CN1084093C - 一种估算信号和噪声质量的方法和一种接收机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计算代表噪声和信号质量的估算(315)，并涉及一种无线系统的接收机。根据本方法，在接收机的相关器(303)中形成的相关矢量(101-106)的最高值与第二最高值(315)或与其它各值的平均值进行比较。如果一个特定的扩频码被用于信号的接收，该比较形成信号和干扰的比率，该比率可具体应用于从分集接收机的各分集分支(1或2)中组合信号，因此该方法甚至可以在检测前组合信号。如果接收机所接收的信号都是未经接收中所用的扩频码处理而发送的，则可以通过比较该相关值，形成噪声质量估算(315)，高于该噪声质量估算的估算值意味着该接收机正在接收的是信号而不是噪声。

Description

一种估算信号和噪声质量的方法和一种接收机

本发明涉及一种估算信号质量的方法，该方法用于具有若干发送机和接收机的扩频无线系统中，在该方法中每个被发送的信号由一种单独的扩频码伪噪声编码为宽带形式的信号并且该信号被变换为具有矢量形式的调制符号，所述各调制符号是基本正交的已知变换矩阵的子矩阵，所述各子矩阵是在待发送的各个比特组合的基础上进行选择的，在接收机中信号乘上一个扩频码，其中在接收的调制符号与已知的变换矩阵之间形成相关，该相关形成包括相关值的各个相关矢量并利用各个相关矢量检测该信号。被出来。

本发明还涉及一种估算噪声质量的方法，该方法用于具有若干发送机和接收机的扩频无线系统中，在该方法中每个被发送的信号由一种单独的扩频码伪噪声编码为宽带形式的信号并且该信号被变换为具有矢量形式的调制符号，所述各调制符号是基本正交的已知变换矩阵的子矩阵，所述各子矩阵是在待发送的各个比特组合的基础上进行选择的，在接收机中信号被一个扩频码相乘，其中在接收的调制符号与已知的变换矩阵之间形成相关，该相关形成包括相关值的各个相关矢量并利用各个相关矢量检测该信号。

本发明另外涉及扩频无线系统的一种接收机，该系统包括若干接收机和发送机，在该系统中每个传输的信号是由一种单独的扩频码伪噪声编码为宽带形式的信号并且该信号被变换为具有矢量形式的调制符号，所述各调制符号是基本正交的已知变换矩阵的子矩阵，所述各子矩阵是在待发送的各个比特组合的基础上进行选择的，在接收机中信号乘上一个扩频码，其中在接收的调制符号与已知的变换矩阵之间形成相关，该相关形成包括相关值的各个相关矢量并利用各个相关矢量检测该信号。

在扩频无线系统中，特别是在CDMA技术中，用户的窄带数据信号被具有宽得多的带宽的扩频码调制成相对宽的带宽。在已知的实验系统中，所用的带宽包括，例如，1.25MHz、10MHz和50MHz。通常扩频码由比特的长伪随机序列生成。扩频码的比特速率大大地高于数据信号的速率，为了区分数据比特和符号，将扩频码的各个比特称为码片。一个用户的每个数据符号都乘上所有的扩频码码片。因此，窄带的数据信号扩展到由扩频码所使用的频段。每个用户的信号具有单独的扩频码。若干用户利用相同频段同时发送他们的信号，和来自各个用户的信号基于伪随机扩频码在接收机中可以彼此识别。

不考虑基于扩频技术的有效干扰和衰落保护，在无线系统中受到信号和噪声质量影响的基站与移动站之间连接质量始终在变化。变化来自存在于无线路径上的干扰和作为距离与在信道中信号渐变时间的函数的无线电波的衰减。连接的质量可以被测量，例如通过监视接收的电平强度。为了部分地补偿连接的质量变化，可以使用功率控制。

利用诸如Walsh-Hadamard变换之类的多电平正交调制的数字无线系统需要一种比功率测量更高精度的方法以估算连接质量。此外，知道接收机是正在检测一个信号还是仅仅是噪声经常是重要的，因为不值得施加噪声到接收机的检测器上。尽管如此，噪声的幅度变化也是一个有用的信息。连接质量的众所周知的参数包括误码率(BER)和信号噪声比(SNR)。

在估算接收信号的SNR中已知使用维特比检测的判决。由于维特比算法对数字信号处理程序的要求很苛刻，必须使用单独的维特比硬件。这在J.Hagenauer，P.Hoeher的文章：A Viterbi Algorithm withSoft-decision Outputs and its Applications，(IEEE GLOBECOM1989，Dallas，Texas，November 1989)中详细地进行了描述，援引于此以资参考。

众所周知，当利用不同种类的分集接收机时，需要SNR信息，在这种情况下从不同分集分支接收的信号被进行组合。例如，瑞克(RAKE)原理的分集接收机具有多个接收分支，每个分支能够同步到分集信号的不同信号分量上。所以该接收机能够同时接收若干个信号。具体地，CDMA系统利用瑞克接收机。

在分集接收中，大多数典型的分集接收机是在检测前或在检测后组合集信号通常利用维特比检测来检测，因为维特比检测产生所需的SNR估算，所以信号组合在检测后进行。但是，最有利的方法是在检测前进行信号组合，因为这种方法导致较高的信号增益。然而，未接收到信号的分集分支是不被用于组合的。这使瑞克分支的正确分配尤为重要。例如，在WilliamC.Y.Lee的出版物：Mobile Communications Engineering(Chapter10，Combining Technology，PP.291-336，McGraw-Hill，USA，1982)中对于分集接收机有更具体的描述，援引于此以资参考。

本发明的目的在于实现一种直接从接收的信号估算SNR，而为此目的不用使用繁琐的维特比检测的方法。另外的目的是能够在检测前使信号在各分集接收机中进行组合。此外，根据本发明的方法的一个目的是在分集接收机中使瑞克分配易于进行。

这些目的是通过在前序部分提出的用于估算信号质量的这类方法实现的，其特征在于，在接收信号乘上特定扩频码时，代表信号质量的估算是通过将相关矢量的一个或多个相关值的平均值与该相关矢量的最高值相比较形成的，其中一个或多个相关值的平均值包括除最高相关值之外的所有的相关值。

在前序部分提出的用于估算噪声质量的这一类方法的特征在于，在接收信号乘上基本正交于所有接收信号的扩频码的扩频码时，代表噪声质量的估算是通过将相关矢量的一个或多个相关值的平均值与该相关矢量的最高值相比较形成的，其中一个或多个相关值的平均值包括除最高相关值之外的所有的相关值。

而根据本发明的接收机的特征则在于，包括用于生成代表信号质量的估算的比较装置，该比较装置被安排为将单个相关矢量的除其最高值外的一个或多个相关值的平均值与该相关矢量的最高值进行比较，当信号乘上一个特定扩频码时，被安排进行操作。

本发明的接收机的另外的特征在于，包括用于生成代表噪声质量的估算的比较装置，该比较装置被安排为将单个相关矢量的除其最高值外的一个或多个相关值的平均值与该相关矢量的最高值进行比较，当信号乘上基本上正交于所有接收信号的扩频码的一个扩频码时，被安排进行操作。

本发明的方法提供明显的优点。通过避免使用维特比算法估算信号噪声比，将节约存储器容量和由计算处理所花费的时间。从估算得到SNR的值可以被用于评价信道的状态，作为不良帧估算方法和ML(最大似然率)矩阵标定一样。该估算也可以用于改进软判决的解码。此外，SNR可以用于分集组合，即在瑞克接收机中，和特别适用于在进行检测前组合各分集信号的场合。借助于本发明，还可以推断一个接收机或其分支正在接收一个信号而不是噪声引起的类似信号的干扰波动的情况。这种情况能够进行瑞克分配。

在所附的相关权利要求中描述了根据本发明的方法的优选实施例，在所附的与接收机相关的权利要求中描述了根据本发明的接收机的优选实施例。

下面将参照各个附图对本发明进行详细地描述，其中

图1说明CDMA的时隙和相关矢量；

图2是一个相关矢量的各相关值的分布的例子；

图3表示根据本发明的接收机的基本部件；以及

图4表示根据本发明的接收机的基本部件。

首先，将对本发明的理论背景给以一个综述。在蜂窝无线系统中，基站接收机应当生成信号功率电平和质量的有关信息，以便能够在分集组合中进行有效的信号加权、环路功率控制、等等。在接收信号处理的最初阶段，Walsh-Hadamard变换包括不失真信息的信号质量信息，即信号噪声比之类的信息。代表信号质量的估算可以在信号处理的初始阶段形成，这个信息可以提供给信号处理后期阶段，诸如维特比检测和分集组合。计算一个代表信号质量的估算的一般原理包括比较最高相关值与某些其它相关值(或各相关值)。因此，该最高相关值涉及被发送的信息，而其它相关值涉及噪声和其它的信号失真。

在不失描述的普遍性的情况下，这里考虑每个码片一个样值，即扩频码比特，和一个静态(高斯)信道的例子。二进制信号首先被卷积编码，然后6号。利用因子4的伪噪声扩频，每个沃尔什码片为I分支产生4个伪噪声码片和为Q分支产生4个伪噪声码片。在接收时，该伪噪声被去扩频信号并随后进行Walsh-Hadamard反变换来消除。

让我们假设在伪噪声前沃尔什码片是S_ki，k代表第k沃尔什符号，i代表第i时片。在Walsh-Hadamard变换后，该码片的幅度为 $\mathrm{amp}=\sqrt{{{\left[\right[\underset{i=1}{\overset{6-1}{\mathrm{\Σ}}}({2S}_{\mathrm{ki}}+N_1)S_{\mathrm{ji}}]}^2+\left[\underset{i=1}{\overset{6-1}{\mathrm{\Σ}}}{N}_2{S}_{\mathrm{ji}}\right]}^2],}----\left(1\right)$

其中N₁是由PN^I×n_I和pN^Q×n_Q产生的噪声，PN^I是用于I分支的扩频码和PN^Q是用于Q分支的扩频码，n_I和n_Q是在I和Q分支中的独立高斯噪声。N₂是由PN^I×n_Q和pN^Q×n_I产生的噪声。这里假设沃尔什符号含有64沃尔什码片，但在一般情况下，沃尔什符号可能还要长些。可以证明，N₁和N₂呈高斯分布，其均值为0，方差等于信道噪声方差(δ²)的一半。当j≠k时，即当相互比较两个不同Hadamard矩阵的子矩阵，即矩阵各行，也即沃尔什符号时，这一般发生在接收时，因此，由于各行是正交的，所以得到 $\underset{i=1}{\overset{64}{\mathrm{\Σ}}}{S}_{\mathrm{ki}}\·S_{\mathrm{ji}}=0,$ 期望值E(amp)就变为 $E\left(\mathrm{amp}\right)=E\left(\sqrt{[N_{11}^2+N_{22}^2]}\right),----\left(2\right)$

这里N₁₁和N₂₂是均值为0且方差等于64δ²/2的高斯分布。因为N₁₁和N₂₂是不独立的，且该方根是非线性运算，期望值E(amp)可以不等于

。利用计算机模拟，可以证明方程(2)可表示为 $E\left(\mathrm{amp}\right)=\sqrt{\left[64\mathrm{\α}{\mathrm{\δ}}^2\right]}----\left(3\right)$ 这里α在CDMA系统中接近0.78。因此噪声方差，即δ²有效值为 ${\mathrm{\δ}}^2=\frac{1}{64\mathrm{\α}}{E}^2\left(\mathrm{amp}\right),----\left(4\right)$

在j＝k时，即在计算Hadamard矩阵行与其自身的相关中，分析是相同的但结果是 $E\left(\mathrm{amp}\right)=\sqrt{[{128}^2+{64\mathrm{\α\δ}}^2]},----\left(5\right)$

这是一个最大幅值，在接收中这个结果是与所发送的信息相联系的。在这种方式中，可以证明噪声方差，即有效值，和信号的有效值可以借助于通过Walsh-Hadamard变换器生成的各相关矢量来生成，这些结果可以被用于生成代表信号质量的估算。当利用其子矩阵基本是正交的任何变换矩阵代替Walsh-Hadamard变换时，将可以得到类似的结果。

接下来，将借助于CDMA技术描述本发明。在示例性CDMA蜂窝无线系统中，在包括16个时隙的TDMA帧中进行传输。一般，每个时隙包括6个调制符号。通常各调制符号是涉及信道编码的变换矩阵的子矩阵。当传输使用Walsh-Hadamard变换时，通常，一个时隙含有6个矢量形式的调制符号，每个符号包括64个沃尔什码片。在CDMA系统的发送机中，根据现有技术通过将以6比特为一组发送的各比特变换成0和63之间的数形成各个调制符号，每个数被用于在Hadamard矩阵中分配64行的一行。因为作为许多正交变换矩阵之一的Hadamard矩阵，是包括64×64沃尔什码片的矩阵，每行，即待发送的调制符号具有64沃尔什码片。在接收机中各调制符号被变换为各相关矢量，借助于这些矢量所接收的信息被进一步检测。

图1                                                 101-106，这些矢量具有各相关值111。各相关矢量101-106是在接收机中形成的，以便Hadamard矩阵行，即调制符号在接收机中乘上Hadamard矩阵。这在公式(6)被表示为数学方程 ${\left[\begin{array}{c}m1\\ m2\\ m3\\ .\\ .\\ .\\ m64\end{array}\right]}^T\×\left[\begin{array}{ccccc}H\left(\mathrm{1,1}\right)& H\left(\mathrm{1,2}\right)& H\left(\mathrm{1,3}\right)& ...& H\left(\mathrm{1,64}\right)\\ H\left(\mathrm{2,1}\right)& H\left(\mathrm{2,2}\right)& H\left(\mathrm{2,3}\right)& ...& H\left(\mathrm{2,64}\right)\\ H\left(\mathrm{3,1}\right)& H\left(\mathrm{3,2}\right)& H\left(\mathrm{3,3}\right)& ...& H\left(\mathrm{3,64}\right)\\ .& .& .& ...& .\\ .& .& .& ...& .\\ .& .& .& ...& .\\ H\left(\mathrm{64,1}\right)& H\left(\mathrm{64,2}\right)& H\left(\mathrm{64,3}\right)& ...& H\left(\mathrm{64,64}\right)\end{array}\right]={\left[\begin{array}{c}C1\\ C2\\ C3\\ .\\ .\\ .\\ C64\end{array}\right]}^T----\left(6\right)$

其中码片m1、m2、m3、…、m64是一个调制符号的码片，包括H(x、y)码片的矩阵是一个变换矩阵，这两者的乘积生成一个相关矢量，包括各个相关值C1、…、C64(图1中的值111)。这些调制符号的码片最好是沃尔什码片，变换矩阵最好是Hadamard矩阵，因此调制符号的相关值111和相关矢量101-106的数目最好是64。相乘对应于Hadamard矩阵与调制符号之间的相关，因此该位置，即在相关矢量101-106中最大值的索引(标号)对应于所发送的6个比特的值。它等效于相乘处理以形成该调制符号和分别对应于Hadamard矩阵中的一行的矢量之间的相关。

图2详细地描述两个相关矢量101-106的相关值111的分布。该分布用于说明本发明，因此其值和分布不代表测量结果，而代表一个可操作的例子。带有水平线的条形表示一种状态，在该状态中，接收的信号已经乘上某个扩频码，在该接收机的接收区域内没有信号经该扩频码处理后被发送。扩频码比特的序列和/或相位是未进行发送的序列和/或相位。在这种情况下，没有检测到信号，相关矢量由代表噪声的相关值进行填充。

带点的条形代表一种状态，该状态中发送方已经发送信号，在接收时该宽带信号已经被特定的扩频码相乘，变为一种窄带信号。在Walsh-Hadamard变换后，相关值的最高索引(标号)确定所发送的信息。因为被用作变换矩阵的Hadamard矩阵包括独立的，即正交子矩阵，这些子矩阵是矩阵的各个行，即各个矢量，当调制符号不与发送的信息相关时，调制符号与Hadamard矩阵之间的相关，总是得到低的随机值。这些相关值由C1-C47和C49-C64表示。但是，当调制符号与发送信息相关时，该相关值是高的。图2中最高值是C48，即第48相关值。通过将数48变换为二进制形式，根据第48相关值是最高值这个事实可以作出所发送的6比特组合是110000的推断。

估算信号质量

接下来，借助于图1和2更为详细地描述根据本发明的估算信号质量的方法。在接收机中宽带信号被单独的扩频码相乘，因此它的伪随机噪声，即伪噪声编码将丢失而变为一个窄带信号。该信号将被进一步变换，最好是利用Walsh-Hadamard变换，该变换产生各个相关矢量。在根据本发明的方法中，代表信号质量的的估算是通过将单个相关矢量101-106的除其最高值外的一个或多个相关值与该相关矢量101-106的最高值进行比较，最好是利用涉及在该比较中使用的相关矢量的数量的每一单个相关矢量101-106的比较结果求平均。生成在图2中，带点的相关矢量的最高相关值是C48，该相关值具有与所发送的信息相关的最高概率。带点的相关矢量的其它值C1-C47和C49-C64代表噪声和非正交性。当对因此而形成的并涉及噪声和信号/信息的各相关值进行相互比较时，将得到接近SNR的估算。考虑到单个相关矢量101-106，其它值C1-C47和C49-C64，即所有非最高值的值，可以例如通过相加或通过计算平均值来组合，当生成估算时，该平均值与最高值C48进行比较，第二种可选方案是选择一个与最高值进行比较的单一值。通过计入若干相关矢量的估算结果并通过以结果的平均值的形式计算估算，该估算的快速起伏可以被减小，结果更为精确。

相关矢量101-106的最高相关值最好是与相同相关矢量的第二最高相关值进行比较。在图2中，第二最高相关值是C14。因为第二最高相关值C14代表在传输中最强的干扰，通过将最高相关值与该第二最高相关值进行比较，可以得到代表可能的最差SNR的估算，所述估算代表信号质量。第二最高相关值与最高相关值之间的比较最好是通过彼此相除所述各个值进行，因此该相除产生代表信号质量的估算。在本发明的第二优选实施例中，比较是通过计算最高相关值和第二最高相关值之间的差进行的，该差也代表信号质量的估算。对一个特定时间间隔或在一个特定相关矢量数目中估算的平均值比涉及一个相关矢量的信号质量估算更为有益。为此原因，将以最高和第二最高相关值之差和相除的结果的形式的估算生成均衡到一个时隙中是有益的。

根据本发明的优选实施例，通过相关矢量101-106的最高相关值C48除上除最高相关值外的所有相关值C1-C47和C49-C64的平均值形成代表信号质量的与相关-矢量-特定估算(correlation-vector-specificestimate)。第二可选方案是计算最高相关值与所有除最高相关值之外的相关值的平均值之间的差。在求各个相关值的平均值中，(最好能计及)所有除最高相关值之外的相关值。可以使用中间值或某些其它线性或非线性函数代替平均值，对介于计算中所用的最高和最低值之间的结果进行加权。

在蜂窝无线系统CDMA技术的各个时隙中进行信号传输的情况下，最好使用由各个时隙组成的所有相关矢量101-106。蜂窝无线系统的示例性时隙包括6个调制符号，它们在每个时隙中形成6个相关矢量。因此，在CDMA技术中，根据本发明的代表信号质量的估算是由6个与相关-矢量-特定估算的平均估算形成的，该平均估算代表整个时隙的信号质量。同时在这种情况下，求平均可以被中间值或某些其它求平均函数代替。

在诸如瑞克接收机之类的分集接收机中使用估算作为各个分集分支的加权系数是有益的，这样甚至能够在检测前组合各个分集信号。在估算的基础上，来自具有最佳质量的分支的信号可以被选出用于检测。无论什么时候生成一个估算，例如逐个时隙地生成，来自最佳分支的信号被选出来用于检测，因此来自所有分支的信号都有机会被选择用于检测。当来自不同分集分支的信号进行组合时，将被检测的和信号可以通过组合不同分支的估算加权信号来生成。以这种方式，可以检测出最可能的信号。

接下来，描述根据本发明的接收机，在接收机中形成信号质量估算。图3中的接收机包括两个分集分支1和2。但是，本发明的解决方案不限制分集分支的数量，从使用分集分支1和2之一的接收机的角度来看是足够的，因此自然不需要分集组合。分支1和2两者都包括天线301、信号预处理装置302、扩频码装置302a、相关器303、用于确定相关矢量的最大相关值的装置304、用于确定相关矢量的第二最大相关值的装置305、比较装置307和信号后处理装置308。信号预处理装置包括：例如射频部件，在该部件中信号被变换为中频，和变换部分，在该部分中信号被进行A/D变换。信号预处理装置302还包括扩频码装置302a，通过该装置消去接收信号的伪随机噪声。该信号在这样一种情况下被专门的扩频码相乘，使得它变成窄带信号，该相乘可以例如是Walsh-Hadamard变换，借助于该变换所发送的信息可以被检测。信号后处理装置308包括，例如分集组合装置、去交织装置和维特比检测器。信号311在天线301被接收，信号从天线进入到预处理装置302。从由预处理装置提供的输出信号312中，相关器303在每个分支中形成相关矢量101-106，该相关矢量再进入到后处理装置308。相关矢量101-106还被送到确定相关矢量的最高值的装置304。相关矢量101-106还被送到确定相关矢量的第二最高值的装置305。根据本发明，相关矢量的最高值313和第二最高值314两者被送到比较装置307，在比较装置中通常通过计算其差或相关比较最高值313和第二最高值314，因此每个分集分支上比较装置307的输出由代表信号质量的估算315提供。装置307被安排为从若干通常是在一个时隙的相关矢量101-106形成信号质量估算315，估算315因而对应于通过平均若干相关矢量101-106形成的估算。不同分支1和2的信号可以在后处理装置308的分集组合装置中与现有技术一样有益地进行组合。

接下来，将对按照本发明的第二接收机进行描述。图4的接收机包括两个分集分支3和4。但是，本发明的解决方案不限制分集分支的数量。分支3和4都包括天线301、信号预处理装置302、扩频码装置302a、相关器303、用于确定相关矢量的最大相关值的装置304、用于平均除最大相关值外的一个或多个相关值的装置305、比较装置307和信号后处理装置308。信号预处理装置302包括，例如射频部件，其中信号被变换为中频，和变换部分，其中信号被A/D变换。包括在预处理装置302中的扩频码装置302a被安排为起使扩频码与从传输中接收的信号的扩频码一样的作用，因此信号被变为窄带信号，从而由相关器303形成的相关矢量101-106的最高相关值313代表所发送的信息。信号后处理装置308包括，例如分集组合装置、去交织装置和维特比检测器。信号在天线301被接收，信号211从天线前进到预处理装置302。从由预处理装置提供的输出信号312中，相关器303在每个分支上形成相关矢量101-106，该相关矢量进一步前进到后处理装置308。相关矢量101-106还前进到确定相关矢量的最大值的装置304。相关矢量101-106还前进到形成该相关矢量除最大相关值外所有相关值的平均值的装置400。最高值313和形成的平均值401两者被送到比较装置307，该装置通常通过计算最高值313和平均值401之间差或相关形成信号质量估算315。装置307被安排从若干相关矢量101-106中形成信号质量估算315，因此估算315对应于通过从若干相关矢量101-106中求平均形成的估算。利用估算315，不同分支3和4的信号在后处理装置308的分集组合装置中与现有技术一样有益地进行组合。包括在接收机中的所有装置301-308是现有技术的处理模拟或数字信号的电子部件或装置。具体地讲，装置304、305、307和400是本发明的重点，最好借助于处理器由软件实现的，或者它们是由处理控制的电子部件。更为具体地讲，这些装置可以由数字信号处理器(即，DPS)或ASIC电路实现。

噪声质量的估算

接下来，参照图1和2更为详细地描述根据本发明的估算噪声质量的方法。在接收机中宽带信号被一个伪噪声扩频码相乘，该伪噪扩频码不被用于该接收机的接收区域。因此，所接收的信号将不被变换为窄带信号，最好通过Walsh-Hadamard变换形成相关矢量，也不体现与发送方信息相关的高相关值，而是所有的相关值代表噪声。根据本发明的方法，代表噪声质量的估算是通过与代表信号质量估算相同的方式生成的，即将单个相关矢量101-106的除其最高值外的一个或多个相关值与该相关矢量101-106的最高值进行比较，最好是通过对涉及在该比较中使用的若干相关矢量的数目的每个相关矢量101-106的比较结果求平均来进行。在图2中，带条纹的相关矢量的所有值代表噪声，因为用在接收中的扩频码不是用作接收机的接收区域进行传输的扩频码。因此由噪声引起的最高相关值是C36。考虑到单个相关矢量101-106，当生成估算时，所有其它值C1-C35和C37-C64，即所有除最高相关值之外的相关值例如通过相加或通过计算与最高值C36进行比较的平均值可以进行组合。第二个可选方案是选择一个与最高值进行比较的单一值。通过计入若干相关矢量的估算结果并通过从结果中以平均值的形式计算估算，该估算的快速起伏可以被减小，结果更为精确。

相关矢量101-106的最高相关值最好是与相同相关矢量的第二最高相关值进行比较。在图2中，带条纹的相关矢量的第二最高相关值是C23。由于最高相关值C36和第二最高相关值C23都代表噪声，通过将最高相关值与该第二最高相关值进行比较，将可以得到一个阈值，当该阈值超过最高和第二最高相关值之差时，意味着在信道中存在一个信号。第二最高相关值与最高相关值的比较最好通过彼此相除所述各个值进行，因此该相除产生代表噪声质量的估算。在本发明的第二优选实施例中，比较是通过计算最高和第二最高相关值之间的差进行的，该差也代表噪声质量的估算。对一个特定时间间隔或在一个特定相关矢量数目中估算的平均值比涉及一个相关矢量的噪声质量估算更为有益。为此原因，只要在平均处理期间在信道中没有明显的变化，将以最高和第二最高相关值之间的差和相除结果的形式的估算生成均衡到一个时隙中，或者如果需要，多于一个时隙中。

在本发明的优选实施例中，代表噪声质量的与相关-矢量-特定估算是通过由其它相关矢量C1-C64的平均值除相关矢量101-106的最高相关值C36生成的。如果该平均处理仅利用少数相关值，具体地如果仅使用一个相关值，则最高值C36可以被从求平均中忽略。第二可选方案是计算最高相关值与其它各相关值的平均值之间的差。可以使用一个中间值或某些其它线性或非线性函数代替平均值，加权介于在计算中使用的最高和最低值之间的结果。

在信号传输发生在蜂窝无线系统的CDMA技术的各时隙中的情况下，最好使用由各时隙组成的所有相关矢量101-106。示例性的蜂窝无线系统的CDMA的时隙包括6个调制器符号，该符号形成每一个时隙的6个相关矢量。因此，在CDMA技术中，根据本发明的代表信号质量的估算是由对6个与相关-矢量-相关的估算求平均估算生成的，该平均估算代表整个时隙的噪声质量。同时，在这种情况下，求平均可以由中间值或者由某些其它求平均函数来替代。

接下来，根据本发明的接收机被进行检验，在接收机中形成信号质量估算。表示在图3和4中的接收机还起到一种噪声质量和相关质量估算器的作用。唯一的差别是其中在接收机中的预处理装置302、部件302a，未被安排与任何接收机的接收区域中的出现的信号的扩频码相同步，因此由接收机的相关器303形成的相关矢量101-106中的相关值，仅代表噪声。根据本发明的方法，在每个分集分支中的比较装置307的输出结果是由噪声质量估算315提供的。

噪声估算最好用于分集接收机中检验在分集分支中信号的。在该估算的基础上，还可以知道什么时候信号超过仅由噪声引起的相关值的起伏。这可以被应用在例如瑞克分配中。

同时，在这种创新的解决方案中，包括在接收机中的所有装置301-308是现有技术的处理模拟或数字信号的电子部件或装置。具体地讲，作为本发明重点的装置304、305、307和400最好借助于处理器由软件实现，或者它们是由进程控制的电子部件。更为具体地讲，这些装置可以由数字信号处理器(即，DSP)或ASIC电路来实现。

虽然以上结合附图中的例子描述了本发明。但是，显而易见，本发明并不限于这些描述，而可以在所附的权利要求书描述的创新思想中以多种方式进行修改。

Claims (20)

1.一种估算信号质量的方法，该方法用于具有若干发送机和接收机的扩频无线系统中，其中每个被发送的信号利用单独的扩频码被伪噪声编码为宽带形式，并且信号被变换为具有矢量形式的各调制符号，所述调制符号是基本上正交的已知变换矩阵的子矩阵，根据待发送的各个比特的组合选择所述子矩阵，该信号在接收机中被一个扩频码相乘，在接收机中接收的调制符号与已知变换矩阵之间形成一种相关，该相关形成相关矢量(101-106)，后者包括相关值(111)，借助于该相关值对信号进行检测，其特征在于，当利用特定的扩频码乘以接收的信号时，通过将相关矢量(101-106)的一个或多个相关值的平均值(314或401)与相关矢量(101-106)的最高值(313)进行比较形成代表信号质量的估算(315)，其中一个或多个相关值的平均值(314或401)包括除最高相关值(313)之外的所有其它各个相关值(111)。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，接收的信号与一个特定的扩频码相乘的实现是通过把该接收的信号与基本正交于所有接收的信号的一个扩频码相乘，并且代表信号质量的估算(315)是噪声质量。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于，两个或多个相关值的平均值是利用由相关矢量(101-106)组成的任何相关值生成的。

4.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，该比较是相关矢量(101-106)的第二最高相关值(314)与相关矢量(101-106)的最高值(313)的比较。

5.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，通过由不包括最高值的所有相关值(111)的平均值(401)除相关矢量(101-106)的最高相关值(313)进行比较。

6.根据权利要求5的方法，其特征在于，通过从相关矢量(101-106)的最高相关值(313)中减去不包括最高值的所有其它相关值(111)的平均值(401)进行比较。

7.根据权利要求4的方法，其特征在于，通过由最高相关值(313)除第二最高相关值(314)进行比较。

8.根据权利要求4的方法，其特征在于，通过从最高相关值(313)中减去第二最高相关值(314)进行比较。

9.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，以若干单个相关矢量的估算的平均值的形式生成估算(315)。

10.根据权利要求9的方法，其特征在于，当在时隙中进行信号传输时，估算(315)是由至少一个时隙所包括的所有相关矢量(101-106)的估算的平均值的形式形成的。

11.根据权利要求1的方法，其特征在于，当接收机是包括若干分集分支的分集接收机时，所生成的估算(315)在组合各不同分集分支的信号时作为加权因子使用。

12.一种扩频无线系统的接收机，该系统包括若干发送机和接收机，在系统中的每个发送信号被一个单独的扩频码伪噪声编码为宽带信号，并且该信号被变换为具有矢量形式的调制符号，所述调制符号是基本上正交的已知变换矩阵的子矩阵，所述子矩阵是根据待发送的各比特的组合进行选择的，信号在接收机中被一个扩频码相乘，该接收机包括相关器(303)，用于形成接收的调制符号与已知变换矩阵之间的相关，该相关形成包括相关值(111)的相关矢量(101-106)，借助于该相关值信号被检测出来，其特征在于，该接收机包括：

比较装置(307)，用于形成代表信号质量的估算(315)；

确定装置(304)，用于确定相关矢量(101-106)的最高相关值(313)；

确定装置(305)，用于确定相关矢量(101-106)的第二最高相关值(314)；

计算装置(400)，用于计算相关矢量(101-106)的一个或多个相关值的平均值(401)；及

比较装置(307)被安排为将单个的相关矢量(101-106)的除其最高值外的一个或多个相关值的平均值(314或401)与相关矢量(101-106)的最高值(313)相比较，并被安排为当由一个特定的扩频码乘该信号时进行操作。

13.根据权利要求12的接收机，其特征在于，信号质量是由噪声质量代表，并且比较装置(307)被安排为当由基本上正交于所有接收信号的扩频码的一个扩频码乘该信号时进行操作。

14.根据权利要求12或13的接收机，其特征在于，由该接收机包括的比较装置(307)被安排为由相关矢量(101-106)的最高值(313)除相关矢量(101-106)的第二最高相关值(314)。

15.根据权利要求12或13的接收机，其特征在于，由该接收机包括的比较装置(307)被安排为从相关矢量(101-106)的最高值(313)中减去相关矢量(101-106)的第二最高相关值(314)。

16.根据权利要求12或13的接收机，其特征在于，由该接收机包括的比较装置(307)被安排为由相关矢量(101-106)的最高相关值(313)除相关矢量(101-106)的一个或多个相关值的平均值(401)。

17.根据权利要求12或13的接收机，其特征在于，由该接收机包括的比较装置(307)被安排为从相关矢量(101-106)的最高相关值(313)中减去相关矢量(101-106)的一个或多个相关值的平均值(401)。

18.根据权利要求16的接收机，其特征在于，用于计算各相关值平均值(401)的装置(400)被安排为从相关矢量的任何两个或多个相关值中形成平均值。

19.根据权利要求12或13的接收机，其特征在于，当传输包括各个时隙时，比较装置(307)被安排为利用至少一个时隙中的所有相关矢量(101-106)。

20.根据权利要求12的接收机，其特征在于，该接收机是一个分集接收机，该接收机被安排为利用所生成的估算(315)作为组合各个分集分支信号的加权因子。

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