CN100382642C - 指示频道品质位错误率测量之评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及指示频道品质位错误率测量的评估方法。在一有效评估指示频道品质的一位错误率测量的测量数值的方法中，传输频道的特征以及取决于此的位错误率通过其概率分布而加以考虑，这造成该位错误率以匹配至该频道传输的形式被量化，以用于指示该频道品质。再者，该评估可以通过考虑使得特定应用需求的评估成为可能的一加权函数而加以扩张。

Description

指示频道品质位错误率测量之评估方法

技术领域

本发明涉及指示代表电信连接品质的特征的变量的位错误率测量的评估方法。

背景技术

在电信系统中的一有效连接的频道品质典型地被连续进行检查，以使得该连接的品质若为不良时能进行合适的测量，若该频道品质所决定的值低于一预先决定的目标值时，则举例而言，传输功率会被增加，以增加信号噪声(signal-to-noise)功率比值。

位错误率测量可以在一电信系统中进行，以决定一通过品质系数z所代表的连接频道品质，一般而言，在此状态下，由于将位错误率b定义为被不正确接收的位与已接收位的总数的比值，该比值是可介于0至1之间范围的测量值，实际上，其结果典型地介于0至0.5之间的范围I_b之内，相对于此，该品质系数z被指定为一整数值。对一蓝牙无线电接口而言，该品质系数在[0.255]的间隔I_z之中。

一种将来自该数值范围I_b的该位错误率b从该数值范围I_z改变为一品质系数z的线性映像规则(linear mapping rule)并不会造成有效率的关连结果，举例而言，若一蓝牙无线电接口的数值范围I_b再被分成与z＝255至z＝0的数值的256个相同的各个间隔相关，则使传输过程(transmissionscenario)引进仅小数量的z数值中，或甚至是仅发生于该品质系数的整个数值范围I_z中的单一z数值中，因此，可能的数值范围并没有被有效地利用，并且，这种基于一品质系数的规则被没效率地操作。

一个更进一步的问题是以值得的方式考虑相关的位错误率范围。这是因为整个位错误率范围通常具有不同的需要。在该相关位错误率中对品质系数的较高量化(quantization)的更准确分配通常比在较少相关的范围中更为值得。对一位错误率的该相关性在此状态中通过特定应用的需求而加以管理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过代表电信连接品质的特征的变量可以以一位错误率为基础而加以决定的方法，而此特别适用于后续控制及规范目的。

本发明作为基础的目的通过权利要求1的特征而加以达成，而本发明较有利的扩展以及改良则详细记载于从属权利要求中。

当利用品质系数z作为该特性变量而决定该电信连结的频道品质时，本发明的主要构思不仅在于考虑所测量的位锚误率，更考虑传输特征，以及在该位错误率的机率分布的帮助下，其对该位错误率数值在该过程中发生机率的影响。这造成了数值范围I_b以匹配至该传输频道以及因此匹配至该位错误率特征的方式而进行量化，结果，具有高发生率的位错误率范围中有精细的量化，同时较少发生的位错误率则较粗糙地进行量化。

对于作为基础且将已测量得到的位错误率改变为考虑到机率分布的品质系数z的映像规则进行扩张，而通过此规则，亦考虑一连结至该机率分布的加权函数。加权函数的使用使得一相关性评估可以达成，也使得以该位错误率的细微量化被转移至较高相关性的区域的方式变得精确。在一相对应的方式中，该相关的位锚误率范围特别准确地被映像至该品质系数z，并且，该位错误率的较少相关性的范围则较不准确地被映像至该品质系数z，举例而言，该加权函数的使用使得在该电信系统中的较高协议层(protocol layer)可以评估特定应用需求。更甚者，一种品质控制算法对该位错误率的发生机率的影响可以在该加权函数的帮助下进行评估，因此，对于该加权函数的考虑使得一相关性评估的附加自由度成为可能，而该相关性评估使得匹配于个别应用的频道品质特性变量的最佳化计算成为可能。

该映像规则较佳地以包括该机率分布，特别是该机密度率分布，以及该加权函数的两个变量为基础而完成决定，而在此例子中，已不需要任何其它影响的变量。

本发明的一较佳实施例的特征为该连接被扩张至两个或更多的映像规则。而在此状态中，特别的是，不同的映像规则可以以不同的机率密度函数和/或不同的加权函数为基础，结果，对不同优化的映像进行计算并且用于不同的传输过程(transmission scenarios)或是用于不同的特定应用需求，因此，可以在广泛的不同状况中达成一最优化的响应。

一个更进一步的较佳实施例的特征在于，该映像规则事先进行计算，并且储存于一记忆装置中，因此，在操作期间不需要计算。这一方面减少计算复杂度以及相关的硬件复杂度，而另一方面则减少实现该方法的性能损失。特别地，这使得已经在事先计算完成的映像功能在使用期间即可加以执行，并且，这些映像功能可在后续的使用期间以特定过程及/或特定应用作为基础而被选择。

本发明的一较佳实施例是使得该频道品质可以在根据本发明所计算的特性变量的帮助下进行控制，特别是使得该频道品质通过发射功率的变化而进行控制。这尤其表示，可以将该操作点设定作为该特定应用需求的函数，因此，其即可以以最佳的性能损失而进行操作。

附图说明

本发明将利用示范性实施例并以附图做为参考而于以下内容中做出更详细的解释，其中：

图1A：显示以传输频道为例子所绘制的机率密度函数P_b(x)对位错误率的曲线图；

图1B：显示以特定应用的相关性评估为例子所绘制的加权函数g(x)对位锚误率的曲线图；

图2A：显示由图1A以及图1B所得的加权机率密度函数在线性比例上的曲线图，其中以七个间隔边界X₃₂，X₆₄，X₉₆，X₁₂₈，X₁₆₀，X₁₉₂，以及X₂₂₄做为例子；

图2B：显示由图1A以及图1B所得的加权机率密度函数在对数比例上的曲线图，其中以七个间隔边界X₃₂，X₆₄，X₉₆，X₁₂₈，X₁₆₀，X₁₉₂，以及X₂₂₄做为例子；以及

图3：显示以位错误率b的量化而将位错误率b映像至品质系数z的举例说明，以及将来自具有间隔边界X₃₂，X₆₄，X₉₆，X₁₂₈，X₁₆₀，X₁₉₂，以及X₂₂₄的八个间隔的位错误率数值映像至相关的z数值z＝32，z＝64，z＝96，z＝128，z＝160，z＝192，以及z＝224的例子。

具体实施方式

在本发明的示范性实施例中，其将以附图做为参考而加以说明，将位锚误率b映像至控制系数z的程序可以建立在四个步骤的基础上。

1.在第一步骤中，决定位错误率的机率密度函数P_b(x)。这可分析地且在数据上通过仿真或是通过叫出已经事先适当储存于一记忆装置中的数值而完成，在图1A中所示的以线性x轴比例表示的位错误率的机率密度函数曲线图(此作为举例之用，不过却可表现出实际情况的特征)显示出，位错误率的重大改变仅出现在占位元错误率所有可能范围的自0至1的狭窄范围内。在目前的例子中，该机率密度函数P_b(x)的最大值，也就是该最大位错误率机率的点，是发生在位错误率b约0.025之处，而且在大于此数值之后即非常快速地变得平坦。

2.另外，在第二步骤中定义一加权函数g(x)，并且乘以P_b(x)。而所得到的该位错误率的该加权机率密度函数的结果P’_b(x)＝P_b(x)g(x)应该以 $\underset{x=0}{\overset{x=2}{\∫}}{P^{,}}_b\left(x\right)\mathrm{dx}=1$ 为基础而明显地加以归一化(normalized)。在此例子中的函数g(x)通过较大的加权范围与较少却强力地加权且不相关的范围之间的比较而考虑特定相关的位错误范围。因此，在此方法中所获得的该加权机率密度函数P’_b(x)是包括通过该机率密度函数P_b(x)所表示的系统内部的传输特征以及以g(x)形式表现的特定应用需求两者。若该特定应用需求被忽略，则g(x)将会等于1。

在图1B中所举例说明的具有线性x轴比例的加权函数g(x)曲线图显示，对一特定应用的相关性评估而言，在特定范围内(在此例子中是介于10^-3至10^-2之间的范围)的位错误率可以被加重至一较大的范围。

3.现在，在第三步骤中，对所有的间隔边界x_i，该位错误率的数值范围通过该加权机率密度函数P’_b(x)而再被分成一特定数量n的间隔，在此i＝0...n-1，因此：

$\underset{x=x_i}{\overset{x=x_{i+1}}{\∫}}{P^{,}}_b\left(x\right)\mathrm{dx}=\frac{1}{n}$

就具有介于0至256之间的品质系数z的可能数值的蓝牙无线电连结的特定例子而言，特别是对间隔边界x_i，也就是说对x₀至x₂₅₅而言，其结果是：

$\underset{x=x_i}{\overset{x=x_{i+1}}{\∫}}{P^{,}}_b\left(x\right)\mathrm{dx}=\frac{1}{256}$

将每一间隔归一化至如1/n或在蓝牙无线电连接的例子中1/256的归一化变量，则使得每一间隔I_i＝[x_i，x_i+1)有相同的发生机率。图2A以及图2B分别显示以线性比例以及以对数比例所表示的一加权机率密度函数例子的曲线图，而其分别对应于图1A以及图1B中函数的曲线图。在这个例子中，显见的是，该加权机率密度在介于10^-3至10^-2的相关范围内具有一最大值。此外，为了举例说明原因，仅显示出蓝牙无线电连接所需的256个间隔边界中的七个间隔边界X₃₂，X₆₄，X₉₆，X₁₂₈，X₁₆₀，X₁₉₂，以及X₂₂₄，而其根据第三步骤而将该位错误率I_b的数值范围再分成八个间隔。

4.在第四步骤中，该映像A接着通过下列式子而为n个数量的间隔进行定义：

$z=\left\{\begin{array}{ccc}n-1& \mathrm{for}& b\∈[X_0,X_1)\\ n-2& \mathrm{for}& b\∈[X_1,X_2)\\ \·& & \\ \·& & \\ \·& & \\ 0& \mathrm{for}& b\∈[X_{n-2},X_{n-1})\end{array}\right.$

在具有256个间隔的蓝牙无线电连接的特定例子中，该映像通过下列特定的式子而加以定义：

$z=\left\{\begin{array}{ccc}255& \mathrm{for}& b\∈[X_0,X_1)\\ 254& \mathrm{for}& b\∈[X_1,X_2)\\ \·& & \\ \·& & \\ \·& & \\ 0& \mathrm{for}& b\∈[X_{254},X_{255})\end{array}\right.$

而由上述方法所获得的映像系举例说明于图3中，其显示一加权机率密度函数的例子，以及显示所有在图2A以及图2B中举例说明的仅七个间隔边界。该举例说明显示所测量到的来自八个具有相对应间隔边界X₃₂，X₆₄，X₉₆，X₁₂₈，X₁₆₀，X₁₉₂，以及X₂₂₄之间隔的位错误率如何能够被映像至相关的z数值z＝32，z＝64，z＝96，z＝128，z＝160，z＝192，以及z＝224。根据本发明，此即显示，相较于在较不重要以及较少相关性的较高或较低的位错误率范围，更细微的量化通过在该机率密度函数以及该加权函数所决定的重要的或相关的位错误率范围中而加以达成。

对一电信连接而言，上述用于决定在该位错误率以及该品质系数z之间的一种有效映像的方法，其使得通过主机或主控制器而使用有效品质控制方法成为可能，而该有效性通过考虑传输特征以及特定应用需求而加以达成。若本发明用于一蓝牙无线电连接时，则主机现在可以使用一特定的指令(发送至所谓的主控制器的HCI_Get_Link_Qaulity指令)以检查在该时间内有效的连接的品质，亦称为该连接的连结品质(link quality)。为了作为响应，该主控制器必须发送反应该连接品质的介于0至255之间的数值回去，亦即该品质系数，此即表示，越高的数值代表越好的连接品质，以及，越低的位错误率。在此方法中所决定的品质系数的数值则典型地接着可被用于品质控制：若该品质系数所决定的数值稍微低于一预先决定的目标值时，则结果该传输功率(以及因此该信号噪声功率比值(SINR)以及该品质系数)会被增加，反之亦然。更甚者，其它影响频道品质的参数，例如，所使用的编码、修饰型态、或数据率等，亦可以加以调整或控制而成为该品质系数的函数。

Claims (14)

1.一种用于指示代表一电信连接品质特征的变量的一位错误率测量的评估方法，其包括下列步骤：

a)测量该位错误率，以获得测量在一第一数值范围内获得的测量数值；以及

b)通过所获得的该特性变量以及一考虑到该位错误率的一机率密度函数的映像规则，以将所述测量数值以一映像规则为基础而映像至一第二数值范围。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该映像规则亦考虑到一加权函数，以及该机率密度函数与该加权函数连结所获得的一加权机率密度函数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该连结过程通过将该机率密度函数乘以该加权函数而实现。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，该映像规则单独通过该机率密度函数，以及该加权函数而决定。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该映像规则通过下列叙述而加以定义：

c1)通过使用该机率密度函数、或使用该加权机率密度函数，而得的一间隔决定规则以自该第一数值范围决定n个别间隔以及相关之间隔边界；以及

c2)将来自该第一数值范围的该间隔分配至该第二数值间隔。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对所有n个间隔的每一个而言，第i间隔的间隔边界x_i以及x_i+1是通过将介于x_i以及x_i+1之间的特定整数通过该机率密度函数或该加权机率密度函数而量化为一个归一化变量(normalization variable)，并以该间隔决定规则为基础而加以决定。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该归一化变量对应于1/n。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，该第二数值范围对应于特别是具有256位数的一离散数值量(discrete value amount)。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，可采用多个映像规则。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述映像规则的每一个基于不同的机率密度函数，和/或不同的加权函数。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用一个或多个已经在事前计算过的映像规则。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在该步骤a)之后，以及该步骤b)之前，实施下列步骤：

选择一适合的映像函数以作为传输过程(transmission scenario)和/或一特定应用需求的函数。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，该特性变量用于控制频道品质，特别是用于通过发射功率的变化而控制频道品质。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法用于一无线蓝牙电信系统中。

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