專利名稱：控制無線系統(tǒng)傳輸功率的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于無線通信系統(tǒng)，且特別是關(guān)于無線系統(tǒng)中，用于分別控制每一信號突發(fā)(burst)的傳輸功率電平的方法與裝置。本發(fā)明特別有助于時 分同步碼分多址存取(TDSCDMA)無線系統(tǒng)，但不限于時分同步碼分多址存 取系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
時分同步碼分多址存取(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access, TDSCDMA)是第三代無線通信標準之一。與采用頻分多工 的寬帶碼分多址(Wideband Code Division Multiple Access, WCDMA)和碼分 多址存取2000 (CDMA2000)不同，設(shè)計時分同步碼分多址存取是為了利用 同步碼分多址存取技術(shù)來執(zhí)行時分雙工(Time Division Duplex, TDD) /時 分多工(Time Division Multiple Access, TDMA)操作。時分同步碼分多址存取使用時域雙工，結(jié)合多路存取技術(shù)，用于同時支 持對稱與非對稱流量。上行鏈路(uplink) /下行鏈路(downlink)流量的時 隙(time slot)為可變配置，允許時分同步碼分多址存取滿足非對稱流量需求， 并且能夠支持各種用戶。在時分同步碼分多址存取系統(tǒng)中，多路存取技術(shù)同 時使用唯一碼(unique code)與時隙來區(qū)分位于特定地區(qū)(cell)的用戶。時 分同步碼分多址存取標準定義了一種三層的幀架構(gòu)，包括無線電幀(radio frame)、子幀(subframe)與時隙。無線電幀的長度為10微秒。子幀的長度 為5微秒，然后分割為7個時隙。每一時隙具有四個部分，包括訓練序列 (midamble)、位于訓練序列每一端的兩個數(shù)據(jù)字段(data field)及保護間隔。 接收端使用訓練序列來執(zhí)行信道估計。 時分同步碼分多址存取的高數(shù)據(jù)速率服務(wù)需要用戶設(shè)備能夠在每一子幀中傳送多個連續(xù)時隙。由于不同的服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service, QoS)、擴展 系數(shù)(spreading factor)、物理信道數(shù)目等因素，每一時隙需要不同的傳輸功 率電平。然而，突然改變傳輸功率電平會導致信號波形的亂真輸出(spurious output)與失真?，F(xiàn)有的系統(tǒng)，如全球移動通信系統(tǒng)(Global System for Mobile communication, GSM) /增強數(shù)據(jù)率GSM演進(Enhanced Data rates for GSM Evolution, EDGE)的無線通信系統(tǒng)，在信號突發(fā)(burst)期間，采用增加及 減少(ramped on/off)增益控制信號的斜率的方法。如圖6所示，信號突發(fā) 10與12分別由增益控制信號14和16所控制。信號突發(fā)具有相對較快的上升 與下降時間，而每一信號突發(fā)的增益控制信號，在信號突發(fā)期間，以一斜率 來增加和減少。輸出信號突發(fā)18與20受傾斜的增益控制信號影響而傾斜。 此方法增加了復(fù)雜度且無法滿足部分的應(yīng)用。因此，需要一種更好的方法與裝置，以改善無線上行鏈路傳輸?shù)墓β士刂?。發(fā)明內(nèi)容為了改善無線上行鏈路傳輸?shù)墓β士刂菩阅?，本發(fā)明提供了一種用于控 制無線系統(tǒng)傳輸功率的方法及裝置。本發(fā)明提供一種用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的方法。此方法包括產(chǎn)生 被當成一連串的信號突發(fā)(burst)而傳輸?shù)男畔ⅲ?一連串的信號突發(fā)之間具 有時間間隔；用功率控制信號分別控制每一信號突發(fā)的功率電平，進而提供 要傳輸?shù)妮敵鲂盘柾话l(fā)；以及在每一信號突發(fā)前的時間間隔期間，設(shè)置功率 控制信號的新功率值。另一方面，本發(fā)明進一步提供一種用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的裝置。此裝置包括信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生一連串的信號突發(fā)， 一連審的信號突
發(fā)之間具有時間間隔；放大器，用于響應(yīng)于功率控制信號，分別控制每一信 號突發(fā)的功率電平，進而提供要傳輸?shù)妮敵鲂盘柾话l(fā)；以及功率控制電路， 用于響應(yīng)對應(yīng)于每一信號突發(fā)的功率值與時間信息產(chǎn)生功率控制信號，并在 每一信號突發(fā)前的時間間隔期間，設(shè)置功率控制信號的新功率值。本發(fā)明所提供的方法及裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比較，其有益效果包括通過 控制功率控制信號，使其不發(fā)生突變，從而限制了亂真信號(spurious signal) 的產(chǎn)生，并且通過維持固定的功率控制信號，限制了信號失真。


圖1顯示時分同步碼分多址存取發(fā)射機的簡化方框圖。 圖2顯示時分同步碼分多址存取的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的功率控制裝置的簡化方框圖。 圖4顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的上行鏈路傳輸功率控制的時序圖。 圖5顯示時分同步碼分多址存取發(fā)射機的一部分的簡化方框圖，用于說 明傳輸功率控制的可能位置。圖6顯示現(xiàn)有的傳輸功率控制時序圖。
具體實施方式
在本說明書以及權(quán)利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定的元件，本領(lǐng) 域的技術(shù)人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件， 本說明書及權(quán)利要求并不以名稱的差異作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在 功能上的差異作為區(qū)分的準則，在通篇說明書及權(quán)利要求書當中所提及的"包 含/包括"是開放式的用語，故應(yīng)解釋成"包含/包括有但不限定于"。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例， 并配合附圖作詳細說明。閱讀了下文對于附圖所示實施例的詳細描述之后， 本發(fā)明對所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將顯而易見。圖1顯示時分同步碼分多址存取(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access, TDSCDMA)無線裝置的上行鏈路發(fā)射機30的簡化 方框圖。數(shù)字基帶(digital baseband, DBB)電路40用于產(chǎn)生數(shù)字上行鏈路 信號402，并傳輸至基站。數(shù)字基帶電路40可包括控制處理器，如可編程 數(shù)字信號處理器(DSP)。數(shù)字信號處理器可包括核心處理器、內(nèi)存、直接 存儲器存取(DMA)控制器以及各種接口電路。數(shù)字基帶電路40也可包括一 個或多個協(xié)處理器(coprocessor)。如下所述，數(shù)字基帶電路40產(chǎn)生以信號突 發(fā)形式傳輸?shù)臄?shù)字上行鏈路信號402。將數(shù)字上行鏈路信號402提供給模擬基 帶(analog baseband, ABB)電路44，用于在模擬域處理數(shù)字上行鏈路信號 402，產(chǎn)生模擬上行鏈路信號404并將其提供至無線電50。無線電50則通過 天線52傳輸模擬上行鏈路信號404。圖2顯示時分同步碼分多址存取的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖。數(shù)據(jù)是以一連串具 有10微秒周期的無線電幀(mdio frame) 60、 62的方式傳輸，將每一無線電 幀劃分為具有5微秒周期的子幀(subframe) 64與66。每一子幀由七個具有 0.675微秒周期的時隙(time slot, TS) 70、 72等組成，而時隙70與72之間 具有特定時間間隔80。每一時隙包括四個部分具有144個芯片周期(chip duration)的訓練序列(midamble);位于訓練序列前后且具有352個芯片周期 的兩個數(shù)據(jù)字段(data field);以及具有16個芯片周期的保護間隔。訓練序列 包括已知數(shù)據(jù)，接收端用訓練序列來執(zhí)行信道估計。根據(jù)每一方向的流量(tmffic)，每一子幀的七個時隙可劃分為上行鏈路與 下行鏈路流量。根據(jù)時分同步碼分多址存取的協(xié)議，第一時隙TS0永遠為下 行鏈路時隙，第二時隙TS1永遠為上行鏈路時隙，然后其余五個時隙TS2到 TS6可作為上行鏈路或下行鏈路使用，但有限制條件，即上行鏈路與下行鏈 路時隙之間，子幀不能夠包括超過兩個的轉(zhuǎn)換(transitkm)。第一轉(zhuǎn)換在特定 時間間隔80進行。圖3顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的功率控制裝置的簡化方框圖。信號產(chǎn)生單 元100產(chǎn)生上行鏈路信號132,并傳輸至基站。如上所述，上行鏈路{|"號132 包括一連串的信號突發(fā)，如圖2所示，可以是時分同步碼分多址存取子幀的 時隙。然而，在本發(fā)明的范疇內(nèi)，可使用其它通信協(xié)議。如上所述，信號產(chǎn) 生單元100可實施于圖1所示的數(shù)字基帶電路40、模擬基帶電路44或兩者內(nèi)。 放大器110處理信號突發(fā)后，提供控制輸出134。放大器110可包含于圖1所 示的模擬基帶電路44或無線電50內(nèi)。將控制輸出134提供至天線52用于傳 輸，或在傳輸前接受進一步的處理。功率控制電路120提供功率控制信號136至放大器110。功率控制信號 136取決于從信號產(chǎn)生單元100所接收的功率值138與時間信息140。功率控 制信號136可為放大器110的增益控制信號。功率控制電路120可包含于圖1 所示的數(shù)字基帶電路40或模擬基帶電路44內(nèi)。功率控制信號136的振幅取 決于接收自信號產(chǎn)生單元100的功率值138，以及功率控制信號136的時間取 決于接收自信號產(chǎn)生單元100的時間信息140。以下配合圖4詳細說明功率控 制信號136。圖4顯示時分同步碼分多址存取子幀的多個連續(xù)的上行鏈路時隙TS1、 TS2與TS3。上行鏈路信號200包括位于時隙TS1期間的信號突發(fā)202、位 于下一時隙TS2期間的信號突發(fā)204以及位于下一時隙TS3期間的信號突發(fā) 206。每一信號突發(fā)包括用于傳輸?shù)男畔ⅲ鐢?shù)據(jù)或聲音信號。信號突發(fā)202、 204與206可由圖3所示的信號產(chǎn)生單元100產(chǎn)生。信號突發(fā)202包括斜率 向上(ramp-up)部分202a與斜率向下(ramp-down)部分202b，而信號突發(fā) 204包括斜率向上部分204a與斜率向下部分204b。斜率向上部分202a與 204a以及斜率向下部分202b與204b是時分同步碼分多址存取信號產(chǎn)生的特 性。信號突發(fā)產(chǎn)生時，在連續(xù)信號突發(fā)之間隨之產(chǎn)生時間間隔。因此，時間 間隔210位于信號突發(fā)202之前，時間間隔212位于信號突發(fā)204之前，而 時間間隔214位于信號突發(fā)206之前。在時間間隔210與212期間，沒有信
號產(chǎn)生或傳輸。時間間隔210、 212與214位于時分同步碼分多址存取子幀的 時隙之間的邊界上，而且僅具有幾個芯片周期的時間。如圖4所示的功率控制信號240，用于控制上行鏈路信號的功率電平。功 率控制信號240包括位于時隙TS1的信號段(segment) 242、位于時隙TS2 的信號段244及位于時隙TS3的信號段246。如圖所示，信號段242具有對 應(yīng)第一功率電平的功率值A(chǔ)l，信號段244具有對應(yīng)第二功率電平的功率值 A2,而信號段246具有對應(yīng)第三功率電平的功率值A(chǔ)3。因此，在子幀中，每 一信號突發(fā)的功率電平分別由此功率控制信號240控制。如圖4所示，在信 號突發(fā)202前的時間間隔210期間，在功率控制信號240中，設(shè)置具有功率 值A(chǔ)1的信號段242;在信號突發(fā)204前的時間間隔212期間，在功率控制信 號240中，設(shè)置具有功率值A(chǔ)2的信號段244;且在信號突發(fā)206前的時間間 隔214期間，在功率控制信號240中，設(shè)置具有功率值A(chǔ)3的信號段246。特 別是當傳輸功率為零或接近零時，在子幀的時隙之間的轉(zhuǎn)換期間，設(shè)置功率 控制信號240的新功率值。但本發(fā)明并不限定于此，新功率值也可以在時分 同步碼分多址存取幀的多個子幀之間或多個時分同步碼分多址存取幀之間設(shè) 置。在一些實施例中，當傳輸功率至少低于標稱功率20dB時，則設(shè)置功率控 制信號。操作時，新功率值可不同于前一時隙的功率值，或者可以與前一時 隙的功率值相同。再者，在下行鏈路時隙時，功率控制信號可以具有零功率 值，或者為"忽略"(don'tcare)情形。功率控制信號240由圖3所示的功率控制電路120產(chǎn)生，且對應(yīng)于信號 產(chǎn)生單元100所提供的功率值138與時間信息140。特別地，信號產(chǎn)生單元 IOO分別指定(specify)信號段242、 244與246的功率值為Al 、 A2與A3。 當設(shè)置功率控制信號240的新功率值時，信號產(chǎn)生單元100所提供的時間信 息140定義信號突發(fā)之間的時間間隔。如圖所示，在時隙TS1、 TS2與TS3 期間，功率控制信號240的信號段242、 244與246各自為常數(shù)，且功率控制 信號沒有傾斜。
如圖4所示，其中所顯示的控制輸出260由圖3所示的放大器U0產(chǎn)生。 控制輸出260包括位于時隙TS1的輸出信號突發(fā)262、位于時隙TS2的輸 出信號突發(fā)264以及位于時隙TS3的輸出信號突發(fā)266。輸出信號突發(fā)262 具有對應(yīng)功率值A(chǔ)1的功率電平P1、輸出信號突發(fā)264具有對應(yīng)功率值A(chǔ)2的 功率電平P2以及輸出信號突發(fā)266具有對應(yīng)功率值A(chǔ)3的功率電平P3。進一 步，如圖4所示，輸出信號突發(fā)262包括斜率向上部分262a與斜率向下部 分262b，輸出信號突發(fā)264包括斜率向上部分264a與斜率向下部分264b。 既然功率控制信號240沒有傾斜，輸出信號突發(fā)的斜率向上與斜率向下部分， 分別對應(yīng)于信號突發(fā)202與204的斜率向上與斜率向下部分。因為控制輸出 260包括斜率向上與斜率向下部分，功率電平不會突然改變，將限制亂真信號 (spurious signal)的產(chǎn)生。除此之外，在每一時隙期間，由于維持了固定的 功率控制信號，從而限制了信號的失真。在圖3的實施例中，以增益控制信號形式，通過將功率控制信號提供至 放大器，分別控制上行鏈路信號的每一信號突發(fā)的功率電平。在其它實施例 中，可控制上行鏈路發(fā)射機在其它點的功率電平。圖5顯示上行鏈路發(fā)射機 30的示意圖。上行鏈路比特速率處理器與芯片速率處理器310，通過數(shù)字基 帶低通濾波器312與模擬基帶低通濾波器314，將信號突發(fā)提供至數(shù)模轉(zhuǎn)換器 320。數(shù)模轉(zhuǎn)換器320將數(shù)字上行鏈路信號轉(zhuǎn)換為模擬波形，因而數(shù)模轉(zhuǎn)換器 320是作為數(shù)字域與模擬域之間的接口 。數(shù)模轉(zhuǎn)換器320的輸出通過模擬基帶 低通濾波器322與射頻低通濾波器324加以傳輸。圖中顯示控制傳輸信號突 發(fā)的功率電平的不同位置，且包括模擬域波形電平334、數(shù)字域波形電平 332與數(shù)字域芯片速率電平330。在每一情況下，當傳輸功率為零或接近零時， 在每一信號突發(fā)前的時間間隔期間，設(shè)置功率控制信號的新功率值。上述實施例中，設(shè)置功率控制信號的新功率值，并不需傾斜功率控制信 號。在其它實施例中，功率控制信號可以傾斜。然而，在每一狀況下，當傳 輸功率為零或接近零時，在每一信號突發(fā)前的時間間隔期間，設(shè)置功率控制
信號的新功率值。上述實施例中，分別控制上行鏈路信號中每一信號突發(fā)的功率電平。然 而，本發(fā)明并非局限于上行鏈路信號。在其它實施例中，由基站傳輸至無線 裝置的下行鏈路信號中，也可以分別控制每一信號突發(fā)的功率電平。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可輕易完成的均等改變或潤飾均屬于本發(fā)明所 主張的范圍，本發(fā)明的權(quán)利范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所限定的范圍為準。
權(quán)利要求
1. 一種用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的方法，其特征在于，所述用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的方法包括產(chǎn)生被當成一連串的多個信號突發(fā)而傳輸?shù)男畔?，一連串的所述多個信號突發(fā)之間具有時間間隔；用功率控制信號分別控制每一所述多個信號突發(fā)的功率電平，用于提供要傳輸?shù)亩鄠€輸出信號突發(fā)；以及在每一所述多個信號突發(fā)之前的所述時間間隔期間，設(shè)置所述功率控制信號的新功率值。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的方法，其特征在于， 當所述傳輸功率為零或接近零時，設(shè)置所述功率控制信號的所述新功率值。
3. 如權(quán)利要求1所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的方法，其特征在于， 所述無線系統(tǒng)包括時分同步碼分多址存取無線系統(tǒng)。
4. 如權(quán)利要求3所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的方法，其特征在于， 所述多個信號突發(fā)包括由移動無線站傳輸至基站的多個上行鏈路信號突發(fā)。
5. 如權(quán)利要求1所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的方法，其特征在于， 控制每一所述多個信號突發(fā)的所述功率電平的步驟包括將增益控制信號提供至用于放大所述多個信號突發(fā)的功率放大器。
6. 如權(quán)利要求1所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的方法，其特征在于， 產(chǎn)生所述信息的步驟進一步包括-提供對應(yīng)于每一所述多個信號突發(fā)的功率值，以及其中，所述功率控制 信號用于響應(yīng)所述功率值。
7. 如權(quán)利要求6所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的方法，其特征在于， 產(chǎn)生所述信息的步驟進一步包括提供對應(yīng)于每一所述多個信號突發(fā)的時間信息，以及其中，所述功率控 制信號用于響應(yīng)所述時間信息。
8. 如權(quán)利要求1所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的方法，其特征在于，控制每一所述多個信號突發(fā)的所述功率電平的步驟包括 控制所述無線系統(tǒng)的模擬域的所述功率電平。
9. 如權(quán)利要求1所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的方法，其特征在于， 控制每一所述多個信號突發(fā)的所述功率電平的步驟包括控制所述無線系統(tǒng)的數(shù)字域的所述功率電平。
10. 如權(quán)利要求1所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的方法，其特征在于， 在時分同步碼分多址存取子幀的多個時隙之間的所述時間間隔期間，設(shè)置所 述功率控制信號的所述新功率值。
11.如權(quán)利要求1所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的方法，其特征在于， 在時分同步碼分多址存取幀的多個子幀之間，設(shè)置所述功率控制信號的所述 新功率值。
12. 如權(quán)利要求1所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的方法，其特征在于， 在多個時分同步碼分多址存取幀之間，設(shè)置所述功率控制信號的所述新功率 值。
13. 如權(quán)利要求1所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的方法，其特征在于，每一所述多個信號突發(fā)的所述功率電平受不傾斜的所述功率控制信號所控 制。
14. 如權(quán)利要求1所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的方法，其特征在于， 當所述傳輸功率低于標稱功率至少20dB時，設(shè)置所述功率控制信號。
15. 如權(quán)利要求1所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的方法，其特征在于， 設(shè)置所述功率控制信號的所述新功率值的步驟包括在每一所述多個信號突發(fā)之前的所述時間間隔期間，將所述功率控制信 號由第一功率值改變至第二功率值。
16. 如權(quán)利要求1所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的方法，其特征在于， 所述功率控制信號的所述新功率值不同于所述功率控制信號的前一個功率值。
17. 如權(quán)利要求1所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的方法，其特征在于， 所述功率控制信號的所述新功率值與所述功率控制信號的前一個功率值相同。
18. —種用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的裝置，其特征在于，所述用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的裝置包括信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生一連串的多個信號突發(fā)，一連串的所述多個信號突 發(fā)之間具有時間間隔；放大器，用于響應(yīng)于功率控制信號，分別控制每一所述多個信號突發(fā)的功 率電平，并提供要傳輸?shù)亩鄠€輸出信號突發(fā)；以及功率控制電路，用于響應(yīng)對應(yīng)于每一所述多個信號突發(fā)的功率值與時間信 息，產(chǎn)生所述功率控制信號，并在每一所述多個信號突發(fā)之前的所述時間間隔 期間，設(shè)置所述功率控制信號的新功率值。
19. 如權(quán)利要求18所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的裝置，其特征在于， 當所述傳輸功率為零或接近零時，所述功率控制電路設(shè)置所述功率控制信號的 所述新功率值。
20. 如權(quán)利要求18所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的裝置，其特征在于， 所述無線系統(tǒng)包括時分同步碼分多址存取無線系統(tǒng)。
21. 如權(quán)利要求20所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的裝置，其特征在于， 所述信號產(chǎn)生單元用于產(chǎn)生多個上行鏈路信號突發(fā)，以由移動無線站傳輸至基 站。
22. 如權(quán)利要求18所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的裝置，其特征在于， 所述放大器包括功率放大器，以及所述功率控制信號包括增益控制信號。
23. 如權(quán)利要求18所述的用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的裝置，其特征在于， 所述信號產(chǎn)生單元將對應(yīng)于每一所述多個信號突發(fā)的所述功率值與所述時間 信息提供至所述功率控制電路。
全文摘要
本發(fā)明提供用于控制無線系統(tǒng)傳輸功率的裝置與方法。此方法包括產(chǎn)生被當成一連串的信號突發(fā)而傳輸?shù)男畔ⅲ贿B串的信號突發(fā)之間具有時間間隔；使用功率控制信號，分別控制每一信號突發(fā)的功率電平，用于提供要傳輸?shù)妮敵鲂盘柾话l(fā)；以及，在每一信號突發(fā)之前的時間間隔期間，設(shè)置功率控制信號的新功率值。本發(fā)明所提供的方法及裝置，通過控制功率控制信號，使其不發(fā)生突變，從而限制了亂幀信號的產(chǎn)生，并且通過維持固定的功率控制信號，限制了信號失真。
文檔編號H04B7/005GK101399581SQ20081021041
公開日2009年4月1日 申請日期2008年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月26日
發(fā)明者嚴愛國, 強納森·理查·史崔基, 柏納得·馬克·坦博克, 迪帕克·馬修, 梁 馬 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司