用於無線通信中的接收分集控制的設備的製作方法

2023-07-15 02:34:56 1

專利名稱：用於無線通信中的接收分集控制的設備的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及無線通信並且更具體地涉及在無線通信系統中的多天線接收 分集。
背景技術：
多天線接收分集指的是在無線通信設備中處理在多個接收鏈(receive chain)中 的多個接收信號。至少兩個天線向接收器單元提供了兩個不同的輸入信號，由此向通信鏈 路提供了所接收的信號分集。特別地是，由於每個多路徑不同地出現在每個天線上，所以多 個天線提供了空間分集。因此，多路衰減效應在接收路徑之間並沒有被強有力地彼此相關。 結果，接收分集改進了呼叫和數據傳輸質量並且還增加了網絡容量。組合多個接收器鏈的輸出以便在解碼之前更好地估計符號。在本領域中已知的組 合方法包括但不局限於最小均方誤差(Minimum MeanSquared Error MMSE)合併、最大比率 合併、等增益合併和選擇合併。多天線接收分集的主要缺點在於每個接收器鏈都消耗電力， 特別是在射頻(RF)和該鏈的模擬部分中。多天線接收分集能夠顯著地增加前向鏈路容量。容量增加可以被轉化為更高的吞 吐量、更低的基站發送功率、更低的誤幀率(FER)或其組合。接收分集的一個缺點是用於實 現並操作這種接收器的功率成本。另外，可能並不總是利用甚至需要接收分集的好處。在本領域中需要一種控制方法和設備，用於當諸如更大的鏈路容量、更高的吞吐 量、更低的發射功率和更低的錯誤率之類的好處可用時使用多天線接收分集，並且當所述 好處不證明更高的功率成本是合算的時不使用多天線接收分集。因而，需要能夠控制接收 分集以便在無線通信裝置中優化在接收分集的好處和接收分集的功率消耗之間的權衡。

發明內容
—種移動裝置包括接收器單元，該接收器單元具有實現多天線接收分集的至少兩 個接收器。被耦合來控制接收器的控制單元產生至少一個網絡容量指示器，該指示器測量 至少一個網絡資源的分配。控制單元還產生至少一個質量指示器，其測量在移動裝置和網 絡之間業務鏈路的性能。控制單元根據網絡容量指示器和質量指示器來有選擇地控制該接 收器單元應用多天線接收分集模式。在一個實施例中，被連接到控制單元的計時器單元能 夠在一定時段內啟用接收分集。在另一實施例中，控制單元對來自在移動裝置上操作的應 用的輸入作出響應。在另一實施例中，控制單元監視移動裝置的操作狀態的狀態信息，並且 根據該狀態信息來控制接收分集的應用。



圖1是其中可以使用多天線接收分集的無線通信網絡100的實例；圖2是具有兩個或多個天線和兩個或多個接收器的部分移動站的示意圖；圖3示出了依照一個實施例的分集控制單元的框圖；圖4是用於示出多天線接收分集考慮事項的框圖；圖5是依照一個實施例的分集控制的流程圖；圖6是示出用於應用多天線接收分集的一個實施例的流程圖；圖7示出了用於考慮多個指示器來控制多天線接收分集的一個實施例；圖8是示出被實現來改進接收開銷或控制消息的多天線接收分集控制的一個實 施例的流程圖；圖9示出了分集控制方法的可選實施例。
具體實施例方式圖1是其中可以使用多天線接收分集的無線通信網絡100的實例。移動站110可 以是移動或靜止的，並且它可以與一個或多個基站120通信。移動站110，這裡也被稱為「移 動體(mobile) 」，通過連接到基站控制器130的一個或多個基站120發送和接收語音或數據 或者它們兩者。基站120和基站控制器130是被稱作接入網絡的網絡的組成部分。基站控 制器130連接到有線線路網絡140。然後接入網絡向基站120以及在基站120之間傳輸語 音或數據。接入網絡可以進一步被連接到該接入網絡之外的附加網絡，諸如有線電話系統、 公司內部網或網際網路，所有這些網絡可以組成有線線路網絡140的一部分。接入網絡可以 在每個訪問移動站110和這種外部網絡之間傳輸語音和數據。已經與一個或多個基站120建立活動業務信道(active trafficchannel)連接的 移動站110被稱作活動移動站，並且被認為處於業務狀態。處於與一個或多個基站120建 立活動業務信道連接過程中的移動站110被認為處於連接建立狀態。由移動站110所使用 的向基站發送信號的通信鏈路被稱作反向鏈路150。基站用來向移動站發送信號的通信鏈 路被稱作前向鏈路160。多天線接收分集可以顯著地增加無線通信系統的前向鏈路容量。注意，遍及此說 明書，術語「接收器分集」也被用來指「接收分集」。雖然多天線接收分集導致開銷成本，然而 無線系統的操作環境可以通過簡單地操作單個接收器鏈來實現啟用多天線接收分集操作 的好處。為了平衡降低功率使用的目標同時利用在這種環境中多天線接收分集的好處，希 望在移動站110中控制多天線接收分集操作。多天線接收分集控制可能會操作來當其只提 供少量好處時關閉接收分集，並且由此節約電能，並且當它可能是有益的時打開接收分集。目前描述的實施例包括用於控制多天線接收分集的應用的方法和設備，以用於節 約電能同時在需要時能夠保留接收分集的好處的目的。如在此所述，在其它準則之間，響應 於操作條件、傳輸要求和用戶設置來控制多天線接收分集。用於啟用或禁止接收分集操作 的特定條件取決於如在此所述的移動體操作的標準。這裡所描述的用於控制移動多天線接收分集的方法適用於使用不同多路訪問配 置的任何無線通信系統，諸如，但不局限於碼分多址(CDMA)、頻分多址(FDMA)、正交頻分 多路復用(OFDM)或時分多址(TDMA)。CDMA多路訪問配置的例子包括但不局限於TIA/EIA/IS-95、TIA/EIA/IS-2000 或 cdma2000、lxEV-DO、lxEV_DV、802. 11a,802. lib,802. llg、 802. IlruWIMAX和WCDMA。這裡所描述的實施例可以用於任何無線系統，其中無線系統具有 連接到兩個或多個操作接收器的兩個或多個天線(即，在給定通信配置的移動站中，一個 接收器加上一個或多個分集接收器)。 圖2是具有兩個或多個天線和兩個或多個接收器的部分移動體200的示意圖。移 動體200可以類似於圖1中的移動站110。其中這裡所描述的具體實施例相對於兩個的分 集度來描述，(即兩個天線、兩個接收器或兩個接收器鏈)，這些實施例用於清楚描述而並 不意味著排除其它分集度。這裡所描述的本發明適用於具有兩個或更多天線和兩個或更多 接收器或兩個或更多接收器鏈的多天線接收分集。在此公開中，術語「多天線接收分集」或 「接收分集」意思是處理從兩個不同的天線所接收的兩個信號以便提取所發送的信息(例 如，語音或數據)。術語「接收器」用來表明主要的接收器鏈，以及用於接收操作的部分接收 器鏈，無論在那時是否使用多天線接收分集。術語「分集接收器」表明附加接收器、接收器 鏈或部分附加接收器鏈，用於當多天線接收分集可操作時提供分集。因此，具有兩分集度的 通信裝置具有兩個天線，一個接收器加上一個分集接收器。此外，接收器、接收器鏈或部分 接收器鏈可以被集成到單晶片中或分布在多個晶片中。接收器、接收器鏈或部分接收器鏈 也可以連同無線裝置的其它功能一起被集成到晶片中。在圖2所圖示的一個實施例中，當一個或多個分集接收器(220，230或240)能夠 結合接收器210操作時啟用多天線接收分集。接收器210和分集接收器(220，230和240) 向解調器/合併器250提供輸入。接收器210可以包括接收器的RF模擬前端部分以及其 它功能和操作，包括RF、模擬、解調、解碼及依照任何組合的其它接收器任務。解調器/合 並器250合併接收器210和分集接收器220-240的輸出，並且向解碼器260提供輸出符號。 注意，當禁止多天線接收分集時，接收器210繼續向解碼器260提供輸出。解碼器260把該 符號轉化為比特。向數據宿/應用280提供該比特。分集控制單元270從解調器/合併器250或解碼器260或它們兩個的輸出中接收 指示器。分集控制單元270也接收了下面將要描述的其它指示器。如圖2的實施例中所示 的分集控制單元270使用符號和比特來確定是開啟還是關閉多天線接收分集。此外，分集 控制單元270獨立地或組合地使用各個其它操作條件和設置。分集控制單元270向分集接 收器220-240輸出控制信號295以便控制它們各自的操作。控制信號295可以是單個或多 個信號。此外，控制信號295可以是用於每個分集接收器220-240的獨立信號，或者可以是 用於所有分集接收器220-240的公共信號。還可以使用本領域中已知的各種技術來多路復 用、編碼或格式化控制信號295。在一個實施例中，可以使用計時器或時鐘272來實現用於接收分集操作的時段。 計時器272可以在分集控制被啟用並且保持預先確定或動態確定的時段時開始，在此之後 分集控制被禁止。注意，計時器272可以被實現來跟蹤分集控制以便優化分集控制過程。依 照這種方式，計時器272可能會使分集控制單元270存儲操作的分集控制方案，使該分集控 制單元270預測將來的操作。例如，計時信息可以使分集控制單元270調整該時段，在該時 段之後分集被禁止。圖3示出了依照一個實施例的分集控制單元300的框圖。分集控制的方法也可以 分布於整個硬體和軟體。分集控制單元(DCU) 300具有用於指示器的多個輸入，它們是信道操作條件305、錯誤率310、信號強度測量315、功率控制參數320 (例如，功率控制子信道)、 電池電平讀數325、服務質量要求330、應用要求335、用戶設置340、更高層的控制345、發射 器控制350和導頻信道信息355。分集控制單元300向分集接收器輸出控制信號390，該分 集接收器諸如在圖2中所示的接收器220、230、240。控制信號390可以是用於所有分集接 收器的一個單信號，用於每個分集接收器的獨立信號，或控制信號的多路復用或編碼組合。 此外，分集控制單元300可以分別地或組合地對任何指示器操作。如圖所示，D⑶300的任 何輸入可以被輸入多次，諸如信號強度測量315。這裡所描述的技術使用一個或多個指示器來確定是開啟還是關閉多天線接收分 集。圖4是用於示出多天線接收分集考慮事項的框圖。多天線接收分集控制400從網絡容 量指示器405、質量(用戶體驗)指示器415和/或移動體電池電平指示器425中接收一 個或多個指示器。在某些實施例中，使用網絡容量指示器405來控制多天線接收分集的應 用。在其它實施例中，使用也被稱為用戶體驗的質量指示器415來控制多天線接收分集的 應用。在其它實施例中，使用諸如移動體電池電平指示器425之類的其它考慮事項。在其 它實施例中，可以使用質量、網絡容量、移動體中的電池電平及其它指示器的不同組合。通常，在確定是否應用多天線接收分集時，考慮兩個網絡容量參數。一個參數識別 由網絡所分配的資源總量，並且第二參數識別移動體對網絡資源利用情況。如果網絡在網 絡資源(例如傳輸功率)方面沒有遭受高負載，那麼系統的確得益於應用多天線接收分集。 在此條件下，該網絡具有用於向用戶分配更多功率的資源。結果，該系統不會得益於應用多 天線接收分集。作為第二網絡容量考慮事項，如果移動體使用大量可用容量，那麼該移動體 開啟多天線接收分集。如果移動體使用少量的網絡可用容量，那麼該系統不會得益於應用 多天線接收分集。在發送語音的無線系統的一個實施例中，使用網絡資源負載和移動體對 網絡資源的利用兩者來判定是否開啟多天線接收分集。因而，如果移動體正在使用大量的 網絡容量並且系統無法承擔提供該容量，那麼該系統得益於應用多天線接收分集。圖5是依照一個實施例的分集控制的流程圖。在步驟410中，所述方法選擇一個 或多個指示器來分別地或組合地用於控制判定。下面將描述用於各個指示器的不同的指示 器選擇。在步驟420，所述方法建立指示器參數，包括選擇閾值，在該閾值啟用或禁止多天線 接收分集。在步驟430，所述方法在無線通信裝置操作期間監視至少一個網絡容量指示器和 至少一個質量指示器。在步驟440，所述方法判定指示器、指示器的組合、指示器的功能或作 為指示器的組合是否違反了分集控制準則以致啟用或禁止多天線接收分集。如果該指示器 並不屬於啟用多天線接收分集的範圍或禁止多天線接收分集的範圍，那麼在步驟430，該指 示器繼續被監視。如果指示器的確屬於啟用範圍或禁止範圍，那麼在步驟450啟用或禁止 多天線接收分集，並且在步驟430，該裝置繼續監視該指示器。在一個實施例中，利用所選擇 的分集控制判定指示器和參數來配置移動站。在另一實施例中，移動站響應於操作條件來 確定這些指示器和/或參數。已經與一個或多個基站建立活動業務信道連接的無線裝置被認為處於業務狀態。 在業務狀態中，無線裝置主動地接收並發送語音或數據或它們兩者。分集控制算法操作可 以取決於是使用語音還是數據業務。在數據業務中，算法可能需要更主動地開啟接收分集。 在一個實施例中，這可以通過與語音相比對於數據使用不同的閾值組來實現。然而，實質 上，語音和數據兩者可以使用類似的指示器來控制分集。在業務狀態中，接收分集被開啟以便在必要時向系統提供附加的前向鏈路容量，以便由於前向鏈路負載或由於不利的信道條 件而降低呼叫掉線的概率，並且以便滿足目標FER。所有這三個原因可能是高度相關的。例 如，只要滿足FER目標，那麼呼叫掉線的概率就非常低。如果要求基站增加其發射功率以便 降低FER，那麼前向鏈路容量可能會下降。移動站可以估計其前向鏈路功率使用和當前扇區負載來判定何時系統得益於可 以由多天線接收分集所提供的附加容量。系統容量信息並不直接可用於移動站；然而，移動 站可以使用可由其使用的指示器來估計系統的容量。這些指示器向移動站提供了用於開啟 或關閉多天線接收分集的手段。處於與一個或多個基站建立活動業務信道連接過程中的無線設備被認為處於連 接建立狀態。當無線設備處於連接狀態時，所述系統可以得益於啟用多天線接收分集。
在一個實施例中，移動站使用每幹擾密度的每碼片能量，被作為Ec/Io給出，或每 噪聲密度的每碼片能量，被作為Ec/Nt給出，來作為指示器。這些分別表明了導頻能量與幹 擾或噪聲的比率，如由移動站所見；這些比率值越低表明多天線接收分集可能會是有益的， 這是因為移動體相對於幹擾或噪聲接收了較少的信號能量。注意，使用Ec/Io來確定移動 站是否在基站的範圍之內。因為這些指示器可能波動，所以可以對這些指示器執行濾波或 平均操作。例如，可以使用具有適當時間常數的這些指示器的有限脈衝響應(FIR)濾波器 或無限脈衝響應(IIR)濾波器。另一有用的質量指示器是前向鏈路業務信道的FER。當錯誤數目在特定時間窗內 經過閾值時，多天線接收分集可以被開啟所指定的時間量或者直到FER降到可接受的閾值 以下。可以動態地實現多天線接收分集來實現所想要的FER。作為選擇，可以如下代替開 窗口來使用無限脈衝響應(IIR)濾波器IIR_FER_n = IIR_FER_(n_l)*A+current_frame_ status* (I-A)，其中，「η」是迭代指數，current_frame_status對通過的幀來說是0並且對 錯誤幀來說是1 ；並且A是IIR濾波器的時間常數。當得到的IIR_FER_n超過閾值時，可以 開啟多天線接收分集。IIR實現方式提供了計算有效的實例；然而，可以實現FIR或任何其 它濾波、平均或平滑方法來用於多天線接收分集控制。可以藉助各種手段來關閉多天線接收分集。在一個實施例中，多天線接收分集會 保持一段時間，在此之後多天線接收分集被關閉。在可選實施例中，根據諸如FER在「關閉」 閾值以下的給定準則來關閉多天線接收分集。注意，對於其它信道使用FER指示器可能產 生不同的閾值，這是因為每個信道可能具有不同的可接受的FER。除FER之外，分集控制可以響應於在本領域中已知的各種瞬時錯誤和錯誤率中的 任何一個。此外，任何這些瞬時錯誤或錯誤率可以隔離地或結合任何其它瞬時錯誤或錯誤 率來使用。因此，多天線接收分集控制可以對幀錯誤、消息錯誤、比特錯誤、符號錯誤、高級 分組錯誤和突發錯誤(burst error)作出響應。例如，可以在Viterbi或turbo解碼信道 之前計算符號錯誤率。這可以通過把所解碼的比特重新編碼為符號並且把這些重新編碼的 符號與所接收的符號相比較來實現。可以對符號的錯誤率以及任何其它瞬時錯誤或錯誤率 使用以上所描述的平滑和濾波方法。在業務信道中用於FER的方法也可以被擴展到其它信道。例如，可以使用控制信 道(諸如cdma2000信道中的前向專用控制信道(F_DCCH))的瞬時幀錯誤或FER來確定多 天線接收分集操作。可以如上所述來使用類似的濾波過程。此外，可以使用附加業務信道(諸如cdma2000中的前向輔助信道(F_SCH))的瞬時幀錯誤或FER來確定多天線接收分集。可選實施例可以實現其它指示器；例如，一個實施例把前向功率利用估計結合為網絡容量指示器。在此實施例中，移動站估計對目標為該移動站的前向鏈路數據信道所分 配的功率比例。前向鏈路功率的估計可以涉及總計前向鏈路功率，總計前向鏈路功率只考 慮分配給特定移動站的功率或者可以包括對其它移動站的功率測量。功率計算可以參考諸 如導頻或訓練序列的已知參考信號。例如，指示器可以把業務信道功率的估計體現為導頻 信道功率。於是分集控制算法當量度超過給定閾值時可以開啟接收分集並且當量度低於給 定閾值時關閉分集。在可選實施例中，前向信道質量的估計被用作接收分集控制指示器。在此實施例 中，根據諸如導頻或訓練序列的已知參考信號來導出前向信道質量。在又一實施例中，前向信道質量的估計被用作指示器，其中從所解調的諸如導頻 或訓練序列的參考信號的信號噪聲的估計來導出該前向信道質量。特別地，此實施例可以 把噪聲功率的估計應用到導頻信道功率。再者，分集控制算法在量度超過給定閾值時可以 開啟分集，並且當量度低於給定閾值時關閉分集。諸如cdma2000的許多無線標準使用功率控制來調製移動站和基站的發射功率以 便在改變的操作條件下滿足目標性能準則，同時提供了增加的網絡容量。在一個實施例中， 分集控制單元270使用前向鏈路外環功率控制的設置點來導出指示器。外環功率控制設置 點，典型地被作為每噪聲能量的每比特能量或Eb/No給出，提供了在移動站的接收器的給 定要求用以建立用於前向鏈路的目標以便滿足FER要求。前向鏈路功率控制設置點為高值 表明移動體需要更高的Eb/No來實現目標FER。在此情況下移動站可以得益於多天線接收 分集，這是因為兩個或多個接收鏈的組合降低了在接收器所要求的信噪比(SNR)的量。分集控制還可以使用前向鏈路內部功率控制判定。內部功率控制判定涉及由移動 站向基站所發送的命令，來降低或增加前向鏈路業務信道功率以便在移動站滿足Eb/No設 置點。使用向下命令來降低功率，並且使用向上命令來增加功率。這些命令應當在合理長 的時間幀上具有零平均值。如果平均值在向上方向偏離零，那麼這表明基站不能補償環境 條件。此指示器是特別有用的，這是因為一串向上命令不僅表明移動站需要更多功率，而且 表明因為被分配給移動體的前向鏈路業務信道功率處於最大值，或者因為基站的扇區已經 用盡了總的功率容量，所以基站不能提供更多功率。這兩個條件表明需要多天線接收分集 來降低前向鏈路上的系統負載。對於此實施例，系統使用快速的前向功率比特作為指示器來開啟或關閉接收器分 集。如果移動裝置發送大比例的向下命令(即，用於降低前向鏈路功率的命令)，那麼這表 明網絡正在向移動體分配最低的功率量。在此方案下，由於網絡並不得益於接收器分集的 激活，所以關閉接收器分集。在一個實施例中，當確定百分比的功率命令是向下命令時移動 體可以關閉接收器分集。類似地，分集控制可以使用反向鏈路功率控制設置點或判定。反向鏈路功率控制 設置點和判定與前向鏈路上的信道操作條件相關。反向鏈路功率控制命令被周期性地發送 到移動站並且可以用於分集的控制判定。在可選實施例中，分集控制還可以使用在前向鏈路外環功率控制的當前設置點和 從基站所接收的估計的信噪比之間的差(或差的FIR或IIR濾波)。該差應當在合理長的時間幀上具有零平均值。如果這在設置點高於所接收Eb/No的方向上偏離了零，那麼它表 明系統不能補償環境條件。分集控制可以使用活動集中的導頻數目作為指示器。較高的導頻數目可以表明更 混亂的環境並因而增加了將來出現錯誤的概率。此指示器可以被直接用來控制多天線接收 分集，或者可以用來改變其它指示器的閾值，諸如Ec/Io以上。
此外，搜索器所發現的未被解調的導頻數目在沒有被耙指(finger)的相干解調 利用的情況下向系統增加了幹擾。如先前指示器一樣，其也可以被直接用來或可以用來改 變另一指示器的閾值。活動集中導頻數目的增加還可以得益於短時間地開啟多天線接收分集，在該短時 間內增加了活動集的大小。這可以有助於呼叫質量。分集控制還可以對應用或用戶的特定要求作出響應。例如，某些流式(streaming) 視頻或多媒體應用可能要求更高的數據速率、更低的等待時間、恆定的比特率與低錯誤的 結合。諸如網絡瀏覽或FTP下載之類的突發性應用也可以通過啟用更高的傳輸速率來連續 地得益於接收分集。可以使用來自應用層的更高層控制或使用用戶設置來為這種應用啟用 分集控制。這種更高層的控制也可以來源於發射器。發射器事先知道數據有效負載要求。可 以通過各種方法來運用較高層控制以便通過業務信道或控制信道發送在本領域中所知的 控制信號。在另一實施例中，發射器可以在物理層控制多天線接收分集。這種應用要求可以與服務質量要求相符。應用或訂戶可以要求諸如低等待時間、低 錯誤或高速度之類的某些性能要求。在特定的實施例中，分集控制可以對這些要求作出響應。在又一實施例中，可以響應於電池讀取來進行接收分集控制判定。特別地，電流水 平或電池能量水平的測量可能表明需要節省功率。當電池充電相對滿時，對於其它指示器 可以有激活多天線接收分集的較低閾值。較低的電池電平可能導致需要較高的閾值來激活 接收分集，或者表明應當關閉接收分集。在一個實施例中，一旦收到物理層分組就開啟多天線接收分集。同時，設置計時 器。對於所接收的每個連續分組，復位計時器。當計時器期滿時，關閉接收分集。此過程可 以在不明確地識別驅動應用的情況下簡化監視接收分集控制的任務，同時確保對於分組數 據啟用多天線接收分集。圖6是示出用於應用多天線接收分集的一個實施例的流程圖。在接收分集控制中 所使用的所有指示器可以得益於在圖6中所示出的控制過程。控制過程保留兩個閾值Tmin 和1_。作為一個例子，使用用於發信號表明需要分集處於較低值(諸如Ec/Io)的指示器。 在步驟500，該過程把分集控制狀態初始化為開啟或關閉。在步驟514，該過程設置並監視 指示器或指示器的組合。在步驟522，該過程把指示器與Tmin相比較。當指示器小於或等 於Tmin時，在步驟532開啟分集。如果指示器小於Tmin，在步驟542，該過程監視指示器。如 果在步驟542該指示器大於Tmax，那麼在步驟552分集被禁止或者繼續處於禁止模式。可以 根據諸如移動站速度的環境條件來調整閾值。可以使用路徑的衰減頻率或其它指示器來估 計移動站的速度。對於發信號表示需要分集處於更高值的指示器來說，諸如FER，可以切換 Tmin和Tmax的角色。對於啟用和禁止分集控制來說保留獨立的閾值消除了某些操作條件和 變化會導致連續開啟和關閉多天線接收分集的可能。
在另一實施例中，多天線接收分集當被開啟時，可能被迫在最小時間量內繼續保 持，而不管所觀察的指示器的狀態。這可能會防止切換接收分集的開啟和關閉太快。快速 切換接收分集的開啟和關閉對系統可能是有害的。最小持續時間可以是恆定的或者可以根 據一個或多個指示器改變。可以組合以上指示器中的兩個或多個以便更好或更及時地對控制接收分集作出 判定。例如，可以組合地使用當前幀錯誤和當前Ec/Io測量來控制分集。可以孤立地或結 合其它指示器來使用用於接收分集控制的任何指示器。作為選擇，可以使用一些指示器來調整其它指示器的閾值。例如，可以如下使用活 動集中的導頻數目來調整用於FER的閾值 多天線接收分集的控制可以比簡單的開啟或關閉判定更加複雜。例如，接收分集 控制可以使用多值的閾值函數來根據指示器的值或指示器的函數開啟或關閉多個分集接 收器的子集。換句話說，分集控制的特定實施例可以被配置為其中並非所有分集接收器被 一次開啟或關閉。開啟或關閉多個分集接收器的子集使得能夠在接收器分集的好處和功率 消耗之間進行更精細的權衡。分集控制的又一實施例可以通過控制分集接收器本身的功率消耗來控制在接收 器分集和功率消耗之間的權衡。例如，通過調諧對RF的供電和分集接收器鏈中的模擬分 量，可以對於該鏈中的功率消耗權衡分集接收器的線性度或靈敏度。利用Ix EvDO來使用多天線接收分集控制的另一實施例。在IxEVDO中，移動體可 以處於兩種狀態之一空閒狀態(Idle State)或連接狀態(Connected State)。在空閒狀 態中，移動體具有與基站的主動會話但是並不與基站通信。它只解碼控制信道消息。在連 接狀態中，移動站處於與基站的主動連接中並且在基站的功率控制下。在空閒狀態中，移動站具有主動會話(active session)但是並不與基站通信，由 此該移動站只監視控制或開銷消息。在此狀態中，移動站可以進入睡眠模式達一定的持續 時間。睡眠時間的持續時間可以由支持具體協議的標準或規範來定義。睡眠時間的持續時 間可以由基站向移動站表明。在空閒狀態中，移動站可以開啟分集來降低控制信道消息的 消息錯誤率。移動站可以使用以下指示器來控制空閒狀態中的分集操作1)控制消息的瞬 時幀錯誤；或2)前向鏈路(FL)的信道質量測量。在第一種情況下，如果在給定時間窗內檢 測到一個或多個錯誤，那麼可以對於可調數目的連續控制消息開啟分集。在一個實施例中， 控制消息在控制信道上被發送。注意，分集控制可以被實現來降低其它開銷信道的FER。當 分集控制使用移動站的Ec/Io或Ec/Nt或SINR估計時，這些指示器可能遭受很大改變。從 而可以利用適當的時間常數或時間窗大小來使用這些指示器的FIR或IIR濾波版本。圖7圖示了用於考慮多個指示器來控制多天線接收分集的一個實施例。在步驟 802接收器計算FER。可以在時間窗內或使用IIR濾波來確定FER。在判定菱形塊810，接 收器確定FER是否大於閾值TFEK。如果所測量的FER大於Tfek，那麼處理繼續至步驟812以 便計算信道質量(Channel Quality CQ)。在步驟816，如果信道質量小於閾值TeQ，那麼在 步驟818接收器開啟分集。返回到判定菱形塊810，如果FER不大於TFEK，那麼處理繼續至步驟814以便關閉多天線接收分集。在一個實施例中，信道質量測量是Ec/Io。可選實施例 可以組合任何多種指示器。這些指示器可以存在或被評估以便有效、及時地控制接收分集。
圖8是示出被實現來改進接收開銷或控制消息的多天線接收分集控制的一個實 施例的流程圖。該過程在步驟700以分集被關閉開始。在步驟710移動站接收控制消息。 在步驟720解碼控制消息。如果在判定菱形塊730控制消息被成功地解碼，那麼處理繼續 至步驟710。否則，處理繼續至判定菱形塊740以便確定信道質量是否在閾值以下。在一個 實施例中，由SINR來測量信道質量。如果在判定菱形塊740信道質量在閾值以下，那麼在 步驟750，處理會開啟多天線接收分集控制。否則，處理返回到步驟710。如上文所論述，一旦多天線接收分集控制被啟用(即開啟)，那麼移動站可以使用 各種準則來禁止分集，包括但不限於1)時段期滿，該時段可以是分集控制指示器的函數； 2) SINR ；或3)其組合。在支持高分組數據速率發送的系統中，諸如支持IS-856規範的IxEvDO系統中，可 以在空閒狀態中開啟接收分集控制。分集可以繼續一定時段。這種時段可以或可以不取決 於指示器。類似地，分集可以保持直到SINR超過更高閾值。交替地，多天線接收分集控制 可以被開啟直到滿足多個準則。在連接狀態中，移動站與基站處於主動通信(activecommunication)，並且基站向 移動站主動地提供功率控制指令。在支持IS-856的系統中，基站並不改變被分配給移動站 的功率；相反地，基站的所有功率在給定時間被指向單個移動站。使用能夠啟用分集的移動 體，與非分集移動體相比較，更多數據可以在給定時段被轉送。結果，當與能夠啟用分集的 移動站通信時基站部分容量增加。在諸如文件傳輸協議(FTP)應用或網絡瀏覽器應用之類 的突發性通信業務應用中，關閉分集可能並不是有益的。通過開啟分集，可以在更短時間內 下載數據；更快的下載可以降低用於下載數據的功率。例如，下載到非分集移動體可能花費 更長時間並增加傳輸功率。另一方面，如果移動站從事於恆定的數據速率應用，諸如流式應用，那麼有選擇地 開啟並關閉分集可能是有益的。在此情況下，通過增加帶寬並不會減少下載內容所花費的 時間量。當移動站運行恆定數據速率的應用時，可以根據SINR的瞬時或濾波形式來控制接 收分集。此外，當移動站確定前向鏈路的信道質量時，移動站使用此信息來確定可以在FL 上的移動站成功接收的最大數據速率。然後移動站以此最大速率向有效地請求數據的基站 發送數據速率控制(DRC)消息。DRC可以被用作前向鏈路信道質量的指示器。在一個實施 例中，瞬時DRC值或DRC值的IIR濾波版本提供了前向鏈路質量的指示，並且可以被用作分 集控制指示器。另一有用的指示器可以是瞬時DRC值或DRC值的IIR濾波版本乘以移動體 近來的服務率。所產生的乘積提供了可由移動體支持的數據速率上限，其中如果所產生的 乘積小於由恆定數據速率的應用所要求的數據速率加上一定餘量，那麼可以開啟分集。圖9示出了分集控制方法的可選實施例。如果在判定菱形塊800移動站涉及恆定 數據速率的應用，那麼處理繼續至步驟802以便監視接收分集指示器。否則，在步驟806移 動站啟用分集。從步驟802繼續，當在步驟804移動站監視多天線分集控制(Multi-anterma DiversityControl MDC)指示器並且檢測到在分集控制範圍內的指示器值時，在步驟806 移動站啟用分集。否則，在步驟808移動站禁止分集。在連接狀態中所使用的指示器包括 但不局限於1)SINR，瞬時或IIR濾波；2) DRC值，瞬時或IIR濾波；或3)由服務率所標度的DRC值，其中DRC值可以是瞬時的或IIR濾波的。在一個實施例中，分集控制可以啟用多天線接收分集達最小時段，而不管所觀察 的指示器的狀態。這可能會進一步防止分集控制對於系統響應而太過快速地切換分集的開 啟和關閉。換句話說，開啟分集或關閉分集要求一定時間。保持分集開啟或關閉的最小時 段可以是恆定的或可以根據一個或多個指示器而改變。在支持其它 規範的系統中可以使用分集控制的其它實施例，該規範諸如用於提供 高速數據傳送的cdma2000的Ix EvDV模式。利用IxEvDV,特別地是，移動站可以從事於高 速數據傳送，同時從事於語音通信。移動站可以被分配有以下一個或多個信道分組數據信道(F_PDCH)分組數據控制信道(F_PDCCH)可以使用以下指示器來控制接收分集F_PDCH 的幀錯誤或 FER。F_PDCCH 的幀錯誤或 FER。F_PDCH或F_PDCCH的符號錯誤率。以上描述給出了用於在無線設備中控制多天線接收分集的方法和設備。可以響應 於操作條件、傳輸要求和控制設置來控制分集。有選擇地啟用分集使接收器能夠得益於多 天線接收分集，同時當不必用分集來增強性能時避免導致附加的功率負擔。獨立地或結合 地使用操作條件、傳輸要求和控制設置來確定諸如更高鏈路容量、更高數據吞吐量、更低發 送功率和更低錯誤率的移動體多天線接收分集的好處是否保證了啟用分集的較高功率成 本的合理。本領域中的那些技術人員將理解可使用任何多種不同科技和技術表示信息和信 號。例如，可能在以上描述中被引用的數據、指令、命令、信息、信號、比特、符號和碼片可由 電壓、電流、電磁波、磁場或粒子、光子或任何其組合進行表示。那些技術人員還可理解結合此處公開的實施例所描述的不同示例性邏輯塊、模 塊、電路和算法步驟可被實現為電子硬體、計算機軟體或兩者的組合。為了清楚地說明硬體 和軟體的可互換性，不同示例性組件、功能塊、模塊、電路和步驟已經在上文以其功能性進 行了一般性說明。這樣的功能是否被實現為硬體還是軟體取決於施加於整體系統的特定應 用和設計限制。熟練技術人員可為每一個特定應用以多種方式實現上述功能，但這樣的實 現結果不應該被理解為偏離本發明的範圍。結合本文公開的實施方式中描述的不同的說明性的邏輯方框、模塊以及電路可以 由設計來執行這裡所述功能的通用處理器、數位訊號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、 現場可編程門陣列(FPGA)或者其它可編程的邏輯設備、分立的門或電晶體邏輯、分立的硬 件組件或其任意組合來實現或執行。通用處理器可以是微處理器，但可選地，該處理器可以 是任何常規的處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器也可以由計算設備的組合來實 現，諸如DSP和微處理器、多個微處理器、一個或多個結合DSP內核的微處理器或其它這樣 的結構的組合。結合在此公開的實施方式描述的方法或算法的步驟可以直接包含在硬體中、由處 理器執行的軟體模塊中或者二者的組合中。軟體模塊可以駐留在隨機存儲器(RAM)、快閃記憶體、 只讀存儲器(ROM)、可擦可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦除只讀存儲器(EEPROM)、寄存器、硬碟、可移動磁碟、光碟只讀存取器(CD-ROM)或本領域已知的其它任何形式的存儲介 質中。可以將典型的存儲介質連接到處理器，使得處理器可以從存儲介質讀取信息以及向 存儲介質寫入信息。可選地，該存儲介質可以集成到處理器中。處理器和存儲介質可以存 在於ASIC中。可選地，處理器和存儲介質可位於用戶終端中作為分立組件。
提供在公開的實施例中的前述說明以使得本領域中的任何技術人員實現或使用 本發明。對這些實施例的不同更改對於本領域的技術人員來說是容易的，且此處定義的一 般原理可被施加到其它實施例，而不偏離本發明的精神或範圍。由此，本發明不被限制於此 處所示的實施例，符合與此處公開的原理和新穎特性相一致的最為廣泛的範圍。
權利要求
一種無線設備，其包括多天線接收分集單元，包括多個接收器，用於當啟用多天線接收分集模式時處理多個接收的信號；計時器單元，用於提供用來啟用所述多天線接收分集模式的時段；和控制單元，其被連接到所述多天線接收分集單元和所述計時器單元，用於產生至少一個指示器，用於基於所述時段的所述指示器來控制所述多天線接收分集模式的應用。
2.一種無線設備，其包括多天線接收分集單元，包括多個接收器，用於當啟用多天線接收分集模式時處理多個 接收的信號；和控制單元，其被連接到所述多天線接收分集單元，用於接收來自在所述無線設備上操 作的應用的輸入，用於基於所述輸入來控制所述多天線接收分集操作的應用。
3.如權利要求2所述的無線設備，其中，所述輸入包括物理層分組，用於基於所述分組 中的信息來控制所述多天線接收分集操作的應用。
4.如權利要求2所述的無線設備，其中，所述輸入包括數據速率控制消息，用於基於所 述消息來控制所述多天線接收分集操作的應用。
5.一種無線設備，其包括多天線接收分集單元，包括多個接收器，用於當啟用多天線接收分集模式時處理多個 接收的信號；和控制單元，其被連接到所述多天線接收分集單元，用於監視關於所述無線設備的操作 的狀態信息，並且用於基於所述狀態信息來控制所述多天線接收分集操作的應用。
全文摘要
本發明公開了一種無線設備，以及響應於操作條件、傳輸要求和控制設置，在無線設備中受到控制的接收器分集。分集控制通過在給定條件時啟用接收分集來降低功率消耗。獨立地或結合地使用操作條件、傳輸要求和控制設置來確定諸如更高鏈路容量、更高數據吞吐量、更低發送功率和更低錯誤率之類的多天線接收分集的好處是否使分集的較高功率成本合理。
文檔編號H04B1/00GK101888265SQ201010225158
公開日2010年11月17日 申請日期2005年3月4日 優先權日2004年3月5日
發明者B·C·巴尼斯特, E·G·小蒂德曼, F·烏盧珀納爾, G·A·布賴特 申請人:高通股份有限公司