CN1503470A - 时分-同步码分多址接入移动终端的自动控制设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于基于时分双工(TDD)的通信系统的通信终端的自动控制系统，包括控制发射信道的质量的RF处理模块，和通过发射数据线路和接收数据线路与RF处理模块连接的基带调制解调器。基带调制解调器根据从基站接收的控制信息产生自动控制信号并在移动终端的接收模式下通过发射数据线路将自动控制信号发射到RF处理模块。自动控制信号在接收模式下通过处于闲置状态的发射数据线路发射到RF处理模块。而不需要附加的控制线路来发射每一个自动控制信号。因此，可以提供在基带调制解调器和RF处理模块之间的发射数据线路的使用。

Description

时分-同步码分多址接入移动终端的自动控制设备和方法
技术领域
本发明涉及一种移动通信系统，特别涉及一种用于时分-同步码分多址接入(TD-SCDMA)终端的自动控制的设备和方法。
背景技术
通常，在移动通信系统中，基站为解决小区中的远近问题而执行上行链路功率控制并最大化系统容量。上行链路功率控制可以分为上行链路开环功率控制和上行链路闭环功率控制。在上行链路开环功率控制中的终端的传输功率由基站通过所有码分多址(CDMA)信道所接收到的平均功率来确定。在通过开环功率控制执行上行链路信道的传输初始化之后，该功率控制方法变为闭环功率控制，以使终端的传输功率由从基站所接收的功率控制信号来确定。
图1示出了TD-SCDMA系统所采用的帧格式。如图1所示，无线电帧被细分为两个子帧，且每一个子帧被分为多个时隙。将发射功率控制(TPC)码元以每5毫秒子帧一次地发射到移动终端，且图1作为例子示出时隙TS4具有TPC码元。移动终端基于在闭环功率控制过程中从基站接收的TPC控制它自己的发射功率。
通常，移动终端使用三种类型的自动控制信号来控制传输信道的质量：自动功率控制(APC)信号，用于控制发射功率；自动增益控制(AGC)信号，用于控制接收功率；以及自动频率控制(AFC)信号，用于补偿参考频率的微小变化。这些自动控制信号在处于上层应用控制下的移动终端的基带调制解调器中产生，并发射到RF处理模块的发射/接收(Tx/Rx)单元。
图2是一方框图，示出了现有技术中用于TD-SCDMA收发器的自动控制设备，其包括基带调制解调器20和RF处理模块10。从天线接收的数据被RF处理模块10的低噪声放大器(LNA)、混频器、IF VGA和IQ解码器处理，并发射到基带调制解调器20。另外，发射的数据由基带调制解调器20调制，传送到RF处理模块10，并在由具有IQ编码器、IF混频器和可变增益放大器(VGA)的RF处理模块10处理之后通过天线发射。
如图2所示，将在基带调制解调器20的控制单元22中处理的发射数据通过ADC/DAC接口25发射到RF处理模块10的Tx/Rx单元12。在Tx/Rx单元12中处理的接收数据通过ADC/DAC接口25被发射到基带调制解调器20的控制单元22。
而且，基带调制解调器20的控制单元22产生自动控制信号，并通过为每个控制信号各自另外安装和使用的控制线路31、32和33将该信号发射到RF处理模块。该控制信号以脉宽调制(PWM)方法产生，并且通过位于RF处理模块10和基带调制解调器20之间的低通滤波器(LPF)30转换为DC信号。然后，将AGC和APC发射到Tx/Rx单元12，并将AFC发射到振荡器17。
但是，现有技术的自动控制设备具有很多缺点，例如，在数据信路之外需要三个信号线路来发射每一个控制信号，这使得用于控制信号的PCB配线和布线设计变得更为复杂。
而且，因为自动控制信号在传统自动控制设备中是PWM信号，需要可以将PWM信号转换为DC信号的滤波器。此外，因为滤波器包括无源器件，很难将滤波器结合到IC芯片里，使得设备尺寸相应增大。
上述参考将在这里结合下面适宜于讲述的附加或替代的细节，特征和/或技术背景的描述。
发明内容
在本发明的一个示例性的实施例中，用于TD-SCDMA终端的自动控制设备能够便于PCB的电路系统设计和通过移去用于发射自动控制信号的信号线路来简化PCB布线。
在本发明的另一个示例性的实施例中，提供了一种用于TD-SCDMA终端的自动控制设备，其能够通过移去用于将PWM信号转换为DC信号的滤波器将所有包括RF处理模块在内的设备结合在一个芯片内。
在本发明的一个方面中，用于基于时分双工(TDD)的通信系统的移动终端的自动控制系统包括控制发射信道质量的RF处理模块和通过发射数据线路和接收数据线路与RF处理模块连接的基带调制解调器，该基带调制解调器基于从基站接收的控制信息产生自动控制信号，并在移动终端的接收模式中通过发射数据线路将自动控制信号发射到RF处理模块。
该基带调制解调器包括将发射的数字数据转换为模拟数据，并将接收的模拟数据转换为数字数据的转换器和控制转换器的控制单元。
该RF处理模块包括：发射/接收单元，其处理通过移动终端的天线接收的数据从而发送数据到基带调制解调器，且其处理从基带调制解调器接收的发射数据从而通过天线发射该发射数据。以及包括振荡器，其产生振荡频率，以及开关，其检查来自基带调制解调器的自动控制信号的类型，并根据自动控制信号的类型选择性的将自动控制信号发射到发射/接收单元和振荡器。
自动控制信号是自动功率控制(APC)、自动增益控制(AGC)和自动频率控制(AFC)信号。该开关将AFC信号发射到振荡器，并将APC和AGC信号发射到发射单元。
在本发明的另一方面中，用于基于TDD的移动终端的自动控制方法确定移动终端处在发射或接收模式下，当移动终端处在接收模式时，确定是否从上层接收了自动控制指令，如果从上层接收了自动控制指令，就基于自动控制指令产生自动控制信号，将自动控制信号发射到RF处理模块，并且基于自动控制信号设置发射信道的质量。
自动控制信号通过与基带调制解调器和RF处理单元连接的发射数据线路发射。在移动终端进入接收模式之前将自动控制信号发射到RF处理模块。该自动控制信号是自动功率控制(APC)、自动增益控制(AGC)和自动频率控制(AFC)信号。
如果自动控制信号是APC或AGC信号，则将其路由到发射/接收单元的相关元件，且如果自动控制信号是AFC信号，则将其发送到振荡器。
本发明的另外的优点，目的和特征部分将在下面的描述中提出，部分将对本领域的普通技术人员通过下面的的检验或从本发明的实践的教导而变得更加明显，本发明的目的和优点将作为在附加的权利要中所指出的那样实现和获得。
附图说明
本发明将参考附图做详细描述，其中相似的数字指的是其中相似的部分：
图1是一图，示出了TD-SCDMA系统所采用的帧格式；
图2是一方框图，示出了TD-SCDMA终端的传统的自动控制设备；
图3是一方框图，示出了根据本发明的优选实施例的用于TD-SCDMA终端的自动控制设备；并且
图4是一流程图，示出了根据本发明的优选实施例的用于TD-SCDMA终端的自动控制方法。
具体实施方式
通常，在基于时分双工(TDD)的移动通信系统比如TD-SCDMA中，移动终端的发射和接收信道由时间而不是频率来确定。因此，当移动终端处于接收模式时，其发射信道是闲置的。根据本发明的自动控制设备使用这个基于发射/接收信道分离的时间特性。将在基带调制解调器中产生的自动控制信号通过数据发射线路而不是附加的控制信号线路在接收模式下发射到发射/接收(Tx/Rx)模块。
图3是一方框图，示出了根据本发明一个实施例的移动终端的自动控制设备。如图3所示，该自动控制设备包括通过发射数据线路500和接收数据线路600彼此连接的基带调制解调器200和RF处理模块100。
基带调制解调器包括：用于调制/解调该发射和接收数据的模拟/数字-数字/模拟转换器(ADC/DAC)250，以及用于控制ADC/DAC转换器250和产生自动控制信号的控制单元。
RF处理模块100包括：用于处理发射和接收数据的发射/接收(Tx/Rx)单元120，用于产生振荡频率的振荡器(TCXO)170，以及用于选择性的将来自基带调制解调器200的数据和自动控制信号发射到TCXO 170或Rx/Tx单元120的开关300。
在上述的自动控制设备中，一旦移动终端进入发射模式，将发射数据由ADC/DAC转换器250转换为模拟信号，并通过发射数据线路500发射到RF处理模块100。当输入发射数据时，RF处理模块100的开关300将输入数据发射到Tx/Rx单元120，这样发射数据由Tx/Rx单元120处理并且之后通过天线发射。
相反的，当移动终端进入接收模式，通过天线接收的信号由RF处理模块100的Tx/Rx单元120处理，并且之后通过接收数据线路600发射到基带调制解调器200。当移动终端处在接收模式，发射数据线路500闲置。由基带调制解调器200产生的自动控制信号由ADC/DAC转换器250转换为模拟信号，并且之后在控制单元220的控制下通过处在闲置状态的发射数据线路500发射到RF处理模块100。如果接收到自动控制信号，RF处理模块100的开关300确定自动控制信号是AFC，APC或者AGC。开关300将AFC发射到TCXO 170，并分别将APC和AGC发射到Tx/Rx单元120的合适的部件。
将自动控制信号通过发射数据线路(其处在闲置状态)发射到RF处理模块，并在移动终端的接收模式下，使自动控制信号的电平可在下行链路的数据的码元周期的时隙终止之前预先被确定。根据本发明的优选实施例的移动终端的自动控制方法将在下文中描述。
图4是一流程图，示出了根据本发明用于移动终端的示例性的自动控制方法。如图4所示，当移动终端在步骤S10进入接收模式，基带调制解调器200在步骤S11中确定是否存在来自上层应用的自动控制指令，且如果存在来自上层应用的自动控制指令就在步骤S12中产生模拟自动控制信号。之后，基带调制解调器200在步骤S13中将自动控制信号通过发射数据线路500发射到RF处理模块100。一旦接收到自动控制信号，RF处理模块100的开关300在步骤S14中确定自动控制信号是AFC、APC或AGC信号，并且将AFC信号发射到振荡器170，并将APC信号和AGC信号根据自动控制信号的类型发射到发射/接收单元120的合适的元件。之后，该RF处理模块100在步骤S15中基于自动控制信号控制发射信道的质量。
如上所述，在根据本发明的示例性实施例的用于移动终端的自动控制设备中，自动控制信号在接收模式下被通过处于闲置状态的传输数据线路而不是用于发射每一自动控制信号的附加的控制线路发射到RF处理模块。这样可以改善在基带调制解调器和RF处理模块之间的发射数据线路的使用。
而且，因为在现有技术的自动控制设备中的用于发射自动控制信号的控制线路和用于将PWM信号转换为DC信号的滤波器在本发明的自动控制设备中被移去，使得能够获得在PCB上安装其它设备的空间，从而达成移动终端的紧密安装。
而且，因为当移动终端处于接收模式时将自动控制信号通过发送数据线路发射到RF处理模块，自动控制信号的电平可以在下行链路的时隙的数据码元周期终止之前被预先确定。
此外，因为安装在RF处理模块上用于将自动控制信号发送到RF处理模块的相应部分的开关相对于包括用于将PWM信号转换为DC信号的无源设备的滤波器来说容易实现。这使得能够将RF处理单元的所有部分结合到一个芯片中。
本发明在不脱离其精神和本质特性的情况下可能表现为多种形式。还应该理解上述的实施例不被前面描述的任何细节所局限，除非另外特别说明，否则应该在附加的权利要求中所定义的精神和范围内广泛的理解。因此，所有落入本权利要求界限内的改变和修正，或者那些在此界限之内的等效也因此被包括在所附的权利要求之中。

Claims (25)

1.一种用于基于时分双工(TDD)的通信系统的移动终端的自动控制系统，包括：
基带调制解调器，其基于从基站接收的控制信息产生自动控制信号，并在接收模式中将自动控制信号发射到移动终端的相关部件。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述自动控制信号是模拟信号。
3.如权利要求2所述的系统，其中所述自动控制信号是自动功率控制(APC)信号，自动增益控制(AGC)信号和自动频率控制(AFC)信号。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述基带调制解调器包括：
转换器，其将要发射的数字数据转换为模拟数据，并将接收的模拟数据转换为数字数据；以及
控制单元，其控制该转换器。
5.如权利要求1所述的系统，进一步包括射频处理模块，其根据来自基带调制解调器的自动控制信号控制发射信道的质量。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述基带调制解调器包括：
转换器，其将要发射的数字数据转换为模拟数据，并将接收的模拟数据转换为数字数据；以及
控制单元，其控制该转换器。
7.如权利要求6所述的系统，其中该射频处理模块包括：
发射/接收单元，其处理通过移动终端的天线接收的数据，从而将数据发射到基带调制解调器，并且处理来自基带调制解调器的发射数据，从而通过天线在空中发射该发射数据；
振荡器，其产生振荡频率；以及
开关，其检查从基带调制解调器接收的自动控制信号的类型，并根据自动控制信号的类型选择性的将信号发射到发射/接收单元和发射到振荡器。
8.如权利要求6所述的系统，其中所述自动控制信号是自动功率控制(APC)信号，自动增益控制(AGC)信号和自动频率控制(AFC)信号。
9.如权利要求8所述的系统，其中所述APC、AGC和AFC信号通过传输数据线路发射到射频处理模块。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述开关将AFC信号路由到振荡器，且将该APC和AGC信号路由到发射/接收单元。
11.一种用于基于时分双工(TDD)通信系统的移动终端的自动控制系统，包括：
射频处理模块，其控制发射信道的质量；以及
基带调制解调器，其通过发射数据线路和接收数据线路与射频处理模块连接，该基带调制解调器根据从基站接收的控制信息产生自动控制信号，并且在移动终端的接收模式下通过发射数据线路将自动控制信号发射到射频处理模块。
12.如权利要求11所述的系统，其中所述基带调制解调器包括：
转换器，其将要发射的数字数据转换为模拟数据，并将接收的模拟数据转换为数字数据；以及
控制单元，其控制该转换器。
13.如权利要求12所述的系统，其中所述射频处理模块包括：
发射/接收单元，其处理通过移动终端的天线接收的数据，从而将数据发射到基带调制解调器，并且处理从基带调制解调器接收的发射数据，从而通过天线发射该发射数据；
振荡器，其产生振荡频率；以及
开关，其检查从基带调制解调器接收的自动控制信号的类型，并根据自动控制信号的类型选择性的将信号发射到发射/接收单元和振荡器。
14.如权利要求13所述的系统，其中所述自动控制信号是自动功率控制(APC)信号，自动增益控制(AGC)信号和自动频率控制(AFC)信号。
15.如权利要求14所述的系统，其中所述APC、AGC和AFC信号通过发射数据线路发射到射频处理模块。
16.一种用于基于时分双工(TDD)的移动终端的自动控制方法，包括下列步骤：
确定移动终端是处于发射模式或接收模式；
确定当移动终端处在接收模式时是否从上层接收了自动控制指令；
如果从上层接收了自动控制指令就根据自动控制指令产生自动控制信号；
将自动控制信号发射到RF处理模块；以及
基于自动控制信号设置发射信道的质量。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述自动控制信号通过连接基带调制解调器和射频处理模块的发射数据线路发射。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述自动控制信号在移动终端进入接收模式之前被发射到射频处理模块。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述自动控制信号是自动功率控制(APC)信号，自动增益控制(AGC)信号和自动频率控制(AFC)信号。
20.如权利要求19所述的方法，进一步包括确定自动控制信号的类型。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述自动控制信号在其是APC或AGC信号时被路由到发射/接收单元的相关部分，在其是AFC信号时被路由到振荡器。
22.一种用于基于时分双工(TDD)的通信系统的自动控制系统，包括：
调制解调器，其根据接收的控制信息产生控制信号，并在接收模式下将控制信号发射到接收部件。
23.如权利要求22所述的系统，其中所述控制信号是功率控制信号、增益控制信号和频率控制信号。
24.一种用于基于时分双工(TDD)的移动终端的自动控制方法，包括下列步骤：
确定移动终端是处于发射模式或接收模式；
确定当通信系统处在接收模式时是否从上层接收了控制指令；
如果从上层接收了控制指令，就根据控制指令产生控制信号；
将控制信号发射到射频处理模块；以及
根据该控制信号设置发射信道的质量。
25.如权利要求24所述的系统，其中所述控制信号是功率控制信号、增益控制信号和频率控制信号。
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