CN1983854B - 产生输出功率斜坡的传送器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种传送器，其控制输出功率用以产生一斜坡，此传送器包括：一基频模块、一传送器模块、以及一功率放大器。该基频模块，接收一功率控制电平，根据该功率控制电平，决定一缩放比例因子，根据该斜坡上的位置，决定上部功率限制和下部功率限制间的差值，以及根据该缩放比例因子、该下部功率限制、和该差值，计算一控制讯号。该传送器模块，传送一数据。该功率放大器，耦接到上述基频模块和传送器模块，根据上述控制讯号以上述输出功率输出上述数据。

Description

产生输出功率斜坡的传送器及其控制方法

技术领域

本发明涉及无线通讯系统，特别是涉及无线通讯系统中计算输出功率的方法和装置。

背景技术

移动台传送数据的功率是被控制的。其在保证传输质量的前提下，尽可能降低移动台的传送功率，使得移动台之间讯号的干扰减低。在此提及的传送输出功率为移动台天线传输功率的平均值。

图1显示符合3GPP传送标准的输出功率，其水平轴表示时间，垂直轴表示输出功率。对于每个选择的功率控制电平，3GPP标准提供了输出功率的限制条件范围。如图1所示，对于每一笔数据传送(data burst)，在阶段10中的输出功率会爬升，在阶段12中维持稳定功率，以及阶段14的输出功率会下降。阶段10和阶段14的功率斜坡可以减低讯号的干扰和噪声，提高数据传送品质。欲传送的数据在阶段12期间由传送器以功率控制电平选择的输出功率传送。阶段10、阶段12、以及阶段14的长度，爬升以及下降的斜坡功率限制皆依照标准规定。

已知技术使用查找表的方式，对于每个选择的功率控制电平建立代表斜坡输出功率的数值，移动台在获得功率控制电平之后读取查找表的数值，用以产生阶段10和阶段14的斜坡。然而已知技术需要浪费系统资源存取以及读取每个功率控制电平相对应斜坡阶段10和阶段14的数值。

有鉴于此，本发明提出一种产生输出功率的方法和装置，用以节省系统资源。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种传送器，控制输出功率用以产生一斜坡，包括：一基频模块、一传送器模块、以及一功率放大器。该基频模块，接收一功率控制电平，根据该功率控制电平，决定一缩放比例因子，根据该斜坡上的位置，决定上部功率限制和下部功率限制间的差值，以及根据该缩放比例因子、该下部功率限制、和该差值，计算一控制讯号。该传送器模块，传送一数据。该功率放大器，耦接到上述基频模块和传送器模块，根据上述控制讯号以其相对应的输出功率输出上述数据。

此外，本发明还提出一种控制方法，其包括：在一传送器内控制输出功率用以产生一斜坡包括提供一功率控制电平(power control level)，根据该功率控制电平和该斜坡上的位置，计算一控制讯号，以及根据上述控制讯号输出其相对应的输出功率。

此外，本发明还提出一种传送器，控制输出功率用以产生一斜坡，其包括一基频模块以及一功率放大器。该基频模块，接收一功率控制电平，根据该功率控制电平和该斜坡上的位置，计算一控制讯号。该功率放大器，耦接到上述基频模块，根据上述控制讯号输出其相对应的输出功率。

为使本发明的该目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并结合附图详细说明如下。

附图说明

图1显示符合3GPP传送标准的输出功率。

图2显示本发明实施例中可以执行功率控制的收发器。

图3a显示斜坡讯号S_ram的上部和下部限制的曲线。

图3b显示功率控制电平9曲线和和下部限制曲线。

图4显示显示斜坡讯号S_ramp的上部和下部限制曲线上的每个估计值的差值。

图5a和图5b显示本发明实施例用来补偿极端状况下计算斜坡讯号S_ramp的方法。

图6a和图6b显示本发明实施例应用的结果。

具体实施方式

在此必须说明的是，下面披露内容中所提出的不同实施例或范例，是用以说明本发明所揭示的不同技术特征，其所描述的特定范例或排列用以简化本发明，然非用以限定本发明。此外，在不同实施例或范例中可能重复使用相同的参考数字与符号，这种重复使用的参考数字与符号用以说明本发明所揭示的内容，而非用以表示不同实施例或范例间的关系。

表格1显示全球移动通讯系统(Global System for Mobile Communication，GSM)标准中对应每个功率控制电平(power control level，PCL)的名义输出功率(nominal output power)，以及其在正常和极度状况下的容忍值：

表格1

在双频(dual band)移动台中，GSM频段利用功率控制电平5到19，而DCS频段则利用功率控制电平0到15来执行数据传送的功率控制。举例来说，在正常状况下，如果移动台以功率控制电平6来执行数据传送，根据表1所示在正常状况下，移动台的传送器要在(31±3)dBm的范围内，也就是28-34dBm。

图2显示本发明实施例中可以执行功率控制的收发器，包括基频模块20、收发器模块22、功率控制放大器24、天线开关25、和天线26。基频模块20和收发器模块22耦接到功率控制放大器24、天线开关25、其接着耦接到天线26。在另一实施例当中，收发器模块22可再被分为传送器模块与接收器模块。其中，传送器模块即输出讯号Dt至上述的功率控制放大器24，并且接收器模块接收由天线开关25所传来的接收讯号。天线开关25收/发讯号的开关即由收发器模块22，或是传送器模块与接收器模块所控制。

基频模块20产生斜坡讯号S_ramp到功率控制放大器24，用以产生斜坡输出功率，例如图1的阶段10和14。基频模块20包括存储器200，储存计算斜坡讯号S_ramp的参数，包括斜坡斜率m[k]、上部和下部功率限制的差值ΔPCL[i]、以及下部功率限制PCL_lowDAC[i]。斜坡讯号S_ramp可以是模拟或数字讯号，其形式可以为包含但不限于电压或电流大小来表示的控制讯号，进而用以控制阶段10和14的斜坡。斜坡讯号S_ramp可以由预定数量N的估计值产生。例如于一特定实施例中，预定数量N可以是16，而斜坡讯号S_ramp包括16个持续增加或持续减少的估计值，可以经由数字模拟转换(Digital-to-Analog Conversion，DAC)控制功率控制放大器24的斜坡输出功率。本领域的技术人员可以了解，本发明可适用于个式斜坡讯号S_ramp的讯号型态与不同的预定数量N。

图3a、3b和图4显示本发明实施例中计算斜坡讯号S_ramp的方法。图3a显示斜坡讯号S_ramp的上部和下部功率限制的曲线，其中水平轴代表索引值i，垂直轴代表斜坡讯号S_ramp。上部限制的曲线是通讯传送标准所规定功率控制电平所产生的最大斜坡讯号S_ramp，用以产生最大输出功率，下部限制的曲线是通讯传送标准所规定产生的最小输出功率。以GSM标准为例，功率控制电平5产生上部限制的曲线，功率控制电平19产生下部限制的曲线，产生对功率控制电平k的的缩放比例m[k]为：

$m\left[k\right]=\frac{\mathrm{PCL}\left[k\right]\mathrm{DAC}\left[16\right]-\mathrm{PCL}\left[19\right]\mathrm{DAC}\left[16\right]}{\mathrm{PCL}\left[5\right]\mathrm{DAC}\left[16\right]-\mathrm{PCL}\left[19\right]\mathrm{DAC}\left[16\right]}$

其中PCL[5]DAC[16]-PCL[19]DAC[16]如图3a所示，而PCL[k]DAC[16]-PCL[19]DAC[16]，k＝9，如图3b所示。

在图3a中第16个估计值为曲线的峰值，所以上部限制曲线峰值和下部限制曲线峰值之间的差值由ΔPCL[16]表示。图3b显示功率控制电平9曲线和和下部限制曲线，其峰值之间的差值由ΔPCL[9-16]DAC[16]表示。图4显示显示斜坡讯号S_ramp的上部和下部限制曲线上的每个估计值的差值，以ΔPCL[i]表示第i个差值。在实施例中，对于第k个功率控制电平，基频模块20使用和峰值间差值的比例相同的缩放比例因子m[k]，计算第i个斜坡讯号S_ramp的估计值，即，基频模块20根据功率控制电平和该斜坡上的位置，计算第i个斜坡讯号S_ramp，如算式1所示：

PCL[k]DAC[i]＝m[k]*ΔPCL[i]+PCL_lowDAC[i]      [1]

其中i是斜坡讯号S_ramp估计值的索引；

k是功率控制电平的索引；

PCL[k]DAC[i]是第k个功率控制电平中第i个斜坡讯号S_ramp的估计值；

m[k]是第k个功率控制电平的缩放比例因子；

ΔPCL[i]是第i个斜坡讯号S_ramp上部和下部功率限制之间的差值；以及

PCL_lowDAC[i]是第i个斜坡讯号S_ramp的下部功率限制。

其中，缩放比例因子m[k]可以由算式2表示：

$m\left[k\right]=\frac{\mathrm{PCL}\left[k\right]{\mathrm{DAC}}_{\mathrm{peak}}-{\mathrm{PCL}}_{\mathrm{low}}{\mathrm{DAC}}_{\mathrm{peak}}}{{\mathrm{PCL}}_{\mathrm{high}}{\mathrm{DAC}}_{\mathrm{peak}}-{\mathrm{PCL}}_{\mathrm{low}}{\mathrm{DAC}}_{\mathrm{peak}}}---\left[2\right]$

其中(PCL_highDAC_peak-PCL_lowDAC_peak)是上部和下部功率限制峰值之间的差值；以及

(PCL[k]DAC_peak-PCL_lowDAC_peak)是第k个功率控制电平和和下部限制曲线峰值之间的差值。

在图2的另一实施例中，收发器模块22包括传送器和接收器，其中传送器将数据Dt传送到功率控制放大器24，接收器由天线接收数据Dr。数据Dt可以是GSM或DCS的数据。GSM的数据使用5-19的功率控制电平，DCS的数据使用0-15的功率控制电平。

功率控制放大器24以斜坡讯号S_ramp调制数据Dt用以产生输出数据Do经由天线26传送。天线开关25可以切换到功率控制放大器24或收发器模块22。当天线开关25切换到功率控制放大器24时，图2的收发器根据功率控制电平传送数据Do，功率控制放大器24根据基频模块计算出的斜坡讯号S_ramp产生斜坡输出功率，并且以产生的输出功率输出数据Do。当天线开关25切换到收发器模块22时，收发器模块22接收天线26接收的接收数据Dr用以进行下一步数据处理。

因此图2的收发器可以储存k个缩放比例因子m[k]、i个上部和下部功率限制的差值ΔPCL[i]、以及i个下部功率限制PCL_lowDAC[i]即可计算所有斜坡讯号S_ramp的估计值PCL[k]DAC[i]。和已知利用查找表储存所有斜坡讯号S_ramp的估计值PCL[k]DAC[i]的方法相比较，实施例中的收发器需要较少的存储器空间(k+i+i)，已知技术需要较多的存储器空间(k*i)，本发明可以减少从存储器读取估计值PCL[k]DAC[i]的时间。

图5a和5b显示本发明实施例用来补偿极端状况下计算斜坡讯号S_ramp的方法，其使用图2所示实施例的收发器。图5a显示在各种极端状况下斜坡讯号S_ramp的变化，其中水平轴代表索引值i，垂直轴代表斜坡讯号S_ramp，50a、52a、和54a分别表示在摄氏55度、25度、和-10度时的上部功率限制，51a、53a、和55a分别表示在摄氏-10度、25度、55度、和时的下部功率限制。图5b显示在各种极端状况下缩放比例因子m[k]的变化，其中水平轴表示功率控制电平的索引值k，垂直轴表示缩放比例因子m[k]，50b、52b、和54b分别表示在摄氏-10度、25度、55和时的缩放比例因子m[k]。由观察图5a和5b可知，在温度改变时上部和下部功率限制都会改变，而缩放比例因子m[k]几乎不变，所以实施例中只针对了上部和下部功率限制之间的差值ΔPCL[i]，以及下部功率限制PCL_lowDAC[i]作了补偿，缩放比例因子m[k]沿用原来的数值。算式3和4显示对于差值ΔPCL[i]以及下部功率限制PCL_lowDAC[i]在不同温度(极端状况)下的补偿：

ΔPCL[i]comp＝ΔPCL[i]+comp1(T)      [3]

PCL_lowDAC[i]＝PCL_lowDAC[i]+comp2(T)  [4]

其中comp1(T)是在温度T时对差值的第一温度补偿因子；以及

comp2(T)是在温度T时对下部功率限制的第二温度补偿因子。

图6a和6b显示本发明实施例应用的结果，使用图2的收发器。图6a的水平轴表示索引值i，垂直轴表示斜坡讯号S_ramp，其中60a表示已知技术中使用查找表获得的数值，62a表示实施例中计算获得的数值。图6a中显示实施例中计算获得的数值和已知技术的数值相同。图6b的水平轴表示时间(μs)，垂直轴表示输出功率(dBm)，其中60b表示传送规格所规定的功率限制屏蔽(mask)，62b表示实施例中产生的输出功率。图6b显示实施例中产生的输出功率接在传送规格所规定的功率限制屏蔽之内。

本发明虽以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可做若干的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。

Claims (8)

1.一种传送器，控制输出功率用以产生一斜坡，包括：

一基频模块，接收一功率控制电平，根据该功率控制电平以决定一缩放比例因子，根据该斜坡上的位置以决定上部功率限制和下部功率限制间的差值，以及根据该缩放比例因子、该下部功率限制、和该差值以计算一控制讯号；

一传送器模块，传送一数据；以及

一功率放大器，耦接到上述基频模块和传送器模块，根据上述控制讯号以其相对应的输出功率输出上述数据，

其中，上述基频模块根据以下算式，决定上述缩放比例因子，

$m\left[k\right]=\frac{\mathrm{PCL}\left[k\right]{\mathrm{DAC}}_{\mathrm{peak}}-{\mathrm{PCL}}_{\mathrm{low}}{\mathrm{DAC}}_{\mathrm{peak}}}{{\mathrm{PCL}}_{\mathrm{high}}{\mathrm{DAC}}_{\mathrm{peak}}-{\mathrm{PCL}}_{\mathrm{low}}{\mathrm{DAC}}_{\mathrm{peak}}}$

PCL_highDAC_peak-PCL_lowDAC_peak是上述上部和下部功率限制间的差值；以及

PCL[k]DAC_peak-PCL_lowDAC_peak是第k个功率控制电平和上述下部功率限制间的差值，

并且，上述基频模块根据以下算式，计算上述控制讯号：

PCL[k]DAC[i]＝m[k]*ΔPCL[i]+PCL_lowDAC[i]

其中i是上述斜坡的估计值的索引；

    k是上述功率控制电平的索引；

    PCL[k]DAC[i]是上述控制讯号；

    m[k]是上述缩放比例因子；

    ΔPCL[i]是第i个斜坡的上述上部和下部功率限制间的差值；以及

    PCL_lowDAC[i]是第i个斜坡的上述下部功率限制。

2.如权利要求1所述的传送器，其中上述基频模块还根据一工作温度，补偿下列参数之一及其任意组合：

第i个斜坡的上述下部功率限制PCL_lowDAC[i]；以及

上述差值ΔPCL[i]。

3.如权利要求2所述的传送器，其中上述基频模块根据上述工作温度，决定一第一温度补偿因子，将第i个斜坡的上述下部功率限制PCL_lowDAC[i]和上述第一温度补偿因子相加，用以获得补偿的下部功率限制，以及在上述基频模块中计算上述控制讯号的算式中，用该补偿的下部功率限制来代替补偿之前的第i个斜坡的上述下部功率限制PCL_lowDAC[i]，从而根据该缩放比例因子、该补偿的下部功率限制、和该差值ΔPCL[i]，计算上述控制讯号。

4.如权利要2所述的传送器，其中上述基频模块根据上述工作温度，决定一第二温度补偿因子，将上述差值ΔPCL[i]和上述第二温度补偿因子相加，用以获得补偿的差值，以及在上述基频模块中计算上述控制讯号的算式中，用该补偿的差值来代替补偿之前的上述差值ΔPCL[i]，从而根据该缩放比例因子、该第i个斜坡的下部功率限制PCL_lowDAC[i]、和该补偿的差值，计算上述控制讯号。

5.一种控制方法，在一传送器内控制输出功率用以产生一斜坡，包括：

提供一功率控制电平；

根据该功率控制电平，决定一缩放比例因子；

根据该斜坡上的位置，决定上部功率限制和下部功率限制间的一差值；

根据该缩放比例因子、该下部功率限制、和该差值，计算一控制讯号；以及

根据上述控制讯号输出其相对应的输出功率，

其中，该决定步骤根据以下算式，决定上述缩放比例因子，

$m\left[k\right]=\frac{\mathrm{PCL}\left[k\right]{\mathrm{DAC}}_{\mathrm{peak}}-{\mathrm{PCL}}_{\mathrm{low}}{\mathrm{DAC}}_{\mathrm{peak}}}{{\mathrm{PCL}}_{\mathrm{high}}{\mathrm{DAC}}_{\mathrm{peak}}-{\mathrm{PCL}}_{\mathrm{low}}{\mathrm{DAC}}_{\mathrm{peak}}}$

PCL_highDAC_peak-PCL_lowDAC_peak是上述上部和下部功率限制间的差值；以及

PCL[k]DAC_peak-PCL_lowDAC_peak是第k个功率控制电平和上述下部功率限制间的差值，

并且，该计算步骤包括根据以下算式，计算上述控制讯号：

PCL[k]DAC[i]＝m[k]*ΔPCL[i]+PCL_lowDAC[i]

其中i是上述斜坡的估计值的索引；

    k是上述功率控制电平的索引；

    PCL[k]DAC[i]是上述控制讯号；

    m[k]是上述缩放比例因子；

    ΔPCL[i]是第i个斜坡的上述上部和下部功率限制间的差值；以及

PCL_lowDAC[i]是第i个斜坡的上述下部功率限制。

6.如权利要求5所述的控制方法，还包括根据一工作温度，补偿下列参数之一及其任意组合：

第i个斜坡的上述下部功率限制PCL_lowDAC[i]；以及

上述差值ΔPCL[i]。

7.如权利要求6所述的控制方法，其中上述决定步骤包括：

根据上述工作温度，决定一第一温度补偿因子；

将第i个斜坡的上述下部功率限制PCL_lowDAC[i]和上述第一温度补偿因子相加，用以获得补偿的下部功率限制；以及上述控制方法还包括：

在计算上述控制讯号的算式中，用该补偿的下部功率限制来代替补偿之前的第i个斜坡的上述下部功率限制PCL_lowDAC[i]，从而根据该缩放比例因子、该补偿的下部功率限制、和该差值ΔPCL[i]，计算上述控制讯号。

8.如权利要求6所述的控制方法，其中上述决定步骤包括：

根据上述工作温度，决定一第二温度补偿因子；

将上述差值ΔPCL[i]和上述第二温度补偿因子相加，用以获得补偿的差值；以及上述控制方法还包括：

在计算上述控制讯号的算式中，用该补偿的差值来代替补偿之前的上述差值ΔPCL[i]，从而根据该缩放比例因子、该第i个斜坡的下部功率限制PCL_lowDAC[i]、和该补偿的差值，计算上述控制讯号。

Images