CN101461135A - 利用信号采样智能选择进行自动增益控制的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及包括自动增益控制(AGC)电路的移动通信设备。每n个广播信号采样，使用AGC输出信号的能量估计对增益控制值进行计算和更新。代替使用前一个增益控制值更新之后出现的所有n个采样，仅使用那n个采样的子集。特别地，在能量估计计算中，可以丢弃n个采样中的前一半，而可以仅使用n个采样中的后一半。

Description

利用信号采样智能选择进行自动增益控制的方法和系统

技术领域

本公开一般涉及电信，并且更具体地，涉及支持能够经由无线广播网络进行通信的移动通信设备的系统和方法。

背景技术

广泛部署无线和有线广播网络将各种数据内容提供给大量用户。普通有线广播网络是将多媒体内容传送到大量家庭的电缆网络。典型地，电缆网络包括头端器和分发节点。每个头端器从各个源接收节目，为每个节目生成单独的调制信号，将所有节目的调制信号复用到输出信号上，并且将输出信号发送到分发节点。每个节目可以分布在广阔的地理区域(例如，整个州)或者较小的地理区域(例如，城市)上。每个分发节点覆盖广阔地理区域内的特定区域(例如，社区)。每个分发节点从头端器接收输出信号，将要在其覆盖区域内分发的节目的调制信号复用到不同的频率信道上，并且将其输出信号发送到其覆盖区域内的家庭。典型地，每个分发节点的输出信号携带国家节目和地方节目，通常在复用到输出信号上的多个单独调制信号上发送这些国家节目和地方节目。

无线广播网络在空中将数据发送到网络覆盖区域内的无线设备。然而，无线广播网络在几个关键方面可以与有线广播网络不同。两种类型网络不同的一种方式是：移动手持设备可能遇到服务中断或者其它情况，需要这些移动手持设备捕获、重新捕获或者重新同步正在无线广播网络内发送的广播信号。在这个过程中，当捕获和跟踪广播信号时，移动手持设备的接收机典型地将在其接收机电路内采用自动增益控制(AGC)。虽然之前已经在各个无线网络中以不同的方式提出了AGC的概念，但是仍然存在改进无线广播网络内AGC方法和技术的成本、效率和精度的方法和技术的需求。

发明内容

移动通信设备的一个方面涉及具有被配置为从无线广播网络接收广播信号的接收机的设备。该设备还包括：用于在广播信号的每n个采样之后周期性地设置一个相应的增益控制值的模块，其中，每个具有n个采样的集合包含n个采样中的相应的第一子集和n个采样中的相应的第二子集；以及用于基于第二子集计算相应的增益控制值的模块。增益控制更新周期n的值、n个采样中的第一子集和n个采样中的第二子集的选择可以取决于增益控制电路运行的模式，例如捕获模式和跟踪模式。

移动通信设备的另一个方面涉及用于设备自动增益控制的方法。根据该方法，从无线广播网络接收广播信号，并且在所接收广播信号的每n个采样之后周期性地对相应的增益控制值进行设置，其中，每个具有n个采样的集合包含n个采样中的相应的第一子集和n个采样中的相应的第二子集。而且，基于第二子集而不是第一子集计算相应的增益控制值。增益控制更新周期n的值、n个采样中的第一子集和n个采样中的第二子集的选择可以取决于增益控制电路运行的模式，例如捕获模式和跟踪模式。

移动通信设备的另一个方面涉及被配置为从无线广播网络接收广播信号的接收机以及被配置为在广播信号的每n个采样之后周期性地设置相应增益控制值的自动增益控制电路，其中，每个具有n个采样的集合包含n个采样中的相应的第一子集和n个采样中的相应的第二子集。此外，还将自动增益控制电路配置为基于第二子集计算相应的增益控制值。增益控制更新周期n的值、n个采样中的第一子集和n个采样中的第二子集的选择可以取决于增益控制电路运行的模式，例如捕获模式和跟踪模式。

移动通信设备的另一个方面涉及包括接收机和自动增益控制电路的设备。特别的，将接收机配置为从无线广播网络接收广播信号。将自动增益控制(AGC)电路配置为：a)设置增益控制值；b)在AGC输出采样的能量估计中，忽略所接收广播信号的随后出现的n个采样中的第一子集；c)基于随后出现的n个采样中的第二子集计算AGC输出的信号功率估计，第一子集和第二子集不相交；以及d)基于能量估计对AGC电路的模拟和数字增益进行更新。

应该理解，对于本领域的技术人员来说，从下列详细说明中，本发明的其它实施例将变得显而易见，其中，只是通过举例说明的方式对本发明的各个实施例进行说明。如所意识到的，本发明可以具有其它的以及不同的实施例，并且可以在各个其它方面对其某些细节进行修改，而不脱离本发明的精神和范围。因此，将附图和详细说明视为本质上是示例性而不是限制性的。

附图说明

在附图中，通过举例的方式而不是限制的方式对无线通信系统的各个方面进行说明，其中：

图1A根据本发明的原理说明了示例性无线广播网络；

图1B描述了对AGC电路进行控制的示例性方法的流程图；

图1C描述了可以实现图1B的示例性方法的系统；

图2描述了可以用于在诸如图1A的无线广播网络内提供内容的示例性超帧；

图3描述了在无线广播网络中使用的移动手持设备内的AGC电路的功能图；

图4A描述了不同信号级别和应用于不同信号级别的增益控制设置的概念图；

图4B和4C描述了用于能量估计的示例性采样信号；以及

图5描述了无线广播基站和手持设备的方框图。

具体实施方式

下列结合附图的详细说明是想要作为本发明各个实施例的说明，而不是想要代表仅仅可以实现本发明的实施例。为了提供对本发明彻底理解的目的，详细说明包括特定细节。然而，对于本领域的技术人员来说，可以不采用这些特定细节而实现本发明，这是显而易见的。在一些例子中，为了避免模糊本发明的概念，以方框图的形式示出了众所周知的结构和组件。

这里描述了用于在无线广播网络中广播不同类型传输(例如，本地传输和广域传输)的技术。如这里所使用的，“广播”是指将内容/数据传输给具有任何大小的用户组，并且还可以被称为“多播”或者某些其它术语。广域传输是可以通过网络中的所有或者许多发射机进行广播的传输。本地传输是可以通过用于给定广域传输的发射机的子集来广播的传输。可以通过用于给定广域传输的发射机的不同子集来广播不同的本地传输。还可以通过网络中不同的发射机组来广播不同的广域传输。典型地，广域传输和本地传输携带不同的内容，但是这些传输也可以携带相同的内容。

图1A示出了可以广播诸如广域传输和本地传输的不同类型传输的无线广播网络100。通过网络中的基站集合广播每个广域传输，该基站集合可以包括网络中的所有或者许多基站。典型地，在大的地理区域上广播每个广域传输。通过在用于给定广域传输的给定基站集合内的基站子集广播每个本地传输。典型地，在较小的地理区域上广播每个本地传输。为简便起见，也将用于广域传输的大地理区域称为广覆盖区域或者简单地称为“广域”，并且也将用于本地传输的较小地理区域称为本地覆盖区域或者简单地称为“局域”。网络100可以具有诸如整个美国、美国的大行政区(例如，西部各州)、整个州等的大覆盖区域。例如，可以在整个加利福尼亚州上广播单独一个广域传输，并且可以在诸如洛杉矶和圣地亚哥的不同城市上广播不同的本地传输。

为简便起见，图1A示出了覆盖广域110a和110b的网络100，广域110a包括三个局域120a、120b和120c。一般，网络100可以包括具有不同广域传输的任何数目的广域以及具有不同本地传输的任何数目的局域。每个局域可以与另一个局域邻接或者可以是孤立的。网络100还可以广播指定在任何数目不同大小的地理区域上接收的任何数目不同类型的传输。例如，网络100还可以广播指定在较小地理区域上接收的辖地传输，该较小地理区域可以是给定局域的一部分。

这种广播网络的一个例子是高通的MediaFLO^TM网络，该网络以大约每秒每赫兹2比特的比特速率传递广播节目。所使用的技术是专门为将大量丰富多媒体内容成本高效地多播到无线用户而设计的基于正交频分复用(OFDM)的空中接口。该技术在单频网络中利用多播技术，以显著减少将相同内容同时传递到许多用户的成本。此外，如上所述，支持在单独一个RF信道(例如，700MHz)内本地和广域覆盖的共存。这种广域和局域之间的划分支持更多的目标节目规划、本地广告、以及按需要中断和重新调整的能力。MediaFLO^TM仅仅是这里所描述类型的广播网络的例子，并且也预期具有其它功能等价的广播网络。

非常像有线电视，无线广播网络内的用户可以订阅不同的服务包和捆绑(例如，额外付费的电影、运动节目等)，其向用户提供一系列信道(例如，网球、ESPN、肥皂剧、BBC等)。不同的内容提供商将内容传送到广播网络，广播网络随后将内容组合，并且根据预定时间表对其进行广播。在提供用户移动设备的供应期间，将对用户所订阅信道进行接收和解码的能力编程到移动设备中。随后，可以对该设备供应进行更新，以便移除或者添加其它包和信道。这样，存在广播多种内容的广播网络运营商，但是也存在供应手持设备的电信公司(例如，Verizon、Xinggular等)，其确定电信公司的用户可以订阅哪部分内容。本领域的技术人员将意识到，刚才描述的信道的分层次安排仅仅是如何提供多媒体和其它内容的一个例子。可以利用数据及其各个信道的其它安排和组织，而不脱离本发明的范围。

图1B描述了用于控制在无线广播网络中使用的移动手持设备内的自动增益电路的示例性方法的流程图。稍后将参考后续图提供该高级别流程图的细节。在步骤148中，移动手持设备的接收电路对广播信号进行接收和操作，以便对所接收的信号进行解码和解调。移动手持设备内的AGC电路的操作取决于移动手持设备运行在“跟踪”模式还是“捕获”模式下。当移动手持设备上电、从空闲或休眠中醒来、或者在其他情况下必须重新捕获广播信号时，接收机的各个部件工作在捕获模式下，以便对广播信号的定时参数和其它信息进行检测。一般，在捕获模式下，不对数据分组进行解码、并且系统正在捕获频率和定时信息、或者例如正在训练AGC。跟踪模式是在进行数据解码时的模式。这样，AGC电路可以工作在捕获和跟踪模式下，并且接收机工作在捕获模式和数据解调模式(或者解码)模式下。

因此，在步骤150中，确定移动手持设备中的AGC电路是工作在捕获模式还是跟踪模式下。当移动手持设备试图捕获广播信号时，AGC电路工作在捕获模式下，并且如果移动手持设备正在对数据进行解码，AGC电路就工作在跟踪模式下。在步骤160中，AGC电路进行AGC输出信号的能量估计。典型地，基于AGC输出信号的n个采样进行能量估计。与更小的n值相比，如果n大，就进行相对较大时间段的能量估计。因此，可以通过使n成为取决于移动手持设备是在捕获模式还是在数据解码模式下、或者相应地取决于AGC电路是工作在捕获模式还是在跟踪模式下的可变值，来控制移动手持设备的AGC电路的操作。另外，即使每n个采样对增益控制值进行更新，手持设备也可能不使用所有n个采样来计算AGC输出信号的能量估计。因此，在步骤160中，移动手持设备的AGC电路不仅确定了多久更新一次增益控制值，还确定了当进行更新时使用这n个采样中的哪些采样。

广播信号的采样、信号能量的测量、以及增益控制值的更新不必同步发生。从AGC电路内的一个电路传送到另一个电路的信号的实际延迟意味着增益控制值变化不立即出现。因此，在发出增益值改变命令之后的短时间段内，可能施加到之后采样的增益是在增益更新之前的旧增益。该瞬态现象可以对应于增益改变发起和新增益变有效的时间之间的延迟。当后来使用在该短暂瞬态时间段出现的采样来计算一组采样的能量估计时，可能引入能量估计误差。因此，在步骤160中，当计算能量估计时，从n个采样中选择将产生更精确结果的那些采样，并且忽略其它采样。同样，在步骤160中，确定误差信号，其为预定能量参考与AGC输出信号能量估计之间的比率。

在步骤170中，基于来自参考级别的误差信号，AGC电路对其增益进行更新，并且还确定是否需要模拟增益状态改变命令。如果需要，在步骤180中改变模拟增益状态，并且相应地调整AGC的数字增益。特别地，当接收信号变得更强时，不需要那么多增益，并且可以降低AGC电路的模拟增益设置。可替换地，当接收信号开始衰落时，可以提高模拟增益设置。

用于对广播网络信号进行安排和广播的特定方式可以大大不同，而不脱离本发明的精神和范围。另外，通知消息和控制信道信息的特定格式和解码也可能不同。然而，下述是无线广播网络的一个特定实现，在其中可以实现流程图3中的方法。

更具体地，可以以各种方式对本地传输和广域传输的数据、导频以及开销信息进行复用。例如，可以将广域传输的数据符号复用到分配给广域传输的“传输范围(span)”上，可以将本地传输的数据符号复用到分配给本地传输的传输范围上，可以将广域传输的TDM(时分复用)和/或FDM(频分复用)导频复用到分配给这些导频的传输范围上，并且可以将本地传输的TDM和/或FDM导频复用到分配给这些导频的传输范围上。可以将本地传输和广域传输的开销信息复用到一个或多个所指定的传输范围上。不同的传输范围可以对应于(1)不同的频率子带集，如果无线广播网络使用FDM；(2)不同的时间分段，如果使用TDM；或者(3)不同时间分段内的不同子带组，如果使用TDM和FDM。下面描述了各种复用方案。也可以对具有多于两种不同覆盖层次的多于两种不同类型的传输进行处理、复用和广播。无线广播网络中的无线设备执行互补的处理，以便恢复本地传输和广域传输的数据。

图1C描述了可以在其上实现图1B的方法的示例性手持设备190的方框图。特别地，手持设备190包括用于对无线广播信号进行检测和解码的信号接收模块192。手持设备还包括用于确定AGC电路是工作在捕获模式还是跟踪模式下的模式确定模块194。基于该确定结果，信号估计模块和采样大小选择模块196基于滤波、数字化和调整后信号的n个采样生成信号估计。N的值取决于AGC电路的工作模式。基于所估计的信号，调整或者改变AGC电路198，以便将具有相对恒定级别的信号提供给手持设备190中的其它电路(未示出)。此外，当计算信号估计时，可以使用n个采样的子集，而忽略其它采样。

图2示出了可以用于在基于OFDM的无线广播网络中广播本地传输和广域传输的示例性超帧结构200。数据传输以超帧210为单元出现。每个超帧跨越预定持续时间，可以基于各种因素选择该预定持续时间，例如，对正在广播的数据流所期望的统计复用、所期望用于数据流的时间分集量、对数据流的捕获时间、对无线设备的缓冲需求等。大约1秒的超帧大小可以在上述各个因素之间提供好的权衡。然而，也可以使用其它超帧大小。

对于图2中所示的实施例，每个超帧210包括头部分段220、4个等大小帧430a至430d、以及尾部分段240，在图2中没有按比例示出。表1列出了分段220和240以及每个帧230的各个字段。

 

字段	说明
		TDM导频	用于信号检测、帧同步、频率误差估计、以及时间

 

	同步的TDM导频
		过渡导频	用于信道估计并且可能用于时间同步并且在广域和本地字段/传输的边界上发送的导频
WIC	广域识别信道——携带被分配给所服务广域的标识符
		LIC	本地识别信道——携带被分配给所服务局域的标识符
广域OIS	广域开销信息符号——携带在广域数据字段内发送的每个数据信道的开销信息(例如，频率/时间位置和分配)
		本地OIS	本地开销信息符号——携带在本地数据字段内发送的每个数据信道的开销信息
广域数据	携带用于广域传输的数据信道
		本地数据	携带用于本地传输的数据信道

对于图2中所示的实施例，为不同的目的使用不同的导频。在每个超帧的起始或者接近每个超帧的起始处发送一对TDM导频201，并且可以用于在表1中所标注的目的。例如，一个导频TDM1可以用于粗定时以便检测帧400的开始，而另一个导频TDM2可以用于提供长信道估计。在本地字段/传输和广域字段/传输之间的边界上发送转换导频，并且允许本地字段/传输和广域字段/传输之间的无缝过渡。

本地传输和广域传输可以是诸如视频、音频、文字电视广播、数据、视频/音频剪辑等的多媒体内容，并且可以以独立的数据流进行发送。例如，可以在用于视频、音频和数据的三个独立数据流中发送单独一个多媒体(例如，电视)节目。在数据信道上发送数据流。每个数据信道可以携带一个或多个数据流。也将为本地传输携带数据流的数据信道称为“本地信道”，并且也将为广域传输携带数据流的数据信道称为“广域信道”。在超帧的本地数据字段中发送本地信道，并且在超帧的广域数据字段中发送广域信道。这样，在帧230b的广域数据241内，存在多个MediaFLO逻辑信道(MLC)240(虽然在图2中仅描述了1个)。每个MLC是代表一个独立视频流、音频流或数据流的逻辑信道。也将本地数据243分成许多不同的逻辑信道242。当对帧的多个部分进行解码时，移动设备可以仅对MLC240、242进行接收和解码，因为应用正在向MLC 240、242请求数据。如这里更详细所说明的，将MLC 240、242的定时信息或者“位置”包括在头部220的开销信息(即，广域OIS和本地OIS)中。

取决于每个数据信道的有效负载、每个超帧中可提供的交错(interlace)、以及可能其它因素，可以在每个超帧中为每个数据信道“分配”固定或者可变数目的交错。在任何给定的超帧内，每个数据信道可以是活动的或者不活动的。为每个活动的数据信道分配至少一个交错。也基于指派方案为每个活动的数据信道“指派”超帧内的特定交错，该指派方案旨在(1)将所有活动数据信道尽可能高效率打包，(2)减少每个数据信道的传输时间，(3)为每个数据信道提供足够的时间分集，以及(4)最小化指示分配给每个数据信道的交错所需的信令的数量。对于每个活动数据信道，可以为超帧的四个帧使用相同的交错指派。

本地OIS字段指示对当前超帧的每个活动本地信道的时间-频率指派。广域OIS字段指示对当前超帧的每个活动广域信道的时间-频率指派。在每个超帧的起始处发送本地OIS和广域OIS，以便允许无线设备确定超帧内每个感兴趣数据信道的时间-频率位置。

可以按图2所示的次序或者某些其它次序发送超帧的各个字段。一般，期望在超帧的早期发送TDM导频和开销信息，使得可以使用TDM导频和开销信息接收超帧中稍后发送的数据。可以如图2所示在本地传输之前发送广域传输，或者在本地传输之后发送广域传输。

图2示出了一种特定的超帧结构。一般，超帧可以跨越任何持续时间，并且可以包括任何数目和任何类型的分段、帧和字段。然而，通常存在超帧持续时间的有用范围，其与接收机电子设备的捕获时间和循环时间有关。还可以使用其它超帧和帧结构广播不同类型的传输，并且这在本发明的范围内。

可以使用在广播传输期间所发送的图2的导频信号得到：(1)广域传输的信道估计，也将其称为广域信道估计；以及(2)本地传输的信道估计，也将其称为本地信道估计。可以分别使用本地信道估计和广域信道估计对本地传输和广域传输进行数据检测和解码。这些导频还可以用于信道估计、时间同步、捕获(例如，自动增益控制(AGC))等。还可以使用过渡导频为本地传输以及广域传输获得改进的定时。

在一个特定例子中，无线广播网络的基本信号单位是由4642个被称为OFDM码片的时域基带采样组成的OFDM符号。在这些OFDM码片中有4096个数据码片。用数据部分之前的529个码片和数据部分之后的17个码片对数据码片进行循环扩展。OFDM符号的前17个码片可以与它们之前的OFDM符号的最后17个码片重叠。结果，每个OFDM符号的持续时间是4625个码片长度。并且例如，可以以5.55×10⁶码片/秒发送。虽然参考该特定OFDM安排对这里所描述的某些AGC电路进行了讨论，但是本领域的技术人员将意识到，还可以使用各种OFDM符号的其它值，而不脱离本发明的范围。

图3描述了在移动手持设备的接收部分内的示例性AGC电路的功能级别图。通过天线302接收广播信号，并且可以通过表面声波(SAW)滤波器301对广播信号进行滤波，通过低噪声放大器(LNA)301对广播信号进行放大，并且将广播信号传送到下变换电路304和可选滤波组件306。在该阶段，信号保持为模拟信号，但是现在信号是基带信号。例如，将在MediFLO

网络中以700MHz为中心的广播信号变换成-3到+3MHz之间的信号。随后，将该信号传送到A/D转换器310，以转换成数字采样。AGC电路308提供反馈控制环路，以便对下变换器304和LNA 301内的增益级别进行设置。在AGC电路308中，通过数字增益应用电路312应用数字增益值。随后，将所得信号供应给解调器316的其它组件，以对信号进行进一步处理。

另外，将所得信号提供给能量估计器和误差信号检测器314，其确定所得信号的n个码片或者采样内的能量以及误差信号，该误差信号是预定能量参考与能量估计的比率。将该误差信号传送到模拟和数字增益调整方框309，并且随后使用该误差信号对下变换器304和LNA方框301处的模拟增益值以及数字增益应用312进行调整。本领域的技术人员将意识到，存在各种功能等价的方法和技术来对信号的能量进行估计然后设置增益值，因此预期在本发明范围内。

作为图3电路的结果，每n个采样对增益控制值进行调整。通过移动手持设备的工作模式来确定特定的n值。因此，提供TDM导频处理电路318来将信号提供给AGC电路308，该信号指示是否已经以粗定时捕获和频率捕获的形式捕获了广播信号。在捕获阶段期间，接收机尝试对TDM导频1进行检测并且进行粗频率和定时估计，期望方框312的信号输出是低于AGC输出满标值(full scale)的基本上恒定的级别。例如，一个有利的级别是低于AGC输出满标值11dB。在一些例子中，如果信号幅度变化很大，并且AGC方框308反应不够快，就造成当实际上不存在粗定时捕获或者未能正确捕获现存信号时，移动手持设备错误地宣布粗定时捕获。通过在捕获模式期间将n个采样的值设置为更小，因为每n个采样之后对增益值进行更新，所以可能更加频繁地对接收机的增益进行更新。因此，在捕获模式期间具有比在跟踪模式期间所使用的n值小的n值，AGC电路308对仍需捕获的信号的变化更易反应。一旦从TDM导频处理电路318中接收到TDM 1检测信号，AGC就可以切换到在跟踪模式下工作。

在上述具有4096个数据码片的示例性OFDM符号中，n值为256个码片在无线广播网络内的移动手持设备的许多不同工作条件下提供了有利结果。因此，在单独一个OFDM符号期间，大约对AGC增益控制值更新16次。与此相比，在跟踪模式期间，每个OFDM符号(即，每4625个采样)出现一次调整提供了有利的结果。因此，在捕获模式期间AGC电路308的反馈环路对增益控制值进行更新的频率大约是在跟踪模式下工作时的16倍。如所述，该特定关系(例如，16倍)在捕获TDM导频信号的同时提供了精确度的有利改善。然而，例如，如果可以容忍更多的错误正判断(false positive)(其增大了功耗)，就可以将该关系降低到大约8倍频率。此外，在捕获模式期间所选择的n个采样的数目可以是OFDM符号内的采样总数的函数。因此，如果在OFDM符号内存在8192个数据码片，那么可以将AGC增益值更新设置为每512个采样出现。

如前所述，关于图1B的步骤160，不必使用包含n个采样的整个集合计算能量估计，该能量估计用于计算误差信号，然后使用误差信号对增益控制值进行更新。特别地，可以在能量估计中丢弃n个采样中的前x个采样，以便在信号的能量估计中不使用这x个采样，以避免由模拟AGC电路中可能的延迟导致的瞬态时间段所引入的估计不精确。例如，值x可以是固定值(例如，128个码片)，或者可以取决于移动手持设备的工作模式而变。例如，在捕获模式期间，x的值可以是128个码片，而在移动设备的数据解调模式期间，x的值可以是2048个码片。

图4提供了所接收信号内不同离散模拟增益值的概念图。在该例子中，在逻辑上将所接收的信号分成4个不同级别，每个级别对应于将要在AGC的模拟电路内采用的不同的增益值。在工作中，AGC电路308试图将具有恒定功率级别的信号提供给解调器316。例如，所期望的恒定功率级别可以是距AGC输出满标值-11dB。首先，AGC电路根据AGC输出信号的当前能量估计将模拟增益值设置为4个值402、403、404、405之一。在级别1 402中的接收信号将比在级别3范围内的接收信号需要更大的放大率，并且AGC据此设置增益控制值。例如，增益值402-405可以分别是53dB、37dB、22dB和6dB。可以将这认为是在下变换器304和LNA方框处所施加的模拟信号的粗增益调整。然而，即使在特定级别内，能量估计的范围也可能不同。通过数字增益调整312对该不同进行处理，使得它基于当前能量估计施加连续数字增益，以便使信号达到期望级别。可以将这视为细增益调整。取决于用于计算能量估计的n个采样的值，通过误差信号对当前增益值设置进行更新，该误差信号是最新能量估计和期望参考级别的比率，并且按照需要实现对设置的任何改变。随后，使用新的增益值设置，直到完成下一次能量估计为止。

返回图3，虽然本质上是功能性的，但是该图正确地描述了到下变换器304、LNA 301和数字增益应用312的反馈环路信号路径是不同的。因此，可能存在一些情况：由于不同信号路径的可能不同延迟，包括下变换器304和LNA 301的模拟电路、以及数字增益应用312为它们各自的增益假定不同的值，直到它们变得互相同步为止。例如，该瞬态时间段可以是大约40至60μs。因为数字增益应用312可以在调整数字增益值中使用模拟增益控制值，所以存在多个可能以错误调整的数字增益所放大的采样，该错误调整的数字增益恰好出现在模拟增益控制值变化出现之后。结果，在能量估计中，每个增益更新周期丢弃n个采样中的前x个采样可以改善估计精确性。

图4B和4C描述了移动手持设备的AGC电路可以处理和使用的一系列采样。在图4B中，存在具有256个采样的集合420，另一个具有256个采样的集合424跟随在集合420后。如上所述，该系列采样可以对应于捕获模式期间的增益控制更新周期。在该系列采样的点426处，AGC电路可以发起对增益控制值的改变。这可能导致第二个集合424内采样422中的瞬态现象，其可能增加该增益更新周期内信号能量估计的不精确性。因此，AGC电路在计算能量估计中仅使用后续采样428。例如，x个采样422可以是集合424中的128个(或者一半)采样。图4C示出了例如可以在AGC电路的跟踪模式期间使用的类似的采样集合430、434。类似于捕获模式，因为增益控制值可以在OFDM符号边界436处变化，所以存在可以在信号能量估计计算中丢弃的一组y个采样432，使得仅使用采样438。

图5示出了可以用于实现图1中的无线广播网络100的基站1010和无线设备1050的方框图。一般，基站1010是固定站，并且也可以被称为接入点、发射机、或者某些其它术语。无线设备1050可以是固定的或者移动的，并且也可以被称为用户终端、移动台、接收机、或者某些其它术语。无线设备1050还可以是诸如蜂窝电话、手持设备、无线模块、个人数字助理(PDA)等的便携单元。

在基站1010处，发送(TX)数据处理器1022从源1012接收用于广域传输的数据，对广域数据进行处理(例如，编码、交织和符号映射)，并且生成用于广域传输的数据符号。数据符号是数据的调制符号，并且一个调制符号是一种调制方案(例如，M-PSK、M-QAM等)的信号星座图中的一点的复数值。发送数据处理器1022还生成用于基站1010所属于的广域的FDM导频和过渡导频，并且将用于广域的数据和导频符号提供给复用器(Mux)1026。发送数据处理器1024从源1014接收用于本地传输的数据，对本地数据进行处理，并且生成用于本地传输的数据符号。发送数据处理器1024还生成用于基站1010所属于的局域的导频，并且将用于局域的数据和导频符号提供给复用器1026。可以基于各种因素选择对数据的编码和调制，这些因素例如，数据是用于广域还是用于局域的、数据类型、数据的期望覆盖范围等。

复用器1026将用于局域和广域的数据和导频符号、用于开销信息的符号和TDM导频复用到分配给这些符号的子带和符号周期上。调制器(Mod)1028根据网络100所使用的调制技术进行调制。例如，调制器1028可以对复用符号进行OFDM调制，以便生成OFDM符号。发射机单元(TMTR)1032将来自调制器1028的符号转换成一个或多个模拟信号，并且进一步对模拟信号进行调整(例如，放大、滤波和频率上变换)，以便生成调制信号。随后，基站1010经由天线1034将调制信号发送到网络中的无线设备。

在无线设备1050处，通过天线1052对从基站1010发送的信号进行接收，并且将信号提供给接收机单元(RCVR)1054。接收机单元1054对所接收的信号进行调整(例如，滤波、放大和频率下变换)，并且对调整后的信号进行数字化，以便生成数据采样流。解调器(Demod)1060对数据采样进行(例如，OFDM)解调，并且将所接收的导频符号提供给同步(Sync)/信道估计单元1080。单元1080还从接收机单元1054接收数据采样，基于数据采样确定帧和符号定时，并且基于所接收的用于局域和广域的导频信号得到用于局域和广域的信道估计。单元1080将符号定时和信道估计提供给解调器1060，并且将帧定时提供给解调器1060和/或控制器1090。解调器1060用本地信道估计对所接收的用于本地传输的数据符号进行数据检测，用广域信道估计对所接收的用于广域传输的数据符号进行数据检测，并且将检测到的用于本地传输和广域传输的数据符号提供给解复用器(Demux)1062。检测到的数据符号是对由基站1010所发送的数据符号的估计，并且可以以对数似然比(LLR)或者某些其它形式来提供。

解复用器1062将所有感兴趣广域信道的检测到的数据符号提供给接收(RX)数据处理器1072，并且将所有感兴趣本地信道的检测到的数据符号提供给RX数据处理器1074。接收数据处理器1072根据可用的解调和解码方案对广域传输的检测到的数据符号进行处理(例如，解交织和解码)，并且提供广域传输的解码数据。接收数据处理器1074根据可用的解调和解码方案对本地传输的检测到的数据符号进行处理，并且提供本地传输的解码数据。一般，无线设备1050处的解调器1060、解复用器1062、以及接收数据处理器1072和1074进行的处理与基站1010处的调制器1028、复用器1026、以及发送数据处理器1022和1024进行的处理是互补的。

控制器1040和1090分别控制在基站1010和无线设备1050处的操作。这些控制器可以是基于硬件的、基于软件的、或者二者的组合。存储器单元1042和1092分别存储由控制器1040和1090所使用的程序代码和数据。调度器1044对本地传输和广域传输的广播进行调度，并且为不同的传输类型分配和指派资源。

为清楚起见，图5示出了由在基站1010和无线设备1050处两个不同的数据处理器所进行的本地传输和广域传输的数据处理。可以通过基站1010和无线设备1050中每一个的单独一个数据处理器来进行对于所有类型传输的数据处理。图3还示出了对于两种不同类型传输的处理。一般，通过基站1010发送并且通过无线设备1050接收具有不同覆盖区域的任何数目类型的传输。为清楚起见，图3还示出了位于相同地点的基站1010的所有单元。一般，这些单元可以位于相同或者不同的地点，并且可以经由各种通信链路进行通信。例如，数据源1012和1014可以位于其他地点，发射机单元1032和/或天线1034可以位于发送地点，等。用户接口1094还与控制器1090进行通信，该控制器1090允许设备1050的用户控制其操作的多个方面。例如，接口1094可以包括键盘和显示器以及底层硬件和软件，需要该底层硬件和软件来实现用户命令和指令并且一旦接收到命令和指令就对它们进行处理。

可以通过各种方式实现这里所描述的用于在空中广播不同类型传输的技术。例如，可以以硬件、软件或者其组合来实现这些技术。对于硬件实现，可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、其它设计为实现这里所描述的功能的电子单元、或者其组合内实现在基站处用于广播不同类型传输的处理单元。还可以以一个或多个ASIC、DSP等实现在无线设备处用于接收不同类型传输的处理单元。

对于软件实现，可以以执行这里所描述的功能的模块(例如：程序、函数等)来实现这里所描述的技术。可以将软件代码存储在存储器单元(例如，图5中的存储器单元1042或1092)中，并且通过处理器(例如，控制器1040或1090)来执行该软件代码。可以在处理器内部或者处理器外部实现存储器单元，在该情况下，可以经由本领域已知的各种方式将存储器单元通信连接到处理器。

提供了上述说明，以便使本领域的任何技术人员都能够实现这里所描述的各种实施例。这些实施例的各种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，并且可以将这里定义的一般原理应用到其它实施例。因此，权利要求并不是要被限制于这里所示的实施例，而是要符合与权利要求语言相一致的全部范围，其中，除非特别说明，以单数形式所提及的一个要素并不意味着“一个且只有一个”而意味着“一个或者多个”。将对于本领域的技术人员已知或者后来变得已知的所有结构和功能等价于贯穿本公开所描述的各个实施例的要素的等价物清楚地通过引用的方式合并于此，并且想要被权利要求所包括。此外，无论是否在权利要求中对该公开进行明确陈述，这里所公开的所有内容都不是想要致力于公众。除非使用短语“用于……装置”清楚地陈述某个元素，或者在方法权利要求情况下使用短语“用于……步骤”陈述某个元素，否则，不将权利要求要素理解为在35U.S.C.§112第六段的规定下。

Claims (30)

1、一种移动通信设备，包括：

接收机，将其配置为从无线广播网络接收广播信号；

自动增益控制电路，将其配置为在所述广播信号的每n个采样之后周期性地设置一个相应的增益控制值，其中，每个具有n个采样的集合包括所述n个采样的相应的第一子集和所述n个采样的相应的第二子集；以及

将所述自动增益控制电路进一步配置为基于所述第二子集计算所述相应的增益控制值。

2、如权利要求1所述的移动通信设备，其中，所述第二子集实质上由最新的具有n个采样的集合中的后一半采样组成。

3、如权利要求1所述的移动通信设备，其中，将所述自动增益控制电路进一步配置为：当计算所述相应的增益控制值时忽略所述第一子集。

4、如权利要求3所述的移动通信设备，其中，所述第一子集实质上由所述具有n个采样的集合的前一半采样组成。

5、如权利要求3所述的移动通信设备，其中，所述第一子集实质上由最接近于所述增益控制值的最新设置而出现的一组采样组成。

6、如权利要求5所述的移动通信设备，其中，所述第一子集对应于大约40至60μs之间的时间周期。

7、如权利要求1所述的移动通信设备，其中：

所述接收机进一步工作在捕获模式或者数据解调模式下；并且

其中，n的值取决于所述接收机是工作在所述捕获模式还是工作在所述数据解调模式下。

8、如权利要求7所述的移动通信设备，其中，n在所述数据解调模式下比在所述捕获模式下大。

9、如权利要求1所述的移动通信设备，其中，所接收的广播信号包括多个OFDM符号。

10、如权利要求9所述的移动通信设备，其中，所述相应的增益控制值的设置出现在两个相邻OFDM符号之间的边界处。

11、如权利要求1所述的移动通信设备，其中，所接收的广播信号包括TDM导频信号。

12、如权利要求11所述的移动通信设备，还包括：

处理器，将其配置为：如果还没有捕获到所述TDM导频信号，就在捕获模式下运行所述AGC电路，并且一旦已经捕获到所述TDM导频信号，就在跟踪模式下运行所述AGC电路。

13、如权利要求1所述的移动通信设备，其中，将所述自动增益控制电路进一步配置为基于所述第二子集确定所接收的广播信号的能量估计。

14、一种移动通信设备，包括：

接收机，将其配置为从无线广播网络接收广播信号；

自动增益控制电路，将其配置为：

更新增益控制值；

在对所接收的广播信号的信号能量估计中，忽略随后出现的n个采样中的第一子集；

基于所述随后出现的n个采样中的第二子集计算所接收的广播信号的能量估计，所述第一子集和第二子集是不相交的；以及

确定误差信号，该误差信号代表所述能量估计和期望的参考级别之间的功率差异；

基于所述误差信号确定是否更新所述增益控制值。

15、如权利要求14所述的移动通信设备，其中，所述第二子集实质上由所述随后出现的n个采样中的后一半采样组成。

16、如权利要求14所述的移动通信设备，其中，将所述自动增益控制电路进一步配置为：当计算所述能量估计时忽略所述第一子集。

17、如权利要求16所述的移动通信设备，其中，所述第一子集实质上由所述随后出现的n个采样中的前一半采样组成。

18、如权利要求16所述的移动通信设备，其中，所述第一子集实质上由最接近于所述增益控制值的更新而出现的一组采样组成。

19、如权利要求18所述的移动通信设备，其中，所述第一子集对应于大约40至60μs之间的时间周期。

20、一种用于移动通信设备的自动增益控制的方法，包括：

从无线广播网络接收广播信号；

在所接收的广播信号的每n个采样之后周期性地设置一个相应的增益控制值，其中，每个具有n个采样的集合包括所述n个采样中的相应的第一子集和所述n个采样中的相应的第二子集；以及

基于所述第二子集计算所述相应的增益控制值。

21、如权利要求20所述的方法，其中，计算所述相应的增益控制值进一步包括：

基于所述第二子集计算所接收的广播信号的能量估计。

22、如权利要求20所述的方法，其中，所述第二子集实质上由所述随后出现的n个采样中的后一半采样组成。

23、一种具有接收机的移动通信设备，将所述接收机配置为从无线广播网络接收广播信号，所述设备包括：

用于在所述广播信号的每n个采样之后周期性地更新一个相应的增益控制值的模块，其中，每个具有n个采样的集合包括所述n个采样中的相应的第一子集和所述n个采样中的相应的第二子集；以及

用于基于所述相应的第二子集计算所述相应的增益控制值的模块。

24、如权利要求23所述的移动通信设备，其中，所述相应的第二子集实质上由所述n个采样中的后一半采样组成。

25、如权利要求23所述的移动通信设备，其中，将所述用于计算的模块配置为：当计算所述相应的增益控制值时忽略所述相应的第一子集。

26、如权利要求25所述的移动通信设备，其中，所述相应的第一子集实质上由所述n个采样中的前一半采样组成。

27、如权利要求25所述的移动通信设备，其中，所述相应的第一子集实质上由最接近于前一个增益控制值的更新而出现的一组采样组成。

28、一种计算机可读介质，通过用于移动通信设备中自动增益控制的计算机程序对该计算机可读介质进行编码，当执行所述计算机程序时使一个或多个处理器进行下列操作：

从无线广播网络接收广播信号；

在所接收的广播信号的每n个采样之后周期性地设置一个相应的增益控制值，其中，每个具有n个采样的集合包括所述n个采样中的相应的第一子集和所述n个采样中的相应的第二子集；以及

基于所述第二子集计算所述相应的增益控制值。

29、如权利要求28所述的计算机可读介质，通过用于移动通信设备中自动增益控制的计算机程序该计算机可读介质进一步进行编码，当执行所述计算机程序时使一个或多个处理器进行下列操作：

基于所述第二子集计算所接收的广播信号的能量估计。

30、如权利要求28所述的计算机可读介质，其中，所述第二子集实质上由随后出现的n个采样中的后一半采样组成。

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