為發(fā)射器提供信號(hào)度量的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及為通信系統(tǒng)的發(fā)射器提供信號(hào)度量的方法及裝置,尤其設(shè)及提供計(jì)算 復(fù)雜度減少的非線性信號(hào)度量的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 通信系統(tǒng),尤其是無線通信系統(tǒng)已成為現(xiàn)代社會(huì)的重要組成部分。一般來說,在 無線通信系統(tǒng)中,基站建立的無線電波覆蓋一個(gè)單元,因此一個(gè)終端(如用戶設(shè)備(user equipment,簡(jiǎn)稱為肥))可W通過流經(jīng)基站和終端之間的無線通信信道的信號(hào)傳輸與基站 通信。通過不同的通信參數(shù)組合,如不同調(diào)制方案和/或編碼方案的組合,使得設(shè)及無線信 號(hào)傳播的環(huán)境W及媒介的通信信道可W分割成多址的多個(gè)物理信道。部分物理信道執(zhí)行下 行信道W實(shí)現(xiàn)從基站到終端的傳輸,而其他物理信道則分配為上行信道W實(shí)現(xiàn)從終端到基 站的傳輸。從另一個(gè)方面來說,部分物理信道用于數(shù)據(jù)傳輸,而其他物理信道則用于控制信 息傳輸,該控制信息用于初始化、管理、移交和/或結(jié)束該通信信道。
[0003] 在無線通信系統(tǒng)中,終端配備有一個(gè)用于形成和發(fā)送上行信號(hào)到基站的發(fā)射器, 該發(fā)射器包括一個(gè)功率放大器(poweramplifier,W下簡(jiǎn)稱PA)用于信號(hào)傳輸。由于功率 放大器的線性特性,發(fā)射器的最大發(fā)射功率受到發(fā)射波形的峰均功率比(Peak-to-Average PowerRatio,W下簡(jiǎn)稱PAPR)限制。例如,在第S代(3G)寬帶碼分多址(WCDMA)標(biāo)準(zhǔn)中, 通過多碼傳輸技術(shù),可在上行方向上支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。上行信道可同時(shí)在Release 6規(guī)范中建立,例如,組建4個(gè)E-DPDCHs(增強(qiáng)型專用物理數(shù)據(jù)信道)、1個(gè)E-DPCCH(增強(qiáng) 型專用物理控制信道)、1個(gè)DPCCH(專用物理控制信道),和1個(gè)服-DPCCH(高速專用物理 控制信道)。并且,眾所周知,由于采用復(fù)雜的調(diào)幅系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致更高的PAPR,并因此要求更 大的PA線性范圍W獲得同均方根根(root-mean-square,W下簡(jiǎn)稱RM巧功率。防止功率 放大器要求更高線性度的方法之一是減少對(duì)最大傳輸功率的要求,W保持終端具有合理的 成本和功耗。此外,如果發(fā)射功率超過具有線性特性的最大功率,會(huì)出現(xiàn)非線性失真且形成 帶內(nèi)W及帶外的干擾源。在第S代合作伙伴計(jì)劃(3GP巧的技術(shù)規(guī)范25. 101中,定義立方 量度(cubicmetric,W下簡(jiǎn)稱CM)來確定第=階互調(diào)失真的數(shù)量和接近傳輸信號(hào)的PAPR。 基于CM的價(jià)值,通過最大功率減少(maximumpowerre化ction,W下簡(jiǎn)稱MPR)的減少量 (back-off),可確定MPRW及減少的最大發(fā)射功率,W盡量減少非線性效應(yīng)。因此,通過動(dòng) 態(tài)改變最大功率,可在不考慮物理信道配置和PAPR的特點(diǎn)的情況下充分利用PA的線性范 圍。該CM化及MPR的計(jì)算公式為:
[0004] V=rI+j*rQ, v/ |v| - (eql)
[0005] CM_unq二c1*20.logw((Vn3〇「m)mJ+c2
[0006] CM =化IL〇5dB(c1 * 20. logi〇((Vn3〇J「J+ c2) - -(eq2)
[0007] MPR二max (CM-l, 0) - (eq3)
[000引MPR_unq二max (CM_unq-l,0)
[0009] 其中,V為經(jīng)傳播(spreading)、縮放因子縮放、IQ映射12(IQmapping)、擾碼 (scrambling)、W及脈沖整形濾波后的傳播波形;CM_unq是一個(gè)非量化的CM,MPR_unq是一 個(gè)非量化的MPR;化orm是規(guī)范化版本的波形V,函數(shù)M是V的絕對(duì)值;函數(shù)(*)rms是輸 入?yún)?shù)的均方根值;cl和c2是取決于物理信道配置的兩個(gè)常數(shù),包括物理信道數(shù)(化hch)、 擴(kuò)頻因子、信道碼等,也依賴基于參考波形的CM的歸一化。而提升整數(shù)函數(shù)CEIL。.5de(*)則 用于將輸入?yún)?shù)提升至最少間隔為0. 5地的最接近數(shù)值,該最接近數(shù)值大于等于該輸入?yún)?數(shù)。舉例來說,該提升函數(shù)CEIL。.5de(*)可將0. 35地提升為0. 5地,或者將0. 15地提升為 0. 5地,或者將-0. 45地提升為0地,等等。
[0010] 用于控制發(fā)射功率W判斷所允許的最大功率。也就是說,必須在波形產(chǎn)生 之前計(jì)算出來,且很大程度上取決于物理信道配置。在3GPP中,信道配置可在每個(gè)時(shí)隙內(nèi) 改變兩次(一個(gè)時(shí)隙是一個(gè)預(yù)定的時(shí)間間隔,約為11/15毫秒),從而使得MPR的可處理時(shí) 間受到限制。而CM計(jì)算必須預(yù)測(cè)發(fā)射波形形成之前的實(shí)際CM,且在嚴(yán)格的時(shí)間限制下工 作。另一個(gè)困難是該CM計(jì)算設(shè)及立方操作化及設(shè)及在定點(diǎn)實(shí)現(xiàn)中的高動(dòng)態(tài)范圍。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011] 本發(fā)明揭露一種減少時(shí)間限制且可降低計(jì)算難度的為發(fā)射器提供信號(hào)度量的方 法及裝置。
[0012] 一種為發(fā)射器提供信號(hào)度量的方法,發(fā)射器依據(jù)多個(gè)對(duì)應(yīng)的第一信道元素的總和 提供多個(gè)第一相位元素的每一者,其中每一個(gè)第一信道元素對(duì)應(yīng)于多個(gè)符號(hào)振幅其中之一 與多個(gè)縮放因子其中之一的乘積;依據(jù)該多個(gè)第一相位元素其中之一提供多個(gè)功率值中每 一個(gè)對(duì)應(yīng)的功率值;W及根據(jù)多個(gè)該功率值計(jì)算該信號(hào)度量。
[0013] 一種為發(fā)射器提供信號(hào)度量的裝置,該裝置包含累計(jì)單元和計(jì)算單元。累積單元 依據(jù)多個(gè)對(duì)應(yīng)的第一信道元素的總和提供多個(gè)第一相位元素的每一者,其中每一個(gè)第一信 道元素對(duì)應(yīng)于多個(gè)符號(hào)振幅其中之一與多個(gè)縮放因子其中之一的乘積;W及計(jì)算單元依據(jù) 該多個(gè)第一相位元素其中之一提供多個(gè)功率值中每一個(gè)對(duì)應(yīng)的功率值,W及根據(jù)多個(gè)該功 率值計(jì)算該信號(hào)度量。
[0014]上述為發(fā)射器提供信號(hào)度量的方法及裝置根據(jù)縮放結(jié)合輪流計(jì)算立方度量(CM), 而不是通過時(shí)域積分(temporalintegration)運(yùn)算來計(jì)算立方度量,從而可W有效地降低 計(jì)算所需的成本和資源(時(shí)間、功率、計(jì)算硬件等)。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式提供的發(fā)射器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖2為本發(fā)明一實(shí)施方式提供的功率值對(duì)照表。
[0017] 圖3為圖1的發(fā)射器的度量計(jì)算模塊的示意圖。
[0018] 圖4至圖6為圖3的度量計(jì)算模塊的調(diào)整選擇器的調(diào)整系數(shù)選擇方案參照?qǐng)D。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 在本說明書W及權(quán)利要求書當(dāng)中使用了某些詞匯來指代特定的組件。本領(lǐng)域的技 術(shù)人員應(yīng)可理解,硬件制造商可能會(huì)用不同的名詞來稱呼同樣的組件。本說明書及權(quán)利要 求并不w名稱的差異作為區(qū)分組件的方式,而是w組件在功能上的差異作為區(qū)分的準(zhǔn)則。 在通篇說明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的"包含"是一個(gè)開放式的用語,因此應(yīng)解釋成"包含 但不限定于"。另外,"禪接"一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此,若文中 描述第一裝置禪接于第二裝置,則代表第一裝置可W直接電氣連接于第二裝置,或通過其 它裝置或連接手段間接地電氣連接至第二裝置。
[0020] 請(qǐng)參考圖1,其為本發(fā)明一實(shí)施方式提供的發(fā)射器10。該發(fā)射器10可W應(yīng)用 到無線通信系統(tǒng)終端,如;應(yīng)用到符合3GPP標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范的移動(dòng)通信系統(tǒng)的用戶終端設(shè) 備扣E)中。由發(fā)射器10傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和/或信息的位元被整理為多個(gè)模塊(例如傳輸 模塊),該多個(gè)模塊可被設(shè)置為一個(gè)或多個(gè)信道(例如物理信道),具體的,如從信道 CH(l),CH(2),...,CH(n)到信道CH(化hch)。本實(shí)施方式中,該些信道可W分別是一個(gè) DPDCH、一個(gè)DPCCH、一個(gè)服-DPCCH、一個(gè)E-DPCCH和四個(gè)E-DPDCHs。每個(gè)信道CH(n)的位元 乘W相應(yīng)的信道碼cs(n)并由相應(yīng)的縮放因子bt(n)進(jìn)行縮放W進(jìn)行傳播,然后通過一個(gè) IQ映射12與同相部分和/或正交相部分進(jìn)行映射。其中,該IQ映射12的結(jié)果往往表示為 一具有實(shí)部(對(duì)應(yīng)于同相部分)和虛部(對(duì)應(yīng)于正交相部分)的復(fù)數(shù)。不同信道的信道碼 可W不同,不同信道的縮放因子可W不同或相同。信道的數(shù)目(即化hch)可W根據(jù)不同的 應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行具體設(shè)置。例如,為了支持基本的WCDMA功能,需要分配信道DPDCH和DPCCH; 而為了支持先進(jìn)的服DPA(高速下行分組接入信道),需要同時(shí)采用S個(gè)信道;DPDCH、DPCCH 和服-DPCCH。對(duì)于采用了服DPA和更先進(jìn)的服UPA(高速上行分組接入信道)的應(yīng)用場(chǎng)景, 可建立五到^;:個(gè)信道,包括一個(gè)DPDCH、一個(gè)DPCCH、一個(gè)服-DPCCH、一個(gè)E-DPCCH^及一到 四個(gè)E-DPDCH(s)。不同的應(yīng)用場(chǎng)景可W相互切換,例如,時(shí)隙(slot)輪流切換。
[0021] 信道CH(1)至CH(化hch)的各個(gè)IQ映射12的結(jié)果通過一個(gè)加法器14進(jìn)行疊加, 其疊加的總和通過一個(gè)擾碼scr(例如,一個(gè)復(fù)雜的擾碼)進(jìn)行混合(scrambled),然后進(jìn)一 步通過一個(gè)實(shí)部提取器16aW及一個(gè)虛部提取器1化分解為實(shí)部和虛部?jī)刹糠?。一個(gè)脈沖 整形濾波器18a形成一數(shù)字信號(hào)波形W傳輸該實(shí)部,而另一個(gè)脈沖整形濾波器18b形成另 一個(gè)數(shù)字信號(hào)波形W傳輸該虛部。該實(shí)部和虛部的數(shù)字信號(hào)波形分別由兩個(gè)DAC(數(shù)模轉(zhuǎn) 換器)20a和2化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號(hào)波形。由此產(chǎn)生的模擬信號(hào)波形分別通過兩個(gè)低 通濾波器22a和2化進(jìn)行濾波,并分別由一個(gè)放大器模塊24的兩個(gè)可控放大器26a和26b 進(jìn)行放大。然后,兩個(gè)放大后的波形通過一個(gè)上行變頻器28根據(jù)適當(dāng)?shù)南辔缓洼d波頻率調(diào) 制成一個(gè)調(diào)制信號(hào)。所述調(diào)制信號(hào)承載著代表將要發(fā)送的位元符號(hào),并被一個(gè)可控放大器 (PA) 30放大,然后通過天線32傳播到空氣中。
[0022] 所述PA30設(shè)定適當(dāng)?shù)男盘?hào)功率電平,W保證正確接收基站信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。為 了將調(diào)制信號(hào)的振幅限制在PA30的線性范圍內(nèi),該發(fā)射器10還包括一個(gè)度量計(jì)算模塊36 和一個(gè)功率控制模塊34。該功率控制模塊34通過判斷增益設(shè)定分布是在該上行變頻器28 之前還是之后,來確定實(shí)際發(fā)射功率。
[0023] 雖然多碼傳輸可提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率,但也意味著如果采用具有較 大PAPR(Peak-t〇-AveragePowerRatio)的物理信道配置,則在終端10中可獲得的 RMS(root-mean-square)功率會(huì)較小。而該終端10需要保證峰值功率不會(huì)引起PA30的 非線性失真,而較小的MS功率無法滿足此條件。因此,需要有適當(dāng)?shù)墓β士刂?。本?shí)施方 式中,為了實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)墓β士刂疲摴β士刂颇K34根據(jù)物理信道配置和/或由度量計(jì)算 模塊36提供的CM(cubicmetric)來判斷最大的功率損耗(與一個(gè)參考波形的最大幅度相 比)。
[0024]該度量計(jì)算模塊36在傳輸信號(hào)(如低通