接收電平測定系統的製作方法
2023-05-03 16:58:51 1
專利名稱：接收電平測定系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種接收電平測定系統，特別涉及碼分多址方式(CDMA)的移動通信系統基站測定來自移動站的信號接收電平的接收電平測定系統。
以下參照圖5，說明現有的接收電平測定系統。圖5是表示現有例的框圖。現有的接收電平測定系統由接收解調部101和電平測定部102構成。接收解調部101，解調由天線接收的接收信號，輸出解調數據序列；電平測定部102，對解調數據序列計算出信號電平的平均值。
在此，接收解調部101從由天線接收的來自各移動站的信號中去除載波分量，取出擴展頻帶的信號分量。接著，接收解調部101通過預先分配給各移動站的擴展碼，進行解擴。其結果，由接收解調部101輸出來自各移動站的I、Q信道的解調數據序列。
電平測定部102對解調數據序列(或包含解調數據序列的已知信號)，計算出1時隙的全部取樣點的信號電平的平均值。該平均值作為接收電平測定值由電平測定部102輸出。
接收電平一般會由於移動站移動而變化(衰變)。這時，接收電平因都卜勒效應，按照移動速度而變化，移動站的移動速度越快，該變化頻率(將其稱為都卜勒頻率)越高。
但是，在上述現有例中，與都卜勒頻率無關，通常在1時隙的全部取樣點測定電平，以其平均值作為接收電平，因此，在都卜勒頻率升高、相位變化變大的情況下，接收電平的測定值變得比實際信號電平還小，而產生測定誤差。
本發明的目的是提供一種接收電平測定系統，該系統即使在都卜勒頻率升高、相位變化大的情況下，也能高精度地測定接收電平。
本發明的接收電平測定系統，具有近似直線估算單元，以都卜勒頻率估算值對應的時間寬度作為直線近似接收信號的I、Q信道的解調數據序列的信號振幅；相位旋轉量估算單元，根據上述近似直線的斜率估算相位旋轉量；都卜勒頻率估算單元，根據上述相位旋轉量估算上述都卜勒頻率估算值；接收信號功率估算單元，根據上述近似直線估算接收功率。接收電平測定系統，還具有數據延遲單元，使上述解調數據序列延遲在上述近似直線估算單元中的近似直線估算處理所需的時間；噪音功率估算單元，將上述近似直線與由上述數據延遲單元延遲的解調數據序列的信號電平差分視為噪音分量並估算噪音功率。具有平均化處理單元，從由上述接收信號功率估算單元估算的接收信號功率估算值減去由上述噪音功率估算單元估算的噪音功率估算值，再進行平均化處理並作為接收電平測定值輸出。
而且，本發明的接收電平測定系統，具有近似曲線估算單元，用曲線近似接收信號的I、Q信道的解調數據序列的信號電平；相位旋轉量估算單元，根據上述近似曲線的微分係數估算相位旋轉量；都卜勒頻率估算單元，根據上述相位旋轉量估算上述都卜勒頻率估算值；根據上述近似曲線估算接收功率的單元；數據延遲單元，使上述解調數據序列延遲在上述近似曲線估算單元中的近似曲線估算處理所需的時間；噪音功率估算單元，將上述近似曲線與由上述數據延遲單元延遲的解調數據序列的差分視為噪音分量並估算噪音功率；平均化處理單元，從由上述接收信號功率估算單元估算的接收信號功率估算值減去由上述噪音功率估算單元估算的噪音功率估算值，再進行平均化處理並作為接收電平測定值輸出，上述近似曲線估算單元，用由上述都卜勒頻率估算值對應的次數的多項式所示的曲線來近似上述解調數據序列的信號振幅。
圖2是表示本發明第2實施例的框圖。
圖3(a)及圖3(b)是表示解調數據序列的信號振幅與其近似直線的關係圖。
圖4是表示解調數據序列的信號振幅與其近似曲線的關係圖。
圖5是表示現有例的框圖。
包括接收解調單元1，解調接收信號並輸出I、Q信道的解調數據序列；近似直線估算單元2，以都卜勒頻率估算值對應的時間寬度作為直線近似這些解調數據序列的信號振幅；相位旋轉量估算單元3，根據該近似直線估算相位旋轉量；都卜勒頻率估算單元4，根據估算的相位旋轉量估算都卜勒頻率；數據延遲單元5，使解調數據序列延遲在近似直線估算單元2中的近似直線的估算處理所需的時間；接收信號功率估算單元6，根據由近似直線估算單元2估算的近似直線估算接收信號功率；噪音功率估算單元7，將由數據延遲單元5延遲的解調數據序列與近似直線的信號振幅差視為噪音分量並估算噪音功率；平均化處理單元8，根據由接收信號功率估算單元6及噪音功率估算單元7分別估算的功率值求出每1時隙的接收電平測定值。
接收解調單元1從由天線接收的來自各移動站的接收信號去除載波分量並取出擴展頻帶的信號分量，由預先分配給各移動站的擴展碼進行解擴，輸出來自各移動站的I、Q信道的解調數據序列。
近似直線估算單元2，作為近似直線估算I、Q信道的上述解調數據序列的信號振幅由於衰變而變化的狀態。這時，在按照都卜勒頻率估算值設定的時間寬度，根據眾所周知的最小平方法估算近似直線。
圖3(a)及圖3(b)是表示解調數據序列的信號振幅與其近似直線的關係圖。另外，由於對I信道的解調數據序列的處理與對Q信道的解調數據序列的處理相同，因此，這裡表示有關一方的信道(例如I信道)。
圖3(a)表示無衰變的狀態或衰變平緩的狀態。在該狀態下，假定頻偏由AFC(自動頻率補償)完全去除，則相位變化幾乎可忽略不計。因而可以從1時隙的全部取樣點估算出近似直線。
圖3(b)表示衰變陡峭的狀態。在此，t0是根據都卜勒頻率估算值決定的近似直線估算的時間。該近似直線估算時間t0是比1時隙長度及衰變周期短、且能將由衰變引起的信號振幅變化率及相位變化率視為一定的時間。因而通過在每個時間t0估算近似直線，能夠高精度地估算出近似直線。
相位旋轉量估算單元3，根據由近似直線估算單元2估算各時間寬度t0的I、Q信道的信號振幅的近似直線斜率，算出相位旋轉量。
設對於I信道解調數據序列的近似直線的起點與終點的信號振幅之差為m，設對於Q信道解調數據序列的近似直線的起點與終點的信號振幅之差為n時，時間寬度t0中的相位旋轉量θ可由下式(1)近似。
θ＝arctan(n/m) (1)都卜勒頻率估算單元4具有都卜勒頻率計算部41和儲存器42。
都卜勒頻率計算部41計算由相位旋轉量估算單元3估算的相位旋轉量θ在單位時間的旋轉量。而且，將其計算的值作為當前的都卜勒頻率估算值。用這次都卜勒頻率估算值表示當前的都卜勒頻率估算值與儲存器42保存的上次都卜勒頻率估算值的平均值。而且用這次都卜勒頻率估算值更新儲存器42保存的上次都卜勒頻率估算值。而且，通過平均上次都卜勒頻率估算值和當前估算值，能夠減少由熱噪音或近似直線的估算誤差而造成的估算值變化。
數據延遲單元5延遲解調數據序列在近似直線估算單元2中的近似直線估算處理所需的時間。即與近似直線估算單元2的近似直線輸出同步的解調數據序列被輸出到噪音功率估算單元7。
接收信號功率估算單元6根據由近似直線估算單元2估算的近似直線及由都卜勒頻率估算單元4估算的都卜勒頻率估算值來估算接收電平。這時，都卜勒頻率估算值是低值(電平變化小的靜態)時，接收信號功率估算單元6求出時隙內的信號振幅的平均值來估算接收信號功率。都卜勒頻率估算值是高值(電平變化大的動態)時，接收信號功率估算單元6將在各近似直線估算時間t0估算的近似直線視為當前的信號振幅，求出有關時間t0內的取樣點的平均值，估算接收信號功率。
由近似直線估算單元2估算的近似直線是在含有噪音分量的狀態下估算的，因此根據近似直線估算的接收電平值含有噪音功率。因而，為了估算噪音功率，設置了噪音功率估算單元7。
噪音功率估算部單元7把由近似直線估算單元2估算的近似直線與由數據延遲單元5延遲的解調數據序列的差分視為噪音分量，與接收信號功率估算單元6相同，根據都卜勒頻率估算值估算噪音功率。
平均化處理單元8從由接收信號功率估算部61估算的接收信號功率值減去由噪音功率估算單元7估算的噪音功率值，且對1時隙的功率值進行平均化處理。平均化處理單元8將該平均化處理的功率值作為高精度接收電平測定值輸出。
這樣，在根據對應衰變而變化的都卜勒頻率估算值所設定的時間寬度，直線近似解調數據序列的信號電平。通過根據該近似直線估算接收信號功率及噪音功率來測定接收電平，即使在都卜勒頻率升高、相位變化變大的情況下，也能夠得到高精度的測定值。
以下，參照圖2說明本發明的第2實施例。圖2是表示本發明第2
接收解調單元1、都卜勒頻率估算單元4及數據延遲單元5與
圖1所示的結構要素相同，因此標註相同符號。
本發明第2實施例與圖1所示的本發明第1實施例的不同點是(1)解調數據序列的信號振幅不是用直線而是用曲線來近似；(2)估算近似曲線時，不設定依賴於都卜勒頻率估算值的時間寬度，而是從1時隙的全信號值估算近似曲線；(3)根據近似曲線的微分值，算出相位旋轉量。除此之外兩者相同。
如圖2所示，第2實施例相關的接收電平測定系統，具有接收解調單元1，解調接收信號並輸出I、Q信道的解調數據序列；近似曲線估算單元9，曲線近似這些解調數據序列的信號電平；相位旋轉量估算單元10，根據近似曲線的微分係數計算相位旋轉量；都卜勒頻率估算單元4，根據估算出的相位旋轉量估算都卜勒頻率；數據延遲單元5，延遲解調數據序列在近似曲線估算單元9中的近似曲線的估算處理所需的時間；接收信號功率估算單元11，根據由近似曲線估算單元10估算的近似曲線來估算接收信號功率；噪音功率估算單元12，把由數據延遲單元5延遲的解調數據序列與近似曲線的信號振幅之差視為噪音分量並估算噪音功率；平均化處理單元13，根據由接收信號功率估算單元11及噪音功率估算單元12分別估算的功率值來求出每1時隙的接收電平測定值。
近似曲線估算單元9，具有多項式次數設定部91，按照都卜勒頻率估算值設定表示近似曲線的多項式的次數N；多項式估算部92，估算近似由接收解調單元1輸出的I、Q信道解調數據序列的信號振幅的N次多項式。
圖4是表示解調數據序列的信號振幅與其近似曲線的關係圖。
近似解調數據序列的信號振幅的N次多項式的次數N，在多項式次數設定部91中按照都卜勒頻率估算值進行設定。在無衰變的狀態或衰變平緩的狀態(靜態)時N＝1；衰變陡峭的狀態(動態)時，按照都卜勒頻率估算值大小設定高次數(N≥2)。
相位旋轉量估算單元10根據估算的近似曲線(N次多項式)的微分係數的最大值，算出相位旋轉量。這時，將時刻t中I信道的近似曲線的微分係數的最大值設為m，將Q信道的近似曲線的微分係數的最大值設為n時，相位旋轉量θ，可以如下式(2)近似。
θ(t)＝arctan(n/m) (2)都卜勒頻率估算單元4的都卜勒頻率計算部41，根據相位旋轉量估算單元10求出的相位旋轉量，計算當前的都卜勒頻率。這次的都卜勒頻率估算值，用上述計算出的當前都卜勒頻率與儲存器42保存的上次都卜勒頻率估算值的平均值表示。
數據延遲單元5，將與近似曲線估算單元9的近似曲線輸出同步的解調數據序列輸出給噪音功率估算單元12。
接收信號功率估算單元11，將由近似曲線估算單元9估算的近似曲線(N次多項式)視為當前的信號振幅，對時隙的全部取樣點求平均值，估算接收信號功率。
噪音功率估算單元12，將由近似曲線估算單元9估算的近似曲線與由數據延遲單元5延遲的解調數據序列的差分視為噪音分量，與接收信號功率估算單元11相同，對時隙的全部取樣點求平均值，估算噪音功率。
平均化處理單元13，從由接收信號功率估算單元11估算的接收信號功率值減去由噪音功率估算單元12估算的噪音功率值，輸出每1時隙的接收電平測定值。
這樣，通過由按照都卜勒頻率估算值設定的次數的多項式曲線近似解調數據序列的信號振幅，並根據該近似曲線估算接收信號功率及噪音功率來測定接收電平，即使在都卜勒頻率升高、相位變化變大的情況下，也能高精度地測定接收電平。
產業上的可利用性根據本發明，通過在根據按照衰變變化的都卜勒頻率估算值設定的時間寬度，直線近似解調數據序列的信號振幅，並根據該近似直線來測定接收電平，即使在都卜勒頻率升高、相位變化變大的情況下，也能高精度地測定接收電平。
根據本發明，通過由按照都卜勒頻率估算值設定的次數的多項式曲線近似解調數據序列的信號電平，並根據該近似曲線來測定接收電平，即使在都卜勒頻率升高、相位變化變大的情況下，也能高精度地測定接收電平。
權利要求
1.一種接收電平測定系統，用於碼分多址方式(CDMA)移動通信系統的基站測定來自移動站的信號的接收電平，其特徵是包括將接收信號的解調數據序列的信號振幅用直線或曲線近似，並根據該近似的直線或曲線測定接收電平的單元。
2.一種接收電平測定系統，用於碼分多址方式(CDMA)移動通信系統的基站測定來自移動站的信號的接收電平，其特徵是包括近似直線估算單元，將接收信號的I、Q信道的解調數據序列的信號振幅在按照都卜勒頻率估算值的時間寬度作為直線近似；相位旋轉量估算單元，根據上述近似直線的斜率估算相位旋轉量；都卜勒頻率估算單元，根據上述相位旋轉量估算上述都卜勒頻率估算值；接收信號功率估算單元，根據上述近似直線估算接收信號功率。
3.權利要求2記述的接收電平測定系統，其特徵是還包括數據延遲單元，使上述解調數據序列延遲在上述近似直線估算單元中的近似直線的估算處理所需的時間；噪音功率估算單元，將上述近似直線與由上述數據延遲單元延遲的解調數據序列的差分視為噪音分量並估算噪音功率。
4.權利要求3記述的接收電平測定系統，其特徵是還包括從由上述接收信號功率估算單元估算的接收信號功率估算值減去由上述噪音功率估算單元估算的噪音功率估算值並進行平均化處理，而且作為接收電平測定值輸出的單元。
5.一種接收電平測定系統，用於碼分多址方式(CDMA)移動通信系統的基站測定來自移動站的信號的接收電平，其特徵是包括近似曲線估算單元，將接收信號的I、Q信道的解調數據序列的信號振幅用曲線近似；相位旋轉量估算單元，根據上述近似曲線的微分係數估算相位旋轉量；都卜勒頻率估算單元，根據上述相位旋轉量估算上述都卜勒頻率估算值；接收信號功率估算單元，根據上述近似曲線，估算接收信號功率；數據延遲單元，使上述解調數據序列延遲在上述近似曲線估算單元中的近似曲線的估算處理所需的時間；噪音功率估算單元，將上述近似曲線與由上述數據延遲單元延遲的解調數據序列的差分視為噪音分量並估算噪音功率；從由上述接收信號功率估算單元估算的接收信號功率估算值減去由上述噪音功率估算單元估算的噪音功率估算值並進行平均化處理，而且作為接收電平測定值輸出的單元。
6.權利要求5記述的接收電平測定系統，其特徵是上述近似曲線估算單元，用由按照上述都卜勒頻率估算值設定的次數的多項式所表示的曲線近似上述解調數據序列的信號振幅。
全文摘要
本發明的目的是使即使在都卜勒頻率升高、相位變化變大的情況下,也能高精度測定接收電平。近似直線估算單元2,在都卜勒頻率估算值對應的時間寬度,將解調數據序列的信號振幅作為直線近似。相位旋轉量估算單元3,根據近似直線估算相位旋轉量。都卜勒頻率估算單元4,根據相位旋轉量估算都卜勒頻率。數據延遲單元5,延遲解調數據序列近似直線的估算處理所需的時間。接收信號功率估算單元6,根據近似直線,估算接收信號功率。噪音功率估算單元7,將解調數據序列與近似直線的信號振幅之差視為噪音分量,並估算噪音功率。平均化處理單元8,根據接收信號功率估算單元6及噪音功率估算單元7的估算功率值,輸出每1時隙的接收電平測定值。
文檔編號H04B17/00GK1377537SQ00813803
公開日2002年10月30日 申請日期2000年8月11日 優先權日1999年8月13日
發明者大神正史 申請人:日本電氣株式會社