CN1309182C - 用于施加移动站的功率信号的方法 - Google Patents

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Abstract

一种在移动通信系统中施加移动站的功率信号的方法包括：开始移动站的发送或接收；把帧计数器重置为初始值；增加帧计数器值；以及每当帧计数器值变化时就控制移动站内每个部件的功率信号。移动通信系统可以是使用TDMA方法的GSM或是基于GPRS的系统。所使用的移动站内各个部件的接通时间被视为用来对延迟时间设置，并且按照该延迟时间在接通天线开关之前提前施加功率接通信号。结果，可以调整移动站操作以符合一标准，可以评估移动站的稳定操作，可以降低电池的功耗，从而延长电池使用时间。

Description

用于施加移动站的功率信号的方法
                            技术领域
本发明一般涉及移动通信系统，尤其涉及用于控制移动站功率的系统和方法。
                            背景技术
移动通信方法一般被分类为两类中的一类：使用全球定位系统(GPS)的北美同步方法以及不使用GPS的欧洲异步方法。欧洲方法是基于全球移动通信系统(GSM)和通用移动电信系统(UMTS)实现的。UMTS是下一代移动电信系统(在欧洲称为IMT-2000)，它基于通过应用CDMA和GSM技术而开发的标准。GSM是通过混合用于多址接入的FDMA和TDMA技术而开发的标准。
图1示出在GSM中使用的FDMA帧和TDMA帧。如图所示，分配890-915MHz作为上行链路频带，而分配935-960MHz作为下行链路频带。因此为GSM分配了2*25MHz的总频带，其中为上行链路和下行链路频带中每一个分配的25MHz被分成124条200KHz频带的信道。上行链路是从移动站向基站建立的传输路径，而下行链路是从基站向移动站建立的传输路径。
被分割的信道再次使用TDMA方法来分割。时隙(即突发周期)是TDMA方法中的基本单位，其长度为15/26ms，且一个TDMA帧有8个时隙(#0-#7)。也就是，每一条信道下，8个用户可以同时进行一个呼叫。一个时隙维持576.9μs，约为577μs，并且每秒有217次频率跳跃。同样，上行链路信道与下行链路信道相比有三个时隙的转接延迟，时间为577μs*3＝1.731ms，约为1.73ms。在执行TDMA时，大约每3个小时周期性地重复信道模式。
用于发送语音和数据信号的信道被称为话务信道(TCH)。TCH被定义为26帧的多帧即26个TDMA帧的组，且该26帧的多帧的长度为120ms。在这26个帧中间，24个帧用于话务，一个帧是缓慢相关的控制信道(SACCH)，而剩下的一个帧未使用。上行链路和下行链路的TCH被分成3个时隙。因此，移动站无须同时执行发送和接收，从而简化了移动站的结构。因而，采用GSM方法的移动站可以通过降低其电池的功耗而延长使用时间。
图2示出一TDMA帧结构，其中1次发送被分到1个时隙。在GSM中，仅在一个TDMA帧中分配的一个时隙(1个时隙)处执行发送，而为其余7个时隙维持空闲状态。同样，对于切换RF功率的通/断，要求非常严格的标准。
图3示出按照为发送分配的时隙使用的功率标准。如图所示，TDMA信号的发送接通和断开时间分别为28μs，并且在用天线开关的通/断次数定义的预订时间单位内控制功率。如果移动站不能满足该标准，则在为相邻时隙和频率分配的移动站处产生AM溅射(sp1ash)。AM溅射意味着脉冲无线电信号在相邻的频率信道内造成中断。因而，脉冲无线电信号需要满足图示所定义的通/断标准，以便使AM溅射最小。
目前，移动站内使用的许多部件实现了功率通/断操作，而同时为每个部件执行呼叫和正常操作。同样，为了实现28μs的通/断时间标准，实际使用了天线开关。然而，实现功率通/断操作而同时调用像压控晶体振荡器(VCXO)这样的某些部件是相当困难的。
同样，按照相关技术的移动站功率通/断算法，难以为移动站的每个部件实现所定义的时间标准。
此外，对于不符合时间标准的部件，功率总是要被接通，或者总是要维持待机状态。这增加了移动站电池的功耗。
                            发明内容
本发明的一个目的是至少解决上述问题和/或缺点，并且至少提供下述优点。
本发明的另一目的是提供按照时间标准施加移动站的功率信号的系统和方法。
本发明还有一目的是提供一种施加移动站的功率信号的方法，该方法通过根据帧计数器控制功率信号施加而增加了移动站电池的使用时间。
为了实现这些及其他优点，本发明提供了用于施加移动站的功率信号的系统和方法，包括：把开始发送的帧的帧计数器值重置为“0”；以及每当计数器值变化时，在为移动站内的各个部件设置了延迟时间后控制功率接通(ON)信号。在接通天线开关前考虑移动站内各个部件的各接通时间，因此按照所述各接通时间为各个部件预先施加了功率接通信号，从而使移动站稳定操作并且降低了移动站电池的功耗。移动站最好是GSM移动站或者基于TDMA的标准，例如在GPRS这样的系统中使用的移动站。
                          附图说明
图1是示出GSM系统的FDMA帧和TDMA帧的图；
图2是示出TDMA帧结构的图，其中发送分配到1时隙；
图3是示出按照发送分配到的时隙的功率标准图；
图4是示出按照本发明的功率通/断控制信号的时序示例图；
图5是按照本发明使用TDMA帧计数器信息的功率通/断控制信号的时序示例图；以及
图6是示出按照本发明施加移动站功率信号的过程的流程图。
                        具体实施方式
本发明最好在使用基于TDMA通信技术的GSM方法操作的移动站中实现。然而，本发明可应用于其它类型的TDMA方法以及使用其它通信标准操作的系统。例如，本发明可应用于使用基于一般分组无线电服务(GPRS)的网络的终端。同样，本发明不限于数据发送的情况，而也可应用于数据接收的情况。
能够控制GSM移动站内的功率通/断的部件包括功率放大器PA、外部压控晶体振荡器VCXO以及收发机专用集成电路ASIC以及其它部件。收发机ASIC是一芯片，包括RF低噪声放大器(LNA)、混频器、PLL、调整器等等。为了说明目的，将说明包括调整器和合成器部件的收发机ASIC。然而，如将要说明的，本发明可以实现一种算法，该算法只是移动站内每个部件的接通时间，因此本发明可应用于下面的说明性实施例中未说明的其它部件。
图4示出按照本发明一实施例的GSM移动站的功率通/断控制信号的时序示例。在该例中，PA的接通时间满足4μs的时间标准。然而，外部VCXO的稳定建立时间为2.5ms大大超出时间标准。同时，收发机ASIC合成器部件的锁定时间为10μs，而内部调整器的接通时间为100μs。合成器部件的锁定时间10μs对应于功率被接通的情况。
同样，由于在收发机ASIC内的调整器的接通时间为100μs，因此对应于图1时间标准的28μs内的开关是不可能的。也就是，这意味着用于通过完全断开后再次接通而正常地操作收发机ASIC，对于大于100μ的最小时间而言，收发机ASIC内调整器的接通时间是必要的。
同样，在当前的移动站功率通/断算法中，像VCXO这样具有长建立时间的部件总是被接通，而某些部件维持待机模式而不完全接通/断开，从而等待直到下一发送时隙。待机模式状态意味着在此状态下内部地维持最小操作状态的状态。该状态是其中不执行呼叫的移动站状态。同样，各个部件的接通时间可以对应于在GSM移动站内实际使用的常用部件的数据表上的值。
在TDMA信号的情况下，当某一帧开始发送时，系统对每个帧进行计数，以便同步各帧。这样，移动站可以确切地知道何时开始发送、何时开始接收。同样，通过帧计数器信息，可以标识信道的各帧信息。因此，在执行第一次发送的帧内，帧计数器值自动被设为“0”，然后在移动站内对各个帧进行计数。
图5示出按照本发明的功率控制方法。在该方法中，使用TDMA帧计数器信息来控制各个部件的功率接通信号。当移动站开始发送时，帧计数器被重置为“0”并且逐步增加。每当帧计数器变化时，在各个部件的延迟时间后施加功率接通信号。这里，通过从一帧时间中减去各个部件的各个接通时间而设置各个部件的延迟时间。也就是，按照各个部件的各个接通时间预先向各个部件施加功率。与图4相比，在帧计数器变化后，向PA部件施加功率接通信号的延迟时间为4.611ms(4.615ms-4μs)，向外部VCXO部件施加功率接通信号的延迟时间为2.115ms(4.615ms-2.5ms)，而向收发机部件施加功率接通信号的延迟时间为4.515ms(4.615ms-0.1ms)。这些值仅仅是本发明的示例。根据需要可以使用其它延迟时间。
图6是示出按照本发明施加移动站的功率信号的过程流程图。起初，移动站在移动通信系统中开始发送(S10)。这里，在移动站开始发送的帧内，帧计数器被重置为“0”(S20)。然后，帧计数器递增1个单位(S30)。接着判断帧计数器是否变化(S40)。如果帧计数器未变化，则执行等待直到帧变化为止(S50)。每当帧计数器变化时，就在各个部件的延迟时间后施加功率接通信号(S60)。
通过从一帧时间减去各个部件的各个接通时间而获得的时间被设为各个部件的延迟时间，并且在各个部件可以稳定操作的接通时间之前向各个部件施加功率，或者在天线开关接通前的接通时间预先施加功率。结果，移动站可以稳定地操作，并且可以降低功耗。
如上所述，在按照本发明施加移动终端的功率信号的方法中，移动站内各个部件的接通时间被视为所设的每个延迟时间，并且在天线开关接通之前预先向各个部件施加功率，从而使移动站稳定操作。
同样，为各个部件设置了功率接通时序，每个部件应该总是被维持在待机状态而不是功率通/断状态，从而降低了功耗。
除此之外，本发明通过满足用作为下一技术开发的一个基础的困难标准而示出了一种容易应用的算法。
由于本发明可以体现在几种形式中而不背离其精神或基本特征，因此也应该理解，上述实施例不限于上述描述的细节，除非特别指明，而是应被包括在所附权利要求所定义的精神和范围内，因此，所附权利要求应该包括落在权利要求的界限、或者这种界限的等价形式内的所有变化和修改。

Claims (17)

1.一种用于控制移动通信系统中的移动站的方法，包括：
当开始发送或接收时把一帧的帧计数器值设为一初始值；以及
每当帧计数器变化时就控制功率信号施加到移动站内的预定数量的部件，使得按照每个部件的每个接通时间预先施加功率到每个部件。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动通信系统是基于TDMA的系统。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于TDMA的系统是GSM和GPRS之一。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始值为“0”。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，控制功率信号施加包括：
为移动站内的预定数量的部件设置接通时间的延迟时间；以及
按照所述延迟时间为每个部件预先施加功率接通信号。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预定数量的部件至少包括VCXO、PA以及包括合成器和调整器的收发机专用集成电路中的一个。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述延迟时间是通过从一帧时间减去每个部件的接通时间而获得的。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述一帧时间为4.615ms，即一个TDMA帧时间。
9.一种用于控制移动通信系统中的移动站的系统，包括：
帧计数器，在开始发送或接收时被设为一初始值；以及
控制器，当帧计数器的值变化时向移动站的预定数量的部件施加功率信号，使得按照每个部件的每个接通时间预先施加功率到每个部件。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述移动通信系统是基于TDMA的系统。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述基于TDMA的系统是GSM系统或GPRS系统。
12.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述移动站的部件的预定数量大于1。
13.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述控制器通过按照各个部件的接通时间设置延迟时间而施加功率信号，然后施加功率接通信号。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，控制器提前于天线开关的操作而施加功率接通信号。
15.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述部件至少包括功率放大器、外部VCXO以及包括合成器和调整器的收发机专用集成电路中的一个。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述延迟时间是通过从一帧时间减去每个部件的接通时间而获得的。
17.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述一帧时间为4.615ms，等于一个TDMA帧时间。
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