对于窄带宽操作的自动增益控制的优化的制作方法
背景技术：
本发明涉及无线电接收器中的自动增益控制（agc），并更具体涉及在其中每次完整传送带宽的仅一部分被接收的情形中优化agc的技术。
手持装置的最重要性质之一是它的电池寿命。对于移动通信系统中的用户装备（ue），主要功率耗用者是无线电。在一些情况中，ue的无线电电路能对多于50%的总功率耗用负责。因此，最小化无线电需要活动的时间的量对于延长ue电池寿命是关键的。
由于接收器的限制的动态范围，ue需要先于接收来调整增益。对于此调整负责的agc算法典型地通过设置用于在某一初始增益值操作的一个或更多放大器来开始。所接收的信号的功率随后被测量，并且增益被相应调整。此过程随后被重复，直到好的增益值已被找到为止。如果好的初始推测可用，则算法典型地要求较少无线电时间来收敛。因为增益不得不先于有用数据的接收被校正，所以我们必须知道agc算法需要多久来取得收敛，使得接收能在正确时间被开始。因此，为了能够减少先于接收所需要的附加时间，我们必须知道优化的算法能被使用的先验（priori）；否则，用于收敛的最差情况的时间必须被假定。在一些情境中，使用来自agc算法的先前运行的增益值甚至可以是可能的。
agc算法一般由以下三个步骤组成：功率测量、增益计算、以及启动。功率测量步骤的目的是估计信号的所接收功率。在增益计算步骤中，适合的增益值被确定；以及在启动步骤中，此增益值被应用于接收器链。
为了能够做出可靠估计，估计所基于的信号需要代表我们想要接收的信号。例如在演进通用陆地无线电接入（e-utra）的情况中，一些子帧可被分配到单频网上多媒体广播（mbsfn）传送，或在时分双工（tdd）模式的情况中，可被分配给上行链路传送。在这些示例的每个示例中，这些子帧不代表想要的信号，并因此不适合于功率测量。例如，mbsfn子帧可为了功率节省目的由演进nodeb（enb）来使用，并因此相较于分配给常规下行链路传送的子帧不含有功率或至少含有非常小的功率。即使所有小区未及时同步，所接收的功率可由附近enb来支配。因此，相较于常规子帧在mbsfn子帧期间所接受的功率可以非常低。将进一步被认识到的是，分配给上行链路传送的子帧不能被用于估计下行链路子帧的功率。因此，ue必须将功率测量限制于某些适合的时间间隔。这具有agc过程能十分耗费时间的不想要的影响。
图1和2分别示出可用于对于频分双工（fdd）和tdd操作的情况做出适合的功率测量的受限制的时间。在图中，除了已经介绍的缩写词以外，以下缩写词还被使用：
●p-sch：主同步信道
●s-sch：次同步信道
●tx：传送
●gp：保护时期
●ul：上行链路
更具体地，图1描绘了在fdd小区中传送的同步信号和参考符号。仅中央的72副载波被示出。为举一个示例，一些子帧可被用于mbsfn，并因此除了在第一符号中以外可不含有小区特定参考符号。
图2描绘了在tdd小区中传送的同步信号和参考符号。仅中央的72副载波被示出。一些子帧可被用于ul传送，并因此可不含有小区特定参考符号，而其它子帧除了被用于mbsfn传送外可被用于下行链路（dl）传送，并因此仅在第一符号中含有参考信号。
在典型agc算法的启动阶段期间，增益值贯穿接收器链在多个位置典型地被改变。这些改变通过例如dc瞬变和相不连续性来削弱所接收的信号。因此增益改变应被限于时间中的时刻，在那时这些削弱的影响将被限制（即，它们将不使数据的接收降级）。在e-utra信道接收的情况中，这些改变能例如被限于出现在时隙或子帧边界。
频率信道变形的测量是所谓的相干带宽，
作为对比，图4示出了对于低覆盖状况（-10dbsnr）中的20mhz小区的3gppetu信道的频率响应。
传统接收器装备相对于agc应用“安全比遗憾更好”手段。那就是说，agc始终被调度来运行，不管它是否真的被需要。此保守手段在一些境况下导致不必要地高的功率耗用。
技术实现要素：
应强调的是，术语“包括（comprises/comprising）”当使用于本说明书中时被采用以指定所陈述的特征、整体（integer）、步骤或组成部分的存在；但是这些术语的使用不排除一个或更多其它特征、整体、步骤、组成部分或其组的存在或附加。
此外，引用字母在一些实例（例如，在权利要求和发明内容中）中被提供以促进各种步骤和/或要素的标识。然而，引用字母的使用并未旨在归因于（impute）或暗示如此引用的步骤和/或要素要以任何具体顺序来执行或操作。
依照本发明的一个方面，前述和其它目的在用于控制在蜂窝通信系统中操作的接收器中放大器的增益的技术中被取得。增益控制包含查明当前载波频率和目标载波频率之间的频率差异，并比较频率差异与第一阈值。响应于包含频率差异大于第一阈值的第一准则的满足，完整自动增益控制算法被执行以产生目标增益设置。响应于包含频率差异小于第一阈值的第二准则的满足，优化的自动增益控制算法被执行以产生目标增益设置。目标增益设置随后被用于控制放大器的增益。
在一些但不必要是所有实施例的方面中，第二准则进一步包含频率差异大于第二阈值。
在一些但不必要是所有实施例的方面中，增益控制包括使用一个或更多增益变化性度量来产生第二准则。
在一些但不必要是所有实施例的方面中，增益控制进一步包括响应于包含频率差异小于第一和第二阈值两者的第三准则的满足来使用当前增益设置作为目标增益设置。
在一些但不必要是所有实施例的方面中，优化的自动增益控制算法使用当前增益设置作为起点。
在一些但不必要是所有实施例的方面中，增益控制包括确定一个或更多增益变化性度量。
在一些但不必要是所有实施例的方面中，确定一个或更多增益变化性度量包括以下的一个或更多：
确定接收器的覆盖的当前程度；
确定当前载波频率和目标载波频率是否在蜂窝通信系统的相同小区的下行链路系统带宽之内；
确定源小区和目标小区是否被相互关联，其中源小区正在当前载波频率上传送，并且目标小区正在目标载波频率上传送；以及
确定到达接收器的信号的传播状况。
在一些但不必要是所有实施例的方面中，增益控制包括使用一个或更多增益变化性度量来产生第一准则。
在一些但不必要是所有实施例的方面中，使用所述一个或更多增益变化性度量来产生第一准则包括使用信道模型和所述一个或更多增益变化性度量来产生第一准则。
在一些但不必要是所有实施例的方面中，使用所述一个或更多增益变化性度量来产生第一准则包括使用静态（static）信息和所述一个或更多增益变化性度量来产生第一准则。
在一些但不必要是所有实施例的方面中，使用所述一个或更多增益变化性度量来产生第一准则包括查明历史增益变化性数据是否可用；以及响应于历史增益变化性数据可用，将历史增益变化性数据和所述一个或更多增益变化性度量来产生第一准则。
在一些但不必要是所有实施例的方面中，增益控制包括基于一个或更多增益变化性度量来更新历史增益变化性数据的数据库。
在一些但不必要是所有实施例的方面中，历史增益变化性数据的数据库提供指示当在一个或更多具体频率接收数据时什么增益值在过去已被使用的信息。
附图说明
本发明的目的和优点将通过读以下详细描述连同附图来理解，其中：
图1描绘了在fdd小区中传送的同步信号和参考符号。
图2描绘了在tdd小区中传送的同步信号和参考符号。
图3a、3b、和3c描绘了对于良好覆盖状况中的20mhz小区的情况的对于三种类型的信道的示范性频率响应。
图4示出了对于低覆盖状况（-10dbsnr）中的20mhz小区的3gppetu信道的频率响应。
图5在一个方面中是依照符合本发明的一些但不必要是所有示范性实施例的由电路所执行的步骤/处理的流程图。
图5a在一个方面中是流程图，其更详细地示出图5的步骤/处理/电路的一个或更多。
图6是符合本发明的装置的示范性实施例的框图。
具体实施方式
本发明的各种实施例现在将参考附图来描述，其中相似部分用相同引用字符来标识。
本发明的各种方面现在将连同多个示范性实施例被更详细描述。为了促进本发明的理解，本发明的许多方面按照要由能够运行所编程的指令的计算机系统或另一硬件的元件来执行的动作的序列来描述。将认识到，在实施例的每个中，各种动作能由专门的电路（例如，被互连以执行专门的功能的模拟和/或离散逻辑门）、由用指令的适合集合来编程的一个或更多处理器、或由两者的组合来执行。术语“电路配置成”执行一个或更多所描述的动作在本文中被用于引用任何此类实施例（即，一个或更多专门的电路单独或与一个或更多编程的处理器结合）。此外，本发明能附加地被认为被完全实施在任何形式的非暂态计算机可读载体之内，诸如含有将促使处理器实行本文中所描述的技术的计算机指令的适当集合的固态存储器、磁盘、或光盘。因此，本发明的各种方面可以许多不同形式来实施，并且所有此类形式被设想成在本发明的范畴之内。对于本发明的各种方面的每个，如以上所描述的任何此类形式的实施例可在本文中被称为“逻辑，配置成”执行被描述的动作，或备选地称为执行被描述的动作“的逻辑”。
为了示出本发明技术的各种方面，此描述的部分采取以下情形作为它们的主要焦点，其中机器类型通信（mtc）装置在给定小区带宽内操作但在任何给定时间将它的接收器调谐到传送带宽的仅部分，并因此需要重调谐它的接收器以接收小区的传送带宽的其它部分。因此载波频率在接收之间仅被轻微改变。这相比于其中频间测量（潜在地在不同带上）需要被执行的情况是不同的。
不管此焦点，本发明不限于仅在mtc装置中使用，而是在其中它的应用将证明有益的任何境况下是可使用的。
在一个方面，符合本发明的实施例利用如果载波频率仅被轻微改变且在主管（host）装置的小区的dl系统带宽之内，则agc过程能被优化的事实。所优化的过程能通过基于当前和目标载波频率之间的距离所确定的优化的程度和/或覆盖的程度按步骤来进行。
这些和其它方面现在将被进一步详细描述。
在符合本发明的实施例的一个方面中，agc调度器实现用于通过基于以下的一个或更多项的选择来选择多个agc方法中的哪个方法在任何给定时间使用的算法：
●对于当前载波频率（即，接收器目前被调谐到的载波频率）的增益设置是否存在
●当前载波频率和接收器要被调谐到的载波频率之间的频率中的距离
●在当前载波频率的覆盖的程度（例如，按照信号对噪声比（snr）、信号对干扰比（sir）、和/或信号对干扰加噪声比（sinr）级别，其指示装置是否正在所谓的增强覆盖或正常覆盖中操作，其中这些术语在移动通信的领域中已知）。如果装置的覆盖的程度是增强覆盖，来自接收器中的低噪声放大器的热噪声在干扰的源（例如，来自近邻小区）上处于支配地位。在这些状况下，与目前正被使用的增益设置相同的增益设置能被假定成只要装置（例如，mtc装置）在服务小区的小区带宽内正操作就适用于在目标频率的操作。这对照于通常是干扰受限制的情形，由此用于在目标频率的使用的增益设置非常取决于服务（和频内近邻）小区在有关子帧中是空还是满载。
●源（当前）和目标载波频率是否在相同小区（例如，在宽的带宽上服务ue且还在窄的子带中服务mtc子帧的小区）的dl系统带宽之内
●源和目标小区是否被相互关联；例如，用于ue支持所述特征且固定功率补偿能被假定以用于的带内邻近载波聚合（ca）中操作的并置小区（主小区pcell和一个或更多次小区scell）、或例如在用于广播和多播的一个载波频率和用于单播的另一载波频率上操作的其它并置小区
●基于先前接收或另一先验信息的关于覆盖的程度和频率的信道变化性的预期量
符合本发明的一些实施例的另一方面是使用变化性数据库，其存储关于在覆盖的不同程度对于不同频率的增益差异的历史数据。
这些和其它方面现在将参考图5来描述，图5在一个方面是依照符合本发明的一些但不必要是所有示范性实施例的由电路执行的步骤/过程的流程图。在另一方面，图5能被认为描绘包括配置成执行所描述的功能的各种所示出的电路（例如，硬连线和/或被适合地编程的处理器）的示范性部件500。
图5中所描绘的功能性在装置被请求将它的接收器从当前频率f1调谐到附近频率f2时被调用。在一个步骤中，电路查明对于当前载波频率f1是否存在现有增益设置（判定框501）。如果不（从判定框501出来的“否”路径），则执行完整的（即，未优化的）agc算法是必要的，所以为此目的处理在步骤513继续。
如果对于当前载波频率f1存在现有增益设置（从判定框501出来的“是”路径），则进一步的处理确定这些是否能作为用于运行优化的agc算法的基础来使用。作为那个进一步的处理的部分，一个或更多增益变化性度量被确定（步骤503）。示范性增益变化性度量包含但不限于以下项：
●当前（源）频率和新（目标）频率（f2）之间的频率差异|f2-f1|（例如，以hz）的量值
●装置的覆盖的当前程度。在一些实施例中，这能被直接查明（例如，从网络信令，其能是指向装置或备选地广播到覆盖区域内的装置的专用信令）。备选地，装置的覆盖的当前程度能被间接查明。装置是否正在所谓的增强覆盖或正常覆盖（这些术语在移动通信的领域中已知）中操作的间接指示符包含但不必要限于：测量的参考信号接收功率（rsrp）、snr、sir、和/或sinr级别。使用这些类型的测量，装置能评估想要的信号是否充分低于噪声基底，其是装置在增强覆盖状况中的指示符。如果想要的信号充分高于噪声基底，则装置正在正常覆盖状况中操作，在此情况中信道变形必须被考虑。
●源和目标载波频率是否在相同小区的dl系统带宽之内。
●源和目标小区是否被彼此关联。示范性关联是并置小区具有关于彼此的固定功率补偿的情况。
●传播状况，其中例如明确的多路径传播可指示频谱的具体部分中的衰落倾斜（dip）。
以上项的任何一个或组合能被用于查明当前增益设置能“按现状”或至少作为用于确定增益设置以用于在目标载波频率的操作的起点被使用到的程度。
接下来，装置查明对于载波频率f1和f2是否存在可用的历史增益变化性数据（判定框505）。历史增益变化性数据是指示装置在过去对于覆盖的不同程度在频率f1和f2上接收时已使用的增益中的典型差异的记录。
如果没有此类历史数据是可用的（从判定框505出来的“否”路径），则默认（保守）准则（例如，一个或更多阈值）基于典型信道模型或另一静态先验信息来推导（步骤507）。但如果历史增益变化性数据可用（从判定框505出来的“是”路径），则这被用于生成被更好适配（tailor）于装置的实际操作状况的准则（例如，一个或更多阈值）（步骤509）。
不管它们是从默认信息还是从历史数据所生成，通过步骤507和509所生成的阈值组成表示对于频率f1和f2之间的给定差异一个agc模式应什么时候超过另一agc模式被使用的阈值。在此方面中，步骤503中所确定的增益变化性度量影响什么阈值将在步骤507和509任何一个中被生成。
接下来，所生成的准则（阈值）作为用于选择如何为装置生成增益设置基础（步骤511）被使用。更具体地，且如在图5a中所更详细示出的，在至少一些示范性实施例中步骤511包括查明源（当前）载波频率f1和目标载波频率f2之间的频率差异（步骤551）。所查明的频率差异随后被比较（步骤553）于从步骤507和509之一中生成的准则（阈值）。如果频率差异大于第一阈值，则这意味着频率差异相比于信道变形是大的；因此，不依赖于关于所接收功率的任何假定的稳健agc模式（“完整agc”）被使用（步骤513）。
如果在由判定框553所示出的比较中频率差异小于第一覆盖相关阈值但（至少在一些实施例中）大于第二阈值，则频率差异被认为相比于信道变形是相当小的。因此，优化的agc算法被用于推导增益值，带有从对于在频率f1的操作的现有增益设置作为起点的使用所产生的优化（步骤515）。
仍考虑步骤511，且更具体是由判定框553所示出的比较，如果频率差异小于第二覆盖相关阈值，则频率差异被认为相比于信道变形是小的（即，相比于相干带宽（在其上信道的频率特性能被近似于不变的带宽）是小的），则agc根本不被使用。转而，对于在频率f1的操作的当前（存储的）增益设置被应用于在目标频率f2的使用（步骤517）。
已通过步骤513、515、和517来生成增益设置后，它们被应用于接收器（即，如由步骤518所示出的控制放大器增益）并且数据接收开始（步骤519），并且增益被持续更新以追踪信道变形。
因为此实施例依赖于历史增益变化性数据，所以使那个数据尽可能完整是有好处的。因此，增益变化性数据对于频率f1和f2被更新以改善未来的判定。
以下示例示出增益值能如何依据符合本发明的示范性实施例来生成：
示例1
假定度量={|f2-f1|=5mhz，正常覆盖}，且历史数据对于这些度量存在。因此，阈值基于历史数据来生成，并且优化的agc算法被执行。
示例2
假定度量={|f2-f1|=5mhz，正常覆盖}，且无历史数据对于这些度量存在。因此，阈值基于模型来生成，并且完整agc算法被执行。
示例3
假定度量={|f2-f1|=5mhz，扩展覆盖}，且历史数据对于这些度量存在。因此，阈值基于历史数据来生成，并且当前被用于在频率f1的接收的所存储的增益被应用于在频率f2的使用，而不执行任何agc算法。
图6是符合本发明的装置600的示范性实施例的框图。装置包括模拟rf前端601，如在本领域中已知的。模拟rf前端601包含在另一电路之中的至少一个放大器，如由放大器603在此示例中所示出的。模拟rf前端601被调谐到给定载波频率，并接收信号。模拟rf前端将所接收的模拟信号输出到模拟数字转换器（adc）605，它从其中生成数字形式的信号。数字的接收的信号被提供给数字基带（bb）电路607，其处理该信号以从其中接收期望的接收数据。
如以上所描述的，对于好的数据接收重要的是，放大器603的增益被恰当调整。为了此目的，在adc605的输出处提供的数字的接收信号还被提供给agc电路609，其生成增益值并将其提供给放大器603的增益控制输入。在此实施例的方面中，agc电路609能够选择性地执行完整和优化的agc算法的任何一个。agc电路609的选择性控制还能够使它根本不运行任何算法，并转而简单传递当前增益设置（正被用于在当前/源载波频率的操作）以用于在新的目标载波频率的使用。尽管此最后的选项已被描述为由agc电路609所执行的肯定动作，但将认识到的是，在一些实施例中，agc电路609实际上不需要做任何事来达成期望的结果，因为放大器603已经正操作于期望（当前）的增益设置。
agc609的选择性操作由调度器611来控制，调度器611配置成实行符合本文中（诸如参考图5）所描述的原则的方法论。调度器611因此被耦合到agc609，从而使得调度器611能够将一个或更多控制信号提供给agc609，并（在一些实施例中）还能够从agc609接收信息，诸如目前的增益设置信息。
在这个示出的实施例中，调度器611还被耦合到非暂态存储器613，至少用于存储和制作可用数据615，诸如如更早所描述的增益变化性数据。
调度器611能以任何数量的形式来实施，所述形式诸如独自或连同另一电路617可编程。当可编程处理器被使用时，存储器613能进一步存储配置成促使处理器实行agc控制操作（诸如以上参考图5所描述的那些）的程序数据619。
在这个说明性实施例中，存储器613已被示出为分离于调度器611的实体。然而，这不是要求；在备选实施例中，调度器611本身能包含一个或更多存储器装置。
为了进一步示出符合本发明的实施例的方面，应用以上所描述的原则的示例现在将被描述。假定能够支持跨越仅6个资源块（rb）（即，1.4mhz）的带宽的低开销mtc装置由具有100rb（20mhz）dl系统带宽的小区所主管。装置被分配包括中央6rb之外的频谱的一部分中6rb的子带以用于单播通信。装置定期（regularly）需要重调谐到中央6rb以搜索同步信号并以执行关于频内近邻小区的rsrp测量。mtc装置因此在主管的服务小区的dl带宽内的rb的组（每个是6rb宽）之间来回重复跳。
当在相同小区内跳时，目标子带（即，中央6rb）中的参考信号的功率级别从频谱的此部分中的更早操作中已知；因此，装置具有关于在重调谐到目标子带时的预期增益变形的好主意，并且能避免实行增益搜索并转而直接应用例如曾用于源子带的相同模拟增益设置。
当在带有衰落的复杂无线电状况中操作时，无线电信道的频率特性可在dl系统带宽上变化。在此类实例中，源和目标子带之间的距离越大，无线电信道的特性可越不同。作为结果，当显著衰落被检测时，装置在尝试接收目标子带中的信号之前可应用更保守的手段并搜索/调整增益。这是因为从历史数据已知即使相当小的频率改变也可能导致大的增益改变；因此，只使用被应用于源（当前）频率的增益设置将不起作用。历史数据不直接含有哪个增益要对于某个频率使用，而是指示多少变形能被预期。
本文中所描述的技术的各种方面提供超过传统agc技术的优点。例如，通过检测优化的agc过程什么时候能被使用（或甚至当前增益设置什么时候能“按现状”来应用于目标频率），装置避免不必要地花费时间和功率以达到增益设置。
本发明已参考具体实施例来描述。然而，对本领域那些技术人员将容易显而易见的是，可能以与以上所描述的实施例的那些形式不同的特定形式来实施本发明。所描述的实施例仅仅是说明性的，且不应以任何方式被认为是限制性的。本发明的范畴由随附权利要求进一步示出，而非仅由前述描述来示出，并且落在权利要求的范围内的所有变形和等同体旨在被涵盖于其中。
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