中继器热噪声增量(rot)值校准的制作方法

专利名称：中继器热噪声增量(rot)值校准的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域。更具体地，本发明涉及对在诸如帧结构共享 信道无线通信系统的无线通信系统中使用的中继器上的业务进行监控。
背景技术：
广泛部署无线通信系统以便提供诸如语音和数据的多种类型的通 信。典型的无线数据系统或网络提供了多个用户到一个或多个共享资源的 接入。系统可以使用诸如频分复用(FDM)、时分复用(TDM)、码分复用(CDM) 以及其它的多种多路接入技术。无线网络的例子包括基于蜂窝的数据系统。 以下是几个这样的例子(1)"用于双模宽带扩谱蜂窝系统的TIA/EIA-95-B 移动台-基站兼容性标准"(IS-95标准)，(2)由名为"第三代合作计划"(3GPP) 的联盟提供并且收录在包括文件Nos.3GTS 25.211、 3GTS 25.212、 3G TS 25.213和3GTS 25.214在内的一系列文件中的标准(W-CDMA标准)，(3) 由名为"第三代合作计划2"(3GPP2)的联盟提供并且收录在"用于cdma2000 扩谱系统的TR-45.5物理层标准"中的标准(IS-2000标准)，以及(4)符合 TIA/ELVIS-856标准(IS-856标准)的高数据速率(HDR)系统。
为了扩展通信系统的范围和覆盖，在无线通信系统中使用中继器。 通常，中继器在物理层对信号进行接收和转发，并且不管无线通信系统所 使用的标准如何都能提供满意的操作。由于中继器提供了一种特别是在存 在充足的容量但是信号传播很困难的情况下对帧结构共享信道(framed shared channel)无线通信系统的范围进行扩展的经济实惠的手段，所以它 们是有利的。
用于进行与业务有关的功率测量的一种技术是获得热噪声增量(ROT) 测量。在诸如CDMA系统的通信系统中，ROT是有助于提供在反向链路上 信道负载指示的信号特性值。ROT值是在接收机处从所有用户接收的总功 率与热噪声的比率，典型地，以分贝(dB)为单位给出。基于对反向链路的理 论容量计算，存在表示热噪声增量值随着负载增加的理论曲线。通常将热 噪声增量值为无限处的负载称为"极点"。在典型的CDMA系统中，具有 3dB热噪声增量值的负载对应于大约50%的负载，或者对应于当在极点时 可以支持的用户数目的大约一半。随着用户数目的增加并且随着用户数据 速率的增加，负载变得更高。相应地，随着负载增加，远程终端必须发送 的功率量增加。对于其它类型的通信系统，存在相似的考虑。A丄Wterbi在 "CDMA: Principles of Spread Spectrum Communication" Addison-Wesley 无线通信系列、1995年5月、ISBN: 0201633744中对热噪声增量值和信道 负载进行了更详细的描述。Viterbi的参考文献提供了表示热噪声增量值、 用户数目和用户数据速率之间的关系的经典公式。
ROT —般参考在无业务情况下接收机的输入功率。因此，可能进行 具有等价热噪底的测量，将输出功率的增加描述为增量。热噪声增量(ROT) 测量用于对无线接收机的负载进行估计，并且因此可以用于测量中继器负 载。ROT是热噪声与总的接收输入功率的比率。关键假设是可以通过从单 个、平均用户的影响开始而得到所有用户合计影响的合理模型。可以从下 式得到ROT:<formula>formula see original document page 15</formula> 其中z,是通信站的ROT，Pi是用户I的发送功率， gi是用户的增益，N是用户的数目，NO是接收机的热噪声密度，W是接收机带宽，以Hz为单位给出
在一些情况下，中继器位于链路业务容量不是明显问题的位置；然 而，存在一些情况，在这些情况中，在链路业务和网络容量是需要考虑的 因素的环境中使用中继器。结果，存在期望测量在中继器上的链路业务的 情况。具体地，期望具有基于中继器反向链路输出功率的测量对中继器业 务负载进行估计的能力。在基站处的反向链路负载
在反向链路的情况， 一个重要的参数是ROT，其对应于反向链路负 载。有负载的CDMA系统试图维持ROT，使得系统在等于或低于临界级别 ROT上运行。当小区收縮并且服务质量(QoS)开始下降时出现临界级别的 ROT。如果ROT太大，小区的范围就减小并且反向链路更不稳定。大ROT 还造成瞬时负载的小变化，其导致移动台输出功率中大的摆幅。低ROT可 以指示反向链路负载不重，从而指示具有多余的容量。本领域的技术人员 将理解，可以使用除了测量ROT之外的方法确定通信设备的负载。
为了所有呼叫都符合所期望的误帧率(FER)，假定扇区中的每个呼叫 都需要平均目标Eb/Nt。将该目标值称为T:r = & 式(2)其中，^是在基站接收机处每数据比特的平均能量。W,是基站接收机的热噪声密度W。和干扰功率密度/。的总和。通过下式确定/ :l)C式(2a)<formula>formula see original document page 16</formula>
T是在基站处所接收的每用户平均功率uC与平均数据速率M的比率<formula>formula see original document page 16</formula>式(3)其中，U是平均语音活动因子，c是每全速率用户所接收的平均功率， R是数据速率， 乂是接收机的热噪声密度。
如果扇区中有总共n个用户，那么来自其它用户的干扰功率密度为(w-l)C/PT 式(4)其中W是信号带宽。
考虑到语音活动因子，可以用u(典型地取为0.4)乘以这个量。考虑到 其它小区的干扰，用F除这个量，F是小区内干扰功率密度与总干扰功率密 度的比率(典型地取为0.65)。
将这些值代入式(2)，我们得到式(5)<formula>formula see original document page 16</formula>
该式可以解出C。将W/R=g定义为处理增益，并且将n-l近似为n(这 是接收机AGC所进行的)，得到在基站处每个全速率用户所接收的平均功 率的表达式<formula>formula see original document page 17</formula>式(6)
如果基站也正在服务于中继器，那么无论呼叫是否经过中继器，该 每用户所接收的功率都是相同的。实际上，基站一般不能在直接连接到用 户和通过中继器连接之间作出区分。来自中继器的反向链路功率
可以通过下式表示中继器的等价热噪底:r = "r0+7;)『G 式(7)其中(^是中继器的反向链路增益。那么通过下式给出反向链路上从中继器发送的功率其中G。是基站天线增益，G,是中继器的施主天线增益，、是基站和中继器之间的路径损耗，nr是通过中继器传送的呼叫的数目，其中F是小区内干扰功率密度对总干扰功率密度的比率。
将该表达式的两端除以中继器热噪底，给出了表示为ROT的中继器输出功率。
式(8)是所关注的，因为式(8)提供了与载波输出功率、用户数目、多 个载波上用户的数目、基站发射机(BTS傳量的百分比和业务的厄兰容量有 关的用户的接收机容量的指示。
共同转让的U.S.专利6，469，984描述了用于通过对CDMA中继器上的业务进行监控来测量中继器反向链路信道中的热噪声增量值，从而对经过中继器的反向链路业务进行估计的方法。测量电路接收与CDMA中继器 运行有关的量度，并且基于该量度确定CDMA中继器上的呼叫业务量。确 定CDMA中继器上的业务太重被用于指示需要以基站代替CDMA中继器， 以便提供更好的无线通信服务。电路基于CDMA中继器的信号功率对呼叫 业务量进行监控，并且功率计读取CDMA中继器的信号功率，使得电路从 功率计接收CDMA中继器的信号功率。随后，电路基于来自功率计的信号 功率确定CDMA中继器上用户的数目。该确定是通过一个公式进行的，该 公式中，信号功率与CDMA中继器上用户的数目成比例。中继器测量系统 可以将中继器用户的数目存储在存储器中，或者将中继器用户的数目发送 到远程位置。
实际上，实际的热噪声增量值是很小的dB数，并且反向链路放大器 增益的增益不确定度和噪声系数使得测量不确定度近似于所期望热噪声增 量测量的不确定度。期望提供对中继器增益级的增益和噪声系数进行校准 的方式，使得可以进行精确的热噪声增量测量。
在无线网络中使用的测量设备的一个问题是很难使设备"离线"。在 手动维护的情况下，使设备离线是可能的，但是这就在测试和QoS之间的 最佳时间之间存在折衷。当用户连接设备时使设备频繁离线使QoS降级。 在帧结构共享信道无线通信系统的情况下，每帧具有时间周期，该时间周 期由已知的标准定义或是可预测的。例如，在符合IS-95标准的CDMA无 线通信情况下，帧长度大约是20ms。发明概述
依据本发明，在射频通信站中对信号的增益和噪声进行校准，并且 能够基于所接收的功率获得测量。在信号源和固定输入负载之间切换通信 站中放大器的输入。使用对应于第一开关状态的放大器输出和对应于第二开关状态的放大器输出之间的差异来获得与功率有关的测量，第一开关状 态对应于放大器从信号源接收的信号，第二开关状态对应于连接到预定输 入负载的放大器。对应于第一和第二状态的放大器输出产生在放大器输出 处两种开关状态之间的功率差异，进而使用该功率差异产生己校准测量。已校准测量可以是热噪声增量(ROT)值或者信号质量的另一种测量，该热噪 声增量(ROT)值对应于放大器所接收的总功率与来自放大器的热噪声的比率。
在本发明的一个方面中，这通过建立受最大时间和最小时间限制的 时间参数以及在所建立的时间参数内切换输入来实现，在该最大时间上， 放大器从信号源接收的通信在预定限度内恶化，该最小时间是获得静态状 态测量所需要的最小时间。
在本发明的另一个方面中，诸如中继器的通信设备提供通信信号业 务的测量。使用与信号放大器的信号输入相连的开关在所接收信号和预定 负载之间进行切换。使用控制器控制信号和负载之间以可操作模式测试速 率的切换，使得该可操作模式测试速率具有比根据通信链路的损失所选择 的时间更短的信号输入中断时间以及比用于在静态模式中获得电特性测量 的最小静态时间更长的负载连接时间。该切换控制允许在所述静态模式中 对信号输入的感测，而不中断通过信号放大器传送的通信。附图简要说明
结合附图，从下列详细说明中，本发明的特征、特性和优点将变得 更加显而易见，在附图中，类似的参考符号贯穿全文表示相应的项，并且 其中


图1是说明了无线通信网络的例子的图2是示出了根据本发明使用的中继器的示意方框图3是描述了受监控的CDMA中继器系统、描述了执行反向链路功能的组件的功能的示意方框图4是对应于三种不同总链路增益的一组曲线图，表示有噪声中继 器的中继器用户数目与输出信号功率之间的关系；
图5是说明了创造性处理过程的流程图6是示出了用于根据本发明对信号的增益和噪声进行校准的过程 的流程图7是示出了中继器的示意方框图，在该中继器中，使用信号输入 的衰减获得ROT测量；
图8是示出了创造性射频通信站的功能操作的图。
具体实施方式
在这里使用单词"示例性"表示"作为例子、示例或者举例说明"。 不必将在这里描述为"示例性"的任何实施例理解为首选或者优于其它实 施例。 概述
依据本发明，对中继器增益级的增益和噪声系数进行校准，使得可 以进行精确的热噪声增量(ROT)测量。
将RF开关添加到中继器的服务器天线和反向链路放大器之间的反 向链路增益路径中。使用SPDTRF开关电路，将公共端口连接到放大器， 并且将一个切换端口连接到施主天线用于常规造作，将另一个切换端口连 接到信号输入负载。RF开关对从服务器天线到反向链路放大器的输入进行 充分衰减。除了作为输入负载之外，信号输入负载以假负载的方式工作， 不需要耗散大量能量。相反，根据放大器的设计输入阻抗建立放大器的输 入状态。举例而言，该信号输入负载是50欧姆RF负载。旨在用50欧姆 RF负载代替50欧姆天线输入，但是可操作装置(天线和放大器)的设计阻抗 可能与50欧姆不同。该信号输入负载旨在在没有通过信号输入或者天线所接收的信号的情况下设置一种输入阻抗状态，该输入阻抗状态与具有信号输入或天线的输入的阻抗状态相类似。该RF负载可以是标称负载或者已校 准负载。该RF负载是用于热噪声级别校准的预定校准负载。在任何一种 情况下，该RF负载为放大器提供了恰当的输入阻抗并且提供了校准输入。 该RF负载一般在放大器与天线或双工器的连接处对放大器的输入阻抗进 行匹配。该RF负载用于热噪声级别的校准。
更一般而言，在连接到天线输入的情况下放大器所感测的信号是动 态模式信号，并且在连接到假输入负载的情况下放大器所感测的信号是静 态模式信号。动态模式信号与静态模式信号的比较呈现了业务的值。在功 率测量的情况，静态模式下的功率是热噪声级别，并且该比较结果是在具 有动态模式信号的放大器操作和不具有动态模式信号的放大器操作之间实 现的己校准测量。
在常规操作中，开关电路将反向链路放大器链连接到服务器天线， 使得常规反向链路业务可以通过中继器。放大器可以是任何适宜的放大器， 例如，可以对所接收的信号进行放大以进行重传的线性RF放大器。在校准 模式中，反向链路放大器的输入来自50欧姆负载。那么，在放大器输出处 两个开关状态之间的功率差异将产生热噪声增量值的已校准测量。
实际上，可以最小化在校准位置中消耗的时间量，从而不影响用户。 本发明提供了通过使用开关技术获得ROT值的测量满意度。通过将放大器 输入切换到无信号和具有等价热噪声的已知源，可以对放大器的增益和噪 声系数进行校准，使得想要的小ROT测量可以是精确的。在中继器情况下， RF开关使中继器离线一小段时间，以便对热噪声进行估计。该离线可以是 手动控制的或者可以是通过处理器调度的。可以对调度进行优化，使得通 过检测业务来控制离线事件，从而当中继器"见到"如通过中继器的ROT 测量所测量到的最小业务时，使中继器离线。
当ROT低于预定阈值时，为ROT采用用于最小业务的标称采样周期，以该标称采样周期有频率地进行用于ROT的采样。当ROT超过预定 阈值时，使中继器转到更长的工作周期(dutycycle)。举例而言，可以将预 定阈值设置为3dB，可以将最小业务采样周期设置为在2分钟采样，并且 将更长的工作周期设置为30分钟。当ROT低于3dB预定阈值时，对中继 器进行2分钟采样。当ROT超过3dB预定阈值时，使中继器转到每30分 钟进行采样的最小工作周期。通过当较少业务通过中继器时调度ROT热噪 声测量，最小化对客户的影响。
测量的一个重要方面涉及通信的帧周期。当用户连接设备时频繁使 设备离线，造成服务质量(QoS)降级。在帧结构共享信道无线通信系统的情 况下，每帧具有时间周期，该时间周期是通过已知标准定义的或者是可预 测的。例如，在符合IS-95标准的CDMA无线通信情况下，帧长度大约是 20ms。对于cdma2000系统，帧长度可以是5、 10、 20、 40或80ms。诸如 WCDMA的其它系统使用类似的帧大小集合，例如10和20ms。错误校正 方案和其它技术的使用允许通信链路能够容忍帧内明显数量的数据损失。 该数据损失量对应于通信系统所容忍的预定快衰落时间。这允许帧结构共 享信道无线通信系统在保持良好QoS的同时容忍快衰落事件。
错误校正方案和其它技术的使用允许通信链路能够容忍帧内明显数 量的数据损失。典型地，由于多径或快衰落，在PCS频率上运行并且以60mps 行进的移动用户将经历大约1.5毫秒的重复间断(outage)。已经明确设计 了CDMA空中接口，用于在快衰减环境中的信道上的鲁棒操作。
依据本发明，执行测试序列，其中，在断开信号的情况下但是在允 许常规通信继续进行的时间序列内进行功率测量。帧结构共享信道无线通 信系统容忍数据损失的能力允许在帧周期长度的一小部分中中断通信链 路。虽然期望不破坏帧，但是每几分钟丢失一帧对于普通的小区电话用户 来说是很难察觉的。因此，虽然最好不对信号产生不利影响，但是就QoS 因素来说，该不利影响很不明显。
通过将该长度的这一小部分选择得足够短，就可以进行测量而不显 著恶化QoS。根据本发明，将该时间段选择为足以在断开常规使用的信号 的情况下对信号进行期望的测量，但是该时间段小于会导致在快衰减条件 下的通信中断的时间段。有可能将信号断开几百或者几千毫秒而不造成呼 叫掉线，但是将对QoS有明显影响。因此，选择测试时间段的持续时间， 以防止在通信链路上的明显数据丢失或者防止对通信链路QoS的明显不利 影响。在传送语音信号的CDMA系统中，丢失1%的帧通常是不会察觉的。 随着丢失帧百分比的增加，例如增加到3%， QoS显著恶化。对系统进行设 计，使得典型的衰落速率不会将用户的QoS显著恶化到用户将察觉到信号 丢失的程度。在本发明的另一个方面中，将该功率测量与在连接信号以进 行常规对话的情况下所采取的进一步测量结合使用，以获得用于指示通信 业务的功率测量。 一种特定结构提供了一系列功率测量，该系列功率测量 用于热噪声增量(ROT)测量。可操作环境
图1是说明了无线通信网络(下文中称为"网络")100的例子的图， 网络100使用一个或多个无线网络控制器(RNC)102、或者诸如基站控制器 (BSC)或节点B的本地控制站、以及有时被称为基站收发机系统的多个基站 (BS) 104A-104C。基站104A-104C分别与基站104A-104C的服务区 108A-108C内的远程站或者无线通信设备(WCD) 106A-106C进行通信。在 该例中，基站104A与服务区108A内的WCD 106A进行通信，基站104B 与服务区108B内的WCD 106B进行通信，并且基站104C与服务区108C 内的WCD 106C进行通信。
WCD 106A-106C各自具有或者包含用于无线通信的装置，例如但不 限于蜂窝电话、无线手持机、数据收发机、或者寻呼或位置确定接收机。 此外，如所期望的，这种WCD可以是手持的、在车辆(包括小汽车、卡车、船、火车和飞机)中安装的便携式的、或者固定的。取决于偏爱，无线通信 设备有时也被称为用户终端、移动台、移动单元、用户单元、无线发射/接 收单元、移动无线电或者无线电话、无线单元、或者在一些通信系统中被 简单地称为"用户"、"电话"、"终端"或者"手机"。基站104A-104C在前向链路通信信道(前向链路或下行链路)上将无 线信号形式的信息发送给用户终端，并且WCD在反向链路通信信道(反向 链路或上行链路)上发送信息。基站104A-104C可以构成无线通信系统的一 部分，该无线通信系统诸如基于陆地的通信系统和包括多个小区站点的网 络。可以根据诸如IMT-2000/UMT标准的任何合适标准，使用WCDMA、 cdma2000或者TD-SCDMA类型信号来对信号进行格式化。另外，基站104 可以关联于诸如基于模拟的通信系统(例如AMPS)的其它系统，并且传送基 于模拟的通信信号。WCD 106A-106C和基站104A-104C使用根据该网络的 传输标准进行编码、扩频和信道化的信号。通过举例的方式，前向CDMA 链路包括导频信道或信号、同步信道、 一些寻呼信道和大量业务信道，而 反向链路包括接入信道和多个业务信道。信号使用具有诸如20毫秒预定持 续时间的数据帧。这些参数仅用于举例，并且可以在采用其它无线通信技 术的系统中应用本发明。在足够克服噪声和干扰的功率级别上发送无线信号，使得在指定的 错误率内进行信息传送；然而，需要在不过高的功率级别上发送这些信号， 使得这些信号不干扰涉及其它WCD的通信。面对该挑战，在一些通信技术 中，基站和WCD采用动态功率控制技术以建立适当的发送功率级别。举例 而言， 一些方法包括用户终端确定所接收的前向链路业务信号的信噪比 (SNR)、信干比(SIR)或者错误率(BER、 FER等)，并且基于确定结果请求基 站增加或者减少发送到WCD的业务信号的发送功率。除了发送上行/下行 命令之外，可以将包括各种功率和噪声测量值的其它类型的信息周期性地 发送到基站，以支持诸如在基站之间"切换"的操作。在题目为"Fast ForwardLink Power Control In A Code Division Multiple Access System"的U.S.专禾!j No. 5,383,219、题目为"Method And System For The Dynamic Modification Of Control Parameters In A Transmitter Power Control System"的U.S,专禾U No. 5,396,516、 以及题目为"Method and Apparatus For Controlling Transmission Power In A CDMA Cellular Mobile Telephone System"的U.S.专禾(j No. 5,056,109中记载了用于在这种通信系统中运用功率控制的技术的例子。
基站服务区受局部地形、障碍物(建筑物，山等)、信号强度以及来自 其它源的干扰的影响，规定了由给定基站服务的区域的形状。典型地，多 个覆盖范围108(108A-108C)重叠，以便提供连续的覆盖或者提供在大的范 围或区域上的通信；然而，存在一些可能没有被覆盖的区域，例如未覆盖 区域130和132。在网络的常规覆盖区域之外的诸如空洞130或者区域132 的未覆盖区域导致间断服务。另外，诸如山脉或者丘陵的地形特征、诸如 通常在中心城市狭长地带所创建的高楼或者城市峡谷的人造结构、或者诸 如大树、森林的植被等，可能各自部分或者完全地阻塞信号。类似的状况 存在于结构134中。
在许多情况下，也可以更合理地使用一个或多个中继器将覆盖区域 扩展至空洞或者未覆盖的区域。 一种扩展覆盖区域的技术是通过使用中继 器141-143。中继器141-143接受来自WCD 106 (106D、 106E和106F)和基 站104A或104C的传输，并且作为二者之间的媒介，本质上作为"弯管" 通信路径操作。通过使用中继器141-143，将基站104的有效范围扩展到区 域130、 132和134，否则区域130、 132和134将在覆盖区域中造成缺口 。
中继器一般运行在物理级别，并且一般不在逻辑级别处理信号，因 此，中继器传送信号时数据在逻辑级别上不改变。因此，与业务有关的测 量最容易受在物理级别上的测量的影响。中继器操作
图2是示出了根据本发明使用的中继器202的示意方框图。中继器 202包括服务器天线204、服务器双工器206、施主输出双工器208和施主 天线210。通过输入链路223将反向链路或者上行链路放大器221连接到服 务器双工器206，并且通过输出链路225将反向链路或者上行链路放大器 221连接到施主输出双工器208。通过前向链路连接输出233将前向链路或 者下行链路放大器231连接到施主双工器208，并且通过前向链路连接输入 235将前向链路或者下行链路放大器231连接到服务器双工器206。服务器 天线链路241将服务器天线204连接到双工器206，并且施主天线链路243 将施主天线连接到双工器208。简化在前向和反向方向的任何一个中的单独 一个放大器的描述，并且在实际中，将反向和前向链路放大器221、 231各 自配置为诸如低噪声放大器和功率放大器的多种放大器。
虽然示出了双工器206、 208，但是可能将中继器202构造为在服务 器侧(天线204)和施主侧(天线210)上具有分立的发送和接收天线。
在前向路径中，施主天线210从基站256接收无线信号。施主天线 210通过施主天线链路243将所接收的信号发送到双工器208。双工器208 接收该信号并且将该信号传送到前向链路放大器231。前向链路放大器231 对来自双工器208的信号进行放大，并且将该信号发送到服务器双工器206。 服务器双工器206接收该信号，并且通过服务器天线链路241将该信号发 送到服务器天线204。服务器天线204从服务器双工器206接收该信号，并 且将无线信号发送到诸如移动电话的无线通信设备(WCD) 258。
在反向路径中，服务器天线204从通信设备258接收帧结构共享信 道通信信号。服务器天线204通过服务器天线链路241将所接收的信号发 送到服务器双工器206。服务器双工器206对所接收的信号进行接收，并且 通过服务器天线链路241将所接收的信号发送到反向链路放大器221 。反向 链路放大器221对来自服务器双工器206的帧结构共享信道通信信号进行 放大，并且通过输出链路225将该信号发送到双工器208。双工器208从反向链路放大器221接收该信号，并且通过施主天线链路243将该信号发送 到施主天线210。施主天线210从双工器208接收该信号，并且将无线信号 发送到基站。该反向操作包含用于从移动电话到基站通信的中继器反向链路。
用于信号测量的开关将RF开关271添加到中继器的服务器天线204和反向链路放大器 221之间的反向链路增益路径中。在所描述的结构中，将该开关设置在服务 器双工器206和反向链路放大器221之间。RF开关271作为SPDT(单刀双 掷)RF开关电路来执行其开关功能，将其公共端口连接到放大器，并且将 一个切换端口(通过服务器双工器206)连接到施主天线用于常规操作，并且 将另一个切换端口连接到50欧姆负载用于校准(热噪声级别)。在常规操作 中，开关电路271将反向链路放大器链连接到服务器天线，使得常规反向 链路业务可以通过中继器。在校准模式中，反向链路放大器的输入来自50 欧姆负载。50欧姆负载是校准负载，并且旨在与从天线204和双工器206 提供给放大器221的输入阻抗相匹配。那么，在放大器输出处两种开关状 态之间的功率差异将产生热噪声增量值的校准测量。实际上，可以最小化 在校准位置上花费的时间，以便不影响用户。可用于无线通讯的RF开关的 例子是Minicircuits产的ZSDR-230开关。50欧姆负载的例子是Minicircuits 产的ANNE-50 RF负载。功率检测器的例子是LT5534 RF对数型功率检测 器，其提供了 40mV/dBm*Pin(dBm)+2400mV的输出，取其输入范围为-50 到-5dBm。还在图2中描述的是集成功率检测器281。集成功率检测器281具有 到控制电路285的输出链路283。控制电路285包括处理器291和存储器 292，并且用作控制器来控制RF开关271的操作。集成功率检测器281包 括功率传感器294和A/D转换器295。控制电路285(图2)使用来自集成功率检测器281的信号确定反向链路放大器271的输出功率。集成控制电路 285使用来自集成功率检测器281的信号来确定增益，并且使用处理器291 ， 处理器291响应于存储在存储器292中的指令，对放大器221进行控制。 典型地，由集成功率检测器281提供给控制电路285的信号是功率量度。
可以使用图2的中继器202作为受监控或者不受监控的CDMA中继 器系统或者作为受监控或者不受监控的CDMA中继器系统的一部分。中继 器202也可以用作任何无线通信系统的受监控或者不受监控的中继器系统。
图3是描述了受监控CDMA中继器系统302、描述了反向链路功能 的示意方框图。中继器系统302的反向链路包括接收机304、放大器306、 发射机308、监控系统310、输出链路321、中继器测量系统320以及连接 到通信设备324的通信链路322。图3描述了组件的功能，其中，接收机 304、放大器306和发射机308共同执行图2中放大器221的功能。类似地， 中继器测量系统320执行结合图2中所示的功率检测器281、控制电路285 和开关271所描述的功能。接收机304接收来自用户设备331的输入CDMA信号312。将接收 机304连接到放大器306。将放大器306连接到发射机308。发射机308将 输出CDMA信号314发送到基站333。在各种结构中，可以将监控系统310 连接到接收机304、放大器306和/或发射机308。将中继器测量系统320 通过输出链路321连接到监控系统310，并且连接到输出链路322。本领域 的技术人员知道到存在可以用于中继器系统的许多其它组件和结构。
监控系统310可以测量来自接收机304、放大器306和/或发射机308 的量度。随后，监控系统310在输出链路321上将该量度发送到中继器测 量系统320。中继器测量系统320从监控系统310接收该量度，并且基于该 量度确定CDMA中继器系统302上的呼叫业务量。如开关控制341所示， 中继器测量系统320通过控制RF开关(271，图2)的切换，对监控系统310 进行控制。这使得能够监控与业务有关的因素，诸如ROT。
中继器测量系统可以与CDMA中继器(元件304、 306、 308和310)
定位在同一地点或可以远程定位在不同的地点。中继器测量系统320可以 在输出链路322上发送呼叫业务量。中继器测量系统320的例子是配置了 软件以支持本发明的个人计算机。中继器测量系统320可以确定当前功率 级别是否超过预定功率级别，并且响应于当前功率级别超过预定功率级别 的肯定判断，发送信号。因此，中继器测量系统320可以确定与当前功率 级别有关的ROT或其他因子是否超过预定功率级别，并且响应于当前功率 级别超过预定功率级别的肯定判断，发送信号。可替换地，中继器测量系 统320可以将当前功率级别存储在存储器中。可替换地，中继器测量系统 320可以将当前ROT或者当前功率级别存储在存储器中。在获得RoT测量 的情况下，使用当前功率级别。采用ROT，可能确定某些与业务相关的因素，诸如用户数目。图4 示出了信号输出功率随着中继器上的用户数目按比例增加。然而，可以看 出，当用户数目相对较低时(曲线图左侧)，中继器在不同增益401、 402、 403的信号输出功率值非常接近。因此，当存在少数用户时，RoT值小。由 此，为了获得RoT值的精确测量，必须获得精确校准值。
中继器测量系统的操作图5是说明了创造性处理过程的流程图。在开始(步骤501)之后，处 理器确定是否执行ROT测量(步骤503)。读取输出功率(步骤504)，并且基 于输出功率进行RoT的确定(步骤506)。随后，将ROT值与时标一起储存(步 骤508)。随后，处理器确定是否可以有利地进行基线(baseline)热噪声级别的 校准过程(步骤521)。基于从上一次校准以来的时间、读取的次数或者其它 因子(步骤521)确定校准需求(步骤521)。如果需要校准过程，那么将RF开 关(271，图2)设置到标准负载(步骤522)。允许放大器的输出稳定(步骤523)，这通常是一个非常短的时间段。随后，读取将标准负载应用于放大器的情
况下的输出功率(步骤525)。随后，将输出功率的值作为校准值进行存储(步 骤526)，并且将RF开关设置到常规操作(步骤527)。将RF开关设置到常 规操作(步骤527)以及将输出存储为校准值(步骤526)的执行次序可以颠倒。
随后，将校准值用于在步骤506中进行后续的RoT确定。在确定不 需要对基线热噪声级别进行校准的情况下，不进行更新。在任何情况中， 都进行RoT确定(步骤503)，因此重复循环。这使得能够监控与业务有关的 因素，诸如RoT，以及基于RoT的其它计算，诸如用户数目或者信道容量 消耗百分比。根据需要，可以利用基于无用户的热噪声级别的比较进行这 些测量。在计算的时间段内执行从将RF开关设置到标准负载(步骤522)到将 RF开关设置到常规操作(步骤527)的一系列操作，该计算的时间段要足够获 得必要的读取(步骤523、 525),并且要足够短以不造成QoS的明显恶化。
校准的功能操作图6是示出了用于根据本发明对信号的增益和噪声进行校准的过程 600的流程图。在开始校准(步骤601)之后，将放大器输入从信号源切换到 预定输入负载(步骤605)。对连接到输入负载的输出和连接到预定输入负载 的输出之间的差异进行测量(步骤607)。在放大器输入连接到信号源以及放 大器连接到输入负载的情况下从放大器输出测量该差异(步骤607)，并且例 如，该差异可能是连接到信号源的放大器和连接到输入负载的放大器之间 所得到的差异。随后，确定与第一开关状态和第二开关状态对应的放大器 输出(步骤608)。这些输出中的差异是已校准测量(步骤611)。
使用衰减进行RoT测量图7是示出了中继器702的示意方框图，其中，使用信号输入的衰减获得RoT测量。中继器702包括服务器天线704、服务器双工器706、施 主输出双工器708和施主天线710。通过输入链路723将反向链路或者上行 链路放大器721连接到服务器双工器706，并且通过输出链路725将反向链 路或者上行链路放大器721连接到施主输出双工器708。通过前向链路连接 输出733将前向链路或者下行链路放大器731连接到施主双工器708，并且 通过前向链路连接输入735将前向链路或者下行链路放大器731连接到服 务器双工器706。服务器天线链路741将服务器天线704连接到双工器706， 并且施主天线链路743连接施主天线连接到双工器708。简化在前向和反向 的任何一个方向中的单独一个放大器的描述，并且实际上，将反向和前向 链路放大器721、 731各自配置为诸如低噪声放大器和功率放大器的多种放 大器。在前向路径中，施主天线710从基站756接收无线信号，并且通过 施主天线链路743将所接收的信号发送到双工器708。双工器708对该信号 进行接收，并且将该信号发送到前向链路放大器731。前向链路放大器731 对来自双工器708的信号进行放大，并且将该信号发送到服务器双工器706。 服务器双工器706接收该信号，并且通过服务器天线链路741将该信号发 送到服务器天线704。服务器天线704从服务器双工器706接收该信号，并 且将无线信号发送到诸如移动电话的无线通信设备(WCD)758。在反向路径 中，服务器天线704从通信设备758接收帧结构共享信道通信信号。服务 器天线704通过服务器天线链路741将所接收的信号发送到服务器双工器 706。服务器双工器706对所接收的信号进行接收，并且通过服务器天线链 路741将所接收的信号发送到反向链路放大器721。反向链路反大器721对 来自服务器双工器706的帧结构共享信道通信信号进行放大，并且通过输 出链路725将该信号发送到双工器708。双工器708从反向链路放大器721 接收该信号，并且通过施主天线链路743将该信号发送到施主天线710。施 主天线710从双工器708接收该信号，并且将无线信号发送到基站。该反向操作包括用于从移动电话到基站通信的中继器反向链路。代替RF开关(271，图2)，将RF衰减器771添加到中继器的服务器 天线704和反向链路放大器721之间的反向链路增益路径中。在所描述的 结构中，将RF衰减器771设置在服务器双工器706和反向链路放大器721 之间。使用RP衰减器771对通过双工器706接收的来自服务器天线704的 信号进行衰减。当衰减器处于高衰减状态并且通过将任何WCD信号衰减到 远低于热能量级别来提供热燥升级别的校准时，校准阻抗呈现给反向链路 放大器721。由于衰减器特性阻抗与电路阻抗(例如，50欧姆)相匹配，所 以这为热校准提供了正确的阻抗。如果放大器的标称阻抗与衰减器的标称 阻抗非常匹配，那么该电路得到热噪声的有效估计。在常规操作中，RF衰减器771降低反向链路放大器链到服务器天线 之间的衰减，使得常规反向链路业务可以不衰减地通过中继器。在校准模 式中，对双工器723和反向链路放大器721之间连接的输入进行衰减，使 得到反向链路放大器721的输入中的绝大多数来自包括衰减器771的该电 路。如利用RF开关(221,图2)的情况那样，RF衰减器771对通过服务器天 线704和双工器706所接收的、提供给反向链路放大器721的信号进行充 分衰减。随后，在放大器输出上两种状态之间的功率差异将产生热噪声增 量值的校准测量结果。如图2电路的情况那样，图7的电路使用集成功率检测器781，其包 括到控制电路785的输出链路783。控制电路785包括处理器791和存储器 792，并且作为控制器来控制RF衰减器771的操作。集成功率检测器781 包括功率传感器794和A/D转换器795。控制电路785使用来自集成功率 检测器781的信号，以便确定反向链路放大器771的输出功率。集成功率 检测器781包括功率传感器787和A/D转换器788。处理器785使用来自 集成功率检测器781的信号，以便响应于存储在存储器792中的指令来确 定功率测量。典型地，由集成功率检测器781提供给控制电路785的信号是功率量度。在RF衰减器771的零衰减(信号直接通过，有很少或者没有衰减或 损失)情况下进行中继器702的常规操作。通过将RF衰减器771置于高衰 减状态下进行校准，使得所有通过双工器706接收的来自服务器天线704 的WCD(电话)信号衰减到远小于热噪声功率的级别。以这种方式，放大器 721看到两个信号RF衰减器771在零衰减状态下的常规WCD，以及RF 衰减器771在高衰减状态下的绝大部分热噪声。这允许处理器计算RoT。 对衰减器的要求是最大衰减值足够大，使得将任何WCD信号衰减到显著 低于热噪声的值，从而WCD信号不与热噪声的标称值相混淆。在实际系统 中，低于热噪声20分贝的比率是足够的。
通信站的功能操作图8是示出了能够对增益和噪声进行校准的射频通信站800的功能 操作的图。站800获得诸如来自放大器803的RoT的电特性测量，以便执 行其校准。开关单元805将输入807提供给放大器803，并且使用开关单元 805在第一状态和第二状态之间切换输入807，在第一状态中，放大器803 从信号源811接收其信号，并且在第二状态中，放大器803从负载812接 收其信号。增益测量单元823接收放大器的输出825，并且将测量结果提供 给输出确定单元827。输出确定单元827对输出的电特性进行测量。通过确 定在第一和第二状态下采取的测量之间的对应关系获得电属性，由此，在 放大器输出处两种开关状态之间的功率差异产生了已校准测量。
在图2、 3、 7和8中所描述的每种结构都可以在通信站中使用，以 便通过对增益和噪声进行校准来获得电特性的测量。如结合图2所描述的， 使用用于对从信号源到放大器的输入进行控制的装置，在对应于第一开关 状态的第一状态下，将来自信号源的信号有选择地提供给放大器。用于对 输入进行控制的装置可以是RF开关271。可以提供用于至少在对应于第二开关状态的第二状态期间提供预定输入负载的装置。预定的输入负载可以
是50欧姆负载，从而RF开关271和50欧姆负载使得用于对输入进行控 制的装置对到放大器的信号进行充分衰减。集成功率检测器281提供了用 于测量在对应于第一状态的放大器输出和对应于第二状态的放大器输出之 间的差异的装置，该第一状态对应于放大器从信号源接收的信号。包括功 率传感器294和A/D转换器295的集成功率检测器281提供了用于确定对 应于第一和第二状态的放大器输出的装置，由此，在放大器输出处两种状 态之间的功率差异产生了校准测量结果。可以通过CDMA中继器系统302(图3)、中继器702(图7)以及射频通 信站S00(图8)来实现上述功能，在中继器702中，使用信号输入的衰减来 获得RoT测量。
附加变化虽然描述了在反向链路中RoT的测量，但是通过适当的安排组件也 可以提供在前向链路中的测量。本领域的技术人员将意识到，可以将结合这里所公开的实施例所描 述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法实现为电子硬件、计算机软件 或者二者的组合。为了清楚说明硬件和软件之间的这种可交换性，上面一 般以它们功能的形式对各种示例组件、方框、模块、电路和算法进行描述。 将该功能实现为硬件还是软件取决于施加在整个系统上的特定应用和设计 约束。熟练的技术人员可以为每种特定应用以不同方式实现所描述的功能， 但是不应该将这样的实现决定解释为造成脱离本发明的范围。
可以用通用目的处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路 (ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶 体管逻辑、分立的硬件部件、或者设计为执行这里描述的功能的以上部件 的任何组合，来实现或执行结合这里公开的实施例所描述的各种说明性逻辑块、模块、以及电路。通用目的处理器可以是微处理器，但是可替换地， 该处理器可以是任何传统的处理器、微处理器、或者状态机。也可以将处
理器实现为计算器件的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器 的组合、与DSP核结合的一个或多个微处理器、或者任何其它这样的配置。
可以将结合这里所公开的实施例描述的方法或算法直接实施在硬 件、由处理器执行的软件模块、或者二者的组合中。软件模块可以驻留在 RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、 寄存器、硬盘、可移动盘、CD—ROM、或者本领域已知的任何其它形式的 存储媒体中。将示例性存储媒体连接到处理器，使得处理器可以从该存储 媒体中读取信息并且将信息写入该存储媒体中。可替换地，可以将存储媒 体与处理器集成在一起。处理器和存储媒体可以驻留在ASIC中。ASIC可
以驻留在用户终端中。可替换地，处理器和存储媒体可以作为分立部件驻 留在用户终端中。提供了已公幵实施例的之前说明，以便使本领域的任何技术人员都 能够实现或使用本发明。这些实施例的各种修改对本领域的技术人员来说 将是显而易见的，并且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以将这 里定义的一般原理应用到其它实施例。因此，本发明不是想要受限于这里 所示的实施例，而是要符合与这里所公开的原理和新颖特征一致的最宽范 围。
权利要求
1.在射频通信站中，一种对信号的增益和噪声进行校准的方法，该方法包括将放大器的输入在信号源和预定输入负载之间进行切换；测量对应于第一开关状态和第二开关状态的放大器输出之间的差异，该第一开关状态对应于放大器从信号源接收的信号，该第二开关状态对应于连接到预定输入负载的放大器；以及确定对应于该第一和第二状态的放大器输出，从而上述对放大器的输入进行切换所导致的在放大器输出处的功率差异产生已校准测量。
2. 如权利要求l所述的方法，其中，所确定的放大器输出提供了热噪 声增量(RoT)值，该热噪声增量(RoT)值对应于放大器所接收的总功率与来自 放大器的热噪声的比率。
3. 如权利要求2所述的方法，其中，在校准模式中，放大器从该预定 输入负载接收其输入，并且在放大器输出处的、该开关的两种开关状态之 间的功率差异产生热噪声增量(RoT)值的已校准测量。
4. 如权利要求3所述的方法，还包括在所测量的RoT值低于预定阈值的情况下，使用第一标称采样周期来 测量RoT;以及在RoT值超过该预定阈值的情况下，减小所述采样周期的频率。
5. 如权利要求4所述的方法，还包括 确定与被测量信号所承载的通信的帧速率对应的帧周期；选择用于测试序列的时间段，该时间段短于该帧周期，并且在该时间 段上信号的中断不会实质地中断该通信；以及在所选择的时间段内，执行RF放大器的输入的切换，测量对应于该第 一开关状态的放大器输出和对应于该第二开关状态的放大器输出之间的差异，并且将RF放大器的输入切换到其信号源。
6. 如权利要求5所述的方法，还包括在比根据由通信链路的预定快衰落时间所确定的通信链路损失来选择的时间更短的时间段内，执行RF放 大器的输入的切换。
7. 如权利要求5所述的方法，还包括在比根据由通信链路的快衰落 时间值所确定的通信链路损失来选择的时间更短的时间段内，执行RF放大 器的输入的切换。
8. 如权利要求l所述的方法，还包括 确定与被测量信号所承载的通信的帧速率对应的帧周期；选择用于测试序列的时间段，该时间段短于该帧周期，并且在该时间段上信号的中断不会实质地中断该通信；以及在所选择的时间段内，执行RF放大器的输入的切换，测量对应于该第 一开关状态和该第二开关状态的放大器输出之间的差异，并且将RF放大器 的输入切换到其信号源。
9. 如权利要求8所述的方法，还包括在比根据由通信链路的预定快衰落时间所确定的通信链路损失来选择的时间更短的时间段内，执行RF放 大器的输入的切换。
10. 如权利要求1所述的方法，包括利用位于信号源和放大器之间 的开关来切换放大器的输入，该开关有选择地将预定输入负载连接到放大 器°
11. 如权利要求1所述的方法，还包括将该预定输入负载提供为校 准负载，其中使用用于在放大器和信号源之间有选择地接收信号的开关来 有选择地将该校准负载连接到放大器。
12. —种通信设备，该通信设备提供对通信信号业务的测量，该通信 设备包括控制设备，其连接到信号放大器的信号输入，所述控制设备在第一状 态和第二状态之间控制信号放大器的信号输入，在第一状态中，放大器对 用于接收信号的第一输入进行接收，在第二状态中，到放大器的信号被充 分衰减；负载，其连接到放大器，以在至少第二状态中向放大器提供输入；以及控制器，其对所述控制设备的第一状态和第二状态进行操作，其中， 作为一种操作模式，所述控制器提供以可操作模式测试速率在第一和第二 状态之间进行切换的功能，该可操作模式测试速率具有比根据通信链路的 损失所选择的时间更短的信号输入中断时间以及比用于在静态模式中获得 电特性测量的最小静态时间更长的第二状态的持续时间，所述静态模式对 应于将所述负载连接到信号放大器并使信号被充分衰减，从而提供了在所 述静态模式中对信号输入的感测，而不中断通过信号放大器传送的通信。
13. 如权利要求12所述的通信设备，还包括检测器，其与信号放大 器的输出相通信，该检测器获得放大器的增益测量，该检测器对放大器输出进行测量，并且能够获得在所述静态模式中和运行模式中从放大器输出 的信号的指示。
14. 如权利要求12所述的通信设备，还包括检测器，其与信号放大 器的输出相通信，该检测器获得放大器的输出功率测量，并且能够获得在 所述静态模式中和运行模式中的信号输出功率值的指示，从而提供所接收 信号功率的指示。
15. 如权利要求12所述的通信设备，还包括用于通过将在所述静态 模式中的电特性测量与在非静态模式中所获得的电特性测量进行比较来提供热噪声增量(RoT)测量的电路，其中，所述控制设备将信号输入连接到信 号放大器，以建立所述非静态模式，其中，所述电特性对应于信号功率。
16. 如权利要求12所述的通信设备，其中，所确定的信号放大器输出 提供了热噪声增量(RoT)值，该热噪声增量(RoT)值对应于放大器所接收的总 功率与来自放大器的热噪声的比率。
17. 如权利要求12所述的通信设备，其中，所述控制设备包括开关， 该开关连接到信号放大器的信号输入，该开关在用于接收信号的第一输入 和第二输入之间切换，该开关在所述第一输入和所述第二输入之间切换。
18. 如权利要求12所述的通信设备，其中，所述控制设备包括衰减器， 该衰减器连接到信号放大器的信号输入，该衰减器在第二状态中实现对到 放大器的信号的衰减。
19. 一种有形地包含机器可执行指令程序的机器可读程序存储设备，机器可以执行该指令程序以实现用于在射频通信站中获得信号特性值测量 的方法歩骤，该方法步骤包括控制RF放大器的输入，以交替地执行将RF放大器的输入连接到信号 源来获得动态状态测量的步骤和对提供到RF放大器的该信号源进行充分 衰减的步骤，连接RF放大器以在至少第二状态中接收预定校准输入负载， 以确定静态状态测量，其中在放大器输出处的两种控制状态之间的功率差 异产生信号质量的已校准测量；以及在受最大时间和最小时间限制的时间参数内执行上述RF放大器的输 入的交替连接，在所述最大时间上，放大器从信号源接收的通信在预定限 度内恶化，所述最小时间是获得所述静态状态测量所需要的最小时间。
20. 如权利要求19所述的程序存储设备，其中，信号质量的所述已校 准测量提供了热噪声增量(RoT)值，该热噪声增量(RoT)值对应于放大器所接 收的总功率与来自放大器的热噪声的比率。
21. 如权利要求19所述的程序存储设备，其中，在比根据由通信链路 的预定快衰落时间或由通信链路的快衰落时间值所确定的通信链路损失来 选择的时间更短的时间内，所述时间参数建立对所述预定校准输入负载的 控制状态。
22. 在射频通信站中， 一种对增益和噪声进行校准的方法，该方法包括建立受最大时间和最小时间限制的时间参数，在所述最大时间上，放 大器从信号源接收的通信在预定限度内恶化，所述最小时间是获得静态状 态测量所需要的最小时间；在所建立的时间参数内利用位于信号源和RF放大器之间的控制设备实现对放大器的输入的控制，以将所接收的信号从信号源提供到放大器， 并且至少在所接收的信号被充分衰减的校准模式期间将校准负载提供到放 大器；以及在校准模式中，在到放大器输入的所接收的信号被充分衰减的情况下 获得信号值。
23. 如权利要求22所述的方法，还包括利用具有两种开关状态的 RF开关在可操作模式中获得相应的信号值，该具有两种开关状态的RF开 关通过将RF放大器连接到信号源来实现所述控制，其中，放大器输出处的 两种开关状态之间的功率差异提供了所述衰减，并且产生信号质量的已校 准测量。
24. 如权利要求23所述的方法，其中，信号质量的所述已校准测量提 供了热噪声增量(RoT)值，该热噪声增量(RoT)值对应于由放大器所接收的总 功率与来自放大器的热噪声的比率。
25. 如权利要求24所述的方法，还包括 确定与被测量信号所承载的通信的帧速率对应的帧周期； 选择用于测试序列的时间段，该时间段短于该帧周期，并且在该时间段上信号的中断不会实质地中断该通信；以及在所选择的时间段内，执行RF放大器的输入的切换，测量对应于该第 一开关状态和该第二开关状态的放大器输出之间的差异，并且将RF放大器 的输入切换到其信号源。
26. 如权利要求25所述的方法，还包括在比根据由通信链路的预定 快衰落时间所确定的或由通信链路的快衰落时间值所确定的通信链路损失来选择的时间更短的时间段内，执行RF放大器的输入的切换。
27. 如权利要求22所述的方法，还包括利用衰减器在可操作模式中 获得相应的信号值，该衰减器通过对提供到RF放大器的信号源进行衰减来 实现所述控制，其中，从衰减和减少的衰减所得到的功率差异产生信号质 量的已校准测量。
28. —种能够对增益和噪声进行校准的射频通信站，该通信站包括 用于对从信号源到放大器的输入进行控制，以有选择地在第一状态中将来自信号源的信号提供到放大器的装置；用于至少在第二状态期间提供预定输入负载的装置，在第二状态中， 所述用于对输入进行控制的装置充分衰减提供到放大器的信号；用于测量对应于第一状态和第二状态的放大器输出之间的差异的装 置，该第一状态对应于放大器从信号源接收的信号；以及用于确定对应于该第一和第二状态的放大器输出的装置，其中在放大 器输出处的两种状态之间的功率差异产生己校准测量。
29. 如权利要求28所述的通信站，其中，所述用于进行控制的装置包 括用于将放大器的输入在信号源和预定输入负载之间进行切换的装置， 位于信号源和放大器之间的开关有选择地将该预定输入负载连接到放大腿 益o
30. 如权利要求29所述的通信站，其中，在校准模式中，放大器从该 预定输入负载接收其输入，并且在放大器输出处的、该开关的两种开关状 态之间的功率差异产生热噪声增量(RoT)值的已校准测量。
31. 如权利要求30所述的通信站，还包括在所测量的RoT值低于预定阈值的情况下，用于使用第一标称采样周 期来测量RoT的装置；以及在RoT值超过该预定阈值的情况下，用于使放大器转到更长工作周期 的装置。
32. 如权利要求31所述的通信站，还包括用于确定与被测量信号所承载的通信的帧速率对应的帧周期的装置； 用于选择用于测试序列的时间段的装置，该时间段短于该帧周期，并且在该时间段上信号的中断不会实质地中断该通信；以及用于在所选择的时间段内，执行RF放大器的输入的切换，测量对应于第一开关状态和第二开关状态的放大器输出之间的差异，并且将RF放大器的输入切换到其信号源的装置。
33. 如权利要求32所述的通信站，还包括用于在比根据由通信链路 的预定快衰落时间所确定的或由通信链路的快衰落时间值所确定的通信链 路损失来选择的时间更短的时间段内执行RF放大器的输入的切换的装置。
34. 如权利要求28所述的通信站，还包括用于将该预定输入负载提 供为校准负载的装置，使用用于在放大器和信号源之间有选择地接收信号 的开关将该校准负载有选择地连接到放大器。
35. 如权利要求28所述的通信站，还包括用于确定与被测量信号所承载的通信的帧速率对应的帧周期的装置； 用于选择用于测试序列的时间段的装置，该时间段短于该帧周期，并 且在该时间段上信号的中断不会实质地中断该通信；以及所选择的时间段内，所述用于对放大器的输入进行控制的装置在该测试序列期间充分衰减到放大器的信号，并且将信号源提供为RF放大器的输 入。
36. 在射频通信站中， 一种对信号的增益和噪声进行校准的方法，该 方法包括通过减少在第二状态中接收的信号以充分衰减来自信号源的信号，来 实现在第一状态和第二状态之间对放大器的输入的控制，该第一状态对应 于放大器接收的信号，该第二状态对应于连接到预定输入负载的放大器； 至少在第二状态期间建立放大器的输入到预定输入负载的连接； 测量对应于第一状态和第二状态的放大器输出之间的差异；以及 确定对应于第一状态和第二状态的放大器输出，其中放大器输出处的 两种控制状态之间的功率差异产生已校准测量。
37. 如权利要求36所述的方法，其中，所确定的放大器输出提供了热 噪声增量(RoT)值，该热噪声增量(RoT)值对应于由放大器所接收的总功率与 来自放大器的热噪声的比率。
38. 如权利要求37所述的方法，还包括在所测量的RoT值低于预定阈值的情况下，使用第一标称采样周期来测量RoT;以及在RoT值超过该预定阈值的情况下，减小采样周期的频率； 确定与被测量信号所承载的通信的帧速率对应的帧周期； 选择用于测试序列的时间段，该时间段短于该帧周期，并且在该时间段上信号的中断不会实质地中断该通信；在所选择的时间段内，执行RF放大器的输入的控制，测量对应于第一状态和第二状态的放大器输出之间的差异，并且将RF放大器的输入控制到 其信号源；以及在比根据由通信链路的预定快衰落时间所确定的或由通信链路的快衰 落时间值所确定的通信链路损失来选择的时间更短的时间段内，执行RF放 大器的输入的控制，其中，在校准模式中，放大器通过衰减器接收其输入，并且在放大器 输出处的、所述控制的两种控制状态之间的功率差异产生热噪声增量(RoT) 值的已校准测量。
39. —种能够对增益和噪声进行校准的射频通信站，该通信站包括 放大器；输入负载；从信号源到放大器的输入控制电路，其能够有选择地在第一状态中将 信号从信号源提供到放大器，以及至少在第二状态期间提供测试信号连接; 以及信号测量电路，其对放大器输出做出响应，并且能够确定对应于第一 和第二状态的放大器输出，该输入控制电路提供了比与通信链路损失相关 的时间更短的信号输入中断时间和比用于在静态模式中获得电特性测量的 最小测试时间更长的第二状态的持续时间，从而提供了在第二状态中对放 大器输出的感测，而不中断通过放大器传送的通信。
40. 如权利要求39所述的通信站，其中，在校准模式中，放大器从预 定输入负载接收其输入，并且在放大器输出处的、开关的两种开关状态之 间的功率差异产生已校准测量值。
41. 如权利要求39所述的通信站，其中，该输入控制电路提供根据由通信链路的预定快衰落时间所确定的或由通信链路的快衰落时间值所确定 的通信链路损失来选择的信号输入中断时间。
全文摘要
在到放大器的信号路径，诸如接收天线和放大器之间的信号路径中使用RF开关。使用开关将放大器交替地连接到放大器的常规信号源和用于校准的固定负载。随后，放大器输出处的两种开关状态之间的功率差异产生诸如热噪声增量(ROT)的信号值的已校准测量。将在校准位置上花费的时间量维持在最小级别，从而减少对放大器常规操作的影响。本发明提供了通过确定反向链路增益，基于中继器反向链路输出功率的ROT测量，对中继器系统中的业务负载进行估计的能力。
文档编号H04B17/00GK101411100SQ200780010893
公开日2009年4月15日 申请日期2007年1月29日 优先权日2006年1月27日
发明者R·F·迪安 申请人:高通股份有限公司