框的預(yù)測。視情況需要，下一個時框所需控制信號的一改良預(yù)測亦可以在步驟411中決定，藉以計算先前數(shù)個時框中、復(fù)數(shù)儲存控制信號的平均或趨勢。然而，這僅是一個選擇性的特征，而步驟410儲存的”未加強(qiáng)”控制信號亦可以用于進(jìn)一步的處理。然后，這個自動增益控制(AGC)系統(tǒng)50便可以利用同步器38A，在步驟412中進(jìn)行”撤銷(deactivate)”、”暫停(suspend)”、或”關(guān)(switched off)”動作，直到后續(xù)時框再次出現(xiàn)時槽TS1以供量測，此時，這個自動增益控制(AGC)系統(tǒng)50便可以在步驟414中再次激活。最后，在步驟416中，步驟410的儲存控制信號(或者，步驟411計算的控制信號)便可以用來將這個可變放大器35設(shè)定在預(yù)測的放大位準(zhǔn)。
如第4圖所示，在后續(xù)時框中，這個程序?qū)貜?fù)步驟402至步驟416，藉以提供完整序列的儲存控制信號。倘若本實施例系計算平均或趨勢，則一個時槽的每個再次出現(xiàn)均會更新這個控制信號量測，藉以提供復(fù)數(shù)連續(xù)循環(huán)時槽的”旋轉(zhuǎn)序列(rolling sequence)”。步驟411的平均或趨勢計算系執(zhí)行于儲存數(shù)值的”旋轉(zhuǎn)序列(rolling sequence)”。利用這個程序，這個自動增益控制(AGC)系統(tǒng)50便可以預(yù)期下一次出現(xiàn)時槽TS1時的信號位準(zhǔn)將會落在先前出現(xiàn)時槽TS1的特定信號位準(zhǔn)范圍內(nèi)。如此，這個自動增益控制(AGC)系統(tǒng)50便可以獲得更穩(wěn)定及精確的操作。
第6圖系表示本發(fā)明的另一種實施例。不同于利用這個可變放大器35的輸出36回授決定可變放大器35的控制信號，這個自動增益控制(AGC)系統(tǒng)60系在這個可變放大器35進(jìn)行處理前，分析射頻(RF)輸入信號311。另外，這個自動增益控制(AGC)系統(tǒng)60，其亦是封閉回路類型，系包括一輸入31、一可變放大器35、一預(yù)放大量測單元62、一參考及比較單元64、一儲存單元61、一同步器38A、一預(yù)測加強(qiáng)單元63、及一輸出36。
這個同步器38A系用以確保這個自動增益控制(AGC)系統(tǒng)60僅會在主體接收器的指定時槽期間，對這個射頻(RF)輸入信號31進(jìn)行動作。這個預(yù)放大量測單元62系量測這個射頻(RF)輸入信號31的接收信號強(qiáng)度。隨即，這個量測信號強(qiáng)度系利用這個輸入儲存單元61儲存，藉以提供后續(xù)接收信號強(qiáng)度的預(yù)測。經(jīng)過數(shù)個時框，這個預(yù)測加強(qiáng)單元63便會擷取一個序列的儲存射頻(RF)輸入信號強(qiáng)度，分析這個記錄序列的增加或減少趨勢、或計算這個序列的平均，藉以調(diào)整先前指定時槽的接收信號強(qiáng)度預(yù)測。隨后，這個加強(qiáng)預(yù)測便會傳送至一個轉(zhuǎn)換器65，藉以利用這個輸出信號36的預(yù)定目標(biāo)數(shù)值，將這個預(yù)測加強(qiáng)單元63的調(diào)整射頻(RF)輸入信號轉(zhuǎn)換為一個增益控制信號66。另外，這個參考及比較單元64僅會在各個想要時槽的開頭利用這個預(yù)測增益控制信號66，藉以在這個時槽開頭產(chǎn)生這個啟始誤差控制信號34。
在這個時槽的開頭后，這個量測單元32、這個參考及比較單元64、及這個可變放大器35便可以正常操作，如同典型的自動增益控制(AGC)電路，藉以控制這個可變放大器的增益、并視情況需要增加或減少放大或縮小的數(shù)量。此時，這個輸出66系可以忽略。
雖然這個預(yù)放大量測單元62、這個輸入儲存單元61、這個預(yù)測加強(qiáng)單元63、這個轉(zhuǎn)換器65、這個參考及比較單元64、這個量測單元32、及這個同步器38A系表示為獨立的組件，但是，熟習(xí)此技藝者當(dāng)了解這些組件所執(zhí)行的功能亦可以加入成為一個微處理器71的部分，其具有關(guān)連的內(nèi)存(圖中未示)，如第7A圖的實施例所示。另外，這個可變放大器35亦可以加入這個程序微處理器71中，藉以提供單一、統(tǒng)一的”智能型自動增益控制(AGC)”，如第7B圖所示。
雖然本發(fā)明已利用的較佳實施例說明如上，然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠在不違背本發(fā)明精神及范圍的前提下，進(jìn)行各種調(diào)整及變化。有鑒于此，本發(fā)明的保護(hù)范圍以下列權(quán)利要求的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種用于在多個發(fā)送器和多個相關(guān)的接收器間通信的系統(tǒng)，利用重復(fù)時框，各個時框切割為多個時隙，至少將第一時隙配置于第一發(fā)送器和第一接收器間的通信，該自動增益控制(AGC)系統(tǒng)包括裝置，用于在多個連續(xù)時框的各個時框中、在所述至少第一時隙期間，在第一接收器測量該接收信號強(qiáng)度；和裝置，用該測量到的信號強(qiáng)度，在后續(xù)時框的至少第一時隙中，設(shè)定第一接收器的初始增益水平。
2.如權(quán)利要求1所述的自動增益控制(AGC)系統(tǒng)，其特征在于，該后續(xù)時框為下一個連續(xù)時框。
3.如權(quán)利要求1所述的自動增益控制(AGC)系統(tǒng)，其特征在于，該自動增益控制(AGC)系統(tǒng)還包括裝置，用以儲存在單個時框間采樣的多個增益位置設(shè)定；以及裝置，用以平均值該等增益水平設(shè)定，以在后續(xù)時框的對應(yīng)時隙中，確定該接收器的初始增益控制水平。
4.如權(quán)利要求1所述的自動增益控制(AGC)系統(tǒng)，其特征在于，該自動增益控制(AGC)系統(tǒng)還包括裝置，用以儲存連續(xù)時框的多個等初始增益水平設(shè)定；裝置，用以確定等儲存初始增益水平的趨勢；以及裝置，利用所述趨勢，在后續(xù)時框的對應(yīng)時隙中，控制所述接收器的增益。
5.如權(quán)利要求1所述的自動增益控制(AGC)系統(tǒng)，其特征在于，該自動增益控制(AGC)系統(tǒng)還包括裝置，用以儲存連續(xù)時框的多個所述初始增益水平設(shè)定；裝置，用以確定儲存的初始信號強(qiáng)度的平均值；以及裝置，利用所述平均值，在后續(xù)時框的對應(yīng)時隙中，控制所述接收器的增益。
6.如權(quán)利要求1所述的自動增益控制(AGC)系統(tǒng)，其特征在于，所述自動增益控制(AGC)系統(tǒng)還包括裝置，用以儲存多個測量信號強(qiáng)度；裝置，用以確定儲存的初始信號強(qiáng)度的趨勢；以及裝置，利用所述趨勢，在后續(xù)時框的對應(yīng)時隙中，控制所述接收器的增益。
7.如權(quán)利要求6所述的自動增益控制(AGC)系統(tǒng)，其特征在于，微處理器用于該確定裝置及該利用裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的自動增益控制(AGC)系統(tǒng)，其特征在于，該自動增益控制(AGC)系統(tǒng)還包括裝置，用以儲存多個所述測量信號強(qiáng)度；裝置，用以確定該儲存信號強(qiáng)度的平均值；以及裝置，利用該平均值，在后續(xù)時框的對應(yīng)時隙中，控制該接收器的增益。
9.如權(quán)利要求8所述的自動增益控制(AGC)系統(tǒng)，其特征在于，微處理器用于該確定裝置及該利用裝置。
10.在多個發(fā)送器及多個相關(guān)接收器間進(jìn)行通信的系統(tǒng)中，利用重復(fù)時框，其中，各個時框切割為多個時隙，且至少第一時隙配置于第一發(fā)送器及一第一接收器間的通信，自動增益控制(AGC)方法包括僅在多個連續(xù)時框的各個時框中、至少第一時隙間，在所述第一收器測量該接收信號強(qiáng)度；利用所述測量信號強(qiáng)度以在后續(xù)時框的該至少第一時隙中，設(shè)定該第一接收器的初始增益水平；
11.如權(quán)利要求10所述的自動增益控制(AGC)方法，其特征在于，該自動增益控制(AGC)方法還包括儲存連續(xù)時框的多個所述初始增益水平設(shè)定；確定該等儲存初始增益水平的平均值；以及利用該趨勢以在后續(xù)時框的對應(yīng)時隙中，控制所述接收器的增益。
12.如權(quán)利要求10所述的自動增益控制(AGC)方法，其特征在于，該自動控制增益(AGC)方法還包括儲存連續(xù)時框的多個所述初始增益水平設(shè)定；確定該初始增益水平的平均值；以及利用該平均值以在后續(xù)時框的對應(yīng)時隙中，控制所述接收器的增益。
13.如權(quán)利要求10所述的自動增益控制(AGC)方法，其特征在于，該自動增益控制(AGC)方法還包括儲存多個所述測量信號強(qiáng)度；確定該儲存信號強(qiáng)度的趨勢；以及利用該趨勢以在一后續(xù)時框的對應(yīng)時隙中，控制該接收器的增益。
14.如權(quán)利要求1所述的自動增益控制(AGC)方法，其特征在于，該自動增益控制(AGC)方法還包括儲存多個所述測量信號強(qiáng)度；確定該儲存的信號強(qiáng)度的平均值；以及利用該平均值以在后續(xù)時框的對應(yīng)時隙中，控制該接收器的增益。
全文摘要
在發(fā)送器及關(guān)連接收器間的一個分時雙工(TDD)無線通信中，一接收器的自動增益控制系僅應(yīng)用于此分時雙工(TDD)信號時框架構(gòu)內(nèi)的對應(yīng)時槽。此分時雙工(TDD)信號的未來時槽的啟始增益位準(zhǔn)則是量測連續(xù)接收信號強(qiáng)度及儲存增益位準(zhǔn)以做為預(yù)測。另外，預(yù)測技術(shù)，諸如連續(xù)時槽內(nèi)接收信號強(qiáng)度的平均或趨勢、及增益位準(zhǔn)設(shè)定的平均或趨勢，則可以用來改善未來啟始增益位準(zhǔn)的預(yù)測。
文檔編號H04B1/16GK1470108SQ01817564
公開日2004年1月21日 申請日期2001年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月19日
發(fā)明者亞歷山大·賈桂斯, 利恩尼·哈薩凱華屈, 艾比·席爾佛伯格, 哈薩凱華屈, 亞歷山大 賈桂斯, 席爾佛伯格 申請人:美商內(nèi)數(shù)位科技公司