CN1470108A - 选择性激活的自动增益控制(agc)信号量测单元 - Google Patents

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Abstract

在发送器及关连接收器间的一个分时双工(TDD)无线通信中，一接收器的自动增益控制系仅应用于此分时双工(TDD)信号时框架构内的对应时槽。此分时双工(TDD)信号的未来时槽的启始增益位准则是量测连续接收信号强度及储存增益位准以做为预测。另外，预测技术，诸如：连续时槽内接收信号强度的平均或趋势、及增益位准设定的平均或趋势，则可以用来改善未来启始增益位准的预测。

Description

选择性激活的自动增益控制(AGC)信号量测单元
技术领域
本发明系有关于无线通信系统。特别是，本发明系有关于一种方法，用以选择性地量测一传输信号的一接收部分，其系将要施加于一接收器的一自动增益控制(AGC)系统。
背景技术
宽频无线通信的分时双工(TDD)及分时多任务(TDM)系统系基于重复数据传输时框的原则进行操作，其中，各个时框系切割为复数个连续时槽。在分时双工(TDD)及分时多任务(TDM)无线系统中，一个时槽及其下一个时槽间通常会具有一显著且突发的接收信号强度变动。这主要是因为：不同的发送器、或其关连接收器的迥异路径损耗极可能会操作于连续的时槽中。另外，当网络中、没有任何单元进行发送的期间，各个时槽间亦通常会插入一所谓的”看守”周期。这亦会在一时槽的传输周期结束时，造成另一显著且突发的信号强度变动，其跟随着没有任何单元进行发送的看守周期、然后再跟随下一个时槽的另一传输。
接收信号强度中、这些突发且经常的动态变动会造成传统自动增益控制(AGC)系统的混乱。一般而言，这类系统系用以调整此接收器增益，藉以使天线接收的大幅变动信号强度能够降低至此模拟/数字(A/D)转换器、此侦测器、或此接收器内其它装置的较适度信号强度变动。缺少这个信号强度范围的缩减步骤，此模拟/数字(A/D)转换器、此侦测器、或此接收器内其它装置的操作便可以严重地减弱或变成不可操作。
根据习知技艺，自动增益控制(AGC)系统系利用封闭回路控制系统，其系操作于连续接收的信号。通常，这类自动增益控制(AGC)系统的响应速度必须加以限制，藉以避免不稳定性及/或避免这个算动增益控制(AGC)步骤免于排除快速振幅变动，其系许多调变方式的固有及基本部分。因此，自动增益控制(AGC)系统会具有互相予盾的要求，其一方面需要一缓慢自动增益控制(AGC)响应以稳定此系统并且不排除基本振幅变动、另一方面则又需要一快速自动增益控制(AGC)响应以调整至快速变动的接收信号强度。另外，应该注意的是，一个接收时槽的开头信息，在这个自动增益控制(AGC)步骤具有时间以适度响应前，系可以错过或可能是无用的。在部分系统中，在没有发送任何信息的一个时槽传输开头必须要插入一个周期，即使此发送器系激活的。虽然这种自动增益控制(AGC)系统可以提供此接收器的自动增益控制(AGC)时间以进行响应，但是，这种技术确实会浪费不少宝贵的频宽。
发明内容
本发明系一种系统或技术，其中，一个给定接收器的一接收分时双工(TDD)及分时多任务(TDM)信号的自动增益控制系仅会在特定时槽中执行，其中，特定接收器系处理其关连发送器的传输。增益控制信号的一个或多个取样系加以储存，直到再次出现一后续时框的特定时槽。随后，这些取样便可以视为此后续时槽开头所需启始增益位准的一个预测。
在这个预测的控制下，其系由一个先前时框的相同时槽期间所得的量测信号强度推导，此接收器的自动增益控制(AGC)系操作于后续时槽的开头。利用这种方法，在任何给定时槽期间的自动增益控制(AGC)操作便可以不受到单一时框内、一个时槽至下一个时槽的超额信号强度变动所影响。当这个接收器的自动增益控制(AGC)操作能够在连续时框中维持平滑时，这个增益控制位准在一个特定时槽开头的启始设定系可以特别获得改善。
另外，本发明亦可以推导启始增益位准的预测(其不仅可以来自一个先前时框的单一时槽、并且亦可以来自数个这类先前时槽的平均)、及决定先前增益控制信号的趋势，藉以获得进一步的改善。
附图说明
第1图系表示一基本分时多任务(TDM)系统的简化系统图。
第2图系表示分时双工(TDD)及分时多任务(TDM)架构利用的典型信号格式。
第3A及3B图系表示一自动增益控制(AGC)系统的简化系统图，其具有与一指定时槽同步的一增益控制信号。
第4图系表示第5图实施例的执行流程图。
第5图系表示一自动增益控制(AGC)系统的简化系统图，其具有增益控制位准储存的装置。
第6图系表示一自动增益控制(AGC)系统的简化系统图，其具有射频(RF)输入信号储存的装置。
第7A图系表示第5图的另一种实施例，其利用一微处理器以加入各种系统功能。
第7B图系表示第7A图的另一种实施例，其利用一微处理器以额外包括系统的可变放大器。
具体实施方式
请参考第1图，其系表示一个典型的分时双工(TDD)/分时多任务(TDM)系统10。这个系统10系包括数个发送器(表示为T1，T2，T3，及T4)及数个接收器(表示为R1，R2，R3，及R4)。发送器及接收器的数目，其分别为四(4)及四(4)，及对应的时槽数目仅是用来说明，因此，其它实施例亦可能包括更大数目或更小数目的时槽、发送器、及接收器。这些发送器T1-T4及这些接收器R1-R4系经由一无线媒体11进行通信。这些通信系加以定时，藉以让接收器R1处理其关连发送器T1的信号、接收器R2处理其关连发送器T2的信号、并以此类推。
这些关连发送器及接收器间的通信定时架构系表示于第2图中，其系表示一个典型时框N，而四对关连发送器T1-T4及接收器R1-R4间的通信(如第1图所示)则是发生其间。为达此目的，时框N系切割为四个连续时槽(表示为TS1，TS2，TS3，及TS4)。在时槽TS1期间，第1图接收器R1系用以处理第1图发送器T1的信号。在时槽TS2期间，第1图接收器R2系用以处理第1图发送器T2的信号。另外，时槽TS3及TS4期间的步骤亦是一样。另外，时框系一个接着一个地出现，其亦分别切割为四个时槽，如时框N所示。这种架构系利用时框N前面时框N-1的最后一个时槽TS4及时框N后面时框N+1的第一个时槽TS1加以表示。另外，特定发送器及接收器的时槽指定仅是用来说明。然而，应该明白的是，熟习此技艺者当能够视情况需要，根据习知技术以动态地指派时槽。
另外，第2图系以时框N的时槽TS2为例，表示一时槽的展开图。这个时槽TS2系具有一个中央部20，用以发送及接收资料，其两侧相接看守信道21，其间并未进行任何传输或接收。另外，无论是否具有看守信道21，本发明均可以操作。
现在，请参考第3A图，一个自动增益控制(AGC)系统30系用于，举例来说，第1图的接收器R1中，因应于指定时槽TS1。这个自动增益控制(AGC)系统30系包括一输入31、一输出36、一同步器38A、及包括一可变放大器35的一封闭回授回路、一量测单元32、及一参考及比较单元33。此输入31系提供这个接收器R1侦测的射频(RF)输入信号。这个射频(RF)输入信号系具有复数重复时框，其分别具有复数时槽TS1-TS4，如第2图所示。虽然第2图系表示四个时槽TS1-TS4，但是，熟习此技艺者当能够清楚了解，本发明亦可以按照特定应用的需要，使用更大数目或更小数目的时槽。
这个可变放大器35系用以接收此输入31的射频(RF)输入信号、并放大或缩小这个信号。这个量测单元32系用以量测这个可变放大器35的输出。随即，这个量测结果便会传送至这个参考及比较单元33，藉以比较这个量测单元32的输出及一个预定参考数值。根据比较结果，这个参考及比较单元33便会输出一个误差控制信号34以这个可变放大器35，藉以视情况需要增加或减少放大或缩小的数量，使这个可变放大器输出36能够维持在下行电路组件(图中未示)所需要的一个预定操作范围内。这个同步器38A系利用一个开关，在时槽TS1期间耦接此输入31及这个自动增益控制(AGC)系统30、并在其它时槽TS2-TS4期间解耦此输入31。这个同步输入系用以确保：此输入31能够在可应用时槽期间(在这个实施例中系指时槽TS1)，及时地耦接至这个自动增益控制(AGC)系统30。
第3B图系表示另一种实施例，其中，这个同步器38B系包括一个取样及维持单元，藉以使此输入31的取样同步于时槽TS1的频率。这个同步器38B的一控制信号系选择性地推翻这个参考及比较单元33产生的信号。在可应用时槽(举例来说，时槽TS1)期间，这个同步器38B系容许这个量测单元32、这个参考及比较单元33、及这个放大器35所提供的功能可以正常操作。在时槽TS1以外的时槽期间，这个同步器38B的控制信号则会推翻这个参考及比较单元33的信号，藉以将这个可变放大器35的增益维持在时槽TS1结束时的位准。
借着在这个自动增益控制(AGC)系统30中加入同步器38A及38B，此输入31的取样便可以同步于想要时槽TS1的出现。如此，这个可变放大器35的操作位准，相较于其它方法中、这个自动增益控制(AGC)系统30可能会在一个时框至下一个时框的各个时槽TS1-TS4内变动的情况，便可以更接近于所需要的位准，特别是在下一次出现时槽TS1的开头时。如此，这个自动增益控制(AGC)系统30在时槽TS1期间的启始增益位准设定便可以获得大幅改善。
请参考第5图，其系表示自动增益控制(AGC)系统50的另一种实施例。这个实施例的自动增益控制(AGC)系统50系包括类似先前实施例的组件，但却更包括一个控制储存单元51及一个预测加强单元53。这个控制储存单元51系用以储存这个参考及比较单元33在数个时框的指定时槽(诸如：时槽TS1)的输出控制信号34。这个储存控制信号34系可以包括单一取样(诸如：时槽TS1的结束)、或可以包括这个控制信号34在整个时槽TS1期间的数个取样平均。相较于时槽TS1内的单一信号强度取样，复数取样的方法可以提供较为精确的预测。此外，这个同步器38A、这个量测单元32、这个参考及比较单元33、及这个可变放大器35的功能则均与第3A图所示的对应组件相同。
在自动增益控制(AGC)系统50的第一种实施例中，这个预测加强单元53系用以执行这个控制储存单元51内、储存控制信号的计算，包括：将数个先前时框的时槽TS1所得到的储存控制信号序列加以平均。举例来说，数值0.2的控制信号即可能是四个时框的时槽TS1储存的四个控制信号0.1，0.2，0.2，0.3的平均结果。在另一种实施例中，这个预测加强电路53亦可以执行一个计算，藉以决定储存控制信号序列的上升或下降趋势。举例来说，数值0.5的控制信号34可以是四个时框的时槽TS1的四个控制信号0.1，0.2，0.3，0.4的趋势计算结果。因此，这个预测加强电路53的输出便可以提供下一次出现时槽TS1时，所需适当增益的改良预测。另外，习知技艺还包括各种统计趋势算法，且这些算法均可以分别应用于本发明中。这类算法的详细说明系超过本发明的范围。应该注意的是，虽然这个预测加强电路53、这个控制储存单元51、这个参考及比较单元33、及这个量测单元32系表示为独立组件，但是，这些组件亦可以视情况需要，组合为单一组件，诸如：微处理器(图中未示)。另外，这个可变放大器35亦可以加入这类微处理器，藉以提供单一、统一的”智能型自动增益控制(AGC)”。
第4图系一流程图，其乃是表示根据本发明、各个接收器R1-R4解调特定接收器想要信号的程序400。对于这个程序400而言，假设各个接收器R1-R4已经与重复时框同步，且各个接收器R1-R4亦已经事先指派一个特定时槽。如同先前说明，熟习此技艺者当了解：虽然本实施例的各接收器R1-R4系利用单一时槽(方便说明起见)，但是数个时槽(举例来说，诸如TS1及TS2、TS1及TS3的双时槽或更多时槽)亦可以指派给特定接收器，藉以得到较高资料速率的通信。另外，先前说明亦假设：这个接收的射频(RF)信号已经完成降频(downconverter)及解扩(despread)动作。然而，应该明白的是，各个时槽的个别信号可以利用不同扩展讯息码进行扩展(spread)，且因此，仅有想要时槽的关连讯息码才需要进行解扩(despread)动作。
利用第5图的自动增益控制(AGC)系统50为例，在步骤401中，一个启始时框的启始自动增益控制(AGC)位准系基于封闭回路回授进行设定，如同没有储存预测的典型自动增益控制(AGC)电路。随后，在步骤402中，发送器T1传送、包括在时框N-1的时槽TS1的传输信号系加以量测。接着，在步骤404中，这个信号系与一预定参考位准进行比较，并在步骤406中计算一适当放大或缩小。基于计算步骤406的结果，这个可变放大器35的一误差控制信号34便可以在步骤408中产生，并在步骤410中储存做为下一个时框的预测。视情况需要，下一个时框所需控制信号的一改良预测亦可以在步骤411中决定，藉以计算先前数个时框中、复数储存控制信号的平均或趋势。然而，这仅是一个选择性的特征，而步骤410储存的”未加强”控制信号亦可以用于进一步的处理。然后，这个自动增益控制(AGC)系统50便可以利用同步器38A，在步骤412中进行”撤销(deactivate)”、”暂停(suspend)”、或”关(switched off)”动作，直到后续时框再次出现时槽TS1以供量测，此时，这个自动增益控制(AGC)系统50便可以在步骤414中再次激活。最后，在步骤416中，步骤410的储存控制信号(或者，步骤411计算的控制信号)便可以用来将这个可变放大器35设定在预测的放大位准。
如第4图所示，在后续时框中，这个程序将会重复步骤402至步骤416，藉以提供完整序列的储存控制信号。倘若本实施例系计算平均或趋势，则一个时槽的每个再次出现均会更新这个控制信号量测，藉以提供复数连续循环时槽的”旋转序列(rolling sequence)”。步骤411的平均或趋势计算系执行于储存数值的”旋转序列(rolling sequence)”。利用这个程序，这个自动增益控制(AGC)系统50便可以预期：下一次出现时槽TS1时的信号位准将会落在先前出现时槽TS1的特定信号位准范围内。如此，这个自动增益控制(AGC)系统50便可以获得更稳定及精确的操作。
第6图系表示本发明的另一种实施例。不同于利用这个可变放大器35的输出36回授决定可变放大器35的控制信号，这个自动增益控制(AGC)系统60系在这个可变放大器35进行处理前，分析射频(RF)输入信号311。另外，这个自动增益控制(AGC)系统60，其亦是封闭回路类型，系包括一输入31、一可变放大器35、一预放大量测单元62、一参考及比较单元64、一储存单元61、一同步器38A、一预测加强单元63、及一输出36。
这个同步器38A系用以确保：这个自动增益控制(AGC)系统60仅会在主体接收器的指定时槽期间，对这个射频(RF)输入信号31进行动作。这个预放大量测单元62系量测这个射频(RF)输入信号31的接收信号强度。随即，这个量测信号强度系利用这个输入储存单元61储存，藉以提供后续接收信号强度的预测。经过数个时框，这个预测加强单元63便会撷取一个序列的储存射频(RF)输入信号强度，分析这个记录序列的增加或减少趋势、或计算这个序列的平均，藉以调整先前指定时槽的接收信号强度预测。随后，这个加强预测便会传送至一个转换器65，藉以利用这个输出信号36的预定目标数值，将这个预测加强单元63的调整射频(RF)输入信号转换为一个增益控制信号66。另外，这个参考及比较单元64仅会在各个想要时槽的开头利用这个预测增益控制信号66，藉以在这个时槽开头产生这个启始误差控制信号34。
在这个时槽的开头后，这个量测单元32、这个参考及比较单元64、及这个可变放大器35便可以正常操作，如同典型的自动增益控制(AGC)电路，藉以控制这个可变放大器的增益、并视情况需要增加或减少放大或缩小的数量。此时，这个输出66系可以忽略。
虽然这个预放大量测单元62、这个输入储存单元61、这个预测加强单元63、这个转换器65、这个参考及比较单元64、这个量测单元32、及这个同步器38A系表示为独立的组件，但是，熟习此技艺者当了解：这些组件所执行的功能亦可以加入成为一个微处理器71的部分，其具有关连的内存(图中未示)，如第7A图的实施例所示。另外，这个可变放大器35亦可以加入这个程序微处理器71中，藉以提供单一、统一的”智能型自动增益控制(AGC)”，如第7B图所示。
虽然本发明已利用的较佳实施例说明如上，然而，本领域的普通技术人员能够在不违背本发明精神及范围的前提下，进行各种调整及变化。有鉴于此，本发明的保护范围以下列权利要求的范围为准。

Claims (14)

1.一种用于在多个发送器和多个相关的接收器间通信的系统，利用重复时框，各个时框切割为多个时隙，至少将第一时隙配置于第一发送器和第一接收器间的通信，该自动增益控制(AGC)系统包括：
装置，用于在多个连续时框的各个时框中、在所述至少第一时隙期间，在第一接收器测量该接收信号强度；和
装置，用该测量到的信号强度，在后续时框的至少第一时隙中，设定第一接收器的初始增益水平。
2.如权利要求1所述的自动增益控制(AGC)系统，其特征在于，该后续时框为下一个连续时框。
3.如权利要求1所述的自动增益控制(AGC)系统，其特征在于，该自动增益控制(AGC)系统还包括：
装置，用以储存在单个时框间采样的多个增益位置设定；以及
装置，用以平均值该等增益水平设定，以在后续时框的对应时隙中，确定该接收器的初始增益控制水平。
4.如权利要求1所述的自动增益控制(AGC)系统，其特征在于，该自动增益控制(AGC)系统还包括：
装置，用以储存连续时框的多个等初始增益水平设定；
装置，用以确定等储存初始增益水平的趋势；以及
装置，利用所述趋势，在后续时框的对应时隙中，控制所述接收器的增益。
5.如权利要求1所述的自动增益控制(AGC)系统，其特征在于，该自动增益控制(AGC)系统还包括：
装置，用以储存连续时框的多个所述初始增益水平设定；
装置，用以确定储存的初始信号强度的平均值；以及
装置，利用所述平均值，在后续时框的对应时隙中，控制所述接收器的增益。
6.如权利要求1所述的自动增益控制(AGC)系统，其特征在于，所述自动增益控制(AGC)系统还包括：
装置，用以储存多个测量信号强度；
装置，用以确定储存的初始信号强度的趋势；以及
装置，利用所述趋势，在后续时框的对应时隙中，控制所述接收器的增益。
7.如权利要求6所述的自动增益控制(AGC)系统，其特征在于，微处理器用于该确定装置及该利用装置。
8.如权利要求1所述的自动增益控制(AGC)系统，其特征在于，该自动增益控制(AGC)系统还包括：
装置，用以储存多个所述测量信号强度；
装置，用以确定该储存信号强度的平均值；以及
装置，利用该平均值，在后续时框的对应时隙中，控制该接收器的增益。
9.如权利要求8所述的自动增益控制(AGC)系统，其特征在于，微处理器用于该确定装置及该利用装置。
10.在多个发送器及多个相关接收器间进行通信的系统中，利用重复时框，其中，各个时框切割为多个时隙，且至少第一时隙配置于第一发送器及一第一接收器间的通信，自动增益控制(AGC)方法包括：
仅在多个连续时框的各个时框中、至少第一时隙间，在所述第一收器测量该接收信号强度；
利用所述测量信号强度以在后续时框的该至少第一时隙中，设定该第一接收器的初始增益水平；
11.如权利要求10所述的自动增益控制(AGC)方法，其特征在于，该自动增益控制(AGC)方法还包括：
储存连续时框的多个所述初始增益水平设定；
确定该等储存初始增益水平的平均值；以及
利用该趋势以在后续时框的对应时隙中，控制所述接收器的增益。
12.如权利要求10所述的自动增益控制(AGC)方法，其特征在于，该自动控制增益(AGC)方法还包括：
储存连续时框的多个所述初始增益水平设定；
确定该初始增益水平的平均值；以及
利用该平均值以在后续时框的对应时隙中，控制所述接收器的增益。
13.如权利要求10所述的自动增益控制(AGC)方法，其特征在于，该自动增益控制(AGC)方法还包括：
储存多个所述测量信号强度；
确定该储存信号强度的趋势；以及
利用该趋势以在一后续时框的对应时隙中，控制该接收器的增益。
14.如权利要求1所述的自动增益控制(AGC)方法，其特征在于，该自动增益控制(AGC)方法还包括：
储存多个所述测量信号强度；
确定该储存的信号强度的平均值；以及
利用该平均值以在后续时框的对应时隙中，控制该接收器的增益。
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