CN100356710C

CN100356710C - 天线交换分集接收器

Info

Publication number: CN100356710C
Application number: CNB2005100043597A
Authority: CN
Inventors: 大菅道广
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-01-14
Filing date: 2005-01-13
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2025-01-13
Also published as: US7315733B2; JP2005203958A; EP1555767A1; EP1555767B1; JP4336760B2; CN1645764A; DE602004025448D1; US20050153673A1

Abstract

一种即使当应用于CDMA通信方法仍能切换天线而不恶化接收特性的天线切换分集接收器。TFCI比特解码/确定单元解码已经由TFCI比特提取器提取出的TFCI比特，并基于已解码的TFCI比特，确定通信控制数据的存在或不存在。天线切换控制单元，基于所述TFCI比特解码/确定单元的确定结果，使用定时器，检查在每个固定时间间隔中指示切换信息的通信控制数据的存在或不存在，然后在不存在指示切换信息的通信控制数据的间隔中控制天线开关，以测量在不同于当前正在接收的天线的另一个天线处公共导频信道的接收电平，然后选择接收电平较高的天线。

Description

天线交换分集接收器

技术领域

本发明涉及一种分集接收器，其具有两个天线系统和用于在两个天线系统间进行切换的天线开关，更具体地，涉及一种分集接收器中的天线切换控制方法，用于实现切换到两个系统的天线中、具有较好接收状态的天线的控制。

背景技术

近年来，能够克服干扰和阻塞的CDMA(码分多址)通信方法，作为一种用在移动通信系统中的通信方法，已经引起了人们的关注。

此外，分集技术，一种用于在两个系统的天线间切换的天线切换方法，已经被用作一种用于在通信方位置改变的移动通信系统中提高接收性能的手段。在将该分集技术应用于上述CDMA通信方法的移动终端中的现有技术的天线分集接收器中，遇到了以下的几个问题。

在TDMA(时分多址)方法中，时分多路复用允许接收器利用空闲的接收时间间隔，在两个天线间进行交换，并选择具有较好接收质量的天线。相反，如CDMA方法等、其中不执行时分复用的系统中的接收器必须通过通信，不断接收数据。

因此，采用两种方法：一种方法是使用两组天线、无线电接收器和解扩器，其中将已经由这两个天线接收到的数据进行瑞克合成；另一种方法是只具有两个天线，其中接收在在两个天线间进行切换，即使在测量另一个天线的接收电平的通信期间。

在提供良好的接收性能的同时，第一种方法的缺点在于其需要两个接收系统，所以必需增加电路规模和电流消耗。第二种方法只需要两个天线和一个接收系统，所以其提供了较小电路规模和较低电流消耗的优点。然而，第二种方法必须在连续的接收中切换天线并监测另一个天线的电平，所以具有在切换中恶化接收质量并可能丢失数据的缺点。虽然监测周期的调整能够将语音数据或分组数据的数据丢失抑制在允许的质量范围内，所述解决方案并非优选的，因为作为通信协议信息的通信控制数据的丢失能够导致切换延迟或线路断开。

在日本专利未审公开No.H11-55168中提出了一种分集接收器，能够通过在OFDM(正交频分多路复用)信号的接收不是必需的时间间隔中，切换到具有较高接收电场强度的天线，来进行天线间切换，而不恶化接收特性。

当将分集接收技术这样使用在具有其中接收不是必需的时间间隔的通信方法中时，能够实现如果在其中接收不是必需的这些时间间隔中切换天线，不恶化接收特性地切换天线的分集接收器。

然而，如上所述，在如CDMA通信方法等需要连续接收的通信方法的情况下，不需要接收的时间间隔基本上不存在，所以分集接收技术的简单应用不可避免地导致了接收特性的恶化。

例如，在日本专利未审公开No.2002-300096中所公开的分集接收器将分集发射技术应用于CDMA接收器。然而，现有技术的分集接收器涉及通过确定平均发射功率为最小值的状态为最佳通信状态来切换发射天线，而并未涉及接收天线的切换，所以不能实现能够在天线间进行切换而不恶化接收特性的分集接收器。

发明内容

本发明的目的是提供一种分集接收器，即使应用于CDMA通信方法，仍能不恶化接收特性地对天线进行切换。

为了实现上述目的，根据本发明的分集接收器是一种分集接收器，具有两个系统的天线和用于在两个系统的所述天线间切换的天线开关；所述分集接收器包括：

A/D转换器，用于将已经由所述天线开关选择的天线所接收的信号转换为数字信号；

解扩器，用于对来自所述A/D转换器的数字信号进行解扩；

解调器，用于解调已经由所述解扩器解扩的信号，从而实现单个信道和公共导频信道的解调；

接收电平测量单元，用于根据已经由所述解调器进行了解调的公共导频信道符号，测量公共导频信道的接收电平；

TFCI比特提取器，用于从已经由所述解调器进行了解调的单个信道符号中提取TFCI比特；

TFCI比特解码/确定单元，用于解码已经由所述TFCI比特提取器提取出的TFCI比特，并基于已解码的TFCI比特，确定通信控制数据的存在或不存在；以及

天线切换控制单元，用于：

基于所述TFCI比特解码/确定单元的确定结果，针对每个固定时间间隔，检查指示切换信息的通信控制数据的存在或不存在，

通过在其中不存在指示切换信息的通信控制数据的时间间隔期间，控制天线开关，来测量在不同于当前正在进行接收的天线的另一个天线处的公共导频信道的接收电平，以检查所述接收电平测量单元的接收电平的测量结果；以及

选择接收电平较高的天线。

可选地，所述TFCI比特解码/确定单元可以通过将事先已经报告的表信息与由所述TFCI比特提取器提取出的TFCI比特的数值进行比较，来确定通信控制数据的存在或不存在。

本发明确定在CDMA通信系统中的移动终端中使用W-CDMA(宽带CDMA)方法中的TFCI(传送格式组合指示符)比特，在没有通信控制数据的间隔内，在两个接收天线间进行切换，并比较连续传输的CPICH(公共导频信道)(以下称为“公共导频信道”)的接收电平。因此，本发明能够在没有通信控制数据的间隔中在天线间进行切换并测量接收电平，借此，在防止通信控制数据丢失的同时切换天线，而不会引起接收特性的恶化。

因此，通过确定TFCI比特，本发明能够在没有通信控制数据的间隔中切换接收天线，所以即使在应用于CDMA通信方法中时，仍能获得能够切换天线而不丢失通信控制数据或引起接收性能恶化的效果。

通过参照描述了本发明示例的附图的以下描述，本发明上述和其他目的、特征以及优势将更加清楚。

附图说明

图1是示出了根据本发明实施例的分集接收器的结构的方框图；

图2是示出了图1所示的分集接收器的操作的流程图；以及

图3示出了TFCI比特的排列的示例。

具体实施方式

如图1所示，根据本发明的分集接收器包括：两个天线1和2、天线开关3、无线电单元4、A/D(模拟/数字)转换器5、解扩器6、解调器7、TFCI比特提取器8、接收电平测量单元9、TFCI比特解码/确定单元10、天线切换控制单元11和定时器12。可以将天线切换控制单元11安装在由程序控制进行操作的计算机上(中央处理单元、处理器或数据处理设备)。

通过天线开关3切换两个天线1和2。通过无线电单元4和A/D转换器5将由天线1或2接收到的信号转换为数字信号。来自A/D转换器5的数字信号由解扩器6进行解扩处理，然后由解调器7进行解调。解调器7解调已经由解扩器6进行了解扩的信号，然后解调单个信道和公共导频信号(CCPICH)。

接收电平测量单元9基于由解调器7进行了解调的公共信道符号30，测量公共频道信道的接收电平，并将测量结果报告给天线切换控制单元11。

TFCI比特提取器8从已经由解调器7进行了解调的单个信道符号40中提取出TFCI比特50。TFCI比特解码/确定单元10解码已经由TFCI提取器8提取出的TFCI比特50，并基于已解码的TFCI比特，确定通信控制数据的存在或不存在。然后，TFCI比特解码/确定单元10将确定结果报告给天线切换控制单元11。

天线切换控制单元11使用定时器12，根据来自TFCI比特解码/确定单元10的报告，针对每个固定时间间隔，检查通信控制数据的存在或不存在。通过在没有通信控制数据的时间间隔中控制天线开关3，天线切换控制单元11测量在不同于当前正在进行接收的天线的另一天线处的公共导频信道的接收电平，然后选择具有较高接收电平的天线。

在没有通信控制数据的时间间隔中切换天线以及之后比较上述两个天线的接收电平的能力能够实现稳定的天线选择分集接收器。

这里所述的通信控制数据不是指语音数据或分组数据，而是指用于如切换等通信协议控制的控制信息。更具体地，“通信控制数据”是指在如来自便携式终端的呼叫开始和结束以及从基站到基站(切换)的运动等呼叫控制时间内、在基站和终端间相互交换的数据。通信控制数据是被分配给3GPP的TS25.321中所描述的DCCH(专用控制信道)的数据。另一方面，将如语音数据和分组数据等数据分配给DTCH(专用业务信道)。

接下来，参照如图2所示的流程图，对本实施例的分集接收器的操作的细节进行描述。

在步骤101中，当开始通信时，天线切换控制单元11控制天线开关3选择天线1。开始步骤也可以从天线2开始，或者可以从前一个通信中具有较高接收电平的天线开始。

在步骤102中，天线切换控制单元11设置已经在定时器12中预先确定的固定时间间隔A，并启动定时器。

然后，在步骤103中，天线切换控制单元11从切换天线开始直到定时器12报告固定时间间隔A已经过去一直保持。

在步骤104中，当定时器12报告固定时间间隔A已经过去时，天线切换控制单元11设置已经预先确定的固定时间间隔B，并启动定时器12。

在步骤105中，在直到定时器B超时的时间间隔期间，由TFCI比特提取器8提取TFCI比特，由TFCI比特解码/确定单元10确定通信控制数据的存在或不存在，并将确定的结果报告给天线切换控制单元11。

在步骤106中，如果TFCI比特解码/确定单元10确定存在通信控制数据，则天线切换控制单元11确定定时器12是否已经报告经过了固定时间间隔B，并且如果定时器B没有超时，则从步骤105重复操作。

当定时器B已经超时时，或者当确定不存在通信控制数据时，在步骤108中，天线切换控制单元11保存，紧接在天线切换前由接收电平测量单元9所报告的公共导频信道的接收电平。

在步骤109中，天线切换控制单元11通知天线开关3切换天线1和2。当定时器B超时时，即使存在通信控制数据，仍切换天线，但是因为在实际使用中，并不连续传输通信控制数据，所以可以通过适当设置定时器B的预定值，来减少存在数据时对天线进行切换的频率。

在步骤110中接收电平测量单元9使用由已经被切换的天线1或天线2所接收到的信号的公共导频信道符号，来测量接收电平，并通知天线切换控制单元11。

在步骤111中，天线切换控制单元11比较切换天线前后的接收电平。

在步骤112中，天线切换控制单元11选择具有较高接收电平的天线，并向天线开关3报告将要使用的天线。

随后，处理返回步骤102，并在通信期间重复此操作。

下面，根据图3，对作为标准化规范3GPP(第三代伙伴项目)中的单独信道中的排列、解码方法和TFCI比特的确定定时进行解释。为了解释的目的，在对图3的解释中，对具体参数进行假设，但是TFCI比特和TTI(传输时间间隔)的数值可以是其他数值。

图3示出了TTI为40ms的情况的示例，所述TTI间隔为单项已接收数据的解码单元。TTI由单一的无线电帧或多个无线电帧构成。无线电帧由15个无线电时隙构成，例如，在每个时隙中排列TFCI比特的8个比特。数据1和2为数据序列，将移动单元已知的比特模式预先插入到导频比特串中。在内环传输功率控制中使用TPC(传输功率控制)比特串。TPC和导频比特串并不直接与本发明相关，所以省略对其的详细描述。

上述TFCI字节中的32个比特构成TFCI代码字。于是，TFCI比特解码/确定单元10将事先已经进行了通信的表信息与已经由TFCI比特提取器8提取出的TFCI比特50的数值进行比较，从而能够获得与语音数据、分组数据或通信控制数据的存在或不存在有关的信息和与数据大小有关的信息。在这种情况下，从网络将表信息指定给移动单元，并且所述表信息包括指示当TFCI比特为特定值时通信控制数据存在、以及指示在特定值的情况下通信控制数据不存在的信息。

为了提高接收特性，TFCI比特解码典型地采用最大似然确定，而不是上述确定，但是由于这些方法并不直接与本发明相关并且操作者将知道大量的方法，所以这里省略对其的解释。

在图3所示的示例中，由于将8个TFCI比特分配给一个时隙，在一个TTI(40ms)中存在8×15×4＝480个比特，但是在这种情况下，32个比特的TFCI代码字被重复接收。因此，能够通过采用前32个比特或重复的前几个TFCI代码的公共模式和，对TFCI进行解码。

例如，仅使用在TTI＝40ms间隔的第一无线电帧间隔中出现的TFCI比特，解码TFCI代码字，并确定通信控制数据的存在或不存在。如果这里确定数据不存在，则可以在剩余的3帧中切换天线，测量公共导频信道的接收电平，以及进行哪个天线具有较高接收电平的确定。

通过上述操作，即使在对天线进行切换并且已切换的天线的接收电平较低时，仍然消除了由于在切换时间内的数据重发或延迟而引起的通信控制数据的可能丢失和通信断开。结果，能够实现稳定的天线切换分集接收器。

此外，即使在需要连续接收的CDMA系统中，本实施例的分集接收器仍能通过只需要一个接收器系统和只针对天线的两个系统的天线切换方法来实现分集接收器，所以本实施例能够减小电路规模。

尽管在本实施例中，使用TFCI代码字来仅确定通信控制数据的存在或不存在，但本发明并不仅限于这种形式，而类似地，允许使用TFCI代码字来确定没有分组数据的间隔、具有较少数据项的间隔或语音数据的静音间隔，然后实现天线切换。

尽管已经使用了特定的术语，对本发明的优选实施例进行了描述，这种描述只是用于示例性的目的，应当理解的是，在不偏离所附权利要求的精神或范围的前提下，可以进行改变和变化。

Claims

1、一种分集接收器，具有两个系统的天线和用于在两个系统的所述天线间切换的天线开关；所述分集接收器包括：

解扩器，用于对来自所述A/D转换器的数字信号进行解扩；

天线切换控制单元，用于：

选择接收电平较高的天线。

2、按照权利要求1所述的分集接收器，其特征在于所述TFCI比特解码/确定单元，通过将事先已经报告的表信息与由所述TFCI比特提取器提取出的TFCI比特的数值进行比较，来确定通信控制数据的存在或不存在。

3、一种天线切换控制方法，在具有两个系统的天线和用于在两个系统的所述天线间切换的天线开关的分集接收器中，控制切换到两个系统的所述天线中具有较好接收状态的天线；所述天线切换控制方法包括以下步骤：

将已经由所述天线开关选择的天线所接收的信号转换为数字信号，然后执行对已经进行了解扩的信号的解调，以实现单个信道和公共导频信道的解调；

基于已经进行了解调的所述公共导频信道符号，测量公共导频信道的接收电平；

从已经进行了解调的所述单个信道符号中提取TFCI比特；

解码已经提取出的所述TFCI比特，并基于已经进行了解码的TFCI比特，确定通信控制数据的存在或不存在；以及

基于所述确定结果，针对每个固定的时间间隔，检查指示切换信息的通信控制数据的存在或不存在，通过在其中不存在指示切换信息的通信控制数据的时间间隔期间，控制所述天线开关，来测量在不同于当前正在进行接收的天线的另一个天线处的公共导频信道的接收电平，以检查所述公共导频信道的接收电平的测量结果，并选择接收电平较高的天线。

4、按照权利要求3所述的天线切换控制方法，其特征在于在基于已经进行了解码的TFCI比特确定通信控制数据的存在或不存在的步骤中，通过将事先已经报告的表信息与已经提取出的所述TFCI比特的数值进行比较，来确定通信控制数据的存在或不存在。