CN101150323A - 缩放输入数据的方法、移动装置和接收器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种数据缩放的方法、移动装置和接收器。移动装置能够缩放输入数据，包括数据分割模块、品质测量模块、以及缩放模块。数据分割模块将输入数据分为多个子数据。品质测量模块，耦接于数据分割模块，计算每个子数据的信号品质。缩放模块，耦接于品质测量模块，根据相对应的信号品质缩放每个子数据。本发明还揭示了一种接收器以及一种数据缩放方法。本发明可以使数据缩放更为方便。

Description

缩放输入数据的方法、移动装置和接收器
技术领域
本发明是关于通信系统，特别是关于缩放输入数据的方法以及通信系统内的移动装置。
背景技术
在无线通信里，传送器，例如，基地台，会对传送的数据执行编码以及调制，以经由传送频道传送到接收器。传输通常不是连续的而是以数据突发(data burst)的方式出现，其中每个突发(burst)是一个传输的数据区块。传输频道，例如射频频道，以其特定的频道响应扭曲每个数据突发，并且使得每个数据突发被噪声和干扰影响得更糟。接收器，例如移动电话，接收数据突发，以及处理其内的每组软判定(soft-decision)比特以获得量化(quantization)输出，称为软判定解码。
接收器的软判定解码对于提供比硬判定(hard-decision)更高的接收器增益非常有帮助，用来对抗通信频道内通常的频道衰落(channel fading)响应、干扰、以及噪声问题。接收器增益随软判定比特的位数增加而增加。软判定译码以一位或几位的精度缩放以及量化每个数据突发，用以提供多于2个的状态或数据层级(level)。如果数据突发以一位的精度(＜0V＝1，≥0V＝0)量化，则结果就是硬判定数据。如果数据突发以多于一位的精度量化，则结果就是软判定数据，例如，使用3位精度来量化数据突发，就产生8个可能的量化输出数据层级。在量化之前，每个数据突发通常都会由单一的缩放因子来缩放，提供合适的量化幅度。现有技术的缩放因子是基于数据突发的信号对干扰及噪声比(signal-to-noise-and-interference ratio)而决定。
然而，异步的通信系统，例如，全球移动通信系统(Global System for Mobilecommunication system，GSM)，通常包括较高的同频道(co-channel)或相邻频道的干扰。另外，由于数据是以突发的形式来传输而非连续传输，而传输频道的频道状态随着时间改变，导致干扰值以及噪声量的改变，并且导致每个数据突发的信号对干扰及噪声比的改变。
有鉴于此，需要一种移动装置以及方法，缩放异步地经过不断改变状态的频道传输的数据突发。
发明内容
本发明的目的在于根据不同的数据，用不同的缩放因子对相应的数据进行缩放。
本发明提出一种缩放输入数据的方法，包括将输入数据分为多个子数据，计算每个子数据的信号品质，以及根据相对应的信号品质缩放每个子数据。
本发明另提出一种接收器，能够缩放输入数据，包括数据分割模块、品质测量模块、以及缩放模块。数据分割模块将输入数据分为多个子数据。品质测量模块，耦接于数据分割模块，计算每个子数据的信号品质。缩放模块，耦接于品质测量模块，根据相对应的信号品质缩放每个子数据。
本发明另提出一种移动装置，能够缩放输入数据，包括数据分割模块、品质测量模块、以及缩放模块。数据分割模块将输入数据分为多个子数据。品质测量模块，耦接于数据分割模块，计算每个子数据的信号品质。缩放模块，耦接于品质测量模块，根据相对应的信号品质缩放每个子数据。
本发明能够根据每个子数据的品质，相应地进行缩放，较现有技术的缩放有更佳的效果。
附图说明
图1显示本发明实施方式的卷积码通信系统的方块图。
图2显示本发明实施方式中缩放输入数据的方法的流程图。
图3显示图2中缩放输入数据的详细方法的流程图。
图4显示图3中判定相似度指数S的方法的流程图。
图5显示图2中缩放输入数据的另一个详细方法的流程图。
图6显示图5中判定干扰的方法的流程图。
图7显示本发明实施方式的数据部分以及对应图6中方法的信号品质。
具体实施方式
在此必须说明的是，在下面揭示内容中所提出的不同实施方式或范例，是用来说明本发明所揭示的不同技术特征，所描述的特定范例或排列是用来简化本发明，而不是用来限定本发明。此外，在不同实施方式或范例中可能重复使用相同的标号与符号，这些重复使用的标号与符号是用来说明本发明所揭示的内容，而不是用来表示不同实施方式或范例间的关系。
本发明的范围包括，但不限定于，时分多址(Time Division Multiple Access，TDMA)系统、码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)系统、频分多址(Frequency Division Multiple Access，FDMA)系统、CDMA-2000以及宽带CDMA(Wide and CDMA(WCDMA))系统、全球移动通信系统(Global Systemfor Mobile communication，GSM)、第3代移动通信系统(third generation mobilecommunication system，3G)、正交频分复用系统(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)、以及类似的系统。
图1显示本发明实施方式的卷积码通信系统1的方框图，包括传送器10、通信链接12、和接收器14。传送器10耦接于通信链接12、然后耦接于接收器14。
传送器10可以是基地台，通过通信链接12传送突发数据(burst data)DB到接收器14。传送器10包括区块编码器1000、卷积编码器1002、交错器1004、和调制器(MOD)1006。区块编码器1000耦接于卷积编码器1002、交错器1004、接着耦接于调制器1006。区块编码器1000对输入数据Din执行区块编码以产生错误检测的奇偶校验位(parity bit)。卷积编码器1002对输入数据Din执行卷积码编码用以产生用于错误检测和更正的卷积码。交错器1004使用一组缓存器，重新整理卷积码的顺序来产生交错的输入数据Din。将交错的输入数据Din分组为预定数目的突发数据DB，其中该预定数目可以是4、8、或22，其取决于频道的种类，例如声音、交换电路、传呼、或控制频道。调制器(MOD)1006根据一种调制机制，例如，高斯最小相移键控(Gaussian MinimumShift Keying，GMSK)或扩展相移键控(Extended Phase-Shift Keying，EPSK)，来调制突发数据DB以产生合适无线通信的下行信号SD。突发数据DB包括具有同相(In-phase，I)和正交(Quadrature，Q)成分的多个符号。
通信链接12包括无线通信媒介，无线通信媒介，具有不变或随着时间改变的干扰或噪声。
接收器14可以是接收下行信号SD的解调器(DEMOD)1400、数据分割模块1402、品质测量模块1404、缩放控制器1406、缩放模块1408、解交错器1410、维特比(Viterbi)译码器1412、和区块译码器1414。解调器1400耦接于数据分割模块1402和缩放模块1408、接着耦接于品质测量模块1404、缩放控制器1406、缩放模块1408、解交错器1410、维特比译码器1412、以及区块译码器1414。
解调器1400解调以及均衡化突发数据DB来产生均衡化的数据DE。均衡化的数据DE是包括多个比特的软判定数据(soft-decision data)以代表单比特的硬决定数据(hard-decision data)。
数据分割模块1402、品质测量模块1404、缩放控制器1406、和缩放模块1408对均衡化的数据DE执行缩放和量化(quantization)。数据分割模块1402将均衡化的数据DE分为k个部分(多个子数据)用来提供第i个部分Di，其中k是大于或等于2的正整数，并且i是从范围1到k变化的整数。品质测量模块1404计算每个数据部分Di的信号品质Qi。信号品质Qi可以是信号对干扰及噪声比(Signal-to-Interference-and-Noise Ratio，SINR)，其中k＝2以及均衡化的数据DE被分为两个相等的部分，每个部分的SINR由以下关系式表示：
SINR = P S / P I + N = 1 156 Σ m = 1 156 | r m | 2 1 length / k Σ m = 1 length / k | r m - r b m | 2 - - - [ 1 ]
其中PS是信号的功率，
PI+N是干扰和噪声的功率，
length是均衡化的数据DE的数据长度，
k是数据分段的数目，
rm是第m个均衡化的数据DE，以及
rbm是第m个均衡化的数据DE的重建(rebuilt)。
缩放控制器1406接收信号品质Qi用以产生缩放因子Si。缩放控制器1406可以判定所有信号品质Qi的相似度指数S，如果所有信号品质Qi都相似则估算所有的信号品质Qi的平均信号品质Qavg作为缩放因子Si，以及如果信号品质Qi其中一个不相同则输出信号品质Qi作为缩放因子Si。相似度指数S是所有的信号品质Qi的统计测量值，并且可以是标准差(standard deviation)、方差(variance)、差值(difference)、斜率、最小或最大数据。缩放控制器1406比较相似度指数S和第一临界值th1，如果上述统计值小于第一临界值th1则判定所有的信号品质Qi都相同，如果上述统计值超过第一临界值th1则判定信号品质Qi其中一个不相同。
缩放控制器1406也可以根据所有的信号品质Qi来判定所有的数据部分中的干扰以控制缩放因子Si，根据干扰之前的数据部分Di的对应信号品质Qi估算第一平均信号品质Qavg1，以及根据干扰之后的数据部分Di的对应信号品质Qi估算第二平均信号品质Qavg2。缩放控制器1406输出第一平均信号品质Qavg1作为干扰之前的数据部分Di的缩放因子Si，以及输出第二平均信号品质Qavg2作为干扰之后的数据部分Di的缩放因子Si。缩放控制器1406计算任一两个相邻信号品质Qi和Qi+1的差值，辨识所有差值中的最大差值，如果最大差值小于第二临界值th2则判定没有干扰，如果最大差值超过第二临界值th2则判定相对应最大差值的数据部分Di为干扰。
缩放模块1408判定缩放因子Si，根据缩放因子Si缩放以及量化每个数据部分Di来输出下行信号Ds。当缩放控制器1406根据相似度指数S判定缩放因子Si时，如果其中一个的信号品质Qi不相同时，缩放模块1408会使用信号品质Qi缩放数据部分Di，以及如果所有的信号品质Qi都相同时，缩放模块1408会使用平均信号品质Qavg缩放数据部分Di。当缩放控制器1406基于干扰来估算缩放因子Si时，缩放模块1408使用第一平均信号品质Qavg1缩放干扰之前的数据部分Di，以及使用第二平均信号品质Qavg2缩放干扰之后的数据部分Di。缩放模块1408以下面的关系式缩放数据部分Di：
Ds＝Quantize(DE*Si)[2]
其中DS是缩放后的输出，
DE是均衡化的软判定数据，以及，
Si是缩放因子。
解交错器1410解交错下行信号DS用以提供解交错的DS到卷积解码的维特比译码器1412，其输出送到错误检测的区块译码器1414用以产生输出数据DO。区块译码器1414也提供译码输出数据DO的正确性的指示。
图2显示本发明实施方式中缩放输入数据的方法的流程图，其使用图1的通信系统。
首先，方法20开始(S200)，在数据分割模块1402将均衡化的数据DE分为k个数据部分(S202)，在品质测量模块1404内对每个数据部分Di估算信号品质Qi(S204)，以及利用缩放模块1408根据信号品质Qi缩放每个数据部分Di(S206)。方法20对于每一个第i个Di都会执行步骤S204到S206一直到最后的数据部分Dk，然后在步骤S208结束此流程。本发明实施方式中根据信号品质Qi缩放每个数据部分Di，而不是利用现有技术中所有均衡化的数据DE的平均信号品质，使得每个数据缩放都反映数据部分Di的数据传输中的频道状况，因此增加了正确性。
图3显示图2中缩放输入数据的详细方法的流程图，使用图1的通信系统。步骤S200、S202、S204、和S208在图2已解释，所以在此不另加重复。步骤S206a提供了缩放步骤S206的详细说明，详见下文的解释。
在步骤300中，缩放控制器1406判定所有的信号品质Qi的相似度指数S，其中i＝1到k。如果至少其中一个的信号品质Qi和其它不相同，缩放方法20就会进行步骤S302，否则进行步骤S304。
在步骤302中，缩放模块1408用信号品质Qi缩放数据部分Di。因为至少其中一个的信号品质Qi和其它的信号品质Qi不相同，每个数据部分Di分别使用对应不同频道状态的缩放因子Si来缩放，例如每个数据部分Di的SINR，用来提供正确的缩放结果。
在步骤304中，缩放模块1408使用平均信号品质Qavg缩放数据部分Di。因为所有的信号品质Qi都相同，所以频道状况大致相等，并且一个共同的缩放因子可以被所有的数据部分Di使用。缩放控制器1406估算所有信号品质Qi的平均信号品质Qavg以提供共同的缩放因子，使得在同步传输状况下的信号品质不会降低。
图4显示图3中判定相似度指数S的方法的流程图。
在步骤S400中，相似度判定步骤S300开始。接下来在步骤S402中，缩放控制器1406收集所有的信号品质Qi用来根据它计算统计值(S404)。统计值可以是所有的信号品质Qi的标准差、方差、差值、斜率、最小或最大数据。例如缩放控制器1406可以计算所有的信号品质Qi的标准差sd。
在步骤S406中，缩放控制器1406比较统计值和第一预定临界值th1，如果统计值超过或等于第一临界值th1就执行步骤S408，以及如果统计值小于第一临界值th1则执行步骤S410。第一临界值th1的值可以根据统计值的种类而选择。如果缩放控制器1406计算标准差sd作为统计值，第一临界值th1就选为可以提供作为标准差的临界值。
接下来在步骤S408中，缩放控制器1406判定至少一个信号品质Qi和其它不相同，以及在步骤S410中，缩放控制器1406判定所有的信号品质Qi都相同，两个步骤结束后都会进行步骤S412，结束相似度指数判定步骤S300。
图5显示图2中缩放输入数据的另一个详细方法的流程图，使用图1的通信系统。步骤S200、S202、S204、和S208在图2已解释，所以在此不另加重复。步骤S206b提供了缩放步骤S206的详细说明，详见下文的解释。
在步骤S500中，缩放控制器1406使用所有的数据部分Di来检测干扰或过渡期(transition)，如果检测到干扰或过渡期就进行步骤S502，否则方法20会停止。干扰或过渡期是对应均衡化的数据DE中的一个受到干扰的数据部分。
在步骤S502中，缩放控制器1406判定每个数据部分Di对应于干扰的位置。如果数据部分Di在干扰之前，方法20会执行步骤S504，否则执行步骤S506。
在步骤S504中，缩放控制器1406根据对应干扰之前的数据部分的信号品质Qi估算第一平均信号品质Qavg1，以及缩放模块1408使用第一平均信号品质Qavg1缩放干扰之前的数据部分。
在步骤S506中，缩放控制器1406根据对应干扰之后的数据部分之信号品质Qi估算第二平均信号品质Qavg2，以及缩放模块1408使用第二平均信号品质Qavg2缩放干扰之后的数据部分。
图6显示图5中判定干扰的方法的流程图。
在步骤S600中，干扰判定步骤S500开始。接下来在步骤S602中，缩放控制器1406收集所有的信号品质Qi用来根据它计算任意两相邻信号品质Qi和Qi+1之间的差值Ti(S604)，以及在所有的差值中辨别最大差值TMAX。
下一步在S606中，缩放控制器1406比较最大差值TMAX和第二临界值th2，如果最大差值TMAX超过或等于第二临界值th2就执行步骤S608，否则执行步骤S610。
在步骤S608中，缩放控制器1406判定对应于最大差值TMAX的数据部分的干扰。因为每个差值T对应两个数据部分，缩放控制器1406可以选择两者中的后者作为干扰的位置。
在步骤S610中，因为最大差值TMAX在第二临界值th2之内，缩放控制器1406判定均衡化的数据DE没有干扰。
在步骤S612中，方法S500停止。
图7显示本发明实施方式的数据部分以及对应图6中方法的信号品质，包括在干扰之前的数据部分70以及在干扰之后的数据部分72。因为最大差值TMAX发生在数据部分D3和DT之间，所以缩放控制器1406检测到在DT的干扰。第一平均信号品质Qavg1根据信号品质Q1、Q2、和Q3产生，以及第二平均信号品质Qavg2根据信号品质QT到Q8产生。因此数据部分D1到D3由第一平均信号品质Qavg1缩放，并且数据部分DTQ到D8Q由第二平均信号品质Qavg2缩放。
虽然本发明已以较佳实施方式揭示如上，但是并非用来限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与变化，因此本发明的保护范围应当以后附的申请专利范围的界定为准。

Claims (16)

1.一种缩放输入数据的方法，其特征在于，该方法包括：
将上述输入数据分为多个子数据；
计算每个子数据的信号品质；以及
根据相对应的信号品质缩放每个子数据。
2.如权利要求1所述的缩放输入数据的方法，其特征在于，上述缩放步骤包括：
判定上述所有信号品质的相似度；
如果上述所有信号品质的其中一个不相似，根据对应的信号品质缩放每个子数据；
估算上述所有信号品质的平均信号品质；
设定上述每个子数据的信号品质为上述平均信号品质；以及
如果上述所有信号品质都相似，用上述平均信号品质缩放上述子数据。
3.如权利要求2所述的缩放输入数据的方法，其特征在于，上述判定步骤包括：
基于上述所有信号品质计算统计值；
如果上述统计值小于第一临界值，则判定上述所有信号品质都相似；以及
如果上述统计值等于或超过上述第一临界值，则判定上述信号品质的其中一个不相似。
4.如权利要求3所述的缩放输入数据的方法，其特征在于，上述统计值是上述所有信号品质的标准差。
5.如权利要求1所述的缩放输入数据的方法，其特征在于，上述缩放步骤包括：
基于上述所有信号品质判定上述子数据的干扰大小；
根据对应上述干扰之前的至少一子数据的至少一信号品质，估算第一平均信号品质；
根据对应上述干扰之后的至少一子数据的至少一信号品质，估算第二平均信号品质；
用上述第一平均信号品质缩放上述干扰之前的至少一子数据；以及
用上述第二平均信号品质缩放上述干扰之后的上述至少一子数据。
6.如权利要求5所述的缩放输入数据的方法，其特征在于，上述判定步骤包括：
计算任何两个相邻信号品质间的差值；
在上述所有差值中辨别出最大差值；以及
如果上述最大差值超过第二临界值，判定对应上述最大差值的子数据为上述干扰。
7.如权利要求1所述的缩放输入数据的方法，其特征在于，上述信号品质是信号对干扰及噪声比。
8.如权利要求1所述的缩放输入数据的方法，其特征在于，上述输入数据是均衡的软判定数据，以及上述处理方法还包括量化上述缩放的子数据。
9.一种接收器，能够缩放输入数据，其特征在于，该接收器包括：
数据分割模块，将上述输入数据分为多个子数据；
品质测量模块，耦接于上述数据分割模块，计算每个子数据的信号品质；以及
缩放模块，耦接于上述品质测量模块，根据相对应的信号品质缩放每个子数据。
10.如权利要求9所述的接收器，其特征在于，该接收器还包括缩放控制器，耦接于上述品质测量模块和上述缩放模块，判定上述所有信号品质的相似度，如果上述所有信号品质都相似则估算上述所有信号品质的平均信号品质为缩放因子，如果上述所有信号品质的其中一个不相似则提供相对应的信号品质作为上述缩放因子，其中上述缩放模块用上述缩放因子缩放每个子数据。
11.如权利要求10所述的接收器，其特征在于，上述缩放控制器根据上述所有信号品质计算统计值，如果上述统计值小于第一临界值，则判定上述所有信号品质都相似，如果上述统计值等于或超过上述第一临界值，则判定上述所有信号品质其中一个不相似。
12.如权利要求11所述的接收器，其特征在于，上述统计值是上述所有信号品质的标准差。
13.如权利要求9所述的接收器，其特征在于，该接收器还包括缩放控制器，耦接于上述品质测量模块和上述缩放模块，上述缩放模块根据上述所有信号品质，判定上述子数据的干扰，根据对应上述干扰之前的至少一子数据的至少一信号品质估算第一平均信号品质，以及根据对应上述干扰之后的至少一子数据的至少一信号品质估算第二平均信号品质，上述缩放模块用上述第一平均信号品质缩放上述干扰之前的上述至少一子数据，用上述第二平均信号品质缩放上述干扰之后的上述至少一子数据。
14.如权利要求13所述的接收器，其特征在于，上述缩放控制器计算任何两个相邻信号品质间的差值，在上述所有差值中辨别出最大差值，如果上述最大差值超过第二临界值，判定对应上述最大差值的子数据为上述干扰。
15.如权利要求9所述的接收器，其特征在于，上述信号品质是信号对干扰及噪声比。
16.一种移动装置，包括如权利要求9-15中任一项所述的接收器。
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