CN1243424C - 宽带码分多址移动通信系统下行链路信噪比估计装置及估计方法 - Google Patents

宽带码分多址移动通信系统下行链路信噪比估计装置及估计方法 Download PDF

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Abstract

本发明宽带码分多址移动通信系统下行链路信噪比估计装置，包括：信号功率估计单元，它完成接收信号中用户信号功率的测量；干扰加噪声强度估计单元，它完成接收信号中干扰和背景噪声瞬时强度的测量；一阶滤波器单元，它利用干扰加噪声强度估计单元的输出，完成干扰和背景噪声平均强度的估算；信噪比计算单元，它利用信号功率估计单元和一阶滤波器单元的输出，完成信噪比的估算；其特点是，还包括一测量长度控制单元，它完成对本装置信噪比测量长度的控制，通过调整信噪比测量的长度，满足不同的精度和速度要求。该装置可以根据硬件速度和测量精度两方面的需要灵活选取测量长度，同时可灵活改变测量长度，增强了SIR估计装置的适应性。

Description

宽带码分多址移动通信系统下行链路信噪比估计装置及估计方法
技术领域
本发明涉及移动通信系统功率控制中的信噪比估计装置及估计方法，尤其涉及在WCDMA移动通信系统下行链路信噪比估计装置及估计方法。
背景技术
宽带码分多址(WCDMA)是第三代移动通信系统标准化组织(3GPP)提出的无线传输技术(RTT)方案。与GSM、CDMA等第二代移动通信制式相比，WCDMA具有如下优势：更大的系统容量、更优的话音质量、更高的频谱效率、更快的数据速率、更强的抗衰落能力、更好的抗多径性能(从而能够应用于更高速度的移动终端)。而且WCDMA能够从GSM系统进行平滑过渡，可以保证运营商的投资，为3G运营提供了良好的技术基础。
WCDMA系统是自干扰系统，尽可能地降低发射功率才能最大限度地保证系统容量。下行链路闭环功率控制的目的就是通过合理分配基站向各个移动台的发射功率，使得在满足性能要求的前提下，基站向各个移动台的发射功率尽可能的低，从而尽可能地降低干扰，保证小区容量。
在WCDMA系统中，下行链路闭环功率控制的实现方式如下：系统网络通过将接收到的信号的质量与系统服务质量要求相比较，实时设定目标SIR，传递给移动台。移动台估测接收信号的SIR，并与目标SIR相比较，从而确定传输功率控制(TPC)指令，通过上行链路传递给基站，从而达到调整基站向各个移动台的发射功率的分配比例的目的。
在功率控制系统中，SIR估测装置对功率控制的性能有着很大的影响。
一方面，功率控制延迟对功率控制的性能，有着非常重要的影响。如果功率控制延时过长，在移动台从下行信道中接收到基站发送的功率控制指令时，无线信道的条件有可能已经发生了变化，如果此时在依据接收到的功率控制指令对发射功率进行调整，很可能适得其反，非但不能改善系统性能，反而会使系统性能进一步恶化。移动台的移动速度越高，性能的恶化就越明显。SIR估测所使用的接收信号越长，运算量就越大，需要的时间也越长。同时考虑到上、下行信道之间的偏移，有可能影响到功率控制延迟。
另一方面，SIR估测的准确性是保证功率控制良好性能的基础。SIR估测在使用已知的导频符号的同时，在信道条件比较良好的情况下，还可以附加使用一些额外的信道解调符号提高SIR估测的准确性。SIR估测所使用的接收信号程度越长，估测就越准确。
在每个时隙中，SIR估测所利用的接收信号的长短，将直接影响到估测精度与运算量。估测长度长，则估测精度高，运算时间长；估测长度端，则估测精度低，运算时间短。
现有的固定测量长度的SIR估测装置，缺乏足够的灵活性。不易于根据实际情况，调整SIR估测所使用的接收信号长度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以灵活改变测量长度的SIR估计装置，该装置可以根据硬件速度和测量精度两方面的需要灵活选取测量长度，增强了SIR估计装置的适应性。
本发明的目的是这样实现的，宽带码分多址移动通信系统下行链路信噪比估计装置，包括：
信号功率估计单元，它完成接收信号中用户信号功率的测量；
干扰加噪声强度估计单元，它完成接收信号中干扰和背景噪声瞬时强度的测量；
一阶滤波器单元，它利用干扰加噪声强度估计单元的输出，完成干扰和背景噪声平均强度的估算；
信噪比计算单元，它利用信号功率估计单元和一阶滤波器单元的输出，完成信噪比的估算；
其特点是，还包括一测量长度控制单元，它完成对本装置信噪比测量长度的控制，通过调整信噪比测量的长度，满足不同的精度和速度要求。
上述宽带码分多址移动通信系统下行链路信噪比估计装置，其中，所述的测量长度控制单元包括：测量精度估计分单元和测量长度调整分单元；所述的测量精度估计分单元根据接收端对接收信号质量统计的结果估计信噪比测量的精度；所述的测量长度调整分单元，根据测量精度估计分单元的输出和最低时延要求，对测量长度进行调整。
宽带码分多址移动通信系统下行链路信噪比估计装置进行信噪比控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、信号功率估计单元，在测量长度控制单元的控制下，利用导频符号和软判决符号估计接收信号的功率；
b、干扰加噪声强度估计单元，利用导频符号估计干扰加噪声的瞬时强度；
c、一阶滤波器单元，对干扰加噪声强度估值进行平均；
d、信噪比计算单元，计算得出最终的信噪比估值。
上述方法，其中：所述的测量长度控制单元包括：测量精度估计分单元和测量长度调整分单元；测量精度估计分单元根据循环冗余译码器译码得出的循环冗余译码器校验结果，统计误帧率或误块率，将统计结果与门限误帧率或误块率相比较，并结合一定时间内的测得误帧率或误块率的标准差，判断信号功率估计单元的测量长度是否足够，并将判断结果传递给测量长度调整分单元；测量长度调整分单元根据接收到的判断结果和当前信号功率估计单元的测量长度，生成新的测量长度，作为指令传递给信号功率估计单元。
上述方法，其中：步骤a所述的接收信号功率的估计方法是通过对接收到的导频符号和软判决符号求模，并在测量长度内求平均值得出的。
上述方法，其中：步骤b所述的干扰加噪声的瞬时强度是通过对接收到的导频符号求平方，并在测量长度内求方差得出的。
附图说明
本发明的具体性能特征由以下的实施例及其附图进一步描述。
图1是本发明宽带码分多址移动通信系统下行链路信噪比估计装置的结构示意图。
图2是图1中测量长度控制单元的结构示意图。
具体实施方式
本发明与传统的SIR测量装置的区别，主要在于增加了一个测量长度控制单元，可以根据测量精度的要求调整信号功率估计的测量长度。
本发明宽带码分多址移动通信系统下行链路信噪比估计装置，包括：
测量长度控制单元，它完成对本装置信噪比测量长度的控制，通过调整信噪比测量的长度，满足不同的精度和速度要求；
信号功率估计单元，它完成接收信号中用户信号功率的测量；
干扰加噪声强度估计单元，它完成接收信号中干扰和背景噪声瞬时强度的测量；
一阶滤波器单元，它利用干扰加噪声强度估计单元的输出，完成干扰和背景噪声平均强度的估算；
信噪比计算单元，它利用信号功率估计单元和一阶滤波器单元的输出，完成信噪比的估算；
本发明利用宽带码分多址移动通信系统下行链路信噪比估计装置，进行信噪比控制的方法，其特点是，包括以下步骤：
a、测量精度估计分单元根据CRC(循环冗余译码器)译码得出的CRC校验结果，统计误帧率或误块率，将统计结果与门限误帧率或误块率相比较，并结合一定时间内的测得误帧率或误块率的标准差，判断信号功率估计单元的测量长度是否足够，并将判断结果传递给测量长度调整分单元；测量长度调整分单元根据接收到的判断结果和当前信号功率估计单元的测量长度，生成新的测量长度，作为指令传递给信号功率估计单元；
b、信号功率估计单元，在测量长度控制单元的控制下，利用导频符号和可能需要的软判决符号估计接收信号的功率；该接收信号功率的估计方法是通过对接收到的导频符号和软判决符号求模，并在测量长度内求平均值得出的。
c、干扰加噪声强度估计单元，利用导频符号估计干扰加噪声的瞬时强度；该干扰加噪声的瞬时强度是通过对接收到的导频符号求平方，并在测量长度内求方差得出的。
d、一阶滤波器单元，对干扰加噪声强度估值进行长时间的平均；
e、SIR计算单元，计算得出最终的SIR估值；
下面结合附图和实施例进一步说明本发明。
请参阅图1。本发明宽带码分多址移动通信系统下行链路信噪比估计装置，位于移动台一侧，具体位于RAKE接收机10之后、功率控制指令生成单元20之前。包括：测量长度控制单元1、信号功率估计单元2、干扰加噪声强度估计单元3、一阶滤波器单元4、SIR计算单元5。
该信号功率估计单元2包括：专用导频符号发生器，产生用于信号功率估计的DPCH导频符号；DPCH判决单元，根据测量长度控制单元输入的控制指令，从每个时隙中抽取一定数量的控制符号或数据符号进行判决；功率测量单元，利用专用导频符号发生器的输出和DPCH判决单元的输出，测量用户信号的功率；在测量长度控制单元1的控制下，利用导频符号和可能需要的软判决符号(如果指定的测量长度超过每个时隙中的导频符号的长度)估计接收信号的功率S(k)。接收信号功率的估计方法是通过对接收到的导频符号和软判决符号求模(下行链路DPCH(专用物理信道)采用QPSK(四相相移键控)调制)，并在测量长度内求平均值得出的。
干扰加噪声强度估计单元3，利用导频符号估计干扰加噪声的瞬时强度I(k)。干扰加噪声的瞬时强度是通过对接收到的导频符号求平方，并在测量长度内求方差得出的。
一阶滤波器单元4，对干扰加噪声强度估值进行长时间的平均。实际的递推关系如下： I(k)＝a I(k-1)+(1-a)I(k)，其中，0＜a＜1为滤波器系数。通常应当选取较大的滤波器系数。
SIR计算单元5，计算得出最终的SIR估值，计算方法为SIR＝10log10(S(k)/ I(k))。
在本装置中，SIR估计所利用的接收信号长度是由测量长度控制单元1确定的。整个装置在测量长度控制单元1的控制下协同工作，可以灵活地调整SIR测量长度，在满足精度要求和速度要求的前提下进行SIR估计。
本发明中的测量长度控制单元的结构如图2所示。该测量长度控制单元1包括：测量精度估计分单元11和测量长度调整分单元12；所述的测量精度估计分单元根据接收端对接收信号质量长期统计的结果估计信噪比测量的精度；所述的测量长度调整分单元，根据测量精度估计分单元的输出和最低时延要求，对测量长度进行调整。
测量精度估计分单元11根据CRC译码得出的CRC校验结果，统计误帧率(或误块率)，将统计结果与门限误帧率(或误块率)相比较，并结合一定时间内的测得误帧率(或误块率)的标准差，判断信号功率估计单元2的测量长度是否足够，并将判断结果传递给测量长度调整分单元12。测量长度调整分单元根据接收到的判断结果和当前信号功率估计单元的测量长度，生成新的测量长度，作为指令传递给信号功率估计单元。

Claims (4)

1、宽带码分多址移动通信系统下行链路信噪比估计装置，包括：
信号功率估计单元，它完成接收信号中用户信号功率的测量；
干扰加噪声强度估计单元，它完成接收信号中干扰和背景噪声瞬时强度的测量；
一阶滤波器单元，它利用干扰加噪声强度估计单元的输出，完成干扰和背景噪声平均强度的估算；
信噪比计算单元，它利用信号功率估计单元和一阶滤波器单元的输出，完成信噪比的估算；
其特征在于，还包括一测量长度控制单元，它完成对本装置信噪比测量长度的控制，通过调整信噪比测量的长度，满足不同的精度和速度要求；所述的测量长度控制单元包括：测量精度估计分单元和测量长度调整分单元；所述的测量精度估计分单元根据接收端对接收信号质量统计的结果估计信噪比测量的精度；所述的测量长度调整分单元，根据测量精度估计分单元的输出和最低时延要求，对测量长度进行调整。
2、宽带码分多址移动通信系统下行链路信噪比估计装置进行信噪比控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、信号功率估计单元，在测量长度控制单元的控制下，利用导频符号和软判决符号估计接收信号的功率；
b、干扰加噪声强度估计单元，利用导频符号估计干扰加噪声的瞬时强度；
c、一阶滤波器单元，对干扰加噪声强度估值进行平均；
d、信噪比计算单元，计算得出最终的信噪比估值；
所述的测量长度控制单元包括：测量精度估计分单元和测量长度调整分单元；测量精度估计分单元根据循环冗余译码器译码得出的循环冗余译码器校验结果，统计误帧率或误块率，将统计结果与门限误帧率或误块率相比较，并结合一定时间内的测得误帧率或误块率的标准差，判断信号功率估计单元的测量长度是否足够，并将判断结果传递给测量长度调整分单元；测量长度调整分单元根据接收到的判断结果和当前信号功率估计单元的测量长度，生成新的测量长度，作为指令传递给信号功率估计单元。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤a所述的接收信号功率的估计方法是通过对接收到的导频符号和软判决符号求模，并在测量长度内求平均值得出的。
4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤b所述的干扰加噪声的瞬时强度是通过对接收到的导频符号求平方，并在测量长度内求方差得出的。
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