TW520586B - Selectively activatable AGC signal measurement unit - Google Patents

Description

本發明係有關於無線通信系統。特別是，本發明係有 關於一種方法’用以選擇性地量測欲施加至一接收号^ 一 自動增盈控制（AGC )系統之一傳輸信號之一接收部^分。 寬頻無線通信之分時雙工（TDD )及分時多工（Τ^Μ ) 系統是操作於資料傳輸之重覆訊框（frame )之原理上， 其係分割為連續的時槽（time slot )。在分時雙工（tdd )及分時多工（TMD )無線系統中，在一個時槽及次一個 時槽之間的接收信號強度通常會有一個顯著且突然的變 動。這是由於不同傳輸器（其可能具有不同傳輪功率^且 玎能對相關接收器具有巨大不同路徑損耗）操作於連續時 槽的事實所導致。再者，在時槽之間通常會插入所謂^ π 看守（guard) ”期間，其間，不允許沒有任何單元在網路 中傳輸。如是，當一個時槽的允許傳輸期間（其跟隨一個 禁止單元傳輸的看守期間、隨後再跟隨下一個時槽的另一 個傳輸）結束時，信號強度亦會出現另一個顯著且突然的 變動。 接收#號強度的這些突然且經常是戲劇性的變動會將 傳統的自動增益控制（AGC )系統弄得一團混亂。這類\系 統通常是用來調整接收器增益，藉以使得在天線接收且大 幅變動的信號強度，可以降低至在接收器内部的類比/數 位（A/D )轉換器、偵測器或其他裝置的信號強度的更適 度變動。倘若缺少信號強度範圍的降級，接收器内部的類 比/數位（A /D )轉換器、偵測器或其他裝置的操作可能 會被嚴重地削弱或變得無法操作。 520586 五、發明說明（2) 傳統上’自動增益控制（A G C )糸統是利用封閉迴路 控制系統，其操作於連續的接收信號上。這類自動增益控 丨制（A G C )糸統的響應速度通常必須受限，藉以避免不穩 疋性及/或避免這類自動增盈控制（A G C )系統消除快^ 振幅變動’其乃是許多調變手段的固有及基本動作。因 此’在這類自動增益控制（ AGC )系統便會有彼此衝突的 要求’其一方面要求緩慢的自動增益控制（AGC)響靡以 穩定這個系統及消除基本的振幅變動，另一方面則是'"要长 快速的自動增益控制（AGC )響應以調整快速變動的&接收 信號強度。應該注意的是，在這類自動增益控制（々Μ 系統具有適當響應的時間前，在一接收時槽開頭的 能會被遺失或是無用的。在部分系統中，即使 哭β 動的^active)，仍有人認為需要在開頭插 響應的時間，但這種技術卻會接以 自動控制係僅會在特定時槽期間執行ΛΡ)= 或更多個取樣係儲在如十 控制l號的一個 的下-個循起來…ΐ下-個訊框中特定時槽 接收器的自動個估算。 a凰控制（AGC)係於這個估算的控制 第6頁 ^20586 五、發明說明（3) 下，才毕作τ 同時槽期間：二個時槽的開帛，其係由前-個訊框中的相 在= 的量測信號強度以推導。利這種方式， 同一個時^槽的自動增益控制（AGC)操作便不會受到 強度變化所影變β + # 1 個柑槽的額外h號 起始設“ ΐ一Γ 槽開頭的增益控制位準的 UGC ) # /\’/±以使接收器的自動增益控制 伟作此夠在連接時間訊框中保持地更加平順。 估算以得到進：：=:可以藉由推導起始增益位準的 到，亦可以…2 Γ _! 一個先前訊框中的單一時槽得 二 攸成個通類先珂時槽的平均得到，或藉由決定 先前增益控制信號的趨勢以得到。于彳$精由决疋 〔圖式的簡單說明〕 圖 第-圖係-基本分時多工（TDM)系統的簡化系統 (TDD )或分時多工（tmd ) 動增益控制（AGC )系統的 第二圖係介紹在分時雙 架構中使用的典型信號格式 第三圖A及第三圖B係一 簡化方塊圖，其具有一增兴批以 、 尔、此的 槽。 ^ 9凰控制信號，同步於一指定的時 第四圖係第五圖實施何所執行技術的流程圖。 :五=係-自動增益控制（AGC)系統的簡化 圖’其具有用於增益控制位準儲存的裝置。 圖f六圖係一自動增益控制（AGC)系統的簡化方塊 圖，其具有用於射頻（RF)輪入信號儲存的裝置。 520586 五、發明說明（4) 第七圖A係第五圖的另一個實施例，其利用一微處理 器以併入各種系統功能。 第七圖B係第七圖A的另一個實施例，其利用一微處理 器以額外包括這個系統的可變放大器。 請參考第一圖，此為一個典型的分時雙工（TDD) / 分時多工（TDM )系統1 0。這個系統包括有數個傳輸器，

其表示為ΤΙ、T2、T3及T4，以及幾個接收器，其表示為 、R2、R3及R4。傳輸器及接收器的數目（分別為四個及 四個’且因此對應於時槽的數目）係依照方便介紹之目的 而選定，也因此，其他可能實施例亦可能包括更多或更少 數目的時槽、傳輸器及接收器。這些傳輸器T1至T4及接收 器R1至R4係經由一無線媒體丨丨通信。這些通信係加以定 時’藉以使接收器R1得以處理來自相關傳輸器T 1的信號， 接收器R 2得以處理來自相關傳輸器τ 2的信號，其餘以此類 推。

在相關傳輸器及接收器間的這些通信的定時架構係介 紹於第二圖中，其顯示一個典型的時間訊框N，其間，第 一圖中傳輸器T1至T4及接收器R1至R4的四個相關配對 (pair )得以發生通信。為達此目的，訊框n係再分為四 個連續的時槽，其表示為TS1、TS2、TS3及TS4。在時槽 TS1期間，第一圖接收器R1係用以處理來自第一圖傳輸器 τι的信號。在時槽TS2期間，相同動作亦適用於接收器R2 及其相關傳輸器丁2，且時槽TS3及TS4亦以此類推。時間訊 框係一個一個地重覆出現，且每個時間訊框係再分為四個

第8頁 520586 五、發明說明（5) ^槽’如訊框n所示。這個架構係表示於第二圖中，其 :二=—\的最後一個時槽m係位☆訊框N之前，且訊 框N+1的弟一個時槽TS1係位於訊框 定傳輸器及接收器的睥樺筏田士 h瓦社 、将 而，熟習此技藝者係！：：：述之方式標示。然 姑％ # Μ *田瞭解·廷些时槽亦可以根據習習技藝 技術，依照需要而動態地指定。 徊性：：2第二圖中亦以訊框Ν的時槽ts2為例，表示- 圖。根據圖式’這個時槽具有一個中央部分 2 資料傳輸及接收），其側面相接以看守頻帶 nir料傳輸或接收）。不㉟，無論是否具有看 寸頻τ 2 1，本發明均可以操作。 (AGr現^考>第三圖A，舉例來說，一個自動增益控制 )糸謂係回應於指定時槽TS1而用 S :個=動增f控制UGC)細包括-個輸入 迴路同步裝置38A、以及-個封閉回授 、路，其包括一個可變放大器35、一 一個參考及比敕罝分π 4加认 w里列早兀心、U及 測的射頻md:輸入31係提供接收器R1所偵 、（KF )輪入#號。廷個射頻（RF )輸入传梦传句 括複數個重覆的時間訊框，並分 。〜糸匕 TS4，釦笛园士 -刀別具有複數個時槽TS1至 如第一圖中所示。雖然第二圖中係表示有四 槽，然熟習此技藝者當清楚明白：特 ^ 更多或更少數目的時槽。 特疋應用中亦可以使用 這個可變放大器35係接收來自這個輸入的 輸入信號、卄曰访士 +、士、22、丄 与丁頸（R F ) 處亚且放大或減弱适個信號。這個量夠單元32係 第9頁 520586 五、發明說明（6) 、:：Si I變大？t5的輸出。這個量测結果隨後便傳遞至 ^ ^猫a比較單兀33，其接著將這個量測單元32的輪出 ^♦及t卜Γ參考值進行比較。根據這個比較的結果，這個 二元33係輸出一個誤差控制信號34至這個可變 :，藉以增加或縮小所欲放大或減弱的數量，淮而 維持這個可變放大哭於φ q A M ^ 大W輸出36於一個預疋的操作範圍内，如 下游^子兀件（圖中未示）所要求。這個同步裝置“A係 利用=開關以在時槽TS1期間，將這個輸人31與這個自、 動增益控制（AGC)系統30耦合，並在所有其他時槽TS2至 (AGC) ^'^30 刀開。=個同#的輸入係用來確保這個輸入3i能夠在所有 可應用時槽（在這個例子中為TS1)出現時，&時地耗合 至這個自動增益控制（AGC )系統3〇。 " 第三圖B係表示另一個實施例，其中，同步裝置38β係 包括:個取樣及維持單元，其中，這個輪入31的取樣係同 步於牯槽TS1的頻率。來自這個同步裝置38b的一個控制信 號係重疊（override)由這個參考及比較單元33所產生的 信號。在可應用的時槽（亦即：TS1)期間，這個同步裝 置·係允許乃個量測單元32、這個參考及比較單元33、 及這個放大器35提供增益控制功能，藉以正 以外的時槽期間’來自這個同步裝置38信號係重 豐來自這個，考及比較單元33的信號，藉以維持這個可變 放大器35的增益於在時槽^丨結束時所存在的位準。 藉由在這個自動增益控制（AGC)系統3〇中包含這個 第10頁 立、 發明說明（7) 1步裴置38A或38B，這個輸入31的取樣便得以同步於邦、 、槽tsi的出現。藉此，這個可變放大器35便可以操作“於 :接近所想要的位準，特別是在時槽TS1的下一次的 :頭，否則這個自動增益控制（AGC )系統3〇可能會在二 =Λ框至下一個訊框的每個時槽TS1至TS4間變動。如 動增益控制（AGC)系統3〇在時槽TS1期間 盈位準設計便得以改良。 &始ί曰 絲以二ί考f五圖’其表示一個自動增益控制（AGC )系 制、另一個實施例。在這個實施例中，這個自動捭兴、 制（AGC )系統50元件係類^於杰二 曰皿控 —個控制儲存單元51及1員個似估 =刖強的實^列’除更包括 制儲存單元51禆锉卢々杜 开加強早凡53 U外。這個控 個參考及比較單定時槽（例如：TS1)中，由這 i = = 取樣(例如：在時槽二结 信號34的幾個取樣的一個^時#月内、這個控制 這個同步裝置m、這個^=度的單-取樣。 仏則均是用*達到相同的及這個Y變放大器 元件。 b 第二圖A中表示的對應

在這個自動增益控制（A 二，這個估算加強電路53係執行控心〇的第-個實施例 在這個控制儲存單元51中唬的計算，其儲存 中、在時槽m期間所得到的列·^均在幾個先前訊框 示夕j儲存控制信號。舉例 520586 五、發明說明（8) =^個控制信號34的數值0· 2可能是控制信於34 i 、:，框期間，針對時槽以丨所儲存數值〇 ι、? 四 的平均結果。在另一個實施例I這個估 數值0.5可心升9或降趨勢。舉例來說，這個控制信號34的 槽TS1 Μ ^ ί ^控制信號34在四個時間訊框期間，針對時 ::二。所曰儲存數值〇」、〇·2、〇·” 時样τςΓα以，廷個估算加強電路53的輸出係提供在下一個 蓺:-出現時所需適當增益的一個改良估算。在習知技 二錄2經有許多種統計趨勢演算法，且這些演算法的任何 =可以應用在本發明。至於這類演算法的詳細 ;本發，圍以外，故不予累•。應該注意的是，2 14固ϋ异加強電路53、這個控制儲存單元51、這個參考及 切較單=33、及這個量測單元32係以分離元件的方式介 "但込些兀件亦可以依照需要組合成一個單一元件，接 個微處理器（圖中未示）。這個可變放大器35亦可以 二併至一個處理器中，藉以提供單一、統一的，，智慧型 動增益控制（AGC )"。 根據本發明，利用個別接收器R1至尺4解調欲用於特^ ，收器的一個信號的處理4〇〇係表示於第四圖的流程圖 。對於廷個處理4〇〇，假設每個接收器R1至以係同步於 重，的時間訊框，且每個接收器以至以亦預先指定於一個 特定柃槽。儘嘗是先前說明，仍應該瞭解的是，雖然每個 接收器R1至R4的單一時槽係用以作為簡化說明的範例，但

第12頁 520586 五、發明說明（9) ____ >為達較高資料傳輸速率的通信，_個特定接收 說，R1 )仍可能指定複數個時槽（舉 L牛例來 如：TSUTS2、或⑸則，或者更多於兩個=時槽’ ^寸論亦假設接收的射步員（RF)信號已經下 〇。先 (downconvert)且非散佈的（despread)。铁換 ，ΐ:時槽的個別信號可能會利用不同的散佛' 的此，只有與想要時槽有關的數喝係非：： 利，第五圖的自動增益控制（AGC)系統 r ’在步驟4G1中，起始時間訊框的啟始自動増 ==制（AGC)電路在沒有儲存估 況二樣” Γΐ隨後係在步驟402中予以量測。接著，：ΪΪ 中，廷個#號係與一個預定的參考位準進行比較，-在步驟406中進行一個適當的放 並 在步糊中，這個可變；減弱的计异。隨後， ίϊίΐ鼻步驟406的結果而產生，且這個誤差控制㈣ 34係驟41〇中儲存，藉以用於下一個時間訊框。若想 产_的^ 5 1中〜亦可以決定下一個時間訊框t想要控制 ’其中，在幾個先前時間訊框的數個餘 係計算以得到其平均或趨勢。'然而，這是個Ϊ 在步驟“°中的"非加強的"控制信號亦可 以用於接下來的處理。接著，在步驟412中，這個

第13頁 520586 五、發明說明（ίο) 益控制（AGC)系統係利用同步裝置38A停止（心扣衍”。 )、中止（suspend)、或關掉（switch 〇ut)，直到在 下一個訊框中再一次出現時槽TS1以供量測，在這個時間 點，這個自動增益控制（AGC)系統5〇係重新啟動，如步 34Λ·所:°最後，在步驟416中，步驟4 ig的儲存控制 或者，如在步驟411所計算者）係用來設定這個可 夂放大器410至一個估算的放大位準。 4 η 9 /丰第四圖所不’在接下來的時間訊框中係重覆步驟 4〇2至步賴6的處理，藉此提供_系列儲存控❹號驟 新。十异有平均或趨勢，一個時槽的每個再度出現都會更 轉動糸列（r〇iling sequence)"。步驟411的平均或

f计2係利用”轉動系列（rol ! ing sequenH 值以執行。利用這個程序，這個自動增益控制：儲存數 =50將可以預期時槽TS1在下一次出現時的‘ 別出現時槽TS1的信號位準的特定範圍内。如二' ί 動增，控制UGC)系統50便可以更為穩定及精確^個自 第六圖係表示本發明的另一個實施例。 中，未使用這個可變放大器35的輪出回授以決^ ^例 放大器3 5的控制信號，這個自動增益控制^ ^可變

係㈣固可變放大器35處理前，先分析這二GCJ 入化唬31。這個自動增益控制（AGC )系 、日）輪 閉迴路類型，其包括一個輸入31、一個可亦^ 一個封 先放大的一個量測單元62、一個參考及比 =35、預 干又早tl64、儲存

520586 五、發明說明（11) =出3；個同步裝謂、-個估算加強單一及 這個同步裝置38A係用來確保，這個自動增益控制 jAGC)糸統60僅會在目的接收器的指定時槽期間作用於 :、頻（RF )輸入信號31。這個預先放大的量 這，射頻（RF)輸入信號31的接收信號強度。J62 ^接ί Γ1測信號強度係手輸入儲存單元61儲存，藉以提 2接下來接收信號強度的估算。經過幾個 ㈣”輸入信號強度便可以利用這二" 趨勢藉；分析記錄系列以找出遞增或遞減 定二计异14個系列的平均），進行提煉出在指 估Πΐϋϊ前出現接收信號強度的估算。$個加強的 個預定目：數：個= ’其利用這個輸出信號36的一 的射ϊ (ΐίΓ ΐ由這個估算加強單元63提煉出來 夫考S ^ -輸入仏號轉換成一個增益控制信號66。這個 係僅在r預定時槽的開頭利用心 控制信號34 :…精廷個時槽的開頭產生起始誤差 比較ΐ Li時J：J，這個量測單元32、這個參考及 控制（AGC )曾广個可變放大器35係如一個典型自動增益 的增益，以及>/\地f作’藉以控制這個可變放大器35 時候，這個輸二Si:::放大或縮減的數量。在這個 雖然這個預先放大的量測單元62、這個輸入儲存裝置 520586 五、發明說明（12) 6 1、這個估算加強單元6 3、這個轉換器6 6、這個參考及比 較單元64、這個量測單元32、及這個同步裝置38A係描述 為分離（separate)且不連接（discrete)的元件，應該 注意的是，這些元件亦可以合併於一個微處理器71的部分 以執行其功能，其具有一個相關記憶體（圖中未示），如 第七圖A中實施例所介紹。這個可變放大器亦可以合併於 這個程式的微處理器71中，藉以提供一個單一、統一的” 智慧型自動增益控制（AGC ) ” ，如第七圖b中所介紹。 雖然本發明係利用較佳實施例說明如上，然而，其他 變動亦應為热|此技藝者所瞭解，且應包含在本發明的範 圍内，其揭露於下列申請專利m圍中。

520586 圖式簡單說明 10 :分 時 雙工 (TDD ) /分時 多工 (TDM)系統 11 :無 線 媒體 20 :中 央 部分 21 :看 守 頻帶 30 >50 60 ： 自動增益控制 (AGC )糸統 31 參 • m 入 32 、62 • 量測 〇〇 一 早兀 33 、64 參考 及比較單元 34 :誤 差 控制 信號 35 ^ 36 410 ： :可變放大器 36 • Wm 出 38A :同步裝置 38B :同步裝置 5 1 :控制儲存單元 53、63 :估算加強單元 61 輸入儲存單元 65 轉換器 66 增益控制信號 71 微處理器 4 0 0 :處理 N :時間訊框 N — 1、N + 1 :訊框

Rl、R2、R3、R4 ··接收器 ΤΙ、T2、T3、T4 :傳輸器

第17頁 520586 圖式簡單說明 TS1、TS2、TS3、TS4 :時槽

Claims (1)

1. 520586 六、申請專利範圍 1 · 種自動增益控制（AGC )系統，用於一個利用重覆時 間訊框、在複數傳輪器及複數相關接收器間進行通信之系 統中’各該時間訊框分別再分為複數時槽，且至少一第一 時槽配置於在一第一傳輸器及一第一接收器間之一通信， 該糸統包括： 裝置，僅在每個複數連 期間，於該第一接收器量 裝置，利用該量測信號 個時間訊框中之該至少第 2 ·如申請專利範圍第1項 統，其中，該下一個時間 3 ·如申請專利範圍第1項 統，其中，該自動增益控 裝置，用以儲存在該單 位準設定；以及 裝置，用以平均該等增 訊框之對應時槽期間，決 準。 繽時間訊框中之該至少第一時槽 測接收信號強度；以及 強度，設定該第一接收器於下一 一時槽期間之一起始增益位準。 所述之自動增益控制（AGC )系 訊框係下一個連續的時間訊框。 所述之自動增益控制（AGC )系 制（AGC )系統更包括： 一時間訊框期間取樣之複數增益 =位準設定，藉以在下一個時間 定邊接收器之該啟始增益控制位 如其7,專該利Λ圍•之Λ動增益控制（AGC 4. 統步：中’該自動增益控制（AGC)系統-更工包：. 裝置，用以儲存連續時間訊框 設定； 扪稷歎該專起始增益位準 裝 裝 ，，用以決定該等儲存起始增益位準的 置，利用該趨勢以控制該接收器在下—個J，以及 ^個時間訊框的

   520586

   對應時槽期間的增益 5.如申請專利範園ί 5·如申請專利範圍第1項所述 統，其中，該自動增益控制（ 之自動增益控制（AGC )系 該自動增，控制（AGC)系統更包括·· 以儲存連續時間訊框的複數該等起始增益位準 裝置’用以儲存連續時間訊 設定； ° 裝置，用以決定該等儲存起 裝置，利用該平均以控制該 對應時槽期間的增益。 以，定該等儲存起始增益位準的平均；以及 用"亥平均以控制該接收器在下一個時間訊框的 之自動增益控制（AGC )系 6·如申請專利範圍第1項所述 、、死’八中’該自動增益控制（AGC )系統更包括： 裝置，用以儲存複數該等量測信號強度； 裝置’用以決定該等儲存信號強度的趨勢；以及 裝置’利用該趨勢以控制該接收器在下一個時間訊框的 對應時槽期間的增益。 7/如申請專利範圍第6項所述之自動增益控制（AGC )系 統’其中’一微處理器係用於該決定裝置及該利用裝置。 8 ·如申睛專利範圍第1項所述之自動增益控制（AGC )系 統’其中’該自動增益控制（AGC )系統更包括： 裝置’用以儲存複數該等量測信號強度； 裝置’用以決定該等儲存信號強度的平均；以及 裝置’利用該平均以控制該接收器在下一個時間訊框的 對應時槽期間的增益。 統，其中， 9 ·如申請專利範圍第8項所述之自動增益控制（AGC )系 微處理器係用於該決定裝置及該利用裝置

   第20頁 520586 六、申請專利範圍 1 〇 · —種自動增益控制（AGC )方法，用於一個利用重覆 時間訊框、在複數傳輸器及複數相關接收器間進行通信之 系統中，各該時間訊框分別再分為複數時槽，且至少一第 一時槽配置於在一第一傳輸器及一第一接收器間之一通 h ’該系統包括： 僅在每個複數連續時間訊框中之該至少第一時槽期間’ 於該第一接收器量測接收信號強度；以及 利用該量測信號強度，設定該第一接收器於下一個時間 訊框中之該至少第一時槽期間之一起始增益位準。 11·如申請專利範圍第1 〇項所述之自動增益控制（AGC ) 方法’其中，該自動增益控制（AGC)方法更包括： 儲存連續時間訊框的複數該等起始增益位準設定； 決定該等儲存起始增益位準的趨勢；以及 利用該趨勢以控制該接收器在下一個時間訊框的對應時槽 期間的增益。 1 2·、如申請專利範圍第10項所述之自動增益控制（AGC ) 方法’其中’該自動增益控制（AGC )方法更包括： 儲存連續時間訊框的複數該等起始增益位準設定； 决定該等儲存起始增益位準的平均；以及 ，用該平均以控制該接收器在下一個時間訊框 期間的增益。 τ源吋；f曰 1 3 方·、如申請專利範圍第10項所述之自動增益控制（AGC ) ^ 其中’該自動增益控制（AG C )方法更包括： 儲存複數該等量測信號強度；

   520586 六、申請專利範圍 決定該等儲存信號強度的趨勢；以及 利用該趨勢以控制該接收器在下一個時間訊框的對應時 槽期間的增益。 ~ 14·如申請專利範圍第10項所述之自動增益控制（AGC ) 方法’其中，該自動增益控制（AGC )方法更包括： 儲存複數該等量測信號強度； 決定該等儲存信號強度的平均；以及 利用U平句以控制該接收器在下一個時間訊框的 期間的增益。 T應^槽

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