CN101388879A - 以自动增益控制连续补偿介入通信信号相位变异的方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种通信系统(100)，其包含一自动增益控制(AGC)电路(105)、一接收器(110)、一模拟数字转换器(ADC)(115)及一插入相位变异补偿模块(120)。该AGC(105)电路接收且放大通信信号(150)。该AGC电路(105)的增益被调整。该AGC电路(105)输出一放大信号至该接收器，该接收器随后输出一模拟复信号至该ADC(115)，而该ADC(115)则输出一数字复信号至一插入相位变异补偿模块(120)，该模块抵销因与该AGC电路(105)相关的连续增益调整而介入该通信信号(150)内的相位偏差的效应。

Description

以自动增益控制连续补偿介入通信信号相位变异的方法及系统

本发明专利申请是原于2005年12月2日提交的、申请号为200480015339.3(国际申请号为PCT/US2004/014100)，发明名称为“以自动增益控制连续补偿介入通信信号相位变异的方法及系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总的有关无线通信系统。更具体说，本发明有关一种用来补偿与自动增益控制(AGC)调整相关的相位变异的数字信号处理(DSP)技术。

背景技术

在一传统的相敏通信系统中，一接收器使用自动增益控制(AGC)来自动地将增益调整成一射频(RF)及/或中频(IF)通信信号的振幅的函数。由该AGC产生的一实部值增益系数被加诸于该通信信号。在模拟领域中，通信信号的振幅被维持在一预先定义信号振幅范围内然后由一模拟数字转换器(ADC)将其转换成一数字信号，该转换器亦限制信号振幅范围。AGC的目的是将对ADC的输入维持在一恒定功率位准。

在AGC被调整时，一相位偏差介入该通信信号内使得该相敏通信系统的性能变差。因此期望一种方法和系统用以抵销因调整该AGC而造成的通信信号相位偏差。

发明内容

本发明被体现在一通信系统，其包含一AGC电路、一接收器、一模拟数字转换器(ADC)及一插入相位变异补偿模块。该AGC电路接收且放大通信信号。该AGC电路的增益被连续地调整。该AGC电路对该接收器输出一放大通信信号，该接收器随后对该ADC输出一模拟复信号。该ADC对该插入相位变异补偿模块输出一数字复信号，该模块抵销因与该AGC电路相关的连续增益调整而介入该通信信号内的相位偏差的效应。该模拟复信号及该数字复信号包含同相(I)及正交(Q)信号分量。

该AGC电路的增益响应于一增益控制信号受到连续地调整。相位偏差估计值被以该增益控制信号的一函数提供给该插入相位变异补偿模块。

该插入相位变异补偿模块可从该ADC接收数字I和Q信号分量并且输出具有异于所述数字I和Q信号分量的相位特性的变更数字I和Q信号分量。该通信系统可还包含一接收所述变更数字I和Q信号分量的调制解调器。该调制解调器可包含一产生该增益控制信号的处理器。该处理器可计算出多少功率被输给该ADC。

该通信系统可还包含一与该处理器及该插入相位变异补偿模块通信的查阅表(LUT)。该LUT可从该处理器接收该增益信号且对该插入相位变异补偿模块提供该增益信号的一函数的相位偏差估计值。所提供估计值包含一相位偏差x的一Sin函数和一Cos函数。该插入相位变异补偿模块可有一与一数字I信号分量相关的实部(Re)输入及一与一Q信号分量相关的虚部(Im)输入，且依据由该LUT提供的估计值，该插入相位变异补偿模块可输出一具有一已依据函数[Cos(x)×Re]-[Sin(x)×Im]调整的相位的I信号分量及一具有一已依据函数[Sin(x)×Re]+[Cos(x)×Im]调整的相位的Q信号分量。

附图说明

由以下所举例的一较佳实例的说明参照附图可让人更为了解本发明，附图中：

图1为一依据本发明的通信系统的方块图，该系统包含一抵销因一AGC电路而介入一通信信号内的相位偏差的插入相位变异补偿模块；

图2为图1插入相位变异补偿模块的一范例组态；且

图3为一方法流程图，其包含实行以连续抵销因图1的AGC电路而介入一通信信号内的相位偏差的效应的步骤。

具体实施方式

本发明提出一种抵销因进行AGC调整而介入一RF或IF通信信号(亦即数据串流)内的相位差的方法和系统。

较佳来说，本发明所揭示的方法和系统被体现在一无线发射/接收单元(WTRU)内。在下文中，一WTRU非局限性包含一使用者设备、一移动式基地台、一固接式或移动式用户单元、呼叫器、或是能够在一无线环境中运作的任何其它类型装置。本发明的特征可被体现在一集成电路(IC)内或被规划在一包含大量互连组件的电路内。

本发明可应用于采用分时双工(TDD)、分频双工(FDD)、分码多向近接(CDMA)、CDMA 2000、分时同步CDMA(TDSCDMA)、正交分频多任务处理(OFDM)或类似技术的通信系统。

图1为一依据本发明运作的通信系统100的方块图。通信系统100包含一AGC电路105、一接收器110、一模拟数字转换器(ADC)115、一插入相位变异补偿模块120以及一调制解调器125。AGC电路105及ADC 115可被并入接收器110内。AGC电路105可包含单级增益或多级增益。此外，插入相位变异补偿模块120可并入调制解调器125内。

调制解调器125包含一计算出多少功率被输给ADC115的处理器130。调制解调器125从插入相位变异补偿模块120接收复合I和Q信号分量135，140，且经由处理器130对AGC电路105输出一增益控制信号145。增益控制信号145包含一被AGC电路105用来设定一RF及/或IF通信信号150的振幅的增益系数。增益控制信号145亦从处理器130输出给一查阅表(LUT)155，该查阅表利用增益控制信号145对插入相位变异补偿模块120提供介入通信信号150内的一相位偏差估计值。另一选择，可采用一预先定义的多项式或任何其它方法代替LUT 155来提供相位偏差估计值。

AGC电路105的增益级的增益位准每次发生变化时，一相关相位偏差(亦即相位旋转)可能介入通信信号150内。因此，AGC电路105所提供的增益的一函数的相位偏差估计值(x)可藉由存取LUT 155、一预先定义多项式、或是能将与AGC电路105相关的AGC值的完整范围映像于一相位偏差估计值的任何其它方法以一连续性方式判定。

图2为插入相位变异补偿模块120的一范例组态，该模块以增益控制信号145为基础来旋转从ADC 115输出的一数字复信号的I和Q信号分量的相位特性，以便抵销因AGC电路105而介入一通信信号150内的相位偏差的效应。因此，调制解调器125不受此等相位偏差影响，且通信系统100的性能不会变差。不同的增益位准会使不同的增益偏差介入通信信号150内。

如图2所示，插入相位变异补偿模块120包含乘法器205，210，215，220及加法器225和230。插入相位变异补偿模块120从ADC 115接收一实部(Re)I信号分量250及一虚部(jIm)Q信号分量260且将信号分量Re及jIm的相位如下列方程式1所示旋转x度(e^jx)：

(Re+jIm)×e^jx＝(Re+jIm)×[Cos(x)+jSin(x)]               方程式1

实部输出之结果

如下列方程式2所示：

$\hat{R}e=[\mathrm{Cos}\left(x\right)\×\mathrm{Re}]+[j^2\×\mathrm{Sin}\left(x\right)\×\mathrm{Im}]=[\mathrm{Cos}\left(x\right)\×\mathrm{Re}]-[\mathrm{Sin}\left(x\right)\×\mathrm{Im}]$          方程式2

要注意到如果x逼近零，则Cos(x)＝1.0且Sin(x)＝x，如下列方程式3所示：

$\hat{R}e=\mathrm{Re}-\mathrm{Im}\×x$                                                   方程式3

虚部输出之结果如下列方程式4所示：

$\hat{I}m=[\mathrm{Sin}\left(x\right)\×\mathrm{Re}]+[\mathrm{Cos}\left(x\right)\×\mathrm{Im}]$                                       方程式4

要注意到如果x逼近零，则Cos(x)＝1.0且Sin(x)＝x，如下列方程式5所示：

$\hat{I}m=\mathrm{Im}+\mathrm{Re}\×x$                                              方程式5

因此，如方程式2所示，实部信号分量250经由乘法器215被LUT155所指定的一Cos(x)函数280乘，且虚部信号分量260经由乘法器210被同样是LUT 155所指定的一Sin(x)函数270乘，藉此由加法器225以乘法器215的输出减乘法器210的输出。此外，如方程式4所示，实部信号分量250经由乘法器205被LUT 155所指定的一Sin(x)函数270乘，且虚部信号分量260经由乘法器220被同样是LUT 155所指定的一Cos(x)函数280乘，藉此由加法器230将乘法器220的输出加上乘法器205的输出。

图3为一方法300的流程图，其包含实行以连续抵销介入AGC电路105所接收的一通信信号150内的相位偏差的效应的步骤。在步骤305中，对AGC电路105提供增益控制信号145。在步骤310中，AGC电路105响应于增益控制信号145调整一通信信号150的增益，此调整导致一相位偏差介入通信信号150内。在步骤315中，对插入相位变异补偿模块120提供增益控制信号145的一函数的相位偏差估计值。在步骤320中，相位变异补偿模块120以所提供估计值为基础调整通信信号150的相位。方法300以一连续性方式重复。

尽管已参照较佳实施例特别用文字和附图说明，熟悉本技术的人员明显可知可不脱离以上所述本发明范围就形式和细节做出多样变化。

Claims (6)

1.一种于包含至少一放大器的一发射器中控制该放大器引起的该发射器的插入相位变异的方法，而该放大器从一非激活状态过渡至一激活状态，该方法包含：

建立该发射器过渡至一静止状态值的一期间，该静止状态值与该激活状态相关；

设定相应于该静止状态值的一目标功率位准；以及

递增地调整该发射器的插入相位，直到该静止状态值与该放大器被激活时的该目标功率位准相等。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该发射器包含于一时隙基础的通信系统，且所建立的该期间是一保护期间，该保护期间发生于一接收时隙与一发射时隙之间。

3.一种用以控制插入相位变异的发射器，该发射器包含：

至少一放大器，该放大器自一非激活状态过渡至一激活状态时引起该插入相位变异；

一累加器；以及

一查阅表，该查阅表与该累加器通信，其中，该查阅表响应于该累加器所累加的功率增益指令值而输出至少一插入相位旋转控制函数。

4.如权利要求3所述的发射器，其特征在于，该发射器被设置用以：

建立该发射器过渡至一静止状态值的一期间，该静止状态值与该激活状态相关；

设定相应于该静止状态值的一目标功率位准；以及

递增地调整该发射器的插入相位，直到该静止状态值与该放大器被激活时的该目标功率位准相等。

5.一种用以控制插入相位变异的无线发射/接收单元，该无线发射/接收单元包含：

至少一放大器，该放大器自一非激活状态过渡至一激活状态时引起该插入相位变异；

一发射器；

一累加器；以及

一查阅表，该查阅表与该累加器通信，其中，该查阅表响应于该累加器所累加的功率增益指令值而输出至少一插入相位旋转控制函数。

6.如权利要求5所述的无线发射/接收单元，其特征在于，该无线发射/接收单元被设置用以：

建立该发射器过渡至一静止状态值的一期间，该静止状态值与该激活状态相关；

设定相应于该静止状态值的一目标功率位准；以及

递增地调整该发射器的插入相位，直到该静止状态值与该放大器被激活时的该目标功率位准相等。

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