[发明专利]移动无线电通信系统通信终端的数字自动增益控制方法和装置

说明书

本发明涉及扩频无线电通信系统，更准确地说，涉及用于使用分时双工(TDD)传输的通信终端自动增益控制方法和装置。

在使用分时双工(TDD)传输的普通的移动无线电通信系统中，移动电台自动地控制通信终端的发送器/接收器的增益，以防止因与其它移动电台的相互干扰造成的性能恶化。分时双工传输指的是周期性(例如1毫秒)地把通道转换到发送方式和接收方式的双向传输。移动电台根据移动电台发送功率控制指令来控制发送器上的发送功率放大器的增益，以便在发送方式期间保持适当的发送功率，此指令包括在所接收的来自基地台的帧中。此外，移动电台在接收方式期间适当地控制接收放大器的增益，以便根据离基地台的距离补偿接收功率的衰减。

通常，发送功率放大器和接收放大器的增益用模拟自动增益控制方法来控制，在这方法中，增益是根据所接收的信号的强度来控制的。这样的现有技术方法在美国专利5,257,238有充分的公开，所述专利发布于1993年10月26日，Gillhousen等人申请，题目为“SPREADSPECTRUM TRANSMITTER POWER CONTROL METHOD ANDSYSTEM”。

图1是用于移动无线电通信系统的普通模拟自动增益控制系统的方框图。如图所说明的那样，从天线接收到的信号通过下行(down)转换器2和带通滤波器(BPF)4被传送到中频放大器(IFAMP)6。中频放大器6的输出通过模/数转换(A/D)器8送到基带处理器10，还送到自动增益控制(AGC)探测器12。自动增益控制探测器12有双重功能。第一个功能是，在接收方式的情况下，自动增益控制探测器12产生控制电压，用于控制中频放大器6的增益，以维持接收信号有恒定电平。第二个功能是，在发送方式的情况下，自动增益控制探测器12的输出被用来与控制处理器18产生的参考功率电平值比较，以便根据发自基地台的发送信号所设的值来控制发送功率。比较器14将自动增益控制探测器12的输出与源于控制处理器18经数/模转换(D/A)器20而收到的参考功率电平值进行比较。比较器14的输出被送到非线性滤波器16，这种滤波器对于比较器14的输出变化有非线性输出特性。非线性滤波器16的输出特性把发送功率控制电压的增加率设为小于其减少率，以便防止发送功率迅速增加引起的系统性能恶化。同时，在移动电台处在发送方式的情况下，中频放大器根据源于控制处理器18经数/模转换(D/A)器22的控制信号，来控制发送调制器(图中没表示)所产生的信号。数/模转换器22产生控制信号以控制中频放大器24的增益。来自中频放大器24的输出信号被送到中频放大器26。因为中频放大器26的增益受非线性滤波器16的输出控制，中频放大器26的发送信号输出就自动地得到控制。

上面的描述指出现有技术的模拟增益控制系统包括自动增益控制探测器12，用于探测所接收的信号强度。可是，在宽的接收功率电平变化范围内很难构成自动增益控制探测器12。此外，还要有附加的装置把自动增益控制探测器12的输出电平转变为控制中频放大器6的增益的适当的控制电压范围。此外，现有技术的模拟自动增益控制系统需要比较器14来比较来自控制处理器18的控制信号输出与自动增益控制探测器12的输出值，以便控制发送和接收方式期间的发送功率。可是，由于由模拟元件组成，比较器14对噪声敏感，从而响应时间可能受限制。因此，不容易严格地控制比较器14的输出。并且，现有技术的模拟自动增益控制系统需要数/模转换器20把来自控制处理器18的数字信号输出转换为模拟量，来提供比较器14的模拟值。可是，数/模转换器20的低转换速度变成自动增益控制系统响应时间延迟的主要原因。特别是，在移动电台接收的信号是突发性的信号的情况下，难以控制增益以在一个数据帧期间保持恒定的接收信号电平。此外，很难根据其特性来实现非线性滤波器16。为了使非线性滤波器16控制中频放大器26的增益，需要一个附加的电路，即电平转换器，它用于把非线性滤波器16的输出电平转换到中频放大器26的增益变量控制电压范围。可是，虽然电平转换器是额外使用的，依然不容易根据其非线性输出特性来构成非线性滤波器16。应所述指出，上述所有的问题主要是由于现有技术系统采用了模拟自动增益控制方法而引起的。

因此，本发明的一个目的是提供一种数字自动增益控制方法和装置，用于控制移动无线电通信系统的通信终端的增益。

本发明的另一个目的是提供一种方法，以便容易地实现数字自动增益控制装置，来控制移动无线电通信系统的通信终端的发送/接收增益。