CN105704805B - 用于在通信系统中控制增益的方法、终端和芯片组 - Google Patents

用于在通信系统中控制增益的方法、终端和芯片组 Download PDF

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Abstract

提供了用于在通信系统中控制增益的方法、终端和芯片组。该方法包括：从时隙中的数据符号的测量部分中获得的功率来确定平均功率，所述时隙包括更新增益部分和保持增益部分，所述测量部分在最终增益被施加在数据符号中之后开始，并在时隙的训练序列被缓冲之前结束；从预定的目标功率和平均功率之间的差来确定平均误差功率；以及通过将平均误差功率相加到从时隙接收到的功率来确定输出功率。

Description

用于在通信系统中控制增益的方法、终端和芯片组
技术领域
本公开总体涉及一种用于在通信系统中控制增益的方法。
背景技术
不像利用多个发送/接收频率的码分多址(CMDA)或者宽带码分多址(WCDMA)中那样，在时分同步码分多址(TD-SCDMA)中，多个用户利用不同的时间带在单一频率下执行通信。TD-SCDMA是基于时分双工(TDD)的移动通信方案，其中，该移动通信方案基于时隙(TS)来发送或接收数据块。TD-SCDMA将数据块的训练序列用作参考信号，并将数据块的参考信号之前的部分和数据块的参考信号之后的部分分别区分为Data-1和Data-2。
在TD-SCDMA中，每个数据块的接收功率不同，可以控制增益以调整接收功率中的差异。例如，可以实施诸如自动增益控制(AGC)的传统技术作为增益控制方法。
第一AGC方法利用Data-1执行N次增益估计和增益控制，并且确定最终增益。在此方法中，当首先执行TS的数据分配时，将最低增益设定为初始值；否则，将先前子帧的最终增益设定为初始值。
第二AGC方法基于输入功率和目标功率计算误差，并且基于计算出的值使用改变AGC环路速度的算法。具体地，当将信号输入到间隙部分(gap section)时，误差值迅速增大。第二AGC方法基于增大的误差值来提高速度以便执行更快的AGC。当在预定的范围内调整误差值时，该方法执行较慢的AGC。另外，可以通过将AGC的增益初始值设定为存储在存储器中的先前的误差值的收敛值来减少AGC稳定时间。
当数据块之间在接收功率上的差异大时，上面所述的第一AGC方法和第二AGC方法对应于AGC操作，以便在预定的时间段之后将信号收敛至目标水平，这表明在数据块中使用的增益和接收到的信号水平可能在参考信号之前的部分(即，Data-1)中就已经是不同的。
然而，如果假定这样一种接收器，该接收器能够对于每个数据块在恒定的增益下确保高性能，那么以上所述的传统AGC方法可能无法克服性能上的劣化。因此，当块之间在接收功率上的差异大时，期望一种能够使信号收敛至目标水平的方法，以克服性能劣化。
发明内容
因此，做出本公开，以至少解决上述问题和/或缺点，并且至少提供下述的优点。
本公开的一方面在于，提供一种用于在通信系统中控制增益的方法和设备。
本公开的另一方面在于，提供一种用于在通信系统中调整增益的方法和设备。
本公开的另一方面在于，提供一种将接收到的信号调整为平均误差并使接收到的信号达到目标功率水平的方法和设备。
本公开的另一方面在于，提供一种增益调整(gain adjustment)使性能劣化降低的方法和设备。
根据本公开的一方面，提供了一种用于在通信系统中控制增益的方法，该方法包括以下步骤：从时隙中的数据符号的测量部分中获得的功率来确定平均功率，所述时隙包括更新增益部分和保持增益部分，所述测量部分在最终增益被施加在数据符号中之后开始，并在时隙的训练序列被缓冲之前结束；从预定的目标功率和平均功率之间的差来确定平均误差功率；以及通过将平均误差功率相加到从时隙接收到的功率来确定输出功率。
根据本公开的另一方面，提供了一种终端，该终端包括位于通信系统中的终端，该终端包括：收发器，被配置为接收信号；以及控制器，被配置为从时隙中的数据符号的测量部分中获得的功率来确定平均功率，所述时隙包括更新增益部分和保持增益部分，所述测量部分在最终增益被施加在数据符号中之后开始，并在时隙的训练序列被缓冲之前结束，从预定的目标功率和平均功率之间的差来确定平均误差功率，以及通过将平均误差功率相加到从时隙接收到的功率来确定输出功率。
根据本公开的另一方面，提供了一种芯片组，该芯片组被配置为：从时隙中的数据符号的测量部分中获得的功率来确定平均功率，所述时隙包括更新增益部分和保持增益部分，所述测量部分在最终增益被施加在数据符号中之后开始，并在时隙的训练序列被缓冲之前结束；从预定的目标功率和平均功率之间的差来确定平均误差功率；以及通过将平均误差功率相加到从时隙接收到的功率来确定输出功率。
附图说明
本公开的某些实施例的上述和其它方面、特征和优点将通过下面结合附图进行的详细描述变得更加明显，在附图中：
图1示出了根据本公开的实施例的用于调整增益的设备；
图2示出了根据本公开的实施例的增益调整中的变化和功率检测的示例；
图3示出了根据本公开的实施例的确定所保持的增益的过程；
图4示出了根据本公开的实施例的更新增益的过程；
图5示出了根据本公开的实施例的调整增益的过程；
图6示出了根据本公开的实施例的调整增益的过程；
图7示出了根据本公开的实施例的控制初始数据符号的增益的过程；
图8示出了根据本公开的实施例的控制时隙中的增益的过程；以及
图9是示出根据本公开的实施例的终端的框图。
具体实施方等式
现在将参照附图详细描述本公开的各种实施例。在以下的描述中，提供诸如详细的构造和组件的特定细节仅为了有助于对本公开的这些实施例的总体理解。因此，本领域的技术人员应清楚，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对这里描述的实施例进行各种变化和修改。此外，为了清楚和简明，省略对公知功能和构造的描述。
在本公开的详细实施例中，包括在本公开中的组成元件可根据详细实施例表述为单个实体或多个实体。然而，为了易于描述，选择单个实体或多个实体的表述以适合给定的情况。本公开不应局限于单个组件或多个组成元件，并可以将表述为多个实体的组成元件配置为单个实体，将表述为单个实体的组成元件配置为多个实体。
在下文中，本公开的各种实施例涉及例如通过终端控制增益。在本公开中，终端可包括诸如蜂窝电话和/或智能电话的移动通信终端。另外，虽然与TD-SCDMA系统相关地描述了本公开的各种实施例，但是本公开不限于此并且可应用于其它系统。
图1示出了根据本公开实施例的用于调整增益的设备。
参照图1，该设备包括下变换器110、放大器120、模数(A/D)转换器130、功率检测器140、AGC环路控制器150、次级控制器160、时隙缓冲器161、增益调整单元163、增益形态调整单元170和解调器180。
下变换器110将输入频率转换为输出到放大器120的基带。例如，下变换器110将以高频带发送的信号转换为基带或低频，以将转换后的信号施加到具有一定水平的符号率的低工作频率的终端。
放大器120将从下变换器110接收的信号的能量增大。具体地，放大器120可利用从AGC环路控制器150反馈的信息来调整模拟信号的大小。
A/D转换器130将从放大器120接收的模拟信号转换为数字信号。
功率检测器140测量从A/D转换器130接收的数字信号的功率。功率检测器140可以在期望的部分(section)期间计算所接收到的信号的功率。例如，功率检测器140可以基于等式(1)来计算所接收到的信号的功率，如下所示。
Figure BDA0000870613440000041
在等式(1)中，P表示接收到的信号的功率，I表示同相，Q表示正交相，M表示幅值。
AGC环路控制器150基于由功率检测器140计算的信号功率来确定放大器120的增益。例如，将该增益确定为使得计算出的信号功率将不在A/D转换器130的工作能力之外。
次级控制器160包括时隙缓冲器161和增益调整单元163。时隙缓冲器161存储实时接收的信号，直到解调器180接收到训练序列并获取用于解码训练序列的信息为止。增益调整单元163从时隙缓冲器161接收实时接收的信号，并确定平均误差功率。增益调整单元163接收时隙输出，并基于初始确定的样本单元将增益调整为与平均误差功率和增益差的总和相等的值。
增益形态调整单元170将增益的形态调整为与放大器120和增益调整单元163之间的通用滤波器脉冲响应的形态对应。例如，增益形态调整单元170可去除不连续的增益调整。
图2示出了根据本公开的实施例的增益调整中的变化和功率检测的示例。
参照图2，功率检测器210、放大器220、增益调整单元230和240以及形态调整单元250检测功率并执行增益调整。
功率检测器210在感测功率的时间(NAGC)212、214和216期间在时隙的更新增益部分(updated gain section)中测量接收到的信号的功率。将测量后的信号传递到增益调整单元230和240。当功率检测器210在时间212、214和216处感测到功率上的变化时，AGC环路控制器(例如，图1中所示的AGC环路控制器150)利用接收功率来计算增益。当AGC环路控制器将与计算出的增益相关的信息传递到放大器220时，放大器220可以基于对应的增益值放大接收到的信号。
与增益值相关的信息可以被传递到时隙缓冲器以及增益调整单元230和240。接收增益值的增益调整单元230和240测量预定部分(NERROR)232的平均功率，并利用设定的目标水平和预定部分(NERROR)232的平均功率的差计算平均误差功率234。用于计算平均误差功率234的预定部分(NERROR)232可于最后一次迭代(MAX_ITER_NUM)的增益更新开始(即，时隙的更新增益部分的结束)处起始，并于训练序列的起始点260处结束。例如，平均误差功率234可基于等式(2)确定，如下所示。
Pe＝TargetTevel-ENerror……(2)
在等式(2)中，Pe表示平均误差功率，TargetLevel表示目标功率，ENerror表示时隙的NERROR测量部分中的平均功率。目标功率的默认值可以基于调制解调器的设计、射频集成电路(RFIC)、模数转换器(ADC)等来确定，并可以基于信道环境来改变。诸如干扰信号的大小、接收到的数据所需的信噪比(SNR)等因素可影响信道环境。
除了调整增益之外，终端还可调整增益的形态。例如，形态调整单元250可去除不连续的增益以调整增益。
施加在放大器中的恒定增益穿过各种滤波器直到其抵达时隙缓冲器，因此，当增益调整单元块借助与所有的滤波器响应相对应的形态调整来调整增益时，可以针对所有接收到的信号执行更准确的增益调整。为此，形态调整单元可通过调整来估计滤波器的总体响应，并利用软件将值施加到对应的块。
图3示出了根据本公开的实施例的确定所保持的增益的过程。
参照图3，在步骤310中，终端与另一个装置执行同步。
在步骤320中，设定初始增益。例如，终端从所述另一个装置接收信号并基于接收到的信号的功率设定初始增益。
在步骤330中，终端基于设定的初始增益通过施加增益来放大功率。
在步骤340中，终端将增益信息提供到增益调整单元。
在步骤350中，终端确定增益更新是否完成。例如，终端可以执行增益更新直至预定的次数，然后当已经完成了预定次数的增益更新时，终止增益更新。如果没有完成预定次数的增益更新，那么终端在操作360中对增益进行更新，并再次执行步骤330、步骤340和步骤350。例如，更新的次数可预先设定或可重置为最佳值。
图4示出了根据本公开的实施例的更新增益的过程。
参照图4，在步骤410中，终端测量功率。
在步骤420中，终端计算增益。例如，终端的功率检测器在接收到功率的部分(NAGC)中测量功率，AGC环路控制器利用由功率检测器测量的接收功率来计算适合接收功率的大小的增益。
在步骤430，终端更新增益，直至重复增益更新的次数满足设定的更新迭代次数(MAX_ITER_NUM)为止。
图5示出了根据本公开的实施例的调整增益的过程。
参照图5，在步骤510中，终端验证是否对增益进行保持。例如，当增益被保持了设定的增益更新迭代次数(MAX_ITER_NUM)时，终端可以验证为保持增益。
当保持增益时，在步骤520中，终端在预定的时间段期间测量时隙的平均功率。例如，预定的时间段可以在最后一次迭代(MAX_ITER_NUM)的增益更新开始处起始，并在训练序列的起始点处结束。
在步骤530中，终端基于目标功率和在步骤520中测量的平均功率之间的差来计算平均误差功率(Pe)。
在步骤540中，终端调整接收到的信号。终端利用平均误差功率和通过对最终更新完成的增益值(GMAX_ITER_NUM)与每个更新的增益段(GN)(例如，图2中所示的G1和G2)之间的差(EN)进行计算而获得的值的总和来调整接收到的信号。EN可利用等式3确定，如下所示。
EN＝GMAX_ITER_NUM-GN……(3)
利用EN对接收到的信号的调整(GainCompensation)可利用等式(4)执行，如下所示。
GainCompensation＝Pe+EN……(4)
在步骤550中，作为一种选择，终端将增益的形态调整为某个形态。例如，终端可以通过去除不连续的增益来执行调整。
如上所述，施加在放大器中的恒定增益穿过各种滤波器直到其抵达时隙缓冲器，因此，当增益调整单元通过与所有的滤波器响应相对应的形态调整来调整增益时，可针对所有接收到的信号实现更准确的增益调整。因此，形态调整单元可通过调整来估计滤波器的总体响应，并且例如利用软件将值施加到对应的块。
图6示出了根据本公开的实施例的调整增益的过程。
参照图6，在步骤610中，终端调整接收到的信号。终端确定在接收到的信号的预定的部分中的平均功率，基于目标功率和平均功率之间的差来确定平均误差功率，并将平均误差功率相加到接收到的信号，从而调整接收到的信号。
在步骤620中，终端调整施加到接收到的信号的增益信息。例如，终端从AGC环路控制器获得与被放大器施加了增益的信号相关的信息。终端可基于目标功率与设定部分的平均功率之间的差和最终增益与每个部分的增益之间的差的总和来确定调整值，并基于确定的调整值调整每个部分的增益。
图7示出了根据本公开的实施例的控制初始数据符号的增益的过程。
参照图7，在步骤710中，终端确定平均功率。例如，终端根据在测量部分(从最终增益被施加在数据符号中至时隙的训练序列被缓冲之前)中获得的功率来确定平均功率。
在步骤720中，终端确定平均误差功率。例如，终端根据预定的目标功率和平均功率之间的差来确定平均误差功率。
在步骤730中，终端调整增益。例如，如上述等式(4)中所示，终端通过将平均误差功率相加到经过整个时隙接收到的功率来确定增益补偿。
图8示出了根据本公开的实施例的控制时隙中的增益的过程。
参照图8，在步骤810中，终端调整第一数据符号。例如，如在图3、图4、图5、图6和图7中所示，终端测量预定部分的平均功率，利用目标功率和测量到的平均功率来确定平均误差功率，确定最终增益和每个部分的增益之间的差，并且将平均误差功率和增益差相加到每个增益部分，以便调整功率。
在步骤820中，终端调整第二数据符号。
在终端于操作810中调整功率以后，第二数据符号的调整是选择性的。
可选择地，终端可省略第一数据符号的调整而仅调整第二数据符号。
图9是示出根据本公开的实施例的终端的框图。
参照图9，终端包括射频(RF)处理器910、基带处理器920、存储单元930、控制器940和增益控制器942。
RF处理器910通过无线信道执行信号的发送和接收的功能，诸如，信号的带转换、放大等。例如，RF处理器910将从基带处理器920提供的基带信号上变换为RF带信号，经由天线发送RF带信号，并且将经由天线接收的RF带信号下变换为基带信号。RF处理器910可以包括发送滤波器、接收滤波器、放大器、混频器、振荡器、数模转换器(DAC)、模数转换器(ADC)等。
虽然图9示出了单个天线，但是终端可包括多个天线。
基带处理器920例如基于系统的物理层标准来执行用于在基带信号和比特流之间进行转换的功能。当发送数据时，基带处理器920编码和调制发送的比特流，以便生成复合符号。当接收数据时，基带处理器920通过对从RF处理器910提供的基带信号解调和解码来恢复接收到的比特流。
例如，根据正交频分复用(OFDM)方案，当发送数据时，基带处理器920通过将发送的比特流编码和调制来生成复合符号，将复合符号映射到子载波上，并通过逆快速傅里叶变换(IFFT)操作和循环前缀(CP)插入配置OFDM符号。当接收数据时，基带处理器920基于OFDM符号单元划分从RF处理器910提供的基带信号，恢复通过FFT操作映射到子载波的信号，并通过解调和解码恢复比特流。
如上所述，基带处理器920和RF处理器910发送并接收信号。因此，基带处理器920和RF处理器910还可以统称为传递单元、发送单元、接收单元、收发单元、通信单元、收发器等。具体地，根据本公开的实施例的通信单元可发送信道质量指示(CQI)信息。
存储单元930(例如，存储装置)存储用于操作终端以选择CQI的诸如基本程序、应用程序、配置信息等的数据。具体地，存储单元930可以存储与增益控制相关的信息，并可以存储与接收失败率相关的信息。存储单元930可响应于控制器940的请求而提供存储的数据。
控制器940控制用于增益控制的终端的一般操作。例如，控制器940通过基带处理器920和RF处理器910来发送和接收信号。另外，控制器940向/从存储单元930写入和读取数据。
如图9中所示，控制器940可以包括增益控制器942。例如，增益控制器942可以控制用于增益控制的终端以执行在图3、图4、图5、图6、图7和图8中所示的过程。
可选地，增益控制器942可以实施为与控制器940分离的控制器，或者控制器940本身可提供由增益控制器942提供的全部功能。
控制器940将在时隙的训练序列被缓冲之前于数据符号中施加最终增益的部分中获得的功率确定为平均功率，确定预定的目标功率和平均功率之间的差作为平均误差功率，并且通过将平均误差功率相加到经过整段时隙接收到的功率来确定输出功率。
可以通过硬件、软件或者硬件和软件的组合来实现根据在此描述的各种实施例的在权利要求书和/或说明书中阐述的方法。
在软件实施中，可提供存储一个或更多个程序(软件模块)的计算机可读存储介质。可以将存储在计算机可读存储介质中的一个或更多个程序配置为由电子装置(诸如终端)内的一个或更多个处理器来运行。一个或更多个程序包括使电子装置执行根据在此公开的实施例的方法或权利要求中的方法的指令。
程序(软件模块或软件)可被存储在包括随机存取存储器和闪存的非易失性存储装置、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁盘存储装置、压缩盘ROM(CD-ROM)、数字多用盘(DVD)或其它类型的光学存储装置或者磁带中。可选地，可使用它们中的一些或全部的任意组合来形成存储程序的存储器。此外，电子装置中可包括多个这样的存储器。
此外，程序可以被存储在可附连的存储装置中，该存储装置可通过通信网络(诸如互联网、内联网、局域网(LAN)、无线LAN(WLAN)或存储区域网络(SAN)或它们的组合)访问。这样的存储装置可经由外部端口访问电子装置。此外，通信网络上的单独存储装置可访问便携式电子装置。
虽然已经在本公开的具体实施方式中描述了某些实施例，但是在不脱离本公开的范围的情况下，可以以各种形式修改本公开。因此，本公开的范围不应被限定为局限于实施例，而应该由权利要求及其等同物限定。

Claims (20)

1.一种用于在通信系统中控制增益的方法，所述方法包括以下步骤：
从在测量部分中获得的功率来确定平均功率，其中，所述测量部分是从最终增益被施加在数据符号中至时隙的训练序列被缓冲之前；
从预定的目标功率和平均功率之间的差来确定平均误差功率；以及
通过将平均误差功率相加到从时隙接收到的功率来确定增益补偿。
2.如权利要求1所述的方法，其中，确定增益补偿的步骤还包括：
对于更新增益部分所包括的每个增益更新段，将数据符号中施加的最终增益与每个增益更新段的增益之间的差分别相加到每个增益更新段。
3.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：存储与施加到数据符号的增益相关的信息。
4.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：调整更新增益部分中的增益的形态。
5.如权利要求4所述的方法，其中，调整增益的形态的步骤包括去除不连续的增益。
6.如权利要求1所述的方法，其中，基于终端的调制解调器的设计、终端的射频集成电路和终端的不连续的模数转换器中的至少一者来确定所述预定的目标功率。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述预定的目标功率是基于信道环境的。
8.如权利要求7所述的方法，其中，信道环境包括干扰信号的大小和接收到的数据所需的信噪比中的至少一者。
9.一种通信系统中的终端，所述终端包括：
收发器，被配置为接收信号；以及
控制器，被配置为：
从在测量部分中获得的功率来确定平均功率，其中，所述测量部分是从最终增益被施加在数据符号中至时隙的训练序列被缓冲之前，
从预定的目标功率和平均功率之间的差来确定平均误差功率，以及
通过将平均误差功率相加到从时隙接收到的功率来确定增益补偿。
10.如权利要求9所述的终端，其中，控制器还被配置为：对于更新增益部分所包括的每个增益更新段，将数据符号中施加的最终增益与每个增益更新段中的增益之间的差分别相加到每个增益更新段。
11.如权利要求9所述的终端，其中，终端还包括：存储单元，存储与施加到数据符号的增益相关的信息。
12.如权利要求9所述的终端，其中，控制器还被配置为调整更新增益部分中的增益的形态。
13.如权利要求9所述的终端，其中，控制器通过去除不连续的增益来调整增益的形态。
14.如权利要求9所述的终端，其中，所述预定的目标功率基于终端的调制解调器的设计、终端的射频集成电路和终端的不连续的模数转换器中的至少一者来确定。
15.如权利要求9所述的终端，其中，所述预定的目标功率是基于信道环境的。
16.如权利要求15所述的终端，其中，信道环境包括干扰信号的大小和接收到的数据所需的信噪比中的至少一者。
17.一种芯片组，所述芯片组被配置为：
从在测量部分中获得的功率来确定平均功率，所述测量部分是从最终增益被施加在数据符号中至时隙的训练序列被缓冲之前；
从预定的目标功率和平均功率之间的差来确定平均误差功率；以及
通过将平均误差功率加到从时隙接收到的功率来确定增益补偿。
18.如权利要求17所述的芯片组，所述芯片组还被配置为：对于更新增益部分所包括的每个增益更新段，将数据符号中施加的最终增益与每个增益更新段的增益之间的差分别相加到每个增益更新段。
19.如权利要求17所述的芯片组，所述芯片组还被配置为存储与施加到数据符号的增益相关的信息。
20.如权利要求17所述的芯片组，所述芯片组还被配置为调整更新增益部分中的增益的形态。
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