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
技術領域：
本發明系有關于無線通信系統。特別是，本發明系有關于一種方法，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。
接收信號強度中、這些突發且經常的動態變動會造成傳統自動增益控制(AGC)系統的混亂。一般而言，這類系統系用以調整此接收器增益，藉以使天線接收的大幅變動信號強度能夠降低至此模擬/數字(A/D)轉換器、此偵測器、或此接收器內其它裝置的較適度信號強度變動。缺少這個信號強度范圍的縮減步驟，此模擬/數字(A/D)轉換器、此偵測器、或此接收器內其它裝置的操作便可以嚴重地減弱或變成不可操作。
根據習知技藝，自動增益控制(AGC)系統系利用封閉回路控制系統，其系操作于連續接收的信號。通常，這類自動增益控制(AGC)系統的響應速度必須加以限制，藉以避免不穩定性及/或避免這個算動增益控制(AGC)步驟免于排除快速振幅變動，其系許多調變方式的固有及基本部分。因此，自動增益控制(AGC)系統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)響應以穩定此系統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)響應以調整至快速變動的接收信號強度。另外，應該注意的是，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前，系可以錯過或可能是無用的。在部分系統中，在沒有發送任何信息的一個時槽傳輸開頭必須要插入一個周期，即使此發送器系激活的。雖然這種自動增益控制(AGC)系統可以提供此接收器的自動增益控制(AGC)時間以進行響應，但是，這種技術確實會浪費不少寶貴的頻寬。
在這個預測的控制下，其系由一個先前時框的相同時槽期間所得的量測信號強度推導，此接收器的自動增益控制(AGC)系操作于后續時槽的開頭。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、一個時槽至下一個時槽的超額信號強度變動所影響。當這個接收器的自動增益控制(AGC)操作能夠在連續時框中維持平滑時，這個增益控制位準在一個特定時槽開頭的啟始設定系可以特別獲得改善。
另外，本發明亦可以推導啟始增益位準的預測(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，藉以獲得進一步的改善。
第2圖系表示分時雙工(TDD)及分時多任務(TDM)架構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)系統的簡化系統圖，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圖實施例的執行流程圖。
第5圖系表示一自動增益控制(AGC)系統的簡化系統圖，其具有增益控制位準儲存的裝置。
第6圖系表示一自動增益控制(AGC)系統的簡化系統圖，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的可變放大器。
這些關連發送器及接收器間的通信定時架構系表示于第2圖中，其系表示一個典型時框N，而四對關連發送器T1-T4及接收器R1-R4間的通信(如第1圖所示)則是發生其間。為達此目的，時框N系切割為四個連續時槽(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，其亦分別切割為四個時槽，如時框N所示。這種架構系利用時框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，特定發送器及接收器的時槽指定僅是用來說明。然而，應該明白的是，熟習此技藝者當能夠視情況需要，根據習知技術以動態地指派時槽。
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，用以發送及接收資料，其兩側相接看守信道21，其間并未進行任何傳輸或接收。另外，無論是否具有看守信道21，本發明均可以操作。
現在，請參考第3A圖，一個自動增益控制(AGC)系統30系用于，舉例來說，第1圖的接收器R1中，因應于指定時槽TS1。這個自動增益控制(AGC)系統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)輸入信號系具有復數重復時框，其分別具有復數時槽TS1-TS4，如第2圖所示。雖然第2圖系表示四個時槽TS1-TS4，但是，熟習此技藝者當能夠清楚了解，本發明亦可以按照特定應用的需要，使用更大數目或更小數目的時槽。
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的輸出及一個預定參考數值。根據比較結果，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)所需要的一個預定操作范圍內。這個同步器38A系利用一個開關，在時槽TS1期間耦接此輸入31及這個自動增益控制(AGC)系統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產生的信號。在可應用時槽(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結束時的位準。
借著在這個自動增益控制(AGC)系統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。如此，這個可變放大器35的操作位準，相較于其它方法中、這個自動增益控制(AGC)系統30可能會在一個時框至下一個時框的各個時槽TS1-TS4內變動的情況，便可以更接近于所需要的位準，特別是在下一次出現時槽TS1的開頭時。如此，這個自動增益控制(AGC)系統30在時槽TS1期間的啟始增益位準設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50的另一種實施例。這個實施例的自動增益控制(AGC)系統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及一個預測加強單元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的結束)、或可以包括這個控制信號34在整個時槽TS1期間的數個取樣平均。相較于時槽TS1內的單一信號強度取樣，復數取樣的方法可以提供較為精確的預測。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圖所示的對應組件相同。
在自動增益控制(AGC)系統50的第一種實施例中，這個預測加強單元53系用以執行這個控制儲存單元51內、儲存控制信號的計算，包括將數個先前時框的時槽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的平均結果。在另一種實施例中，這個預測加強電路53亦可以執行一個計算，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的趨勢計算結果。因此，這個預測加強電路53的輸出便可以提供下一次出現時槽TS1時，所需適當增益的改良預測。另外，習知技藝還包括各種統計趨勢算法，且這些算法均可以分別應用于本發明中。這類算法的詳細說明系超過本發明的范圍。應該注意的是，雖然這個預測加強電路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，其乃是表示根據本發明、各個接收器R1-R4解調特定接收器想要信號的程序400。對于這個程序400而言，假設各個接收器R1-R4已經與重復時框同步，且各個接收器R1-R4亦已經事先指派一個特定時槽。如同先前說明，熟習此技藝者當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，先前說明亦假設這個接收的射頻(RF)信號已經完成降頻(downconverter)及解擴(despread)動作。然而，應該明白的是，各個時槽的個別信號可以利用不同擴展訊息碼進行擴展(spread)，且因此，僅有想要時槽的關連訊息碼才需要進行解擴(despread)動作。
利用第5圖的自動增益控制(AGC)系統50為例，在步驟401中，一個啟始時框的啟始自動增益控制(AGC)位準系基于封閉回路回授進行設定，如同沒有儲存預測的典型自動增益控制(AGC)電路。隨后，在步驟402中，發送器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，這個信號系與一預定參考位準進行比較，并在步驟406中計算一適當放大或縮小。基于計算步驟406的結果，這個可變放大器35的一誤差控制信號34便可以在步驟408中產生，并在步驟410中儲存做為下一個時框的預測。視情況需要，下一個時框所需控制信號的一改良預測亦可以在步驟411中決定，藉以計算先前數個時框中、復數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”控制信號亦可以用于進一步的處理。然后，這個自動增益控制(AGC)系統50便可以利用同步器38A，在步驟412中進行”撤銷(deactivate)”、”暫停(suspend)”、或”關(switched off)”動作，直到后續時框再次出現時槽TS1以供量測，此時，這個自動增益控制(AGC)系統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設定在預測的放大位準。
如第4圖所示，在后續時框中，這個程序將會重復步驟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均會更新這個控制信號量測，藉以提供復數連續循環時槽的”旋轉序列(rolling sequence)”。步驟411的平均或趨勢計算系執行于儲存數值的”旋轉序列(rolling sequence)”。利用這個程序，這個自動增益控制(AGC)系統50便可以預期下一次出現時槽TS1時的信號位準將會落在先前出現時槽TS1的特定信號位準范圍內。如此，這個自動增益控制(AGC)系統50便可以獲得更穩定及精確的操作。
第6圖系表示本發明的另一種實施例。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60系在這個可變放大器35進行處理前，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、一預測加強單元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進行動作。這個預放大量測單元62系量測這個射頻(RF)輸入信號31的接收信號強度。隨即，這個量測信號強度系利用這個輸入儲存單元61儲存，藉以提供后續接收信號強度的預測。經過數個時框，這個預測加強單元63便會擷取一個序列的儲存射頻(RF)輸入信號強度，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，藉以調整先前指定時槽的接收信號強度預測。隨后，這個加強預測便會傳送至一個轉換器65，藉以利用這個輸出信號36的預定目標數值，將這個預測加強單元63的調整射頻(RF)輸入信號轉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測增益控制信號66，藉以在這個時槽開頭產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量。此時，這個輸出66系可以忽略。
雖然這個預放大量測單元62、這個輸入儲存單元61、這個預測加強單元63、這個轉換器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，熟習此技藝者當了解這些組件所執行的功能亦可以加入成為一個微處理器71的部分，其具有關連的內存(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、統一的”智能型自動增益控制(AGC)”，如第7B圖所示。
雖然本發明已利用的較佳實施例說明如上，然而，本領域的普通技術人員能夠在不違背本發明精神及范圍的前提下，進行各種調整及變化。有鑒于此，本發明的保護范圍以下列權利要求的范圍為準。
權利要求
1.一種用于在多個發送器和多個相關的接收器間通信的系統，利用重復時框，各個時框切割為多個時隙，至少將第一時隙配置于第一發送器和第一接收器間的通信，該自動增益控制(AGC)系統包括裝置，用于在多個連續時框的各個時框中、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度；和裝置，用該測量到的信號強度，在后續時框的至少第一時隙中，設定第一接收器的初始增益水平。
2.如權利要求1所述的自動增益控制(AGC)系統，其特征在于，該后續時框為下一個連續時框。
3.如權利要求1所述的自動增益控制(AGC)系統，其特征在于，該自動增益控制(AGC)系統還包括裝置，用以儲存在單個時框間采樣的多個增益位置設定；以及裝置，用以平均值該等增益水平設定，以在后續時框的對應時隙中，確定該接收器的初始增益控制水平。
4.如權利要求1所述的自動增益控制(AGC)系統，其特征在于，該自動增益控制(AGC)系統還包括裝置，用以儲存連續時框的多個等初始增益水平設定；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，在后續時框的對應時隙中，控制所述接收器的增益。
5.如權利要求1所述的自動增益控制(AGC)系統，其特征在于，該自動增益控制(AGC)系統還包括裝置，用以儲存連續時框的多個所述初始增益水平設定；裝置，用以確定儲存的初始信號強度的平均值；以及裝置，利用所述平均值，在后續時框的對應時隙中，控制所述接收器的增益。
6.如權利要求1所述的自動增益控制(AGC)系統，其特征在于，所述自動增益控制(AGC)系統還包括裝置，用以儲存多個測量信號強度；裝置，用以確定儲存的初始信號強度的趨勢；以及裝置，利用所述趨勢，在后續時框的對應時隙中，控制所述接收器的增益。
7.如權利要求6所述的自動增益控制(AGC)系統，其特征在于，微處理器用于該確定裝置及該利用裝置。
8.如權利要求1所述的自動增益控制(AGC)系統，其特征在于，該自動增益控制(AGC)系統還包括裝置，用以儲存多個所述測量信號強度；裝置，用以確定該儲存信號強度的平均值；以及裝置，利用該平均值，在后續時框的對應時隙中，控制該接收器的增益。
9.如權利要求8所述的自動增益控制(AGC)系統，其特征在于，微處理器用于該確定裝置及該利用裝置。
10.在多個發送器及多個相關接收器間進行通信的系統中，利用重復時框，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度；利用所述測量信號強度以在后續時框的該至少第一時隙中，設定該第一接收器的初始增益水平；
11.如權利要求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時框的多個所述初始增益水平設定；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時框的對應時隙中，控制所述接收器的增益。
12.如權利要求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時框的多個所述初始增益水平設定；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時框的對應時隙中，控制所述接收器的增益。
13.如權利要求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度；確定該儲存信號強度的趨勢；以及利用該趨勢以在一后續時框的對應時隙中，控制該接收器的增益。
14.如權利要求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度；確定該儲存的信號強度的平均值；以及利用該平均值以在后續時框的對應時隙中，控制該接收器的增益。
全文摘要
在發送器及關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用于此分時雙工(TDD)信號時框架構內的對應時槽。此分時雙工(TDD)信號的未來時槽的啟始增益位準則是量測連續接收信號強度及儲存增益位準以做為預測。另外，預測技術，諸如連續時槽內接收信號強度的平均或趨勢、及增益位準設定的平均或趨勢，則可以用來改善未來啟始增益位準的預測。
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 優先權日2000年10月19日
發明者亞歷山大·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:美商內數位科技公司