专利名称：移动终端和移动终端中控制增益的方法
技术领域：
本发明涉及第三代伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)时分双工(TDD)技术，尤其涉及基于3GPP LTE TDD技术的移动终端和这样的移动终端中控制增益的方法。
背景技术：
随着移动通信技术的迅速发展，无线通信系统呈现出移动化、宽带化和IP化的趋势，移动通信市场的竞争也日趋激烈。为应对来自WiMAX，Wi-Fi等传统和新兴无线宽带接入技术的挑战，提高第三代移动通信系统(3G)在宽带无线接入市场的竞争力，3GPP开展通用移动通信系统(UMTS)地面无线接入(UTRA)长期演进(LTE)技术的研究，以实现3G技术向超三代移动通信系统(B3G)和第四代移动通信系统4G的平滑过渡。LTE的改进目标是实现更高的数据速率、更短的时延、更低的成本，更高的系统容量以及改进的覆盖范围。LTE系统同时定义了频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两种方式。3GPP RANl会议统一了 LTE TDD的两种帧结构。TDD帧结构的融合使LTE TDD技术受到了广泛的重视。当LTE系统中的移动终端(或称用户单元，UE)开机或进入新的小区时，需要与基站建立联系。第一步的工作是在预定信道上搜索基站的信号。如果搜索到基站的信号，即确定存在基站，则尝试建立同步。LTE系统的基站在信号中包含两种同步信号，即主同步信号(PSS)和辅同步信号(SSS)，它们共同确定小区的标识。移动终端在同步过程中首先根据 PSS建立同步，以确定5ms边界，然后根据SSS建立同步，以确定IOms边界。在同步过程中，移动终端需要进行自动增益控制(AGC)以适应适当范围的信号功率波动。通常，AGC需要测量数据接收功率，计算平均功率并根据平均功率与参考值的差异来进行增益控制。人们不断付出努力来改进AGC，以提高同步的准确性。
发明内容
在初始接入阶段的同步期间，由于移动终端未建立同步，训练信号的起始没有明确，信号的存在也不能确定。在这样的情况下，常规方法测量预定区间内的数据功率并进行增益控制。在LTE TDD系统中，测量区间内可能包含下行信号和上行信号。图1示出了可能出现这样的情况的场景。考虑图1所示的场景，移动终端101进入基站103的小区的范围， 因而处于初始接入阶段并进行同步建立操作。邻近的移动终端102正在与基站103进行通信。由于上行信号的功率通常远高于下行信号的功率，移动终端102的上行信号会对移动终端101中的功率测量带来较大影响，使得常规方法不能确定下行信号的准确功率水平， 导致无法设置恰当的增益，从而影响同步的建立。此外，取决于所处的通信环境，移动终端接收的信号可能存在较高的高斯噪声。常规方法是提高增益来克服高斯噪声的影响。这样会要求可变增益放大器有较高的动态范围，导致成本和功耗的提高。
4
本发明的目的是提供一种移动终端和这样的移动终端中控制增益的方法，其允许至少部分地减轻或克服上述缺陷。在本发明的一个实施例中，移动终端适用于基于第三代伙伴计划长期演进项目的系统，并且包括相关装置、测量装置、控制装置和增益调节装置。相关装置能够响应于来自控制装置的指示，从基站的预定时分双工信道获得对应于半帧及后续一个符号的样本序列，并且用至少一个主同步序列与所述样本序列中的所有子序列相关以获得各个相关结果。测量装置能够响应于所获得的相关结果，针对所述相关结果中的最大相关结果，计算使用所述最大相关结果的对应主同步序列获得的相关结果的峰均比。控制装置能够响应于确定基站的存在向所述相关装置发送所述指示，并且至少在所述峰均比小于第一阈值的情况下，通知增益调节装置。增益调节装置能够响应于所述通知提高可变增益放大器的增益。相关装置还能够根据每个所述相关结果的对应子序列的样本的功率和将所述相关结果归一化。在上述移动终端中，控制装置也可以在所述峰均比小于第一阈值并且基于当前增益相关装置获得样本序列的次数超过第二阈值的情况下，通知所述增益调节装置。控制装置也可以在所述峰均比小于第一阈值并且所述次数未超过第二阈值的情况下，向相关装置发送所述指示。相关装置也可以在增益未改变并且再次从所述基站的预定时分双工信道获得对应于半帧及后续一个符号的样本序列的情况下，把当前增益下基于相同主同步序列与各个样本序列中的相同位置的子序列之间的相关而获得的相关结果的和或其均值，作为所获得的相关结果。在上述移动终端中，峰均比可以是所述最大相关结果与所述相关结果中和所述最大相关结果采用相同主同步序列获得的其它相关结果的均值的比值，或可以是所述最大相关结果与采用相同主同步序列获得的所有相关结果的均值的比值。在上述移动终端中，增益调节装置也可以在高于当前增益的下一增益低于第三阈值的情况下，将可变增益放大器的增益提高到所述下一增益。在本发明的一个实施例中，对于适用于基于第三代伙伴计划长期演进项目的系统的移动终端，其中控制增益的方法可以包括相关步骤、测量步骤、控制步骤和增益调节步骤。在相关步骤能够响应于相关指示，从基站的预定时分双工信道获得对应于半帧及后续一个符号的样本序列，并且用至少一个主同步序列与所述样本序列中的所有子序列相关以获得各个相关结果。在测量步骤能够响应于所获得的相关结果，针对所述相关结果中的最大相关结果，计算使用所述最大相关结果的对应主同步序列获得的相关结果的峰均比。在控制步骤能够响应于确定基站的存在提供所述相关指示，并且至少在所述峰均比小于第一阈值的情况下，提供提高增益通知。增益调节步骤能够响应于所述提高增益通知提高可变增益放大器的增益。相关步骤包括根据每个所述相关结果的对应子序列的样本的功率和将所述相关结果归一化。在上述方法中，控制步骤也可以包括在所述比值小于第一阈值并且基于当前增益获得样本序列的次数超过第二阈值的情况下，提供所述提高增益通知。控制步骤也可以包括在所述比值小于第一阈值并且所述次数未超过第二阈值的情况下，提供所述相关指示。 相关步骤也可以包括在增益未改变并且再次从所述基站的预定时分双工信道获得对应于半帧及后续一个符号的样本序列的情况下，把当前增益下基于相同主同步序列与各个样本序列中的相同位置的子序列之间的相关而获得的相关结果的和或其均值，作为所获得的相
关结果。在上述方法中，所述峰均比可以是所述最大相关结果与所述相关结果中和所述最大相关结果采用相同主同步序列获得的其它相关结果的均值的比值，或可以是所述最大相关结果与采用相同主同步序列获得的所有相关结果的均值的比值。在上述方法中，增益调节步骤也可以包括在高于当前增益的下一增益低于第三阈值的情况下，将可变增益放大器的增益提高到所述下一增益。
参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。在附图中，相同的或对应的技术特征或部件将采用相同或对应的附图标记来表示。图1示出了可能造成测量区间内包含下行信号和上行信号的场景。图2示出了 LTE TDD系统的帧结构。图3示出了 PSS信号在LTE TDD系统的帧中的位置。图4是示出根据本发明实施例的移动终端的框图。图5是示出根据本发明实施例的控制增益的方法的流程图。图6是示出根据本发明实施例的移动终端中控制增益的方法的改进方法的流程图。图7是示出通过归一化达到的效果的示意图。
具体实施例方式下面参照附图来说明本发明的实施例。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。首先说明LTE TDD系统的帧结构和PSS信号的结构，以利于理解本发明的实施例。图2示出了 LTE TDD系统的帧结构。图3示出了 PSS信号在LTETDD系统的帧中的位置。如图2所示，LTE TDD系统以帧的形式来组织数据，IOms的帧被分为10个子帧。每个子帧包含两个时隙。每个时隙长0.5ms并且由若干正交频分复用(OFDM)符号组成。对于不同的带宽配置，每个采样点的间隔不同，但均为Ts的整数倍(Ts = 1/(15000X2048) s)。图2示出了 20MHz的带宽配置。如图2所示，每个IOms帧包括2个长度为5ms的半帧。每个半帧由4个数据子帧 (#0、#2、#3和#4，或#5、#7、#8和#9)和1个特殊子帧(#1或#6)组成。特殊子帧包括3 个特殊时隙DwPTS，GP和UpPTS，总长度为1ms。DwPTS和UpPTS的长度可配置。DwPTS的长度为3 12个OFDM符号。UpPTS的长度为1 2个OFDM符号。相应地，GP长度为1 10个OFDM符号。LTE TDD同步信号的周期是5ms，分为主同步信号(PSS)和辅同步信号(SSS)。PSS 信号一共有3个，从频域上来看，表示为参数不同的^doff-Chu序列，参考下面公式
该序列(长度为6 会映射到频域上中心载波(DC)附近的62个子载波上，并在两侧各补5个零，共占用72个子载波。经过逆傅立叶变换(IFFT)，包含PSS的OFDM符号会放到LTE TDD帧中的子帧#1、子帧#6的第三个OFDM符号上。因为子帧的时长是lms，因此PSS的传输周期是5ms。如图3所示。在LTE TDD帧结构中，PSS位于DwPTS的第三个符号，SSS位于5ms第一个子帧的最后一个符号。有关LTE TDD帧结构的进一步细节可参考 3GPP 标准:TS36. 211v8. 7. 0。图4是示出根据本发明实施例的移动终端400的框图，其中移动终端400适用于基于3GPP LTE的系统。如图4所示，移动终端400包括相关装置405、测量装置406、控制装置407和增益调节装置408。单纯出于方便理解本发明的实施例的目的，图4中还示出了天线401、可变增益放大器(VGA) 402、模数转换器(A/D) 403和低通滤波器(LPF) 404，并不构成对本发明的实施例的限制。当移动终端400在一个基站的覆盖范围内开机或进入另一个基站的覆盖范围时， 需要接入该覆盖范围的基站。由于移动终端400此时并不知道是否有基站，在初始接入阶段首先在预定信道尝试接收来自基站的信号以确定基站是否存在。在此过程中，通过天线 401接收信号。VGA 402以预定增益(通常为较小或最小的增益)对接收的信号进行放大。 A/D 403将放大的信号采样为数字信号。LPF 404对数字信号进行低通滤波。未示出的判断装置根据滤波信号的功率确定是否存在基站。如果存在，则启动同步过程。控制装置407响应于确定基站的存在向相关装置405发送指示。相关装置405响应于来自控制装置407的指示，从基站的预定时分双工信道获得对应于半帧及后续一个符号的样本序列。以20MHz带宽配置为例，半帧长为153600个Ts， 经采样减少16倍，对应于9600个样本。一个符号对应于1 个样本。可以获得97 个样本的样本序列。相关装置405用至少一个PSS信号(即主同步序列)与样本序列中的所有子序列相关以获得各个相关结果。LTE TDD标准中允许有三种主同步序列。根据具体系统的约定可以使用其中的一种、两种或三种主同步序列。根据相关的目的可知，子序列的长度与主同步序列的长度相同。样本序列的所有子序列中的相邻子序列彼此偏移一个样本。因而，所有子序列覆盖整个样本序列。以20MHz带宽配置为例，PSS(i)，i = 0，1，2表示三种主同步序列。PSS(i，k)，k =0,1,2, ...，127表示第i个主同步序列的128个时域值。r表示样本序列。r(j)，j = 0,1,2, . . .，9727表示样本序列的9728个样本。C(i，m)表示第i个主同步序列与样本序列中从第m个样本起始的子序列rs(m)的相关结果，其中
权利要求
1.一种移动终端，适用于基于第三代伙伴计划长期演进的系统，包括相关装置，响应于来自控制装置的指示，从基站的预定时分双工信道获得对应于半帧及后续一个符号的样本序列，并且用至少一个主同步序列与所述样本序列中的所有子序列相关以获得各个相关结果；测量装置，响应于所获得的相关结果，针对所述相关结果中的最大相关结果，计算使用所述最大相关结果的对应主同步序列获得的相关结果的峰均比；所述控制装置，响应于确定基站的存在向所述相关装置发送所述指示，并且至少在所述峰均比小于第一阈值的情况下，通知增益调节装置；和增益调节装置，响应于所述通知提高可变增益放大器的增益，其中，所述相关装置还根据每个所述相关结果的对应子序列的样本的功率和将所述相关结果归一化。
2.如权利要求1所述的移动终端，其中所述控制装置进一步被配置为，在所述峰均比小于第一阈值并且基于当前增益相关装置获得样本序列的次数超过第二阈值的情况下，通知所述增益调节装置；以及在所述峰均比小于第一阈值并且所述次数未超过第二阈值的情况下，向相关装置发送所述指示，并且所述相关装置进一步被配置为在增益未改变并且再次从所述基站的预定时分双工信道获得对应于半帧及后续一个符号的样本序列的情况下，把当前增益下基于相同主同步序列与各个样本序列中的相同位置的子序列之间的相关而获得的相关结果的和或其均值，作为所获得的相关结果。
3.如权利要求1或2所述的移动终端，其中所述峰均比为所述最大相关结果与所述相关结果中和所述最大相关结果采用相同主同步序列获得的其它相关结果的均值的比值，或所述最大相关结果与采用相同主同步序列获得的所有相关结果的均值的比值。
4.如权利要求1或2所述的移动终端，其中所述增益调节装置进一步被配置为在高于当前增益的下一增益低于第三阈值的情况下，将可变增益放大器的增益提高到所述下一增益ο
5. 一种移动终端中控制增益的方法，所述移动终端适用于基于第三代伙伴计划长期演进的系统，所述方法包括相关步骤，响应于相关指示，从基站的预定时分双工信道获得对应于半帧及后续一个符号的样本序列，并且用至少一个主同步序列与所述样本序列中的所有子序列相关以获得各个相关结果；测量步骤，响应于所获得的相关结果，针对所述相关结果中的最大相关结果，计算使用所述最大相关结果的对应主同步序列获得的相关结果的峰均比；控制步骤，响应于确定基站的存在提供所述相关指示，并且至少在所述峰均比小于第一阈值的情况下，提供提高增益通知；和增益调节步骤，响应于所述提高增益通知提高可变增益放大器的增益， 其中，所述相关步骤还包括根据每个所述相关结果的对应子序列的样本的功率和将所述相关结果归一化。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述控制步骤还包括在所述峰均比小于第一阈值并且基于当前增益获得样本序列的次数超过第二阈值的情况下，提供所述提高增益通知；以及在所述峰均比小于第一阈值并且所述次数未超过第二阈值的情况下，提供所述相关指示，并且所述相关步骤还包括在增益未改变并且再次从所述基站的预定时分双工信道获得对应于半帧及后续一个符号的样本序列的情况下，把当前增益下基于相同主同步序列与各个样本序列中的相同位置的子序列之间的相关而获得的相关结果的和或其均值，作为所获得的相关结果。
7.如权利要求5或6所述的方法，其中所述峰均比为所述最大相关结果与所述相关结果中和所述最大相关结果采用相同主同步序列获得的其它相关结果的均值的比值，或所述最大相关结果与采用相同主同步序列获得的所有相关结果的均值的比值。
8.如权利要求5或6所述的方法，其中所述增益调节步骤还包括在高于当前增益的下一增益低于第三阈值的情况下，将可变增益放大器的增益提高到所述下一增益。
全文摘要
移动终端和移动终端中控制增益的方法。移动终端包括相关装置，响应于来自控制装置的指示，从基站的预定时分双工信道获得对应于半帧及后续一个符号的样本序列，并且用至少一个主同步序列与样本序列中的所有子序列相关以获得各个相关结果；测量装置，响应于所获得的相关结果，针对相关结果中的最大相关结果，计算使用最大相关结果的对应主同步序列获得的相关结果的峰均比；控制装置，响应于确定基站的存在向相关装置发送所述指示，且至少在峰均比小于第一阈值的情况下，通知增益调节装置；和增益调节装置，响应于通知提高可变增益放大器的增益，其中相关装置还根据每个相关结果的对应子序列的样本的功率和将相关结果归一化。
文档编号H04W88/02GK102158943SQ20101011648
公开日2011年8月17日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者孙刚, 王昊, 王昕 , 钟磊 申请人:富士通株式会社