CN1578167A - 用于消除移动终端中的噪声的方法 - Google Patents

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Abstract

一种通过消除TDMA噪声来改进基于GSMTDMA的终端的性能的系统和方法。当在电池电源线上生成时间猝发时，执行检查来确定当前时隙是否为空闲时隙，并且如果当前时隙为空闲时隙，则应用噪声电平来生成一补偿电压。基于所应用的噪声电平减小了总电池电压降。向空闲时隙提供噪声可以通过当空闲时隙相应于基带频率时应用任意信道来执行。可选地，收发器可以在空闲时隙状态中生成热噪声，并且然后可以向功率放大器提供相应的噪声电平。

Description

用于消除移动终端中的噪声的方法
技术领域
本发明一般涉及移动通信系统，尤其涉及用于消除移动终端中的噪声的系统和方法。
背景技术
一般而言，有两种类型的无线系统：基于码分多址(CDMA)的同步系统和基于时分多址(TDMA)的异步系统。在欧洲最广泛使用的基于TDMA的异步系统是全球移动通信(GSM)系统。GSM将TDMA与频分多址(FDMA)模式相组合。在GSM移动终端中，由于电池电源线上的时间猝发脉动，从音频输出终端生成噪声。这种形式的噪声被称为TDMA噪声。
图1示出了一个移动终端的功率单元。设计这一单元使得单独地形成其音频功率终端，并使用一个或多个低降输出(Low Drop Output)调节器(LDO)以将音频频率范围内由音频放大器的功率终端中的脉动引起的噪声的影响最小化。
当依照相关技术方法操作时，图1的功率单元仅着眼于在造成TDMA噪声之后将其最小化。这一方法不能从源头上防止TDMA噪声的生成。同样，由于使用了诸如音频功率终端和为音频目的的功率调节器等额外电路，相关技术方法无法促进小型化，这是移动终端设计中最近的趋势。
发明内容
本发明的目的是至少解决上述问题和/或缺点，并至少提供以下所描述的优点。
本发明的另一目的是提供一种用于更有效地消除通信系统中使用的移动终端中的TDMA噪声的系统和方法，通信系统包括但不限于GSM系统。
为至少完整或部分地达到上述目的，本发明提供了一种用于消除移动终端中的噪声的系统和方法，包括：当在电池电源线上生成时间猝发时，检查当前时隙是否为空闲时隙的步骤；如果当前时隙为空闲时隙，则应用噪声电平来生成一补偿电压的步骤；以及减小总体电池电压降的步骤。较佳地，噪声电平可以在当前时隙为基带中的空闲时隙时通过应用任意信道来提供，或者当收发器在空闲时隙状态中生成热噪声时适当地提供。
附图说明
图1所示是GSM移动终端的电源单元的示图。
图2所示是TDMA时间帧的示图。
图3所示是依照相关技术由时间猝发放大的电流和电压降之间的关系图。
图4所示是相关技术中功率脉动频谱对电池电压降的分布图。
图5所示是依照本发明的一个较佳实施例生成补偿电压的示图。
图6所示是依照本发明的一个较佳实施例所达到的功率脉动减小的图。
图7所示是依照本发明的一个较佳实施例的用于消除移动终端的噪声的方法中包括的步骤的流程图。
具体实施方式
本发明是一种用于消除噪声的系统和方法，较佳地应用于移动通信系统的移动终端上，适用移动通信系统包括但不限于GSM系统。若期望，本方法也可用于符合其它通信标准和/或协议的终端。当以这一方式应用时，本发明有利地减小了功率终端的音频频率噪声，进而抑制或消除了在移动终端生成的TDMA噪声。
图2示出了TDMA时间帧的结构，图3所示是依照相关技术终端由时间猝发放大的电流和电压降之间的关系图。同时，在图2和图3中，基本TDMA单元被称为时隙(或猝发周期)，对某些应用具有例如15/26ms(即，约577μs)的预定持续时间。
一个TDMA帧通常包括8个时隙(#0-#7)。采用这一格式，每一信道可以同时维护8个呼叫。同时，TDMA帧具有577μs*8的长度，即，约4.615ms。在GSM系统中，数据仅在TDMA的一个帧的一个分配的时隙中传输，而其它7个时隙处于空闲状态。
当GSM移动终端在无线电频率上发送高输出信息时，终端的功率放大器(PA)将脉冲电流提升到最大值一个时隙周期，例如，2.5A持续577μs。这一脉冲的上升由终端电池衍生，并且只要执行数据传输，就能够在每个TDMA帧周期(如，4.615ms)重复地执行。
如图3所示，在数据传输过程中，功率电压电平受GSM猝发影响。在最坏的情况下，锂离子电池可具有120mΩ的串联电阻。由此，在577μs的猝发周期中生成约300mV的电压降。(这里，IPA表示从电池向功率放大器提供的电流，而VPA表示应用到该放大器的电压。这些值在图1中说明性地示出。)
图4所示是在GSM猝发过程中由电压降生成的功率脉动的频谱的示图。在该示图中，示出了频率分布，其中，在一个TDMA帧的时间周期(如，4.615ms)中获得217Hz的频率C1。C1的大小与图3中的电压降的程度成比例。C2、C3、C4、…、CN是每个人都能够听得见的听觉范围中的谐波分量和频谱。通过将电平降到音频频率中功率脉动中的预定谐波(如6次谐波)分量的程度，就可以消除TDMA噪声的原因。
图5所示是依照本发明的一个较佳实施例生成补偿电压的示图，图6所示是依照由图5的补偿电压所得的电池电压降所达到的减小电源脉动的示图。如图5和6所示，在数据传输过程中或就在这之前，即在活动时隙中，由功率放大器放大电流IPA时，终端电池会经历一电压降。然而，与图3不同，通过向TDMA帧中的一个或多个空闲时隙应用任意噪声电平减小了这一电压降。
更具体地，本发明在空闲时隙中生成一噪声信号，借此生成一补偿电压(Voffset)。，这进而将总电压降差减小了一个量Δ，而这使得TDMA噪声分量的成比例减小，例如直达6次谐波。尽管在空闲时隙中应用的噪声信号减小了活动时隙和空闲时隙之间的电压降，然而该信号实际上未通过天线传输。这是由于位于功率放大器的后段的天线开关不在空闲时隙周期中发送数据(如，被切断)。
根据时间猝发过程中的电压降值，或根据音频放大器的电源抑制比(PSRR)特征值，要应用的噪声电平的合适值可能不同。PSRR是指示移除音频频率中的频谱分量的性能的值。大多数分量在200Hz-1.5kHz的频率中具有约-70dB的值。由此，为消除TDMA噪声，可以获得约-80dB的PSSR特征值，并且因此可以另外减少约-10dB的脉动电平(计算值)。
如果出现300mV的最大电压降，在应用噪声电平之前存在的C1值将约为75mV(37.5dBm)。为消除TDMA噪声，C1可以约为25mV(28dBm)，减小了不到10dB。因此，在空闲时隙中生成的基本噪声电平仅需要相应于约50mV(75mV-25mV)。然而，在这一方面，考虑到所包含的其它谐波分量，可能生成约为70mV-100mV的较大的Voffset值。由此，在空闲时隙中生成的噪声电平应当为约70mV-100mV。然而，这仅是理论上的计算值，根据如上所述的电压降可能有一些差异。
如此，根据本发明的至少一个实施例，以正常方式操作发送器，在活动时隙中接通天线。然而，为消除TDMA噪声，可以在TDMA帧的所有、一部分或仅一个空闲时隙中生成噪声信号。这可以产生达到所期望的噪声抑制所需要的补偿电压。
图7所示是依照本发明的一个较佳实施例用于消除移动终端的噪声的方法中包括的步骤的流程图。当在电池电源线上生成时间猝发时(步骤S10)，执行检查来确定当前时隙是否为空闲时隙(步骤S20)。可以通过终端中的检测器来检测时间猝发。例如，检测器可以是终端中的处理器(如，MSM或其它集成电路芯片)。如果当前时隙为空闲时隙，则应用噪声电平(步骤S30)。然后，生成一补偿电压(步骤S40)并因此减小了总体电池电压降(步骤S50)。这一电池电压降的减小对应于或达到TDMA噪声分量减小的效果。
如迄今所描述的，依照本发明的用于消除移动终端的噪声的方法至少具有以下优点。由于通过减小由功率放大器引起的电池电压降来减小了总体电池功率的脉动，可以向每一电路稳定地提供功率。此外，可以不使用音频功率终端而减小引起TDMA噪声的源头本身。其结果是，可以制造更小型的终端。
依照本发明可以使用若干种方法以在一个或多个空闲时隙中生成噪声。依照一个实施例，当例如空闲时隙处于基带内时可以通过执行任意信道应用来提供噪声电平。依照至少一个实施例，术语“任意信道应用”包括基带信号单元在空闲时隙中生成特定的I和Q信号，使得 的值可以处于例如约70mV-100mV的范围内的情形。这些电压也可以表示为以dB测量的噪声电平减小值的范围。
依照另一实施例，收发器能够在一个或多个空闲时隙中生成热噪声。这将导致向功率放大器提供一个合适的噪声电平，从而产生期望的TDMA噪声抑制。这里，“热噪声生成”可包括开启终端的电源的一部分来生成一个Voffset值，或向收发器的一个或多个组件提供功率的情况。当以这一方式向收发器提供功率时，收发器将消耗功率，由此产生导致热噪声的热量。作为示例，可以在TDMA帧的所有或部分空闲时隙中生成在约70mV-100mV的范围内产生Voffset的热噪声量。
也可以使用用于在空闲时隙中生成噪声的各种其它噪声方法，并且考虑本发明应包括用于消除TDMA噪声的所有方法。这是由于，在本发明中，为消除TDMA噪声，在GSM猝发中的空闲状态中生成特定的噪声电平来减小由功率放大器引起的电池电压降。
依照另一实施例，本发明是储存具有用于实现上述方法中的所有或部分步骤的代码的计算机程序的计算机可读媒质。计算机可读媒质可以是闪存、ROM、SRAM或能够储存信息的任何其它芯片或集成电路。
同样，依照在此描述的任何一个或多个实施例，在时隙中应用噪声信号可包括—但不限于—在终端的发送器(或收发器)中生成噪声信号，或者操作发送器(收发器)来生成噪声信号的情况。在这一时间中，发送器(收发器)较佳地从终端的天线断开连接，以便不会发生所生成的噪声信号的实际传输。
上述实施例和优点仅为说明性的，不应解释为限制本发明。本发明的教导可以容易地应用到其它类型的装置。本发明的描述是说明性的，而非局限本发明的范围。许多替代方案、修改和变化对本领域的技术人员将是显见的。在权利要求书中，装置加功能条款覆盖了在此描述的执行所陈述的功能的结构，并且不仅覆盖了结构的等效物也覆盖了等效结构。

Claims (35)

1.一种用于消除移动通信终端中的噪声的方法，其特征在于，它包括：
当出现时间猝发时，执行检查来确定当前时间空隙是否为空闲空隙；以及
如果所述当前时间空隙为空闲空隙，则在所述空闲空隙中向收发器应用预定噪声电平来生成一补偿电压。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述补偿电压减小了电池电压降，从而抑制了TDMA噪声的生成。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定噪声电平应用到TDMA帧中的多个时隙。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在未出现数据传输的时间里检查所述空闲时隙。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动终端是TDMA终端。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，应用所述噪声电平包括：
当所述空闲时隙相应于基带频率时，执行任意信道应用。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述任意信道应用包括令基带信号单元在所述空闲时隙中生成任意I和Q信号，使得
Figure A2004100633080002C1
的值处于规定范围内。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述规定范围约为70mV-100mV。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述规定范围相应于以dB测量的噪声减小的期望电平。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述 的值相应于期望的PSSR特征值。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述期望的PSSR特征值达到至少-80dB的噪声降。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，应用所述噪声电平包括：
在所述空闲时隙中生成一热噪声，
其中，所述热噪声由所述终端的收发器生成。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，生成所述热噪声包括：
向所述收发器提供功率用于基于所述补偿电压的功率消耗，其中所述补偿电压处于规定范围内。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述规定范围是至少近70mV-100mV。
15.一种用于消除移动终端的噪声的方法，其特征在于，它包括：
在数据传输过程中检测时间猝发；以及
向TDMA帧中的至少一个空闲空隙应用噪声电平。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，应用所述噪声电平包括：
当所述空闲时隙对应于一基带频率时，执行任意信道应用。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述任意信道应用包括令基带信号单元在所述空闲时隙中生成任意I和Q信号，使得 值处于规定范围之内。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述规定范围约为70mV-100mV。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述规定范围相应于以dB测量的噪声减小的期望电平。
20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述 的值相应于期望的PSSR特征值。
21.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述期望的PSSR特征值达到至少-80dB的噪声降。
22.如权利要求15所述的方法，其特征在于，应用所述噪声电平包括：
在终端的收发器的所述空闲时隙中生成一热噪声。
23.如权利要求23所述的方法，其特征在于，应用所述噪声电平包括：
向所述收发器的至少一个预定电路提供功率，以及
生成一补偿电压来产生所述热噪声。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述补偿电压处于规定范围内。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述规定范围为约70mV-100mV。
26.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述终端是TDMA终端。
27.一种用于消除移动终端中的噪声的系统，其特征在于，它包括：
一检测器，检测所述终端中的时间猝发；以及
一控制器，当检测到所述时间猝发时执行检查来确定当前时隙是否为空闲时隙，并在所述空闲时隙中向所述终端的收发器应用预定噪声电平来生成一补偿电压。
28.如权利要求27所述的系统，其特征在于，所述补偿电压减小了电池电压降，从而抑制了TDMA噪声的生成。
29.如权利要求27所述的系统，其特征在于，当未出现数据传输时检查所述空闲时隙。
30.如权利要求27所述的系统，其特征在于，所述终端是TDMA终端。
31.如权利要求27所述的系统，其特征在于，当所述空闲时隙相应于一基带频率时，所述控制器执行任意信道应用。
32.如权利要求31所述的系统，其特征在于，它还包括：
一基带信号单元，在所述空闲时隙中生成I和Q信号，使得 的值处于预定范围之内，其中，当所述基带信号单元生成所述I和Q信号时，执行所述任意信道应用。
33.如权利要求32所述的系统，其特征在于，所述预定范围是至少约70mV-100mV。
34.如权利要求27所述的系统，其特征在于，所述控制器通过在所述空闲时隙中生成热噪声来应用所述噪声电平，其中，所述热噪声由所述终端的收发器生成。
35.如权利要求34所述的系统，其特征在于，所述控制器通过基于所述补偿电压向所述收发器提供功率来生成所述热噪声，其中，所述补偿电压为约70mV-100mV。
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