CN102308501B - 移动无线电通信系统中的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在通信系统中的接收节点处估计第一传输信道的接收信号功率的方法和设备，其中，接收信号包括由发送节点在至少两个传输信道上发送的信息。测量所述至少两个传输信道中的第二传输信道的接收信号功率；估计第二传输信道的传输功率与第一传输信道的传输功率之间的关系；使用对接收信号功率的测量，估计第一传输信道的接收信号功率。

Description

移动无线电通信系统中的方法和装置

技术领域

本发明涉及移动无线电通信的领域，具体涉及在移动无线电通信系统中的接收节点处估计接收信号功率。 

背景技术

信干比的测量在移动无线电通信系统的许多方面的控制中扮演重要作用。例如，在根据WCDMA技术进行操作的通信系统中，无线电基站有规律地测量从移动台(MS)接收的信号的信干比(SIR)，以便能够向MS提供适当的功率控制命令。由于来自不同MS的WCDMA上行链路信道是非正交的，因此来自不同MS的信号将彼此干扰，并且，除非采用功率控制，否则用户间的干扰将使来自一些MS的传输淹没在来自其他MS的传输中。随着MS和/或其他对象沿传输路径移动，MS的传输条件以较短的时标改变。因此，快速上行链路功率控制机制是必要的。通常，在对信号进行解码之前，一旦已接收到上行链路信号，就产生用于上行链路功率控制的SIR估计。然后，将SIR估计与目标SIR进行比较，并根据该比较的结果向MS发送功率控制命令。 

EP 1 480 350 A1公开了一种在通信系统中确定第一传输信道的信道估计的方法。 

由于WCDMA上行链路信道是非正交的，因此小区中的干扰是限制因素，其确定了可在小区中发送的上行链路数据量。为了增加小区的容量，在一些通信子系统中引入了干扰消除机制。当采用干扰消除时，在解码之前从接收到的信号中移除来自其他信道的干扰，因此，在以特定接收信号功率接收的信号变为不可解码之前，可以容忍更高的干扰电平。 

由于干扰消除允许在更高干扰电平下对接收到的信号进行解码，因此将必须在更高的干扰电平下执行用于SIR估计的接收信号功率测量。这导致接收信号功率测量的精度降低，从而导致上行链路功率控制的效率降低。

发明内容

本发明所涉及的问题是如何获得对传输信道的接收信号功率的改进的估计，以便改进控制，从而改进移动无线电通信系统的性能。 

该问题是利用一种在通信系统中的接收节点处估计第一传输信道的接收信号功率的方法来解决的，其中，接收信号包括由发送节点在至少两个传输信道上发送的信息。所述方法包括：测量所述至少两个传输信道中的第二传输信道的接收信号功率；估计第二传输信道的传输功率与第一传输信道的传输功率之间的关系；以及使用对第二传输信道的接收信号功率的测量和所估计出的关系，估计第一传输信道的接收信号功率。 

该问题还利用一种适于接收包括由发送节点在至少两个传输信道上发送的信息在内的信号的接收信号功率估计器而解决，其中，接收信号功率估计器适于估计所述至少两个传输信道中的第一传输信道的接收信号功率。接收信号功率估计器适于：测量所述至少两个传输信道中的至少第二传输信道的信号功率；以及估计第二传输信道的传输功率与第一传输信道的传输功率之间的关系。接收信号功率估计器还适于：基于对第二传输信道的信号功率的测量的结果和所估计出的关系，估计第一传输信道的接收信号功率。 

由于可以从对具有比第一信道的期望接收信号功率更高的接收信号功率的第二传输信道的测量导出对第一信道的接收信号功率的估计，因此利用本发明的方法和设备，实现了可以获得对第一传输信道的接收信号功率的更精确估计。因此，在更高干扰的传输环境中可以获得对第一信道的接收信号功率的精确测量。 

为了进一步改进对第一传输信道的接收信号功率的估计，有利地，可以进行对其他传输信道的接收信号功率的测量，其中，同估计其他传输信道的传输功率与第一传输信道的传输功率之间的关系相结合，所述测量可以用于估计第一传输信道的接收信号功率。 

通常，可以通过估计第二传输信道或其他传输信道的传输功率与 第一传输信道的传输功率的比值，成功获得第二传输信道或其他传输信道的传输功率与第一传输信道的传输功率之间的关系，从而获得第二传输信道或其他传输信道的缩放因子。通过将第二传输信道或其他缩放因子应用于第二传输信道或其他传输信道的接收信号功率的测量值，获得第一传输信道的接收值的信道专用估计量。该信道专用估计量可以有利地用于估计第一传输信道的接收信号功率。 

在估计传输功率的比值时，可以有利地使用至少一个先前时间点处的已知比值。 

当在估计第一传输信道的接收信号功率时使用多于一个信道专用估计量时，可以有利地在估计时确定和应用信道专用估计量的权重系数。由此实现了可以对精度可疑的信道专用估计量给出较低权重，从而改进对第一传输信道的接收信号功率的估计的精度。当确定信道专用估计量的权重系数时，可以有利地进行该信道专用估计量与该信道专用估计量的先前值和/或其他传输信道的信道专用估计量之间的比较。 

该问题还利用一种用于在通信系统中的接收节点处估计第一传输信道的接收信号功率的计算机程序产品而解决，其中，接收信号包括由发送节点在至少两个传输信道上发送的信息。 

本发明可以有利地应用于采用干扰消除的移动无线电通信系统。通过改进对接收信号功率的测量的精度，可以利用更高干扰电平下的足够精度来估计接收信号功率，因此，可以在更高干扰电平下维持充分的功率控制，从而允许通信系统的容量增加。 

缩写 

附图说明

为了更全面地理解本发明及其优点，现在参照以下结合附图作出的具体描述，在附图中： 

图1是移动无线电通信系统的示意概述。 

图2是示意了移动无线电通信系统中的上行链路功率控制情形的信令图。 

图3是示意了根据本发明实施例的确定传输信道的接收信号功率的方法的流程图。 

图4是示意了根据本发明实施例的确定信干比值的方法的流程图。 

图5是示意了针对在确定传输信道的接收功率时使用的不同信道专用估计确定权重系数的方法的流程图。 

图6示出了针对表示不同信道专用估计的数据点的集合而执行的线性回归的示例。 

图7是根据本发明实施例的接收信号功率估计器的示意图。 

图8是采用干扰消除的无线电基站的示意图，其中，实现了根据本发明实施例的接收信号功率估计器。 

具体实施方式

图1中提供了移动无线电通信系统100的示意图。移动无线电通信系统100包括多个基站105。基站105可以通过无线电接口115与MS 110进行通信。基站105连接至移动无线电通信系统100中的其他节点(图1 中未示出)。 

图2中示出了一幅信令图，示意了在采用干扰消除时可以使用的闭环上行链路功率控制方案。MS 110向基站110发送上行链路信号200。在事件205处，基站110检测信号200并确定信号200的接收信号功率P。在事件210处，基站110确定要用于信号220的SIR估计的干扰值I。在事件215处，基站110根据以下关系来确定SIR值： 

$\mathrm{SIR}=\frac{P}{I}---\left(1\right)$

在事件220处，将所确定的SIR值与目标SIR值SIR_torget进行比较，以得出是应当提高还是应当降低上行链路传输功率的结论。然后，将包含根据比较结果的功率控制指令在内的功率命令225从基站105发送至MS 110。典型地，将以非常短的时间间隔(典型地，每TTI几次)重复图2所示的上行链路功率控制过程。 

如上所述，当采用干扰消除过程时，移动无线电通信系统中容忍的干扰量将增大。干扰消除过程消除接收信号的干扰越高效，在维持接收信号的可解码性的情况下在系统100中可以容忍更多干扰。然而，随着小区中的干扰增大，信号的测量接收信号功率的可靠性降低。因此，通常不可以利用干扰消除方案的全部潜能，这是由于这样产生的增大的干扰将使测量接收上行链路信号功率的可靠性恶化到以下程度：其中，经由表达式(1)而获得的SIR值不足够好以提供充分的功率控制。 

在移动无线电通信系统100中，信号可以包括由发送节点在至少两个传输信道上发送的信息，如果可以估计或已知传输信道中的第一和第二传输信道的信号功率之间的关系，则可以通过利用对传输信道中的至少第二传输信道的接收信号功率的测量，获得传输信道中的第一传输信道的接收信号功率的改进值。 

通过利用对由相同发送节点发送的至少第二传输信道的接收信号功率的测量来改进第一传输信道的所估计出的接收信号功率可以大大改进上行链路功率控制，从而大大改进移动无线电通信系统100的性能，其中，根据传输信道中的第一传输信道的传输功率来设置至少第 二传输信道的传输功率。例如，在根据WCDMA标准进行操作的通信系统100中情况就是如此，在通信系统100中，根据所谓的专用物理控制信道(DPCCH)上的传输功率来设置上行链路信道的传输功率。因此，本技术与根据WCDMA标准进行操作的移动无线电通信系统100密切相关。然而，本技术可以应用于任何标准的通信系统100，其中，根据由相同节点发送的第一传输信道的传输功率来设置至少第二传输信道的传输功率，或者，可以估计由相同节点发送的第一和至少第二传输信道的传输功率之间的关系。 

在根据WCDMA标准进行操作的移动无线电通信系统100(以下称作WCDMA系统100)中，根据DPCCH的接收信号功率P_DPCCH，将功率控制命令225(参见图2)从基站110发送至MS 105。(根据码分多址接入进行操作的移动无线电通信系统100中的传输信道i的接收信号功率通常称作接收信号码功率RSCP)。然后，MS 110根据接收功率命令225来调整所有上行链路传输信道的传输功率。对于WCDMA系统100中的上行链路传输信道DPDCH、E-DPCCH、E-DPDCH和HS-DPCCH，以下关系成立： 

P_DPDCH＝A_DP_DPCCH        (2a) 

P_E-DPCCH＝A_ECP_DPCCH     (2b) 

P_E-DPDCH＝A_EDP_DPCCH     (2c) 

P_HS-DPCCH＝A_HSP_DPCCH    (2d)， 

其中，P_DPDCH、P_E-DPCCH、P_E-DPDCH和P_HS-DPCCH分别是DPDCH、E-DPCCH、E-DPDCH和HS-DPCCH上的接收信号功率。可以凭借对应的传输信道的增益β与DPCCH的增益β_C的比值来表示缩放因子A_D、A_EC、A_ED和A_HS，其中，例如， 

等等，增益β_C、β_D等是在例如3GPP TS 25.213 v8.3.0中规定的。一般地，传输信道i的接收信号功率P_i可以由以下关系来表示： 

P_i＝A_iP₁    (2e) 

其中，A_i是反映传输信道i的接收信号功率与第一传输信道的接收信号功率的比值的缩放因子。因此，可以从对传输信道i上的接收信号功率 的测量和对缩放因子A_i的估计 

获得对第一传输信道的接收信号功率的估计，表示为 

并称作信道专用估计量或估计量 

在WCDMA系统100中，典型地，将传输信道i的增益β_i与增益β_C的比值量化为例如4比特，在该情形中，比值可以取16个不同值之一。典型地，WCDMA系统100的网络侧向MS 110发信号通知针对特定的传输数据速率在传输信道i处使用缩放因子A_i的哪个值。典型地，在传输信道i上针对不同数据速率发信号通知传输信道i的缩放因子的A_i的不同值。然后，MS 110可以根据要在传输信道i上发送的数据来选择适当的数据速率，并相应地设置缩放因子A_i。尽管WCDMA系统100的网络侧知道MS 110将针对特定数据速率使用A_i的哪个值，但是网络侧通常不会知道哪个数据速率，从而不会知道在估计接收信号功率时已使用A_i的哪个值。在通过DPDCH来发送话音的情况下，例如，典型地，MS 110在使用在MS 110的用户正在讲话时缩放因子A_D的较高值和在用户未说话的时间段内缩放因子A_D的较小值之间进行切换。通常，话音的较高传输功率相对较低，并且，当小区中的干扰电平较高时，在接收机侧可能难以将较高功率与较低功率进行区分。因此，引起数据速率改变的、要在传输信道i上发送的数据的特性的改变表示当缩放因子A_i在正在进行的传输会话期间改变时的示例。可能引起传输信道i的缩放率A_i在传输会话期间改变的另一种情形是：当在E-DPDCH上发送数据以及已达到MS 110的最大允许总体发送功率时(参见TS 25.214v.8.4.0，5.1.2.6节)。缩放因子不被基站105所知时的情形的另一示例是：当MS 110的传输速率由相邻基站105限制时。 

在WCDMA系统100中，典型地，MS 110包括与例如在DPCCH上发送至基站的控制消息中的实际缩放因子有关的信息。然而，典型地，这种控制消息的解码较慢，使得到该信息已被基站110解码时为止，应当已经将功率命令225发送至MS 105。因此，需要另一种获得缩放因子的值的手段。 

通过预测当前缩放因子A_D、A_EC、A_ED和A_HS中的至少一个并通过与 同所预测的至少一个缩放因子相对应的传输信道的接收信号功率的测量值相结合地利用该预测，可以获得对DPCCH信道处的接收信号功率的改进估计。从而，可以实现WCDMA系统100中的上行链路功率控制，因而改进WCDMA系统100的性能。 

在利用码分多址接入的通信系统100中，典型地，不同的传输信道是由发送节点利用不同信道化码展开至少两个信息集合来实现的。在这种通信系统100中，不同传输信道的功率比在整个传输过程中保持相同，这是由于在相同载频上同时发送不同传输信道。在TDMA系统中，可以在许多情形中假定：根据与发送条件的变化的时标相比时隙之间的时间差，在传输期间维持在相同载频上、在不同时隙上发送的传输信道的功率比。 

图3示意了根据本技术的方法，其中，可以使用对由与第一传输信道相同的节点发送、在与第一传输信道同时接收的第二信道的接收信号功率的测量来估计第一传输信道的接收信号功率(其中，术语“同时”应当解释为表示：在与传输信道上的传输条件的显著改变的时标类似的或优选地比其短的时间段内)。在图3的步骤300，接收包括由相同节点发送的至少两个传输信道在内的信号。在步骤305，测量第二传输信道的接收信号功率P₂。在步骤310，估计第二传输信道的传输功率与第一传输信道的传输功率P₁的比值A₂。备选地，步骤310可以在步骤305之前执行或与步骤305同时执行。在基站105已经知道缩放因子A₂的情况(例如，可以是将缩放因子从基站105发信号通知给MS 110的通信系统100中的情况)下，步骤310是不重要的。在步骤315，使用在步骤310获得的估计比值 

和第二传输信道上的测量接收功率P₂，根据以下表达式，估计第一传输信道的接收信号功率： 

如果第一信道的传输功率显著低于第二传输信道的传输功率，则从表达式(3b)获得的传输功率 可以是与以传统方式获得的第一传输信道的接收信号功率的测量值相比对第一信道的真实接收信号功率P₁的更好估计。为了进一步改进P₁的估计 

可以有利地使用在步骤 300接收的信号的其他传输信道的功率测量。例如，可以使用对第一传输信道的接收信号功率的测量(针对该信道，缩放因子A₁等于1)和/或其他传输信道的功率测量。以下将参照图4来进一步讨论这一点。 

有利地，可以在第一传输信道上的SIR估计中或在其他应用中使用第一传输信道的接收信号功率的估计值 例如，对接收信号功率的精确了解也可以有益于估计小区负载。 

图4示意了在移动无线电通信系统100中估计第一传输信道上的SIR的方法，其中，通过测量n个传输信道的接收信号功率并通过估计对应的n个缩放因子A₁，...，A_n来获得对第一传输信道的接收信号功率的估计 

如上所述，例如，这在WCDMA系统100中的上行链路DPCCH信道上的SIR估计中可以非常有用，其中，图4的传输信道1可以是DPCCH。那么， 

可以是P_DPCCH等。那么，例如，对P_DPCCH的估计中使用的传输信道可以是：DPCCH、DPDCH、E-DPCCH、E-DPDCH和HS-DPCCH，在这种情况下，数目n等于5；或者这些或其他传输信道的任何子集。 

在图4所示的情形中，信号已经被基站105接收，该信号包括在至少n个不同传输信道上发送的信息。在步骤400，从要在 

的估计中使用的n个传输信道中的每一个导出对DPCCH的接收信号功率的估计 

其中i＝1，...，n。图4的步骤400被示作包括步骤305、310和315(参见图3)，步骤305、310和315是针对要在P₁的估计中使用的n个传输信道中的每一个而执行的。在图4的步骤315，从传输信道i中的每一个获得对第一信道的接收信号功率的估计，典型地，表达式(3a)中定义的估计量 

其中i＝1，...，n。在已针对要使用的n个信道执行步骤305-315之后，进入步骤405，其中，针对n个信道中的每一个确定权重系数a_i，其中i＝1，...，n。然后，进入步骤415，其中，使用以下表达式来导出对DPCCH的接收信号功率的估计 

在步骤415，确定要用于估计第一传输信道上的SIR值的干扰I。 

在步骤420，使用以下表达式来获得对第一传输信道上的SIR的估计： 

在图4中，可以一次针对n个传输信道之一执行步骤300-405中的全部或一些，或者，可以在进入下一步骤之前针对所有n个传输信道执行步骤。可以同时执行一些步骤，步骤310可以在步骤305之前执行等等。在权重系数是静态的情况，可以省略步骤405。 

可以以任何合适的方式定义干扰I。通常，干扰I表示噪声与来自通信系统100中的其他发送节点的干扰的组合。例如，干扰可以被定义为整个接收信号的信号功率减去第一传输信道的测量接收信号功率，或者被定义为整个接收信号的信号功率减去第一传输信道的估计接收信号功率 

备选地，可以使用干扰I的其他定义。 

有利地，用于控制MS 110的传输功率的功率控制机制应当考虑所执行的任何干扰消除。应当控制传输功率以使得在已经执行干扰消除之后接收信号可编码，而不是旨在使其在干扰消除之前可编码。有利地，可以使用干扰消除后的剩余干扰的值而不是干扰消除前的实际干扰来获得用于上行链路功率控制的SIR值。 

干扰消除一般显著地改进通信系统的性能。然而，这种改进的性能是以解码延迟增大为代价的。与不采用干扰消除的系统相比，典型地，信号解码延迟一个或多个传输时间间隔(TTI)。对于数据的解码，该延迟一般是可接受的。对于对上行链路功率的快速控制，另一方面，典型地，这种延迟可能造成严重的问题。典型地，为了功率控制而测量干扰消除后的SIR可能导致系统中的容量显著减小，这是由于由此获得的SIR值在接收信号功率的变化的时标上较老。因此，由此获得的SIR值可能不适于控制上行链路传输功率。 

为了克服这种问题，可以采用将SIR估计分为两个阶段的划分，其中，在干扰消除之前估计接收信号功率，而对干扰的估计基于干扰消除后的剩余干扰。然后，可以从在比获得其接收信号功率的信号更早的时间点处接收的信号中获得用于获得这种SIR值的干扰。典型地， 干扰变化与接收信号功率的变化相比相当慢，并且，使用对反映稍早时间点处的干扰的干扰估计一般将提供对SIR的足够好的估计。 

因此，如果基站105利用干扰消除，则可以有利地从在较早时间点处接收的信号导出在图4的步骤415确定的干扰I。典型地，期望使用可用的对I的最近估计。在这种情形下，步骤415可以在步骤400-410中的任一项之前执行或与步骤400-410中的任一项同时执行。 

为了示意这一点，在时刻t_j考虑图2的信令图所示的功率控制机制的实现(在以下讨论中，对图2的信号和事件给出索引，以反映信令的时间特征，其中，索引j指示时刻t_j处的信号或事件等)。在事件205j处，基站110检测由MS 110发送的上行链路信号200j，并确定信号200j的接收信号功率P_j。在事件210j处，基站110确定要用于信号200j的SIR估计的干扰值。典型地，从在较早时间点处从MS 110发送的至少一个先前接收的上行链路信号200的干扰测量获得干扰值，这里表示为I_j-d。在该情形中，备选地，事件210j可以在事件205j之前执行或与事件205j同时执行。在事件215j处，基站110根据以下关系来确定SIR值： 

${\mathrm{SIR}}_j=\frac{P_j}{I_{j-a}}---\left(1a\right)$

然后，在事件220j处，使用该SIR_j值，以确定功率命令225j是应当包含提高还是降低MS 110的传输功率的指令。 

第一传输信道的接收信号功率的估计值 

可以用于除了确定SIR以外的其他目的，例如，作为上行链路负载估计的输入。然后，可以从图4的流程图中省略步骤415和420。 

利用图4所示的方法，可以大大改进第一传输的接收信号功率的估计值的精度。由于这种估计的精度对移动无线电通信系统100的控制的许多方面来说是关键的，因此可以大大改进应用该方法的移动无线电通信系统100的性能。 

确定缩放因子 

可以以不同方式进行对第一信道(如DPCCH)的接收信号功率与传输信道i的接收信号功率的比值A_i的估计，也称作传输信道i的缩放因 子。如上所述，如果比值A_i已被接收节点所知，则该估计可能是不重要的，并且估计 

可能被设置为已知值。然而，在许多情形下，由发送节点设置比值A_i，然后，典型地，在估计接收信号功率时，接收节点可能不知道比值A_i。然而，典型地，将由发送节点在特定发送时刻使用的缩放因子A_i的值从发送节点发信号通知给接收节点。如上所述，通常，可以仅在已经进行对接收信号功率的估计之后对该缩放因子A_i的值进行解码。然而，有利地，先前时间点的缩放因子A_i的已知值可以用于预测要估计接收信号功率的时间点处A_i的值。例如，这种预测可以是在假定缩放因子A_i的值自接收节点知道缩放因子A_i的值的时间点起未改变的情况下进行的。然后，可以根据以下表达式来获得对缩放因子A_i的估计 

其中，索引i指示传输信道i，i＝1，...，n；索引j指示要进行对接收功率的估计的时间点，p指示已知比值A_i的先前时间点。优选地，时间点p应当是已知缩放因子A_i值的最晚时间点。在许多情形中，主要依赖于在传输信道i上发送的数据的类型，根据表达式(6)的预测的精度(即，A_i自最后的已知值起未改变)相当好。例如，当传输信道i用于话音时，A_i的值依赖于用户是否正在讲话。典型地，讲话突发的长度是几秒，而典型地，在毫秒或更短的时标上重复对接收信号功率的估计。因此，根据表达式(6)的预测可以具有超过99％的精度。 

备选地，可以使用利用先前时间点处缩放因子A_i的已知值以获得对缩放因子的估计 

的其他方式。例如，可能的情况是：缩放因子A_i的值通常以相同方式随时间改变，从而可以随时间辨别一系列A_i，j值中的模式，其中，索引t指示时间，t＝j-1，j-2，...。例如，在传输速率通常以相同方式减慢(例如在两个或更多个TTI上)时可能是这种情况，并且，根据已知模式来减小比值A_i。然后，先前时间点的A_i的已知值的时间变化可以用于预测A_i，j的值将遵循已知模式。还可以使用缩放因子A_i的过去值的柱状图，其中，该柱状图指示缩放因子A_i，j的不同值的相对出现次数。一种可能的预测可以是：将缩放因子A_i，j值设置为柱状图中缩放因子A_i，j的最常出现的值。 

可以使用估计缩放因子A₁，...，A_n的其他手段。例如，在移动无线电通信系统100中，传输信道i的缩放因子A_i可以仅取特定值，并且可以测量第一传输信道(即，要在步骤315和410导出其接收信号功率的传输信道)的接收信号功率。然后，例如，可以获得传输信道i的缩放因子的近似 

作为第i个信道的测量接收信号功率与第一传输信道的测量接收信号功率的比值。然后，可以选择缩放因子的估计值 

作为与 

最接近的A_i的允许值。在可以设置对传输信道i上的传输功率的附加限制以使得不是所有可用比值A_i都可以被使用的情况下，优选地，在选择缩放因子A_i的估计值时，应当考虑与任何这种附加传输功率限制有关的信息。例如，在WCDMA系统100中，系统100的网络侧的调度器可以向MS 110发信号通知可以使用A_i的仅一些可用值。然后，应当避免将A_i的估计值设置为在传输时所不被允许的值。 

尽管对传输信道i的缩放因子A_i，j的估计在一些情形中可以在特定时间点t_j处(例如，在数据速率改变之后的时刻)相当不精确，但是用于 

的估计的所有n个信道的缩放因子在相同时间点处不精确的可能性相当小。为了最小化A_i的值以及测量值P_i的不精确度的影响，有利地，可以采用对于针对权重系数a₁，...，a_n的的值的动态分配。 

确定权重系数 

当使用多于一个传输信道的接收信号功率来导出对第一信道的接收信号功率的估计 

时，优选地，可以有规律地(例如，每当确定 

的新值时)更新对不同传输信道给出的不同权重a_i(参见表达式(4))。可以使用确定权重系数的不同方法。有利地，应当将权重系数a_i的值设置为反映对应估计量 

的不确定性。由于 的每个值基于有噪信号的功率测量和对缩放因子A_i的潜在不确定估计，因此利用对功率P_i的测量的测量精度和A_i估计的估计精度来确定估计量 

的精度。 

图5中示出了示意执行确定权重系数a₁，...，a_n的步骤405的方法的流程图。在步骤500，假定权重系数a₁，...，a_n的值。有利地，在步骤500假定的权重系数a_i的值可以反映接收信号功率P_i的测量精度。一般地，传输信道i处的接收信号功率越大，则测量精度越好。现在示出了在理 想条件下缩放因子A_i的平方值提供了较好的权重系数a_i值。 

假定缩放因子A_i是已知的并且为真，那么考虑信道i的接收信号功率的测量值P_i的以下表达式： 

$P_i=A_i\·P_1^{\mathrm{true}}+e_i$ i＝1，...，n    (7) 

其中， 

是第一传输信道的接收信号功率的真值，e_i表示信道i上的测量误差。在表达式(7)中，将测量功率考虑为相对于缩放因子A_i的线性回归。这可以以向量的形式写为： 

$\stackrel{\‾}{P}=\stackrel{\‾}{A}{P}_1^{\mathrm{true}}+\stackrel{\‾}{e}---\left(8\right)$

其中， 

和 

分别是具有元素P_i、A_i和e_i的列向量。对于测量误差e_i相关的情况，第一信道的接收信号功率估计由一般表达式给出： 

${\hat{P}}_1=\frac{{\stackrel{\‾}{A}}^T\·C^{-1}\·\stackrel{\‾}{P}}{{\stackrel{\‾}{A}}^T\·C^{-1}\·\stackrel{\‾}{A}}---\left(9\right)$

其中，C是测量误差的协方差矩阵。假定测量是无偏差的(误差e_i的期望为0)并且不同信道上的测量误差之间的相关性为0，那么协方差矩阵C是元素为误差e_i的方差 

的对角矩阵； 

那么，真第一传输信道功率的线性最小二乘估计 

由下式给出： 

${\hat{P}}_1=\frac{{\stackrel{\‾}{A}}^T\·C^{-1}\·\stackrel{\‾}{P}}{{\stackrel{\‾}{A}}^T\·C^{-1}\·\stackrel{\‾}{A}}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{A}_i{P}_i/{\mathrm{\σ}}_i^2}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{A}_i^2/{\mathrm{\σ}}_i^2}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{A}_i^2\·(P_i\·A_i)/{\mathrm{\σ}}_i^2}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{A}_i^2/{\mathrm{\σ}}_i^2}---\left(10\right)$

因此，如以上表达式(4)中已指示，对第一传输信道的接收信号功率的估计 可以写为n个信道专用估计量 

的凸组合： 

${\hat{P}}_1={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{w}_i{\hat{P}}_1^i---\left(11\right)$

其中，归一化权重w_i由下式给出： 

$w_i=\frac{{\mathrm{\α}}_i}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{\mathrm{\α}}_i}=\frac{A_i^2/{\mathrm{\σ}}_i^2}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{A}_i^2/{\mathrm{\σ}}_i^2}---\left(12\right)$

作为特殊情况，如果测量方差对于所有信道均相同，即， 

则归一化权重w_i与平方缩放因子 

成比例，因此，对应的权重系数a_i与平方缩放因子 

成比例： 

$w_i\∝{\mathrm{\α}}_i\∝A_i^2---\left(13a\right)$

因此，当对缩放因子的估计的精度较好时，有利地，可以将权重系数设置为使得权重系数a_i与对应的缩放因子A_i的估计 

的平方成比例。 

然而，当一些或所有所估计的缩放因子的精度较低时，有利地，可以使用除表达式(13a)的手段以外确定权重系数的值的其他手段。例如，可以根据以下表达式来设置权重系数的值： 

$w_i\∝{\mathrm{\α}}_i\∝\frac{1}{{\mathrm{\σ}}_i^2}---\left(13b\right)$

使得权重系数a_i与测量功率P_i的方差 

的倒数成比例，其中，例如，可以根据已知方法将方差 

确定为经验方差。在该情形下，可以将方差 

的意义从仅包括功率测量误差扩展为还包括缩放因子的预测的不确定性，使得表达式(13b)的方差 

是信道专用估计量 的方差。如果针对哪个传输信道(或哪些传输信道)可以检测到对缩放因子的预测不可靠，则可以根据表达式(13a)来确定与更可靠的缩放因子相对应的权重系数，而可以根据表达式(13b)来确定与更不可靠的缩放因子相对应的权重系数。备选地，一般可以根据表达式(12)来确定权重系数，使得权重系数与对应的缩放因子的平方估计以及对应的方差的倒数成比例。 

现在返回至图5，在步骤505，将估计量 

的当前值(在时刻t_j处获得)与 

的最近获得的值进行比较。与 

的最近值不同的估计量 

的值可以指示传输信道i处的数据速率已改变并且缩放因子估计 尚未相应更新，或者指示用于测量P_i的条件已改变。在步骤505，将估计量 的值与 

的历史值的函数 

进行比较。 

上方的横杠指示函数可能依赖于 的多于一个历史值，这些历史值是在不同时刻t_d处获得的，其中，t_d＜t_j。然而， 

完全可以是在时刻t_d处获得的 

的仅一个值的函数，其中，例如，时刻t_d可以是获得 

的最后的值t_d＝t_j-1的时刻。那么，有利地，函数 

可以取以下值： 

$P=P_{1,j-1}^i---\left(14\right)$

在这种情况下，例如，步骤505中进行的比较可以涉及以下表达式： 

$\frac{|{\hat{P}}_{1,j}^i-{\hat{P}}_{1,j-1}^i|}{{\hat{P}}_{1,j}^i}<T_i---\left(15\right)$

其中，T_i是指示传输信道i的时间变化容差的阈值。如果表达式(15)的比较示出了估计量 

的相对改变大于T_i，则应当减小权重系数a_i。可以使用除表达式(15)的比较以外的比较，尤其是在与表达式(14)不同的表达式用于函数F时。 

在图5的步骤510，将在时刻t_j处获得的估计量 

的值(表示为 

)与从在时刻t_j处在其他传输信道k上的测量获得的估计量 

进行比较，其中，k可以取值k＝1，...，n；k≠i。如果步骤510的比较示出了估计量 

与其他估计量 中的大多数显著不同，则有利地可以减小权重系数a_i。例如，该比较可以包括以下检查：查看是否有任何数据点(A₁，P₁)与由表达式(7)表示的回归线是否形成显著偏差。 

用于该测试的回归线可以基于P₁的最近估计和/或基于P₁的一个或多个历史估计，典型地，这些估计用于获得表示该线的期望斜率的值G。可以将值G设置为P₁的最后估计，或者，例如，值G可以是拟合值：G_j＝q·P_1，j-1+(1-q)·G_t-1，其中，G_j是时刻t_j处的G值，0≤q≤1。在下式表示的情况下，信道i与回归线的偏差被视为在时刻t_j处显著： 

其中，σ_i是测量功率P_i的(估计)标准差。典型地，因子k可以被选择为处于范围2-4内，而还可以想到其他值，并且，因子k的值可以被选择为相对于缩放因子A_i的不确定性，优化P_i的估计。 

当在步骤505或510已经发现应当调整权重系数a_i时，可以以不同方式完成这一点。例如，可以将与在步骤505或510已被发现为有偏差的估计量 

相对应的权重系数a_i设置为0，从而从对第一传输信道的接收信号功率P_i的计算中完全移除偏差估计量 

或者，可以将权重系数a_i减小反映与 的期望值的偏差幅度的量。备选地，可以增大与精度已被证明为较好的传输信道相对应的权重系数。例如，可以将权重系数a₁，...，a_n除以与拟合至数据点(A₁，P₁)的回归线的平方偏差(参见表达式(7))。 

在图5中，可以省略步骤505和/或步骤510。然而，通过执行步骤505和/或步骤510，一般将改进第一传输信道的接收信号功率的估计值的精度。在权重系数a₁，...，a_n为静态的移动无线电通信系统100中，可以省略整个步骤405。 

图6示意了在特定时间点处n个不同传输信道的接收信号功率P_i的测量，其中，所述测量已被绘制为缩放因子A_i的值的函数。在图6所示的图中，n＝5。在假定缩放因子A_i是已知的或者可以以足够的精度而估计的情况下，可以从图中获得第一传输信道的接收信号功率 作为拟合至数据点(A₁，P₁)的线性曲线的斜率(参见表达式(7))。 

图7示意了根据本技术的实施例的接收信号功率估计器700。接收信号功率估计器700包括用于接收包括在至少两个传输信道上发送的信息在内的信号705的输入703。输入703连接至n个接收信号功率检测器或P_i检测器710₁-710_n的集合，其中的每一个检测器适于测量传输信道i的接收信号功率。P_i检测器710_i还适于在P_i检测器输出713i处传送指示测量的传输信道i的传输功率P_i的信号715i。P_i检测器710i可以根据接收信号功率检测的公知原理进行操作。 

P_i检测器710i的输出713i连接至缩放机构720的输入717i，缩放机构720适于接收n个信号715₁-715_n。缩放机构720还适于在输入727处接收信号725，信号725指示缩放因子A_i，...，A_n的集合(该信息在图7中表示为 

)。典型地，如果缩放因子被接收信号功率估计器700形成其一部分的接收节点所知，则指示其信号725的缩放因子的集合可以是在较早时间点处接收的信号705的传输时使用的缩放因子的集合，或者在发送目前信号705的时间点处实际使用的缩放因子的集合。缩放机构720还可以适于接收与缩放因子A_i，...A_n的值相关的其他信息，例如，如上所述被发信号通知给发送节点的缩放因子的最大值。 

缩放机构720还适于将信号715i同与在信号725中接收的缩放因子A_i有关的信息一起使用，以获得信道专用估计量 

的值。例如，缩放因子机构720可以包括：缩放因子预测器(未示出)，适于如上所述预测缩放因子A_i，...，A_n的目前值。缩放因子机构720还适于执行表达式(3a)的操作，由此可以获得信道专用估计量 的值。缩放因子机构720 包括：输出729₁-729_n，适于分别传送指示估计量 

的值的信号730₁-730_n。 

P_i检测器705i的输出713i还连接至权重系数产生器735的输入733i，权重系数产生器735适于接收n个信号715₁-715_n。权重系数产生器735可以进一步或备选地适于从P_i检测器710i接收指示获得P_i值的测量的测量误差e_i的方差 

的信号。权重系数产生器735还适于根据从P_i检测器710i-710n接收的信息，例如通过执行表达式(13a)或(13b)的操作，假定权重系数a₁，...a_n的值。 

在图7中，权重系数产生器735还连接至缩放机构720的输出729₁-729_n的输出，并适于在输入737₁-737_n处接收信号730₁-730_n。图7的权重系数产生器735适于将从缩放机构720接收的估计量 

的值与估计量 

(k≠1)和/或同先前时间点相关的估计量 

的值进行比较，并在该比较如此指示(参见图5的步骤505和510)的情况下调整所假定的权重系数值。 

权重系数产生器735适于产生指示由权重系数产生器735产生的权重系数a₁，...，a_n的输出。这在图7中由输出信号740₁-740_n示意，每一个信号指示权重系数a_i并在权重系数产生器735的输出741i处传送。 

权重系数产生器735的输出741i连接至第一传输信道的接收信号功率估计产生器或 

产生器745， 

产生器745适于接收n个信号740₁-740_n。 产生器745还适于接收n个信号730₁-730_n，每一个信号指示信道专用估计量 

产生器745适于通过对信号730₁-730_n和740₁-740_n中发信号通知的信息执行表达式(4)的操作，产生对第一信道的接收信号功率的估计 产生器745还适于在输出753处传送指示由此产生的对第一传输信道的接收信号功率的估计 的信号750。 

可以以许多方式改变图7的接收信号功率估计器700。例如，可以经由权重系数产生器735来发信号通知被发送至 

产生器745的信号730i，从而可以省略 

产生器745与缩放机构之间的直接连接。类似地，可以省略P_i检测器710i与权重系数产生器735之间的直接连接。在一个实施例中，可以省略缩放机构720与权重系数产生器735之间的、发送信号730i的连接，与从图5的方法中省略步骤505和510相对应。在产生 

时使用仅一个估计量 

(参见图3)的实施例中，可以省略权重系数产生器735以及 

产生器745，接收信号功率估计器700仅包括一个P_i检测器705i就是足够的。在其他实施例中，图7所示的多个P_i检测器705i可以被实现为能够在对于接收信号功率确定来说可用的时间跨度内确定多于一个传输信道的接收信号功率的一个P_i检测器705i。图7的输入717₁-717_n可以使用相同或不同的物理输入。这也适用于输出729₁-729_n、输入737₁-737_n等。 

在图8中，在采用干扰消除的基站105中实现接收信号功率估计器700的示例。基站105包括图7的接收信号功率估计器700的特征。图8的输入703还连接至干扰消除器800，干扰消除器800适于消除信号705中的干扰中的至少一些。然后，干扰消除器800适于将干扰消除后的信号805馈送至干扰估计器810以及解码器815。解码器815适于检索被编码到信号705内的信息，例如，与由发送节点MS 110使用的缩放因子A_i有关的任何信息。图8的解码器815还适于产生指示与缩放因子有关的这种解码信息的信号725，并向缩放机构720发送该信号725。由于干扰消除器800中的延迟，当与信号725相关的信号715i已经由缩放机构720处理时，该信号725将典型地由缩放机构720接收。然而，如上所述，信号725中的信息可以用于预测缩放因子的未来值。 

干扰估计器810适于估计干扰消除后的信号805中的任何剩余干扰，并产生指示该剩余干扰的信号820。干扰估计器810还适于将该信号馈送至SIR估计器825。SIR估计器825还经由输出753连接至接收信号功率估计器700的输出，并将由此接收对由 

产生器745产生的 

的任何估计。SIR估计器825适于基于信号750和820来产生SIR估计，并将指示该SIR估计的信号830馈送至上行链路功率调整机构835。上行链路功率调整机构835适于基于对信号830的SIR估计，确定是应当提高还是降低MS 110的传输功率(参见图2的事件220)。上行链路功率调整机构835适于产生功率命令200，并将该功率命令馈送至基站105的输出，以传送至MS 110。 

有利地，还可以在其他设备(如MS 110)中或者在期望接收信号功率的精确值的其他节点中实现接收信号功率估计器700。尽管以上描 述主要是在估计上行链路的接收信号功率(其中，对第一信道的接收信号功率的估计 

由基站105产生)的方面进行的，但是相同方法可以用在下行链路(其中，MS 110可以测量第二下行链路传输信道的接收信号功率)上，并使用该测量信号功率来确定第一下行链路传输信道的接收信号功率。 

有利地，接收信号功率估计器700的特征可以被实现为硬件和软件的适当组合。例如，缩放机构720、权重系数产生器735和 产生器745可以被实现为在接收节点中的处理器上运行时执行上述操作的软件。有利地，接收节点(如无线电基站105)包括可执行这种软件的处理器以及可存储这些计算机程序的存储器120。 

在以上描述中，在移动无线电通信系统100的方面描述了本发明，在移动无线电通信系统100中，根据传输功率按比例设置至少第二传输信道的传输功率。然而，本发明等效地适用于通信系统100，其中，至少第二传输信道的传输功率的依赖性凭借任何其他关系而依赖于第一传输信道的传输功率。此外，主要在码分多址接入的方面描述了本发明。然而，其还可以适用于使用其他接入方法(如时分多址接入)的移动无线电通信系统100。 

本领域技术人员将认识到，本发明不局限于附图和以上具体描述中公开的实施例，这些实施例仅出于示意的目的而示出，其还可以以多种不同方式实现，并由权利要求限定。 

Claims (13)

1.一种在通信系统(100)中的接收节点(105)处估计第一传输信道的接收上行链路信号功率的方法，其中，接收节点是基站(105)，接收信号(200；705)包括由发送节点(110)在至少两个传输信道上发送的信息，发送节点是移动台(110)，所述方法的特征在于包括：

测量(305)所述至少两个传输信道中的第二传输信道的接收上行链路信号功率；

估计(310)第二传输信道的传输功率与第一传输信道的传输功率之间的关系；以及

使用对第二传输信道的接收上行链路信号功率的测量和所估计出的关系，估计(315；410)第一传输信道的接收上行链路信号功率，其中，估计关系的步骤包括：估计(310)第二传输信道或另外传输信道的传输功率与第一传输信道的传输功率的比值，从而获得第二传输信道或另外传输信道的缩放因子；以及

估计第一传输信道的接收上行链路信号功率的步骤是通过以下操作来执行的：将所述第二传输信道或另外传输信道的缩放因子应用(315)于所述第二传输信道或另外传输信道的接收上行链路信号功率的测量值，从而获得所述第二传输信道或另外传输信道的信道专用估计量；以及在估计中，根据所述信道专用估计量，估计第一传输信道的接收上行链路信号功率，

其中，所述方法还包括：

从发送节点接收在至少一个先前时间点处的所述第二传输信道或另外传输信道的传输功率与第一传输信道的传输功率的比值；以及

根据至少一个先前时间点处的比值，确定所述第二传输信道或另外传输信道的缩放因子。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

测量(305)第一传输信道的接收上行链路信号功率；以及其中

估计第一传输信道的接收上行链路信号功率的步骤还包括：使用测量的第一传输信道的接收上行链路信号功率。

3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：

测量(310)至少一个另外传输信道的接收上行链路信号功率；

估计(315)所述至少一个另外传输信道的传输功率与第一传输信道的传输功率之间的关系；以及其中

估计(410)第一传输信道的接收上行链路信号功率的步骤还包括：使用所述至少一个另外传输信道的接收上行链路信号功率以及第一传输信道和另外传输信道的传输功率之间的至少一个所估计的关系。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，第一传输信道和第二传输信道的传输功率的比值仅能够取有限数目的值，以及

估计第一传输信道和第二传输信道的传输功率的比值的步骤包括：确定所述第二传输信道或另外传输信道的接收上行链路信号功率的测量值与第一传输信道的接收上行链路信号功率的测量值的比值；

将所确定的测量值的比值与传输功率的比值能够取的有限数目的值进行比较；以及

将所述第一传输信道和第二传输信道的传输功率的比值估计为有限数目的值中与所确定的测量值的比值最接近的那个值。

5.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：

确定在估计第一传输信道的接收上行链路信号功率的步骤中使用的信道专用估计量的权重系数(410)，所述权重系数反映了信道专用估计量的可靠性；以及其中

估计第一传输信道的接收上行链路信号功率的步骤是根据所述权重系数执行的。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，

确定权重系数的步骤至少包括：初始假定(500)所述权重系数与已使用其获得信道专用估计量的缩放因子的平方成比例。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，

确定权重系数的步骤至少包括：初始假定(500)所述权重系数与同信道专用估计量相关的传输信道的接收上行链路信号功率的测量值的测量误差的方差的倒数成比例。

8.根据权利要求5所述的方法，还包括：

将信道专用估计量的最近获得值与信道专用估计量的至少一个先前获得值进行比较(505)，所述比较得到时间变化结果；以及

基于所述时间变化结果，确定是否应当调整所述权重系数的初始假定值。

9.根据权利要求5所述的方法，还包括：

将一个第二信道专用估计量的值与另一第二信道专用估计量的至少一个值进行比较(510)，或者将一个另外信道专用估计量的值与另一另外信道专用估计量的至少一个值进行比较(510)，所述比较得到传输信道变化结果；以及

基于所述传输信道变化结果，确定是否应当调整所述权重系数的初始假定值。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，

接收节点采用干扰消除；以及

在干扰消除之前执行对接收上行链路信号功率的测量。

11.一种适于接收包括由发送节点(110)在至少两个传输信道上发送的信息在内的信号(200、705)的接收上行链路信号功率估计器(700)，发送节点是移动台(110)，所述接收上行链路信号功率估计器适于估计所述至少两个传输信道中的第一传输信道的接收上行链路信号功率，其特征在于，

所述接收上行链路信号功率估计器适于：测量所述至少两个传输信道中的至少第二传输信道的上行链路信号功率；估计第二传输信道的传输功率与第一传输信道的传输功率之间的关系；以及基于对第二传输信道的上行链路信号功率的测量的结果和所估计出的关系，估计第一传输信道的接收上行链路信号功率，其中，所述接收上行链路信号功率估计器包括：

接收上行链路信号功率检测器(710)，适于测量所述至少两个传输信道中的第二传输信道的接收上行链路信号功率，并产生指示所测量的接收上行链路信号功率的信号(715)；

缩放机构(720)，连接至接收上行链路信号功率检测器的输出(715)，并适于接收指示所测量的接收上行链路信号功率的信号，所述缩放机构还适于：

基于对第二传输信道的传输功率与第一传输信道的传输功率的比值的估计，确定缩放因子；

通过将缩放因子应用于所测量的接收上行链路信号功率来估计第一传输信道的接收上行链路信号功率，从而产生信道专用估计量；以及

产生指示信道专用估计量的信号(730)

其中，所述接收上行链路信号功率估计器(700)还适于：从发送节点(110)接收在至少一个先前时间点处的所述第二传输信道或另外传输信道的传输功率与第一传输信道的传输功率的比值；以及其中所述缩放机构还适于：根据至少一个先前时间点处的比值，确定所述第二传输信道或另外传输信道的缩放因子。

12.根据权利要求11所述的接收上行链路信号功率估计器，其中，所述接收上行链路信号功率估计器适于测量所述至少两个传输信道的接收上行链路信号功率，并产生对应的信道专用估计量，所述接收上行链路信号功率估计量还包括：

权重系数产生器(735)，适于接收指示对接收上行链路信号功率的测量和/或传输信道的信道专用估计量的信号(730；715)，并产生传输信道的权重系数；以及

其中，所述接收上行链路信号功率估计器还适于根据所述权重系数来执行对第一传输信道的接收上行链路信号功率的估计。

13.一种无线电基站(105)，包括根据权利要求11至12中任一项所述的接收上行链路信号功率估计器。

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