專(zhuān)利名稱(chēng)：精確預(yù)告信號(hào)與干擾噪聲比以提高通信系統(tǒng)性能的系統(tǒng)和方法
背景技術(shù)：
I.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及預(yù)告所接收信號(hào)的信號(hào)與干擾噪聲比，以促進(jìn)在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)速率控制的系統(tǒng)。
II.現(xiàn)有技術(shù)的描述在包括搜救以及商業(yè)應(yīng)用等多種需要的應(yīng)用中使用無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)。此外，在辦公網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，使用無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)來(lái)傳遞計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)日益增長(zhǎng)。這些應(yīng)用需要有效的和可靠的通信系統(tǒng)，可以在電衰落和噪聲環(huán)境中有效地工作，并可以處理高數(shù)據(jù)傳遞速率。
蜂窩通信系統(tǒng)的特征是，在與一個(gè)或多個(gè)基站進(jìn)行通信時(shí)，采用多個(gè)移動(dòng)站(例如，蜂窩電話(huà)或無(wú)線(xiàn)電話(huà))。從基站到移動(dòng)站的通信鏈路是前向鏈路。從移動(dòng)站到基站的通信鏈路是反向鏈路。
移動(dòng)站發(fā)送的信號(hào)由基站接收，并且經(jīng)常中繼到移動(dòng)交換中心(MSC)。MSC接著把信號(hào)通過(guò)選擇路由傳遞到公用電話(huà)交換網(wǎng)(PSTN)，或傳遞到另一個(gè)移動(dòng)站。同樣，經(jīng)常把信號(hào)從公用電話(huà)交換網(wǎng)經(jīng)由基站和移動(dòng)交換中心傳遞到移動(dòng)站。每個(gè)基站管理一個(gè)小區(qū)，在這個(gè)區(qū)域中，移動(dòng)站可以經(jīng)由基站進(jìn)行通信。
在典型的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，對(duì)信息進(jìn)行編碼、調(diào)制，并經(jīng)過(guò)信道發(fā)送，以及通過(guò)接收機(jī)接收、解調(diào)和解碼。在諸如碼分多址(CDMA)蜂窩網(wǎng)絡(luò)之類(lèi)的許多現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，為了信道噪聲、容量和數(shù)據(jù)安全性等原因，對(duì)信息進(jìn)行數(shù)字化編碼。卷積編碼器或Turbo編碼器通常執(zhí)行信息的編碼。
如在本技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知的那樣，卷積編碼器根據(jù)輸入序列與其本身或其它信號(hào)的卷積把輸入數(shù)據(jù)位序列轉(zhuǎn)換成碼字。使用碼速率和生成多項(xiàng)式來(lái)定義卷積碼。數(shù)據(jù)的卷積編碼與維特比解碼器相結(jié)合是一種眾所周知的技術(shù)，用于提供數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)編碼和解碼。Turbo編碼器使用Turbo碼，它是諸如卷積碼之類(lèi)的兩個(gè)或多個(gè)組成碼(constituent code)的串行或并行鏈接。
通過(guò)接收機(jī)相對(duì)于發(fā)射機(jī)的運(yùn)動(dòng)，或反之，給出移動(dòng)通信系統(tǒng)的特征。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的通信鏈路是一個(gè)衰落信道。具有在空間飛船上的發(fā)射機(jī)和基于地面的車(chē)輛上的接收機(jī)的移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)、蜂窩電話(huà)系統(tǒng)以及地面微波系統(tǒng)是衰落通信系統(tǒng)的例子。衰落信道是嚴(yán)重降質(zhì)的一種信道。從多種效應(yīng)導(dǎo)致降質(zhì)，包括多徑衰落，嚴(yán)重的衰減是由于所發(fā)送信號(hào)在大氣中和表面上從目標(biāo)和結(jié)構(gòu)反射而經(jīng)由多個(gè)路徑的接收引起的，以及從通信系統(tǒng)的其它用戶(hù)引起的干擾。損害衰落信道的其它影響包括由于接收機(jī)相對(duì)于發(fā)射機(jī)的運(yùn)動(dòng)而引起的多普勒頻移以及加性噪聲(additivenoise)。
通常，首先把信息信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合于通過(guò)信道有效發(fā)送的形式。信息信號(hào)的轉(zhuǎn)換或調(diào)制包括根據(jù)信息信號(hào)如此地改變載波參數(shù)，從而把所產(chǎn)生的經(jīng)調(diào)制載波的頻譜限制在信道帶寬內(nèi)。在用戶(hù)位置處，從在經(jīng)過(guò)信道傳播之后接收到的經(jīng)調(diào)制載波的形式再現(xiàn)原始的消息信號(hào)。一般通過(guò)使用源發(fā)射機(jī)所采用的調(diào)制過(guò)程的相反過(guò)程來(lái)得到這種再現(xiàn)。
在CDMA系統(tǒng)中，同時(shí)把所有頻率資源分配給蜂窩網(wǎng)絡(luò)的所有用戶(hù)。每個(gè)用戶(hù)使用占據(jù)整個(gè)頻率分配的一個(gè)噪聲狀的寬頻帶信號(hào)。編碼器使得在每個(gè)發(fā)送幀中能夠?qū)λ仨毜娜哂鄶?shù)據(jù)進(jìn)行編碼，以利用整個(gè)頻率分配的優(yōu)點(diǎn)，并且能夠以逐幀為基礎(chǔ)，進(jìn)行可變速率發(fā)送。
對(duì)于話(huà)音通信而言，通過(guò)使每個(gè)用戶(hù)只按需要發(fā)送那么多的數(shù)據(jù)而使CDMA系統(tǒng)的容量最大。這是因?yàn)槊總€(gè)用戶(hù)的發(fā)送大大增加了CDMA通信系統(tǒng)中的干擾。降低每個(gè)用戶(hù)對(duì)容量的負(fù)擔(dān)而不降低對(duì)用戶(hù)的服務(wù)質(zhì)量的一個(gè)極有效的手段是借助于可變速率發(fā)送。通過(guò)當(dāng)沒(méi)有要發(fā)送的有用語(yǔ)音時(shí)刪除不必要的發(fā)送，采用可變速率通信信道來(lái)降低相互干擾。
由于話(huà)音通信的特征，一般在CDMA系統(tǒng)中利用功率控制來(lái)保證每個(gè)用戶(hù)有一條可靠的鏈路，用于某些固定的數(shù)據(jù)速率。使用1995年5月9日的，題為“Variable Rate Vocoder”的美國(guó)專(zhuān)利5,414,796中描述的技術(shù)，聲碼器可以提供語(yǔ)音數(shù)據(jù)的可變速率源編碼。一旦聲碼器以某一速率產(chǎn)生信息位序列，功率控制就會(huì)嘗試把用戶(hù)調(diào)節(jié)到以可以支持該速率，但是盡可能小的功率發(fā)送。因此，通過(guò)抑制每個(gè)用戶(hù)對(duì)于總干擾的貢獻(xiàn)，功率控制使得CDMA話(huà)音系統(tǒng)具有最大容量，即，工作用戶(hù)的數(shù)目最多。
對(duì)于數(shù)據(jù)通信而言，測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量和有效性的參數(shù)是傳送數(shù)據(jù)包所要求的發(fā)送延遲和系統(tǒng)的平均通過(guò)率。發(fā)送延遲是一個(gè)重要的度量，用于測(cè)量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的質(zhì)量。平均通過(guò)率是通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)送容量的效率的測(cè)量。為了使數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的上述參數(shù)最佳，一般利用速率控制來(lái)代替功率控制。通過(guò)話(huà)音和數(shù)據(jù)通信之間的下述不同特征，可以較佳地理解話(huà)音和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)之間的上述差異。
實(shí)際上，話(huà)音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)之間的顯著差別是前者采用精確的和固定的延遲要求。一般，語(yǔ)音幀的總單向延遲必須小于100毫秒。對(duì)比之下，數(shù)據(jù)延遲可以變成一個(gè)可變參數(shù)，用來(lái)使數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的效率最優(yōu)。特別是，可以利用更有效的糾錯(cuò)編碼技術(shù)，所述技術(shù)要求較大的延遲，比話(huà)音業(yè)務(wù)可以容許的延遲要大得多。在1996年11月6日提出的，題為“SOFT DECISIONOUTPUT DECODER FOR DECODING CONVOLUTIONALLY ENCODEDCODEWORDS”的美國(guó)專(zhuān)利08/743,688中揭示了典型的數(shù)據(jù)有效編碼方案，該專(zhuān)利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在此引用作為參考。
話(huà)音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)之間的另一個(gè)顯著的差異是前者對(duì)于所有用戶(hù)要求固定的和共同的業(yè)務(wù)等級(jí)(GOS)。一般情況下，對(duì)于提供話(huà)音業(yè)務(wù)的數(shù)字系統(tǒng)，這就解譯成對(duì)于所有用戶(hù)的固定和相等的發(fā)送速率，以及對(duì)于語(yǔ)音幀的差錯(cuò)率的最大容許值。對(duì)比之下，對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，從用戶(hù)到用戶(hù)可以有不同的GOS，而且可以是經(jīng)優(yōu)化的一個(gè)參數(shù)，以增加數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的總效率。通常，定義數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的GOS為在傳遞預(yù)定數(shù)據(jù)量(此后稱(chēng)之為數(shù)據(jù)分組)中招致的總延遲。
話(huà)音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)之間的再另一個(gè)顯著的差異是前者要求可靠的通信鏈路，在典型的CDMA通信系統(tǒng)中，所述可靠的通信鏈路是軟越區(qū)切換提供的。軟越區(qū)切換使得可以從兩個(gè)或多個(gè)基站進(jìn)行冗余發(fā)送，以提高可靠性。然而，數(shù)據(jù)發(fā)送不需要這個(gè)附加的可靠性，因?yàn)榭梢灾匦掳l(fā)送所接收有差錯(cuò)的數(shù)據(jù)包。對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，用于支持軟越區(qū)切換的發(fā)送功率可以更有效地用于發(fā)送另外的數(shù)據(jù)。在題為“Method and Apparatus For Higher Rate Packet DataTransmission”的美國(guó)專(zhuān)利第08/963,386號(hào)中描述了最佳用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)發(fā)送的方法和設(shè)備，該專(zhuān)利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在此引用作為參考。
作為數(shù)據(jù)通信的上述特征的結(jié)論，所設(shè)計(jì)的使平均通過(guò)量最優(yōu)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)將試圖從最佳基站以及以用戶(hù)可以可靠地支持的最高數(shù)據(jù)速率Rb為每個(gè)用戶(hù)服務(wù)。在題為“Method and Apparatus For Higher Rate Packet DataTransmission”的美國(guó)專(zhuān)利08/963,386中揭示了上述結(jié)論，該專(zhuān)利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在此引用作為參考。作為上述結(jié)論的結(jié)果，在現(xiàn)代高數(shù)據(jù)速率(HDR)系統(tǒng)中，在每個(gè)時(shí)隙處，基站始終只向一個(gè)用戶(hù)以最大功率發(fā)送，并使用速率控制來(lái)調(diào)節(jié)該用戶(hù)可以可靠接收的最大速率。作為數(shù)據(jù)通信的特征，通過(guò)量對(duì)于前向鏈路比對(duì)于反向鏈路更重要。
正確的速率控制算法包括2個(gè)環(huán)路，內(nèi)環(huán)路和外環(huán)路。內(nèi)環(huán)路根據(jù)下一個(gè)數(shù)據(jù)包的平均SINR和所有數(shù)據(jù)速率的SINR閾值之差而控制前向鏈路，而外環(huán)路根據(jù)前向鏈路PER調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)速率的SINR閾值。為了方便起見(jiàn)，分別把數(shù)據(jù)包的平均SINR和所有數(shù)據(jù)速率的SINR閾值稱(chēng)為數(shù)據(jù)包SINR和SINR閾值。
SINR閾值反映現(xiàn)代設(shè)計(jì)的性能，但是主要通過(guò)信道統(tǒng)計(jì)學(xué)確定。我們期望SINR閾值隨相當(dāng)小的方差緩慢地變化，因此根據(jù)PER的跟蹤環(huán)路將得到優(yōu)良性能。關(guān)于如何可以完成外環(huán)路的進(jìn)一步的詳述和分析不屬于本研究的范圍。
在本專(zhuān)利中，我們假設(shè)SINR閾值是固定的，我們將集中在內(nèi)環(huán)路算法的設(shè)計(jì)上。在內(nèi)環(huán)路中的核心技術(shù)是信道預(yù)告。
在HDR系統(tǒng)中，前向鏈路話(huà)務(wù)信道支持11個(gè)數(shù)據(jù)速率，每個(gè)數(shù)據(jù)速率相應(yīng)于與1、2、4、8或16個(gè)時(shí)隙相關(guān)聯(lián)的確定的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度。某些數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度可以支持多個(gè)速率。通常，較高速率與較短數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度相關(guān)聯(lián)。
預(yù)告器將預(yù)告所有數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度的下一個(gè)數(shù)據(jù)包SINR。通過(guò)比較預(yù)告和SINR閾值，移動(dòng)站將試圖請(qǐng)求最高的速率。為了方便起見(jiàn)，把給定數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度的下一個(gè)數(shù)據(jù)包SINR的預(yù)告簡(jiǎn)稱(chēng)為預(yù)告。
在HDR系統(tǒng)中，每個(gè)時(shí)隙經(jīng)過(guò)反向鏈路數(shù)據(jù)速率控制(DRC)信道把數(shù)據(jù)速率請(qǐng)求信息發(fā)送到BS(基站)一次。BS包括調(diào)度器，它根據(jù)公平和有效的優(yōu)選級(jí)算法調(diào)度前向鏈路話(huà)務(wù)數(shù)據(jù)包。一旦調(diào)度器決定對(duì)一個(gè)移動(dòng)站提供服務(wù)，就以移動(dòng)站經(jīng)過(guò)DRC信道請(qǐng)求的速率對(duì)移動(dòng)站服務(wù)(如果BS沒(méi)有足夠的信息位，則實(shí)際速率可能較低)。
當(dāng)接收數(shù)據(jù)速率請(qǐng)求消息時(shí)，基站調(diào)節(jié)所發(fā)送信號(hào)的速率。根據(jù)通過(guò)以前數(shù)據(jù)包提供的關(guān)于信道的信息，對(duì)下一個(gè)數(shù)據(jù)包執(zhí)行調(diào)節(jié)?；疽圆蛔銐虻幕蜻^(guò)高的數(shù)據(jù)速率進(jìn)行傳播會(huì)分別導(dǎo)致較低信道通過(guò)量或網(wǎng)絡(luò)資源的利用率不高。
然而，上述技術(shù)的當(dāng)前實(shí)施具有較大的局限性。SINR可以快速變化。對(duì)于以前發(fā)送數(shù)據(jù)包合適的數(shù)據(jù)速率可能對(duì)于以后發(fā)送數(shù)據(jù)包不合適。一個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送與以后的數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)速率請(qǐng)求消息的產(chǎn)生和發(fā)送之間的延遲會(huì)導(dǎo)致信道通過(guò)量降低，特別是，當(dāng)信道的特征是噪聲或其它干擾快速漲落的時(shí)候。
因此，本技術(shù)領(lǐng)域中需要有一種有效的系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法考慮在根據(jù)以前數(shù)據(jù)包的速率控制信號(hào)的確定和對(duì)于以后數(shù)據(jù)包的速率控制信號(hào)的應(yīng)用之間出現(xiàn)SINR變化時(shí)，使通信系統(tǒng)通過(guò)量最大。還需要有一種系統(tǒng)，用于根據(jù)變化的SINR來(lái)調(diào)節(jié)所發(fā)送信號(hào)的數(shù)據(jù)速率。
發(fā)明概要本技術(shù)領(lǐng)域中的上述需求是通過(guò)提供本發(fā)明的信號(hào)與干擾噪聲比的正確預(yù)告來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在所描述的實(shí)施例中，無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中使用本發(fā)明的系統(tǒng)，并包括第一機(jī)構(gòu)，用于接收通過(guò)外部發(fā)射機(jī)在信道上發(fā)送的信號(hào)。第二機(jī)構(gòu)根據(jù)所接收信號(hào)產(chǎn)生信號(hào)與干擾噪聲比的估計(jì)序列。第三機(jī)構(gòu)確定估計(jì)的序列元素之間的關(guān)系。第四機(jī)構(gòu)使用該關(guān)系提供用于后續(xù)接收的信號(hào)的信號(hào)與干擾噪聲比預(yù)告。
在示例實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)進(jìn)一步包括一種機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)信號(hào)與干擾噪聲比預(yù)告產(chǎn)生數(shù)據(jù)速率請(qǐng)求消息。發(fā)射機(jī)把數(shù)據(jù)速率請(qǐng)求消息發(fā)送到外部收發(fā)機(jī)。外部收發(fā)機(jī)包括速率控制電路，用于接收數(shù)據(jù)速率請(qǐng)求消息和根據(jù)其調(diào)節(jié)信號(hào)的發(fā)送速率。
在特定的實(shí)施例中，估計(jì)的序列元素之間的關(guān)系是基于估計(jì)的序列元素的平均值的。第三機(jī)構(gòu)包括濾波器組，用于計(jì)算平均值。對(duì)于不同的衰落環(huán)境，修整與在濾波器組中每個(gè)濾波器相關(guān)聯(lián)的傳遞函數(shù)的脈沖響應(yīng)。不同的衰落環(huán)境包括與快速移動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)環(huán)境；與慢速移動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的第二環(huán)境；以及與以中速移動(dòng)的系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的第三系統(tǒng)。
把選擇機(jī)構(gòu)連接到濾波器組中的每一個(gè)濾波器，并從濾波器組之一選擇一個(gè)輸出。與所選擇輸出相關(guān)聯(lián)的一個(gè)濾波器具有最適合于當(dāng)前衰落環(huán)境的傳遞函數(shù)。在本特定實(shí)施例中，根據(jù)最小誤差標(biāo)準(zhǔn)偏差從濾波器組的輸出選擇最大輸出。所產(chǎn)生的信號(hào)與干擾噪聲比的正確預(yù)告使得能夠產(chǎn)生正確的速率請(qǐng)求。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)成的和使用信號(hào)與干擾噪聲比(SINR)預(yù)告器的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)收發(fā)機(jī)的圖；圖2是圖1的SINR預(yù)告器的更詳細(xì)的圖；圖3是圖2的SINR預(yù)告器的更詳細(xì)的圖。
本發(fā)明的描述盡管本發(fā)明是參考特定應(yīng)用的實(shí)施例來(lái)描述的，但應(yīng)該理解，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域和接觸這里提供的原理的技術(shù)人員會(huì)理解，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，還可以有其他的修改形式、應(yīng)用和實(shí)施例，并且本發(fā)明可以在其他的領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。
CDMA系統(tǒng)一般使用兩種方法之一來(lái)發(fā)送已知的導(dǎo)頻信號(hào)和未知的數(shù)據(jù)信號(hào)。該方法包括導(dǎo)頻或基準(zhǔn)碼元輔助方法以及導(dǎo)頻信道輔助方法。在導(dǎo)頻碼元輔助方法中，含有已知碼元的導(dǎo)頻信號(hào)由偽噪聲(PN)序列擴(kuò)展，并插入到通過(guò)相同PN序列擴(kuò)展的數(shù)據(jù)序列中，準(zhǔn)備發(fā)送到一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)站。在導(dǎo)頻信道輔助方法中，用兩個(gè)不同的PN序列擴(kuò)展導(dǎo)頻信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)，然后把它們加在一起，發(fā)送出去。
圖1是使用信號(hào)與干擾噪聲比(SINR)預(yù)告器12的本發(fā)明的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)收發(fā)機(jī)10的圖。系統(tǒng)10表示一個(gè)CDMA移動(dòng)站。收發(fā)機(jī)系統(tǒng)10接收的信號(hào)在基站(未示出)和系統(tǒng)10之間的前向通信鏈路接收。收發(fā)機(jī)系統(tǒng)10發(fā)送的信號(hào)在反向通信鏈路上從收發(fā)機(jī)系統(tǒng)10發(fā)送到相關(guān)的基站。
為清楚起見(jiàn)，省略了收發(fā)機(jī)系統(tǒng)10的許多細(xì)節(jié)，如時(shí)鐘電路、話(huà)筒、揚(yáng)聲器等。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地實(shí)施附加電路而無(wú)需過(guò)分的試驗(yàn)。
收發(fā)機(jī)系統(tǒng)10是雙轉(zhuǎn)換電信收發(fā)機(jī)，并包括連接到雙工器16的天線(xiàn)14。把雙工器16連接到接收路徑，從左到右包括接收放大器18、射頻(RF)到中頻(IF)混頻器20、接收帶通濾波器22、接收自動(dòng)增益控制電路(AGC)24以及中頻(IF)到基帶電路26。把中頻到基帶電路26連接到基帶接收機(jī)28中的去擴(kuò)展/去覆蓋電路64處的基帶計(jì)算機(jī)28。
雙工器16還連接到發(fā)送路徑66，它包括發(fā)送放大器30、中頻到射頻混頻器32、發(fā)送帶通濾波器34、發(fā)送AGC 36以及基帶到中頻電路38。在編碼器40處把發(fā)送基帶到中頻電路38連接到基帶計(jì)算機(jī)28。
把在基帶計(jì)算機(jī)28中的去擴(kuò)展/去覆蓋電路64的輸出連接到SINR電路66以及路徑加權(quán)和組合電路42。把SINR電路66的輸出連接到SINR預(yù)告器12、LLR電路46以及路徑加權(quán)和組合電路42。
把速率請(qǐng)求發(fā)生電路44的輸入連接到SINR預(yù)告器12的輸出。把對(duì)數(shù)似然比(LLR)電路46的輸出連接到解碼器48的輸入，在本特定實(shí)施例中，解碼器48是一個(gè)Turbo解碼器。把LLR電路46的輸入連接到路徑加權(quán)和組合電路42的輸出。把解碼器48的輸出連接到控制器50的輸入，控制器50還連接到速率請(qǐng)求發(fā)生電路44以及編碼器40的輸入。
天線(xiàn)14接收和發(fā)送射頻信號(hào)。連接到天線(xiàn)14的雙工器16便于接收射頻信號(hào)52和發(fā)送射頻信號(hào)54的隔離。
操作中，把天線(xiàn)14接收的射頻信號(hào)52引導(dǎo)到接收路徑64，信號(hào)在那里通過(guò)接收放大器18放大，通過(guò)射頻到中頻混頻器20混頻到中頻，通過(guò)接收帶通濾波器22濾波，通過(guò)接收AGC 24增益調(diào)節(jié)，然后通過(guò)中頻到基帶電路26轉(zhuǎn)換成數(shù)字基帶信號(hào)56。然后把數(shù)字基帶信號(hào)56輸入到數(shù)字基帶計(jì)算機(jī)28。
在本實(shí)施例中，接收機(jī)系統(tǒng)10適合于使用四相移相鍵控(QPSK)擴(kuò)展和去擴(kuò)展技術(shù)，而數(shù)字基帶信號(hào)56是正交調(diào)幅(QAM)信號(hào)，它包括同相(I)和正交(Q)兩個(gè)信號(hào)分量。I和Q基帶信號(hào)56表示從CDMA電信收發(fā)機(jī)(諸如在基站中使用的收發(fā)機(jī))發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩者。
在發(fā)送路徑66中，通過(guò)基帶到中頻電路38把數(shù)字基帶計(jì)算機(jī)輸出信號(hào)58轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，混頻成中頻信號(hào)，通過(guò)發(fā)送帶通濾波器34濾波，通過(guò)中頻到射頻混頻器32混頻到射頻，通過(guò)發(fā)送放大器30放大，然后經(jīng)過(guò)雙工器16和天線(xiàn)14發(fā)送出去。
分別把接收和發(fā)送路徑64和66兩者連接到數(shù)字基帶計(jì)算機(jī)28。數(shù)字基帶計(jì)算機(jī)28處理所接收的基帶數(shù)字信號(hào)56，并輸出數(shù)字基帶計(jì)算機(jī)輸出信號(hào)58?；鶐в?jì)算機(jī)28可以包括功能，如信號(hào)到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，或反之。
基帶到中頻電路38包括各種元件(未示出)，如數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)、混頻器、加法器、濾波器、移相器以及本地振蕩器?；鶐в?jì)算機(jī)輸出信號(hào)58包括同相(I)和正交(Q)兩個(gè)信號(hào)分量，它們的相位差90°。把輸出信號(hào)58輸入到模擬基帶到中頻電路38中的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)(未示出)，信號(hào)在那里轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，然后通過(guò)低通濾波器(未示出)濾波，以準(zhǔn)備進(jìn)行混頻。輸出信號(hào)58的相位分別通過(guò)包括在基帶到中頻電路38中的90°移相器(未示出)、基帶到中頻混頻器(未示出)以及加法器(未示出)進(jìn)行調(diào)節(jié)、混頻和相加。
加法器把中頻信號(hào)輸入到發(fā)送AGC電路36，在那里調(diào)節(jié)經(jīng)混頻中頻信號(hào)的增益，以準(zhǔn)備通過(guò)發(fā)送帶通濾波器34濾波，通過(guò)中頻到發(fā)送混頻器32混頻到射頻，通過(guò)發(fā)送放大器20放大，并最終通過(guò)雙工器16和天線(xiàn)14無(wú)線(xiàn)電發(fā)送。
同樣，接收路徑64中的中頻到基帶電路26包括一些電路(未示出)，如模數(shù)(ADC)轉(zhuǎn)換器、振蕩器和混頻器。把從接收AGC電路24輸出的所接收經(jīng)增益調(diào)節(jié)的信號(hào)傳遞到中頻到基帶電路26，信號(hào)通在那里通過(guò)混頻電路混頻到基帶，然后通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)(未示出)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
基帶到中頻電路38和中頻到基帶電路36兩者使用通過(guò)第一振蕩器60提供的振蕩器信號(hào)，以便于混頻功能。接收射頻到中頻混頻器20和發(fā)送中頻到射頻混頻器32使用從第二振蕩器62輸入的振蕩器信號(hào)。可以分別實(shí)施第一和第二振蕩器60和62作為從主基準(zhǔn)振蕩器信號(hào)得到輸出信號(hào)的鎖相環(huán)(未示出)。
熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員會(huì)理解，可以使用其它類(lèi)型的接收和發(fā)送路徑64和66來(lái)代替而不偏離本發(fā)明的范圍。如放大器18和30、混頻器20和32、濾波器22和34、AGC電路24和36以及頻率轉(zhuǎn)換電路26和38之類(lèi)的各種元件是標(biāo)準(zhǔn)元件，并且可以由熟悉本技術(shù)領(lǐng)域基本技術(shù)和接觸本原理的人員可以容易地構(gòu)造。
在基帶計(jì)算機(jī)28中，把所接收的I信號(hào)和Q信號(hào)56輸入到去擴(kuò)展/去覆蓋電路64，在那里從所接收的I信號(hào)和Q信號(hào)56獲取包括導(dǎo)頻信號(hào)的導(dǎo)頻信道和包括數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)信道。從去擴(kuò)展/去覆蓋電路64把導(dǎo)頻信道和數(shù)據(jù)信道提供給SINR電路66和路徑加權(quán)及組合電路42。
SINR電路66把包括SINR值(即，取樣)的序列的SINR信號(hào)輸出到SINR預(yù)告器12和LLR電路46。SINR電路66還把干擾能量(1/Nt)的倒數(shù)輸出到路徑加權(quán)和組合電路42。
還把通過(guò)去擴(kuò)展/去覆蓋電路64提供給路徑加權(quán)和組合電路42的去擴(kuò)展和去覆蓋數(shù)據(jù)信道信號(hào)提供給解碼器48，信號(hào)在那里解碼，并傳遞到控制器50。在控制器50處，對(duì)經(jīng)解碼的信號(hào)進(jìn)行處理，以輸出話(huà)音或數(shù)據(jù)，或產(chǎn)生反向鏈路信號(hào)，用于傳遞到相關(guān)聯(lián)的基站(未示出)。
路徑加權(quán)和組合電路42計(jì)算所接收的信號(hào)(相應(yīng)于數(shù)據(jù)信道信號(hào))的多徑分量的最佳比值路徑組合權(quán)，對(duì)合適的路徑進(jìn)行加權(quán)，組合多個(gè)路徑，并把經(jīng)總加和經(jīng)加權(quán)的路徑作為度量提供給LLR電路46。
LLR電路46使用來(lái)自路徑加權(quán)和組合電路42帶有SINR電路66提供的SINR估計(jì)的度量，以產(chǎn)生最佳LLR和軟解碼器判定值。可應(yīng)用的LLR電路的結(jié)構(gòu)在本技術(shù)領(lǐng)域中是眾所周知的。在一個(gè)較佳實(shí)施中，LLR電路46是根據(jù)1999年5月13日提出的，題為“SYSTEM AND METHOD FOR PERFORMINGACCURATE DEMODULATION OF TURBO-ENCODED SIGNALS VIA PILOTASSISTED COHERENT DEMODULATION”的共同待批美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)09/311,793中的原理來(lái)構(gòu)成的，該專(zhuān)利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在此引用作為參考。
把最佳LLR值提供給解碼器48，以便于所接收的數(shù)據(jù)信道信號(hào)的解碼。然后控制器50處理經(jīng)解碼的數(shù)據(jù)信道信號(hào)，以通過(guò)揚(yáng)聲器或其它裝置(未示出)輸出話(huà)音或數(shù)據(jù)?？刂破?0還控制把語(yǔ)音信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)從輸入裝置(未示出)發(fā)送到編碼器40，以準(zhǔn)備用于發(fā)送。
速率請(qǐng)求發(fā)生電路44根據(jù)SINR預(yù)告器12提供用于下一數(shù)據(jù)包的預(yù)告SINR值，產(chǎn)生速率控制消息。SINR預(yù)告器12使用濾波器組(下文中將作更詳細(xì)的描述)來(lái)進(jìn)行SINR預(yù)告，它啟動(dòng)速率請(qǐng)求發(fā)生電路44，以提供正確的速率控制消息。
速率請(qǐng)求發(fā)生電路44把預(yù)告SINR與一組預(yù)定的閾值進(jìn)行比較。速率請(qǐng)求發(fā)生電路44根據(jù)預(yù)告SINR信號(hào)相對(duì)于各個(gè)閾值的相對(duì)量值而產(chǎn)生速率控制請(qǐng)求消息。速率請(qǐng)求發(fā)生電路44的確切細(xì)節(jié)是專(zhuān)用的，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域基本技術(shù)的人員能夠容易地確定和實(shí)施，以滿(mǎn)足特定應(yīng)用的需要。
速率請(qǐng)求發(fā)生電路44接著提供速率控制消息，也稱(chēng)為速率請(qǐng)求消息，把它傳遞到控制器50。控制器50準(zhǔn)備速率請(qǐng)求消息，用于通過(guò)編碼器40進(jìn)行編碼，最終通過(guò)發(fā)送路徑66、雙工器16以及天線(xiàn)14傳遞到相關(guān)聯(lián)的基站(未示出)。當(dāng)基站接收到速率請(qǐng)求消息時(shí)，基站相應(yīng)地調(diào)節(jié)所發(fā)送信號(hào)的速率。
來(lái)自SINR電路66的正確SINR估計(jì)和總干擾噪聲碼片能量Nt估計(jì)改進(jìn)了速率請(qǐng)求發(fā)生電路44的性能，并改進(jìn)了解碼器48的性能，從而提高了收發(fā)機(jī)系統(tǒng)10和相關(guān)聯(lián)的電信系統(tǒng)的通過(guò)量和效率。
SINR估計(jì)電路在本技術(shù)領(lǐng)域中是眾所周知的。在一個(gè)較佳實(shí)施中，SINR電路66是根據(jù)1999年5月11日提出的，題為“SYSTEM AND METHOD FORPROVIDING AN ACCURATE ESTIMATION OF RECEIVED SIGNALINTERFERENCE FOR USE IN WIRELESS COMMUNICATIONS SYSTEMS”的美國(guó)共同待批專(zhuān)利申請(qǐng)09/310,053來(lái)構(gòu)成的，該專(zhuān)利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在此引用作為參考。
圖1所示的收發(fā)機(jī)10可以容易地用于基站中，而不是用于移動(dòng)站，這時(shí)，收發(fā)機(jī)10將包含構(gòu)成在控制器50上運(yùn)行的軟件的速率和功率調(diào)節(jié)功能。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域基本技術(shù)和接觸本原理的人員能容易地構(gòu)成合適的軟件。
雖然在本特定實(shí)施例中，預(yù)告器12把SINR預(yù)告提供給速率請(qǐng)求發(fā)生電路44，但是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員會(huì)理解，如功率控制電路之類(lèi)的其它類(lèi)型的電路可以使用SINR預(yù)告而不偏離本發(fā)明的范圍。
圖2是圖1中所示SINR預(yù)告器12的更詳細(xì)的圖。SINR預(yù)告器12包括滑窗平均濾波器70，它接收來(lái)自圖1的SINR電路66的SINR取樣作為輸入。SINR取樣分貝轉(zhuǎn)換器和濾波器72也接收SINR取樣作為輸入。
把平均濾波器70的輸出連接到濾波器輸出分貝轉(zhuǎn)換器74的輸入。把分貝轉(zhuǎn)換器74的輸出并聯(lián)連接到快速衰落SINR預(yù)告器76的輸入、慢速衰落SINR預(yù)告器78的輸入和保持預(yù)告器80的輸入。把快速衰落SINR預(yù)告器76、慢速衰落SINR預(yù)告器78和保持預(yù)告器80的輸出連接到預(yù)告選擇器82。把快速衰落SINR預(yù)告器76的另一個(gè)輸出并聯(lián)連接到慢速衰落SINR預(yù)告器78的輸入和保持預(yù)告器80的輸入。把SINR取樣分貝轉(zhuǎn)換器和濾波器72的輸出并聯(lián)連接到慢速衰落SINR預(yù)告器78的輸入和保持預(yù)告器80的輸入。
操作中，平均濾波器70和SINR取樣分貝轉(zhuǎn)換器和濾波器72接收來(lái)自圖1中SINR電路66的SINR取樣。平均濾波器70對(duì)預(yù)定取樣數(shù)目的所接收的SINR取樣計(jì)算平均值。預(yù)定取樣數(shù)目是專(zhuān)用的，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域基本技術(shù)的人員能容易地確定預(yù)定取樣數(shù)目，以滿(mǎn)足給定應(yīng)用的需要。
通過(guò)濾波器輸出分貝轉(zhuǎn)換器74把從平均濾波器70輸出的平均SINR取樣轉(zhuǎn)換成分貝標(biāo)度。然后，把所產(chǎn)生的濾波分貝標(biāo)度SINR取樣并聯(lián)提供給快速衰落SINR預(yù)告器76、慢速衰落SINR預(yù)告器78和保持預(yù)告器80。
SINR取樣分貝轉(zhuǎn)換器和濾波器72對(duì)所接收的SINR取樣進(jìn)行濾波，并產(chǎn)生SINR取樣的分貝值作為輸出，把分貝值的平均值調(diào)節(jié)到零。SINR取樣分貝轉(zhuǎn)換器和濾波器72是專(zhuān)用的，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域基本技術(shù)的人員能容易地確定。把所產(chǎn)生的經(jīng)轉(zhuǎn)換和經(jīng)濾波的取樣提供給慢速衰落SINR預(yù)告器78和保持預(yù)告器80。
快速衰落SINR預(yù)告器76、慢速衰落SINR預(yù)告器78和保持預(yù)告器80形成濾波器組。在快速衰落信號(hào)環(huán)境中，設(shè)計(jì)快速衰落SINR預(yù)告器76以產(chǎn)生最小標(biāo)準(zhǔn)偏差的預(yù)告誤差作為輸出。同樣，在慢速衰落信號(hào)環(huán)境中，慢速衰落SINR預(yù)告器78產(chǎn)生最小標(biāo)準(zhǔn)偏差的預(yù)告誤差作為輸出，而在中速衰落信號(hào)環(huán)境中，保持預(yù)告器80產(chǎn)生最小標(biāo)準(zhǔn)偏差的預(yù)告誤差作為輸出。
預(yù)告選擇器82從SINR預(yù)告器76、78和80的輸出選擇具有最小標(biāo)準(zhǔn)偏差的預(yù)告誤差值的信號(hào)，它最能代表當(dāng)前的衰落信號(hào)環(huán)境。從預(yù)告選擇器82輸出所選擇的預(yù)告，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域基本技術(shù)的人員能容易地實(shí)施所述選擇器。使SINR預(yù)告器76、78和80的輸出補(bǔ)償預(yù)定的倍數(shù)，以防止SINR預(yù)告的過(guò)調(diào)節(jié)，這將在下文中作更詳細(xì)地描述。
熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員能夠理解，可以使用單個(gè)濾波器來(lái)代替包括SINR濾波器76、78和80的濾波器組而不偏離本發(fā)明的范圍，所述單個(gè)濾波器所具有的傳遞函數(shù)系數(shù)是根據(jù)變化的衰落信號(hào)環(huán)境有選擇地改變的。此外，可以使用不同的濾波系數(shù)和/或其他的濾波器，而不偏離本發(fā)明的范圍。
SINR預(yù)告器76、78和80是線(xiàn)性預(yù)告濾波器，并設(shè)計(jì)成模擬Wiener濾波器性能。
一般說(shuō)來(lái)，信號(hào)y(n)通常包含信號(hào)分量x(n)和噪聲分量w(n)，使得y(n)＝x(n)+w(n)，其中，n是取樣數(shù)。所要求的信號(hào)總是x(n)的線(xiàn)性函數(shù)，而且可以根據(jù)y(n)來(lái)估計(jì)。在本情況中，x(n)表示SINR取樣。
預(yù)告是一種特殊情況，在當(dāng)前觀察之前對(duì)所要求的信號(hào)進(jìn)行估計(jì)。所要求的信號(hào)d(n+D)是y(n)前面的D個(gè)取樣，其中，D是預(yù)定數(shù)，而且在本實(shí)施例中是大于或等于5個(gè)取樣。所要求的信號(hào)d(n)的預(yù)告 和所要求的信號(hào)d(n)之間的差是誤差e(n)。在本技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知的是，從產(chǎn)生最小均方差的意義上說(shuō)，最佳線(xiàn)性濾波器是Wiener濾波器。
本實(shí)施例中的期望信號(hào)d(n)是在數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度上的平均SINR。不同的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度相應(yīng)于不同的所要求的信號(hào)。圖1中的收發(fā)機(jī)10對(duì)5種不同數(shù)據(jù)包大小(1、2、4、8和16時(shí)隙數(shù)據(jù)包)進(jìn)行預(yù)告。根據(jù)路徑組合的SINR估計(jì)(它每半個(gè)時(shí)隙更新一次)的接收，圖1中的收發(fā)機(jī)10(相應(yīng)于移動(dòng)站)使預(yù)告器12運(yùn)行5次，分別相應(yīng)于{1、2、4、8、16)時(shí)隙的數(shù)據(jù)包大小。因此，對(duì)于5種不同的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度，用象預(yù)告延遲和濾波系數(shù)等不同的參數(shù)，預(yù)告器12更新圖3中示出的處理5次。
圖3是通過(guò)圖2所示的SINR預(yù)告器12實(shí)施給定數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度的SINR預(yù)告的更詳細(xì)的圖。SINR取樣分貝轉(zhuǎn)換器和濾波器72包括第一分貝轉(zhuǎn)換器90，它的輸入接收來(lái)自圖1中的SINR電路66的SINR取樣，而把它的輸出連接到減法器92的正端和濾波器(F1)96的輸入。把濾波器96的輸出連接到第一減法器92的負(fù)端。
操作中，SINR取樣分貝轉(zhuǎn)換器和濾波器72通過(guò)分貝轉(zhuǎn)換器90把所接收的SINR取樣轉(zhuǎn)換成分貝標(biāo)度，并通過(guò)第一濾波器96對(duì)分貝信號(hào)進(jìn)行濾波。從來(lái)自分貝轉(zhuǎn)換器90的分貝取樣中減去經(jīng)濾波的分貝取樣。由下列公式描述SINR取樣分貝轉(zhuǎn)換器和濾波器72的輸出uo(n)＝u(n)-mu(n) (1)其中，uo(n)表示SINR取樣分貝轉(zhuǎn)換器和濾波器72的輸出取樣；u(n)表示從分貝轉(zhuǎn)換器90輸出的分貝標(biāo)度取樣；而mu(n)表示從第一濾波器96輸出的分貝標(biāo)度取樣輸出的平均值。
下列公式描述第一濾波器96的傳遞函數(shù)F1(z)F1(z)=λ1-(1-λ)z-1----(2)]]>其中，λ是常數(shù)系數(shù)，而z是復(fù)數(shù)變量。系數(shù)λ是專(zhuān)用的，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域基本技術(shù)的人員能容易地確定該系數(shù)，以滿(mǎn)足給定應(yīng)用的需要。
還把從圖1的SINR電路66接收的SINR取樣輸入到滑窗平均濾波器70。平均濾波器70對(duì)L個(gè)取樣計(jì)算SINR取樣平均值，其中，L表示給定的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度。
把平均濾波器70的輸出連接到濾波器輸出分貝轉(zhuǎn)換器74，它根據(jù)本技術(shù)領(lǐng)域中眾知的方法把平均濾波器70的輸出轉(zhuǎn)換成分貝標(biāo)度。把所產(chǎn)生的表示所要求信號(hào)的分貝值輸入到快速衰落SINR預(yù)告器76、慢速衰落SINR預(yù)告器78和保持預(yù)告器80。
在快速衰落SINR預(yù)告器76中，把濾波器輸出分貝轉(zhuǎn)換器74的輸出連接到第二減法器106的負(fù)端。把分貝轉(zhuǎn)換器74的輸出連接到濾波器(F3)100。把濾波器100的輸出連接到第一延遲102、第一補(bǔ)償電路104、并分別連接到保持預(yù)告器80和慢速衰落SINR預(yù)告器78中的第一加法器120和第二加法器150。把第一補(bǔ)償電路104的輸出連接到預(yù)告選擇器82的輸入。把第二減法器電路106的第二輸入連接到第一延遲102的輸出。把第二減法器電路106的輸出連接到第一平方電路108，它具有連接到第一濾波器(F4)112的輸入的一個(gè)輸出。把濾波器112的輸出連接到第一平方根電路114的輸入。把第一平方根電路114的輸出連接到第一補(bǔ)償電路104的輸入。
操作中，在濾波器F3100處和第二減法器106的負(fù)端處，快速衰落SINR預(yù)告器76接收來(lái)自濾波器輸出分貝轉(zhuǎn)換器74的分貝標(biāo)度取樣。濾波器F3100計(jì)算分貝值的長(zhǎng)期平均值，并通過(guò)下列公式表示md(n)=d^1(n+D)=(1-α)md(n-1)+αd(n)----(3)]]>其中，md(n)是在特定取樣n處所接收的分貝標(biāo)度取樣的長(zhǎng)期平均值，并表示平均的SINR預(yù)告 ，它是將來(lái)的D個(gè)取樣，其中，D是根據(jù)給定數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度的預(yù)定延遲。α是濾波器100的傳遞函數(shù)(F3)的預(yù)定系數(shù)；d(n)是分貝轉(zhuǎn)換器74的當(dāng)前輸出，而md(n-1)是一個(gè)取樣以前的長(zhǎng)期平均值。還通過(guò)下列公式描述濾波器100的傳遞函數(shù)F3F3(z)=α1-(1-α)z-1-----(4)]]>其中，z是復(fù)數(shù)變量，而α是如上所述的預(yù)定系數(shù)。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域基本技術(shù)的人員能容易地確定α，以滿(mǎn)足給定應(yīng)用的需要。
通過(guò)第一延遲電路102使從濾波器100輸出的長(zhǎng)期平均值md(n)延遲D個(gè)取樣，并提供給第二減法器106的正端。第二減法器從長(zhǎng)期平均值md(n)中減去從濾波器輸出分貝轉(zhuǎn)換器74輸出的d(n)，并根據(jù)其提供預(yù)告誤差信號(hào)e1(n)。分別通過(guò)平方電路108和第一濾波器F4112對(duì)所產(chǎn)生的誤差信號(hào)e1(n)取平方和濾波。第一濾波器F4112是無(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器(IIR)，它具有下列公式描述的傳遞函數(shù)F4(z)F4(z)=β1-(1-β)z-1---(5)]]>其中，β是濾波系數(shù)，其它變量如上所述。
把經(jīng)濾波的(即，經(jīng)平均和經(jīng)平方的)值輸入到平方根電路114，它計(jì)算誤差信號(hào)e1(n)的均方根平方(rmse1)。把均方根誤差rmse1提供給第一補(bǔ)償電路104，在那里使rmse1乘以預(yù)定常數(shù)k1。k1的確切值是專(zhuān)用的，可以是常數(shù)，或可以是根據(jù)變化的信號(hào)環(huán)境通過(guò)其它電路(未示出)或軟件程序而動(dòng)態(tài)地更新的。
下列公式給出均方根誤差rmse1rmse1(n)=(1-β)·mse1(n-1)+β[e1(n)]2---(6)]]>其中，β如公式(5)所給定；均方誤差mse1(n-1)代表一個(gè)取樣以前第一濾波器F4112的輸出。
第一補(bǔ)償電路104使第一預(yù)告 減小k1*rmse1，以減小預(yù)告過(guò)調(diào)節(jié)。減小了的第一預(yù)告表示為 ，并由下式給出d^1(n+D)=d^1(n+D)-k1·rmse1(n)----(7)]]>其中，變量如上所給定。
慢速衰落SINR預(yù)告器78和保持預(yù)告器80的結(jié)構(gòu)與快速衰落SINR預(yù)告器76的結(jié)構(gòu)相似。然而，慢速衰落SINR預(yù)告器78包括另外一個(gè)濾波器F2116以及第一加法器150。保持預(yù)告器80包括另外一個(gè)保持濾波器118和第二加法器120。第一加法器150和第二加法器120接收從快速衰落SINR預(yù)告器76的濾波器F3100輸出的長(zhǎng)期平均值md(n)。
慢速衰落SINR預(yù)告器78，從左到右和從上到下，第三減法器122、第二平方電路124、第二濾波器F4128、第二平方根電路130、濾波器F2116、第一加法器150、第二延遲器132以及第二補(bǔ)償電路134。
操作中，濾波器F2116對(duì)來(lái)自SINR取樣分貝轉(zhuǎn)換器和濾波器72的輸出進(jìn)行濾波。下式給出第二濾波器F2116的傳遞函數(shù)F2(z)F2(z)=μ1-(1-μ)z-1---(8)]]>其中，μ是預(yù)定的濾波系數(shù)。下式給出第二濾波器F2116的輸出 d^0(n+D)=(1-μ)d^0(n+D-1)+μu0(n)----(9)]]>其中，μ由上式給出； 是延遲一個(gè)取樣的輸出 ；而uo(n)是SINR取樣分貝轉(zhuǎn)換器和濾波器72的輸出。
把通過(guò)公式(9)描述的濾波器F2116的輸出輸入到第一加法器150的一個(gè)端子，與快速衰落SINR預(yù)告器76提供的長(zhǎng)期平均值md(n)的輸出相加。把所產(chǎn)生的和表示為 ，并由下式給出d^2(n+D)=d^0(n+D)+md(n)-----(10)]]>其中，變量由前面給出。
把公式(10)給出的第一加法器150的輸出并聯(lián)地輸入到第二延遲器132和第二補(bǔ)償電路134。延遲器132使第一加法器150的輸出延遲D，并把結(jié)果提供給第三減法器122的正端。第三減法器從經(jīng)延遲的結(jié)果中減去濾波器輸出分貝轉(zhuǎn)換器74的輸出d(n)，以產(chǎn)生由下式給出的第二誤差信號(hào)e2(n)e2(n)=d^2(n)-d(n)----(11)]]>其中， 是第一加法器150的延遲輸出，即，是第二延遲器132的輸出，而d(n)是濾波器輸出分貝轉(zhuǎn)換器74的輸出。
分別由第二平方電路124和第二濾波器F4128對(duì)所產(chǎn)生的誤差信號(hào)e2(n)進(jìn)行平方和濾波。公式(5)中給出第二濾波器F4128的傳遞函數(shù)。第二平方根電路130計(jì)算濾波器F4128的輸出，并產(chǎn)生下列輸出rmse2(n)=(1-β)mse2(n-1)+β[e2(n)]2---(12)]]>其中，rmse2(n)是誤差信號(hào)e2(n)的均方根誤差；均方誤差mse2(n-1)是延遲了一個(gè)取樣的第二濾波器F4128的輸出；并且其它變量和常數(shù)如上文中給出的那樣。
使所產(chǎn)生的均方根誤差rmse2(n)乘以預(yù)定的因子k，并從第一加法器150的輸出減去結(jié)果，而給出下列輸出d^2(n+D)=d^2(n+D)-k2·rmse2(n)---(13)]]>其中，常數(shù)和變量如上所述。把第二補(bǔ)償電路134的輸出d2’(n+D)提供給預(yù)告選擇器82。
預(yù)定因子k2是專(zhuān)用的，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域基本技術(shù)的人員能容易地確定該因子。因子k2可以與第一補(bǔ)償電路104和第三補(bǔ)償電路148中使用的因子k1和k3相等，或可以動(dòng)態(tài)地變化，而不偏離本發(fā)明的范圍。
保持預(yù)告器80從左到右以及從上到下包括，第四減法器136、第三平方電路138、第三濾波器F4142、第三平方根電路144、第三延遲電路146、保持濾波器電路118，第二加法器120以及第三補(bǔ)償電路148。
在本特定實(shí)施例中，只在數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度小于或等于2個(gè)時(shí)隙時(shí)才使用保持預(yù)告器80。通過(guò)電路(未示出)選擇性地激勵(lì)保持預(yù)告器80，所述未示出的電路確定數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度何時(shí)小于或等于2個(gè)時(shí)隙，并選擇性地啟動(dòng)保持預(yù)告器80的輸出。
操作中，保持預(yù)告器80對(duì)SINR取樣分貝轉(zhuǎn)換器和濾波器72的輸出進(jìn)行濾波，并把結(jié)果提供給第二加法器120的一個(gè)端子，與快速衰落SINR預(yù)告器76的濾波器100的輸出md(n)相加。由下式給出加法器120的輸出d^3(n+D)=u0(n)·HoldWeight+md(n)----(14)]]>其中，保持濾波器電路118提供“保持加權(quán)(HoldWeight)”，而uo(n)是SINR取樣分貝轉(zhuǎn)換器和濾波器72的輸出。
第三延遲器使所產(chǎn)生的輸出延遲D個(gè)取樣，以產(chǎn)生 。然后從經(jīng)延遲的取樣 中減去分貝轉(zhuǎn)換器74的輸出d(n)，以產(chǎn)生下式給出的第三誤差信號(hào)e3(n)e3(n)=d^3(n)-d(n)---(15)]]>其中，變量如上文中所給出。
接著的第三平方電路138、第三濾波器F4142以及第三平方根電路144計(jì)算由下式描述的誤差信號(hào)e3(n)的均方根誤差信號(hào)rmse3(n)rmse3(n)=(1-β)mse3(n-1)+β[e3(n)]2---(16)]]>其中，均方誤差mse3(n-1)是延遲了一個(gè)取樣的第三濾波器F4142的輸出；而其它常數(shù)和變量如上文中給出。在公式(5)中給出第三濾波器F4142的傳遞函數(shù)。
通過(guò)第三保持電路148，將所產(chǎn)生的均方根誤差rmse3(n)乘以預(yù)定的常數(shù)k3，并從第二加法器120的輸出 中減去結(jié)果，得到下面的輸出d^3(n+D)=d^3(n+D)-k3·rmse3(n)----(17)]]>其中，常數(shù)和變量如上文中給出的那樣。把公式(17)給出的結(jié)果提供給預(yù)告選擇器電路82。
預(yù)告選擇器82選擇具有最小rmse值的預(yù)告作為給定數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度的最終預(yù)告。對(duì)于1時(shí)隙和2時(shí)隙數(shù)據(jù)包，預(yù)告選擇器82從快速衰落預(yù)告器76、慢速衰落預(yù)告器78以及保持預(yù)告器80中進(jìn)行選擇。對(duì)于4、8和16時(shí)隙數(shù)據(jù)包，預(yù)告選擇器82從快速濾波器76和慢速衰落濾波器78中作出選擇。
延遲器102、132和146提供D個(gè)半個(gè)時(shí)隙的延遲，其中，D是對(duì)于給定數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度的預(yù)告等待時(shí)間。預(yù)告器12每半個(gè)時(shí)隙接收一次SINR估計(jì)取樣，但是只在每?jī)蓚€(gè)半個(gè)時(shí)隙產(chǎn)生一次數(shù)據(jù)包平均SINR預(yù)告。此外，每個(gè)半個(gè)時(shí)隙應(yīng)用濾波器F196一次，每2個(gè)半個(gè)時(shí)隙應(yīng)用具有傳遞函數(shù)F2、F3和F4的濾波器100、112、116、128和142一次。傳遞函數(shù)F1(z)、F2(z)、F3(z)和F4(z)的描述略去了抽取處理。然而，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域基本技術(shù)的人員能容易地相應(yīng)調(diào)節(jié)傳遞函數(shù)。
熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員會(huì)理解，可以在軟件中實(shí)施SINR預(yù)告器12，而不偏離本發(fā)明的范圍，在這種情況下，根據(jù)上述規(guī)定，可以容易地接通或斷開(kāi)濾波器96、100、112、128、142和116。
因此，這里已經(jīng)參考特定應(yīng)用的特定實(shí)施例描述了本發(fā)明。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域基本技術(shù)和接觸本原理的人員會(huì)理解，另外的修改、應(yīng)用和實(shí)施例在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
因此，后文中的權(quán)利要求書(shū)包括了本發(fā)明范圍內(nèi)的所有應(yīng)用、修改和實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種提供信號(hào)與干擾噪聲比正確預(yù)告的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括接收由發(fā)射機(jī)經(jīng)過(guò)信道發(fā)送的信號(hào)的裝置；根據(jù)所述所接收信號(hào)產(chǎn)生信號(hào)與干擾噪聲比的估計(jì)序列的裝置；確定損失估計(jì)序列的估計(jì)值之間的關(guān)系的裝置；以及使用所述關(guān)系提供用于后續(xù)接收信號(hào)的信號(hào)與干擾噪聲比預(yù)告的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，它還包括根據(jù)所述信噪比產(chǎn)生數(shù)據(jù)速率請(qǐng)求消息的裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，它還包括把所述數(shù)據(jù)速率請(qǐng)求消息發(fā)送到所述發(fā)射機(jī)的裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述關(guān)系是基于估計(jì)的所述序列的單元的平均值的裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于確定的所述裝置包括用于計(jì)算所述平均值的濾波器組。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波器組包括有限脈沖響應(yīng)濾波器。
7.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)于不同的衰落環(huán)境，對(duì)與在所述濾波器組中的每個(gè)濾波器相關(guān)聯(lián)的傳遞函數(shù)的系數(shù)進(jìn)行修整。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述不同的衰落環(huán)境包括不同的瑞利(Raleigh)衰落環(huán)境、與快速移動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)環(huán)境、與慢速移動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的第二環(huán)境，以及與以中速移動(dòng)的系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的第三系統(tǒng)。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，它還包括連接到所述濾波器組中的每一個(gè)的選擇電路，用于從在所述濾波器組中的所述濾波器之一選擇輸出，所述輸出與具有最適合于當(dāng)前衰落環(huán)境的傳遞函數(shù)一個(gè)濾波器相關(guān)聯(lián)。
10.一種有效的通信系統(tǒng)收發(fā)機(jī)，用于根據(jù)信道的干擾特征把正確的控制信號(hào)提供給外部收發(fā)機(jī)，所述通信系統(tǒng)收發(fā)機(jī)和所述外部收發(fā)機(jī)經(jīng)過(guò)所述信道進(jìn)行通信，其特征在于，所述通信系統(tǒng)收發(fā)機(jī)包括天線(xiàn)；與所述天線(xiàn)進(jìn)行通信的雙工器；與所述雙工器進(jìn)行通信的接收路徑，用于經(jīng)過(guò)所述信道接收信號(hào)，并根據(jù)其提供數(shù)字信號(hào)；基帶計(jì)算機(jī)，用于接收和處理所述數(shù)字信號(hào)；信號(hào)與干擾噪聲比預(yù)告器，用于提供用于后續(xù)接收數(shù)字信號(hào)的信號(hào)與干擾噪聲比預(yù)告；以及速率請(qǐng)求裝置，用于根據(jù)所述信號(hào)與干擾噪聲比預(yù)告，產(chǎn)生速率控制消息，并把所述速率控制消息提供給所述外部收發(fā)機(jī)。
11.如權(quán)利要求10所述的收發(fā)機(jī)，其特征在于，在所述基帶計(jì)算機(jī)中實(shí)施所述速率請(qǐng)求裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的收發(fā)機(jī)，其特征在于，所述速率請(qǐng)求裝置包括對(duì)所述數(shù)字信號(hào)去擴(kuò)展、估計(jì)所述去擴(kuò)展數(shù)字信號(hào)的載波信擾值的裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的收發(fā)機(jī)，其特征在于，所述信號(hào)與干擾噪聲比預(yù)告器包括預(yù)告器濾波器組，在所述預(yù)告器濾波器組中的每個(gè)濾波器具有一個(gè)信號(hào)與干擾噪聲比的預(yù)告器，用于根據(jù)所述信道的預(yù)定衰落特征預(yù)告信號(hào)與干擾噪聲比。
14.如權(quán)利要求13所述的收發(fā)機(jī)，其特征在于，所述信號(hào)與干擾噪聲比預(yù)告器還包括預(yù)告選擇器，用于從所述信號(hào)與干擾噪聲比預(yù)告器中的每一個(gè)，選擇最適合于所述信道的當(dāng)前衰落特征的信號(hào)與干擾噪聲比。
15.一種系統(tǒng)，用于對(duì)經(jīng)過(guò)信道接收到的信號(hào)正確地預(yù)告信號(hào)與干擾噪聲比，所述系統(tǒng)包括從所述接收信號(hào)提供載波信噪比值的第一裝置；第二手段，根據(jù)所述信道的衰落特征對(duì)所述載波信噪比值進(jìn)行濾波、并根據(jù)其提供用于慢速衰落、中速衰落以及快速衰落信道的輸出的第二裝置；以及從所述輸出中選擇經(jīng)預(yù)告的信號(hào)與干擾噪聲比的第三裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二裝置包括用于使所述輸出中的每一個(gè)輸出調(diào)整某一倍數(shù)的補(bǔ)償電路。
17.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二裝置包括提供所述載波信噪比值的平均值的平均濾波器。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，把所述平均濾波器連接到分貝轉(zhuǎn)換電路，用于把所述載波信噪比值的平均值轉(zhuǎn)換成分貝標(biāo)度，并根據(jù)其提供分貝標(biāo)度值。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二裝置包括濾波器組，所述濾波器組包括第一濾波器，所述第一濾波器用于接收所述分貝標(biāo)度值，并根據(jù)慢速衰落信道提供信號(hào)與干擾噪聲比預(yù)告。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一濾波器包括抽取電路，用于抽取所述分貝標(biāo)度值，并根據(jù)其提供經(jīng)抽取的值。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一濾波器包括長(zhǎng)期平均濾波器，用于對(duì)所述抽取值進(jìn)行平均，并把所述平均值提供給延遲電路，把所述延遲電路的輸出連接到減法器電路，用于從所述分貝標(biāo)度值減去經(jīng)延遲的抽取值，并根據(jù)其把減法器輸出提供給與一個(gè)附加的平均濾波器進(jìn)行通信的平方電路以及一個(gè)平方根電路，所述平方根電路把輸出提供給第一補(bǔ)償電路，第一補(bǔ)償電路還接收所述平均值作為輸入，并根據(jù)其根據(jù)所述慢速衰落信道提供所述信號(hào)與干擾噪聲比。
22.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波器組還包括第二濾波器和第三濾波器，用于提供分別適用于慢速衰落信道和中速衰落信道的載波信擾預(yù)告。
23.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于濾波的所述第二裝置包括濾波器組，所述濾波器組具有用于所述慢速衰落、中速衰落以及快速衰落信道特征的每一個(gè)的濾波器。
24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波器組包括近似Wiener濾波器的第一濾波器，所述第一濾波器提供用于慢速衰落信道的信號(hào)與干擾噪聲比預(yù)告。
25.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波器組包括近似Wiener濾波器的第二濾波器，所述第二濾波器提供用于快速衰落信道的信號(hào)與干擾噪聲比預(yù)告。
26.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波器組包括第三濾波器，所述第三濾波器用來(lái)提供用于中速衰落信道的信號(hào)與干擾噪聲比預(yù)告，所述第三濾波器作為保持濾波器。
27.一種對(duì)經(jīng)過(guò)信道接收到的信號(hào)進(jìn)行正確預(yù)告信號(hào)與干擾噪聲比的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括根據(jù)所述接收信號(hào)獲得信號(hào)對(duì)噪聲比值的第一裝置；根據(jù)快速衰落信道對(duì)所述載波信噪比值進(jìn)行濾波、并根據(jù)其提供快速衰落載波信噪比預(yù)告的第二裝置；根據(jù)慢速衰落信道對(duì)所述載波信噪比值進(jìn)行濾波、并根據(jù)其提供慢速衰落載波信噪比預(yù)告的第三裝置；根據(jù)所述中速衰落信道對(duì)所述載波信噪比值進(jìn)行濾波、并根據(jù)其提供中速衰落載波信噪比預(yù)告的第四裝置；以及從所述快速衰落、慢速衰落、中速衰落載波信噪比預(yù)告中進(jìn)行選擇、并根據(jù)其提供預(yù)告信號(hào)與干擾噪聲比的第五裝置。
全文摘要
一種系統(tǒng)(10),用于提供信號(hào)與干擾噪聲比的精確預(yù)告。系統(tǒng)(10)包括第一電路,用于接收通過(guò)外部收發(fā)機(jī)在信道上發(fā)送的信號(hào)。第二電路根據(jù)所接收的信號(hào),產(chǎn)生信號(hào)與干擾噪聲比的估計(jì)的序列。第三電路確定估計(jì)序列的元素之間的關(guān)系。第四電路使用該關(guān)系來(lái)提供用于后續(xù)接收信號(hào)的信號(hào)與干擾噪聲比預(yù)告。
文檔編號(hào)H04L1/20GK1377526SQ00812810
公開(kāi)日2002年10月30日 申請(qǐng)日期2000年9月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月13日
發(fā)明者Q·吳, P·J·布萊克, N·T·辛德胡沙依那 申請(qǐng)人:高通股份有限公司