專利名稱：接收信號強(qiáng)度確定方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與通信網(wǎng)絡(luò)有關(guān)，具體地說，與確定通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的接收信號強(qiáng)度有關(guān)。
通信網(wǎng)絡(luò)通常包括至少一個發(fā)送器和一個接收器。無論是在有線或無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，發(fā)送器與接收器之間發(fā)送的信號必須具有足夠的幅度(或強(qiáng)度)，以使包含在信號內(nèi)的信息可以從通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)通常存在的噪聲中鑒別出來。這對于通常更易受來自各種干擾源的噪聲的影響的無線網(wǎng)絡(luò)來說可能是一個較大的問題。
無線網(wǎng)絡(luò)的一個例子是諸如蜂窩網(wǎng)絡(luò)之類的無線電網(wǎng)絡(luò)，通常用于覆蓋某個地理區(qū)域的固定基站與處在這個覆蓋區(qū)域內(nèi)的諸如蜂窩終端(或電話機(jī))之類的移動設(shè)備之間的語音和／或數(shù)據(jù)通信。一個蜂窩電話機(jī)通常包括一個無線電接收機(jī)，它有一個接收信號的天線和一個產(chǎn)生對接收信號或噪聲的強(qiáng)度的度量的放大／檢測器。信號強(qiáng)度的度量通常稱為無線電信號強(qiáng)度指示(RSSI)，可以表示為接收信號強(qiáng)度的對數(shù)度量，而且可以由模數(shù)變換器變換成數(shù)字形式。
由現(xiàn)有技術(shù)可知，無線電信號強(qiáng)度測量在確定哪個基站應(yīng)為呼叫期間的蜂窩電話機(jī)服務(wù)中是很有用的。在美國的AMPS系統(tǒng)中，移動電話機(jī)通常在待用(空閑)模式期間通常要用這樣的信號強(qiáng)度測量來確定應(yīng)收聽的最強(qiáng)基站以便接受呼叫。此外，在美國的AMPS系統(tǒng)中，屬于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的基站通常還收聽移動電話機(jī)在呼叫期間主動發(fā)來的信號強(qiáng)度的測量結(jié)果，網(wǎng)絡(luò)利用它的測量結(jié)果確定處理正在進(jìn)行中的呼叫的最佳基站。在正在進(jìn)行的呼叫從一個基站轉(zhuǎn)換到另一個基站時，一般就稱為“越區(qū)切換”。越區(qū)切換使得呼叫即使在移動電話機(jī)改變位置的情況下也能繼續(xù)進(jìn)行。
采用遵從所謂的GSM的歐洲蜂窩標(biāo)準(zhǔn)或任何美國TDMA標(biāo)準(zhǔn)(例如分別為D-AMPS、IS54、IS136或者PCS1900)的時分多址方法的蜂窩電話機(jī)可以利用在發(fā)送和接收時隙之間的空余時間改變頻率監(jiān)測其他基站的信號強(qiáng)度。對同一基站的幾次信號強(qiáng)度的測量可以加以平均。移動電話機(jī)即使在呼叫進(jìn)行期間也對從周圍基站接收到的信號的強(qiáng)度進(jìn)行測量。利用這些測量結(jié)果可以實現(xiàn)移動臺輔助越區(qū)切換(MAHO)。通常是將平均結(jié)果報告給當(dāng)前的服務(wù)基站，由它確定是否應(yīng)執(zhí)行越區(qū)切換將呼叫交由另一個基站處理。移動臺通常利用一個稱為慢速隨路控制信道(SACCH)的低比特率帶內(nèi)信令信道向網(wǎng)絡(luò)基站報告MAHO RSSI測量結(jié)果。網(wǎng)絡(luò)利用SACCH測量結(jié)果確定處理進(jìn)行中的呼叫的最佳基站，最好就是使移動電話機(jī)接收到最強(qiáng)的信號的那個基站。
為了有效地實現(xiàn)MAHO，最好通過SACCH向網(wǎng)絡(luò)報告的RSSI測量結(jié)果在可能遇到的從基站接收到的信號的強(qiáng)度范圍內(nèi)足夠精確。我們知道，在現(xiàn)有技術(shù)中為了產(chǎn)生近似與接收信號強(qiáng)度的對數(shù)成正比的RSSI信號采用帶逐級飽和累加檢測器的對數(shù)IF放大器，例如可參見美國專利No．5，048，059“對數(shù)極座標(biāo)信號處理”(“Logpolar SignalProcessing”)和No．5，070，303“對數(shù)放大器／檢測器的延遲補(bǔ)償”(“Logarithmic Amplifier／Detector Delay Compensation”)，這兩個專利列為本發(fā)明的參考。
在RSSI值不是精確地正比于接收信號強(qiáng)度時就可能出現(xiàn)RSSI的測量結(jié)果不精確。在測量使各RSSI檢測器前的放大級局部飽和的強(qiáng)信號時也可能出現(xiàn)RSSI測量結(jié)果不精確。例如，如果接收信號的電平增大10dB，但由于前級放大器的局部飽和而通過RSSI檢測器送出的輸出信號電平不能增大10dB。通常，RSSI檢測器所檢測到的信號強(qiáng)度的增量要小于實際接收到的信號強(qiáng)度的增量。這種不精確的程度對于不同的移動電話機(jī)可能是不同的，而且隨工作時的溫度或其他條件而改變。因此，有必要采取改善措施來考慮這些不精確的情況。
所以，本發(fā)明的目的是提供經(jīng)改善的和更為精確的方法和系統(tǒng)來計算接收信號強(qiáng)度指示。
本發(fā)明的另一個目的是提供計算接收信號強(qiáng)度指示的方法和系統(tǒng)，補(bǔ)償否則會導(dǎo)致計算出的信號強(qiáng)度測量結(jié)果不能精確表示實際信號強(qiáng)度的非線性。
按照本發(fā)明，這些目的是通過獲取在將接收機(jī)分別設(shè)置在已知的第一和第二增益時的相應(yīng)第一和第二信號強(qiáng)度讀數(shù)來達(dá)到的。于是，信號強(qiáng)度測量結(jié)果可以根據(jù)這兩個測量結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償。具體來說，按照本發(fā)明的一個實施例，可以利用信號強(qiáng)度的預(yù)期變化量與接收機(jī)實際測得的變化量之差來產(chǎn)生經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果。
按照本發(fā)明的一個實施例，經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果對接收機(jī)的非線性特性進(jìn)行補(bǔ)償。在本發(fā)明的另一個實施例中，第二增益小于第一增益。本發(fā)明的這些方法對于第一和第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果都是對數(shù)RSSI信號特別有利。
在本發(fā)明的另一種情況下，獲取第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果前，先確定接收信號和下個信號強(qiáng)度測量結(jié)果的預(yù)期強(qiáng)度。如果這個預(yù)期信號強(qiáng)度小于預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，也就是說，如果預(yù)期不需要補(bǔ)償，就不需要獲取接收信號的第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果，而經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果就是第一信號強(qiáng)度。
在本發(fā)明的方法的另一個實施例中，產(chǎn)生經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果的操作包括根據(jù)第一增益和第二增益確定第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果之間的預(yù)期差。然后，產(chǎn)生第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果之間的實際差。將實際差與預(yù)期差相比較，提供一個信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子。根據(jù)這個信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子產(chǎn)生經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果。經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果可以通過將信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子和第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果相加產(chǎn)生?；蛘?，可以從一個存儲裝置獲取一個先前確定的與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償因子。然后，將信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子、先前確定的與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償因子和第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果相加，提供經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果。
在本發(fā)明的另一種情況下，經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)，供移動臺輔助越區(qū)切換用?；蛘撸梢詫⒔?jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果與一個較早的經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果取平均，提供一個經(jīng)平均的信號強(qiáng)度測量結(jié)果發(fā)送給通信網(wǎng)絡(luò)。
在本發(fā)明的又一種情況下，可以動態(tài)地維護(hù)一個列有一些補(bǔ)償因子的表。按照本發(fā)明的方法的這種情況，先獲取一個先前確定的與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償因子。根據(jù)計算得出的信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子對這個先前確定的與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償因子進(jìn)行調(diào)整，提供一個經(jīng)更新的與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償因子。
按照本發(fā)明，還提供了一種測量接收信號強(qiáng)度的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)包括一個與接收機(jī)電連接的接收信號強(qiáng)度指示產(chǎn)生電路，用來提供與接收機(jī)接收到的信號的強(qiáng)度相應(yīng)的信號強(qiáng)度指示。有一個經(jīng)補(bǔ)償信號強(qiáng)度測量結(jié)果產(chǎn)生電路與接收信號強(qiáng)度指示產(chǎn)生電路連接，根據(jù)在第一增益獲取的第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果和在第二增益獲取的第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果表征接收信號的強(qiáng)度。在本發(fā)明的系統(tǒng)的一個實施例中，系統(tǒng)還包括使接收機(jī)工作在第一增益或第二增益的裝置。
雖然以上主要就本發(fā)明的方法對本發(fā)明作了概述，但應(yīng)指出的是本發(fā)明也針對了執(zhí)行以上就本發(fā)明的方法各種情況所說明的這些操作的系統(tǒng)，如下面將要詳細(xì)說明的那樣。
本發(fā)明在接收信號是接收站接收到的從發(fā)送站通過通信媒體發(fā)來的信號時特別有利。具體地說，在通信媒體是諸如采用移動臺輔助越區(qū)切換的蜂窩系統(tǒng)那樣的無線通信媒體的情況下采用本發(fā)明特別有利，因為這樣移動臺就可以向蜂窩系統(tǒng)報告有關(guān)從各個可用基站接收到的信號的相對強(qiáng)度的更為精確的數(shù)據(jù)。
在本說明的附圖中

圖1為例示按本發(fā)明的一個實施例配置的信號接收裝置的方框圖；圖2為例示非線性信號強(qiáng)度檢測特性的曲線圖；圖3為例示按本發(fā)明的一個實施例執(zhí)行的操作的流程圖；以及圖4為例示按本發(fā)明的一個實施例執(zhí)行的操作的流程圖。
下面將結(jié)合示出本發(fā)明的優(yōu)選實施例的這些附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。然而，本發(fā)明可以用許多不同的形式實現(xiàn)，并局限于這里所提出的這些實施例。所提供的這些實施例將使本發(fā)明更為清晰和完善，而對于熟悉本技術(shù)的人員來說，從中可以充分了解本發(fā)明的范圍。
下面將結(jié)合圖1說明按本發(fā)明配置的各個接收裝置10。圖1例示了諸如移動電話機(jī)那樣的無線設(shè)備的接收機(jī)電路方框圖。接收機(jī)10包括一個天線12或其他接收通過通信媒體發(fā)來的信號的裝置。雖然可以理解本發(fā)明也可用于通過有線通信鏈路傳輸?shù)男盘枺潜景l(fā)明對于諸如通過空間進(jìn)行射頻傳輸那樣的無線通信環(huán)境和蜂窩電話通信網(wǎng)絡(luò)特別有利。
天線12接收的信號通過收發(fā)雙工器14加以處理。雙工器14在天線12與接收電路16和發(fā)射電路18之間提供一個可切換的連接。接收信號由雙工器14送至雙頻帶前端電路20，加到前端放大器22上。雙工器14可以是一個保證在AMPS模式同時收發(fā)的雙工濾波器，或者是一個工作在諸如D-AMPS模式那樣的時分雙工模式的收發(fā)開關(guān)，或者在雙頻帶電話機(jī)中可以包括一個工作在800MHz(AMPS頻帶)的雙工濾波器和一個工作在只使用D-AMPS時分雙工模式的1900MHz(PCS頻帶)的收發(fā)開關(guān)。在一個工作在800MHz和1900MHz的雙頻帶電話機(jī)中，前端射頻放大器22和第一超外差下變頻器23包括適應(yīng)這兩個頻帶、具有在控制處理器24的控制下選擇工作頻帶的裝置的電路。
如圖1所示，下變頻是在雙頻帶前端電路20內(nèi)進(jìn)行的，處理器24向前端電路20提供頻帶選擇控制信息。接收信號在前端電路20內(nèi)下變頻到一個適當(dāng)?shù)牡谝恢蓄l(第一IF)后，經(jīng)第一IF濾波器26濾波，再在第二混頻電路30內(nèi)下變頻為第二IF。在第二IF濾波器32和放大器34內(nèi)進(jìn)行了進(jìn)一步的濾波和放大后，得出一個除去了振幅調(diào)制的經(jīng)硬限幅的第二IF信號和一個近似與含有所除去的振幅信息的接收信號強(qiáng)度的對數(shù)成正比的RSSI。含有相位信息的經(jīng)硬限幅的第二IF信號和含有振幅信息的RSSI信號一起送至收發(fā)信號處理電路36，例如用前面已列作本發(fā)明參考的美國專利No．5，048，059的方法予以處理。
收發(fā)處理電路36對接收信號的處理包括對RSSI信號進(jìn)行模數(shù)變換和其他一些處理。數(shù)字化的RSSI值送至控制處理器24，構(gòu)成一個SACCH消息，向通信網(wǎng)絡(luò)報告接收信號強(qiáng)度，以便執(zhí)行移動臺輔助越區(qū)切換(MAHO)。
電路36對發(fā)送信號的處理還包括將語音或諸如FAX信號那樣的用戶數(shù)據(jù)信號的SACCH消息變換成I、Q調(diào)制信號，通過I、Q調(diào)制電路40對發(fā)射機(jī)進(jìn)行調(diào)制。如圖1所示，I、Q調(diào)制電路40是雙頻帶電路18的一部分，它所提供的發(fā)射載波頻率與所選定的接收頻率相隔一個規(guī)定的量，通常稱為雙工頻距。按照D-AMP標(biāo)準(zhǔn)IS136，雙工頻距通常對于在800MHz頻帶工作的情況為45MHz，而對于在1800MHz頻帶工作的情況為8．04MHz。雖然圖1這個實施例中示出了接收機(jī)10的一些其他細(xì)節(jié)，但這些對于理解本發(fā)明的優(yōu)點和工作原理來說并非必要，而且也是熟悉該技術(shù)領(lǐng)域的人員眾所周知的。
控制處理器24除了配有控制前端電路20的頻帶選擇的裝置外，還包括對前端電路20內(nèi)第一下變頻器前的第一RF放大器22是工作在第一增益(滿增益)還是工作在第二增益(低增益)進(jìn)行控制的裝置。按照本發(fā)明的一個實施例，通過在控制處理器24的控制信號的控制下斷開RF放大器22的電流或者降低它的電流來達(dá)到差20dB的低增益?？刂铺幚砥?4還配置有這樣的裝置，用來檢測RSSI測量值落入RSSI檢測器特性的非線性或者在第一RF放大器22或第二下變頻器39內(nèi)的壓縮可以降低測量精度的區(qū)域的時候。這通常會發(fā)生在信號強(qiáng)制即使將RF放大器22的增益下降20dB也能順利接收的情況下。因此，控制處理器24在檢測到RSSI測量結(jié)果大到處在這個區(qū)域或可能產(chǎn)生畸變時，就進(jìn)行控制，降低RF放大器22的增益，再以這降低了的增益開始輔助的RSSI測量。
假定是線性的，那么在增益降低情況下和增益不降低情況下的RSSI測量結(jié)果之差就與受控增蓋降低的程度相符。因此，如果測得的增益降低量與受控或預(yù)期的增益降低量不符，這就表示進(jìn)入接收機(jī)10的RSSI檢測特性的非線性區(qū)。RSSI值之差小于與所選增益降低量相應(yīng)的預(yù)期差的量表示了非線性的程度，按照本發(fā)明可以由控制處理器24用來計算出一個補(bǔ)償了這種非線性的經(jīng)較正的RSSI。然后，利用SACCH將經(jīng)校正的RSSI值作為MAHO測量結(jié)果報告給網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)校正的RSSI值還可以用來改善對數(shù)據(jù)座標(biāo)信號處理。
下面將結(jié)合圖2詳細(xì)說明本發(fā)明的一個實施例對一個具體的非線性接收信號進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牟僮?。圖2示出了由于檢測器前的各級放大器通常在高信號電平時可能出現(xiàn)的壓縮而引起的非線性RSSI檢測特性。如圖2所示，在小信號電平，如果將RF放大器的增益降低例如20dB，那么實際測量到的RSSI的改變也將同樣是20dB。這相當(dāng)于在圖2中X軸上低于-70dBm的區(qū)域，實際檢測到的信號強(qiáng)度，如實線所示，基本上與虛線所示的線性近似一致。
圖2所示的例子在Y軸上反映了RSSI的測量值，范圍從0至240，近似于對于由控制處理器24處理的RSSI信號的8比特模數(shù)變換結(jié)果通常會遇到的值的范圍。為了說明本發(fā)明的實施例，將假設(shè)采用的是這樣的8比特模數(shù)變換，當(dāng)然可以理解，也可以用其他分辨率來實現(xiàn)本發(fā)明，并不局限于8比特模數(shù)變換。
如圖2這個例子所示，在逐漸增高的一些信號電平，實線所示的測量值偏離了線性近似?？梢奟SSI的改變量小于20dB，其程度表示了在20dB的信號電平范圍內(nèi)的壓縮量。參照圖2中的點A和B很容易看出。如圖2所示，對于點A來說，實際接收信號電平為-50dBm。用8比特A／D變換器進(jìn)行RSSI測量，得到的能量值在0至255之間，最小有效比特(在小信號電平)的1比特表示0．5dB，因此0至255的能量范圍理想上相應(yīng)于-127．5dBm至0dBm的信號電平范圍。對于這種情況，根據(jù)理想線性RSSI檢測曲線，如果信號電平為-50dBm，預(yù)期讀數(shù)就應(yīng)為155。預(yù)期讀數(shù)與信號電平XdBm的一般表達(dá)式為255-2X。然而，如圖2中A點的讀數(shù)可見，在-50dBm處的實際讀數(shù)不是155，而是151。這表示有4個單位的誤差，近似于2dB(每單位0．5dB)。因此，檢測到的視在信號電平是-52dBm，而不是實際值-50dBm。
按照本發(fā)明的方法和系統(tǒng)，在點B取得第二組讀數(shù)，以提供在補(bǔ)償RSSI測量結(jié)果中所需的信息?？刂铺幚砥?4將前端放大器22的增蓋降低一個所控制的量，例如20dB，如圖2所示。因此，實際加到RSSI檢測器的信號電平是-70dB(點B)，即此先前的-50dBm低20dB。然后再在預(yù)期讀數(shù)為115的點B讀取RSSI讀數(shù)。然而，由圖2可見，由于仍然存在著某些非線性，因此增益按程序降低了20dB后所得到的實際讀數(shù)不是115，而是114。這反映在-70dBm的信號電平處有0．5dB的誤差。
信號讀數(shù)從151改變到114，減小了37，而不是按每個最低有效比特(LSB)0．5dB計的預(yù)期讀數(shù)改變40個單位。這表示在讀數(shù)151處的壓縮比在讀數(shù)114處的壓縮大3個單位。按照所示的本發(fā)明的這個實施例，控制處理器24就將讀數(shù)151加上3個單位的補(bǔ)償量。還可以通過將RSSI讀數(shù)再加上一個先前確定和存儲的對于讀數(shù)114的補(bǔ)償量提供更高的精度。例如，假設(shè)先前曾進(jìn)行了一系列類似的RSSI補(bǔ)償測量，確定對于讀數(shù)為114的補(bǔ)償量為1個單位，于是圖2中所示的讀數(shù)151就可以通過加上3個單位和1個附加單位加以補(bǔ)償，從而得到為155的經(jīng)補(bǔ)償?shù)腞SSI值。這樣對RSSI值進(jìn)行補(bǔ)償，可將它設(shè)置為等于預(yù)期值，從而糾正了讀數(shù)中的2dB誤差，提供更精確的信號強(qiáng)度測量值。
在所示的這個實施例中，控制處理器24還可以在從-70dBm到-50dBm這20dB總共壓縮3個單位對于這個范圍是線性的假設(shè)下估計出對于在這個范圍內(nèi)其他信號強(qiáng)度需要加上的補(bǔ)償因子。例如，在-60dBm處，控制處理器24會預(yù)見有1．5單位的壓縮，因為-60dBm是在-70dBm至-50dBm的正中間，所以就線性模型而言，可以預(yù)見壓縮量也為一半。將它與先前已經(jīng)對-70dBm情況估計的壓縮量(假設(shè)為上面的1個單位)就可得出對于-60dBm情況總補(bǔ)償量為2．5個單位。這樣，控制處理器24就可以計算出在-50dBm至-70dBm范圍(相應(yīng)于未校正的RSSI讀數(shù)從114至151)內(nèi)每個信號電平(RSSI讀數(shù))的預(yù)期壓縮程度，存入諸如電可擦可編程存儲器(EEPROM)或其他最好是非易失的存儲裝置內(nèi)的查找表那樣的存儲裝置。通過對其他接收信號強(qiáng)度的情況重復(fù)上述操作，就可以用為各個讀數(shù)(0-255)得到的校正值來填這個表。
填好表后，以后的計算將得出信號電平讀數(shù)的新的補(bǔ)償值，這個值可以與先前估計值相同，也可以不同。在不同時，可以將新的值代替先前值，或與先前值取平均。例如，可以將先前值調(diào)到朝向新值的中途，例如選為1／16或其他2的某次方的倒數(shù)，以便只要在簡單的微處理器內(nèi)將老的與新的值之差右移就可以相除。
正如熟悉該技術(shù)領(lǐng)域的人員所理解的那樣，以上在圖1和2中所示的本發(fā)明情況，可以用硬件、軟件或兩者的組合實現(xiàn)。雖然本發(fā)明的系統(tǒng)的各個組成部分在圖1中有些示為分立的器件，但是實際上可以用一個包括輸入和輸出口和運行軟件代碼的微處理器、用一些定制或混合芯片、用分立器件或者用以上這些的組合來實現(xiàn)。
圖3為進(jìn)一步示出本發(fā)明的一個實施例的操作的流程圖。在方框100，用設(shè)置為第一增益的接收機(jī)10獲取接收信號的第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果。在方框102，用設(shè)置為第二增益的接收機(jī)10獲取接收信號的第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果。在方框104，根據(jù)第一增益和第二增益確定第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果之間的預(yù)期差。例如，如果增益下降20dB。那么兩個讀數(shù)之間的預(yù)期差也就為20dB。在方框104還通過將兩個測量值相減產(chǎn)生第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果之間的實際差。
在方框106。獲取，最好是從一個與接收機(jī)10在操作上有關(guān)聯(lián)的存儲器存儲裝置獲取先前確定的與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償因子。在方框106，還將實際差與預(yù)期差相比較，得出一個信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子。在方框108，根據(jù)信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子和先前確定的與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償因子產(chǎn)生一個經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果。在本發(fā)明的一個實施例中，這個經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果是通過將信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子、先前確定的與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償因子和第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果相加得出的。在方框110，將經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果發(fā)送給通信網(wǎng)絡(luò)，供移動臺輔助越區(qū)切換使用。
上述操作程序?qū)τ诮o出太低讀數(shù)的RSSI曲線和對于有時候給出太高讀數(shù)的RSSI曲線都起作用，也就是說對于凸型和凹型曲線以及S型曲線都起作用。也可以這樣，在工廠內(nèi)在生產(chǎn)測試期間確定一個列有一系列補(bǔ)償值的初始表，編入接收機(jī)10的EPROM或EEPROM。在分發(fā)給用戶后，可以將這個表從這樣的存儲器讀入隨機(jī)存取存儲器(RAM)，以便在使用期間根據(jù)RSSI測量結(jié)果加以更新。如果希望記住這些更新的值供以后使用，可以將RAM內(nèi)更新的值寫回EEPROM。或者，也可以在每次接收機(jī)10開機(jī)時調(diào)用工廠編入的值，而所產(chǎn)生的更新的值只在這個使用期間內(nèi)使用。
在一個諸如GSM／PCS 1900系統(tǒng)那樣的TDMA系統(tǒng)內(nèi)或者在DAMPS／IS54／IS 136內(nèi)，移動電話接收機(jī)10在通話期間利用在發(fā)送和接收時隙之間的空余時間進(jìn)行對其他基站的信號的RSSI測量。通常，網(wǎng)絡(luò)先將一個列有應(yīng)予以測量的周圍基站的信道號碼的表下載給移動電話機(jī)。在GSM中，通常每秒要進(jìn)行約220次測量，而在D-AMPS50中通常要對6個周圍基站進(jìn)行測量。因此，通常每秒內(nèi)要對一個基站進(jìn)行幾次重復(fù)的測量，還可以通過一個時間滑窗加以平均，得到對于列在表內(nèi)的每個基站的滑窗平均信號強(qiáng)度。按照本發(fā)明的一種情況，可以根據(jù)經(jīng)補(bǔ)償?shù)腞SSI值進(jìn)行滑窗平均。
滑窗平均還可以用來預(yù)測先前所測量的基站的下次測量將產(chǎn)生的信號電平。如果預(yù)測的信號電平是處在預(yù)料(或按照如上所述的本發(fā)明的方法先前已確定)出現(xiàn)明顯壓縮或明顯偏離線性RSSI曲線的范圍內(nèi)，特別是在高信號電平時，控制處理器24就作出響應(yīng)，啟動以降低的RF放大器22的增益進(jìn)行對基站的新的測量。
在本發(fā)明的方法的一個實施例中，在滑窗平均的信號電平處在這樣的范圍內(nèi)時進(jìn)行相繼的一些測量。這個操作程序還有另外一些優(yōu)點，可以檢測由于諸如互調(diào)和堵塞之類的接收機(jī)缺陷而引起的虛假RSSI讀數(shù)，加以剔除，使它們不會導(dǎo)致錯誤的越區(qū)切換。例如，兩個強(qiáng)信號之間的三階互調(diào)呈現(xiàn)為一個第三信號加到測量信道上而產(chǎn)生的虛假讀數(shù)在滿增益情況下要比低20dB的低增益情況下大得多，但只是在這個特殊的頻率上。如果先前已經(jīng)確定在另一個信道頻率上不會出現(xiàn)這種RSSI曲線異常，那么這種異常就可以認(rèn)為是頻率異常而不是RSSI曲線異常，因此可以剔去這個在滿增益下得到的測量值。于是可以用在低增益下得到的測量結(jié)果，用低信號電平的補(bǔ)償因子(如有的話)進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償，再用增益降低量加以補(bǔ)償。這樣，本發(fā)明的這種獨創(chuàng)性方法還可以防止錯誤地切換到只是由于互調(diào)現(xiàn)象而呈現(xiàn)為信號強(qiáng)的基站。
下面結(jié)合圖4的流程圖說明按照本發(fā)明另一種情況進(jìn)行的操作。在方框200，控制處理器24從MAHO表中選擇下個需進(jìn)行強(qiáng)度測量的頻率。對于TDMA型的通信網(wǎng)絡(luò)來說，控制處理器24還要等待專用來監(jiān)視各可用基站傳輸情況掃描時隙。在方框204，控制處理器24確定預(yù)期信號強(qiáng)度如與這個所選頻率關(guān)聯(lián)的當(dāng)前滑窗平均值所示是否超過一個預(yù)定的極限(即是否處在可以預(yù)料會出現(xiàn)測量誤差的區(qū)域內(nèi))。如果在方框204確定預(yù)期信號強(qiáng)度表示可能會出現(xiàn)誤差，操作就進(jìn)至方框206，確定對于所選MAHO頻率先前是否作過測量。如果先前作過測量，就進(jìn)至方框208，繼續(xù)檢驗先前的測量是否在低增益下進(jìn)行的。如果先前的測量是在低增益下進(jìn)行的，就進(jìn)至方框210，選擇滿增益，因此新的測量將以滿增益進(jìn)行。否則，就在方框212選擇低增益。如果在方框206確定沒有進(jìn)行過先前的測量，那么也選擇低增益。也就是說，如果預(yù)期信號強(qiáng)度處在誤差區(qū)，就用低增益而不是滿增益取得第一讀數(shù)。如果在方框204確定預(yù)期信號強(qiáng)度不表示會出現(xiàn)誤差，就在方框210選擇滿增益。在方框206和208的操作保證用滿增益和低增益交替進(jìn)行測量。注意，雖然圖4中沒有示出，但如果沒有先前的讀數(shù)，也就是說這個讀數(shù)是對一個新的MAHO頻道的第一次測量(意味著沒有為這個頻道建立滑窗平均值的基礎(chǔ))，初始測量將用低增益進(jìn)行。如果初始或第一次測量結(jié)果表示低信號強(qiáng)度，那么對同一頻道的下次測量將根據(jù)在方框204的檢驗選用滿增益(方框210)進(jìn)行。
為新的測量選擇了滿增益或低增益后，控制處理器24就在方框214用所選增益進(jìn)行測量。在方框216，將新的測量結(jié)果與先前的測量結(jié)果一起進(jìn)行處理，如果它們是用不同的增益獲得的話，利用本發(fā)明的前面所述方法確定經(jīng)更新的補(bǔ)償值。在方框218，利用適當(dāng)?shù)慕?jīng)更新的補(bǔ)償值對最近的測量結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償。然后，在方框220用經(jīng)補(bǔ)償?shù)臏y量結(jié)果更新這個MAHO頻道的滑窗平均信號強(qiáng)度后返回方框200，再選擇下個MAHO頻道。
為了例示簡明起見，圖4略去了按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例執(zhí)行的一些操作的各個細(xì)節(jié)。例如，圖4中沒有特意示出為每個MAHO存儲新的和先前的測量結(jié)果的步驟和存儲先前的測量是用滿增益還是用低增益進(jìn)行或是否有先前的測量結(jié)果的信號的步驟，雖然這些步驟在此已經(jīng)作了說明。這些步驟最好包括在實際實現(xiàn)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法內(nèi)。
就一階近似來說，在以上的討論中假設(shè)了壓縮是呈線性的，對于比所測電平低10dB的信號來說與低20dB的信號相比壓縮的dB數(shù)將為二分之一。在20dB范圍內(nèi)的中間電平需使用的補(bǔ)償量利用一階線性近似確定。然而，可以理解，在本發(fā)明中也可采用基于例如高階多項式的其他壓縮模型而不是直線或線性假設(shè)，從而為插值提供更高的RSSI特性測量精度。
以上參照圖3和4結(jié)合例示本發(fā)明操作情況的流程圖對本發(fā)明作了說明?？梢岳斫?，流程圖中的每個方框和方框的組合都能用一些計算機(jī)程序指令實現(xiàn)。這些指令可以加到一個處理器上，形成一個機(jī)器，使得在處理器上執(zhí)行的指令構(gòu)成實現(xiàn)流程圖方框所規(guī)定的功能。計算機(jī)程序指令可由一個處理器執(zhí)行，使一系列操作步驟由這個處理器完成，以產(chǎn)生一個計算機(jī)實現(xiàn)的過程，使得在處理器上執(zhí)行的這些指令提供實現(xiàn)流程圖方框內(nèi)規(guī)定的功能。
因此，流程圖的方框支持實現(xiàn)規(guī)定功能的裝置的組合、實現(xiàn)規(guī)定功能的步驟的組合和實現(xiàn)規(guī)定功能的程序指令裝置。也可以理解，流程圖的每個方框和方框的組合可用實現(xiàn)規(guī)定功能或步驟的基于專用硬件的系統(tǒng)或者專用硬件和計算機(jī)指令來實現(xiàn)。
在這些附圖和詳細(xì)說明中，揭示了本發(fā)明的典型優(yōu)選實施例，雖然引用了一些具體條款，然而這些條款只是一般性和說明性的，而不是限制性的。本發(fā)明的專利保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求書給定。
權(quán)利要求
1．一種測量接收信號的強(qiáng)度的方法，包括下列步驟獲取接收機(jī)在設(shè)置為第一增益時的接收信號的第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果；獲取接收機(jī)在設(shè)置為第二增益時的接收信號的第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果；以及根據(jù)第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果和第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果產(chǎn)生表征接收信號的強(qiáng)度的經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果。
2．一種按權(quán)利要求1所述的方法，其中所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果是對接收機(jī)非線性特性進(jìn)行補(bǔ)償?shù)摹?br> 3．一種按權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第二增益小于第一增益。
4．一種按權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第一和第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果都是接收信號強(qiáng)度的對數(shù)指示。
5．一種按權(quán)利要求2所述的方法，所述方法還包括在獲取第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果步驟前的下列步驟確定接收信號的下個信號強(qiáng)度測量結(jié)果的預(yù)期強(qiáng)度；以及如果預(yù)期強(qiáng)度小于預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，就不執(zhí)行所述獲取接收信號的第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果的步驟，而所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果就是第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果。
6．一種按權(quán)利要求2所述的方法，其中所述產(chǎn)生經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果包括下列步驟根據(jù)第一增益和第二增益確定第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果之間的預(yù)期差；產(chǎn)生第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果之間的實際差；通過將實際差與預(yù)期差相比較提供一個信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子；以及根據(jù)信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子產(chǎn)生經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果。
7．一種按權(quán)利要求6所述的方法，其中所述根據(jù)信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子產(chǎn)生經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果的步驟包括將信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子和第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果相加以提供經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果的步驟。
8．一種按權(quán)利要求6所述的方法，其中所述接收信號是來自通信網(wǎng)絡(luò)的無線電通信信號，而所述方法還包括在相加步驟后的下列步驟將經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果發(fā)送給通信網(wǎng)絡(luò)，用于移動臺輔助越區(qū)切換。
9．一種按權(quán)利要求6所述的方法，其中所述根據(jù)信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子產(chǎn)生經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果的步驟包括下列步驟獲取先前確定的與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償因子；以及將信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子、先前確定的與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償因子和第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果相加，提供經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果。
10．一種按權(quán)利要求9所述的方法，其中所述接收信號是來自通信網(wǎng)絡(luò)的無線電通信信號，而所述方法還包括在相加步驟后的下列步驟將經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果與較早的經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果取平均，提供經(jīng)平均的信號強(qiáng)度測量結(jié)果；以及將經(jīng)平均的信號強(qiáng)度測量結(jié)果發(fā)送給通信網(wǎng)絡(luò)，用于移動臺輔助越區(qū)切換。
11．一種按權(quán)利要求9所述的方法，所述方法還包括在所述相加步驟后的下列步驟獲取先前確定的與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償因子；以及根據(jù)信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子調(diào)整先前確定的與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償因子，提供經(jīng)更新的與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償因子。
12．一種測量接收信號的強(qiáng)度的系統(tǒng)，包括一個能在第一增益和第二增益下工作的接收機(jī)；一個與接收機(jī)電連接的接收信號強(qiáng)度指示產(chǎn)生電路，用來提供與接收機(jī)接收的信號的強(qiáng)度相應(yīng)的信號強(qiáng)度指示；以及一個經(jīng)補(bǔ)償信號強(qiáng)度測量結(jié)果產(chǎn)生電路，用來根據(jù)在第一增益時得到的第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果和在第二增益時得到的第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果表征接收信號的強(qiáng)度。
13．一種按權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述經(jīng)補(bǔ)償信號強(qiáng)度測量結(jié)果產(chǎn)生電路還包括使接收機(jī)工作在第一增益或第二增益的裝置。
14．一種按權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述經(jīng)補(bǔ)償信號強(qiáng)度測量結(jié)果產(chǎn)生電路對接收機(jī)的非線性特性進(jìn)行補(bǔ)償。
15．一種按權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述信號強(qiáng)度指示是接收信號強(qiáng)度的對數(shù)指示。
16．一種按權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，還包括確定接收信號下個信號強(qiáng)度測量結(jié)果的預(yù)期信號強(qiáng)度的裝置。
17．一種按權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述經(jīng)補(bǔ)償信號強(qiáng)度測量結(jié)果產(chǎn)生電路包括確定第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果之間的預(yù)期差的裝置；產(chǎn)生第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果之間的實際差的裝置；通過將實際差與預(yù)期差相比較提供信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子的裝置；以及根據(jù)信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子產(chǎn)生經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果的裝置。
18．一種按權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述根據(jù)信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子產(chǎn)生經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果的裝置包括通過將信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子和第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果相加提供經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果的裝置。
19．一種按權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述接收信號是來自通信網(wǎng)絡(luò)的無線電通信信號，而所述系統(tǒng)還包括將經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果發(fā)送給通信網(wǎng)絡(luò)用于移動臺輔助越區(qū)切換的裝置。
20．一種按權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述根據(jù)信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子產(chǎn)生經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果的裝置包括獲取先前確定的與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償因子的裝置；以及通過將信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子、先前確定的與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償因子和第一信號強(qiáng)度測量結(jié)果相加提供經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果的裝置。
21．一種按權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述接收信號是來自通信網(wǎng)絡(luò)的無線電通信信號，而所述系統(tǒng)還包括通過將經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果與較早的經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果取平均提供經(jīng)平均的信號強(qiáng)度測量結(jié)果的裝置；以及將經(jīng)平均的信號強(qiáng)度測量結(jié)果發(fā)送給通信網(wǎng)絡(luò)用于移動臺輔助越區(qū)切換的裝置。
22．一種按權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，還包括存儲先前確定的與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償因子的存儲裝置；以及根據(jù)信號強(qiáng)度補(bǔ)償因子調(diào)整先前確定的與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償因子、將經(jīng)調(diào)整的先前確定的與第二信號強(qiáng)度測量結(jié)果關(guān)聯(lián)的補(bǔ)償因子存儲在存儲裝置內(nèi)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明提出了確定諸如在通信網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送的無線電信號那樣的接收信號的信號強(qiáng)度的方法和系統(tǒng)。信號強(qiáng)度的測量結(jié)果根據(jù)接收機(jī)的非線性特性加以補(bǔ)償。這種補(bǔ)償是通過考慮將接收機(jī)設(shè)置在兩個不同的已知增益時所取得的兩個信號強(qiáng)度讀數(shù)來實現(xiàn)的。利用信號強(qiáng)度的預(yù)期改變與接收機(jī)實際測量到的改變之差產(chǎn)生經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果。在產(chǎn)生經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果中還利用了一個列有為每個信號強(qiáng)度產(chǎn)生的補(bǔ)償因子的表。經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘枏?qiáng)度測量結(jié)果的讀數(shù)發(fā)送給通信網(wǎng)絡(luò),在移動會輔助越區(qū)切換中使用。
文檔編號H04B17/00GK1280721SQ98811729
公開日2001年1月17日 申請日期1998年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月2日
發(fā)明者E·A·舒爾 申請人:艾利森公司