專利名稱：用于高效度量存儲與干擾免除的干擾估計(jì)與縮放的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般地，本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，更具體地，涉及干擾估計(jì)與縮放，以便提供高效度量存儲與干擾免除。
背景技術(shù)：
在許多執(zhí)行塊處理的無線通信系統(tǒng)中，在能夠執(zhí)行解調(diào)制/解碼流程之前，典型地有必要在接收器中存儲整個(gè)塊的度量。這要求存儲相當(dāng)大的度量集。進(jìn)一步地，如果執(zhí)行軟決策聯(lián)合(soft-decisioncombining)，有必要使用多個(gè)比特表示每一度量。在某些數(shù)字信號處理器中，對于每一度量有必要使用32位字，如果它們覆蓋大的動(dòng)態(tài)范圍的話。
作為對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題的闡釋，圖1與2中顯示兩個(gè)示例應(yīng)用。在圖1中的第一示例中，在發(fā)射器102處對卷積編碼器中的N個(gè)符號的塊進(jìn)行塊交織，以便提供針對衰減的魯棒性。在接收器104處，在完全完成解交織過程之前，必須將N個(gè)符號的整個(gè)塊存儲到存儲器中，在此時(shí)間解碼/解調(diào)制流程可開始，如時(shí)間線106指示的那樣。如果使用軟決策解碼器，例如Viterbi解碼器(或稱為維特比譯碼器)，則每一存儲的度量將包括若干個(gè)比特。對于大的N值，所需的存儲量可能過大。
在圖2中顯示的第二示例中，跳頻數(shù)字通信系統(tǒng)通過在兩個(gè)不同的跳躍(hop)的每一個(gè)上兩次發(fā)射符號塊，來運(yùn)用分集。在接收器中，通過軟合并符號在兩跳的每一個(gè)上接收的統(tǒng)計(jì)特性來解調(diào)制符號。在發(fā)射器中，在時(shí)間間隔Thop秒期間，在兩個(gè)不同的跳躍上發(fā)送N個(gè)符號的塊。在接收器處，一旦在時(shí)間t＝τ得到來自第一跳的統(tǒng)計(jì)特性，接收器必須存儲該統(tǒng)計(jì)特性，直到時(shí)間t＝τ+Thop，此時(shí)接收到來自第二跳的統(tǒng)計(jì)特性，并且可執(zhí)行軟合并。這樣，在可進(jìn)行軟合并之前，必須存儲在第一跳上接收的N個(gè)統(tǒng)計(jì)特性的整個(gè)集合。再者，所需的存儲量對于大的N值而言可能是有問題的。
另一問題是在采用軟合并的系統(tǒng)中緩解干擾，這在先前的跳頻示例中具有特別的重要性。此情形闡釋在圖3中，其中示例性系統(tǒng)使用8-FSK調(diào)制與二階分集，使用不相干平方律合并解調(diào)制。使用匹配濾波器組進(jìn)行解調(diào)制，對于8個(gè)頻率中的每一個(gè)使用一個(gè)濾波器。強(qiáng)干擾過程破壞來自第一跳302的匹配濾波器度量。來自第二跳304的度量包含相對強(qiáng)的信號分量，盡管該信號中的功率顯著低于第一跳302上的干擾功率。這樣，當(dāng)以平方律合并度量時(shí)，干擾過程壓倒度量306的結(jié)果集，基本上沒有信號分量。

發(fā)明內(nèi)容
簡要地，遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，公開一種系統(tǒng)、方法、無線設(shè)備、與計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其用于在預(yù)先確定的時(shí)間間隔期間接收與符號塊相關(guān)聯(lián)的一組軟度量，使用該組軟度量來形成初始干擾功率估計(jì)，形成與每一預(yù)先確定的時(shí)間間隔相對應(yīng)的干擾功率的移動(dòng)平均估計(jì)，并遵照對應(yīng)的干擾功率估計(jì)縮放該組軟度量而產(chǎn)生一組縮放的度量。其后，它們限制該組縮放的度量的動(dòng)態(tài)范圍，線性地量化受限度量，并將線性地量化的受限度量輸出到存儲器緩沖區(qū)。包含線性地量化的受限度量的存儲器緩沖區(qū)的大小小于存儲接收的軟度量所需的存儲器緩沖區(qū)的大小。其后，使用線性地量化的受限度量作為解碼器的輸入。
使用基于平均值的估計(jì)或基于最大值的估計(jì)形成初始干擾功率估計(jì)。通過將該組軟度量中的每一度量除以對應(yīng)的在預(yù)先確定的時(shí)間間隔期間得到的干擾功率估計(jì)，進(jìn)行對該組軟度量的縮放。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例是有利的，因?yàn)樵诩有园赘咚乖肼?AWGN)條件下，它們改善了針對干擾信號的免除性，而不顯著地惡化無線設(shè)備的誤比特率性能。它們也提供了一種有效的方法來表示與符號塊相關(guān)聯(lián)的度量，其限制該組度量的動(dòng)態(tài)范圍。這允許小得多的存儲器的量，其為存儲度量所必需，從而有效地減小了無線設(shè)備的成本和/或復(fù)雜度。


所附繪圖，其中分立視圖之間相似的引用號指代相同或功能上相似的組件，并且其連同下面的具體實(shí)施例集成到本說明書并形成本說明書的一部分，其用于進(jìn)一步闡釋各種實(shí)施例，并解釋各種原則與優(yōu)點(diǎn)，其均遵照本發(fā)明。
圖1是框圖，其闡釋典型的現(xiàn)有技術(shù)的解交織過程，其用于卷積編碼的無線通信系統(tǒng)。
圖2是時(shí)間線，其闡釋接收跳頻信號的時(shí)間幀，其遵照現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)的跳頻系統(tǒng)中的8-FSK符號的不相干平方律分集合并的闡釋，其中在各跳之一存在強(qiáng)干擾。
圖4是框圖，其闡釋集成了改善的用于高效度量存儲與干擾免除的干擾估計(jì)與縮放的通信系統(tǒng)，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖5是更詳細(xì)的框圖，其闡釋圖4的系統(tǒng)的移動(dòng)通信設(shè)備，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖6是框圖，其闡釋圖4的系統(tǒng)的移動(dòng)通信設(shè)備的示例性主存儲器的內(nèi)容，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖7是操作流程圖，其闡釋干擾估計(jì)與縮放過程的一部分，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖8是框圖，其闡釋圖4的系統(tǒng)的移動(dòng)通信設(shè)備的示例性縮放、限制、與量化過程，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖9是框圖，其闡釋圖4的系統(tǒng)的移動(dòng)通信設(shè)備的示例性干擾估計(jì)過程，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖10是說明性繪圖，其描繪圖4的系統(tǒng)的移動(dòng)通信設(shè)備的示例性存儲器要求，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖11-15是圖4的系統(tǒng)的移動(dòng)通信設(shè)備的示例性誤比特率(BER)圖形，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
按照要求，這里公開本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施例；然而，需要理解的是，公開的實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例，本發(fā)明可以以各種形式實(shí)施。因此，這里公開的特定結(jié)構(gòu)與功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制型的，而僅僅作為權(quán)利要求書的基礎(chǔ)，并作為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以基本上任何適宜的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)以各種方式使用本發(fā)明的表示基礎(chǔ)。進(jìn)一步地，這里使用的術(shù)語與短語無意是限制性的，而是提供對本發(fā)明的可理解的描述。
術(shù)語“一”，如這里所使用的那樣，被定義為一或超過一。術(shù)語“多”，如這里所使用的那樣，被定義為二或超過二。術(shù)語“另一”，如這里所使用的那樣，被定義為至少第二或更多。術(shù)語“包括”和/或“具有”，如這里所使用的那樣，被定義為包括(即，開放語言)。術(shù)語“連接”，如這里所使用的那樣，被定義為連接，盡管不一定是直接地，并且不一定是機(jī)械地。術(shù)語“程序”、“軟件應(yīng)用程序”等，如這里所使用的那樣，被定義為被設(shè)計(jì)為在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行的指令序列。程序、計(jì)算機(jī)程序、或軟件應(yīng)用可包括子函數(shù)、函數(shù)、過程、對象方法、對象實(shí)現(xiàn)、可執(zhí)行應(yīng)用、applet、servlet、源代碼、目標(biāo)代碼、共享庫/動(dòng)態(tài)連接庫和/或其它被設(shè)計(jì)為在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行的指令序列。
遵照優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明有利地克服了現(xiàn)有技術(shù)的問題，其包括在接收器反縮放與符號塊相關(guān)聯(lián)的軟度量，以及噪聲/干擾水平的估計(jì)，并于其后限制和量化它們。本發(fā)明的好處是雙重的它允許高效存儲軟度量，并且在特定場景(例如跳頻)中還提供對干擾的內(nèi)在的魯棒性。
在使用符號的軟決策與塊處理的數(shù)字通信系統(tǒng)(例如圖1中的卷積編碼系統(tǒng)和圖2中的跳頻系統(tǒng))中，解調(diào)制/解碼過程所需的存儲量可能過大。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供一種方法，其用于在接收器的前端高效地存儲進(jìn)來的度量，而鏈路性能損失最小。在某些場景(例如圖3中的跳頻場景)中，此過程還提供對干擾的內(nèi)在的魯棒性。
圖4中闡釋由本發(fā)明的示例性實(shí)施例使用的兩個(gè)無線設(shè)備的用戶的物理配置400。物理配置400包括兩個(gè)用戶，每一用戶具有一無線設(shè)備，無線設(shè)備A 402與無線設(shè)備B 404。兩個(gè)用戶使用這兩個(gè)無線設(shè)備來彼此或與其它用戶(未顯示)通信。盡管在此示例中闡釋兩個(gè)用戶，以提高解釋的清晰度，需要理解的是，這些實(shí)施例的特性也操作在具有多個(gè)用戶的環(huán)境中。無線設(shè)備可彼此直接通信，或者可經(jīng)由諸如蜂窩式基站406等中繼系統(tǒng)通信。
圖5中顯示示例性移動(dòng)用戶設(shè)備402的框圖。無線設(shè)備402包含天線502；至少一個(gè)收發(fā)器504，其具有發(fā)射器506、接收器508、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)507、數(shù)字信號處理器(DSP)509以及解碼器/編碼器516，其被設(shè)計(jì)為為其對應(yīng)的系統(tǒng)的頻率與特性而發(fā)射、接收、編碼與解碼無線信號。
移動(dòng)用戶單元402還包括一或多個(gè)處理器/控制器502，其處理指令，進(jìn)行計(jì)算，并管理通過無線設(shè)備402的信息流。無線設(shè)備402也包括主存儲器510，其包含程序存儲器626與數(shù)據(jù)存儲器610(圖6中更詳細(xì)地顯示)，優(yōu)選地，隨機(jī)存取存儲器(RAM)，并且還可包括輔助存儲器512。另外，處理器520可通信地連接到主存儲器510。在主存儲器之內(nèi)包括用戶接口602、操作系統(tǒng)平臺604、蜂窩棧608與膠合軟件(glue software)606，如圖6中更詳細(xì)的顯示。操作系統(tǒng)平臺604管理資源，例如存儲在數(shù)據(jù)存儲器610中的消息數(shù)據(jù)612、任務(wù)調(diào)度，并處理程序存儲器626中蜂窩棧608的操作。
操作系統(tǒng)平臺604還管理基于圖形和/或字符的顯示界面530，遵照本示例，其控制顯示屏528。對于信息的視覺輸出，經(jīng)由屏幕528向無線設(shè)備402的用戶顯示信息，而對于聽覺輸出，經(jīng)由揚(yáng)聲器524。用戶輸入接口包括小鍵盤518與麥克風(fēng)526，其用于從無線設(shè)備402的用戶接收輸入。另外，操作系統(tǒng)平臺604還以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員眾所周知的方式管理無線設(shè)備402的許多其它基本任務(wù)。
膠合軟件606可包括驅(qū)動(dòng)、棧、低層應(yīng)用程序編程接口(API)，并提供基本功能組件供操作系統(tǒng)平臺604和運(yùn)行在操作系統(tǒng)平臺604上的兼容應(yīng)用程序使用，以便管理與無線設(shè)備402中的資源和處理的通信。
存儲在主存儲器510中的其它組件包括緩沖，其包含軟度量614，其從進(jìn)來的信號接收；干擾功率估計(jì)器620，其用于確定對應(yīng)的軟度量614的干擾估計(jì)616；度量縮放器622，其用于提供一組縮放的度量618；以及限制器/量化器624，以提供高效地表示的度量的最終集合628。在后面的討論中將更詳細(xì)地解釋這些組件。
示例性無線設(shè)備402還包含電源522，以向無線設(shè)備402供電，例如電池、DC適配器、或AC適配器。
在其它可供選擇的實(shí)施例中，輔助存儲器512可包括其它相似的設(shè)備，以允許將計(jì)算機(jī)程序或其它指令載入無線設(shè)備402。這樣的設(shè)備可包括，比如說，移動(dòng)存儲單元與接口(未顯示)。其示例可包括程序卡與卡接口(例如在視頻游戲設(shè)備中可以找到的)，移動(dòng)存儲芯片(例如EPROM、或PROM)與相關(guān)聯(lián)的插槽，以及其它移動(dòng)存儲單元與接口，其允許從移動(dòng)存儲單元向無線設(shè)備402傳輸軟件與數(shù)據(jù)。
在此文檔中，使用術(shù)語“計(jì)算機(jī)程序介質(zhì)”、“計(jì)算機(jī)可用的介質(zhì)”、“機(jī)器可讀的介質(zhì)”與“計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)”來一般地指代介質(zhì)，例如主存儲器510與輔助存儲器512、移動(dòng)存儲驅(qū)動(dòng)器、硬盤驅(qū)動(dòng)器中安裝的硬盤與信號。這些計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品是向無線設(shè)備402提供軟件的手段。計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)允許無線設(shè)備402從計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)讀取數(shù)據(jù)、指令、消息或消息分組、與其它計(jì)算機(jī)可讀的信息。計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，比如說，可包括非易失性存儲器，例如軟盤、ROM、閃存、硬盤驅(qū)動(dòng)器存儲、CD-ROM、與其它永久存儲。這對于，比如說，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間傳輸信息(例如數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)指令)是有利的。進(jìn)一步地，計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)可包括暫態(tài)介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可讀的信息，例如網(wǎng)絡(luò)鏈路和/或網(wǎng)絡(luò)接口，包括有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)，其允許計(jì)算機(jī)讀取這樣的計(jì)算機(jī)可讀的信息。
通過此示例性系統(tǒng)描述各種軟件實(shí)施例。在閱讀此描述之后，如何使用其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和/或計(jì)算機(jī)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將變得顯而易見。
圖7與8中顯示了示例性操作流程圖與流程的一般格式。流程開始于步驟702，在時(shí)間間隔i期間接收一組軟度量614。第i符號時(shí)間期間的進(jìn)來的度量614以集合標(biāo)注表示為{Z(i)}。該集合中度量的數(shù)目取決于調(diào)制格式。在諸如PSK或QAM等格式中，每一符號間隔產(chǎn)生單個(gè)復(fù)度量，例如匹配濾波器的輸出。在M元FSK格式中，每一符號間隔從匹配濾波器組產(chǎn)生M個(gè)復(fù)度量，其中對于M個(gè)可能的狀況(tone)中的每一個(gè)有一專用濾波器。這些度量存儲在跨越2L+1個(gè)符號間隔的臨時(shí)存儲器緩沖中，以便能形成干擾功率的移動(dòng)平均估計(jì)。(注意L的值是任意的，典型地通過實(shí)驗(yàn)確定。必須考慮精確度(要求較高值)與時(shí)間約束(要求較低值)之間的折中。)在對(度量)進(jìn)行縮放之前，將度量存儲在此臨時(shí)緩沖中，其格式由A/D轉(zhuǎn)換器507與DSP 509指定，在某些DSP中可能為32位字。
接著，由干擾功率估計(jì)器620形成第i符號時(shí)間期間的干擾功率的估計(jì)(i)。在每一符號間隔期間，在步驟704，通過進(jìn)行初步符號決策，并遵照調(diào)制格式，使用每一接收的統(tǒng)計(jì)特性包括符號加干擾或者僅(包括)干擾的這一事實(shí)，可形成干擾功率的粗略估計(jì)symbol(i)。因?yàn)槠骄蓴_功率一般將隨時(shí)間緩慢地變化，其后，在步驟706(闡釋在圖9中)，可在長度為2L+1的兩邊窗口上對每符號干擾估計(jì)進(jìn)行平均，以給出干擾功率的更精確估計(jì)(i)。找到symbol(i)的好方法取決于系統(tǒng)，以后將詳細(xì)描述可用于移動(dòng)用戶單元或無線設(shè)備的示例性方法，例如Motorola公司的iDEN Talk-Around，以作為示例。需要注意的是，本發(fā)明描述的方法可應(yīng)用于任何使用分集合并的通信系統(tǒng)，特別是利用不相干調(diào)制的系統(tǒng)。
假定在感興趣的塊中有N個(gè)符號間隔。第i符號時(shí)間期間的干擾估計(jì)可寫作I^(i)=1(L+i+1)Σk=0i+LI^symbol(k),0≤i≤L-11(2L+1)Σk=i-Li+LI^symbol(k),L≤i≤N-L-11(L+N-i)Σk=i-LN-1I^symbol(k),N-L≤i≤N-1]]>(方程1)注意，(方程1)中的中間情形應(yīng)用于N個(gè)符號的塊的中間的間隔。第一情形應(yīng)用于緩沖區(qū)的開始的起始L個(gè)(間隔)之內(nèi)的間隔，其中窗口在時(shí)間上向后伸展，在窗口中沒有L個(gè)點(diǎn)可用。最后的情形應(yīng)用于緩沖區(qū)的末尾的最后L個(gè)(間隔)之內(nèi)的間隔，其中窗口在時(shí)間上向前伸展，在窗口中沒有L個(gè)點(diǎn)可用。在這些間隔靠近端點(diǎn)的特殊情形中，使用少于2L+1項(xiàng)，并相應(yīng)地對估計(jì)進(jìn)行加權(quán)。
在形成干擾功率的估計(jì)(i)616之后，在步驟708，度量縮放器622其后在第i符號時(shí)間期間將度量集{Z(i)}614除以(i)616，以給出度量的縮放集{W(i)}618。在步驟710與712，限制器/量化器624其后執(zhí)行限制/量化流程，以給出高效地表示的度量集{X(i)}628，其被寫出到存儲器緩沖，以輸入到解調(diào)制/解碼流程。
為更詳細(xì)地闡釋本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并且也闡述其優(yōu)點(diǎn)，將描述Motorola的iDEN Talk-Around中縮放/限制/量化流程的使用。Talk-Around使用具有不相干解調(diào)制的8-FSK調(diào)制與跳頻。采用跳頻以便向系統(tǒng)給出分集，其中遵照其對于音頻質(zhì)量的重要性，在兩或三跳上重復(fù)8-FSK符號，如話音信道流程(VCP)中規(guī)定的那樣。Talk-Around還使用具有時(shí)間交織的前向糾錯(cuò)(FEC)?；氐綀D1與2中概述的示例，Talk-Around會從度量的高效存儲顯著受益。而且，Talk-Around操作在無許可證的工業(yè)、科學(xué)、與醫(yī)療(ISM)頻帶中，從而易受干擾。因此，本發(fā)明的內(nèi)在的干擾拒絕能力也是有利的。
第一步驟是確定如何估計(jì)symbol(i)，特別是在Talk-Around中?？紤]8-FSK系統(tǒng)，其操作在Rayleigh衰減信道中，其存在譜高度為N0/2的白高斯噪聲。第i符號時(shí)間期間匹配濾波器組的接收的復(fù)決策統(tǒng)計(jì)特性給出如下Yk(i)=γ(i)+Nk(i),ω(i)=ω(k)Nk(i),ω(i)≠ω(k)]]>(方程2)而幅度平方值將用在不相干解調(diào)制/解碼過程中Zk(i)=|Yk(i)|2=|γ(i)+Nk(i)|2,ω(i)=ωk|Nk(i)|2,ω(i)≠ωk,k=0,1,...7]]>(方程3)在這些方程中，衰減過程γ(i)是零均值復(fù)高斯隨機(jī)變量，其實(shí)部與虛部分別具有0.5的方差。γ(i)的幅度具有Rayleigh分布，而平均功率 是一致的。而且，噪聲Nk(i)是零均值高斯隨機(jī)變量，其實(shí)部與虛部相互獨(dú)立，且分別具有σ2＝(2Es/N0)-1的方差，其中Es為每符號平均能量。Nk(i)也獨(dú)立于i的不同值并獨(dú)立于k的不同值。
從(方程3)，8個(gè)Zk(i)中的7個(gè)由噪聲組成，而它們中的一個(gè)由信號加噪聲組成。如果現(xiàn)在將具有最高幅度的度量宣布為信號，則假定剩余的7個(gè)度量僅為噪聲。因此，用于估計(jì)symbol(i)的一種合乎邏輯的方法是形成基于平均值的估計(jì)如下Isymbol,mean(i)=17Σk=0Zk(i)≠max7Zk(i)]]>(方程4)其后在(方程1)中使用symbol(i)的這個(gè)估計(jì)，以給出(i)，其被用來獲取度量的縮放集{W(i)}＝{Z(i)}/(i)?？梢燥@示，度量的縮放集{W(i)}中的功率是ENOISE[{W(i)}]=|γ(i)|22σ2+1,ω(i)=ωk1,ω(i)≠ω(k),k=0,1,...,7]]>(方程5)這樣，8個(gè){W(i)}中的7個(gè)由總功率為1.0的噪聲組成，而{W(i)}之一由總功率為1.0的噪聲加上信號分量|γ(i)|2/2σ2組成。度量集{W(i)}現(xiàn)在集中在接近1.0的范圍。
度量的縮放集現(xiàn)在具有相對固定的動(dòng)態(tài)范圍，這使得限制/量化的任務(wù)直截了當(dāng)。在使用軟決策解碼的系統(tǒng)中，一般有一門限，可剪切任何超過它的信號而不使性能退化。基本上，在某些點(diǎn)，信號足夠強(qiáng)，使得可有少量錯(cuò)誤(如果有的話)，而如果降低信號水平的話，仍然不會使性能退化。該水平必須實(shí)驗(yàn)地查找。而且，因?yàn)閧W(i)}表示幅度平方的量，它們不能低于零，因此在范圍的低端不需要剪切。如果任何超過門限T的值被剪切，則量化過程必須覆蓋的值的范圍現(xiàn)在為有限范圍0≤{W(i)≤T}。
高效存儲方法的此部分的最終步驟是以線性步長量化該范圍。使用盡可能最小的級別數(shù)目，從而要求較少的比特來表示它們，顯然是所希望的。為使性能不退化而要求的級別數(shù)目也是必須實(shí)驗(yàn)地查找的。
使用基于平均值的估計(jì)，如剛剛描述的那樣，有助于闡述本發(fā)明后面的思想，但對于估計(jì)symbol(i)而言，其它流程也可能是所希望的。一旦已選擇Zk(i)的最大值，用于估計(jì)symbol(i)的另一方法可以是采用剩余7個(gè)度量的最大值，這些度量被假定為僅包含噪聲。基于最大值的估計(jì)有symbol，2nd-max(i)＝2nd-max{Zk(i)} (方程6)此估計(jì)器的效果將與使用基于平均值的方法時(shí)看到的類似。例如，度量的縮放集{W(i)}的功率將在相對受限的范圍之內(nèi)，如對于基于平均值的估計(jì)在(方程5)中所見的那樣，但是為不同的范圍。在出現(xiàn)窄帶干擾物的情形中，或者當(dāng)有另一類似信號在地理上靠近的位置發(fā)射時(shí)，基于最大值的估計(jì)可能執(zhí)行得更好。
對于大多數(shù)利用相干分集合并的系統(tǒng)而言，最大比合并(MRC)流程內(nèi)在地為最優(yōu)方法。此方法要求估計(jì)每一分集分支上的信號功率，其后以該值對該分支上的度量進(jìn)行加權(quán)。當(dāng)與分集分支相關(guān)聯(lián)的信道處于深度衰減時(shí)，降低來自該分支對合并的度量的貢獻(xiàn)，因?yàn)樵摲种系男盘柟β实汀ｎ愃频?，具有?qiáng)信號的分支得到更重的加權(quán)，并對合并的度量貢獻(xiàn)更多。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例可能對于使用不相干解調(diào)制的系統(tǒng)最為有利。優(yōu)選的示例方法與MRC的不同之處在于，按干擾功率對每一分支上的度量反縮放，并且不使用信號功率。與未經(jīng)歷強(qiáng)干擾的分支相比，經(jīng)歷強(qiáng)干擾的分支將得到較低加權(quán)。然而，在兩個(gè)分支未經(jīng)歷強(qiáng)干擾，但一分支具有比另一分支更高的信號水平的場景中，具有更佳信號的分支并未得到更重的加權(quán)。
為證明本發(fā)明的好處，考慮在iDEN Talk-Around的話音信道流程(VCP)中，當(dāng)進(jìn)行幅度平方的分集合并時(shí)，每一270ms的VCP幀將具有要輸入到1/3速率的Viterbi解碼器的126個(gè)I類符號，要輸入到2/3速率的Viterbi解碼器的98個(gè)II類符號，以及要解調(diào)制的96個(gè)未編碼的III類符號。這樣，有320個(gè)符號，其度量必須得到存儲。對于每一符號有8個(gè)度量，這是因?yàn)檎{(diào)制是8-FSK。假定(方程3)中每一未縮放的幅度平方的度量要求存儲器的一個(gè)32位字，或兩個(gè)16位字。這樣，在能夠進(jìn)行任何解調(diào)制/解碼之前要求的總存儲器為(320符號)(8度量/符號)(2字/度量)＝5120字(方程7)或5K。如果使用雙緩沖，則要求為10K。
相反，考慮使用本發(fā)明的優(yōu)選的縮放/限制/量化實(shí)施例，其中采用基于最大值的干擾估計(jì)，移動(dòng)平均中L＝10點(diǎn)每邊。將縮放的度量限制到門限8.0，量化到6比特，使得步長為0.125。其后，將它們作為8(而非32)比特度量存儲。這樣，存儲器要求減少到1/4，為1.25K，或者在雙緩沖時(shí)為2.5K。
可以預(yù)期，使用縮放的度量將使誤比特率(BER)性能多少有些退化。然而，此退化很小，而從本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)獲得了顯著的對干擾的魯棒性。
根據(jù)對音頻質(zhì)量的重要性，iDEN Talk-Around的VCP定義了三類聲碼器比特。每一類接收不同數(shù)量的前向糾錯(cuò)(FEC)/分集，如圖10中所見的那樣。在圖11中，顯示了所有三類比特的誤比特率，其中使用縮放/受限/量化的度量的情形闡釋為虛線。為比較起見，還顯示了未使用縮放/限制/量化的情形的誤比特率。注意，作為縮放/限制/量化的結(jié)果，僅有大約0.2-0.3dB的退化。
如圖3的示例中顯示的那樣，強(qiáng)干擾在各跳之一上的出現(xiàn)潛在地可能支配合并的度量。在圖12的誤比特率結(jié)果中，出現(xiàn)帶寬為50kHz的單個(gè)窄帶干擾物，其關(guān)于接收的信號的功率的近遠(yuǎn)比為20或40dB。在圖13中，為帶寬為1.25MHz的寬帶干擾物顯示類似的曲線。兩種情形中經(jīng)歷的退化顯然是嚴(yán)重的，其底限在不可接受地高的錯(cuò)誤率。兩種情形中的干擾物使無線通信系統(tǒng)基本上不可操作。
現(xiàn)在，圖14中的結(jié)果顯示本發(fā)明的優(yōu)選的縮放/限制/量化實(shí)施例對于具有窄帶干擾的系統(tǒng)的好處。干擾的效果基本上完全被壓制，甚至當(dāng)以40dB的近遠(yuǎn)比接收時(shí)也是如此。在圖15中，顯示操作在寬帶干擾的系統(tǒng)的結(jié)果。當(dāng)近遠(yuǎn)比為20dB時(shí)，在圖中的大多數(shù)點(diǎn)上，系統(tǒng)經(jīng)歷小于1dB的退化。當(dāng)近遠(yuǎn)比增加到40dB時(shí)，退化增加，但與圖13的情形(其中經(jīng)歷的差錯(cuò)底限為大約5％的BER)相比，性能得到極大改善。
本發(fā)明可以以硬件、軟件、或硬件與軟件的組合來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的實(shí)施例也可嵌入在這樣的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中，其包括允許實(shí)現(xiàn)這里所述的方法的所有特性，并且在裝載到系統(tǒng)中時(shí)，能夠執(zhí)行這些方法。計(jì)算機(jī)程序設(shè)備或計(jì)算機(jī)程序，如本發(fā)明中所使用的那樣，指示一組指令的任何語言、代碼或標(biāo)注形式的任何表達(dá)式，其意欲導(dǎo)致具有信息處理能力的系統(tǒng)直接地或者在以下兩者之一或全部之后執(zhí)行特定功能a)轉(zhuǎn)換到另一語言、代碼、或標(biāo)注；和b)以不同的材料形式重新生產(chǎn)。
除其它事物之外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可包括一或多個(gè)計(jì)算機(jī)與至少計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)，其允許系統(tǒng)從所述計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)讀取數(shù)據(jù)、指令、消息或消息分組、與其它計(jì)算機(jī)可讀的信息。計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)可包括非易失性存儲器，例如ROM、閃存、硬盤驅(qū)動(dòng)存儲器、CD-ROM、與其它永久存儲器。另外，計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)可包括，比如說，易失性存儲器，例如RAM、緩沖器、緩存存儲器、與網(wǎng)絡(luò)電路。進(jìn)一步地，計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)可包括臨時(shí)狀態(tài)介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可讀的信息，例如網(wǎng)絡(luò)鏈路和/或網(wǎng)絡(luò)接口，包括有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)，其允許計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取這樣的計(jì)算機(jī)可讀的信息。
計(jì)算機(jī)程序(也稱計(jì)算機(jī)控制邏輯)存儲在主存儲器510和/或輔助存儲器512中。計(jì)算機(jī)程序亦可經(jīng)由一或多個(gè)無線接收器“無線”地接收。這樣的計(jì)算機(jī)程序在執(zhí)行時(shí)允許無線設(shè)備402執(zhí)行如這里所討論的本發(fā)明的特性。特別地，計(jì)算機(jī)程序在執(zhí)行時(shí)允許處理器520執(zhí)行無線設(shè)備402的特性。相應(yīng)地，這樣的計(jì)算機(jī)程序表示無線設(shè)備402的控制器。
盡管已公開本發(fā)明的特定實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，可對特定實(shí)施例進(jìn)行各種修改，而不偏離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)與范圍。因此，本發(fā)明的范圍并不受限于特定實(shí)施例。
進(jìn)一步地，所附權(quán)利要求書意欲覆蓋本發(fā)明范圍之內(nèi)的所有這樣的應(yīng)用、修改、與實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種方法，其包括接收與符號塊相關(guān)聯(lián)的軟度量集，每一軟度量已在預(yù)先確定的時(shí)間間隔期間被接收；使用所述軟度量集來形成初始干擾功率估計(jì)；形成與每一預(yù)先確定的時(shí)間間隔相對應(yīng)的干擾功率的移動(dòng)平均估計(jì)；和遵照對應(yīng)的干擾功率估計(jì)縮放所述軟度量集而產(chǎn)生縮放的度量集。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中使用基于平均值的估計(jì)形成所述初始干擾功率估計(jì)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中使用基于最大值的估計(jì)形成所述初始干擾功率估計(jì)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的縮放所述軟度量集的步驟包括將所述軟度量集中的每一度量除以在所述的預(yù)先確定的時(shí)間間隔中獲得的對應(yīng)的干擾功率估計(jì)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括限制所述的縮放的度量集的動(dòng)態(tài)范圍；線性量化所述的受限的度量；和將所述的線性量化的受限的度量輸出到存儲器緩沖。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其進(jìn)一步包括使用所述的線性量化的受限的度量作為解碼器的輸入。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中輸出到所述存儲器緩沖的線性量化的受限的度量的大小小于存儲在存儲器中的所接收的軟度量的大小。
8.一種無線設(shè)備，其包括至少一個(gè)發(fā)射器，其用于發(fā)射數(shù)據(jù)信號；至少一個(gè)接收器，其用于接收與符號塊相關(guān)聯(lián)的軟度量集，每一軟度量已在預(yù)先確定的時(shí)間間隔期間被接收，使用所述軟度量集來形成初始干擾功率估計(jì)，形成與每一預(yù)先確定的時(shí)間間隔相對應(yīng)的干擾功率的移動(dòng)平均估計(jì)，并遵照對應(yīng)的干擾功率估計(jì)縮放所述軟度量集而產(chǎn)生縮放的度量集；解碼器/編碼器，其通信地連接到所述至少一個(gè)接收器與所述至少一個(gè)發(fā)射器，用于解碼與編碼數(shù)據(jù)信號；和處理器/控制器，其通信地連接到所述解碼器/編碼器，用于處理所述至少一個(gè)無線設(shè)備的信號。
9.一種通信系統(tǒng)，其包括無線網(wǎng)絡(luò)，其包括至少一個(gè)小區(qū)；和至少一個(gè)無線設(shè)備，其用于與所述至少一個(gè)小區(qū)進(jìn)行無線通信，所述至少一個(gè)無線設(shè)備包括至少一個(gè)發(fā)射器，其用于發(fā)射數(shù)據(jù)信號；至少一個(gè)接收器，其用于接收與符號塊相關(guān)聯(lián)的軟度量集，每一軟度量已在預(yù)先確定的時(shí)間間隔期間被接收，使用所述軟度量集來形成初始干擾功率估計(jì)，形成與每一預(yù)先確定的時(shí)間間隔相對應(yīng)的干擾功率的移動(dòng)平均估計(jì)，并遵照對應(yīng)的干擾功率估計(jì)縮放所述軟度量集而產(chǎn)生縮放的度量集；解碼器/編碼器，其通信地連接到所述至少一個(gè)接收器與所述至少一個(gè)發(fā)射器，用于解碼與編碼數(shù)據(jù)信號；和處理器/控制器，其通信地連接到所述解碼器/編碼器，用于處理所述至少一個(gè)無線設(shè)備的信號。
全文摘要
本發(fā)明公開一種系統(tǒng)、無線設(shè)備(402)與方法，其在預(yù)先確定的時(shí)間間隔期間接收與符號塊相關(guān)聯(lián)的軟度量集(614)，使用所述軟度量集(614)來形成初始干擾功率估計(jì)，形成與每一預(yù)先確定的時(shí)間間隔相對應(yīng)的干擾功率的移動(dòng)平均估計(jì)(616)，并遵照對應(yīng)的干擾功率估計(jì)縮放所述軟度量集(614)而產(chǎn)生縮放的度量集(618)。其后，它們限制該縮放的度量集(618)的動(dòng)態(tài)范圍，線性地量化受限的度量，并將線性地量化的受限的度量(628)輸出到存儲器緩沖。存儲器緩沖的大小包含線性量化的受限度量(628)，小于儲存接收到的軟度量(614)所需的存儲器緩沖。線性量化的受限度量(628)隨后用作解碼器的輸入。
文檔編號H04L27/06GK1836373SQ200480023138
公開日2006年9月20日 申請日期2004年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月13日
發(fā)明者布雷德利·J·雷恩博爾特, 史蒂芬·R·卡爾塞洛 申請人:摩托羅拉公司