Cdma射頻接收器中決定幹擾功率之方法及cdma及cdma射頻接收器的製作方法
2023-11-05 02:00:02 2
專利名稱：Cdma射頻接收器中決定幹擾功率之方法及cdma及cdma射頻接收器的製作方法
技術領域：
本發明與一在CDMA射頻接收器決定幹擾功率之方法有關，及一具有決定幹擾功率工具的CDMA射頻接收器有關。
第三代行動無線網絡—UMTS(全球行動電信系統)一系基於W-CDMA(寬頻分碼多重存取)調變方法，在W-CDMA中，所有的頻道或被傳送的電話用戶訊號能使用全部可利用的頻率範圍，分碼多任務是依照多重存取的需要，用來分離不同的頻道。在本案例中，每一個頻道(更精確的說在頻道中的每一個記號)具有一特定頻道正交碼序列調變於其上，其系幫助該接收器能從全部所有發送頻道中分離建立無線聯機所使用頻道(或在該頻道中之每一個別標記)。比喻來說，碼序列就像指紋，其系適用於每個標記並讓分辨該標記與其它頻道的標記成為可能。
個別頻道互相彼此幹擾系由於所使用展頻碼的特性並不理想，此外，每一個頻道更遭受多重路徑的波及，這表示，對一個發送訊號來說，兩個或多個接收的訊號版本抵達接收器時，會伴隨著不同的功率等級和不同的時間延遲。為了讓CDMA系統在操作並讓可利用頻道範圍理想的使用，因此，對每個頻道中的幹擾功率最重要的就是，在接收器中理想地具有相同的強度，否則，一頻道可能具有相對較高的幹擾功率而遮蔽了其它頻道，並且會令他們的偵測無效。就因為這個理由，每個CDMA系統都使用功率控制器。
CDMA系統的功率控制器是基於測量所有接收器中被偵測頻道中有效功率與幹擾功率之比(SINR訊號與幹擾加噪聲之比)，接著接收器以發送功率控制命令的形式，發送該測量值回給在後頻道的發送器，然後為了讓接收器的所有頻道達到一標準的SINR值，該發送器為每一個頻道改寫發送功率。在本案例中，一個有利的副作用是該功率控制器能補償其內一定程度的限制，該限制系由於實體行動網絡信道中搖動所造成的必然限制(慢速衰退)，如此一來就允許發送容量增加。很清楚的是，功率控制器在CDMA系統中扮演一個主要的角色，在系統的整體表現上有不可或缺的影響。
功率控制器就其本身而言是依各自的標準書而有詳細說明。控制的可變因素是SINR，其系在被偵測的頻道中有效功率與幹擾功率之比，有效功率的測量相對地就比較簡單，然而，這讓幹擾功率的測量增加了更多的困難，儘管這對於SINR的正確性有重大的影響，因為該因子在有效功率與幹擾功率比中是在分母的位置。
UMTS標準書明定幹擾功率該由導頻標記決定，在接收的訊號去展頻之後，該導頻標記對接收器來說為可辨識先驗(a-priori)標記。本案例之困難處是發生在於，無足夠的導頻標記用以精確的測量幹擾功率在專用的頻道中是常常發生的。舉例來說，在UMTS案例中，在每個可利用做幹擾功率測量的時槽中，可能只有兩個導頻標記，其系依據被選擇的時槽結構而定。既然幹擾功率測量也包含頻道估計，其同樣地也容易產生測量誤差，在僅有少量的導頻標記的評估中之該估計誤差，也是CDMA系統整體表現明顯衰弱的證據。
幹擾功率測定的精確度可藉由使用越多可辨識的標記越好來測量以增進，此外，平均化法亦可使用來減少測量誤差。然而，兩種測量法都有缺點，因其增加了控制響應時間常數，如此一來造成系統在訊號傳送時，對於功率波動的補償效力造成不利的影響。
本發明是基於一目的，其系具體描述一高精確性的發法已以決定在CDMA無線接受器的幹擾功率。本發明更進一步針對具體描述一CDMA無線接收器，其系設計具高精確性來測量去展頻接收訊號的幹擾功率。
基於本發明的目標是藉由獨立項的特徵來完成。
依照根據本發明的方法提供了無法辨識的先驗標記於該無法辨識先驗標記能在幹擾功率決定時被考慮。功率的差距，例如可能隨著多任務編碼程序而發生，接收器並不會知道且因此必須藉由測量而決定。
在可辨識先驗標記及無法辨識先驗標記分別為一單一頻道的導頻標記及裝載資料標記的情形下，該頻道特別是與UMTS一致的專用DPCH頻道，根據本發明的方法更有一優勢在於，除了這些標記外，尚有從一或多個另外的頻道而來的另外標記用來決定幹擾功率，舉例來說，該另外的頻道可能為下行通路路徑使用的共享導頻頻道。
本發明更一進步的優點皆於附屬項詳細描述。
本發明將會在下文中利用兩示範性實施例以及與其相關的圖標來描述。
第一圖所示為關於下行通路路徑方面的UMTS頻道結構概要圖標；以及第二圖所示為一根據本發明的CDMA無線接收器之基頻部分的方塊圖。
第一圖所示為關於下行通路路徑方面的共享導頻頻道及多工專用頻道DPCH(專用實體頻道)之概要圖標，水平部分同等於時間軸。專用頻道DPCH是由兩種多工專用頻道DPDCH(專用實體數據頻道)以及DPCCH(專用實體控制頻道)所形成，DPCCH頻道包含導頻標記Pilot以及控制信息TPC及TFCI部分，DPDCH頻道則包含裝載資料，其系包含Data1及Data2部分。關於時槽i所示的數據結構在每一個時槽之前(i-1)及之後(i+1)都會重複發生。
在下行通路路徑上，UMTS使用三個一般實體頻道，其中之一(第一CCPCH(一般控制實體頻道))包含一共享導頻頻道，該共享導頻頻道圖標於第一圖，且可被所有行動基地臺所利用。
導頻標記具有獨特的特徵，其系他們在接收器中皆為可辨識先驗，更精確的說，在共享導頻頻道被發送的導頻標記在每個發送基地臺的無線區域行動基地臺都是可辨識的，雖然在專用頻道發送的導頻標記在接收器中可被該接收器辨識是為了打算要與CDMA的編碼一致。
常標記為SIR的訊號噪聲比SINR，由如下方程序定義SINR=PRSCPPISCP---(1).]]>PRSCP(RSCP接收訊號編碼功率)在這裡是指有效功率，而PISCP(ISCP幹擾訊號編碼功率)是指與晶片相關的偵測頻道之幹擾功率。
根據本發明之第一實施例，偵測頻道的幹擾功率PISCP，其系與晶片相關，利用下列方程式定義
PISCP=R(k=1NData2|drk-PaPData2,k|2+k=NData2+1NData2+NPilot|rk-PaPPilot,k|2)]]>其中=1NData2+NPilot-1---(2)]]>在本式中，NPilot是指在導頻部分內的時槽中，可利用的導頻標記Ppilot，k之數量，而Ndata2是指回饋決定資料標記Pdata2，k之數量，這些可能包含在Data2部分的所有資料標記，否則就僅是在Data2部分的資料標記之一部分。rk是指在接收器輸出的接收標記，而Pa是指藉由頻道估計所決定的頻道脈衝響應之功率。
可變量d是指考慮導頻標記與資料標記的發送功率間之任何可能差異的因子，因為功率差異如這些在接收器中無法辨識的先驗，本發明提供了可變量d以下列關係式來估計d=PRSCP,PilotPRSCP,Data2---(3)]]>在本式中，PRSCP，Pilot是指在專用頻道DPCH中導頻標記之訊號功率，而PRSCP，data2是來自專用頻道DPCH的Data2部分的資料標記之訊號功率。
值得注意的是，PISCP之估計精確度是一方面取決於頻道估計的品質，另一方面則是受到Ndata2+NPilot數量的影響，考慮到整體已決定幹擾功率之標記數量越大，則決定PISCP之估計精確度就越好。
根據特別有關於RAKE接收器，其幹擾功率的決定之本發明第二實施例，如同已經提及的，行動無線內的無線訊號容易遭受多重路徑的波及，這表示說在接收器會因為在波及路徑上不同阻礙物造成發送無線訊號反射、散射和繞射，而有二個或多個接收的訊號版本發生，且這些會隨時間彼此相移，並且會減弱至不同的程度。RAKE接收器的操作原理是基於一個構想，首先，分開評估二或多個這些接收的訊號版本，接著在正確時機將他們迭置以便達成偵測的取得，該偵測取得是越高越好。在本案例中所提的RAKE使用了一些比喻般的敘述來描述接收器的結構，例如RAKE的尖齒代表了RAKE指件，RAKE的把手表示在輸出端所製造迭置的接收訊號。
根據本發明之第二示範實施例，在j-th RAKE指件(有關晶片)的幹擾功率PISCP，j是由以下關係式決定PISCP,j=R(k=1NData2|dxk,j-ajPData2,k|2+k=NData2+1NData2+NPilot|xk,j-ajPPilot,k|2)]]>R=1NData2+NPilot-1---(4)]]>在本案例中，NPilot又一次是指在時槽中，可利用的導頻標記Ppilot，k之數量，而Ndata2是指回饋決定資料標記Pdata2，k之數量。xk，j分別是指在RAKE指件j的輸出端之接收標記(也就是說在同步化和去展頻之後，以及接收的訊號版本在組合器結合在一起之前)，以及d，如果需要的話，又一次利用方程式(3)計算。aj是指在每個接收路徑被考慮的複合路徑加權數，其系由頻道估計來決定。在本案例中Pa=j=1NFinger|aj|2.]]>在來自個別RAKE指件j的訊號路徑下行傳送訊號中，所測得的獨特路徑幹擾功率PISCP，j接著依照基本的組合器定理組合以形成被考慮頻道之總幹擾功率PISCPPISCP=j=1NFinger(|aj|2PISCP,j)---(5)]]>NFinger是指在RAKE接收器裡激活狀態指件的數量。頻道相關的幹擾功率PISCP是由路徑相關的幹擾功率PISCP，j經由複合路徑加權數大小的均方來加權，該複合路徑加權數系在頻道估計期間所決定，接著把所有在激活狀態的RAKE指件全部加總起來(也就是指路徑)。
一個能達成更進一步改善幹擾功率的決定系藉由在一或更多頻道做PISCP的計算來考慮幹擾功率測量，此乃因為PISCP僅依賴抵達所有頻道接收器的功率PRSSI，但不取決於被考慮頻道的發送功率。
PRSSI是高度依賴時槽結構及每一個發送實體頻道的功率，當大量的實體頻道互相迭置時，PRSSI的變異數就會較小，而在一時槽期間總訊號強度的平均值就會展示良好估計的PRSSI。PISCP與PRSCP之間缺乏關係式意味著組合不同實體頻道n的評估幹擾功率PISCP(n)是有可能的PISCP=nchannels(wnPISCP(n))---(6)]]>可變量Wn在本案例中是指加權因子，其系考慮到在不同頻道內的估計品質，舉例來說，這表示其依賴標記的數量，該標記是用來在個別頻道做PISCP(n)的估計。
第二圖所示為一根據本發明的RAKE接收器之基頻部分的方塊圖。
該接收資料訊號的模擬同相(I)訊號組件及模擬正交(Q)訊號組件於基頻部分的輸出處提供。
該模擬I和Q訊號組件各自通過一模擬低通濾波器aTP，接著在模擬/數字轉換器ADC中數位化，他們通常使用過多的樣本做數位化，其系與晶片速度有關。數位化的I和Q資料訊號組件可被模擬/數字轉換器ADC的輸出端所利用。
從模擬/數字轉換器ADC發射出的I和Q數字訊號會提供給數字低通濾波器dTP使用。頻率校正單位AFC可能在來自數字低通濾波器dTP中的每個訊號路徑下行傳送中安排好，且自動對接收數字訊號做頻率校正。舉例來說，頻率校正使得補償產生於接收線圈中之局部振蕩器的溫度依賴頻率偏移成為可行。
來自頻率校正單位AFC的訊號路徑下行傳送可包含訊號速率縮減站DC，奇細縮減在I路徑和Q路徑的訊號速率。
在縮減訊號速率的I和Q數字訊號會提供給在CDMA無線接收器中的RAKE接收器的RAKE部分使用，RAKE接收器的RAKE部分為在第二圖中用虛線界定的部分。
RAKE接收器的RAKE部分具有NFinger個並聯的RAKE指件R1、R2....RNFinger每個在圖標範例中的RAKE指件R1、R2....RNFinger皆被設計給兩種頻道(I和Q路徑)，如同在訊號路徑中用雙向箭頭指示一般。
在輸入端，每個RAKE指件R1、R2....RNFinger具有時間變異內插器TVI，而在輸出端，其具有相關器C。
RAKE指件R1、R2....RNFinger的輸出提供給最大有理數組合單位MFC，其系組合I/Q輸出以形成總資料訊號，一個總RAKE接收訊號會在MRC單位MRC的輸出端產生，接著在解調器DMOD上解調。如果在發送結束時發生交錯，解調的總RAKE接收訊號就會利用去交錯器DIL進行去交錯，接著在頻道編碼器KDCOD進行頻道編碼。
CDMA無線接收器也具有CDMA編碼內存CDMA-C-S以及變頻編碼內存VC-S。CDMA編碼內存CDMA-C-S能儲存一些CDMA碼，而變頻編碼內存VC-S則能儲存一些變頻碼，每個變頻碼對於特定基地臺都是一個識別子。
一個控制單位ST能從該CDMA編碼內存CDMA-C-S選擇一個特定的CDMA碼，及從該變頻編碼內存VC-S選擇一個特定的變頻碼，且能加載這些碼至RAKE接收器的RAKE部分。該兩種碼在相關器C中使用，其係為了在個別RAKE指件R1、R2....RNFinger中訊號的去展頻以及去信道化，於RAKE指件R1、R2....RNFinger中之該訊號首先會藉由時間變異內插器TVI，利用晶片精確性互相做同步化。
為了根據本發明決定幹擾功率PISCP，接收器具有一個SINR評估器SINR-EST。該SINR評估器SINR-EST一方面提供複合路徑加權數aj，其已經藉由頻道評估器KE決定，該頻道評估器KE係為了RAKE接收器的RAKE部分之每一路徑或RAKE指件R1、R2....RNFinger。另一方面，SINR評估器SINR-EST的一輸入端連接於門檻值決定器DEC的一輸出端，而門檻值決定器DEC的一輸入端則與MRC單位的一輸出端連接。門檻值決定器DEC會執行一個嚴厲的判斷程序以在數值範圍內決定資料標記PData2，k，舉例來說，來自每個資料值的[±1±j]會由接收器發送。這些已經做過嚴厲的判斷程序的被偵測資料標記，會遞迴以做幹擾功率測量，這表示說，他們是被用來計算根據方程式(2)或方程式(4)的幹擾功率PISCP。再本案例中幹擾功率PISCP_的決定是基於接收的標記(不是rk就是xk，j)與發送標記(導頻標記或是專用數據標記)做比較，其系基於評估頻道所預測。
訊號噪聲比SINR接著在SINR評估器SINR-EST中使用方程式1做計算，SINR值被用來產生功率控制命令TCP，其系被發送至用來控制發送功率的基地臺。
值得注意的是，根據本發明的方法能普遍地使用，這表示說其適用於下行通路路徑以及上行通路路徑。
權利要求
1.一在CDMA無線接收器中決定幹擾功率的方法，其在接收的訊號去展頻後系藉由下列步驟而實施決定去展頻訊號的幹擾功率(PISCP)，其系來自比較帶有接收器可辨識先驗之接收標記(xk，j；rk)與帶有接收器無法辨識先驗的接收和決定的資料標記(PData2，k)。
2.如申請專利範圍第1項所述之方法，其特徵系在於幹擾功率在訊號路徑下遊內決定，其系來自該接收器(RAKE，MRC)，特別是一RAKE接收器。
3.如申請專利範圍第1項所述之方法，其特徵系在於該接收器是一帶有二或多個RAKE指件(R1、R2....RNFinger)的RAKE接收器(RAKE，MRC)，以及來自該RAKE指件之下遊一組合器(MRC)；以及該幹擾功率系在組合器(MRC)之前藉由測量每一RAKE指件(R1、R2....RNFinger)的個別路徑幹擾功率(PISCP，j)，以及藉由計算來自測量路徑幹擾功率之幹擾功率(PISCP，j)來決定。
4.如任一前述專利範圍所述之方法，其特徵在於決定其系可辨識先驗之接收標記的功率，及其系無法辨識先驗之接收決定資料標記的功率；以及在考慮這兩項已決定的功率下計算該幹擾功率。
5.如任一前述專利範圍所述之方法，其特徵在於其系可辨識先驗之該標記為導頻標記，及其系無法辨識先驗之該標記為承載數據標記，其系對一個別實體頻道而言，特別是符合UMTS標準的專用DPCH頻道。
6.如申請專利範圍第5項所述之方法，其特徵系在於對一或多個其它實體頻道，特別是共享導頻頻道而言，除了可辨識先驗的個別實體頻道標記且/或無法辨識先驗的個別實體頻道標記之可辨識先驗的標記及無法辨識先驗的標記之外，尚用來決定該幹擾功率。
7.如任一前述專利範圍所述之方法，其特徵在於決定的幹擾功率系被用於下行傳送路徑中，訊號噪聲比的特定頻道控制。
8.一用來接收展頻碼標記訊號的CDMA無線接收器，該標記系經由一發送頻道發送，其具有一用來去展頻該接收訊號之單位；一用來替發送頻道決定頻道參數的頻道評估器(KE)；一接收器(RAKE，MRC)；一資料標記決定器(DEC)，其系連接於該接收器(RAKE，MRC)的輸出端；以及一裝置(SINR-EST)用來決定該接收、去展頻訊號的幹擾功率給被提供給由頻道評估器(KE)所決定的頻道參數，以及由資料標記決定器(DEC)所決定的資料標記，且其中該用來決定幹擾功率的裝置(SINR-EST)是設計來決定去展頻訊號的幹擾功率，該去展頻訊號系來自比較接收資料標記與在接收器可辨識先驗的標記及在接收器無法辨識先驗的資料標記，且藉由資料標記決定器(DEC)決定。
9.如申請專利範圍第8項所述之CDMA無線接收器，其特徵在於該用來決定該幹擾功率的裝置(SINR-EST)系藉由接收器(RAKE，MRC)接收偵測標記。
10.如申請專利範圍第8項所述之CDMA無線接收器，其特徵在於該接收器是一帶有二或多個RAKE指件(R1、R2....RNFinger)的RAKE接收器(RAKE，MRC)及一組合器(MRC)，該RAKE指件的輸出端與組合器的輸入端連接在一起。該用來決定幹擾功率的裝置(SINR-SET)接收接收的標記，其系在RAKE指件的輸出端產生。
全文摘要
在CDMA無線接收器內決定幹擾功率的方法中，一旦一接收的訊號已經去展頻，去展頻訊號的幹擾功率就藉由比較帶有接收器可辨識先驗標記(導頻)的接收標記，及帶有接收器無法辨識先驗的接收和決定資料標記(Data2)來決定。
文檔編號H04B1/707GK1491491SQ02804759
公開日2004年4月21日 申請日期2002年2月4日 優先權日2001年2月8日
發明者H·格賴斯卡, 楊賓, H 格賴斯卡 申請人:因芬尼昂技術股份公司