CN1993900A - 确定无线通信设备发射功率的当前值 - Google Patents

Abstract

一种能够确定发射功率当前值的无线通信器件，其包含：用于测量放大器的至少一个运行条件的捕获单元，该运行条件影响发射功率值与给定增益设置值相符，和适于从放大器的当前增益设定值和至少一个测得的运行条件来确定发射功率当前值的确定模块(46)。

Description

确定无线通信设备发射功率的当前值

技术领域：

本发明涉及确定无线通信设备发射功率的当前值。

背景技术

一个CDMA(码分多址接入)无线电话***包含一个网络基站和多个移动用户站。在下文中，用户站可被视为一无线通信设备。当无线通信设备工作于一个共享的射频接口时，需要控制每一个通信设备的射频发射功率。这首先在所有用户的所有通信信道上保证可接受的信号质量，同时最小化每个无线通信设备的功耗。因此，此无线通信设备包含一具有可调增益，且用于依据增益设置值来设置无线通信设备发射功率的放大器。

US2002/0276513中描述了这种常规无线通信设备的一个示例。

类似于用于UMTS(通用移动通信***)的3GPP标准(第三代合作伙伴计划)的标准为每个通信设备规定了：

发射功率变化上的第一容差，以及

最大发射功率上的第二容差。

第二容差依据绝对的最大发射功率极限来确定。例如，用于第三类通信装置的最大发射功率极限为24dBm(相对于1毫瓦的dB值)，其容差在-3dB到+1dB之间的范围内。

然而，由于放大器中的误差与非线性，处理器设置的标称增益值可能并不相应于所期望的发射功率。这个误差可能由放大器的温度变化、电源电压变化、频率变化以及放大器的其他运行条件的影响所组合产生。结果，第二容差，当其接近最大发射功率极限时，将更难以获得。因而，对于无线通信设备的许多设计，都要求射频发射功率的直接测量。

发明内容

相应地，本发明的目的是提供一个根据规定的容差而不必采用射频发射功率检测器来控制发射功率的无线通信设备。

为了前述的以及其它的目的，依据本发明，提供了一个无线通信设备，其中该通信设备包含：

一个具有用于根据增益设置值来设置无线通信发射功率的可调增益的放大器，

一个捕获单元，用于测量该放大器的至少一个运行条件，该运行条件影响发射功率值与给定的增益设置值相符，和

一个适用于从放大器当前增益设置值和至少一个被测运行条件来确定发射功率当前值的确定模块。

上述无线通信设备考虑了至少一个测得的放大器运行条件来确定发射功率的当前值，而并不需测量它。因此，该装置确定了与一般通信装置相比具有更高精度的发射功率值，以使得实际发射功率的测量可以省略。

根据本发明的无线通信设备，其中：

它包括存储器，该存储器存储增益设置值以及与每个被存增益设置值相关联的第一和第二发射功率期望值，

该确定模块适用于根据至少一个被测条件选择第一和第二发射功率期望值中的任一个来确定发射功率的当前值，此设备根据测得的放大器的运行条件来使确定发射功率值容易。

根据本发明的无线通信设备，其中每个被存储的增益设置值为整数值，此设备简化了增益控制的实施。

根据本发明的无线通信设备，包括：

-用于测量实际发射功率的射频功率检测器，和

-更新模块，配置来依照测得的发射功率和当前增益设置值来更新存储于存储器中的发射功率期望值，此设备提高了所确定的发射功率值的精度。

根据本发明的无线通信设备，包括设置模块，用来仅仅响应于来自基站的功率控制命令调整放大器增益，来减缓发射功率变化上的第一容差的会合(meeting)。

根据本发明用于无线***的无线通信设备，其中功率控制命令指定了步长来增加或减小此装置的当前发射功率。其中，该设置模块适用于通过接收到的步长来增加或减小当前增益，并为增益控制提供便利。

根据本发明的无线通信设备，其中设置模块适用于依照至少一个被测量的条件，来选择增益设置上限或下限以不被超出，并提高与例如UMTS的标准的一致性。

根据本发明的无线通信设备，其中捕获单元至少包含：

-一个从包括对放大器温度敏感的温度传感器的组中选出的传感器，

-一个对放大器电源电压敏感的电压传感器，和

-一个对放大器工作频率敏感的频率传感器，此设备可以确定更准确的发射功率值。

本发明还涉及确定如上面提到的无线通信设备的发射功率当前值的方法，以及包括用来执行所要求的方法的指令的记录介质。

从下列说明书、附图和权利要求，本发明的这些和其它方面将是清楚的。

附图说明

图1是无线通信网***的示意图；

图2是由图1的***使用来确定功率发射值的表格；以及

图3是用于确定图1的***中的功率发射值的方法流程图。

具体实施方式

图1示出了一个CDMA无线电话***2，包括网络基站4和无线通信设备。为了说明起见，此无线通信设备是UMTS蜂窝移动电话6。电话6能够使用无线信号8与基站进行通信。为了实现这一点，电话6采用了CDMA技术。

基站4包括发射器和接收器，用以发送无线信号8到电话6并接收来自电话6的无线信号8。

电话6包括射频收发器16和基带处理器18，用于接收或发射无线信号8。

收发器16与天线20连接来接收和发射无线信号8。

收发器16将接收到的无线信号转化为基带信号，反之亦然。也就是说，收发器16的主要任务为将载波从无线信号中去除或将这个载波添加至基带信号中。基带信号通过连接收发器16与处理器18的线路21在处理器18和子***16之间交换。

收发器16也适于设置所发射射频信号的发射功率。更准确的讲，收发器16包括具有可调增益用于设置发射功率的放大器22。例如，放大器22包含一组衰减器26和可编程开关28用于选择衰减器的组合来获取特别的增益。开关28响应于增益设置值进行操作。衰减器的数量确定了增益设置分辨率。本实施例中，需要总计为74x1dB的衰减阶数(attenuation step)。这可以通过采用各自具有1，2，8，16，32和64dB的衰减值的7个衰减器30-36实现。

电话6包括例如对电话6的所有部件供电的可充电电池的电源单元40。

***2设计来符合UMTS的标准。因此，***2实现了“内环”功率控制***。测量由基站4接收的来自电话6的信号质量，并且基站4在下行通信信道上以频繁的间隔发送功率控制命令。这些命令要求电话6增加，保持或者降低其发射功率。增加或减小的大小是一个整数值增量，在下文中称之为“步长”。此处，增量等于1dB。在本说明书开始所介绍的第一容差是响应这些命令之一的发射功率变化上的容差。第一容差根据步长大小被确定。例如，如果需要+1dB的步长，则发射功率的变化必须在+0.5dB到+1.5dB的范围以内。

电话6的发射功率必须保持在最大和最小发射功率极限之间。最大发射功率极限由UMTS标准规定。电话6的发射功率必须符合在本说明书开头介绍的第二容差。

UMTS的另一要求是电话6能在某一指定时刻及时测量发射功率并报告给基站4。这个测量的精确度依据发射功率的绝对值在UMTS标准作出了规定，当发射功率接近于最大发射功率极限时，需要更高的精确度要求。

处理器18包括报告模块42和设置模块44以满足UMTS的要求。在本实施例中，处理器18也包括确定模块46和更新模块48。

模块46用于根据当前的增益设置值和放大器22的至少一个运行条件来确定当前的功率发射值。这里，电话6具有一个数据捕获单元，用于获取放大器22的运行条件，该放大器22修改发射功率值以与给定的增益设置值相符。更准确的讲，捕获单元包括，例如：

-用于测量单元40的电源电压的电压传感器52，

-对放大器22的运行温度敏感的温度传感器53，和

-对放大器22所放大信号的工作频率敏感的频率传感器54。

模块46也连接到例如存储设置表60的存储器58的存储介质。

图2中更加详细的说明了表60的示例。表60包括具有固定增益设置值的第一列62，该值被表示为0dB到-74dB范围的整数衰减值。实际上，由于为了获得表60的所有增益设置值所需的衰减器数量被限制，因此只具有整数衰减值简化了放大器22的设计。列62中的值形成等差级数，其公差与***2中使用的增量相等，即“1”。

表60还包括第二列64以及第三列66。列64包括在第一组放大器运行条件下与列62中每一增益设置值相关联的期望的发射功率值。例如，第一组运行条件相应于范围在15℃到35℃的所测温度，范围在2.5V到3V的所测电源电压，和范围在1920到1950MHz的所测频率。

列66包括在，与列62中每一增益设置值相关联的发射功率值，其在第二组放大器运行条件下相应于发射功率期望值。例如，第二组运行条件相应于范围在-5℃到15℃的所测温度，范围在1.8V到2.5V的所测电源电压，和范围在1950到1980MHz的所测频率。

列64和列66中的发射功率值可以具有任意小的分辨率(resolution)。例如，可将分辨率定为一个小数位。

图2中，只给出了每列的开头和末尾的各三个值。表60中的发射功率值用dBm表示。

报告模块42被设计用于经过收发器16和天线20，向基站4发送由模块46确定的发射功率值。

设置模块44响应于所接收到的功率控制命令来调整放大器22的增益。更准确地讲，模块44发送增益设置值到开关28来控制放大器22。

最后，更新模块48适于更新列64和列66的发射功率期望值。至末端，模块48连接到射频发射功率检测器70。检测器70能够检测通过天线20发射的信号的实际发射功率。

本实施例中，处理器18为一个可编程计算器，并且存储器58包括指令，用于在这些指令被处理器18执行时来执行图3中的方法。

现参照Fig.3来说明***2的操作。

开始时，在步骤80中，对电话6执行校准用以测量表60中的每一个发射功率值。这些测量通过固定一给定的增益设置值，调整放大器22的给定运行条件，以及在随后测量由所给定的增益设置值和运行条件得到的发射功率来执行。

在步骤82中，一旦已经测量了每个发射功率值，它们被存在存储器58里的表60中。随后，电话6可被使用。

在电话6的工作过程中，在步骤84，传感器52到54测量电话6的运行条件，此运行条件影响电话6的实际发射功率以符合于给定的增益设置值。在此，放大器22的温度，工作频率以及电源电压都被测量。

此后，在步骤86中，模块46在不对发射功率作测量的情况下，确定了当前的发射功率值。特别地，在操作88中，模块46选择表60中的列相应于所测的运行条件。假定列64在操作88期间被选择，则在操作90中，模块46在所选列中选择与当前增益设置值相关联的发射功率值。例如，如果当前的增益设置值为-2dB，则所确定的发射功率值为22.6dBm。

平行于步骤86，在步骤94中，模块44只响应于接收到的功率控制命令调整放大器22的增益值。更准确地说，在操作96中，模块44接收基站4所发送的功率控制命令，并判断响应于接收到的命令发射功率是否应增加，保持或者降低。

在操作98中，如果基站4增加了发射功率，模块44通过所接收到的增量数来提高当前的增益设置值以增加放大器增益。例如，如果需要+1dB的步长，当前的增益设置值将增加1dB。然后，在操作100中，模块44根据所测量的条件选择不会被超过的增益设置上限。最后，模块44使用在操作88期间所选取的表60中的列，并选择与所期望的发射功率值相关联的增益设置值，该所期望的发射功率值仅小于列64中的最大发射功率极限。此处“-1dB”被选为增益设置上限。

在操作102中，一旦选择了增益设置上限，模块44检查在步骤98中确定的新的增益设置值是否小于或者等于所选的增益设置上限。

如果新的增益设置值小于或者等于所选择的增益设置上限，模块44在它控制可编程开关28来设置放大器22中的新增益期间进行操作104。另一方面，如果新的增益设置值超出了所选择的增益设置上限，模块44在它控制可编程开关28来保持或设置增益相应于增益设置上限期间进行操作106。在操作104或者106之后，进程返回到步骤84。通过这些操作，电话6将符合最大发射功率极限上的第二容差。

如果在操作96中，模块44确定基站要求降低发射功率，则该方法进行操作110。在操作110中，模块44按照所接收到的增量数来降低当前增益设置值，然后进行操作112。在操作112中，模块44根据所测得的放大器22的运行条件来选择增益设置下限。操作112与操作100类似，除了模块44选择与列64中的发射功率期望值相关联的列62中的增益设置值，该发射功率值仅大于最小发射功率极限。因此，在这个示例中，模块44所选取值-73dB。

在操作114中，模块44检查新的增益设置值是否超过或者等于所选的增益设置下限。如果新的增益设置值更高，则模块44进行操作104，否则进行操作106。

在操作96中，模块44确定将保持发射功率，则此进程终止并返回步骤84。

同样与步骤86与94平行，可执行更新步骤120和报告步骤122。

在步骤120中，模块48在必要时对表60的一列中的所有发射功率值进行更新。首先，在操作1.30中，检测器70测量实际的发射功率值并将测得的值发送至模块48。然后，在操作132中，模块48将测量到的发射功率值与在步骤86中从表60读取的期望值进行比较。如测量到的发射功率值与期望值差别显著，则在操作134期间，所测到的发射功率值与期望值之差将应用于在步骤86中所选的表列中的所有值。结果，相应于上限的增益设置值可以改变，因为该极限被UMTS标准按照绝对功率作出了定义。例如，如果在期望功率值与所测出的功率之间检测到1dB的误差，则所有的期望功率值都被调整1dB。这意味着，相应于上限的增益设置现在产生在由UMTS标准设置的极限之上的绝对功率1dB。因此，在操作100中，表中的下一个更低的增益设置将被指定为操作100中的上限。

例如，如果该差值大于预定的阈值时，该差别被确定为显著的。如果在操作132中，该差别并不显著，则模块48不对任何发射功率期望值作出更新。

最后，步骤122中，在指定的时刻及时将步骤86中所确定的发射功率期望值发送到基站4，以满足UMTS标准。

在以上实施例中，由于考虑了放大器26的运行条件，在步骤86中以高的精确度确定了发射功率。因此，无需对实际的发射功率进行测量，亦满足了UMTS标准的容差。

步骤86中确定的发射功率值的精确度取决于存储于表60中的发射功率值的精确度。由于电话6在正常使用中持续磨损，表60中的值可能需要不断的更新。模块48自动更新表60且由此自动补偿由于电话6的老化所带来的影响。

在电话6中，只有模块44对放大器22的增益作出调整。这可靠地调整放大器22同时满足诸如UMTS的标准的要求。实际上，即使运行条件变化，其它可能的方法通过直接调整增益来补偿放大器22的运行条件中的变化以保持发射功率的恒定。使用这些方法难以满足工业标准，因为如果该增益响应于功率控制命令和测得的运行条件中的变化被同时改变，结果是超出容差的发射功率变化。

可能还有很多其它的实施例。例如，如果对于表60的自动更新没有要求，则可以省略更新模块48和检测器70。

在特例中已经对捕获单元进行了描述，它包含三个传感器52到54。然而，在其它的实施例中，捕获单元包括从具有传感器52，传感器53和传感器54的组中选择的一个，二个或三个传感器。在另外一实施例中，将老化传感器加入到先前的传感器组中。同样在另外的实施例中，传感器54被从接收自基站的数据中读取工作频率的模块替换。实际上，在UMTS网络中，工作频率由该网络设置并以信令通知到无线通信设备。

已经采用了可编程开关和一组衰减器对于放大器22进行了描述。亦可以采用其它的增益控制。例如，在另一实施例中，模块44使用数模转换器来产生被用来控制放大器或衰减器的增益的电平。在此种实施例中，转换器所支持的比特位的数量决定了增益设置的分辨率。从而，在此种实施例中，优选如列62中的整型增益设置值来简化通信设备的设计。

可以通过增加表66中的列数以包含相应于放大器22的其它运行条件集的其他发射功率值。此外，表66可以用给出相应于当前的增益设置值和测得的运行条件的发射功率期望值的数学函数来替换。

以上的实施例描述，均在UMTS标准的特定情形下给出。然而，不需采用射频功率检测器来确定发射功率值也有可能适用于其它的标准。

Claims (17)

1.一种无线通信设备，包括：

-具有用于根据增益设置值来设置无线通信发射功率的可调增益的放大器(22)，

其中此通信设备包括：

-用于测量所述放大器的至少一个运行条件的捕获单元，该运行条件影响发射功率值与给定的增益设置值相符，以及

-适于从放大器当前增益设置值和至少一个测得的运行条件来确定发射功率当前值的确定模块(46)。

2.根据权利要求1的设备，其中：

-此设备包括存储增益设置值和与每个被存储的增益设置值相关联的第一和第二发射功率期望值的存储器(58)，及

-确定模块(46)适于根据至少一个测得的运行条件，选择第一和第二发射功率期望值中的任一个，来确定发射功率的当前值。

3.根据权利要求2的设备，其中每个被存储的增益设置值为整数值。

4.根据权利要求2和3中的任意一项的设备，其中此设备还包括：

-用于测量实际发射功率的射频功率检测器(70)，和

-被配置来根据所测得的发射功率和当前增益设置值来更新存储在存储器中的发射功率期望值的更新模块(48)。

5.根据前述权利要求中的任意一项的设备，其中该设备包括仅响应于基站的功率控制命令来调整放大器增益的设置模块(44)。

6.根据权力要求5的设备，用于无线***中，其中该功率控制命令指定一步长来增加或减小设备的当前发射功率。其中该设置模块(44)适于按接收到的步长来增加或减小当前增益。

7.根据权利要求5或6的设备，其中该设置模块(44)适于根据至少一个测得的条件，选取不会被超出的增益设置上限或下限的值。

8.根据前述权利要求中的任意一项的设备，其中该捕获单元包括从包括对放大器温度敏感的温度传感器，对放大器电源电压敏感的电压传感器(52)，和对放大器工作频率敏感的频率传感器(54)的组中选取的至少一个传感器(53)。

9.根据前述权利要求中的任意一项的设备，其中该设备为移动电话(6)。

10.一种确定无线通信设备发射功率当前值的方法，此无线通信设备包括具有用于根据增益设置值来设置无线通信发射功率的可调增益的放大器，其中该方法包括：

-测量放大器的至少一个运行条件的步骤(84)，该运行条件可以影响发射功率值与给定增益设置值相符，以及

-从放大器的当前增益设置值和至少一个测得的运行条件确定发射功率当前值的步骤(86)。

11.根据权利要求10的方法，还包括存储增益设置值和与被存储在存储器中的每个增益设置值相关联的第一和第二发射功率期望值的步骤(82)，其中该确定步骤包括根据至少一个测得的条件选择第一和第二发射功率期望值的任一个来确定发射功率当前值的操作。

12.根据权利要求11的方法，还包括根据测得的发射功率和当前增益设置值来更新存储在存储器中的发射功率期望值的步骤(120)。

13.根据权利要求10-12中任一项的方法，还包括只响应于基站的功率控制命令来调整放大器增益的步骤(94)。

14.根据权利要求13的方法，用于接收功率控制命令指定步长来增加或降低当前发射功率的通信设备，其中该调整步骤包括按照所接收的步长来增加或减少当前增益的操作(98，110)。

15.根据权利要求10-14中任一项的方法，还包括根据所述至少一个测得的条件来选择不会被超出的增益设置上限或下限的值的步骤(100)。

16.根据权利要求10-15中任一项的方法，还包括将确定的发射功率值发送到基站的步骤(122)。

17.一种包括指令的记录介质(58)，当这些指令被处理器执行时，用来执行根据权利要求10-16中任一项的确定发射功率当前值的方法。

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