CN1135817A - 在时分多址接收机中根据脉冲串类型选择接收机通路 - Google Patents

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Abstract

时分多址(TDMA)接收机(100)具有用于接入脉冲串的限幅接收机通路(116)和用于所有其它业务和信令脉冲串的线性接收机通路(117)。由于该接入脉冲串在典型的TDMA数字蜂窝系统诸如移动通信全球系统(GSM)数字蜂窝系统中是不交错的，所以在该TD-MA接收机(100)实施中，幅度信息的丢失不损害可接受的接入脉冲串差错率，该TDMA接收机(100)确定该脉冲串类型(或者利用该脉冲串类型的先有知识或者该动态确定的脉冲串类型)，选择开关(124)选择出哪一条接收机通路(116、117)将被解调。

Description

在时分多址接收机中根据脉冲串类型选择接收机通路
本发明涉及通信系统中的接收机，具体涉及在时分多址通信系统中接收脉冲串的接收机。
模拟蜂窝系统使用频率调制(FM)发送信息，它允许使用限幅和鉴频的经济有效的接收机，随着数字蜂窝系统的发展，需要具有信道均衡的、宽动态范围的、线性的接收机以获得最高的性能等级，接收机设计变得复杂了，这比在模拟蜂窝系统中使用的接收机典型地需要更多的费用来实施。
在时分多址(TDMA)数字蜂窝系统中，在周期性间隔的时隙期间，业务和信令信息以脉冲串(正常的脉冲串)发送，多径衰落将传输差错引入到一些脉冲串中，这可通过使用交错与编码而减轻。这些突发的差错事件通过将软判决信息施加到解码过程中以最有效地得到处理。为了产生软判决信息，接收幅度的变化理想地应该保存，以使得到交错的脉冲串有助于信道均衡和随后的解码，这典型地是通过使用覆盖整个衰落的动态范围的线性接收机实现的。
当移动站要求接入TDMA数字蜂窝系统时，它向该系统发送一个接入脉冲串以请求这种接入。接入脉冲串的持续时间相对于正常的脉冲串(业务和信令)缩短了，以补偿移动站的接入脉冲串的传输与基站的接入脉冲串的接收之间的时间延迟，接入脉冲串是一个一次事件，因此该数据不必是(和不是)交错的，但是，接入脉冲串编码确实提供了抗衰落的一些手段。
在TDMA数字蜂窝系统中典型的接收机设计实施了用于所有脉冲串类型的公共自动增益控制(AGC)单元。通过在接入脉冲串上执行快速AGC操作，接入脉冲串的AGC的处理与在线性接收机中正常脉冲串的不同。在这个配置中，该线性接收机必须确定移动站何时是在信道上，估计其信号强度和为该接入脉冲串的其余部分设定/保持该AGC。这个方法要求一个非常快的信号强度指示器(SSI)电路和一个阈值指示器，以检测试图接入该系统的移动站的存在。正常脉冲串的AGC是使用一个算法进行的，该算法使用一个长期平均分量和一个短期信号强度分量。在这两种情况下，如上所述，使用公共AGC单元，而且它们的设定通过该时隙来保持。
上述的快速AGC方法有几个限制：(1)要求存储器存储映射变换该原始信号强度指示为一个增益设定的值，(2)该SSI必须是很快跟踪移动站发射的接通特性，和(3)在该接入脉冲串期间，存在不正确的AGC设定的可能性，这可能是因为移动站的发射延迟越长，噪声脉冲串或干扰信号产生错误检测移动站存在可能性越大，如果AGC设定是基于这个噪声或干扰的信号强度，则延迟的移动站发射在稍后该时隙中可能接收到，该时隙正好在A/D变换器窗口之外。在郊区安装可延伸网孔多达120km，两个相邻的时隙可用于该接入脉冲串。在这种情况下，由于噪声脉冲串或干扰信号超过目前的阈值，存在错误AGC设定的更大的可能性。
据此，需要一种，可在克服上述限制的同时能够接收接入、业务和信令的脉冲串的接收机结构。
图1概括地示出根据本发明的接收机，它根据脉冲类型选择接收机的通路。
图2概括地示出根据本发明用于处理有关脉冲串类型的信息的装置。
图3概括地示出根据本发明由图1的接收机接收的TDMA帧。
图4概括地示出根据本发明由图1的接收机的TDMA多帧。
图5概括地示出根据本发明的接收机的一个替代的实施例，该接收机根据脉冲串类型选择接收机通路。
接入脉冲串是从移动站发送到基站请求接入所关心的特定时分多址(TDMA)通信系统的脉冲串。由于接入脉冲串在诸如用于移动通信的全球系统(GSM)之类的典型的TDMA数字蜂窝系统中未被交错，故幅度信息的丢失不损害TDMA接收机实施中的可接受的接入脉冲串的差错率。为此，TDMA接收机可设计得具有用于接入脉冲串的有限接收机通路和所有其它业务和信令脉冲串的线性接收机通路。由于该基站接收机可确定该脉冲串类型(通过该脉冲串现有知识或动态确定)，故使用一个选择器开关可选择哪一条接收机通路被解调。在脉冲串之间的保护周期期间可选择合适的通路，在大多数的系统中该保护周期是足够的(在GSM中为30微秒)，可使该选择器开关速度不成问题。下文进一步叙述的这个接收机的结构克服了上述限制。
本发明使用用于接入脉冲串的高增益限幅接收机、实施正常脉冲串(业务和信令脉冲串)的AGC的线性接收机和一个选择器开关的组合，来确定哪一条通路被解调用于随后的解码。本发明可应用在采用任何具有交错的和非交错的脉冲串的信道类型的TDMA通信系统中。
总的来说，本发明的时分多址(TDMA)接收机100包括一个用于处理有关所接收的脉冲串类型的信息装置138和一个根据确定的脉冲串类型选择第一接收机通路116或第二接收机通路117、接收该脉冲串的装置124。在优选的实施例中，用于处理信息的装置处理从脉冲串类型控制消息信号143输入的信息，脉冲串类型控制消息信号143输入的信息给接收机100提供特定脉冲串类型(即，一个接入脉冲串或一个正常脉冲串)接收的先有知识。该先有知识是基于一个时隙，在该时隙中可发生脉冲串类型的接收。在另一个实施例中，可能不采用先有知识，处理信息的装置可处理从脉冲检测电路503输入的信息，该脉冲串检测电路动态地确定所接收的脉冲串类型。
在优选的实施例中，第一接收机通路包括当脉冲串类型是接入脉冲串时在限幅接收机中使用的电路。该限幅接收机通路不实施自动增益控制(AGC)。同样，在该优选的实施例中，第二接收机通路包括当该脉冲串类型是正常脉冲串(即，特别是业务或信令的脉冲串)时在采用AGC的线性接收机通路中使用的电路。
图1概括地示出根据本发明基于脉冲串类型选择接收机通路的接收机100。如图1所示，射频(RF)脉冲串101输入到RF前端103，在该实施例中这是一个滤波器，具有所需的通信系统的带通特性。来自前端103的输出输入到混频器106，该混频器也具有作为输入的一个本地振荡器(LO)信号LO1 105。混频器106把信号101变换成为一个中频(IF)，然后输入到第一IF部件109。根据所接收的脉冲串类型，AGC1 112在信号激励部件109上可提供或不提供自动增益控制(AGC)。接着，随后的信号激励部件112耦合到第二混频器114，同样地它也有作为耦合的第二LO信号LO2 113。信号激励混频器114耦合到第二IF 115。第一IF109和第二IF115执行窄带滤波和放大。
信号激励部件115的信号经第一接收通路116和第二接收机通路117向下传播。第一接收机通路116包括一个限幅IF放大器和对数放大器121，它执行限幅接收机类型功能和信号强度指示(SSI)，这是本领域公知的。另一方面，第二接收机通路117包括自动增益控制电路AGC2 118。处理信息的装置138处理有关由正交解调器133接收的脉冲串类型的信息。处理装置138处理从脉冲串类型控制消息信号143输入的信息，该脉冲串类型控制消息信号143给接收机100提供特定脉冲串类型接收的先有知识。输入到处理装置138的是一个帧时钟142，它提供需要的时钟信息。接着，特定的脉冲串类型接收的先有知识是基于可能出现特定特定脉冲串类型接收的先有知识。
基于该信息，处理信息的装置138将经过控制信号145触发选择装置124。例如，如果该脉冲串类型是一个接入脉冲串，则选择装置124切换到位置“A”，而且第一接收机通路116最终由正交解调器133解调。在另一方面，如果该脉冲串是正常脉冲串(即，业务〔TCH〕或信令的脉冲串)，选择装置124切换到“N”，而第二接收机通路117最终由正交解调器133解调。在任一种情况下，正交解调器133的输出输入到滤波器134和135，最终以原始信号101的同相(“I”)和正交相位(“Q”)分量输出。“I”和“Q”分量由模/数变换器(A/D)140、141从模拟信号变换为数字样值，并且进一步由(图1未示出的)电路和(不认为对图1所示的本发明的接收机100有关的)电路处理。A/D140、141输出的信号输入到处理信息的装置138，用于确定正常脉冲串AGC设定的TCH/信令控制环路。
图2一般性地示出根据本发明的处理信息的装置138。如图2所示，从部件121来的信号强度指示(SSI)输入到模/数(A/D)变换器203，它变换该模拟SSI为数字样值。该数字值输入到SSI线性化随机存取存储器(RAM)206。RAM206补偿在该SSI响应中的非线性。RAM206的输出被输入到控制处理器209，它特别提供用于AGC1112、AGC2 112、和ACG3 127的自动增益控制(AGC)设定业务信道(TCH)和信令信道控制环路。AGC信息经过AGC线性化RAM212提供给这些单元，补偿AGC单元112、118和127中的非线性。控制处理器209也具有作为输入的A/D140、141的输出。
控制处理器209还将信息提供给选择装置124，以在第一接收机通路116和第二接收机通路117之间转换。由控制处理器209处理的信息获得优先接收该脉冲串。换句话说，控制处理器209知道收到的脉冲串是接入脉冲串还是正常脉冲串(TCH/信令脉冲串)。如上所述，这是根据发生接收该脉冲串的时隙知道的。由于控制处理器209知道它们被收到时的时隙顺序，控制处理器209能够在收到接入脉冲串发生的时隙时适当地切换选择装置124。当接收正常脉冲串的其它时隙发生时，控制处理器209触发选择装置124到“N”位置，在本优选的实施例中，该选择装置经过线性接收机接收这些正常脉冲串。
如前所述，控制处理器209具有预先知道该时隙结构的先有知识，因为时分多址(TDMA)帧具有如图3所示的预定结构，如图3中所示，TDMA帧具有4.62毫秒(ms)持续期间，并具有时隙(0-7)。对于每个时分复用(TDM)帧，时隙号0是可接收接入脉冲串的唯一时隙。因此，具有这一知识的控制处理器209在TDM帧的时隙0期间只触发选择装置124到“A”位置。图4一般性地示出由欧洲电信标准协会(ETSI)技术规范其名称为“Multiplexing and Multi-ple Access on the Radio Path”(GSM05.02)所规定的51个TDM帧构成的多帧。如图所示，一个多帧具有235.38ms持续时间，并且每隔51个TDMA帧重复一次。虽然示出每帧的时隙0具有一个脉冲串信号，但是在每个TDMA帧的每个时隙0中无须(和可不)存在接入脉冲串。接收机100接收接入脉冲串的预定方式在GSM05.02中描述了。
虽然业已结合具体的实施例描述了本发明，但本领域的技术人员是很明显按照前面的叙述可做出许多改变、修改和变化。例如，图5概括地示出根据本发明的一个接收机500的另一个实施例，它根据脉冲串类型选择接收机通路116、117。在图5中，脉冲串检测电路503被用来通过检测经过第一信号506接收的脉冲串类型、动态地确定由接收机500接收的脉冲串类型。这个确定信息经过第二信号509输入到处理装置138，和如上所述实现选择装置124的触发。在这个实施例中，第二信号509输入到图2的控制处理器209(图2控制处理器209的虚线表示)。重要的是请注意，这个实施例不要求处理装置138具有对于所接收的脉冲串类型的先有知识(即，不要求脉冲串类型控制消息信号143)。虽然已描述了单个可替代的实施例，但所附权利要求书包含根据本发明的脉冲串类型的接收机通路选择的任何改变、修改和变化。

Claims (10)

1.一种时分多址(TDMA)接收机，其特征在于，包括：
处理有关所接收的脉冲类型的信息的装置；和
用于根据确定的脉冲串类型选择接收该脉冲串的第一或第二接收机通路的装置。
2.根据权利要求1的TDMA接收机，其特征在于，处理信息的装置进一步包括用于处理从脉冲串类型控制消息信号输入的信息的装置。
3.根据权利要求2的TDMA接收机，其特征在于，用于处理从脉冲串类型控制消息输入的信息的装置给该接收机提供特定脉冲串类型接收的先有知识。
4.根据权利要求3的TDMA接收机，其特征在于，特定脉冲串类型接收的先有知识是基于特定脉冲串类型接收发生的时隙。
5.根据权利要求1的TDMA接收机，其特征在于，处理信息的装置进一步包括用于处理从动态地确定所接收的脉冲串类型的脉冲串检测电路输入的信息的装置。
6.根据权利要求1的TDMA接收机，其特征在于，第一接收机通路进一步包括当该脉冲串类型是接入脉冲串时在限幅接收机通路中使用的电路。
7.根据权利要求1的TDMA接收机，其特征在于，该限幅接收机通路不实施自动增益控制(AGC)。
8.根据权利要求1的TDMA接收机，其特征在于，第二接收机通路进一步包括当该脉冲串类型是业务或信令脉冲串时在线性接收机通路中使用的电路。
9.在时分多址(TDMA)接收机中一种接收机通路选择的方法，其特征在于，该方法包括步骤：
处理有关所接收的脉冲串类型的信息；
根据该确定的脉冲串类型选择第一或第二接收机通路接收该脉冲串。
10.一种时分多址(TDMA)接收机，其特征在于，包括：
一个处理器，具有作为输入的脉冲串类型控制消息信息和输出控制信号，所输出的控制信号与包含在该脉冲串类型控制消息信号中的脉冲串类型信息有关；和
一个开关，具有作为输入的该控制信号、第一接收机通路和第二接收机通路，并且根据该控制信号输出来自第一接收机通路或第二接收机通路之一的信息。
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