专利名称：以自动增益控制连续补偿介入通信信号相位变异的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明总的有关无线通信系统。更具体说，本发明有关一种用来补偿与自动增益控制(AGC)调整相关的相位变异的数字信号处理(DSP)技术。
背景技术：
在一传统的相敏通信系统中，一接收器使用自动增益控制(AGC)来自动地将增益调整成一射频(RF)及/或中频(IF)通信信号的振幅的函数。由该AGC产生的一实部值增益系数被加诸于该通信信号。在模拟领域中，通信信号的振幅被维持在一预先定义信号振幅范围内然后由一模拟数字转换器(ADC)将其转换成一数字信号，该转换器亦限制信号振幅范围。AGC的目的是将对ADC的输入维持在一恒定功率位准。
在AGC被调整时，一相位偏差介入该通信信号内使得该相敏通信系统的性能变差。因此期望一种方法和系统用以抵销因调整该AGC而造成的通信信号相位偏差。
发明内容
本发明被体现在一通信系统，其包含一AGC电路、一接收器、一模拟数字转换器(ADC)及一插入相位变异补偿模块。该AGC电路接收且放大通信信号。该AGC电路的增益被连续地调整。该AGC电路对该接收器输出一放大通信信号，该接收器随后对该ADC输出一模拟复信号。该ADC对该插入相位变异补偿模块输出一数字复信号，该模块抵销因与该AGC电路相关的连续增益调整而介入该通信信号内的相位偏差的效应。该模拟复信号及该数字复信号包含同相(I)及正交(Q)信号分量。
该AGC电路的增益响应于一增益控制信号受到连续地调整。相位偏差估计值被以该增益控制信号的一函数提供给该插入相位变异补偿模块。
该插入相位变异补偿模块可从该ADC接收数字I和Q信号分量并且输出具有异于所述数字I和Q信号分量的相位特性的变更数字I和Q信号分量。该通信系统可还包含一接收所述变更数字I和Q信号分量的调制解调器。该调制解调器可包含一产生该增益控制信号的处理器。该处理器可计算出多少功率被输给该ADC。
该通信系统可还包含一与该处理器及该插入相位变异补偿模块通信的查阅表(LUT)。该LUT可从该处理器接收该增益信号且对该插入相位变异补偿模块提供该增益信号的一函数的相位偏差估计值。所提供估计值包含一相位偏差x的一Sin函数和一Cos函数。该插入相位变异补偿模块可有一与一数字I信号分量相关的实部(Re)输入及一与一Q信号分量相关的虚部(Im)输入，且依据由该LUT提供的估计值，该插入相位变异补偿模块可输出一具有一已依据函数[Cos(x)×Re]-[Sin(x)×Im]调整的相位的I信号分量及一具有一已依据函数[Sin(x)×Re]+[Cos(x)×Im]调整的相位的Q信号分量。
由以下所举例的一较佳实例的说明参照附图可让人更为了解本发明，附图中图1为一依据本发明的通信系统的方块图，该系统包含一抵销因一AGC电路而介入一通信信号内的相位偏差的插入相位变异补偿模块；图2为图1插入相位变异补偿模块的一范例组态；且图3为一方法流程图，其包含实行以连续抵销因图1的AGC电路而介入一通信信号内的相位偏差的效应的步骤。
具体实施例方式
本发明提出一种抵销因进行AGC调整而介入一RF或IF通信信号(亦即数据串流)内的相位差的方法和系统。
较佳来说，本发明所揭示的方法和系统被体现在一无线发射/接收单元(WTRU)内。在下文中，一WTRU非局限性包含一使用者设备、一移动式基地台、一固接式或移动式用户单元、呼叫器、或是能够在一无线环境中运作的任何其它类型装置。本发明的特征可被体现在一集成电路(IC)内或被规划在一包含大量互连组件的电路内。
本发明可应用于采用分时双工(TDD)、分频双工(FDD)、分码多向近接(CDMA)、CDMA 2000、分时同步CDMA(TDSCDMA)、正交分频多任务处理(OFDM)或类似技术的通信系统。
图1为一依据本发明运作的通信系统100的方块图。通信系统100包含一AGC电路105、一接收器110、一模拟数字转换器(ADC)115、一插入相位变异补偿模块120以及一调制解调器125。AGC电路105及ADC 115可被并入接收器110内。AGC电路105可包含单级增益或多级增益。此外，插入相位变异补偿模块120可并入调制解调器125内。
调制解调器125包含一计算出多少功率被输给ADC 115的处理器130。调制解调器125从插入相位变异补偿模块120接收复合I和Q信号分量135，140，且经由处理器130对AGC电路105输出一增益控制信号145。增益控制信号145包含一被AGC电路105用来设定一RF及/或IF通信信号150的振幅的增益系数。增益控制信号145亦从处理器130输出给一查阅表(LUT)155，该查阅表利用增益控制信号145对插入相位变异补偿模块120提供介入通信信号150内的一相位偏差估计值。另一选择，可采用一预先定义的多项式或任何其它方法代替LUT 155来提供相位偏差估计值。
AGC电路105的增益级的增益位准每次发生变化时，一相关相位偏差(亦即相位旋转)可能介入通信信号150内。因此，AGC电路105所提供的增益的一函数的相位偏差估计值(x)可藉由存取LUT 155、一预先定义多项式、或是能将与AGC电路105相关的AGC值的完整范围映像于一相位偏差估计值的任何其它方法以一连续性方式判定。
图2为插入相位变异补偿模块120的一范例组态，该模块以增益控制信号145为基础来旋转从ADC 115输出的一数字复信号的I和Q信号分量的相位特性，以便抵销因AGC电路105而介入一通信信号150内的相位偏差的效应。因此，调制解调器125不受此等相位偏差影响，且通信系统100的性能不会变差。不同的增益位准会使不同的增益偏差介入通信信号150内。
如图2所示，插入相位变异补偿模块120包含乘法器205，210，215，220加法器225和230。插入相位变异补偿模块120从ADC 115接收一实部(Re)I信号分量250及一虚部(jIm)Q信号分量260且将信号分量Re及jIm的相位如下列方程式1所示旋转x度(ejx)(Re+jIm)×ejx＝(Re+jIm)×[Cos(x)+jSin(x)] 方程式1实部输出之结果 如下列方程式2所示R^e=[Cos(x)×Re]+[j2×Sin(x)×Im]=[Cos(x)×Re]-[Sin(x)×Im]]]>方程式2要注意到如果x逼近零，则Cos(x)＝1.0且Sin(x)＝x，如下列方程式3所示R^e=Re-Im×x]]>方程式3虚部输出之结果m如下列方程式4所示m＝[Sin(x)×Re]+[Cos(x)×Im] 方程式4要注意到如果x逼近零，则Cos(x)＝1.0且Sin(x)＝x，如下列方程式5所示m＝Im+Re×x 方程式5因此，如方程式2所示，实部信号分量250经由乘法器215被LUT 155所指定的一Cos(x)函数280乘，且虚部信号分量260经由乘法器210被同样是LUT 155所指定的一Sin(x)函数270乘，藉此由加法器225以乘法器215的输出减乘法器210的输出。此外，如方程式4所示，实部信号分量250经由乘法器205被LUT 155所指定的一Sin(x)函数270乘，且虚部信号分量260经由乘法器220被同样是LUT 155所指定的一Cos(x)函数280乘，藉此由加法器230将乘法器220的输出加上乘法器205的输出。
图3为一方法300的流程图，其包含实行以连续抵销介入AGC电路105所接收的一通信信号150内的相位偏差的效应的步骤。在步骤305中，对AGC电路105提供增益控制信号145。在步骤310中，AGC电路105响应于增益控制信号145调整一通信信号150的增益，此调整导致一相位偏差介入通信信号150内。在步骤315中，对插入相位变异补偿模块120提供增益控制信号145的一函数的相位偏差估计值。在步骤320中，相位变异补偿模块120以所提供估计值为基础调整通信信号150的相位。方法300以一连续性方式重复。
尽管已参照较佳实施例特别用文字和
，熟悉本技术的人员明显可知可不脱离以上所述本发明范围就形式和细节做出多样变化。
权利要求
1.一种通信系统，其包括(a)一自动增益控制(AGC)电路，其接收并调整一通信信号的增益，该AGC是由一增益控制信号所控制；及(b)一插入相位变异补偿模块，其以该增益控制信号为基础连续地抵销因该AGC电路而介入该通信信号内的相位偏差的效应。
2.如权利要求1所述的通信系统，其特征在于还包括(c)一接收器，其从该AGC电路接收该通信信号并且输出模拟同相(I)和正交(Q)信号分量；及(d)一模拟数字转换器(ADC)，其接收所述模拟I和Q信号分量且将所述模拟I和Q信号分量转换成数字I和Q信号分量。
3.如权利要求2所述的通信系统，其特征在于该插入相位变异补偿模块从该ADC接收所述数字I和Q信号分量并且输出具有异于所述数字I和Q分量的相位特性的变更I和Q信号分量，该通信系统还包括(e)一调制解调器，其接收所述变更I和Q信号分量，该调制解调器包含一产生该增益控制信号的处理器。
4.如权利要求3所述的通信系统，其特征在于该处理器计算出多少功率被输入至该ADC。
5.如权利要求2所述的通信系统，其特征在于该插入相位变异补偿模块从该ADC接收所述数字I和Q分量且将所述数字I和Q分量的相位特性变更为该增益控制信号的一函数
6.如权利要求1所述的通信系统，其特征在于还包括(c)一处理器，其产生该增益控制信号；及(d)一查阅表(LUT)，其与该处理器及该插入相位变异补偿模块通信，其中该LUT从该处理器接收该增益控制信号且对该插入相位变异补偿模块提供相位偏差估计值以做为该增益控制信号的一函数。
7.如权利要求6所述的通信系统，其特征在于所提供估计值包含一相位偏差，x的一Sin函数和一Cos函数。
8.如权利要求7所述的通信系统，其特征在于该插入相位变异补偿模块具有一与一数字同相(I)信号分量相关的实部(Re)输入及一与一正交(Q)信号分量相关的虚部(Im)输入，且依据由该LUT提供的估计值，该插入相位变异补偿模块输出一具有一依据函数[Cos(x)×Re]-[Sin(x)×Im]调整的相位的I信号分量。
9.如权利要求7所述的通信系统，其特征在于该插入相位变异补偿模块具有一与一数字同相(I)信号分量相关的实部输入(Re)及一与一正交(Q)信号分量相关的虚部输入(Im)，且依据由该LUT所提供的估计值，该插入相位变异补偿模块输出一具有一依据函数[Sin(x)×Re]+[Cos(x)×Im]调整的相位的Q信号分量。
10.一种无线发射/接收单元(WTRU)，其包括(a)一自动增益控制(AGC)电路，其接收且调整一通信信号的增益，该AGC是由一增益控制信号所控制；及(b)一插入相位变异补偿模块，其以该增益控制信号为基础连续地抵销因该AGC电路而介入该通信信号内的相位偏差的效应。
11.如权利要求10所述的WTRU，其特征在于还包括(c)一接收器，其从该AGC电路接收该通信信号并且输出模拟同相(I)和正交(Q)信号分量；及(d)一模拟数字转换器(ADC)，其接收所述模拟I和Q信号分量且将所述模拟I和Q信号分量转换成数字I和Q信号分量。
12.如权利要求11所述的WTRU，其特征在于该插入相位变异补偿模块从该ADC接收所述数字I和Q信号分量并且输出具有异于所述数字I和Q分量的相位特性的变更I和Q信号分量，该WTRU还包括(e)一调制解调器，其接收所述变更I和Q信号分量，该调制解调器包含一产生该增益控制信号的处理器。
13.如权利要求12所述的WTRU，其特征在于该处理器计算出多少功率被输入至该ADC。
14.如权利要求11所述的WTRU，其特征在于该插入相位变异补偿模块从该ADC接收所述数字I和Q分量且将所述数字I和Q分量的相位特性变更为该增益控制信号的一函数
15.如权利要求10所述的WTRU，其特征在于还包括(c)一处理器，其产生该增益控制信号；及(d)一查阅表(LUT)，其与该处理器及该插入相位变异补偿模块通信，其中该LUT从该处理器接收该增益控制信号且对该插入相位变异补偿模块提供相位偏差估计值以做为该增益控制信号的一函数。
16.如权利要求15所述的WTRU，其特征在于所提供估计值包含一相位偏差，x的一Sin函数和一Cos函数。
17.如权利要求16所述的WTRU，其特征在于该插入相位变异补偿模块具有一与一数字同相(I)信号分量相关的实部(Re)输入及一与一正交(Q)信号分量相关的虚部(Im)输入，且依据由该LUT所提供的估计值，该插入相位变异补偿模块输出一具有一依据函数[Cos(x)×Re]-[Sin(x)×Im]调整的相位的I信号分量。
18.如权利要求16所述的WTRU，其特征在于该插入相位变异补偿模块有一与一数字同相(I)信号分量相关的实部输入(Re)及一与一正交(Q)信号分量相关的虚部输入(Im)，且依据由该LUT提供的估计值，该插入相位变异补偿模块输出一具有一依据函数[Sin(x)×Re]+[Cos(x)×Im]调整的相位的Q信号分量。
19.一种集成电路(IC)，其包括(a)一自动增益控制(AGC)电路，其接收并调整一通信信号的增益，该AGC是由一增益控制信号所控制；及(b)一插入相位变异补偿模块，其以该增益控制信号为基础连续地抵销因该AGC电路而介入该通信信号内的相位偏差的效应。
20.如权利要求19所述的IC，其特征在于还包括(c)一接收器，其从该AGC电路接收该通信信号并且输出模拟同相(I)和正交(Q)信号分量；及(d)一模拟数字转换器(ADC)，其接收所述模拟I和Q信号分量且将所述模拟I和Q信号分量转换成数字I和Q信号分量。
21.如权利要求20所述的IC，其特征在于该插入相位变异补偿模块从该ADC接收所述数字I和Q信号分量并且输出具有异于所述数字I和Q分量的相位特性的变更I和Q信号分量，该IC还包括(e)一调制解调器，其接收所述变更I和Q信号分量，该调制解调器包含一产生该增益控制信号的处理器。。
22.如权利要求21所述的IC，其特征在于该处理器计算出多少功率被输入至该ADC。
23.如权利要求20所述的IC，其特征在于该插入相位变异补偿模块从该ADC接收所述数字I和Q分量且将所述数字I和Q分量的相位特性变更为该增益控制信号的一函数
24.如权利要求19所述的IC，其特征在于还包括(c)一处理器，其产生该增益控制信号；及(d)一查阅表(LUT)，其与该处理器及该插入相位变异补偿模块通信，其中该LUT从该处理器接收该增益控制信号且对该插入相位变异补偿模块提供相位偏差估计值以做为该增益控制信号的一函数。
25.如权利要求24所述的IC，其特征在于所提供估计值包含一相位偏差，x的一Sin函数和一Cos函数。
26.如权利要求25所述的IC，其特征在于该插入相位变异补偿模块具有一与一数字同相(I)信号分量相关的实部(Re)输入及一与一正交(Q)信号分量相关的虚部(Im)输入，且依据由该LUT所提供的估计值，该插入相位变异补偿模块输出一具有一依据函数[Cos(x)×Re]-[sin(x)×Im]调整的相位的I信号分量。
27.如权利要求25所述的IC，其特征在于该插入相位变异补偿模块具有一与一数字同相(I)信号分量相关的实部输入(Re)及一与一正交(Q)信号分量相关的虚部输入(Im)，且依据由该LUT所提供的估计值，该插入相位变异补偿模块输出一具有一依据函数[Sin(x)×Re]+[Cos(x)×Im]调整的相位的Q信号分量。
28.一种用来在包含一自动增益控制(AGC)电路和一插入相位变异补偿模块的通信系统内连续地抵销因该AGC电路而介入至一通信信号内的相位偏差的效应的方法，该方法包含(a)对该AGC电路提供一增益控制信号；(b)该AGC电路接收且调整一通信信号的增益以响应该增益控制信号，该调整导致一相位偏差介入该通信信号内；(c)对该插入相位变异补偿模块提供相位偏差估计值以做为该增益控制信号的一函数；(d)该插入相位变异补偿模块以该所提供估计值为基础调整该通信信号的相位；及(e)重复步骤(a)-(d)。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于该所提供估计值包含一相位偏差，x，的一Sin函数和一Cos函数。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于该插入相位变异补偿模块具有一与一数字同相(I)信号分量相关的实部(Re)输入及一与一正交(Q)信号分量相关的虚部(Im)输入，且依据由该LUT所提供的估计值，该插入相位变异补偿模块输出一具有一依据函数[Cos(x)×Re]-[Sin(x)×Im]调整的相位的I信号分量。
31.如权利要求29所述的方法，其特征在于该插入相位变异补偿模块具有一与一数字同相(I)信号分量相关的实部输入(Re)及一与一正交(Q)信号分量相关的虚部输入(Im)，且依据由该LUT所提供的估计值，该插入相位变异补偿模块输出一具有一依据函数[Sin(x)×Re]+[Cos(x)×Im]调整的相位的Q信号分量。
全文摘要
一种通信系统(100)，其包含一自动增益控制(AGC)电路(105)、一接收器(110)、一模拟数字转换器(ADC)(115)及一插入相位变异补偿模块(120)。该AGC(105)电路接收且放大通信信号(150)。该AGC电路(105)的增益被调整。该AGC电路(105)输出一放大信号至该接收器，该接收器随后输出一模拟复信号至该ADC(115)，而该ADC(115)则输出一数字复信号至一插入相位变异补偿模块(120)，该模块抵销因与该AGC电路(105)相关的连续增益调整而介入该通信信号(150)内的相位偏差的效应。
文档编号H04L25/10GK1799202SQ200480015339
公开日2006年7月5日 申请日期2004年5月6日 优先权日2003年6月6日
发明者艾佩斯兰·戴米尔, 利昂德·卡萨凯费许, 坦毕尔·哈克 申请人:美商内数位科技公司