專利名稱：Cdma接收器中利用控制信號(hào)進(jìn)行sir估計(jì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種SIR的精確估計(jì)方法，主要用于CDMA通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在3G蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)CDMA2000中，移動(dòng)站(終端)需要向基站以800HZ的頻率發(fā)送PCBS(能源控制位)，這樣基站就可以進(jìn)行FPC調(diào)整以調(diào)整其發(fā)射功率，PCB的二進(jìn)制值對(duì)應(yīng)于功率提高或功率降低命令。為了確定發(fā)功率提高或是發(fā)功率降低命令，移動(dòng)站(終端)會(huì)對(duì)入局信號(hào)傳輸進(jìn)行SIR(信號(hào)干擾比)估計(jì)，并將其估計(jì)者與一預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，如果該估計(jì)值高于預(yù)設(shè)值，則會(huì)向基站發(fā)出功率降低命令；反之，如果把估計(jì)者低于預(yù)設(shè)值，則會(huì)發(fā)出功率提高命令。
在電信中大家知道，SIR值等于所需信號(hào)的位能(Eb)除以干擾信號(hào)的頻譜密度，干擾信號(hào)頻譜密度包括了所有對(duì)信號(hào)造成損害的因素接收機(jī)前端的熱噪，其它蜂窩單元的干擾以及本蜂窩單元的干擾。傳統(tǒng)的方法是每個(gè)FINGER獲得一個(gè)SIR估計(jì)值，然后對(duì)各個(gè)SIR求和從而取得最終SIR估計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
設(shè)計(jì)目的將控制信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)以相同的方法進(jìn)行合成，從合成的信號(hào)中取得精確的SIR估計(jì)值。
標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)站(終端)是一種RAKE接收器，這樣的接收器對(duì)入局信號(hào)進(jìn)行多次時(shí)間偏移(路徑偏移)的解調(diào)，其中每個(gè)時(shí)間偏移都與信號(hào)到達(dá)接收器的路徑相關(guān)。接收器對(duì)某一特定時(shí)間偏移進(jìn)行調(diào)解的資源叫做FINGER。通常一個(gè)接收器有3或4個(gè)FINGER，這些FINGERS的最后輸出已時(shí)序?qū)R，并最后合成為一個(gè)SIR值比單個(gè)FINGER輸出要高得多的信號(hào)。
在CDMA系統(tǒng)中，每一個(gè)基站都會(huì)不間斷地向移動(dòng)站(終端)發(fā)送控制信號(hào)，在該基站服務(wù)區(qū)的移動(dòng)站(終端)的接收器利用這些控制信號(hào)來(lái)幫助解調(diào)過(guò)程，控制信號(hào)層疊在有用的信號(hào)上，成為按一定路徑到達(dá)移動(dòng)站(終端)的復(fù)合信號(hào)的一部分，移動(dòng)站(終端)的每一個(gè)FINGER都會(huì)將控制信號(hào)抽取出來(lái)，并將其用于不同F(xiàn)INGER輸出信號(hào)的相位對(duì)齊，這樣FINGER的輸出就可以一致地合成到一起。
FINGER在將入局信號(hào)分離為控制信號(hào)以及數(shù)據(jù)信號(hào)以后，就可以用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行Eb+Nt測(cè)量；然而由于數(shù)據(jù)信號(hào)是由未知數(shù)據(jù)調(diào)制而成，因此反Eb從Eb+Nt分離出來(lái)是困難的，類(lèi)似的，標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)還可被用于測(cè)量控制信號(hào)的能量+Nt，然而由于控制的形態(tài)已知，Nt就可以簡(jiǎn)單地從能量+Nt測(cè)量中分離出來(lái)。知道了Nt和Eb+Nt以后，很簡(jiǎn)單地以SIR＝Eb/Nt的公式計(jì)算出SIR值來(lái)。在以前的做法中，接收器的整體SIR是每一個(gè)FINGER的SIR的和。
當(dāng)Nt值在不同的路徑中有顯著不同時(shí)，以前的近似取值方法表現(xiàn)不好，導(dǎo)致不準(zhǔn)確的SIR估計(jì)，從而使快速前向功率控制算法的效率下降。如果SIR被低估，控制算法就會(huì)使得基站向有問(wèn)題的用戶發(fā)出過(guò)高的功率。由于在CDMA中同一個(gè)射頻段由所有用戶至上共享，于是就會(huì)造成對(duì)其它用戶的過(guò)度干擾。另一方面，如果SIR被高估，基站沒(méi)有向有問(wèn)題的用戶發(fā)出相應(yīng)功率，語(yǔ)音/數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量就會(huì)降低。
其技術(shù)方案CDMA接收器中利用控制信號(hào)進(jìn)行SIR估計(jì)的方法，將控制信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)以相同的方法進(jìn)行合成，而從合成的信號(hào)中取得精確的SIR估計(jì)值，即SIR＝Eb/Nt。原始I和Q數(shù)據(jù)首先通過(guò)一個(gè)求積器(QDS)把CDMA PN卷積碼(spreading code)從信號(hào)中剔除，結(jié)果信號(hào)分成兩路，一路送往Walsh Decover電路，取出有噪聲的數(shù)據(jù)信號(hào)版本，另一路送往Pilot Deeover電路，取出有噪聲的控制信號(hào)版本；WalshDecover電路的輸出數(shù)據(jù)與MRC權(quán)系數(shù)相乘剔除數(shù)據(jù)信號(hào)中的相位旋轉(zhuǎn)，Pilot Decover電路的輸出數(shù)據(jù)與MRC權(quán)系數(shù)相乘剔除控制信號(hào)中的相位旋轉(zhuǎn)；數(shù)據(jù)信號(hào)及控制信號(hào)經(jīng)過(guò)相位對(duì)齊及時(shí)間對(duì)齊，從不同F(xiàn)INGER出來(lái)的信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)合成器和控制合成器被合成起來(lái)；控制合成器的輸出被送往extract Q Stream電路以隔離只攜帶干擾信號(hào)的控制信號(hào)，所有的平方和再除以N(樣本數(shù))，使compute Eb模塊的計(jì)算時(shí)間與compute Nt模塊的計(jì)算時(shí)間相同，最后得SIR＝Eb/Nt。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比，將控制信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)以相同的方法進(jìn)行合成，避免了背景技術(shù)中的不足之處，實(shí)現(xiàn)了從合成的信號(hào)中取得精確的SIR估計(jì)值，解決了人們長(zhǎng)期以來(lái)想要解決而沒(méi)有解決的技術(shù)難題。


圖1是CDMA電信接收器的模塊示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1是CDMA電信接收器的模塊圖，該圖介紹如何精確估計(jì)SIR的方法。圖上只有1個(gè)FINGER，而且也只有與形成SIR估計(jì)值相關(guān)的部分被描述出來(lái)。
入局的原始I和Q信道數(shù)據(jù)是通過(guò)圖上所沒(méi)有顯示的一系列標(biāo)準(zhǔn)接收器電路取得的天線，接收放大器，射頻到中頻混合器，接收通頻(BANDPASS)過(guò)濾器，接收自動(dòng)增益控制電路，IF-to-baseband混合器以及輸出原始I和Q數(shù)據(jù)的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。這些數(shù)據(jù)都由FINGER利用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間跟蹤機(jī)制進(jìn)行時(shí)序?qū)R，所有這些數(shù)據(jù)都是標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，不是CDMA所特有。附圖1，原始I和Q數(shù)據(jù)首先通過(guò)一個(gè)求積器(QDS)把CDMA PN卷積碼(spreading code)從信號(hào)中剔除，結(jié)果信號(hào)分成兩路，一路送往Walsh Decover電路，取出有噪聲的數(shù)據(jù)信號(hào)版本，另一路送往Pilot Decover電路，取出有噪聲的控制信號(hào)版本。QDS、Walsh Decover和Pilot Decover電路在CDMA領(lǐng)域都是耳熟能詳?shù)模梢酝ㄟ^(guò)適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)制成。在信道估計(jì)模塊中，控制信號(hào)經(jīng)過(guò)過(guò)濾、形成復(fù)雜的conjugate。目前有許多種可能的復(fù)雜過(guò)濾器實(shí)現(xiàn)，每一種都會(huì)根據(jù)常見(jiàn)的MRC技術(shù)給出不同的權(quán)系數(shù)近似取值。信道估計(jì)模塊的輸出就是這些權(quán)系數(shù)。
基站的發(fā)射器一般把獨(dú)立的數(shù)據(jù)放到I和Q信道中。然而，信道干擾使得這些信號(hào)相互干擾混合，Walsh Decover電路的輸出數(shù)據(jù)據(jù)說(shuō)是相位旋轉(zhuǎn)的。這些相位旋轉(zhuǎn)被標(biāo)以“derotate data”名稱的乘法所消除Walsh Decover電路的輸出數(shù)據(jù)與MRC權(quán)系數(shù)相乘。同樣的，PilotDecover電路的輸出數(shù)據(jù)與MRC權(quán)系數(shù)相乘也剔除了控制信號(hào)中的相位旋轉(zhuǎn)。
蜂窩CDMA系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵性質(zhì)是控制信號(hào)只在I信道中傳輸，因此在解除相位旋轉(zhuǎn)以后，所有需要的控制信號(hào)重又只在I信道中傳輸。從統(tǒng)計(jì)角度來(lái)說(shuō)，信道干擾與損害對(duì)I信道與Q信道的影響是均等的，對(duì)數(shù)據(jù)信道以及控制信道也是如此。因此，消除相位旋轉(zhuǎn)以后的控制信號(hào)Q信道就是數(shù)據(jù)信號(hào)所受干擾的精確表述。
一旦數(shù)據(jù)以及控制信號(hào)經(jīng)過(guò)相位對(duì)齊以及時(shí)間對(duì)齊，從不同F(xiàn)INGER出來(lái)的信號(hào)就可以被合成起來(lái)，這個(gè)合成是通過(guò)叫”數(shù)據(jù)合成器”和”控制合成器”的電路完成的。數(shù)據(jù)位能Eb是利用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)(圖上是“compute Eb”)從數(shù)據(jù)合成器的輸出中計(jì)算出來(lái)的。如同圖上等式所表示的，所有的復(fù)雜平方和(I信道和Q信道)被M除以得到Eb(這樣就取得了M位流間隔內(nèi)的平均值)。
控制合成器的輸出被送往“extract Q stream”電路以隔離那些只攜帶干擾信號(hào)的控制信號(hào)。干擾的能量用與計(jì)算Eb相類(lèi)似的方法得出所有的平方和再除以N(樣本數(shù)).M和N被合理選擇從而使得“computeEb”模塊的計(jì)算時(shí)間與“compute Nt”模塊的計(jì)算時(shí)間相同。在CDMA系統(tǒng)中這個(gè)時(shí)間值是1.25毫秒。最后，一個(gè)除法電路計(jì)算出Eb/Nt，這個(gè)值就是所需的SIR估計(jì)值。
本發(fā)明要聲明的是這個(gè)計(jì)算Nt的新方法，換句話講，圖1上標(biāo)記為“derotate pilot”、“pilot combiner”、“extract Q stream”和“computeNt”的模塊圖組成了CDMA系統(tǒng)中一個(gè)移動(dòng)臺(tái)(終端)對(duì)基站信號(hào)干擾的精確估計(jì)的新方法。本發(fā)明的主要改進(jìn)是傳統(tǒng)做法是每個(gè)FINGER獲得一個(gè)SIR估計(jì)值，然后對(duì)各個(gè)SIR求和從而取得最終SIR估計(jì)；而我們的方法是將控制信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)以相同的方法進(jìn)行合成，而從合成的信號(hào)中取得精確的SIR估計(jì)值。
需要理解到的是上述實(shí)施例雖然對(duì)本發(fā)明作了比較詳細(xì)的敘述，但只是說(shuō)明性的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制，任何不超出本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種CDMA接收器中利用控制信號(hào)進(jìn)行SIR估計(jì)的方法，其特征是將控制信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)以相同的方法進(jìn)行合成，而從合成的信號(hào)中取得精確的SIR估計(jì)值，即SIR＝Eb/Nt。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CDMA接收器中利用控制信號(hào)進(jìn)行SIR估計(jì)的方法，其特征是原始I和Q數(shù)據(jù)首先通過(guò)一個(gè)求積器(QDS)把CDMAPN卷積碼(spreading code)從信號(hào)中剔除，結(jié)果信號(hào)分成兩路，一路送往Walsh Decover電路，取出有噪聲的數(shù)據(jù)信號(hào)版本，另一路送往PilotDecover電路，取出有噪聲的控制信號(hào)版本；Walsh Decover電路的輸出數(shù)據(jù)與MRC權(quán)系數(shù)相乘剔除數(shù)據(jù)信號(hào)中的相位旋轉(zhuǎn)，Pilot Decover電路的輸出數(shù)據(jù)與MRC權(quán)系數(shù)相乘剔除控制信號(hào)中的相位旋轉(zhuǎn)；數(shù)據(jù)信號(hào)及控制信號(hào)經(jīng)過(guò)相位對(duì)齊及時(shí)間對(duì)齊，從不同F(xiàn)INGER出來(lái)的信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)合成器和控制合成器被合成起來(lái)；控制合成器的輸出被送往extract QStream電路以隔離只攜帶干擾信號(hào)的控制信號(hào)，所有的平方和再除以N(樣本數(shù))，使compute Eb模塊的計(jì)算時(shí)間與compute Nt模塊的計(jì)算時(shí)間相同，最后得SIR＝Eb/Nt。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的CDMA接收器中利用控制信號(hào)進(jìn)行SIR估計(jì)的方法，其特征是derotate pilot、pilot combiner、extract Q stream和compute Nt模塊電路構(gòu)成了CDMA系統(tǒng)中一個(gè)移動(dòng)站(終端)對(duì)基站信號(hào)干擾的精確估計(jì)。
全文摘要
CDMA接收器中利用控制信號(hào)進(jìn)行SIR估計(jì)的方法，主要用于CDMA通信系統(tǒng)。特點(diǎn)將控制信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)以相同的方法進(jìn)行合成，而從合成的信號(hào)中取得精確的SIR估計(jì)值，即SIR＝E
文檔編號(hào)H04B15/00GK1479470SQ03142929
公開(kāi)日2004年3月3日 申請(qǐng)日期2003年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月25日
發(fā)明者汪力成, 高東楊 申請(qǐng)人:浙江華立通信集團(tuán)有限公司