CN104283595A - 一种发射分集模式切换的控制方法、装置及电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发射分集模式切换的控制方法、装置及电路，适用于移动终端，该方法包括预设不少于一种发射分集模式切换条件，并将全部发射分集模式切换条件进行排序；按照发射分集模式切换条件的顺序逐个判断发射分集模式切换条件，如果满足发射分集模式的条件，则移动终端采用多天线发射分集模式，如果满足单天线发射模式的条件，则移动终端采用单天线发射模式。本发明的技术方案能够通过对多个条件中的一个或多个条件组合进行判断，可对移动终端在各种复杂场景下灵活控制，使移动终端在多天线发射分集模式以及单天线发射模式之间进行切换。

Description

一种发射分集模式切换的控制方法、装置及电路

技术领域

本发明涉及移动终端技术领域，尤其涉及一种发射分集模式切换的控制方法、装置及电路。

背景技术

无线传输环境中影响信号质量的主要因素是信道的衰落。对于3G以及4G的***，其最重要的应用是数据业务。而由于移动终端上行通常采用单天线，导致其对抗无线信道的衰落能力较差，上行数据速率通常显著低于下行速率。如果移动终端采用多天线发射分集方法能够有效地对抗无线信道的衰落，为***提供可靠的信息传输，从而显著提高上行传输速率。

然而，多天线发射分集技术使用多条发射链路，与使用单天线相比，高频发射电路的功耗会显著增大，尤其是发射链路中的功率放大器需要较大的功耗。当前电池技术依然是制约移动终端发展的瓶颈之一，过多的功耗会导致移动终端的通话时间、数据下载时间以及待机时间减少。由于电池技术的制约以及尚未存在可行的降低发射分集功耗的方法，因此，移动终端的发射分集技术至今尚未广泛使用。

在当前的发射分集技术方案中，主要集中在基站***中。当基站检测到某一路或者某几路发射链路存在故障，无法正常工作时，自动切换至无发射分集的方法。而对于终端侧的发射分集，目前的方案主要根据移动终端接收到的基站导频功率、发射功率、移动速度等条件，进行发射分集与单天线发射之间切换从而降低功耗。

现有技术方案针对基站多个发射链路中的一路或几路存在故障时，自动切换至非发射分集模式。而对于移动终端，由于其使用电池供电，无法得到稳定的电源功率，发射分集技术会显著增加移动终端功率消耗。因此需要在保证业务质量下，当发射分集无法带来足够增益时，可使终端切换至非多天线发射分集模式，达到降低功耗，延长终端待机时间的目的，而目前针对移动终端如何控制多天线发射分集模式的切换技术相对较少。

同时当移动终端处于某些场景时，发射分集带来的增益会变低，或发射分集技术打开无法提高用户体验。而当前的技术中只提出了部分方法关闭发射分集，如根据移动终端移动速度、移动终端发射功率、基站下行导频功率等方法达到降低终端功耗的目的。但随着移动终端支持的通信模式增多、复杂的工作场景，当前方法无法适用全部场景，无法达到准确控制移动终端多天线发射分集模式和单天线发射模式之间进行切换的目的。

发明内容

为了解决现有技术中无法在复杂场景下控制移动终端采用多天线发射分集模式还是单天线发射模式的技术问题，本发明提出一种发射分集模式切换的控制方法、装置及电路，能够通过对多个条件中的一个或多个条件组合进行判断，可对移动终端在各种复杂场景下灵活控制，使移动终端在多天线发射分集模式以及单天线发射模式之间进行切换。

本发明一方面提供了一种发射分集模式切换的控制方法，适用于移动终端，包括以下步骤：

预设不少于一种发射分集模式切换条件，并将全部发射分集模式切换条件进行排序；

按照发射分集模式切换条件的顺序逐个判断发射分集模式切换条件，如果满足发射分集模式的条件，则移动终端采用多天线发射分集模式，如果满足单天线发射模式的条件，则移动终端采用单天线发射模式。

本发明另一方面提供了一种发射分集模式切换的控制装置，适用于移动终端，包括发射分集模式切换判断电路、控制电路、数字基带电路、模拟基带电路和RF发射电路，其中，

发射分集模式切换判断电路用于预设不少于一种发射分集模式切换条件，并将全部发射分集模式切换条件进行排序，按照发射分集模式切换条件的顺序逐个判断发射分集模式切换条件，将控制信号发送给控制电路；

控制电路用于根据控制信号，打开或者关闭数字基带电路、模拟基带电路和RF发射电路；

数字基带电路用于对数字信号进行调制编码，并进行多路分集，输入至模拟基带电路；

模拟基带电路用于对信号进行数字/模拟转换，发送给RF发射电路；

RF发射电路用于对射频信号进行上变频、放大和滤波。

本发明还提供了一种发射分集模式切换判断电路，包括存储单元、排序单元、判断单元和控制信号生成单元，其中，

存储单元用于存储预设的不少于一种发射分集模式切换条件；

排序单元用于将全部发射分集模式切换条件进行排序；

判断单元用于按照发射分集模式切换条件的顺序逐个判断发射分集模式切换条件；

控制信号生成单元用于生成控制信号，并将控制信号发送给控制电路。

本发明的技术方案是基于一个或者多个判断条件的组合，判断是否满足发射分集切换条件，通过控制电路暂时关闭射频发射电路、模拟基带电路、数字基带的与发射分集相关的一部分功能电路，能够有效降低移动终端的功率消耗。

附图说明

图1是本发明实施例一中的发射分集模式切换的控制流程图。

图2是本发明实施例二中的发射分集模式切换的控制流程图。

图3是本发明实施例三中的发射分集模式切换的控制流程图。

图4是本发明实施例四中的发射分集模式切换控制装置的结构示意图。

图5是本发明实施例五中的发射分集模式切换判断电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。

本发明的技术方案是基于对以下一个条件或者多个条件的组合判断，控制移动终端在多天线发射分集模式与单天线发射模式之间进行切换：

条件一、判断终端需要进行的业务类型，当移动终端进行语音业务时，关闭发射分集，采用单天线发射模式，否则打开发射分集，采用多天线发射分集模式。

条件二、当移动终端与基站建立固定速率的业务时，关闭发射分集，采用单天线发射模式，否则打开发射分集，采用多天线发射分集模式。

条件三、由于移动终端处于不断移动中且可支持多种通信***，当终端处于***内或者跨***切换时，在切换期间打开发射分集，采用多天线发射分集模式，从而保证切换成功率，切换完成后，关闭发射分集，采用单天线发射模式。

条件四、当移动终端进行数据业务时，将需传输的数据包的大小设置一个阈值。当数据包大小低于此阈值时，关闭发射分集，采用单天线发射模式，当高于此阈值时，打开发射分集，采用多天线发射分集模式。

条件五、由于移动终端可支持多种通信***,当移动终端进行数据业务时，不同通信***的上行峰值速率不同。可在不同通信***下，设置一个阈值，此阈值为移动终端速率与所在通信***的理论上行峰值速率的比例。当移动终端上行速率与理论上行峰值速率的比例低于此阈值，可打开发射分集，采用多天线发射分集模式，高于此阈值时，关闭发射分集，采用单天线发射模式。

条件六、当移动终端发送的信息是控制信令时，关闭发射分集，采用单天线发射模式，当移动终端发送的信息是用户数据时，打开发射分集，采用多天线发射分集模式。

条件七、对移动终端的电池电量设置一个阈值，当电池电量高于此阈值时，打开发射分集，采用多天线发射分集模式，当电池电量低于此阈值时，关闭发射分集，采用单天线发射模式。

条件八、移动终端在电池不受限的情况下，如使用外部电源进行供电时，采用多天线发射分集模式，通过使用发射分集提高终端性能。

条件九、在采用多天线发射分集模式情况下，当每路发射功率低于预设阈值，且不少于两路发射链路功率消耗高于当前信道环境下单天线的发射链路功率消耗时，关闭发射分集，采用单天线发射模式。

以上条件在具体实施时可以进行任意组合，在一个条件组合中，根据需要设置不同的条件顺序，以达到控制移动终端多天线发射分集能力。

按照发射分集模式切换条件的顺序逐个判断发射分集模式切换条件，如果满足发射分集模式的条件，则移动终端采用多天线发射分集模式，如果满足单天线发射模式的条件，则移动终端采用单天线发射模式。

另外，还可以通过软件接口，向移动终端输入控制信号，由用户自己选择采用多天线发射分集模式或者单天线发射模式。

当移动终端确定采用多天线发射分集模式或者单天线发射模式时，通过控制电路对RF发射电路、模拟基带电路和数字基带电路中与发射分集相关电路进行控制。

下面举出三个实施例加以说明。

图1是本发明实施例一中的发射分集模式切换的控制流程图。如图1所示，该流程包括以下步骤：

步骤101、移动终端上电工作后，关闭发射分集。当移动终端发起业务时，开始启动发射分集模式切换的判断。

步骤102、首先判定条件为移动终端发起业务的类型。当移动终端发起语音业务时，由于语音业务所需信道带宽较小，且网络规划时均按照移动终端单天线发射进行规划，因此移动终端单天线发射可基本满足语音质量要求，使用多天线发射分集并不能为语音业务带来显著增益，因此可以关闭发射分集，使用单天线发射，但是是否关闭发射分集，使用单天线发射，还需要进行下一个条件的判断，转至步骤103；如果不是语音业务，则转至步骤106。

步骤103、由于移动终端会同时支持多种通信***，且移动终端会处于不同的移动通信***中，因此，移动终端会经常处于跨***切换或者***内切换过程中。移动终端在切换过程中，由于上行功率受限、物理信道环境差等原因，终端发生掉话概率比无切换时概率高，因此为了减少切换过程中的掉话率等指标，可在切换过程中打开发射分集，从而保证上行通信质量，当切换过程完成后，关闭发射分集，使用单天线发射。因此本步骤是判断移动终端是否处于切换过程中，如果是处于切换过程中，则转至步骤104，否则转至步骤110。

步骤104、移动终端打开发射分集，采用多天线发射分集模式。

步骤105、判断移动终端的切换过程是否结束，如果没有结束，则返回步骤104，如果结束，则转至步骤110。

步骤106、当移动终端发起数据业务时，可以根据其数据业务的不同条件进行判定。首先判断数据业务是否为固定速率数据业务，当所进行的数据业务为固定速率数据业务时，根据网络规划，单天线发射可基本满足数据速率要求，打开发射分集并不能提高上行速率，增益较小，因此为固定速率业务时，转至步骤110；当为非固定速率数据业务时，进入下一判定条件步骤107。

步骤107、当移动终端需要发送的上行数据包较小时，移动终端可在较短时间内传送完成，单天线传输可满足用户体验要求。因此对需要发送数据包预先设置一个阈值，将待发送数据包与该阈值进行比较，当低于阈值时，转至步骤110；当高于该阈值时，进入下一判定条件步骤108。

步骤108、对于不同的通信***，其上行峰值速率不同。移动终端支持多种通信***，当移动终端进行数据业务时，在不同通信***中，预先设置一个阈值，该阈值为移动终端上行速率与所在通信***理论上行峰值速率的比例，当移动终端上行速率与理论上行峰值速率的比例低于该阈值，转至步骤109，当移动终端上行速率与理论上行峰值速率的比例高于该阈值时，转至步骤110。

步骤109、移动终端打开发射分集，采用多天线发射分集模式。

步骤110、移动终端关闭发射分集，采用单天线发射模式。

当移动终端发射由多天线切换至单天线时，单天线发射功率需提高AdB，推荐A值取(10lgN)dB，N为天线个数。

步骤111、设置一个定时器，当移动终端进行业务时，可周期性的对切换条件进行判断，根据移动终端最新状态控制发射分集状态。

图2是本发明实施例二中的发射分集模式切换的控制流程图。如图2所示，该控制流程包括以下步骤：

步骤201、移动终端上电工作后，打开发射分集，采用多天线发射分集模式。

步骤202、对于一个拥有两个天线的移动终端，在移动终端研发、生产过程中，可通过仿真、测试得到每个发射功率值对应的发射链路的功耗，功耗值计算包括RF发射电路、模拟基带电路、数字基带中与发射分集相关部分电路。将每一路的发射功率值与发射链路功耗的对应关系存入发射分集切换判断电路的存储单元。

移动终端工作时，发射分集模式切换判断电路对两个天线处信号进行测试，得到每一路发射功率，分别记为PA和PB。发射分集模式切换判断电路从存储单元中获得每一发射链路消耗的功耗，记为WA和WB。

步骤203、设置阈值，取两路或者任意一路功率低于某一阈值时，终端周期地将发射模式切换为单天线发射，测量此路的发射功率P_单，发射分集切换电路从存储单元中获得此发射链路消耗的功耗，记为W_单。也可以不对两路的功率设置阈值，而是定期的将发射模式切换为单天线，得到P_单和W_单。

步骤204、发射分集模式切换判断电路计算发射分集模式下发射链路总消耗功率，W_多=WA+WB，与W_单进行比较。当W_多>W_单时，转至步骤205，否则转至步骤206。

步骤205、关闭发射分集。当切换至单天线时，单天线发射功率需提高AdB，推荐A值取3dB。

为防止乒乓切换，可通过多次测量取平均值。也可通过设置最小切换间隔，此时间段内，不进行发射模式切换。

步骤206、打开发射分集，采用多天线发射分集模式。

步骤207、设置一个定时器，移动终端周期性地进行判断，根据移动终端最新状态控制发射分集状态。

当移动终端处于单天线发射模式下，设置阈值，当发射功率高于阈值时，周期的将但天线发射模式切换为多天线发射分集模式，计算W_多。当W_多<=W_单时，切换至发射分集模式。

图3是本发明实施例三中的发射分集模式切换的控制流程图。如图3所示，该流程包括以下步骤：

步骤301、移动终端上电工作，关闭发射分集。

步骤302、当移动终端发起业务时，移动终端提供控制界面，由用户选择使用是否强制进入多天线发射分集模式。当设置为强制进入多天线发射分集模式时，转至步骤306；如果未强制进入多天线发射分集模式，进入下一判定条件步骤303。

步骤303、当移动终端处于电源供电等电池不受限的情况下，如通过外部电源进行供电，为了获得更好的上行传输性能，可通过使用发射分集提高终端性能。因此本步骤判断移动终端是否处于电池是否受限，如果不受限，则转至步骤306；否则进入下一判定条件步骤304。

步骤304、对电池电量设置一个阈值，当电池电量低于此阈值时，为了达到延长终端使用时长，可关闭发射分集。因此本步骤是判断移动终端的电池电量是否高于预设的阈值，当低于该阈值时，则转至步骤307；当高于该阈值时，进入下一判定条件305。

步骤305、移动终端在网络注册后，由于背景业务或终端与基站同步的需要，移动终端需发送上行控制信令，由于控制信令的数据量很小，且可能会频繁地以周期或不定期的方式与基站进行通信，为了减少电池消耗，当发送上行控制信令时，可关闭发射分集。如果是用户数据，可打开发射分集。因此本步骤判断上行的是控制信令还是用户数据，如果是用户数据，则转至步骤306；如果是控制信令，则转至步骤307。

步骤306、打开发射分集，采用多天线发射分集模式。

步骤307、关闭发射分集，采用单天线发射模式。

步骤308、设置一个定时器，当移动终端进行业务时，周期性地对切换条件进行判断，根据移动终端最新状态控制发射分集状态。

为了实现上述流程，本发明的实施例还提供了一种发射分集模式切换的控制装置，如图4所示，该控制装置适用于拥有两个天线的移动终端，包括发射分集模式切换判断电路14、控制电路15、数字基带电路13、第一模拟基带电路12、第二模拟基带电路22、第一RF发射电路11和第二RF发射电路21，其中，第一RF发射电路11和第二RF发射电路21分别与第一天线10和第二天线21连接。

发射分集模式切换判断电路预设一种或者多种发射分集模式切换条件，并将全部发射分集模式切换条件进行排序，按照发射分集模式切换条件的顺序逐个判断发射分集模式切换条件，将控制信号发送给控制电路。

控制电路根据控制信号，打开或者关闭数字基带电路、模拟基带电路和RF发射电路。

数字基带电路对数字信号进行调制编码，并进行多路分集，分成两路，分别输入至第一模拟基带电路和第二模拟基带电路。

第一模拟基带电路和第二模拟基带电路对数字信号进行数字/模拟转换，分别发送给第一RF发射电路和第二RF发射电路。

第一RF发射电路和第二RF发射电路对射频信号进行上变频、放大和滤波，发送到第一天线和第二天线，进行发射。

两个以上天线的移动终端与上述装置类似。

进一步地，本发明的实施例还提供一种发射分集模式切换判断电路，如图5所示，该电路包括存储单元501、排序单元502、判断单元503和控制信号生成单元504。

其中存储单元存储预设的一种或者多种发射分集模式切换条件，排序单元将全部发射分集模式切换条件进行排序，判断单元按照发射分集模式切换条件的顺序逐个判断发射分集模式切换条件，控制信号生成单元生成控制信号，并将控制信号发送给控制电路。

本发明的技术方案使得移动终端能够适用各种复杂场景,达到既能保证业务质量，又可通过多天线发射分集与单天线发射之间进行切换，达到显著降低终端功耗的目的。

应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而非限制，本发明也并不仅限于上述举例，一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (15)

1.一种发射分集模式切换的控制方法，适用于移动终端，其特征在于，包括以下步骤：

预设不少于一种发射分集模式切换条件，并将全部发射分集模式切换条件进行排序；

按照发射分集模式切换条件的顺序逐个判断发射分集模式切换条件，如果满足发射分集模式的条件，则移动终端采用多天线发射分集模式，如果满足单天线发射模式的条件，则移动终端采用单天线发射模式。

2.根据权利要求1所述的一种发射分集模式切换的控制方法，其特征在于，移动终端采用多天线发射分集模式或者单天线发射模式，是通过控制电路对RF发射电路、模拟基带电路和数字基带电路中与发射分集相关电路进行控制实现的。

3.根据权利要求1所述的一种发射分集模式切换的控制方法，其特征在于，所述发射分集模式切换条件包括：

判断移动终端需要进行的业务类型，当进行语音业务时，采用单天线发射模式，否则采用多天线发射分集模式。

4.根据权利要求1所述的一种发射分集模式切换的控制方法，其特征在于，所述发射分集模式切换条件包括：

当移动终端与基站建立固定速率的业务时，采用单天线发射模式，否则采用多天线发射分集模式。

5.根据权利要求1所述的一种发射分集模式切换的控制方法，其特征在于，所述发射分集模式切换条件包括：

移动终端处于不断移动中且支持多种通信***，当移动终端处于***内或者跨***切换时，在***切换期间采用多天线发射分集模式，切换完成后，采用单天线发射模式。

6.根据权利要求1所述的一种发射分集模式切换的控制方法，其特征在于，所述发射分集模式切换条件包括：

当进行数据业务时，将需传输的数据包的大小预先设置阈值。当数据包低于所述阈值时，采用单天线发射模式，当数据包高于所述阈值时，采用多天线发射分集模式。

7.根据权利要求1所述的一种发射分集模式切换的控制方法，其特征在于，所述发射分集模式切换条件包括：

移动终端支持多种通信***，当移动终端进行数据业务时，在不同通信***中，预先设置阈值，所述阈值为移动终端上行速率与所在通信***理论上行峰值速率的比例，当移动终端上行速率与理论上行峰值速率的比例低于所述阈值，采用多天线发射分集模式，当移动终端上行速率与理论上行峰值速率的比例高于所述阈值时，采用单天线发射模式。

8.根据权利要求1所述的一种发射分集模式切换的控制方法，其特征在于，所述发射分集模式切换条件包括：

当移动终端发送的信息是控制信令时，采用单天线发射模式，当移动终端发送的信息是用户数据时，采用多天线发射分集模式。

9.根据权利要求1所述的一种发射分集模式切换的控制方法，其特征在于，所述发射分集模式切换条件包括：

对移动终端的电池电量设置阈值，当电池电量高于所述阈值时，采用多天线发射分集模式，当电池电量低于所述阈值时，采用单天线发射模式。

10.根据权利要求1所述的一种发射分集模式切换的控制方法，其特征在于，所述发射分集模式切换条件包括：

在移动终端的电池不受限的情况下，采用多天线发射分集模式，所述电池不受限的情况包括使用外部电源进行供电。

11.根据权利要求1所述的一种发射分集模式切换的控制方法，其特征在于，所述发射分集模式切换条件包括：

在采用多天线发射分集模式情况下，当每路发射功率低于预设阈值，且不少于两路发射链路功率消耗高于当前信道环境下单天线的发射链路功率消耗时，采用单天线发射模式。

12.根据权利要求1所述的一种发射分集模式切换的控制方法，其特征在于，通过向移动终端输入控制信号，选择采用多天线发射分集模式或者单天线发射模式。

13.根据权利要求1-12中任一权利要求所述的一种发射分集模式切换的控制方法，其特征在于，当移动终端从多天线发射分集模式切换到单天线发射模式时，单天线的发射功率提高（10lgN）dB，其中N为天线个数。

14.一种发射分集模式切换的控制装置，适用于移动终端，其特征在于，包括发射分集模式切换判断电路、控制电路、数字基带电路、模拟基带电路和RF发射电路，其中，

发射分集模式切换判断电路用于预设不少于一种发射分集模式切换条件，并将全部发射分集模式切换条件进行排序，按照发射分集模式切换条件的顺序逐个判断发射分集模式切换条件，将控制信号发送给控制电路；

控制电路用于根据控制信号，打开或者关闭数字基带电路、模拟基带电路和RF发射电路；

数字基带电路用于对数字信号进行调制编码，并进行多路分集，输入至模拟基带电路；

模拟基带电路用于对信号进行数字/模拟转换，发送给RF发射电路；

RF发射电路用于对射频信号进行上变频、放大和滤波。

15.一种发射分集模式切换判断电路，其特征在于，包括存储单元、排序单元、判断单元和控制信号生成单元，其中，

存储单元用于存储预设的不少于一种发射分集模式切换条件；

排序单元用于将全部发射分集模式切换条件进行排序；

判断单元用于按照发射分集模式切换条件的顺序逐个判断发射分集模式切换条件；

控制信号生成单元用于生成控制信号，并将控制信号发送给控制电路。