CN1239632A - 信道切换装置和信道切换方法 - Google Patents
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Abstract
所需波形的接收电场强度由所需波形接收电场强度检测装置(102)检测,而干扰波形接收电场强度由干扰波形接收电场强度检测装置(103)检测。比较装置(104)将它们进行比较从而计算出D/U比率。而且FER由帧误码率检测装置(106)检测。根据各自的历史数据预测D/U比率和FER并且完成通信信道的切换,从而无需中断通信就检测到接收状态,并且改进了通信质量。
Description
技术领域
本发明涉及用于当无线通信中通信质量下降时切换通信信道的信道切换装置以及信道切换方法。
背景技术
普通的信道切换装置是如此构造的,使得当通信期间通信质量下降时通过切换通信信道来改善通信质量。这种切换仅仅根据帧误码率(Frame Error Rate)和叠加有所需波形和干扰波形的接收信号的接收电场强度的绝对电平完成。
但是在这种普通的信道切换装置中,每个所需波形和干扰波形的接收电场强度是不确定的。因此存在通信信道的通信质量无法正确把握从而使得无法恰当地完成信道切换的情况。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目标是提供一种信道切换装置,它能够准确掌握通信信道的通信质量从而完成恰当的信道切换并改进通信质量。
为了实现上述目标,本发明的信道切换装置包含:所需波形接收电场强度检测装置,用于检测移动站的所需波形接收电场强度;以及干扰波形接收电场强度检测装置,用于检测同一频率的干扰波形的接收电场强度。随后获取这些检测装置检测的接收电场强度的比率,并且根据获取的比率切换通信信道。通过在通信信道的通信质量下降时切换通信信道,即使绝对接收电场强度电平较高,也可以进行稳定的通信。
而且本发明的信道切换装置包含:存储装置,用于存储所需波形与干扰波形的接收电场强度之间的比较结果和帧误码率检测装置的检测结果;以及预测装置,用于从储存的比较结果和预测结果预测未来的网络状态。这可以容纳由于衰减(fading)或计算误差引起的所需波形电场强度与干扰波形电场强度的差异。而且p可以防止信道切换错误,从而获得恰当的信道切换。而且通信信道可以根据预测结果,在通信质量完全变差从而难以执行通信之前提前切换通信信道。这可以确保稳定的通信。
附图的简要说明
图1为按照本发明第一实施例的信道切换装置的示意框图;
图2为按照第一实施例,接收所需波形和干扰波形的电场强度的示意图;
图3为按照本发明第二实施例的信道切换装置的示意框图;
图4为按照本发明的第二实施例的D/U比率与FER(帧误码率)之间关系的示意图;
图5为按照本发明第二实施例的信道切换装置的框图;
图6为按照本发明第二实施例的信道切换装置相关设备的操作的示意图;
图7为按照本发明第二实施例的信道切换装置相关设备的操作的示意图;
图8为按照本发明第二实施例的信道切换装置的判断条件的示意图;以及
图9为利用按照本发明第二实施例的信道切换装置的基站装置的框图。
实施发明的较佳方式
以下借助图1-9描述本发明的实施例。
(第一实施例)
图1示出了按照本发明第一实施例的信道切换装置。天线101接收无线电信号。所需波形接收电场强度检测装置102从天线101接收的无线电波中检测所需波形的接收电场强度。干扰波形接收电场强度检测装置103从天线101接收的无线电波中检测干扰波形的接收电场强度。比较装置104将所需波形接收电场强度检测装置102与干扰波形接收电场强度检测装置103检测得两个接收电场强度进行比较。切换装置105根据比较装置104获得的比较结果切换信道,从而输出信道切换指令信号S。
以下借助图2描述上述结构的信道切换装置的操作。图2示出了某一时刻所需波形接收电场强度和干扰波形接收电场强度的电平,以及所需波形接收电场强度和干扰波形接收电场强度之和的平均值。
如图2所示,所需波形接收电场强度和干扰波形接收电场强度随时间变化。所需波形的通信质量状态很大程度上依赖于所需波形接收电场强度和干扰波形接收电场强度。因此仅仅从所需波形与干扰波形强度之和的检测无法确定接收电场强度的增加和减少是由所需波形、干扰波形还是二者共同作为的结果。因此无法正确把握通信质量的状态。但是按照本发明,可以确定如下:
首先,所需波形接收电场强度检测装置102根据天线101的接收信号检测所需波形的接收电场强度。随后,干扰波形接收电场强度检测装置103根据天线101的接收信号检测干扰波形的接收电场强度。
接着,比较装置104分别从这两个检测装置输入表示接收电场强度的信号。随后,获得所需波形电场强度与干扰波形电场强度的比率(D/U比率)。切换装置105根据D/U比率确定是否能由当前通信信道完成通信从而控制通信信道的切换。
利用上述结构,通信信道的通信质量可以精确确定。为此,即使绝对接收电场强度较高,也可以在通信质量相对变差时执行合适的信道切换,从而可以获取稳定的通信。
第一实施例解释了通信信道切换的情况。但是当信道在通信开始处分配时可以利用上述D/U比率完成信道分配。
(第二实施例)
以下借助图3和4描述按照本发明的第二实施例的信道切换装置。如同3所示,第二实施例的信道切换装置除了第一实施例结构以外还包含帧误码率检测装置106。帧误码率检测装置106检测包含时隙误码(slot error)的时隙数(slot number)的FER(帧误码率)。误码率的检测以帧为单位,但能够以比特为单位。在这种情况下,执行D/U比率与比特误码率(BER)之间的比较。
帧误码率检测装置106检测从天线101来的信号的FER,并连同第一实施例说明的D/U比率一起输人切换装置105。切换装置105根据输入的FER和D/U输出信号S,用于切换通信信道。
按照上述结构,即使通信质量变差和FER随通信质量变差而变差时,当D/U比率较高时预计通信信道的质量比较高。于是继续利用当前通信信道进行通信。因此无需不必要地切换通信信道,并且可以防止切换引起的通信暂时阻塞,并且可以增加信道容量。
另一方面,如果FER变差,则检验D/U比率,并且根据检验结果释放当前通信的通信信道,并且信道快速切换至其它信道。这消除了与其它基站和移动站的干扰,从而可以增加信道容量。
如同4所示,考虑到D/U比率与FER之间的关系,存在FER较低而D/U比率较高的情况。相反,还有一种情况是FER较低而D/U比率较高。在本实施例中,切换装置105完成D/U比率与FER之间的比较和确定。随后,如果FER高于恒定值,则切换通信信道。相反,如果D/U比率高于恒定值,则不进行通信信道的切换。
因此发生帧误码时获得的移动站与基站之间通信状态,可以考虑到D/U比率予以正确确定。为此,可以合适地完成通信信道的切换。
以下借助图5和6描述第二实施例的信道切换装置。图5为信道切换装置的框图。
天线501接收无线电信号。接收电场强度检测装置502检测天线501接收的接收信号的强度并检测所需波形与干扰波形接收电场强度之和。信号处理装置503为电路,它利用自适应信号处理方法从接收信号中仅仅提取所需波形信号,在接收信号中干扰波形与天线501接收的所需波形相加。
相关装置504计算信号处理装置503提取的所需波形与接收信号之间的相关值。由于无法从提取的所需波形信号中知道所需波形接收电场强度,所以完成该计算以确定天线接收的信号中有多少个所需波形信号。已知所需波形和干扰波形混合的接收信号的接收电场强度。因此可以通过计算相关值(表示接收信号中有多少个所需波形)检测正确的所需波形接收电场强度。
校正电路505根据输入信号电平校正计算的相关值。天线501接收的信号根据该电平放大,并且在提供信号处理前控制为具有恒定值的输入信号。但是如果值偏离恒定值,则根据偏离的大小改变相关值。因此,发生相关值得不到正确计算的情况。为此,校正装置505检测接收信号的电平,并根据检测值校正相关值从而计算正确的相关值。
以下借助图6和7描述校正电路505的操作。图6(a)示出了输入信号,图6(b)示出了所需波形信号的设定值,并且图6(c)示出了相关值。图6表示的情况是接收的所需波形小于设定电平,而图7表示的情况是接收的所需波形与设定电平差不多。假定图6和7中的输入信号包含了完全相同的所需波形信号。
如果在图6和7中都计算了输入信号(a)与设定值(b)之间的相关度,则根据每个图6和7的(c)中所示输入信号电平改变计算的相关度。为此,无法计算正确的输入信号中所需波形信号分量。校正电路505检测输入信号电平(a)与设定值(b)之间的偏移从而校正相关装置504计算的相关值。
接着,计算器506从校正的相关值和接收电场强度检测装置502输入的接收信号电场强度计算所需波形的接收电场强度。而且计算器507从计算的所需波形接收电场强度和接收电场强度检测装置502输入的接收信号电场强度计算干扰波形的接收电场强度。
按照上述结构,可以在通信期间检测干扰波形的接收电场强度。随后计算器506和507的输出被输入到到比较器508。
比较器508计算所需波形接收电场强度与干扰波形接收电场强度的比率和D/U比率。随后存储电路509存储计算的D/U比率的固定量。预测装置510从存储在存储电路509内的过去的数组计算例如平均值、回归线等。由此计算可靠性高的当前D/U比率并提前数次预测D/U比率。
另一方面,信号处理装置503的输出由解调装置511解调从而输入FER检测装置512。FER检测装置512计算接收信号的误码率从而输出至存储电路513。存储电路513存储从FER检测装置输出的FER输出的固定量。预测装置514从存储在存储电路513内的过去数组计算例如回归线。由此提前数次预测FER。
预测装置510和514的输出被输入确定装置515。随后,确定装置515向切换装置516输出确定结果。切换装置516利用切换信号S通知通信信道切换的控制站。
如图8所示,如果预测FER变差而D/U比率得到改进,则预测装置510、514和确定装置515维持当前的通信信道。如图8所示,如果预测FER改善而D/U比率变差,则预测装置510、514和确定装置515维持当前的通信信道。在任一情况下,通信信道切换的阈值被设定在FER和D/U极限值附近。这减少了反复改变通信信道的可能性,从而可以改善频率的有效作用。
因此可以利用D/U比率(根据无线电波传播环境瞬时变化)在某一时间间隔上正确检测。未来的通信状态可从D/U比率或FER的过去数组提前数次预测,从而可以快速适应无线电波传播环境的变化并保持稳定的高质量通信。
换句话说,在通信质量变差以前信道从包含干扰波形的信道切换至无干扰波形的信道。因此基站与移动站之间的可通信距离和时间增加,从而改进了信道容量。具体而言,预测装置预测了D/U比率或FER的改变。随后,如果根据未来的改变,当前信道的通信质量有可能得到改进,则继续使用当前信道。相反,如果当前信道的通信质量不可能得到改进并且判断通信质量进一步变差,则快速切换信道。
第一和第二实施例中说明的信道切换装置被用于诸如PHS(个人手持系统)系统之类完成无线电通信的系统(主要在无线电通信系统中的基站装置中)。图9为采用本发明信道切换装置的基站装置的框图。通过接收和发射部分902产生发射数据。随后混合器903利用频率切换部分904输入的频率多路复用发射数据,最终的数据从天线901发射出去。当切换信号S从信道切换装置906输出时,发射频率由频率切换部分904切换,从而完成通信信道的切换。
类似地,本发明的信道切换装置可以用于无线通信移动站装置。如果移动站装置预测到通信信道网络质量将有下降,则移动站装置需要将通信网络切换到基站和控制站。随后移动站装置利用基站装置的指令切换通信信道。
工业应用性
本发明的信道切换装置被用于诸如PHS系统之类完成无线电通信的系统(主要在无线电通信系统中的基站装置)中。本发明的信道切换装置也可以用于无线电通信移动站。按照本发明,完成了通信信道的切换,并且检测接收的状态而不中断通信,从而改进了通信质量。
Claims (16)
1.一种信道切换装置,其特征在于包含:
所需波形接收电场强度检测装置,用于检测移动站的所需波形接收电场强度;
检测同一频率下干扰波形接收电场强度的检测装置;
将这些检测装置检测的接收电场强度进行比较的比较装置;以及
根据所述比较装置的比较结果切换通信信道的切换装置。
2.如权利要求1所述的信道切换装置,其特征在于所述切换装置包含检测接收信号中误码率的帧误码率检测装置,并且根据所述比较装置的比较结果和所述帧误码率检测的检测结果切换通信。
3.如权利要求2所述的信道切换装置,其特征在于所述切换装置包含将所述比较装置的比较结果与所述帧误码率检测装置的检测结果进行比较的比较装置和根据所述比较装置的比较结果判断是否切换信道从而输出切换指令的判断装置,并且根据所述判断装置的输出合适地切换通信信道。
4.如权利要求3所述的信道切换装置,其特征在于所述判断装置包含存储所述比较装置比较结果和所述帧误码率检测装置检测结果的存储装置以及根据所述存储的比较结果和检测结果预测未来网络状态的预测装置。
5.如权利要求4所述的信道切换装置,其特征在于所述所需波形接收电场强度检测装置包含:信号处理装置,用于从天线接收的包含干扰波形和所需波形的信号中仅仅提取所需波形;以及相关值计算装置,用于计算所述信号处理装置输出的所需波形信号与天线接收的干扰波形与所需波形相加的所述信号之间的相关值。
6.如权利要求5所述的信道切换装置,其特征在于所述相关值计算装置包含校正装置,用于判断输入信号的高低从而校正计算的相关值。
7.如权利要求4所述的信道切换装置,其特征在于干扰波形接收电场强度检测装置包含:干扰波形接收电场强度检测装置;以及差分装置,用于输出信号接收电场强度的差值,信号是由天线接收的干扰波形与所需波形的叠加,并且所需波形接收电场强度由所述所需波形接收电场强度检测装置检测。
8.一种基站装置,其特征在于包含如权利要求4所述的信道切换装置。
9.一种移动站装置,其特征在于包含如权利要求4所述的信道切换装置。
10.一种无线电通信系统,其特征在于在基站或者移动站中提供如权利要求4所述的信道切换装置。
11.一种信道切换方法,其特征在于包含以下步骤:
检测移动站的所需波形接收电场强度;
检测同一频率下干扰波形接收电场强度;
将这些接受的检测的接收电场强度进行比较;以及
根据所述比较装置的比较结果切换通信信道。
12.如权利要求11所述的信道切换方法,其特征在于检测接收信号中的误码率并且根据接收电场强度与所述检测到的误码率的比较结果切换通信信道。
13.如权利要求12所述的信道切换方法,其特征在于从天线接收的干扰波形和所需波形相加的信号中仅仅提取所需波形;以及计算提取的所需波形信号与天线接收的干扰波形与所需波形相加的所述信号之间的相关值,从而检测所需波形接收电场强度。
14.如权利要求12所述的信道切换方法,其特征在于计算移动站的所需波形接收电场强度与信号的接收电场强度的差值,(信号由是天线接收干扰波形与所需波形相加的信号),从而检测出干扰波形接收电场强度。
15.如权利要求13所述的信道切换方法,其特征在于根据所需波形接收电场强度与干扰波形接收电场强度的比较结果和误码率的检测结果预测未来网络状态。
16.如权利要求14所述的信道切换方法,其特征在于根据所需波形接收电场强度与干扰波形接收电场强度的比较结果和误码率的检测结果预测未来网络状态。
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