專利名稱：具有智能天線的移動(dòng)終端及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動(dòng)終端中的接收裝置及其接收方法，尤其涉及一種具有智能天線的移動(dòng)終端中的接收裝置及其接收方法。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)用戶數(shù)量的增加，在增大話務(wù)容量的前提下仍然保持較高的通話質(zhì)量已經(jīng)成為人們對(duì)現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)的一種需求。智能天線技術(shù)正是在這樣的關(guān)注中，成為現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)中的引領(lǐng)。
智能天線技術(shù)，也叫陣列天線技術(shù)，通常采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的單天線陣元組成天線陣，針對(duì)每個(gè)陣元接收到的信號(hào)，通過采用適當(dāng)?shù)臋?quán)值進(jìn)行加權(quán)，來調(diào)整接收信號(hào)的相位和幅度，從而使得接收信號(hào)在經(jīng)過加權(quán)求和后，需要的信號(hào)得到加強(qiáng)，干擾的信號(hào)得到削弱。加權(quán)的實(shí)質(zhì)是一種空間濾波。
研究表明，采用智能天線技術(shù)，可以有效地提高信號(hào)的信噪比，從而使得通信過程中的通話質(zhì)量得到顯著提高。然而，現(xiàn)有通信系統(tǒng)的移動(dòng)終端，普遍采用的是針對(duì)單天線系統(tǒng)的處理模塊，如果將智能天線技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)有的移動(dòng)終端上，那么處理模塊中的硬件和軟件部分均需要重新設(shè)計(jì)，這將是非常昂貴的。如何在現(xiàn)有移動(dòng)終端的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，有效地利用單天線系統(tǒng)的處理模塊中的硬件和軟件資源，成為智能天線應(yīng)用于移動(dòng)終端的一個(gè)關(guān)鍵問題。
下面，以采用TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)終端為例，說明現(xiàn)有移動(dòng)終端中的單天線系統(tǒng)的組成以及將智能天線應(yīng)用到該單天線系統(tǒng)時(shí)面臨的問題。


圖1是構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的單天線移動(dòng)電話的方框圖，其中包括天線100、RF(射頻)模塊101、ADC/DAC模塊102(ADC/DAC模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器/數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器)、基帶物理層處理模塊103、基帶控制模塊104和基帶高層處理模塊105；其中的基帶物理層處理模塊103可以由Rake接收機(jī)、擴(kuò)頻/解擴(kuò)模塊、調(diào)制/解調(diào)模塊和Viterbi/Turbo編碼/解碼模塊(Viterbi/Turbo維特比解碼器/并行級(jí)聯(lián)卷積碼編碼器/解碼器)組成；而基帶高層處理模塊105可以由源編碼/解碼器組成。
在下行鏈路中，首先在RF模塊101中，將天線100接收的無線信號(hào)進(jìn)行放大和下變頻，轉(zhuǎn)換成中頻信號(hào)或模擬基帶信號(hào)；然后，經(jīng)過ADC/DAC模塊102中的抽樣和量化，該中頻信號(hào)或模擬基帶信號(hào)被轉(zhuǎn)換成數(shù)字基帶信號(hào)而輸入到基帶物理層處理模塊103；在基帶物理層處理模塊103中，根據(jù)來自基帶控制模塊104的控制信號(hào)，先后經(jīng)過Rake接收、解擴(kuò)、解調(diào)、去交織、聯(lián)合檢測(JD)、Viterbi/Turbo譯碼等操作而得到的信號(hào)被提供給基帶高層處理模塊105；在基帶高層處理模塊105中，對(duì)經(jīng)過基帶物理層處理模塊103處理后的數(shù)據(jù)再進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層或更高層的處理，包括高層信令處理、系統(tǒng)控制及源編碼/解碼等。
目前，上述單天線的移動(dòng)電話技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。包括Philips在內(nèi)的許多制造商都開發(fā)了成熟的芯片組方案。其中，上述的基帶物理層處理模塊103的功能通常是由專用集成電路(ASIC)構(gòu)成的基帶調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)的。
但是，如果在現(xiàn)有的移動(dòng)電話中引入智能天線技術(shù)，將完全改變整個(gè)基帶物理層處理模塊的設(shè)置，其硬件和相應(yīng)的軟件，如標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的Rake接收機(jī)和解擴(kuò)等功能都很難被利用。
為了利用標(biāo)準(zhǔn)基帶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，Innovics公司(美國加利福尼亞州洛杉磯市的一家電子設(shè)備公司)提供了一種圖2所示的引入智能天線的移動(dòng)電話裝置。
如圖2所示，SA模塊206由天線合并器208和合并控制模塊207構(gòu)成，其中合并控制模塊207，根據(jù)Rake接收機(jī)&解擴(kuò)模塊209和Viterbi/Turbo譯碼器模塊210輸出的反饋信號(hào)，調(diào)節(jié)天線合并器208的兩組權(quán)值；而天線合并器208，根據(jù)合并控制模塊207提供的控制信號(hào)，通過分別乘以一組權(quán)值來合并兩個(gè)通道的輸入信號(hào)。
在該方案中，智能天線模塊(SA模塊206)是與Rake接收機(jī)分開設(shè)置的，即空間分集和時(shí)間分集是分別實(shí)現(xiàn)的，因此標(biāo)準(zhǔn)的基帶處理系統(tǒng)軟件可以被重復(fù)利用。但是由于SA模塊206中的合并控制器207需要來自Rake接收機(jī)&解擴(kuò)模塊209和Viterbi/Turbo譯碼器模塊210的動(dòng)態(tài)反饋信號(hào)來控制調(diào)節(jié)天線合并器208的操作，而合并控制器207與Rake接收機(jī)&解擴(kuò)模塊209和Viterbi/Turbo譯碼器模塊210之間的接口與標(biāo)準(zhǔn)的基帶物理層處理模塊不兼容，所以標(biāo)準(zhǔn)方案中的硬件(如基帶物理層處理模塊103等)不能被重復(fù)利用。
因此，如果采用上述Innovics公司的設(shè)計(jì)方案，必須改變標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，即重新設(shè)計(jì)基帶物理層處理模塊103，以支持所述SA模塊206，這將是非常困難的。
綜上所述，在重復(fù)利用現(xiàn)有移動(dòng)終端的設(shè)計(jì)方面，已有技術(shù)僅實(shí)現(xiàn)了重復(fù)利用其軟件的設(shè)計(jì)，而未能實(shí)現(xiàn)其軟件和硬件設(shè)計(jì)被同時(shí)重復(fù)利用，因此，如何在現(xiàn)有移動(dòng)終端的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，有效地利用單天線系統(tǒng)的處理模塊中的硬件和軟件資源，仍是智能天線應(yīng)用于移動(dòng)終端的一個(gè)尚待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有智能天線的移動(dòng)終端中的接收裝置及接收方法，該智能天線接收裝置能夠重復(fù)地利用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)基帶處理模塊的軟件和硬件設(shè)計(jì)，而不對(duì)其進(jìn)行重大的改動(dòng)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)的具有智能天線的移動(dòng)終端中的接收裝置及接收方法，采用該智能天線接收方法，可以有效地解決在智能天線接收裝置中執(zhí)行SA模塊的操作與重復(fù)利用基帶處理模塊功能之間的沖突。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)的具有智能天線的移動(dòng)終端中的接收裝置及其接收方法，使用該接收裝置和接收方法，可以顯著縮短輸入數(shù)據(jù)同步的時(shí)間，從而使通信系統(tǒng)的性能得到極大提高。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明所提供的一種具有智能天線的移動(dòng)終端，包括多組射頻信號(hào)處理模塊，用于將所接收的多路射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為多路基帶信號(hào)；一個(gè)智能天線處理模塊，用于根據(jù)在該智能天線處理模塊啟動(dòng)時(shí)一次性收到的控制信息，對(duì)所述多組射頻信號(hào)處理模塊輸出的多路基帶信號(hào)進(jìn)行智能天線基帶處理，以將所述多路基帶信號(hào)合并為單路基帶信號(hào)；一個(gè)基帶處理模塊，用于根據(jù)來自該智能天線處理的數(shù)據(jù)，向所述智能天線處理模塊提供所述控制信息，并對(duì)所述智能天線處理模塊輸出的單路基帶信號(hào)進(jìn)行基帶處理。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，按照本發(fā)明提供的一種用于具有智能天線的移動(dòng)終端中的方法，包括步驟接收多路射頻信號(hào)，并將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為多路基帶信號(hào)；根據(jù)多路基帶信號(hào)中的一路基帶信號(hào)，生成控制信息；啟動(dòng)智能天線基帶處理的操作，并根據(jù)一次性收到的控制信息，將所述多路基帶信號(hào)合并為單路基帶信號(hào)；對(duì)所述單路基帶信號(hào)進(jìn)行基帶處理。
附圖簡述以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的描述，其中圖1是采用TD-SCDMA系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)單天線移動(dòng)電話的方框圖；圖2是現(xiàn)有的植入智能天線的移動(dòng)電話的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明的具有智能天線的移動(dòng)終端中的接收裝置的方框圖；圖4是在采用TD-SCDMA的系統(tǒng)中，本發(fā)明的具有智能天線的移動(dòng)終端中的接收裝置中的SA模塊的結(jié)構(gòu)圖；圖5-1是在采用TD-SCDMA的系統(tǒng)中，傳輸信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)圖；圖5-2是在采用TD-SCDMA的系統(tǒng)中，下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙的結(jié)構(gòu)圖；圖5-3是在采用TD-SCDMA的系統(tǒng)中，上行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙的結(jié)構(gòu)圖；圖5-4是在采用TD-SCDMA的系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)時(shí)隙的突發(fā)結(jié)構(gòu)圖；圖6是在采用TD-SCDMA的系統(tǒng)中，正在處理的兩個(gè)連續(xù)子幀的示意圖；圖7是圖4中的SA模塊的一個(gè)實(shí)例的結(jié)構(gòu)圖；圖8是禁止圖7所示的SA模塊執(zhí)行智能接收功能時(shí)的示意圖；圖9是啟動(dòng)圖7所示的SA模塊執(zhí)行智能接收功能時(shí)的示意圖；圖10是在采用TD-SCDMA的系統(tǒng)中，初始化SA模塊的時(shí)序圖。
發(fā)明詳述下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖3是本發(fā)明的具有智能天線的移動(dòng)終端中的接收裝置的方框圖。如圖中所示，該裝置包括由兩根天線300、兩個(gè)RF(射頻)模塊301、兩個(gè)ADC/DAC模塊302組成的兩組射頻信號(hào)處理模塊，一個(gè)SA模塊306，以及由一個(gè)基帶物理層處理模塊303、一個(gè)基帶控制模塊304和一個(gè)基帶高層處理模塊305組成的一個(gè)基帶處理模塊，具體地兩根天線300，用于接收射頻信號(hào)；分別與這兩根天線連接的RF(射頻)模塊301，用于將接收到的射頻信號(hào)放大和下變頻，轉(zhuǎn)換成中頻信號(hào)或模擬基帶信號(hào)；分別與RF模塊301的輸出端連接的ADC/DAC模塊302，用于在對(duì)下行鏈路數(shù)據(jù)處理時(shí)，將來自RF射頻模塊301的中頻信號(hào)或模擬基帶信號(hào)抽樣和量化，以轉(zhuǎn)換成數(shù)字基帶信號(hào)；與各ADC/DAC模塊302的輸出端都連接的一個(gè)SA模塊(智能天線模塊)306，用于將各路數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行智能天線基帶處理；一個(gè)基帶物理層處理模塊303，用于對(duì)經(jīng)過SA模塊處理的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行基帶信號(hào)處理，其中可以包括Rake接收、解擴(kuò)、解調(diào)、去交織、聯(lián)合檢測(JD)、Viterbi/Turbo譯碼等；一個(gè)基帶高層處理模塊305，用于將基帶物理層處理模塊303處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層或者更高層的處理，其中可以包括高層信令處理、源編解碼等；一個(gè)基帶控制模塊304，其與基帶物理層處理模塊303連接，并通過一條數(shù)據(jù)總線控制SA模塊306、基帶物理層處理模塊303和基帶高層處理模塊305的操作。
從圖3中可以看到，SA模塊306是一個(gè)獨(dú)立的模塊，該模塊不需要來自基帶物理層處理模塊303的動(dòng)態(tài)反饋信號(hào)，而是根據(jù)通過數(shù)據(jù)總線傳遞的在SA模塊啟動(dòng)時(shí)一次性提供的SA控制命令，實(shí)現(xiàn)智能天線的基帶處理操作。其中，經(jīng)由數(shù)據(jù)總線傳送給SA模塊306的SA控制命令，可以但不限于包括啟動(dòng)信號(hào)、算法選擇信號(hào)、下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙數(shù)據(jù)(DwPTS)和訓(xùn)練序列數(shù)據(jù)(Midamble)等，并且SA控制命令可以經(jīng)由數(shù)據(jù)總線傳送給SA模塊306，也可以通過其他接口傳送給SA模塊306。
若是在采用TD-SCDMA的系統(tǒng)中，在圖3所示的智能天線接收裝置工作的過程中，如果要使SA模塊306可以重復(fù)利用基帶物理層處理模塊303的同步功能，就必須要在SA模塊初始化時(shí)得到基帶物理層處理模塊303的同步信息。
下面將結(jié)合圖4詳細(xì)描述在采用TD-SCDMA的系統(tǒng)中，SA模塊先獲取該同步信息而后開始正常的智能天線基帶處理的操作過程。
如圖4所示，該SA模塊306包括兩個(gè)緩存器308，其輸入端分別與ADC/DAC模塊302的輸出端相連接，在處理下行鏈路數(shù)據(jù)時(shí)，用于緩存經(jīng)ADC得到的數(shù)字基帶信號(hào)；兩個(gè)權(quán)值調(diào)節(jié)模塊309、309’，其根據(jù)各自接收到的權(quán)值信息，對(duì)從兩個(gè)緩存器308輸出的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行加權(quán)；一個(gè)合并器，如加法器310，用于將兩個(gè)權(quán)值調(diào)節(jié)模塊309、309’輸出的加權(quán)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，并將合并后的數(shù)據(jù)輸出到基帶物理層處理模塊303中；一個(gè)控制器，如合并和同步控制器307，其接收上述ADC/DAC模塊302輸入到兩個(gè)緩存器308的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)來自數(shù)據(jù)總線的SA控制命令，采用一種簡便的子幀和時(shí)隙同步的方法，實(shí)現(xiàn)輸入該SA模塊306的數(shù)據(jù)流同步，同時(shí)控制權(quán)值調(diào)節(jié)模塊309、309’的權(quán)值。
具體操作過程如下首先使SA模塊306禁止進(jìn)行智能天線的基帶處理操作，此時(shí)的SA模塊可以接收單路射頻信號(hào)處理模塊所傳送來的信號(hào)，即對(duì)單路射頻信號(hào)處理模塊所傳送來的信號(hào)而言，該SA模塊306可以看作是一個(gè)通路，在移動(dòng)電話與基站之間建立連接后，基帶物理層處理模塊303，先獲得經(jīng)由單路射頻信號(hào)處理模塊輸入的信號(hào)中的下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙和用戶特定訓(xùn)練序列；然后上述基帶處理模塊將基帶物理層處理模塊303得到的下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙和用戶特定訓(xùn)練序列作為SA控制命令的一部分，經(jīng)由數(shù)據(jù)總線傳送到SA模塊306，并由SA控制命令中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)使SA模塊306啟動(dòng)；第三在由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的SA模塊306中，該合并和同步控制器307中的同步控制器，利用SA控制命令中的下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙，與輸入信號(hào)進(jìn)行匹配，以實(shí)現(xiàn)子幀的同步；第四在完成子幀同步后，該合并和同步控制器307中的同步控制器，利用SA控制命令中的用戶特定訓(xùn)練序列，與輸入信號(hào)進(jìn)行匹配，以使得基站所指定的下行鏈路的時(shí)隙同步；第五在實(shí)現(xiàn)下行鏈路的時(shí)隙同步后，可以確定所接收的時(shí)隙的訓(xùn)練序列的位置。根據(jù)從該接收的時(shí)隙中得到的訓(xùn)練序列和上述來自基帶物理層處理模塊303的SA控制命令中包含的用戶特定訓(xùn)練序列(作為參考信號(hào))，按照SA控制命令中指定的權(quán)值算法，該合并和同步控制器307中的合并控制器計(jì)算相應(yīng)的權(quán)值，并將計(jì)算出的權(quán)值分別提供給兩個(gè)權(quán)值調(diào)節(jié)模塊309、309’；第六在權(quán)值調(diào)節(jié)模塊309、309’中，由兩個(gè)緩存器308輸出的緩存數(shù)據(jù)分別乘以相應(yīng)的上述步驟五中得到的權(quán)值，并將加權(quán)后的數(shù)據(jù)輸入加法器310中；第七將在加法器310中合并后的數(shù)據(jù)傳送給后續(xù)的基帶物理層處理模塊303。
第八重復(fù)上述步驟三至步驟七，SA模塊便以這種流水線的方式對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行處理。
在上述操作過程中，有幾點(diǎn)需要特別說明的1、由于在上述步驟1中，SA模塊開始是被禁止工作的，只有在步驟2中當(dāng)SA模塊接到來自數(shù)據(jù)總線的SA控制命令時(shí)(該SA命令中包含有用于使輸入信號(hào)同步的同步信息下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙和用戶特定訓(xùn)練序列以及使SA模塊工作的啟動(dòng)信號(hào)和權(quán)值算法選擇信號(hào))，SA模塊才由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)而開始工作，即SA模塊是在其工作之前獲取的同步信息，因此SA模塊可以重復(fù)利用基帶物理層處理模塊303的同步功能，不會(huì)發(fā)生沖突。
2、在上述步驟3和步驟4中，該SA模塊采用了一種簡化的子幀同步和時(shí)隙同步的方法，之所以能夠采用這種簡便的同步方法，是由TD-SCDMA系統(tǒng)的傳輸信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)確定的，以下將結(jié)合附圖5-1、5-2、5-3和5-4詳細(xì)說明TD-SCDMA系統(tǒng)中傳輸信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)。
如圖5-1所示，TD-SCDAM系統(tǒng)中使用的幀從上到下由四層組成，分別是超幀(super-frame)、射頻幀(radio frame)、子幀(sub-frame)和時(shí)隙(time slot)。其中，每個(gè)超幀長度為720ms，包括72個(gè)射頻幀，每個(gè)射頻幀長度為10ms，該射頻幀又被分為2個(gè)子幀，每個(gè)子幀的長度為5ms，在該長度為10ms的射頻幀中，每個(gè)子幀的幀結(jié)構(gòu)是相同的。采用5ms的子幀結(jié)構(gòu)有利于快速功率控制、上行鏈路同步和波束成型。從圖5-1中還可以看到，每個(gè)子幀又包括7個(gè)話務(wù)時(shí)隙(traffic timeslot)和3個(gè)特定時(shí)隙(special timeslot)。圖5-1中的TS0-TS6為話務(wù)時(shí)隙，DwPTS(下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙)、UpPTS(上行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙)和GP(保護(hù)時(shí)段)為3個(gè)特定時(shí)隙。在圖5-2和圖5-3中進(jìn)一步描述了下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙(DwPTS)和上行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙(UpPTS)的結(jié)構(gòu)，其中圖5-2中的SYNC-DL字段和圖5-3中的SYNC-UL字段分別在幀同步中用于下行鏈路或上行鏈路導(dǎo)頻。在圖5-4中進(jìn)一步描述了一個(gè)業(yè)務(wù)時(shí)隙(T0-T6)的突發(fā)結(jié)構(gòu)，如圖中所示，訓(xùn)練序列(training sequence，即midamble)位于業(yè)務(wù)時(shí)隙的中間部位，其位置是固定的，訓(xùn)練序列的長度為144個(gè)碼片(chip)，對(duì)于不同的通信小區(qū)(cell)，該訓(xùn)練序列的代碼是不同(即使用不同的訓(xùn)練序列集)的，在TD-SCDMA中，該訓(xùn)練序列還用于智能天線算法。
如上結(jié)合附圖5-1至7-4的說明，由于在采用TD-SCDMA的系統(tǒng)中，每個(gè)射頻幀中的子幀的結(jié)構(gòu)是相同的，因此在步驟3中使用子幀同步法，就可以實(shí)現(xiàn)輸入的射頻信號(hào)的同步；又由于在采用TD-SCDMA的系統(tǒng)中，要使用輸入信號(hào)中的訓(xùn)練序列計(jì)算智能天線的接收權(quán)值，而輸入信號(hào)中的訓(xùn)練序列的位置是固定的，因此在步驟4中使用時(shí)隙同步法，可以進(jìn)一步得到輸入信號(hào)的訓(xùn)練序列，以計(jì)算智能天線的權(quán)值。
3、由于在上述步驟3和步驟4中，該SA模塊采用了這種簡化的子幀同步和時(shí)隙同步的方法，而該方法的輸入信息，即下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙和用戶特定訓(xùn)練序列，是SA模塊從基帶物理層處理模塊303獲得的，因此，不需要執(zhí)行下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙和用戶特定訓(xùn)練序列的搜索操作，使用反饋得到的該下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙和用戶特定訓(xùn)練序列與輸入信號(hào)進(jìn)行匹配，就可以實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的子幀和時(shí)隙同步。
采用本發(fā)明的這種結(jié)構(gòu)和同步方法的SA模塊，與基帶物理層處理模塊中執(zhí)行的整個(gè)同步過程相比，在進(jìn)行子幀同步的過程中最多可以節(jié)省31/32的時(shí)間，在進(jìn)行時(shí)隙同步的過程中最多可以節(jié)省15/16的時(shí)間。
4、如上所述，由于在TD-SCDMA系統(tǒng)中用作智能天線的訓(xùn)練序列在一個(gè)時(shí)隙的中間位置(如圖5-4所示)，因此，SA模塊306中采用了兩個(gè)緩存器308緩存接收的信號(hào)，即接收的信號(hào)先被緩存，直到當(dāng)前時(shí)隙的訓(xùn)練序列得到后，再進(jìn)行下一步的處理。
5、在上述子幀同步和時(shí)隙同步的過程中，由于接收輸入信號(hào)的2根智能天線之間的距離非常小，因此，2個(gè)通道中所接收的信號(hào)幾乎是同時(shí)到達(dá)的。假設(shè)2個(gè)通道在同一時(shí)刻是同步的，則上述子幀同步和時(shí)隙同步可以只在一個(gè)通道中執(zhí)行。
6、圖4所示的SA模塊的結(jié)構(gòu)同樣也適用于上行鏈路模式中。
按照本發(fā)明上述的智能天線接收裝置和接收方法，只需要在現(xiàn)有的單天線移動(dòng)電話中，插入SA模塊，在不對(duì)現(xiàn)有移動(dòng)電話的硬件和軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行很大改動(dòng)的條件下，就可以實(shí)現(xiàn)智能天線技術(shù)與移動(dòng)電話的結(jié)合。然而，SA模塊的植入，必將對(duì)已有的部件，如基帶物理層處理模塊303等，造成一些影響，尤其是SA模塊中緩存器308帶來的延時(shí)，這是本發(fā)明在實(shí)施過程中不得不考慮的一個(gè)問題。在本發(fā)明的設(shè)計(jì)過程中，在基帶物理層處理模塊303中設(shè)置了一些預(yù)先定義的參數(shù)以反映該緩存器所帶來的延時(shí)，這些延時(shí)主要會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)方面的問題(1)閉環(huán)控制，包括功率控制、自動(dòng)增益控制(AGC)、自動(dòng)頻率控制(AFC)等。
功率控制是基站與移動(dòng)電話之間的閉環(huán)控制，最高頻率為200Hz，即功率控制最多一個(gè)子幀執(zhí)行一次，處理功率控制的時(shí)間幾乎是一個(gè)子幀。如果由SA模塊306引起的處理延時(shí)為一個(gè)時(shí)隙(約1/7子幀)，則功率控制很難被影響。
AGC和AFC是移動(dòng)電話中的閉環(huán)控制。在TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)中，AGC和AFC的響應(yīng)時(shí)間沒有指明。但根據(jù)當(dāng)前WCDMA調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計(jì)，該響應(yīng)時(shí)間是一個(gè)時(shí)隙。在這種條件下，由SA模塊306引起的處理延時(shí)將會(huì)導(dǎo)致移動(dòng)電話的性能下降。因此，可以進(jìn)一步減小兩個(gè)緩存器308的尺寸來減小該影響。
(2)上行鏈路同步。
在采用TD-SCDMA的系統(tǒng)中，在隨機(jī)接入過程之前需要上行鏈路的同步，這就要求基站在接收不同用戶的信號(hào)時(shí)保持同步。該過程和說明定義如下a.首先使下行鏈路同步；b.用戶終端發(fā)送上行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙，然后基站發(fā)送調(diào)整信息；c.使用訓(xùn)練序列來保持上行鏈路同步；d.同步精度為1/8碼片。
由于SA模塊306和基帶物理層處理模塊303的處理延時(shí)，所以要精細(xì)地保持上行鏈路的同步。假定SA模塊306的處理延時(shí)為一個(gè)時(shí)隙，則兩個(gè)連續(xù)子幀的情況如圖6所示。對(duì)于SA模塊306之后的幀，只有下行鏈路時(shí)隙是我們關(guān)心的時(shí)隙。其中，TSi表示子幀的第i個(gè)時(shí)隙；PTS表示上行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙和下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙；↑和↓分別表示上行鏈路和下行鏈路。
從圖6中可見，SA模塊306之后的數(shù)據(jù)幀被延時(shí)了一個(gè)時(shí)隙。上行鏈路時(shí)隙示出在SA之前的幀中?；鶐锢韺犹幚砟K303不得不同時(shí)處理下行鏈路和上行鏈路的數(shù)據(jù)(如虛線所示)。例如，當(dāng)SA模塊306正在處理時(shí)隙TS0并將處理后的數(shù)據(jù)送往基帶物理層處理模塊303時(shí)，TS1也正在基帶物理層處理模塊303中進(jìn)行處理。這就要求基帶物理層處理模塊303必須支持上行鏈路和下行鏈路數(shù)據(jù)的并行處理。根據(jù)WCDMA基帶調(diào)制解調(diào)器設(shè)計(jì)，并行處理上行鏈路和下行鏈路數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生沖突。TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)中的基帶物理層處理模塊303的設(shè)計(jì)類似于WCDMA，因此也不會(huì)發(fā)生沖突。
在考慮到上述緩沖器所帶來的延時(shí)的情況下，本發(fā)明提供了一種移動(dòng)電話的智能天線接收裝置的實(shí)例。在該實(shí)例中，采用了2個(gè)環(huán)行的先入先出存儲(chǔ)器(FIFO)作為上述SA模塊中的緩存器，具體結(jié)構(gòu)將在下面結(jié)合附圖7的說明中描述。
圖7是圖4中的SA模塊的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。在該實(shí)施例中，緩存器308是兩個(gè)環(huán)形FIFO緩存器308’，其大小為一個(gè)時(shí)隙。在圖7中公開的其他模塊與圖4中的對(duì)應(yīng)模塊相同，此處不再重復(fù)敘述。需要說明的是，SA模塊306可以以這種方式實(shí)現(xiàn)，但應(yīng)當(dāng)不限于這種方式。
下面，將結(jié)合附圖8、11和12對(duì)圖7中所示的SA模塊的處理步驟進(jìn)行描述(1)禁止SA模塊306操作在連接建立之前或當(dāng)SA性能不能滿足要求時(shí)，需要全向波束。SA模塊306被“基帶控制”模塊禁止運(yùn)行。此時(shí)，通道1的信號(hào)通過，通道2的信號(hào)被抑制。所接收的信號(hào)先在兩個(gè)環(huán)形FIFO緩存器308’中緩存，當(dāng)該環(huán)形FIFO緩存器308’存滿時(shí)送往下一個(gè)模塊。該數(shù)據(jù)流被延時(shí)一個(gè)時(shí)隙。其結(jié)構(gòu)如圖8所示。
(2)啟動(dòng)SA模塊306操作在建立連接并經(jīng)由數(shù)據(jù)總線從基帶處理模塊獲得下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙和訓(xùn)練序列之后，SA模塊306由基帶控制模塊304啟動(dòng)，之后，利用下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙進(jìn)行匹配以使子幀同步。其結(jié)構(gòu)如圖9所示。
(3)使子幀同步通過將下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙與通道1的接收信號(hào)進(jìn)行匹配，使子幀同步，之后，利用訓(xùn)練序列進(jìn)行匹配以使下行鏈路時(shí)隙同步。
(4)使下行鏈路時(shí)隙同步在利用訓(xùn)練序列使一個(gè)下行鏈路時(shí)隙同步之后，利用接收的訓(xùn)練序列和經(jīng)由數(shù)據(jù)總線傳送的從基帶物理層處理模塊303獲得的訓(xùn)練序列計(jì)算兩個(gè)權(quán)值(W1，W2)。
(5)合并當(dāng)前一個(gè)時(shí)隙(如果有的話)已經(jīng)被處理時(shí)，當(dāng)前時(shí)隙的所有數(shù)據(jù)在環(huán)形FIFO緩存器308’中緩存。該緩存的數(shù)據(jù)通過分別乘以相應(yīng)的權(quán)值來合并，合并后的數(shù)據(jù)送往下一個(gè)模塊。
(6)重復(fù)步驟(3)-(5)SA模塊便以這種流水線的方式對(duì)接收的數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理。
SA模塊306初始化時(shí)的時(shí)序如圖10所示。其中，子幀0和1表示接收的第一和第二子幀；↑和↓分別表示上行鏈路和下行鏈路； 表示該時(shí)隙正在由每個(gè)通道的兩個(gè)下行鏈路時(shí)隙合并。
有益效果通過上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的描述，可以清楚地看到在現(xiàn)有的移動(dòng)電話中置入的該獨(dú)立的SA模塊，由于其用于數(shù)據(jù)同步和權(quán)值計(jì)算的下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙、訓(xùn)練序列和其他信號(hào)是在SA模塊啟動(dòng)時(shí)一次性獲得的，因此該獨(dú)立的SA模塊可以重復(fù)地利用標(biāo)準(zhǔn)基帶物理層處理模塊的軟件和硬件設(shè)計(jì)，而不對(duì)其進(jìn)行重大的改動(dòng)。
同時(shí)，由于在本發(fā)明的SA模塊中，采用了先使SA模塊禁止操作、在連接建立并且經(jīng)由數(shù)據(jù)總線將同步信息等SA控制命令傳送到SA模塊后再啟動(dòng)SA模塊工作的方式，巧妙地避免了在執(zhí)行該SA模塊的操作與重復(fù)利用基帶物理層處理模塊的功能時(shí)發(fā)生沖突。
此外，由于在本發(fā)明的SA模塊中，采用了一種簡便的子幀同步和時(shí)隙同步的方法，尤其是從SA控制命令中直接獲得同步信息而不需要對(duì)下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙和訓(xùn)練序列進(jìn)行搜索，顯著縮短了使得輸入數(shù)據(jù)同步的時(shí)間，極大提高了通信系統(tǒng)的性能。
當(dāng)然，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明所提供的移動(dòng)電話的智能天線接收裝置和方法，應(yīng)當(dāng)不僅僅限于移動(dòng)電話系統(tǒng)中，其還可以應(yīng)用于其他一些無線移動(dòng)通信終端、無線LAN終端等。
同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明所提供的移動(dòng)電話的智能天線接收裝置和方法，應(yīng)當(dāng)不僅僅限于采用TD-SCDMA的系統(tǒng)中，其還可以應(yīng)用于采用GSM(全球移動(dòng)系統(tǒng))、GPRS(General PacketRadio Service通用分組無線業(yè)務(wù))、EDGE(Enhanced Data rate forGSM Evolution改進(jìn)數(shù)據(jù)率GSM服務(wù))、WCDMA(寬帶碼分多址)、CDMA IS95、CDMA 2000標(biāo)準(zhǔn)等蜂窩通信系統(tǒng)中。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)上述本發(fā)明所公開的移動(dòng)電話的智能天線接收裝置和方法，還可以在不脫離本發(fā)明內(nèi)容的基礎(chǔ)上作出各種改進(jìn)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)由所附的權(quán)利要求書的內(nèi)容確定。
權(quán)利要求
1.一種具有智能天線的移動(dòng)終端，包括多組射頻信號(hào)處理模塊，用于將所接收的多路射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為多路基帶信號(hào)；一個(gè)智能天線處理模塊，用于根據(jù)在該智能天線處理模塊啟動(dòng)時(shí)一次性收到的控制信息，對(duì)所述多組射頻信號(hào)處理模塊輸出的多路基帶信號(hào)進(jìn)行智能天線基帶處理，以將所述多路基帶信號(hào)合并為單路基帶信號(hào)；一個(gè)基帶處理模塊，用于根據(jù)來自智能天線處理模塊的數(shù)據(jù)，向所述智能天線處理模塊提供所述控制信息，并對(duì)所述智能天線處理模塊輸出的單路基帶信號(hào)進(jìn)行基帶處理。
2.如權(quán)利要求1所述的具有智能天線的移動(dòng)終端，其中所述基帶處理模塊，在所述智能天線處理模塊啟動(dòng)之前，根據(jù)所述多組射頻信號(hào)處理模塊中的一組射頻信號(hào)處理模塊輸出的數(shù)據(jù)，向所述智能天線處理模塊提供所述控制信息。
3.如權(quán)利要求1或2所述的具有智能天線的移動(dòng)終端，其中所述智能天線處理模塊包括多個(gè)緩存器，其輸入端分別與所述多組射頻信號(hào)處理模塊相連接，用于緩存接收的數(shù)據(jù)信息；多個(gè)權(quán)值調(diào)節(jié)模塊，根據(jù)各自接收到的權(quán)值，對(duì)從所述各緩存器輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)；一個(gè)合并器，用于將各權(quán)值調(diào)節(jié)模塊輸出的加權(quán)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，并將合并后的數(shù)據(jù)輸出；一個(gè)控制器，用于接收所述多組射頻信號(hào)處理模塊輸出的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)所述控制信息，使輸入該智能天線處理模塊的數(shù)據(jù)流同步，并向所述各權(quán)值調(diào)節(jié)模塊提供權(quán)值。
4.如權(quán)利要求3所述的具有智能天線的移動(dòng)終端，其中所述的緩存器可以是環(huán)形的FIFO緩存器。
5.如權(quán)利要求4所述的具有智能天線的移動(dòng)終端，其中所述的環(huán)形FIFO緩存器的延時(shí)長度為1個(gè)時(shí)隙。
6.如權(quán)利要求1或2所述的具有智能天線的移動(dòng)終端，其中所述的控制信息，至少包括智能天線處理模塊啟動(dòng)信號(hào)、下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙數(shù)據(jù)和訓(xùn)練序列數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求3或4或5所述的具有智能天線的移動(dòng)終端，其中所述的控制信息，至少包括智能天線處理模塊啟動(dòng)信號(hào)、權(quán)值算法選擇信號(hào)、下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙數(shù)據(jù)和訓(xùn)練序列數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求7所述的具有智能天線的移動(dòng)終端，其中所述控制器包括一個(gè)同步控制器，用于通過將多路輸入信號(hào)與所述控制信息中的下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙進(jìn)行匹配，使得多路輸入信號(hào)的子幀同步，通過將多路輸入信號(hào)與所述控制信息中的訓(xùn)練序列進(jìn)行匹配，使得多路輸入信號(hào)的時(shí)隙同步；所述控制器包括一個(gè)合并控制器，用于根據(jù)多路輸入信號(hào)的訓(xùn)練序列和所述控制信息中的訓(xùn)練序列，計(jì)算提供給權(quán)值調(diào)節(jié)模塊的權(quán)值。
9.如權(quán)利要求1所述的具有智能天線的移動(dòng)終端，適用于采用以下一種標(biāo)準(zhǔn)的蜂窩通訊移動(dòng)終端中或其它一些移動(dòng)無線通信終端、無線LAN終端中TD-SCDMA、GSM、GPRS、EDGE、WCDMA、CDMA IS95、CDMA 2000。
10.一種用于具有智能天線的移動(dòng)終端中的方法，其中包括步驟接收多路射頻信號(hào)，并將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為多路基帶信號(hào)；根據(jù)多路基帶信號(hào)中的一路基帶信號(hào)，生成控制信息；啟動(dòng)智能天線基帶處理的操作，并根據(jù)一次性收到的所述控制信息，將所述多路基帶信號(hào)合并為單路基帶信號(hào)；對(duì)所述單路基帶信號(hào)進(jìn)行基帶處理。
11.如權(quán)利要求10所述的用于具有智能天線的移動(dòng)終端中的方法，其中根據(jù)多路基帶信號(hào)中的一路基帶信號(hào)生成控制信息的步驟是在一個(gè)基帶處理模塊中完成的。
12.如權(quán)利要求10或11所述的用于具有智能天線的移動(dòng)終端中的方法，其中根據(jù)一次性收到的控制信息，將所述多路基帶信號(hào)合并為單路基帶信號(hào)的步驟，進(jìn)一步包括在智能天線基帶處理操作啟動(dòng)之前，將輸入的多路基帶信號(hào)進(jìn)行緩存的步驟；在智能天線基帶處理操作啟動(dòng)之后，根據(jù)所述控制信息，使輸入的所述多路基帶信號(hào)與控制信息中包含的同步信息同步的步驟；根據(jù)輸入的多路基帶信號(hào)和所述控制信息，計(jì)算使用的權(quán)值的步驟；根據(jù)上述計(jì)算的權(quán)值，對(duì)所述緩存的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行加權(quán)的步驟；將加權(quán)后的數(shù)據(jù)合并以進(jìn)行后續(xù)的基帶處理的步驟。
13.如權(quán)利要求12所述的用于具有智能天線的移動(dòng)終端中的方法，其中使得輸入數(shù)據(jù)與控制信息中包含的同步信息同步的步驟，可以在智能天線處理模塊的一個(gè)通道中進(jìn)行。
14.如權(quán)利要求10或11所述的用于具有智能天線的移動(dòng)終端中的方法，其中所述的控制信息，至少包括智能天線基帶處理操作啟動(dòng)信號(hào)、下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙數(shù)據(jù)和訓(xùn)練序列數(shù)據(jù)。
15.如權(quán)利要求12或13所述的用于具有智能天線的移動(dòng)終端中的方法，其中所述的控制信息，至少包括智能天線基帶處理操作啟動(dòng)信號(hào)、權(quán)值算法選擇信號(hào)、下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙數(shù)據(jù)和訓(xùn)練序列數(shù)據(jù)。
16.如權(quán)利要求14或15所述的用于具有智能天線的移動(dòng)終端中的方法，其中使得輸入的所述多路基帶信號(hào)與控制信息中包含的同步信息同步的步驟，包括通過將所述控制信息中的下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙數(shù)據(jù)與所述輸入的多路基帶信號(hào)進(jìn)行匹配，使得輸入的多路基帶信號(hào)的子幀同步的步驟；通過將所述控制信息中的訓(xùn)練序列與所述輸入的多路基帶信號(hào)進(jìn)行匹配，使得所述輸入的多路基帶信號(hào)的下行鏈路時(shí)隙同步的步驟。
17.如權(quán)利要求15所述的用于具有智能天線的移動(dòng)終端中的方法，其中，計(jì)算權(quán)值的步驟里所利用的所述控制信息是訓(xùn)練序列數(shù)據(jù)。
18.如權(quán)利要求10所述的用于具有智能天線的移動(dòng)終端中的方法，適用于采用以下一種標(biāo)準(zhǔn)的蜂窩通訊移動(dòng)終端中或其它一些移動(dòng)無線通信終端、無線LAN終端中TD-SCDMA、GSM、GPRS、EDGE、WCDMA、CDMA IS95、CDMA 2000。
19.一種對(duì)智能天線接收的多路信號(hào)進(jìn)行處理的裝置，包括多個(gè)緩存器，用于對(duì)所輸入的多路信號(hào)分別進(jìn)行緩存；多個(gè)權(quán)值調(diào)節(jié)模塊，根據(jù)各自接收到的權(quán)值，對(duì)從所述各緩存器輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)；一個(gè)合并器，用于將各權(quán)值調(diào)節(jié)模塊輸出的加權(quán)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，以將所述輸入的多路信號(hào)合并為單路信號(hào)；一個(gè)控制器，其接收所述多組信號(hào)，并根據(jù)一次性輸入的控制信息，在使輸入該裝置的多路信號(hào)同步的同時(shí)，向所述各權(quán)值調(diào)節(jié)模塊提供權(quán)值。
20.如權(quán)利要求19所述的一種對(duì)智能天線接收的多路信號(hào)進(jìn)行處理的裝置，其中所述的緩存器可以是環(huán)形的FIFO緩存器。
21.如權(quán)利要求20所述的一種對(duì)智能天線接收的多路信號(hào)進(jìn)行處理的裝置，其中所述的環(huán)形FIFO緩存器的延時(shí)長度為1個(gè)時(shí)隙。
22.一種移動(dòng)終端，包括將信號(hào)通過上行鏈路發(fā)送到基站的發(fā)射裝置，和通過下行鏈路接收來自基站的射頻信號(hào)的接收裝置，其中該接收裝置可以根據(jù)其一次性獲得的控制信息，將該接收裝置中的智能天線所接收的多路信號(hào)轉(zhuǎn)換為單路信號(hào)以進(jìn)行基帶處理。
全文摘要
一種具有智能天線的移動(dòng)終端，包括多組射頻信號(hào)處理模塊，用于將所接收的多路射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為多路基帶信號(hào)；一個(gè)智能天線處理模塊，用于根據(jù)在該智能天線處理模塊啟動(dòng)時(shí)一次性收到的控制信息，對(duì)所述多組射頻信號(hào)處理模塊輸出的多路基帶信號(hào)進(jìn)行智能天線基帶處理，以將所述多路基帶信號(hào)合并為單路基帶信號(hào)；一個(gè)基帶處理模塊，用于根據(jù)來自該智能天線處理的數(shù)據(jù)，向所述智能天線處理模塊提供所述控制信息，并對(duì)所述智能天線處理模塊輸出的單路基帶信號(hào)進(jìn)行基帶處理。
文檔編號(hào)H01Q21/28GK1512808SQ0216040
公開日2004年7月14日 申請(qǐng)日期2002年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月27日
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