CN1507705A - 用于在时分系统中匹配发射功率的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在时分系统(TD系统)中匹配发射功率的方法，其中一个时轴被划分为多个帧(30，32)，以及每个帧(30，32)被划分为多个时隙(Ts1，Ts2，...，Tsk)，其中，给不同帧(30，32)内的相应时隙(Ts1，Ts2，...，Tsk)进行相同或类似的自动增益控制，以及相互独立地给同一帧(30，32)内的不同时隙(Ts1，Ts2，...，Tsk)进行自动的增益控制。本发明另外还涉及用于自动增益控制的装置。

Description

用于在时分系统中匹配发射功率的方法和装置
本发明涉及用于在时分系统(TD系统)中匹配发射功率的方法，其中一个时轴被划分为多个帧，且每个帧被划分为多个时隙。另外，本发明还涉及用于在时分系统中匹配发射功率的装置，其中一个时轴被划分为多个帧，且每个帧被划分为多个时隙。
在时分系统中，在同一频率上提供多个信道。这是通过以下方式来实现的，即某个频率范围在不同的时间间隔内履行不同的任务。
例如在时分双工(TDD)中以如下方式采用时分系统，即在不同的时间给全双工通信连接的两个信道使用同样的频率。在此周期性地在两个信道之间来回切换。例如该频率范围可以在第一时间间隔内被提供给上行链路，也即用于从移动台至基站的发送，而该频率范围在第二时间间隔内被提供给下行链路，也即用于从基站至移动台的发送。
时分系统的另一例子是时分多址方法(TDMA)。该TDMA方法涉及时分多路复用方法，其中数字传输系统的总容量被划分为各个区域、即某个时间长度的时隙。某个时隙被分配给某个用户，使得一个系统的不同用户在同一频率范围内进行时间上的切换。如果例如采用k个时隙进行工作，则例如把第一时隙、也即时隙k+1、2k+1等等分配给某个用户。在此把数k称为帧宽度。时隙x，k+x，2k+x等等在下面被称为相应的时隙。
另外也可以把时分系统与码分系统组合起来。CDMA方法是一种使多个用户能够访问一个传输信道的方法。在该例如被应用于移动无线系统的方法中，多个用户占用相同的频率范围，但有用信号针对每个用户进行不同地编码。对于比特的传输，给每个用户使用不同于所有其他用户的代码。该编码基于有用数据信道的扩展。在此，窄带有用信号的各个比特通过较长的比特组合来代替。如果用例如10比特的比特组合来代替一个比特，则可以实现以系数10进行扩展。虽然需要较高的传输带宽，但传输信道可以同时被用于多个有用信道。各个用户的数据在传输信道内可以清楚地相互区分。CDMA方法的主要优点在于良好地利用了可用的传输带宽。
TDMA方法和CDMA方法可以被组合成TD-CDMA方法。在此，在一个时隙内利用不同的代码进行发送，使得一个时隙可以被提供给多个用户。于是，在这个时隙内的总功率是由各个被分配给该时隙的用户的功率组成。
在已知的时分系统中，用于相应时隙的发射功率是强烈变化的。在此，功率的变化如此之大，使得在接收方由模数变换器和自动增益控制器(AGC)所形成的组合的动态范围必须非常大。原则上，自动增益控制被用来将接收信号与模数变换器的工作点进行匹配。例如在现有技术的移动电话中，自动增益控制器控制着因信道响应的能量波动所产生的接收功率波动。另外还校正在物理信道数量变化时因基站的不同发射功率所产生的波动。但是，自动增益控制器的大动态范围需要相应的硬件费用，这例如在移动电话中是不理想的。
本发明的任务在于实现带有自动增益控制的接收机的使用，该自动增益控制只需要尽可能小的动态范围。
该任务利用独立权利要求的特征来解决。
本发明的优选实施方案和改进方案由从属权利要求给出。
本发明的方法通过以下方式建立在文章开头所说的现有技术之上：
-给不同帧内的相应时隙确定最大的发射功率动态，以及
-相互独立地给同一帧内的不同时隙确定所述最大的发射功率动态。
通常，资源、也即时隙或代码向用户的分配是以缓慢的变化速率在帧与帧之间进行的。于是，如果对每个帧的结构而获知在那里所出现的信号功率，则可以良好近似地认为下一个帧看起来是类似的。但在帧内会产生发射功率的较大变化速率，因为在一般情况下相邻的时隙被分配给不同的用户。因此尽管时隙的发射功率很可能在一个帧的时隙与时隙之间是强烈变化的，但本发明的方法可以实现至少利用近似的发射功率来发送不同帧内的相应时隙。因此，当自动增益控制只具有较小的动态范围时，在发射机侧也是足够的，从而例如在移动电话中不需要不理想的、大的硬件花费。
另外，本发明的方法还优选地规定，自适应地给不同帧内的相应时隙确定所述最大的发射功率动态。为了这个目的，例如可以对相应的终端设备所接收的信号进行信号强度分析。由此总是可以合适地在时间上匹配最大的发射功率动态。
本发明方法尤其可以通过以下方式来良好地发挥其优点，即所述的时分系统以时分多址模式工作。在此考虑了由不同的用户在不同时隙内所产生的不同信号强度。
当所述的时分系统以时分双工模式工作时，本发明的方法可以优选地得到应用。在时分双工模式下，不同的时隙要么被用作发射信道，要么被用作接收信道。例如可以把移动单元的发射信道用于上行链路，而把接收信道用于下行链路。通过给相邻帧内的相应时隙采用相同或类似的发射功率，在帧与帧之间不会出现大的信号功率波动，而且在发射机侧所需的自动增益控制的动态范围可以被设计得较小。
同样有利的是，所述的时分系统以时分-码分多址模式工作。在此，相应时隙内的不同发射强度迄今为止例如是取决于分别利用不同代码工作的不同终端设备所要求的信号强度。因此相应时隙的发射强度迄今为止是非常不同的，这也可以在TD-CDMA中通过本发明的方法来避免。
还适用的是，所述的时分系统以时分-同步码分多址模式工作。该TD-SCDMA模式是一种主要在亚洲范围内使用的方法。该模式是与高的频谱效率、不对称的上行链路信道和下行链路信道分配、高的灵活性联系在一起的。
本发明的装置通过以下方式建立在文章开头所说的现有技术之上：
-设有用于确定最大发射功率动态的装置，用以给不同帧内的相应时隙确定最大的发射功率动态，以及
-所述用于确定最大发射功率动态的装置相互独立地给同一帧内的不同时隙确定所述的最大发射功率动态。
正如已结合本发明方法所述的那样，资源、也即时隙或代码向用户的分配通常是以缓慢的变化速率在帧与帧之间进行的。此时在帧内会产生发射功率的较大变化速率，因为在一般情况下相邻的时隙被分配给不同的用户。因此尽管发射功率很可能在一个帧的时隙与时隙之间是强烈变化的，但本发明的装置同样可以实现利用近似的发射功率来发送不同帧内的相应时隙。因此，当自动增益控制只具有较小的动态范围时，在发射机侧通过使用本发明的方法也是足够的。如上所述，由此例如在移动电话中可以不需要不理想的较大硬件花费。
另外，结合本发明的装置也优选地规定，自适应地给不同帧内的相应时隙确定所述最大的发射功率动态。如上所述，为了这个目的，例如可以对相应的终端设备所接收的信号进行信号强度分析，以便总是可以合适地在时间上匹配最大的发射功率动态。
当时分系统以时分多址模式(TDMA模式)、时分双工模式(TDD模式)、时分-码分多址模式(TD-CDMA模式)、时分-同步码分多址模式(TD-SCDMA模式)工作时，本发明所带来的优点可以参照与本发明方法有关的实施方案。
现在参考附图并借助优选实施方案来示例地讲述本发明。其中：
图1示出了一个图形，其中描绘了相对于时间的不同强度；
图2示出了另一个图形，其中描绘了相对于时间的不同强度；
图3示出了一个图形，其中描绘了相对于时间的不同时隙内的强度；
图4示出了一个图形，该图形描绘了在TD-CDMA系统中由时隙组成的结构，该时隙在不同的帧内具有不同的代码，其中最大的发射功率动态通过本发明的装置来确定。
图1示出了一个图形，其中描绘了相对于时间t的不同强度I。下面的曲线表示GSM系统的接收功率。上面的曲线表示在通过自动增益控制或调节而调节信号功率之后所出现的信号强度。信号波动在GSM系统中是基于信道脉冲响应的波动。可以看出，当发射功率的动态范围被限制时，自动增益控制可以被设计用于较小的强度范围。
图2示出了另一个图形，其中描绘了相对于时间t的不同强度I。此处同样在下面的曲线中示出了接收功率。上面的曲线再次表示在通过自动增益控制进行调节之后所产生的结果。该图形中的波动是基于信道脉冲响应的波动和物理信道数量的变化。在位置t1譬如开始新用户的传输，使得接收信号强度突然变化。因此，自动增益控制也必须作出反应，并将信号强度与模数变换器的工作点进行匹配。这种信号变化曲线可能譬如在UMTS-FDD中出现(通用移动通信系统-频分双工)。在此也可以看出，当发射功率的动态范围被限制时，自动增益控制可以被设计用于较小的强度范围。
在图3中示出了具有不同功率的不同时隙Ts，其中在不同的时隙中利用多个代码C1、C2进行工作。在此也可以看出，当采用本发明的方法或本发明的装置时，自动增益控制可以被设计用于较小的强度范围。图3所示的图形可能例如表征了一个UMTS-TDD系统(通用移动通信系统-时分双工)。
图4的图形描绘了在TD-CDMA系统中由时隙组成的结构16，该时隙在不同的帧内具有不同的代码。另外还示出了本发明的装置20，它包括装置22以用于给不同帧30、32内的相应时隙Ts1，Ts2，…，Tsk确定最大的发射功率动态，其中用于确定最大发射功率动态的装置22相互独立地给同一帧30、32内的不同时隙Ts1，Ts2，…，Tsk确定最大的发射功率动态，这在图4中是通过相应的箭头141和142表示的。
在结构16中示出了两个帧30、32。两个帧30、32被划分为多个时隙Ts1，Ts2，…，Tsk。所示的结构16延续到其它的各个帧，其中可以保持相应时隙的分配。在时隙内利用不同的代码C1、C2进行工作。时隙内点划线给出了一个时隙内的总发射功率。可以看出，相邻帧30、32内的相应时隙，例如帧30内的时隙Ts1和帧32内的时隙Ts2，是利用相似的发射功率进行发射的。这同样适用于相邻帧30、32等等内的时隙Ts2。与结构16相应的数据DATA(Tsi)优选地针对各个时隙而被并行地输入到本发明的装置中，以便装置22能够确定合适的最大发射功率动态，正如在结构16内所示。随后，相应的数据可以通过考虑每次确定的最大发射功率动态而通过发射单元18被发射出去。
在以上说明书、附图和权利要求书中所公开的本发明特征既可以是单独的、也可以是任何组合的方式，这对实现本发明是重要的。
附图标记列表
14i      各个最大发射功率动态的分配
16        帧和时隙的结构
18        发射单元
20        本发明的装置
22        用于确定最大发射功率动态的装置
30        帧
32        帧
Tsi      时隙
Ci       代码

Claims (12)

1.用于在时分系统(TD系统)中匹配发射功率的方法，其中
-一个时轴被划分为多个帧(30，32)，以及
-每个帧(30，32)被划分为多个时隙(Ts1，Ts2，…，Tsk)，
其特征在于：
-给不同帧(30，32)内的相应时隙(Ts1，Ts2，…，Tsk)确定最大的发射功率动态，以及
-相互独立地给同一帧(30，32)内的不同时隙(Ts1，Ts2，…，Tsk)确定所述最大的发射功率动态。
2.按权利要求1的方法，其特征在于：自适应地给不同帧(30，32)内的相应时隙(Ts1，Ts2，…，Tsk)确定所述最大的发射功率动态。
3.按权利要求1或2的方法，其特征在于：所述的时分系统以时分多址模式(TDMA模式)工作。
4.按上述权利要求之一的方法，其特征在于：所述的时分系统以时分双工模式(TDD模式)工作。
5.按上述权利要求之一的方法，其特征在于：所述的时分系统以时分-码分多址模式(TD-CDMA模式)工作。
6.按上述权利要求之一的方法，其特征在于：所述的时分系统以时分-同步码分多址模式(TD-SCDMA模式)工作。
7.用于在时分系统(TD系统)中匹配发射功率的装置，其中
-一个时轴被划分为多个帧(30，32)，以及
-每个帧(30，32)被划分为多个时隙(Ts1，Ts2，…，Tsk)，
其特征在于：
-设有用于确定最大发射功率动态的装置(22)，用以给不同帧(30，32)内的相应时隙(Ts1，Ts2，…，Tsk)确定最大的发射功率动态，以及
-所述用于确定最大发射功率动态的装置(22)相互独立地给同一帧(30，32)内的不同时隙(Ts1，Ts2，…，Tsk)确定所述的最大发射功率动态。
8.按权利要求7的装置，其特征在于：所述用于确定最大发射功率动态的装置(22)自适应地给不同帧(30，32)内的相应时隙(Ts1，Ts2，…，Tsk)确定所述的最大发射功率动态。
9.按权利要求7或8的装置，其特征在于：所述的时分系统以时分多址模式(TDMA模式)工作。
10.按权利要求7-9之一的装置，其特征在于：所述的时分系统以时分双工模式(TDD模式)工作。
11.按权利要求7-10之一的装置，其特征在于：所述的时分系统以时分-码分多址模式(TD-CDMA模式)工作。
12.按权利要求7-11之一的装置，其特征在于：所述的时分系统以时分-同步码分多址模式(TD-SCDMA模式)工作。
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