CN1951080B - 用于无线通信系统中的功率控制的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了用于控制发射功率的系统和方法。所述系统和方法基于将要发送的信号的频率或者多个频率在发射频带中的位置、跳频区域在发射频带内的位置、将要被发送的信号的带宽、或者这些方法的组合来改变提供给功率放大器的信号的功率。

Description

用于无线通信系统中的功率控制的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2004年3月5日提交的题目为“A Scheme forReducing the Effects of PA Non-Linearity in Wireless OFDMA ReverseLinks”的临时申请No.60/550,616的优先权，该申请已转让给本申请的受让人。

技术领域

本公开涉及通信系统，并且其中，涉及用于对在无线通信系统中发送的信号的功率进行控制的系统和技术。

背景技术

现代通信系统被设计为允许多个用户接入公共通信介质。允许多个用户接入通信介质的多址技术的例子包括时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、空分多址、极分(polarization division)多址、码分多址(CDMA)、正交频分多址(OFDMA)以及其它类似的多址技术。多址概念是一种信道分配方法，其允许多个用户接入公共通信链路。根据特定的多址技术，信道分配可以呈现出各种形式。作为举例，在FDMA系统中，将总频谱分割成若干个较小的子带，并且为每个用户指定其自己的子带以访问通信链路。可替代地，在TDMA系统中，在周期性循环的时隙期间，给予每个用户整个频谱。在CDMA系统中，在所有时间内给予每个用户整个频谱，但是通过使用编码来区别其传输。在OFDMA系统中，在每个传输帧或脉冲周期中，为多个用户分配一个或多个子带以及一个或多个时隙。

为了在无线信道上提供足够的发射功率，在空中发送之前，发送的信号经过功率放大器。通常，功率放大器是非线性器件，其将产生在被调制的频带内的信号和在该被调制的频带之外的信号，即噪声。一般而言，在无线通信系统中，所有的发射必须符合特定的辐射屏蔽(emission mask)，该辐射屏蔽对可能由任何发射机引起的可允许的带外干扰的最大量进行了限制。为了使得由功率放大器的非线性引起的带外干扰量最小化，相对于功率放大器可以提供的最大可能功率，输入信号的平均功率被降低或“后退(back off)”。另外或者代替后退，可以在调制之后但是在通过功率放大器进行放大之前在最大电平上对信号进行限幅(clip)。

由于在工作期间功率放大器消耗的平均功率通常是恒定的，所以为了符合辐射屏蔽，增加后退和/或降低限幅电平(clipping level)降低了功率放大器的效率，即被发送的信号的功率小于功率放大器的可用功率。与未令功率放大器的效率最大化相关联的问题之一是减少了用于供电的有效电池寿命。

因此，期望尽可能多地减少后退并且增大限幅电平以符合辐射屏蔽，同时保持效率。

发明内容

一方面，用于无线通信系统的发射机包括：天线；调制器，其对信号进行调制，对于该信号的至少两个符号，该信号包含多个载波频率中的不同载波频率；功率放大器，其连接在调制器和天线之间；以及处理器，其与功率放大器相连接。处理器指示调制器根据所述不同载波频率和多个载波频率之间的关系来改变由调制器提供的信号的功率。

在另一方面中，用于无线通信系统的发射机包括：天线；调制器，其利用频率范围内的一组频率对信号的多个符号进行调制；功率放大器，其连接到天线；非线性处理器，其连接在功率放大器和调制器之间；以及处理器，其指示非线性处理器基于所述一组频率在频率范围内的位置来改变信号的功率电平的降低。

在另一方面中，一种改变无线通信设备的功率电平的方法包括：确定将要被发送的频率序列，确定将要被发送的至少某些频率在频带内的位置，以及基于所述至少某些频率的位置来改变提供给功率放大器的信号的功率。

应该理解，对本领域的技术人员来说，从下文的详细说明中本发明的其它方面将变得显而易见，其中，仅简单地通过举例说明的方式示出和说明了本发明的示例性实施例。如应该认识到的，本发明可以有其它的并且不同的实施例，并且可以在各个方面对其某些细节进行修改，所有这些都不会脱离本发明。因此，附图和说明被视为本质上是说明性的而不是限制性的。

附图说明

结合附图，从下文的详细说明中，本发明的特征、特性和优点将变得更加显而易见，在附图中，相同的参考标记相应地在全文一致，并且其中：

图1说明了MIMO系统中的发射机系统和接收机系统的一个实施例的方框图；

图2说明了基于频率提供后退和/或限幅控制的发射机的一个实施例的方框图；

图3A-3C说明了在辐射屏蔽内的信号的频谱图，其利用了基于单个频率位置的功率降低的实施例；

图4说明了一个流程图，其示出后退和/或限幅控制算法的一个实施例；

图5说明了一个流程图，其示出后退和/或限幅控制算法的另一个实施例；

图6说明了根据一个实施例的基于在跳频周期内的跳频区域位置的后退和/或限幅控制的应用的方框图；

图7说明了一个流程图，其示出后退和/或限幅控制算法的另一个实施例；

图8说明了在辐射屏蔽内的信号的频谱图，其利用了基于信号带宽的功率降低的实施例；以及

图9说明了一个流程图，其示出后退和/或限幅控制算法的另一个实施例。

具体实施方式

下文结合附图的详细说明旨在作为对示例性实施例的说明，而不是代表仅有的在其中可以实现本发明的实施例。贯穿该说明书使用的术语“示例性”指“用作例子、实例、或例证”，并且不必被解释为相对于其它实施例是优选的或有利的。为了提供对本发明的彻底理解，详细说明包括了特定细节。然而，对本领域的技术人员来说，可以无需这些特定细节就实现本发明，这将是显而易见的。在某些实例中，为了避免使本发明的概念难于理解，以方框图的形式示出了众所周知的结构和设备。

多信道通信系统包括多输入多输出(MIMO)通信系统、正交频分复用(OFDM)通信系统、使用OFDM的MIMO系统(即MIMO-OFDM系统)、以及其它类型的传输。为清楚起见，特别针对MIMO系统描述了各个方面和实施例。

MIMO系统使用多个(N_T)发射天线和多个(N_R)接收天线用于数据传输。可以将由N_T个发射天线和N_R个接收天线构成的MIMO信道分解成N_S个独立的信道，其中N_S≤min{N_T，N_R}。N_S个独立信道中的每一个还可以被称为MIMO信道的空间子信道(或者传输信道)。空间子信道的数目由MIMO信道的本征模式的数目来确定，本征模式的数目又取决于描述了N_T个发射天线和N_R个接收天线之间的响应的信道响应矩阵H。信道响应矩阵H的元素由独立高斯随机变量{h_i，j}，i＝1，2，...N_R且j＝1，2，...N_T组成，其中h_i，j是在第j个发射天线和第i个接收天线之间的耦合(即复增益)。为简便起见，将信道响应矩阵H假定为满秩(即N_S＝N_T≤N_R)，并且可以从N_T发射天线中的每一个发送一个独立的数据流。

图1是MIMO系统100中的发射机系统110和接收机系统150的一个实施例的方框图。在发射机系统110处，将针对若干数据流的业务数据从数据源112提供给发送(TX)数据处理器114。在一个实施例中，在各自的发射天线上发送每个数据流。TX数据处理器114基于为每个数据流所选择的特定编码方案对那个数据流的业务数据进行格式化、编码和交织，以提供已编码的数据。

可以使用诸如时分复用(TDM)或码分复用(CDM)将针对每个数据流的已编码的数据与导频数据进行复用。典型地，导频数据是以已知的方式进行处理的已知数据模式(如果存在的话)，并且可以在接收机系统处使用来对信道响应进行估计。随后，基于为每个数据流所选择的特定调制方案(例如，BPSK、QPSK、M-PSK、或M-QAM)对针对那个数据流的已复用的导频和已编码的数据进行调制(即符号映射)，以提供已调制的符号。可以由处理器130所提供的控制来确定对于每个数据流的数据速率、编码和调制。

随后，将针对所有数据流的调制符号提供给TX MIMO处理器120，该TX MIMO处理器可以对调制符号进一步进行处理(例如，针对OFDM)。随后，TX MIMO处理器120将N_T个调制符号流提供给N_T个发射机(TMTR)122a到122t。每个发射机122对各自的符号流进行接收和处理以提供一个或多个模拟信号，并且进一步对模拟信号进行调节(例如，放大、滤波和上变换)，以提供适合于在MIMO信道上进行传输的已调制的信号。随后，分别从N_T个天线124a到124t发送来自发射机122a到122t的N_T个已调制的信号。

在接收机系统150处，N_R个天线152a到152r接收发送的已调制的信号，并且将从每个天线152接收到的信号提供给各自的接收机(RCVR)154。每个接收机154对各自接收到的信号进行调节(例如，滤波、放大和下变换)，对已调节的信号进行数字化以提供采样，并且进一步对采样进行处理以提供相应的“接收到”的符号流。

随后，RX MIMO/数据处理器160从N_R个接收机154接收N_R个接收到的符号流，并且基于特定的接收机处理技术对其进行处理，以提供N_T个“检测到”的符号流。下文对由RX MIMO/数据处理器160进行的处理进行了更详细的描述。每个检测到的符号流包括作为对针对相应的数据流发送的调制符号的估计的符号。随后，RX MIMO/数据处理器160对每个检测到的符号流进行解调、解交织和解码，以恢复针对该数据流的业务数据。由RX MIMO/数据处理器160进行的处理与在发射机系统110处由TX MIMO处理器120和TX数据处理器114进行的处理是互补的。

RX MIMO处理器160可以例如基于与业务数据复用的导频来得到对N_T个发射天线和N_R个接收天线之间的信道响应的估计。可以使用信道响应估计在接收机处进行空间或空/时处理。RX MIMO处理器160可以进一步估计检测到的符号流的信干噪比(SNR)、以及可能的其它信道特征，并且将这些量值提供给处理器170。RX MIMO/数据处理器160或处理器170可以进一步得到对系统的“运行”SNR的估计，该估计指示了通信链路的状况。随后，处理器170提供信道状态信息(CSI)，该信道状态信息可以包含关于通信链路和/或接收到的数据流的各种类型的信息。例如，CSI可以仅包含运行SNR。随后，由TX数据处理器178对CSI进行处理，由调制器180对其进行调制，由发射机154a到154r对其进行调节，并且将其发送回发射机系统110。

在发射机系统110处，天线124对来自接收机系统150的已调制的信号进行接收，接收机122对其进行调节，解调器140对其进行解调，并且RX数据处理器142对其进行处理，以恢复由接收机系统报告的CSI。随后，将所报告的CSI提供给处理器130，并且将其用于：(1)确定将要为数据流使用的数据速率以及编码和调制方案，以及(2)生成对于TX数据处理器114和TX MIMO处理器120的各种控制。

处理器130和170分别管理在发射机和接收机系统处的操作。存储器132和172分别为处理器130和170所使用的程序代码和数据提供存储。

可以将OFDM MIMO系统的模型表示为：

y＝Hx+n                                       式(1)

其中，y是接收到的向量，即 $\underset{\‾}{y}={\left[\begin{array}{cccc}{y}_1& y_2& \·\·\·& y_{N_R}\end{array}\right]}^T$ 其中，{y_i}是在第i个接收天线上接收到的实体，并且i∈{1，...，N_R}；

x是发送出的向量，即 $\underset{\‾}{x}={\left[\begin{array}{cccc}{x}_1& x_2& \·\·\·& x_{N_T}\end{array}\right]}^T,$ 其中，{x_j}是从第j个发射天线上发送出的实体，并且j∈{1，...，N_T}；

H是MIMO信道的信道响应矩阵；

n是加性高斯自噪声(AWGN)，其具有均值向量0和协方差矩阵Λ _n＝σ² I，其中0是零向量，I是单位矩阵，该单位矩阵沿着对角线方向为1并且其余部分为0，而σ²是噪声的方差；以及[.]^T代表[.]的转置。

由于在传播环境中的散射，从N_T个发射天线发送的N_T个符号流在接收机处互相干扰。特别地，可以由在不同的幅度和相位上的所有N_R个接收天线对从一个发射天线上发送出的给定符号流进行接收。那么，每个接收到的信号可以包括N_T个发送出的符号流中每一个的分量。N_R个接收到的信号将共同包括所有N_T个发送出的符号流。然而，这N_T个符号流分散在N_R个接收到的信号中。

在接收机处，可以使用各种处理技术对N_R个接收到的信号进行处理，以检测N_T个发送出的符号流。可以将这些接收机处理技术分为主要两类：

●空间和空时接收机处理技术(其也被称为均衡技术)，以及

●“连续调零(nulling)/均衡和干扰消除”接收机处理技术(其也被称为“连续干扰消除”或“连续消除”接收机处理技术)。

图2是发射机单元200的一部分的方框图，其可以是诸如图1中的发射机系统110这样的发射机系统的发射机部分的一个实施例。在一个实施例中，对于将要在N_T个发射天线上发送出的N_T个数据流中的每个数据流，可以使用单独的数据速率以及编码和调制方案(即在每个天线基础上单独进行编码和调制)。可以基于由处理器130提供的控制来确定为每个发射天线所使用的特定数据速率以及编码和调制方案，并且可以如上文所描述的那样确定数据速率。

在一个实施例中，发射机单元200包括发送数据处理器202和发送MIMO处理器204，所述发送数据处理器202根据单独的编码和调制方案对每个数据流进行接收、编码和调制，以提供调试符号。发送数据处理器202和发送MIMO处理器204分别是图1的发送数据处理器114和发送MIMO处理器120的一个实施例。

在一个实施例中，如图2中所示，发送数据处理器202包括解复用器210、N_T个编码器212a到212t、N_T个信道交织器214a到214t、以及N_T个符号映射元件216a到216t(即，针对每个发射天线的一组编码器、信道交织器和符号映射元件)。解复用器210将数据(即信息比特)解复用成针对N_T个发射天线的N_T个数据流，以用于数据传输。如速率控制功能所确定的，N_T个数据流可以与不同的数据速率相关联，其中在一个实施例中，可以由处理器130或170(图1)来提供该速率控制功能。将每个数据流提供给各自的编码器212a到212t。

每个编码器212a到212t接收各自的数据流，并且基于为那个数据流所选择的特定编码方案对其进行编码，以提供已编码的比特。在一个实施例中，可以使用编码来增加数据传输的可靠性。在一个实施例中，编码方案可以包括循环冗余校验(CRC)编码、卷积编码、Turbo编码、块编码等的任意组合。随后，将来自每个编码器212a到212t的已编码的比特提供给各自的信道交织器214a到214t，所述信道交织器基于特定的交织方案对已编码的比特进行交织。交织为已编码的比特提供了时间分集，允许基于用于数据流的传输信道的平均SNR来对数据进行发送，对抗衰落，并且还移除了用于构成每个调制符号的多个已编码的比特之间的相关。

将来自每个信道交织器214a到214t的已编码和交织的比特提供给各自的符号映射单元222a到222t，符号映射单元对这些比特进行映射以构成调制符号。通过由处理器130所提供的调制控制来确定将要由每个符号映射单元222a到222t所执行的特定调制方案。每个符号映射单元222a到222t对具有q_j个已编码和交织的比特的集合进行分组，以构成非二进制符号，并且进一步将每个非二进制符号映射到对应于所选择的调制方案(例如，QPSK、M-PSK、M-QAM或者某些其它调制方案)的信号星座图中的特定点。每个被映射的信号点对应于一个M_j-ary调制符号，其中，M_j对应于为第j个发射天线所选择的特定调制方案，并且 $M_j=2^{q_j}.$ 随后，符号映射单元222a到222t提供N_T个调制符号流。

在图2中所说明的特定实施例中，发送MIMO处理器204包括调制器224和傅里叶逆变换(IFFT)单元226a到226t。调制器224对采样进行调制以构成在合适的子带和发射天线上的针对N_T个流的调制符号。另外，调制器224在规定的功率电平上提供了N_T个符号流中的每一个。在一个实施例中，调制器224可以根据由诸如处理器130或170的处理器控制的跳频序列对符号进行调制。在这种实施例中，对于每个符号组或符号块、帧或传输循环的帧的一部分，用来对N_T个符号流进行调制的频率可以发生改变。

配备了相关联的循环前缀发生器(未示出)的每个IFFT单元226a到226t可以包含OFDM调制器。每个IFFT单元226a到226t从调制器224接收各自的调制符号流。每个IFFT单元226a到226t对具有N_F个调制符号的集合进行分组，以构成相应的调制符号向量，并且使用快速傅里叶逆变换将每个调制符号向量转换成其时域表示(其被称为OFDM符号)。可以将IFFT 222设计为对任意数目的频率子带(例如，8、16、32……N_F)进行逆变换。

将每个由IFFT单元226a到226t生成的调制符号向量的时域表示提供给非线性处理单元228a到228t。在一个实施例中，非线性处理单元228a到228t对符号中调制符号向量信号的每个时域表示的高幅度、即那些将导致发射功率高于预定电平的幅度进行限幅。随后，将来自非线性处理单元228a到228t的限幅信号提供给低通滤波器230a到230t，低通滤波器被设计为移除由对调制符号向量信号的时域表示进行限幅所得到的限幅信号的带外分量。在一个实施例中，为了降低由调制符号向量信号的时域表示所通过的功率放大器232a到232t产生的带外干扰，进行了低通滤波。功率放大器232a到232t对信号进行放大，以提供适当的发射功率电平。

由于功率放大器232a到232t是非线性器件，所以由它们提供的信号将包括带外分量。类似于由非线性处理单元228a到228t进行限幅所产生的那些分量，这些分量可能对使用邻近频带的其它设备或相邻发射机的发射造成干扰。另外，辐射屏蔽包括对无线设备产生的带外功率的特别限制。因此，存在从调制器可以输出信号的最大功率中进行限幅和/或后退的需求，这将降低带外辐射。然而，后退和限幅功能都降低了提供给功率放大器232a到232t的信号的功率，这降低了它们的效率，这是因为它们在某一点上由于后退和/或限幅而偏斜，其中在该点上允许以比那些提供给功率放大器232a到232t的功率电平更高的功率电平充分地进行线性放大。

同样地，在一个实施例中，诸如处理器130或170这样的处理器基于调制器224产生的频率的位置来改变非线性处理单元228a到228t进行限幅的电平和/或由调制器信号产生的后退的量，其中，将在相关联的功率放大器232a到232t所连接的特定的天线208a到208t上发送所述频率。以这种方式，功率放大器的效率被最大化，而同时又可能如所需保持辐射屏蔽。

在某些实施例中，功率放大器232a到232t可以是A类、AB类、B类和C类放大器。通常，由于A类放大器提供更高的线性程度，所以可以使用A类放大器。然而，与其它类型的线性放大器相比，A类放大器通常效率较低。也可以使用其它类型的线性放大器。

参考图3A，说明了在辐射屏蔽内的信号的频谱图，其利用了基于各自频率位置的功率降低的实施例。辐射屏蔽300包括与最小频率F_min相关联的边缘区域功率电平302以及与最大功率F_max相关联的边缘区域功率电平304，其中，F_min和F_max定义了与诸如发射机200这样的发射机工作所使用的(多个)通信协议相关联的频带。

在符号或一个符号的一部分期间，从诸如天线208a这样的天线使用频率F₁发送信号312，使用频率F₂发送信号310，并且使用频率F₃发送信号308。在图3A所说明的符号或符号的一部分期间，由于频率F₁、F₂和F₃中的每个都接近或位于频率F_min和F_max之间的频带中心处，所以需要很少或者不需要限幅和/或后退。由于信号308、310和312的功率电平314接近辐射屏蔽300所允许的带内信号的最大功率电平306，所以可以看出这一点。以这种方式，当利用处于或接近于频率范围的中心处的频率发送信号时，接近于最大效率地利用与发送符号或一个符号的一部分的天线相关联的功率放大器。

参考图3B，另一个符号或符号的一部分包括从诸如天线208a这样的天线使用频率F₆发送的信号320、使用频率F₅发送的信号322、以及使用频率F₄发送的信号324。在该帧期间，频率F₆接近频带的最大频率F_max，并且因此接近辐射屏蔽300的边缘区域304。因此，降低了信号320的最大功率电平326，并且因此降低了信号322和324的最大功率电平，使其不超过辐射屏蔽300的边缘区域304的功率电平。该降低可以通过限幅和/或后退来提供。在图3B的传输帧期间，将带外信号功率保持在辐射屏蔽内，并且因此带外干扰处于可接受的参数内。

参考图3C，另一个符号或符号的一部分包括从诸如天线208a这样的天线使用频率F₉发送的信号330、使用频率F₈发送的信号332、以及使用频率F₇发送的信号334。在该帧期间，频率F₇接近频带的最小频率F_min并且因此接近辐射屏蔽300的边缘区域304。因此，降低了信号334的最大功率电平336，并且因此降低了信号330和332的最大功率电平，使其不超过辐射屏蔽300的边缘区域302的功率电平。该降低可以通过限幅和/或后退来提供。在该传输帧期间，将带外信号功率保持在辐射屏蔽内，并且因此带外干扰处于可接受的参数内。

从图3B和3C可以看出，功率电平336大于功率电平326。这是因为在该实施例中，可以基于一个或多个信号对于F_min或F_max的邻近程度来改变限幅电平和/或后退。例如，由于F₇距离F_min比F₆距离F_max远，所以针对信号334的适当的限幅电平和/或后退可能小于针对信号320的适当的限幅电平和/或后退。同样地，基于通过天线针对特定的传输符号、符号的一部分、符号组、帧、或者帧的一部分而发送的频率的位置，将功率放大器的效率尽可能保持在接近最优电平上。同样地，可以独立地控制来自针对每个符号、符号的一部分、符号组、帧、或者帧的一部分的每个天线的功率输出，因此为每个符号、符号的一部分、符号组、帧、或者帧的一部分同时对效率进行优化并且保持带外干扰。

虽然图3A-3C示出了从单个天线上进行发射所利用的三个频率上的三个信号，但是用于后退和/或限幅控制的符号或符号部分的数目可以取决于符号长度和/或传输帧的长度而变化。

参考图4，说明了一个流程图，其示出根据一个实施例的后退和限幅控制算法。确定针对将要从给定天线发送出去的信号的频率序列(方框400)。该序列可以针对符号、符号的一部分、符号组、帧、或者帧的一部分。操作无线通信设备的处理器可以获得这种信息。随后，确定最接近频带边缘的序列的频率或多个频率(方框402)。例如，邻近的频率可以是：(1)最接近最小频率或最大频率的频率；(2)最接近最小频率的频率以及最接近最大频率的频率；(3)位于最小频率和最大频率二者或者之一固定距离内的频率。

随后，基于频率序列和边缘的邻近来降低提供给与该天线相关联的功率放大器的信号的输出功率(方框404)，其中，所述边缘即无线通信设备在其中工作的频带的最小和最大频率。进行可以由限幅和/或后退提供的功率降低，以将使用最接近辐射屏蔽边缘的频率进行调制的信号的最大功率保持在辐射屏蔽的允许的带外干扰内。

参考图5，说明了一个流程图，其示出根据一个实施例的后退和限幅控制算法。确定要从给定天线发送信号所使用的频率序列(方框500)。该序列可以针对符号、符号的一部分、符号组、帧、或者帧的一部分。操作无线通信设备的处理器可以获得这种信息。随后，确定从频率边缘到序列中的频率的平均距离(方框502)。随后，基于该平均距离来降低提供给与该天线相关联的功率放大器的信号的输出功率(方框504)，其中，所述平均距离即每个频率到无线通信设备在其中工作的频带的最小和/或最大频率的距离的平均值。就是说，平均值越低，所利用的后退就越大和/或限幅电平就越低。使用平均值是有益的，这是由于无论每个频率在频带内的位置如何，其都可能具有带外分量，并且因此，使用平均值提供了来自将要被发送的信号的带外干扰的每个分量的输入。

应该注意，还可以将上述的方案应用于其中发生跳频的单频系统。在这种实施例中，相对于频带的边缘来确定单一发射频率的位置并且如在这里所描述的那样适当地提供限幅和/或后退。

参考图6，说明了根据一个实施例基于跳频周期内跳频区域位置的后退和/或限幅控制应用的方框图。跳频区域600包含多个符号周期602，该多个符号周期可以包含根据在连续范围的载波频率内的一个特定载波频率调制的符号，并且在连续的一组符号周期之内。将跳频区域600指派给跳频周期602的一部分，该一部分是较大的连续一组频率和符号周期，其包含可用于由发射机发送的脉冲传输或帧。

在跳频区域600内发送的任何符号可以具有与频带的最大载波频率S相距Δ₁的最大载波频率M和与频带的最大载波频率1相距Δ₂的最大载波频率i。因此，在一个实施例中，可以基于Δ₁和Δ₂、或者在某些情况下可以基于Δ₁或Δ₂来确定后退和/或限幅电平。与基于包含符号或采样的单独信号的单独载波频率来改变调制器的功率电平输出和限幅电平二者或之一的方法相比，该方法将要求对调制器的功率电平输出和/或对限幅电平更少的改变。

此外，在某些实施例中，通过基于跳频区域设置最大和/或最小限幅和/或后退量，并且随后在由最大和/或最小限幅和/或后退量所设置的范围内改变针对单独载波频率的限幅和/或后退量，可以将图6的方法与图3A-3C的方法相结合，在这些情况下，将跳频区域作为跳频方案使用。

参考图7，说明了一个流程图，其示出根据一个实施例的后退和限幅控制算法。确定跳频区域在跳频周期内的位置(方框700)。操作无线通信设备的处理器可以获得这种信息。确定跳频区域的最大频率和分配给发射机或跳频周期的最大频率的邻近程度、跳频区域的最大频率和分配给发射机或跳频周期的最大频率的邻近程度、和/或跳频区域的最小频率和分配给发射机或跳频周期的最小频率的邻近程度、跳频区域的最大频率和分配给发射机或跳频周期的最大频率的邻近程度(方框702)。随后，基于对于在跳频区域内发送的所有符号的这些邻近程度确定之一或者二者，来降低提供给与天线相关联的功率放大器的信号的输出功率(方框704)。降低功率以将使用最接近辐射屏蔽边缘的频率进行调制的信号的最大功率保持在辐射屏蔽的允许的带外干扰内。

参考图8，说明了信号在辐射屏蔽内的频谱图，其利用基于信号带宽的功率降低的实施例。辐射屏蔽包括与最小频率F_min相关联的边缘区域功率电平802以及与最大频率F_max相关联的边缘区域功率电平804，其中，F_min和F_max定义了与诸如发射机200这样的发射机工作所使用的(多个)通信协议相关联的频带。在符号或一个符号的一部分期间，从诸如天线808a这样的天线使用频率F₁发送信号808，使用频率F₂发送信号810，并且使用频率F₃发送信号812。在被发送信号的最小频率F₁和被发送信号的最大频率F₃之间的距离是被发送信号的带宽B。限幅电平和/或后退可以基于带宽。例如，带宽B越大，限幅电平和/或后退越大。与基于包含符号或采样的单独信号的单独载波频率来改变调制器的功率电平输出和限幅电平二者或之一的方法相比，该方法将要求对调制器的功率电平输出和/或对限幅电平更少的改变。

此外，在某些实施例中，通过基于带宽B设置最大和/或最小限幅或后退量，并且随后在基于带宽B由最大和/或最小限幅或后退量所设置的范围内改变针对单独载波频率的限幅或后退量，可以将图8的方法与图3A-3C的方法相结合。

参考图9，说明了一个流程图，其示出后退和/或限幅控制算法的另一个实施例。确定要从给定天线发送信号所使用的频率序列(方框900)。操作无线通信设备的处理器可以获得这种信息。随后，确定将要被发送的信号的频率带宽(方框902)。随后，基于带宽来降低提供给与天线相关联的功率放大器的信号的输出功率(方框904)。降低功率以将使用最接近辐射屏蔽边缘的频率进行调制的信号的最大功率保持在辐射屏蔽的允许的带外干扰内。

本领域的技术人员将意识到，可以将结合在这里所公开的实施例描述的各种说明性的逻辑单元、模块、电路和算法实现为电子硬件、计算机软件、或者二者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可交换性，上文通常针对其功能性对各种说明性的部件、单元、模块、电路和算法进行了描述。究竟是以硬件还是软件实现这种功能取决于特定的应用以及施加于整个系统的设计约束。对于每个特定的应用，技术人员可以以不同的方式实现所描述的功能，但是不应该将这种实现决定解释为引起偏离本发明的范围。

可以以通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或者其它设计为实现这里所描述的功能的可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件、或者其任意组合来实现或完成结合在这里所公开的实施例描述的各种说明性的逻辑单元、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，该处理器可以是任何常规处理器、处理器、微处理器、或状态机。还可以将处理器实现为计算设备的组合，例如，将其实现为DSP和微处理器的组合、多个微处理器的组合、与DSP内核相结合的一个或多个微处理器的组合、或者任何其它这种配置的组合。

可以将结合在这里所公开的实施例描述的方法和算法直接实现在硬件中、由处理器执行的软件模块中、或者二者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器，闪速存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或者其它任何本领域中已知的存储介质中。示例性的存储介质连接到处理器，使得处理器可以从存储介质中读取信息并且将信息写入存储介质。可替换地，可以将存储介质集成到处理器中。处理器和存储介质可以存在于ASIC中。ASIC可以存在于用户终端中。可替换地，处理器和存储介质可以作为分立部件存在于用户终端中。

提供了已公开的实施例的上述说明，以使本领域的任何技术人员都能够实现或使用本发明。对这些实施例的各种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，并且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用到其它实施例。因此，本发明并不是要被限制于这里所示的实施例，而是要符合与这里所公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。

Claims (46)

1.一种用于无线通信系统的发射机，包括：

天线；

调制器，其对信号进行调制，对于所述信号的至少两个符号，该信号包括多个载波频率中的不同载波频率，其中，所述多个频率的范围为从最小频率到最大频率；

功率放大器，其连接在所述调制器和所述天线之间；以及

处理器，其与所述功率放大器相连接，该处理器指示所述调制器基于所述不同载波频率到所述最小频率和所述最大频率中的一个或两者的邻近程度来改变由所述调制器提供的所述信号的功率。

2.如权利要求1所述的发射机，其中，所述处理器指示所述调制器基于所述不同载波频率中最接近所述最小频率的一个频率到所述最小频率的邻近程度以及所述不同载波频率中最接近所述最大频率的一个频率到所述最大频率的邻近程度来改变所述信号的功率。

3.如权利要求1所述的发射机，其中，所述处理器指示所述调制器基于所述不同载波频率到所述最小频率和最大频率的平均邻近程度来改变所述信号的功率。

4.如权利要求1所述的发射机，其中，所述处理器指示所述调制器基于所述不同载波频率是否位于距所述最小频率和最大频率预定距离内来改变所述信号的功率。

5.如权利要求1所述的发射机，其中，所述处理器指示所述调制器基于所述不同载波频率中最接近所述最小频率的一个频率到所述最小频率的邻近程度或者所述不同载波频率中最接近所述最大频率的一个频率到所述最大频率的邻近程度来改变所述信号的功率。

6.如权利要求1所述的发射机，还包括连接在所述调制器和所述功率放大器之间的非线性处理器，其中，所述处理器基于所述不同载波频率到所述最小频率和所述最大频率中的一个或两者的邻近程度来设置所述非线性处理器的限幅电平。

7.如权利要求6所述的发射机，还包括连接在所述非线性处理器和所述功率放大器之间的低通滤波器。

8.如权利要求1所述的发射机，还包括另一个天线、以及连接在该另一个天线和所述调制器之间的另一个功率放大器，其中，所述处理器基于将要从所述另一个天线发送的载波频率到所述最小频率和所述最大频率中的一个或两者的邻近程度来单独改变由所述调制器提供给所述另一个功率放大器的信号的功率电平。

9.如权利要求1所述的发射机，其中，所述处理器指示所述调制器基于所述不同载波频率的带宽来改变所述信号的功率。

10.如权利要求1所述的发射机，其中，所述不同载波频率包含跳频区域，并且其中，所述处理器指示所述调制器基于所述跳频区域到所述最小频率和最大频率的邻近程度来改变所述信号的功率。

11.如权利要求1所述的发射机，其中，所述不同载波频率包含跳频区域，并且其中，所述处理器指示所述调制器基于所述跳频区域到所述最小频率或最大频率的邻近程度来改变所述信号的功率。

12.一种发射机，包括：

调制器，其利用一个频率范围中的一组频率对信号的多个符号进行调制，其中，所述频率范围在最小频率和最大频率之间；

功率放大器，其连接在所述调制器和天线之间；以及

指示装置，用于指示所述调制器基于所述一组频率到所述最小频率和所述最大频率中的一个或两者的邻近程度来改变所述信号的功率。

13.如权利要求12所述的发射机，还包括限幅装置，该限幅装置用于对所述调制器的输出功率进行限幅，其中，所述指示装置包含用于指示所述限幅装置基于所述一组频率到所述最小频率和所述最大频率中的一个或两者的邻近程度来改变限幅电平的装置。

14.如权利要求12所述的发射机，其中，所述指示装置包含用于指示所述调制器基于所述一组频率中的频率是否位于距所述最小频率和最大频率预定距离内来改变所述信号的功率的装置。

15.如权利要求12所述的发射机，其中，所述指示装置包含用于指示所述调制器基于所述一组频率中最接近所述最小频率的一个频率到所述最小频率的邻近程度以及所述一组频率中最接近所述最大频率的一个频率到所述最大频率的邻近程度来改变所述信号的功率的装置。

16.如权利要求12所述的发射机，其中，所述指示装置包含用于指示所述调制器基于所述一组频率到所述最小频率和最大频率的平均邻近程度来改变所述信号的功率的装置。

17.如权利要求12所述的发射机，其中，所述指示装置包含用于指示所述调制器基于所述一组频率中最接近所述最小频率的一个频率到所述最小频率的邻近程度或者所述一组频率中最接近所述最大频率的一个频率到所述最大频率的邻近程度来改变所述信号的功率的装置。

18.如权利要求12所述的发射机，其中，所述指示装置包含用于指示所述调制器基于所述一组频率的带宽来改变所述信号的功率的装置。

19.如权利要求12所述的发射机，其中，所述一组频率包含跳频区域，并且其中，所述指示装置包含用于指示所述调制器基于所述跳频区域到所述最小频率和最大频率的邻近程度来改变所述信号的功率的装置。

20.如权利要求12所述的发射机，其中，所述一组频率包含跳频区域，并且其中，所述指示装置包含用于指示所述调制器基于所述跳频区域到所述最小频率或最大频率的邻近程度来改变所述信号的功率的装置。

21.一种用于无线通信系统的发射机，包括：

天线；

调制器，其利用一个频率范围中的一组频率对信号的多个符号进行调制，其中，所述频率范围在最小频率和最大频率之间；

功率放大器，其连接到所述天线；

非线性处理器，其连接在所述功率放大器和所述调制器之间，所述非线性处理器降低由所述调制器提供的所述信号的功率电平；以及

处理器，其指示所述非线性处理器基于所述一组频率到所述最小频率和所述最大频率中的一个或两者的邻近程度来改变对所述信号的功率电平的降低。

22.如权利要求21所述的发射机，还包括另一个天线、连接到该天线的另一个功率放大器、以及连接在该另一个功率放大器和所述调制器之间的另一个非线性处理器，其中，所述处理器单独指示该非线性处理器基于在一帧期间将要从所述另一个天线发送的另一组频率到所述最小频率和所述最大频率中的一个或两者的邻近程度来改变对所述信号的功率电平的降低。

23.如权利要求21所述的发射机，其中，所述处理器指示所述调制器基于所述一组频率到所述最小频率和所述最大频率中的一个或两者的邻近程度来改变对所述功率电平的降低。

24.如权利要求21所述的发射机，还包括连接在所述非线性处理器和所述功率放大器之间的低通滤波器。

25.如权利要求21所述的发射机，其中，所述处理器指示所述非线性处理器基于所述一组频率中最接近所述最小频率的一个频率到所述最小频率的邻近程度以及所述一组频率中最接近所述最大频率的一个频率到所述最大频率的邻近程度来改变对所述功率电平的降低。

26.如权利要求21所述的发射机，其中，所述处理器指示所述非线性处理器基于所述一组频率到所述最小频率和最大频率的平均邻近程度来改变对所述功率电平的降低。

27.如权利要求21所述的发射机，其中，所述处理器指示所述非线性处理器基于所述一组频率中的频率是否位于距所述最小频率和最大频率预定距离内来改变对所述功率电平的降低。

28.如权利要求21所述的发射机，其中，所述处理器指示所述非线性处理器基于所述一组频率中最接近所述最小频率的一个频率到所述最小频率的邻近程度或者所述一组频率中最接近所述最大频率的一个频率到所述最大频率的邻近程度来改变对所述功率电平的降低。

29.如权利要求21所述的发射机，其中，所述处理器指示所述非线性处理器基于所述一组频率的带宽来改变对所述功率电平的降低。

30.如权利要求21所述的发射机，其中，所述一组频率包含跳频区域，并且其中，所述处理器指示所述非线性处理器基于所述跳频区域到所述最小频率和最大频率的邻近程度来改变对所述功率电平的降低。

31.如权利要求21所述的发射机，其中，所述一组频率包含跳频区域，并且其中，所述处理器指示所述非线性处理器基于所述跳频区域到所述最小频率或最大频率的邻近程度来改变对所述功率电平的降低。

32.一种用于无线通信系统的发射机，包括：

天线；

调制器，其利用一个频率范围内的一组频率对信号的多个符号进行调制，其中，所述频率范围在最小频率和最大频率之间；

功率放大器，其连接到所述天线；

降低装置，其连接在所述功率放大器和所述调制器之间，用于降低由所述调制器提供的所述信号的功率电平；以及

指示装置，用于指示所述降低装置基于所述一组频率到所述最小频率和所述最大频率中的一个或两者的邻近程度来改变对所述信号的功率电平的降低。

33.如权利要求32所述的发射机，还包括另一个天线、连接到该天线的另一个功率放大器、以及连接在该另一个功率放大器和所述调制器之间的另一个装置，该装置用于降低在一帧期间将要从所述另一个天线发送的所述信号的功率电平，其中，所述指示装置包括用于指示所述另一个装置基于将要从所述另一个天线发送的频率到所述最小频率和所述最大频率中的一个或两者的邻近程度来改变对所述信号的功率电平的降低。

34.如权利要求32所述的发射机，其中，所述指示装置包含用于指示所述降低装置基于所述一组频率中的频率是否位于距所述最小频率和最大频率预定距离内来改变对所述信号的功率电平的降低的装置。

35.如权利要求32所述的发射机，其中，所述指示装置包含用于指示所述降低装置基于所述一组频率中最接近所述最小频率的一个频率到所述最小频率的邻近程度以及所述一组频率中最接近所述最大频率的一个频率到所述最大频率的邻近程度来改变对所述信号的功率电平的降低的装置。

36.如权利要求32所述的发射机，其中，所述指示装置包含用于指示所述降低装置基于所述一组频率到所述最小频率和最大频率的平均邻近程度来改变对所述信号的功率电平的降低的装置。

37.如权利要求32所述的发射机，其中，所述指示装置包含用于指示所述降低装置基于所述一组频率中最接近所述最小频率的一个频率到所述最小频率的邻近程度或者所述一组频率中最接近所述最大频率的一个频率到所述最大频率的邻近程度来改变对所述信号的功率电平的降低的装置。

38.如权利要求32所述的发射机，还包括连接在所述非线性处理器和所述功率放大器之间的低通滤波器。

39.如权利要求32所述的发射机，其中，所述指示装置包含用于指示所述降低装置基于所述一组频率的带宽来改变对所述信号的功率电平的降低的装置。

40.如权利要求32所述的发射机，其中，所述一组频率包含跳频区域，并且其中，所述指示装置包含用于指示所述调制器基于所述跳频区域到所述最小频率和最大频率的邻近程度来改变所述信号的功率的装置。

41.如权利要求32所述的发射机，其中，所述一组频率包含跳频区域，并且其中，所述指示装置包含用于指示所述调制器基于所述跳频区域到所述最小频率或最大频率的邻近程度来改变所述信号的功率的装置。

42.一种改变无线通信设备的功率电平的方法，包括：

确定将要在一个时间周期期间从发射机发送的频率序列；

确定将要发送的至少某些频率到频带边缘中的一边或两边的距离；以及

基于所述至少某些频率的所述距离来改变提供给功率放大器的信号的功率。

43.如权利要求42所述的方法，其中，确定所述距离包括：确定最接近所述频带边缘中的一边的频率到该边的距离。

44.如权利要求42所述的方法，其中，确定所述距离包括：确定所述频率序列中的每个频率到所述频带边缘的平均距离。

45.如权利要求42所述的方法，其中，改变所述功率包括：改变由调制器提供给所述功率放大器的信号的所述功率。

46.如权利要求42所述的方法，其中，改变所述功率包括：改变提供给所述功率放大器的信号的最大电平。

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