CN102160302B - 用于在tdd系统中进行切换的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了在上行链路通信路径与下行链路通信路径之间切换通信设备的方法。所述方法测量用于所述上行链路通信路径和所述下行链路通信路径中的一个的至少一个无线电频率上的信号的功率水平。比较所测得的功率水平与阈值功率水平。上行链路电路与下行链路电路之间的切换基于所测得的功率水平与所述阈值功率水平之间的比较。

Description

用于在TDD系统中进行切换的方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请和下列与其同日提交的申请相关，在此通过引用将所述申请并入本文：律师案号为100.921US01、题为“METHOD ANDAPARATUS FOR FRAME DETECTION IN A COMMUNICATIONSSYSTEM(用于通信系统中的帧检测的方法和装置)”、序列号为12/144,961的美国专利申请；律师案号为100.924US01、题为“SYSTEMAND METHOD FOR SYNCHRONIZED TIME-DIVISION DUPLEXSIGNAL SWITCHING(用于同步时分双工信号切换的系统和方法)”、序列号为12/144,939的美国专利申请；以及律师案号为100.925US01、题为“SYSTEM AND METHOD FOR CONFIGURABLETIME-DIVISION DUPLEX INTERFACE(用于可配置的时分双工接口的系统和方法)”、序列号为12/144,913的美国专利申请。

背景技术

必须协调时分双工(TDD)系统中的通信装备以在恰当的时间在上行链路与下行链路通信之间切换，从而实现正确运作的TDD系统。一般而言，主机单元协调切换时间并且主机单元向无线终端传送关于切换时间的信息。无线终端使用所述信息来确定何时切换，使得源自无线终端的通信不与源自主机单元的通信冲突。

除了主机和无线终端之外，通信网络内在主机单元和无线终端之间中继/传送信息的装备也可能需要在上行链路与下行链路通信之间切换。在一些系统中，这种网络装备不具有正确接收、滤波和解码来自主机单元的关于何时在上游与下游通信之间切换的信息信号所需要的电路。

发明内容

以举例的方式而不是以限定的方式给出下面的概述。在一个实施例中，提供了在上行链路通信路径与下行链路通信路径之间切换通信设备的方法。所述方法测量用于所述上行链路通信路径和所述下行链路通信路径中的一个的至少一个无线电频率上的信号的功率水平。比较所测得的功率水平与阈值功率水平。上行链路电路与下行链路电路之间的切换基于所测得的功率水平与所述阈值功率水平之间的比较。

附图说明

图1是用于在上行链路与下行链路传输之间切换的通信系统的一个实施例的框图；

图2是帧结构的一个实施例的图示；

图3是用于在上行链路与下行链路传输之间切换的通信电路的一个实施例的框图；

图4是示意在上行链路与下行链路传输之间切换的方法的一个实施例的流程图；

图5是示意验证确定的传输末尾的方法的一个实施例的流程图；

图6是示意验证确定的传输末尾的另一方法的一个实施例的流程图；

图7是帧结构的一个实施例的图示，其示出功率测量的定时。

按照通常的做法，各种描述的特征不是按比例而绘制，而是被绘制成突出与本公开内容有关的特定特征。

具体实施方法

图1是通信网络100的一个实施例的框图。在图1所示的实施例中，通信网络100包括可通信地耦合至分布式天线系统(DAS)103的基站102。在其它实施例中，DAS 103被用于在一个或更多个上游设备(例如基站收发机102、无线接入点或无线电频率信号的其它源)与一个或更多个下游设备(例如无线终端112)之间传输无线电频率信号。在一些实施例中，基站收发机102(在此也被称作“基站”102)是电信服务供应商的基础设施的一部分并且无线终端112包括用户驻地设备。一般而言，对于基站102通过其与下游无线终端112通信的每个无线电频率信号或信道，原始的下行链路无线电频率信号最初由基站102传送供一个或更多个无线终端112接收并且原始的上行链路无线电频率信号最初由无线终端112传送供基站102接收。

基站102管理无线终端112之间的以及无线终端112与耦合至基站102的其它通信网络(未示出)之间的通信。在一个实施例中，基站102管理无线终端112与公共交换电话网络(PSTN)之间的通信。举例来说，在这个实施例中，通信网络100是蜂窝/PCS系统并且基站102与基站控制器通信，该基站控制器充当到PSTN的语音/PSTN网关。在另一实施例中，基站102经由与IP网关的通信管理无线终端112与基于因特网协议(IP)的网络(诸如因特网)之间的通信。在这个实施例中，基站102在来自IP网关的IP数据上执行基带处理并且将所述IP数据放到信道上。在一个实施例中，基站102是与IEEE802.16兼容的基站。可选地，基站102还可以满足WiMax、WiBro、LTE或其它联盟的要求。在还有其它的实施例中，基站102包括多个功能，这些功能包括管理PSTN和基于IP的网络两者之间的通信。

DAS 103包括可通信地耦合至基站102的集线器106以及位于远离集线器106处并且可通信地耦合至集线器106的四个远程天线单元108-111。每个远程天线单元108-111包括一个或更多个天线104，这些天线被用于与无线终端112无线通信。在这个实施例中，集线器106光耦合至基站102，但是在其它实施例中，集线器106与基站102通过同轴电缆、无线天线或其它通信介质可通信地耦合。相似地，在这个实施例中，集线器106光耦合至每个远程天线单元108-111，但是在其它实施例中，集线器106与远程天线单元108-111通过同轴电缆、无线天线或其它通信介质可通信地耦合。在这个实施例中，远程天线单元108-111中的每一个包括两个天线104，即主天线和分集天线；但是在其它实施例中，在每个远程天线单元108-111处仅使用单个天线104或者不止两个天线104。在一个实施例中，DAS 103还包括一个或更多个扩展单元114，所述扩展单元可通信地耦合在集线器106与远程天线单元110、111之间以例如为多层建筑的每一层提供覆盖。

基站102使用DAS 103经由天线104与无线终端112通信。通过使用多址方案(multiple access scheme)来实现基站102与多个无线终端112之间的双向通信。在一个实施例中，基站102和无线终端112使用码分多址(CDMA)方案通信。在另一实施例中，基站102和无线终端112使用正交频分多址(OFDMA)方案通信。在其它实施例中，其它多址方案被使用(例如TDMA、FDMA)，或者不止一个多址方案被使用，包括例如用于语音通信的CDMA和用于数据通信的OFMDA。

在一个实施例中，基站102与无线终端112之间的一些或所有通信使用时分双工(TDD)通信方案。TDD方案通过使上行链路传输(从无线终端112向基站102)和下行链路传输(从基站102向无线终端112)在不同时间发生而实现两个设备之间的双向通信。在这个实施例中，上行链路和下行链路通信两者共用相同的频率。

虽然在图1所示的实施例中示出了单个基站102和集线器106，应理解的是在其它实施例中，多个基站102和/或集线器108被使用。另外，虽然在这个实施例中，某一数量的远程天线单元108-111耦合至集线器106，在其它实施例中，其它数量的远程天线单元108-111耦合至集线器106。

以下说明针对基于以IEEE 802.16标准所描述的TDD方案的系统，但应理解的是本公开内容的范围旨在包括为应用于其它TDD方案而对所描述的系统和方法有适当的调整、修改和替换的其它实施例。

系统100允许无线终端112与经由例如PSTN或基于因特网的网络可通信地耦合至基站的一个或更多个其它设备之间的通信。无线终端112经由远程天线104向远程天线单元108-111传送信号/从远程天线单元108-111接收信号。在这个实施例中，无线终端112各自每次与一个远程天线单元108-111通信，除了在某些情形期间，例如在移交(handoff)期间。例如，从无线终端112输出的信息由无线终端112传送并且在例如与传送无线终端112通信的远程天线单元108处被接收。远程天线单元108再现从无线终端112收到的信号并且连同从向远程天线单元104传送的其它无线终端112收到的其它信号一起将所述信号发送至集线器106。集线器106从远程天线单元108(以及其它远程天线单元109-111，有些通过扩展单元114)接收信息、再现收到的信号并且将所述信号发送至基站102。基站102处理所述信息并且向其目的地传送该信息。从另一网络输入的信息被基站102接收。基站102通过例如集线器106向远程天线单元108-111转发输入的信号。集线器106接收所述信号、再现该信号并且将该信号发送至远程天线单元108-111。在一个实施例中，相同的下行链路信号被发送至每个远程天线单元108-111。在可替换的实施例中，基站102确定无线终端112中的哪一个是所述信息的目的地，生成、调制并且向集线器106发送含有所述信息的信号，所述集线器将所述信息发送至与目的地无线终端112通信的远程天线单元108。此处，集线器106接收所述信号、再现该信号并且将该信号发送至远程天线单元108。无论在哪种情况下，远程天线单元108从集线器106接收所述信号、再现该信号并且无线发送该信号。无线终端112进而接收该无线信号并且其中的信息被接收和处理。在这个实施例中，对于上行链路和下行链路通信两者，集线器106和远程天线单元108-111不解调或解包由基站102和无线终端112所传送的信号。代替地，集线器106和远程天线单元108-111充当中继，它们接收和再现收到的信号同时仅对这些信号执行最少的处理。

图2示意TDD传输结构200的一个例子。在图2所示的实施例中，传输结构200包括具有下行链路(DL)子帧202并且随后是上行链路(UL)子帧204的帧(在此也被称为“帧”200)。随后的TDD帧的第二下行链路子帧205的一部分也被示出。传输的每个起始或末尾在这里被称作传输边界。在这个实施例中，每个TDD帧200在结构上大体相似，即具有5ms的固定持续时间并且含有一个下行链路子帧，随后是一个上行链路子帧。在一些实施例中，TDD帧200的一部分被分配给控制数据。在其它实施例中，TDD帧200可以具有可变的持续时间，和/或多个上行链路或下行链路子帧可以被包括在每个帧200内。另外，其它实施例可以首先具有上行链路子帧，随后是下行链路子帧，或者有跨在上行链路子帧和起始每个帧的下行链路子帧之间的帧的变化。

TDD帧200的开始部分被分配给下行链路子帧202。在下行链路子帧202的末尾处，时间间隙(TTG)206出现在上行链路子帧204的起始之前。然后，上行链路子帧204开始，并且另一时间间隙(RTG)208出现在上行链路子帧204的末尾与下一个帧的随后的下行链路子帧205的开始之间。

在下行链路子帧202期间，基站102向无线终端112中的一个或更多个传送。在上行链路子帧204期间，无线终端112中的一个或更多个向基站102传送。下行链路子帧202与上行链路子帧204之间的TTG 206为基站102从传送模式切换至接收模式、以及为每个无线终端112从接收模式切换至传送模式酌留时间。同样地，RTG208为基站102从接收模式切换至传送模式、以及为无线终端112从传送模式切换至接收模式酌留时间。TTG 206和RTG 208还为诸如基站/移动同步以及传播延迟确定/调整等事务酌留时间余量。

除了基站102和无线终端112之外，DAS 103内的RF电路也在处理下行链路传输与上行链路传输之间切换。与基站102和无线终端112相似，DAS 103内的RF电路的切换在时间间隙TTG 206和RTG208期间发生。集线器106内的RF电路以及每个远程天线单元108-111内的RF电路执行所述上行链路和下行链路切换。

在一个实施例中，每个帧200具有相同的占空比，使得下行链路子帧202和上行链路子帧204的持续时间固定。在可替换的实施例中，所述占空比是可变的，使得下行链路子帧202和上行链路子帧204的持续时间逐帧可变。对于可变的占空比，基于系统业务(systemtraffic)、用户偏好或其它参数在传输期间动态分配子帧的持续时间。举例来说，在一个实施例中，帧200具有总计47个帧并且具有预定的35、34和33个符号的下行链路子帧长度，以及12、13和14个符号的上行链路子帧长度，这由通信协议所提供。35个符号的下行链路子帧202对应于12个符号的上行链路子帧204。不管每个子帧中的符号数量，上行链路和下行链路符号的总数保持为47。因此，如果在下行链路子帧202中有较少的符号，则在对应的上行链路子帧204中将有较多的符号。在这个实施例中，不管帧200是固定的占空比或者可变的占空比，TTG 206和RTG 208的时间周期具有固定的持续时间。

虽然在这个实施例中，系统100所使用的通信结构是如图2所示包括两个子帧的帧，应理解的是本公开内容的范围旨在包括本领域的技术人员已知的其它帧/子帧结构和其它通信结构。

无线终端112从由基站102所发送的通信获得下行链路子帧202和上行链路子帧204的定时。在一个实施例中，这些通信出现在独立的控制信道上并且无线终端112监听控制信道来获得帧和子帧的定时。在另一实施例中，无线终端112从由基站102所发送的消息获得帧200内帧和子帧的定时或者通过监听负载信道上当前的传输而直接根据所述传输来确定所述定时。在任何情况下，无线终端112确定每个帧200开始的时间、下行链路子帧202将结束的时间、从接收模式切换至传送模式的时间以及开始传送上行链路子帧204的点。但是，在这个实施例中，集线器106和远程天线单元108-111不具有解调和解包在基站102与无线终端112之间所传送的信号所需要的电路。因此，在一个实施例中，集线器106和远程天线单元108-111具有为独立确定帧和子帧的定时所包括的电路。

图3示意用于确定通信网络100中的传输结构的边界的时间定位的电路300的一个实施例。在图3所示的实施例中，电路300基于在网络100内被传送的信号的功率水平来确定子帧边界的时间定位(子帧定时)。基于所确定的子帧定时，电路300确定在下行链路和上行链路传输之间切换的时间。举例来说，在一个实施例中，电路300确定下行链路子帧202的末尾边界的时间定位并且基于下行链路子帧202的末尾边界而从下行链路传输切换至上行链路传输。

电路300检测当前正在网络100上传送的信号(例如在未示出的基站102和其它无线终端之间)，并且比较所检测到的信号的功率水平与阈值以确定子帧边界的定时。在一个实施例中，电路300通过实时地检测所检测到的信号中的子帧的功率水平的下降沿来确定子帧的末尾边界。在其它实施例中，起始阈值是实时地检测所检测到的信号中的子帧的功率水平的上升沿。如根据上述以及下述说明显而易见的，在此所描述的装置和方法能够被用于确定对于特定系统所需要的系统的帧和/或子帧的定时。

在一个实施例中，集线器106和远程天线单元108-111两者包括诸如电路300的电路以在上行链路和下行链路传输模式之间切换。在可替换的实施例中，电路300仅被包括在集线器106内。此处，集线器106为其自身并且为远程天线单元108-111确定切换时间，并且将指示切换时间的控制信号转发至远程天线单元108-111，这在律师案号为100.924US01、题为“SYSTEM AND METHOD FORSYNCHRONIZED TIME-DIVISION DUPLEX SIGNAL SWITCHING(用于同步时分双工信号切换的系统和方法)”、申请号为12/144,939的共同待定的申请中进行了描述，在此通过引用将其并入本文。

在图3所示的实施例中，电路300处理两个频率带的信号。电路301处理第一频率带的信号并且电路302处理第二频率带的信号。在这个实施例中，电路301和302相似，除了允许电路301、302各自支持其相应的频率的微小区别。因此，仅详细描述电路301。在其它实施例中，仅支持一个频率带。在还有其它的实施例中，支持不止两个频率带。

在电路301上，在RF双工端口303处向基站102传送信号/从基站102接收信号。去往/来自无线终端112的信号分别在下行链路(DL)端口304和上行链路(UL)端口306处被传送和接收。下行链路端口304和上行链路端口306耦合至传送和接收来自无线终端112的无线信号的一个或更多个天线104。可变电阻器308控制从下行链路端口304所传送的下行链路信号的功率。在上行链路侧，放大器310放大从无线终端112所接收的信号以用于进一步的处理以及向基站102的传输。开关312通过将RF双工端口303耦合至下行链路端口304或上行链路端口306而在上行链路传输(上行链路模式)与下行链路传输(下行链路模式)之间切换电路300。在图3所示的实施例中，开关312是具有一个公共连接(耦合至双工端口303)和两个切换连接(分别耦合至下行链路端口304和上行链路端口306)的单极双掷开关。在可替换的实施例中，端口303包括作为双工端口操作的两个单工端口。关于将电路300和端口303配置为单工或双工的更多细节在律师案号为100.925US01、题为“SYSTEM AND METHOD FORCONFIGURABLE TIME-DIVISION DUPLEX INTERFACE(用于可配置的时分双工接口的系统和方法)”、申请号为12/144,913的共同待定的申请中被提供，在此通过引用将其并入本文。

图4示意基于确定下行链路子帧204的末尾在上行链路与下行链路传输路径之间切换电路300的方法400的一个实施例。以下论述涉及从下行链路传输切换至上行链路传输，但应理解的是在此所描述的方法和装置也可以通过适当的修改而被用于从上行链路传输切换至下行链路传输。为了确定在下行链路与上行链路传输之间切换的时间，对下行链路信号的功率水平进行分析。在下行链路子帧202期间，电路300中的下行链路信号的功率水平很高，因为信号正被基站102传送并且被电路300处理。在下行链路子帧202的末尾，信号的功率水平随传输结束而下降。电路300检测下行链路信号的功率水平下降，并且基于该功率水平下降来确定下行链路子帧202的末尾。在一个实施例中，电路300一旦确定下行链路子帧202已结束，开关312就被设置为上行链路模式。电路300现在准备好在上行链路子帧204开始时处理从无线终端112到基站102的上行链路信号。在可替换的实施例中，基于下行链路子帧202的末尾和下行链路子帧202与上行链路子帧204之间的TTG206的已知的持续时间，开关312被设置为上行链路模式。此处，开关312刚好在上行链路子帧204开始之前被切换至上行链路模式。在其它实施例中，开关312在所确定的下行链路子帧202的末尾与上行链路子帧204的起始之间的不同时间被切换至上行链路模式。

方法400在操作期间提供电路300的实时切换。在框402处，在电路300处收到的下行链路信号通过耦合器315，开关312的上游，而耦合至RF检测器316。RF检测器316测量下行链路信号的功率，并且在框404处，比较器318感测RF检测器316并且比较由RF检测器316所测得的下行链路信号的功率水平与基准阈值。在框406处，如果下行链路信号的功率水平已下降为等于或低于基准阈值，则比较器318向微处理器314发送中断信号。微处理器314通过将开关312设置为上行链路模式或下行链路模式来控制开关312。基于从比较器318接收到的中断，微处理器314将开关312设置为上行链路模式，因此使RF电路300为上行链路传输做好准备。在一个实施例中，一旦微处理器314从比较器318接收到中断，方法400就以框408结束，在框408处微处理器314将开关312设置为上行链路模式。如图3所示，在这个实施例中，微处理器314也与电路302合作并且因此从第二比较器326接收中断信号并且控制电路302上的第二开关(未示出)。

返回参照框406，如果下行链路传输的功率水平不小于或等于阈值功率水平，比较器318丢弃所述测量结果并且方法400返回框402以再次测量下行链路信号的功率水平。因此，如图4所示，RF检测器316从下行链路信号连续地读取功率水平并且比较器318连续地处理RF检测器316的输出直到确定了下行链路子帧202的末尾。虽然在这个实施例中，所测得的功率水平与阈值功率水平之间的比较是小于或等于的比较，在其它实施例中，其它比较技术如本领域的技术人员所知的那样被使用。

在一个实施例中，方法400在框408处的将开关312设置为上行链路模式之前还包括框410所示的可选的验证过程。该验证过程执行额外的检查来减小信号中所未预期的功率下降的影响并且提高在下行链路子帧202实际的末尾处进行切换的可能性。为了执行验证，在框406之后，当所测得的功率水平已下降为等于或低于阈值功率水平时，方法400继续到框410并且如果通过验证过程，方法400继续到框408以将开关312设置为上行链路模式。如果验证过程确定所测得的功率下降不是下行链路子帧的末尾，方法400继续返回到框402以再次测量功率。有关验证过程的更多细节相对于图5被包括。

在一个实施例中，电路300还以与在上文中所描述的相似的方式来确定在上行链路子帧204之后从上行链路传输切换至下行链路传输的时间。因此，电路300通过测量上行链路传输的末尾处的功率下降来检测上行链路子帧204的末尾。中断随后被发送至微处理器314并且微处理器314基于该中断将开关312设置为下行链路模式。

在可替换的实施例中，电路300确定对于第一帧从上行链路传输切换至下行链路传输的时间，并且进而基于帧200的可预测的定时来确定对于随后的帧的切换时间。由于每个帧200具有相同的持续时间并且由于下行链路子帧202的起始与帧200的起始一致，电路300确定第一下行链路子帧202的起始的定时并且基于该定时来预测随后的下行链路子帧202的起始。因此，根据网络100的帧和子帧定时而将电路300设置为下行链路模式以中继从基站102到无线终端112的下行链路传输。

在一个实施例中，通过检测先前的上行链路子帧204的下降沿来确定第一下行链路子帧202的起始，如前所述。在可替换的实施例中，通过将所检测到的信号与基准信号相关而以非实时的方式来确定第一下行链路子帧202的起始。有关通过相关对帧200的起始的确定，以及基于该确定的预测和在下行链路传输与上行链路传输之间的切换，在题为“METHOD AND APARATUS FOR FRAME DETECTIONIN A COMMUNICATIONS SYSTEM(用于通信系统中的帧检测的方法和装置)”、申请号为12/144,961的共同待定的申请(律师案号为100.921US01；在此被称作′921申请)中提供，在此通过引用将其并入本文。

图5和6示意用于方法400的框410的验证过程的方法的实施例。在一个实施例中，方法500和方法600两者作为框410的验证过程被(并行地或者连续地)执行。在另一实施例中，仅执行方法500。在还有另一实施例中，仅执行方法600。

图5的方法500是用于检查RF检测器316所测得的功率下降是否与下行链路子帧的已知可能的末尾一致。此处，TDD系统具有下行链路子帧202的长度与上行链路子帧204的长度的预定组合。微处理器314(或在微处理器314上运行的固件)使用预定的子帧长度来检查所检测到的功率下降是否发生在下行链路子帧202的可能的末尾的时间处。举例来说，在一个实施例中，TDD系统具有预先确定的35、34和33个符号的下行链路子帧长度，和12、13和14个符号的上行链路子帧长度。35个符号的下行链路子帧202对应于12个符号的上行链路子帧204。不管每个子帧中的符号数量，上行链路和下行链路符号的总数保持为47。因此，如果在下行链路子帧202中有较少的符号，则在对应的上行链路子帧204中将有较多的符号。

方法500在框502处开始，在框502处微处理器314测量从下行链路子帧的起始一直到中断的接收的时间量。在框504处，微处理器314比较这个时间周期与已知可能的下行链路子帧长度以确定所测得的时间周期是否对应于可能的下行链路子帧长度。如果所测得的长度确实与可能的下行链路子帧长度匹配，则微处理器314承认收到的中断标记下行链路子帧202的末尾并且验证已通过。这导致方法400从框410继续到框408，在框408处开关312被设置为上行链路模式。如果所测得的长度不与可能的下行链路子帧长度匹配，则微处理器312忽略所述中断，并且验证过程失败。这导致方法400返回框402。在一个实施例中，如果所测得的时间周期落在有效时间周期的窗口内，则所测得的时间周期被确定为匹配可能的下行链路子帧长度。举例来说，在一个实施例中，符号长度为100微秒，并且所述窗口为+/-10微秒。

作为方法500的示意性示例，如果所测得的时间周期的长度为33个符号(其在这个TDD系统中为有效的下行链路子帧长度)，微处理器314承认下行链路子帧的末尾已出现并且将开关312设置为上行链路模式。但是，如果所测得的时间周期的长度是31个符号长度(其不是有效的下行链路子帧长度)，那么微处理器314忽略接收到的中断，并且开关312保持为下行链路模式。

在一个实施例中，通过在帧200开始时启动计数器并且在收到中断时检查计数器来测量下行链路子帧的长度的时间周期。可以通过例如在′921申请中所描述的方法和系统来确定帧200的起始。在其它实施例中，通过计数符号的数量或者以本领域的技术人员所已知的其它方法来确定时间周期。在一个实施例中，当等于最长的有效下行链路子帧长度的时间周期逝去时(例如35个符号)，微处理器314自动将开关312设置为上行链路模式，而不管是否收到中断。

图6的方法600是用于检查所检测到的功率水平下降是否为传输末尾并且不是未预期的信号功率下降的方法的一个实施例。方法600通过在所检测到的功率水平下降之后保持(hold)一段时间并且检查下行链路信号的功率水平在该段时间期间是否上升至阈值以上来检查所检测到的功率水平下降。在微处理器314收到下降沿中断之后，微处理器314启动计时器，该计时器在一段时间内(例如3微秒)倒计数并且微处理器314检查来自比较器318的上升沿中断。在方法600中，RF检测器316和比较器318连续地读取电路300上的信号的功率水平，即使在框406已确定所测得的下行链路信号的功率水平已下降为等于或小于阈值的情况下。在下降至阈值以下之后，如果所述功率水平上升回到阈值以上，那么比较器318向微处理器314发送中断。

方法600在框602处开始，该框602跟在图4中的框406之后。在框602处启动保持计时器(hold timer)。在框604处，RF检测器316测量电路300上的信号的功率水平。在框606处，比较器318比较所测得的功率水平与阈值功率水平。在框608处，如果所测得的功率水平大于阈值功率水平，比较器318向微处理器314发送中断，并且验证失败。因为功率水平在下降之后的短时间内再次上升至阈值以上，传输有可能仍然在继续并且所测得的功率下降是传输期间所未预期的功率下降。当这种情况出现时，方法400忽略所测得的第一功率水平下降，并且返回框402。如果所测得的功率水平没有大于阈值，则所测得的功率仍然很低，这与传输的末尾一致。在框610处，方法600检查计时器是否达到零。如果计时器还没有达到零，则方法600返回框604以再次测量功率。如果计时器已达到零，则方法600结束，对传输末尾的验证通过，并且开关312在框408处被设置为上行链路模式。

现在参照图7，帧图示700被示出，其示意用于确定阈值功率水平的“接通(on)”和“断开(off)”信号测量的定时的一个实施例。如所提到的，通过比较(在比较器318中)收到的功率水平与阈值功率水平来进行对切换电路300的时间的确定。在一个实施例中，阈值功率水平由微处理器314确定并且被编程到比较器318中。为了确定阈值功率水平，微处理器314在已知下行链路信号“接通”(存在于电路300上)时测量RF检测器316所见的功率水平并且在已知下行链路信号“断开”(不存在于电路300上)时再次测量RF316所见的功率水平。

在一个实施例中，在静态的帧占空比的时间期间取得这些功率水平测量结果，使得下行链路子帧702和上行链路子帧704的持续时间固定并且从一个帧到下一个帧不会改变。在静态占空比期间，下行链路子帧702以及上行链路子帧704的起始时间是已知的，并且在微处理器314上运行的固件在下行链路模式和上行链路模式相应的时间自动将开关312设置为下行链路模式或者上行链路模式。在这些静态帧间隔期间，在下行链路子帧702期间测量“接通”功率水平。在一个实施例中，根据模拟到数字(A/D)转换器320所取得的下行链路信号的快照(snapshot)来确定下行链路信号的功率水平。A/D转换器320从RF检测器316读取功率水平并且将该功率水平转换为用于微处理器314的数字数值。

为了得到准确的“断开”功率水平，在没有来自基站102或无线终端112的传输正被接收的时候取得“断开”测量结果。“断开”功率水平由于上行链路信号到RF检测器316的可能耦合而不能在上行链路传输期间可靠地被测量。为了减小传输被耦合到RF检测器316的可能性，在下行链路子帧704的末尾处，微处理器314在将开关312设置为上行链路模式之前保持时间间隔706(例如几微秒)。时间间隔706的延迟减小了错误的(errant)上行链路信号耦合到RF检测器316的可能性。在时间间隔706期间，RF检测器316取得“断开”测量结果并且A/D转换器320向微处理器314提供所述数据。

微处理器314进而使用来自A/D转换器320的“接通”和“断开”读数来计算阈值功率水平。在一个实施例中，例如跨若干帧的多个“接通”和“断开”读数由A/D转换器320取得，并且微处理器314为“接通”和“断开”这两种情况计算均值和方差。在一个实施例中，微处理器314将“接通”和“断开”功率水平之间的中点选为阈值。在其它实施例中，微处理器314基于本领域的技术人员所已知的与信号功率水平有关的因素将其它功率水平选为阈值。在任何一种情况下，一旦微处理器314确定阈值，微处理器314就将阈值发送至数字到模拟转换器322。数字到模式转换器322进而将来自微处理器314的数字信号转换为模拟信号供比较器318使用。在一个实施例中，阈值功率水平通过A/D转换器320的新的快照以及微处理器314的处理而被周期性地重新计算。

在许多系统中，帧定时相当快，使得电路300从下行链路模式到上行链路模式的切换在下行链路传输与上行链路传输之间的小的时间窗内发生。因此，在一个实施例中，一旦微处理器314确定切换应当发生时，马上执行从下行链路模式到上行链路模式的切换。在动态占空比的帧中，电路300的从下行链路模式到上行链路模式的切换与基站102的该切换之间的延迟由三个因素决定。第一个因素是主要由RF检测器316的衰减时间引起的电路300的硬件延迟。在一个实施例中，对RF检测器316的时间常数进行优化以得到快速的下降时间，不允许信号中有大量的波动。第二个因素是固件延迟，在一个实施例中，由中断处理所引起的固件延迟大约为2微秒。最后，第三个因素是由于从基站102到电路300的信号传播时间。

在图3所示的实施例中，在下行链路信号到达RF检测器316和A/D转换器320之前，该信号根据需要通过衰减器324被衰减。衰减器324通过在信号到达A/D转换器320之前使高功率的信号的功率水平衰减来减小A/D转换器320所要求的动态范围。微处理器314基于由RF检测器316和A/D转换器320所读取的信号的功率水平来控制衰减器324。举例来说，在这个实施例中，下行链路端口304处的信号范围要求为25dB。由于RF检测发生在开关312之前，在耦合器315处所见的信号范围是额外的20dB。因此，在耦合器315处所见的信号范围大约为45dB。衰减器324在被使能时具有20dB的衰减并且在被停用时具有0dB的衰减。当耦合器315处的信号功率水平处于在耦合器315处所预期的范围的上限20dB时，微处理器314使能衰减器324以将RF检测器316和A/D转换器320处的信号水平减小20dB。

在一个实施例中，微处理器314在分析下行链路信号之前确定是否使能衰减器324。在开始时，微处理器314使能衰减器324并且进而耦合器315将下行链路信号耦合至衰减器324、RF检测器316以及A/D转换器320。在衰减器324被使能的情况下，A/D转换器320对若干帧上的下行链路信号进行采样。微处理器314随后从A/C转换器320接收功率水平并且比较该功率水平与衰减器阈值。如果平均功率水平低于衰减器阈值，那么微处理器314停用衰减器324。如果平均功率水平等于或高于衰减器阈值，则衰减器324保持为使能。有关衰减器324的功率水平调整的更多细节在′921申请中被提供。

虽然已在此示意和描述了特定的实施例，本领域的技术人员将理解的是旨在达到相同目的的任何布置可以代替所示的特定实施例。其明显的意图是任何发明应仅受权利要求及其等同物的限制。

Claims (11)

1.一种在上行链路通信路径与下行链路通信路径之间切换通信设备的方法，所述方法包括：

测量用于所述上行链路通信路径和所述下行链路通信路径中的一个的至少一个无线电频率上的信号的功率水平；

比较所测得的功率水平与阈值功率水平以便确定所述通信设备是否应该在所述上行链路通信路径和所述下行链路通信路径之间切换；并且

当所测得的功率水平与所述阈值功率水平之间的比较指示所述通信设备应该在所述上行链路通信路径和所述下行链路通信路径之间切换时：

执行验证步骤来确认所述通信设备应该在所述上行链路通信路径和所述下行链路通信路径之间切换；

如果所述验证步骤确认所述通信设备应该在所述上行链路通信路径和所述下行链路通信路径之间切换，那么在所述上行链路通信路径和所述下行链路通信路径之间进行切换；以及

如果所述验证步骤未确认所述通信设备应该在所述上行链路通信路径和所述下行链路通信路径之间切换，那么在所述上行链路通信路径和所述下行链路通信路径之间不进行切换，并且

其中，所述验证步骤包括比较当所测得的功率水平与所述阈值功率水平之间的比较指示所述通信设备应该在所述上行链路通信路径和所述下行链路通信路径之间切换时的时间与已知可能的传输边界，

其中，如果当所测得的功率水平与所述阈值功率水平之间的比较指示所述通信设备应该在所述上行链路通信路径和所述下行链路通信路径之间切换时的时间与所述已知可能的传输边界不匹配时，所述验证步骤失败，以及

其中，如果当所测得的功率水平与所述阈值功率水平之间的比较指示所述通信设备应该在所述上行链路通信路径和所述下行链路通信路径之间切换时的时间与所述已知可能的传输边界匹配时，所述验证步骤成功。

2.如权利要求1所述的方法，其中，如果所测得的功率水平小于或者等于所述阈值功率水平，那么所测得的功率水平与所述阈值功率水平之间的比较指示所述通信设备应该在所述上行链路通信路径和所述下行链路通信路径之间切换。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述验证步骤包括在预定时间段内连续地比较所测得的功率水平与所述阈值功率水平，其中，如果在所述预定时间段内所测得的功率水平与所述阈值功率水平之间的比较未指示所述通信设备应该在所述上行链路通信路径和所述下行链路通信路径之间切换，那么所述验证步骤失败，否则所述验证步骤成功。

4.如权利要求1所述的方法，其中，比较当所测得的功率水平与所述阈值功率水平之间的比较指示所述通信设备应该在所述上行链路通信路径和所述下行链路通信路径之间切换时的时间与所述已知可能的传输边界包括：

测量子帧的长度；以及

比较所测得的长度和已知可能的子帧长度。

5.如权利要求1所述的方法，其中比较所测得的功率水平与阈值功率水平是比较所测得的功率水平与由以下步骤确定的阈值功率水平：

在所述至少一个无线电频率上有传输时测量所述至少一个无线电频率上的信号的接通功率水平；

在所述至少一个无线电频率上没有传输时测量所述至少一个无线电频率上的信号的断开功率水平；

将所述阈值功率水平设置在所述接通功率水平与所述断开功率水平之间的点上。

6.一种用于在上行链路与下行链路传输电路之间切换的装置，所述装置包括:

开关，其具有耦合至上行链路电路的第一端口以及耦合至下行链路电路的第二端口；

功率水平检测器，其被配置用于测量传播通过所述开关的信号的功率水平；

比较器，其被配置用于比较所测得的功率水平与阈值功率水平；以及

处理设备，其被配置用于基于所测得的功率水平与所述阈值功率水平之间的比较来控制所述开关；

其中，所述处理设备进一步被配置成当所测得的功率水平与所述阈值功率水平之间的比较指示所述开关应该在所述上行链路电路和所述下行链路电路之间切换时，执行以下内容：

执行验证步骤来确认所述开关应该在所述上行链路电路和所述下行链路电路之间切换；

如果所述验证步骤确认所述开关应该在所述上行链路电路和所述下行链路电路之间切换，那么在所述上行链路电路和所述下行链路电路之间进行切换；以及

如果所述验证步骤未确认所述开关应该在所述上行链路电路和所述下行链路电路之间切换，那么在所述上行链路电路和所述下行链路电路之间不进行切换，并且

其中，所述验证步骤包括比较当所测得的功率水平与所述阈值功率水平之间的比较指示所述开关应该在所述上行链路电路和所述下行链路电路之间切换时的时间与已知可能的传输边界，

其中，如果当所测得的功率水平与所述阈值功率水平之间的比较指示所述开关应该在所述上行链路电路和所述下行链路电路之间切换时的时间与所述已知可能的传输边界不匹配，那么所述验证步骤失败，以及

其中，如果当所测得的功率水平与所述阈值功率水平之间的比较指示所述开关应该在所述上行链路电路和所述下行链路电路之间切换时的时间与所述已知可能的传输边界匹配，那么所述验证步骤成功。

7.如权利要求6所述的装置，其中，所述比较器被配置用于确定所测得的功率水平小于或者等于所述阈值功率水平的时间，其中，如果所测得的功率水平小于或者等于所述阈值功率水平，那么所测得的功率水平与所述阈值功率水平之间的比较指示所述开关应该在所述上行链路电路和所述下行链路电路之间切换。

8.如权利要求6所述的装置，其中，所述验证步骤包括在预定时间段内连续地比较所测得的功率水平与所述阈值功率水平，其中，如果在所述预定时间段内所测得的功率水平与所述阈值功率水平之间的比较未指示所述开关应该在所述上行链路电路和所述下行链路电路之间切换，那么所述验证步骤失败，否则所述验证步骤成功。

9.如权利要求6所述的装置，其中，比较当所测得的功率水平与所述阈值功率水平之间的比较指示所述开关应该在所述上行链路电路和所述下行链路电路之间切换时的时间与已知可能的传输边界包括：

测量子帧的长度；以及

比较所测得的长度和已知可能的子帧长度。

10.如权利要求6所述的装置，其中所述功率水平检测器被配置用于测量耦合至所述开关的公共连接的信号的功率水平或者用于在下行链路信号到达所述开关之前测量所述下行链路信号的功率水平。

11.一种通信系统，所述系统包括：

多个远程天线单元，其可通信地耦合至多个无线终端；

至少一个集线器，其可通信地耦合至所述多个远程天线单元，所述至少一个集线器被配置用于在基站和所述多个远程天线单元之间可通信地耦合信号，所述至少一个集线器还包括如权利要求6所述的装置；

其中，所述上行链路电路，被配置用于从所述多个无线终端接收信号；

其中，所述下行链路电路，被配置用于向所述多个无线终端传送信号；

其中，所述集线器还包括双工电路，其连接至所述开关并且被配置用于从所述基站传送和接收信号。