CN1639988A - 实施智能型天线及分集技术的方法及系统 - Google Patents

实施智能型天线及分集技术的方法及系统 Download PDF

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Abstract

一种通过一共享射频(RF)链路，将信号从多重天线转换成基频的方法及装置。对于上行链路及下行链路两者，天线选择作业会具较高弹性及应用性，其中对于天线接收较佳品质的信号具较高优权。在每个时隙中进行测量，以决定对该天线所应给定而能够具有较佳品质的信号的加权方式。在此，可提供多项技术及装置，以在一从数个时隙至数个单码元的时段范围上进行测量，俾选定最佳信号。所述技术可为个别运用，或在一些情况下予以并用，以获额外的效率性优点。

Description

实施智能型天线及分集技术的方法及系统
技术领域
本发明是与无线技术相关。尤其是，本发明是有关于智能型天线及分集技术的领域，以改善所传及/或所收通讯的品质，以利于选择较佳的品质信号。
背景技术
无线系统发射器及接收器通常采用一种单一天线，此是较适于成本考量。然而，亦已运用多重天线数组，而现知可提供某些成本/优点特性。不过，所确需者是提供一种能够选择接收(或另为传送)具最佳品质信号的天线的功能性。
发明内容
在一具体实施例中，本发明包含提供技术及装置，以监视在一多重天线数组内各天线所收的信号以决定信号品质，并为选择较佳品质以供处理。信号品质监视作业会持续整个接收时段，以提供每当再次需要改变时，能够改换经选定信号的选择结果以利处理的功能性。部分的所述技术可适用于上行链路及下行链路应用两者。
附图说明
后载各图用于描述实施本发明原理的各式技术及装置，其中各相仿组件既经标以类似编号，且其中：
图1是一简化略图，显示一可实施本发明原理的多重天线系统较佳具体实施例。
图2至5是简化图式，显示本发明的进一步替代性具体实施例。
具体实施方式
图1所示者是一接收器设施10，其中含有天线12及14，各者接收一来自远程发射器而本图未示的入方RF信号。这些由天线12及14所收的信号会在16及18处被线性低噪声放大器个别地放大，然后再个别地递送给混合器20及22，在此会由各低频组件予以乘法处理，这可为0、1、-1或一连续性波源，而其周期等于一个码元(例如，适用于WTDD的240千赫(kHz)。
在如图1所示范例里，一码分多址(CDMA)基础式系统的码元速率为240千赫(kHz)，而在将自多重天线所导出的信号予以解展频后，可分割出那些信号。在此应注意亦可选用其它可达相同效应的频率。
电路24及26可个别地提供入方信号的支持信号，并是由该来源28所驱动，此者在所述范例中为运作于240kHz。这些来自混合器20、22的信号会于30处被予合并，以提供如图所示的可能输出。然后，再将所述输出传送到一单接收器以供进一步处理。
应注意这些所用天线可互为类似而安装于不同位置处，或者属不同设计。在此，会比较其最终信号，以决定彼等品质并选定以获具最佳品质的信号。并且，可采用两个以上的天线。
图2显示本发明另一替代性具体实施例32，其中天线A及B可适合于上行链路或下行链路应用，这些会经切换装置34所耦接，此者以电子切换装置为宜，以耦接至该选定天线以利传输，或者耦接该选定天线至一接收器输入端以利接收。在一下行链路范例中，该接收器处理来自一天线的时隙序列或帧序列，而从剩余的天线处收到多个单位。本图中虽仅绘示两个天线，然应了解确可采用更多数量的天线。
最先的操作是该输出信号会被耦送至监视装置36，即如图3所示。假设该信号A及B的品质大致相同，则该监视装置36会操作该切换装置34以进行交替，让所收帧或时隙会被交替地传送到该输出利用装置，即如波形38a所示方式。而如另一范例，该改替切换排置方式可为信号A的两个(以上)连续性时隙与信号B的相等个数时隙互为交替。
假设各受检视的信号A及B的帧或时隙表示出该信号A的品质确优于该信号B的品质，则该监视装置36会操作该切换装置34，其方式是为接收三个单位(即如时隙、帧等)的连续信号A，之后切换到天线14以接收一个单位的信号B，然后再重复此样式步骤。在整个信号选择过程中，该监视装置36会持续地监视该信号A及B的时隙/帧，而当信号品质出现改变时，即如该信号B的品质确优于该信号A的品质，则该监视装置36会操作该切换装置34，以耦接更多个连续单位的信号B给以输出利用装置，然后为更少个连续单位的信号A，重复此样式步骤，一直到出现另一次信号A及B之间的信号品质变化。再次地，应注意到监视信号A及B会持续整个接收时段(传输作业)，以连续地确保信号A及B的品质，并按逐个耦接至接收器的天线的方式改换各时段的权值。
所示范例虽是按一如波形38b所示而利于信号A，或者是如波形38c所示而利于信号B的3比1比例的信号接收时段所显示，然应了解可选定为其它权值，且可按相对品质函数来选定所述权值。例如，一相对品质水准可确保一4比1比例，而一较低的相对品质水准可确保一3比1比例，而又一更低的相对品质水准可确保一2比1比例等等。所用的天线12及14在设计上可属类似，且仅由实体位置所区别；或者可为不同设计的天线。例如，两个天线可为全向式天线，或其一天线为全向式天线而另一者具有高度方向性的辐射样式等等。或可另者，各个天线为一天线数组，所述数组具有不同的方向性样式、具类似的方向性样式但不同指向等等。
所切换的天线数可高于二以上。然而，无论权值为何，监视及比较所述A及B信号以及其它的(各)信号会持续进行，而所监视的各信号间的品质变化会使得优权产生适当改变。应注意到当所监视的各信号的品质相同时，会获得如波形38a所示的交替性样式。在此，亦可采用其它样式以提供相等性。例如，该信号A的两个时段或帧可与该信号B的两个时段或帧互为交替。
如图2或3所示的具体实施例排置方式是为易于实施，而其实施成本可为最小化。
可利用相同技术以进行上行链路应用，尤其是对于分时双工(TDD)系统。由于在TDD里，上行链路及下行链路信道为互相相反，因此一旦在各天线处测获信号品质后，可利用此项信息以决定对哪一天线给定优权，且对接收应用亦采类似方式，一发射器会根据彼等信号品质的比较结果，从一天线处传送多个单位，而从另一天线传送不同数量的单位。该发射器装置可通过各个天线，对远程接收器提供一前导信号。
图4显示本发明另一替代性具体实施例，以及图2所示的修饰项目。在如图2的具体实施例32内，会在整个时隙上进行测量，并于次一后续时隙或帧内利用依据于彼等测量结果的决定。为大幅缩短发出所述互较信号的优权的延迟，图3所示的具体实施例32会在时隙或帧的开始处，藉由仅检视单一或少数个码元的方式来执行测量作业。为达此目的，接收器会习知在该时隙或码元第一位或码元或是多个位或码元内的所测品质与其余处间的相关性。而为要达此目的，可例如藉由计算该(等)首位码元的逐码元的能量并将此存放于内存内以与该时隙内其余部分的逐码元的能量相互比较，以及该时隙的区块错误，并且建构一可运用于实时性测量作业的相关性模型。当面临到更快的变化信道时，图4技术会适于图2所示的技术。
在TDD应用中，会决定出(各)首位位能量与信道品质的间的相关性，即如波形40a所示。(若为分频多任务应用，此监视装置会习知该前导能量的简短片段或其它参数，与该信道品质的间的相关性)。即如波形40b所示，会分析该信号A的一或两个码元，然后分析该信号B的一或两个码元，随即按照该信号A及B的品质水准，从选定天线12或14导出该时隙或码元的剩余部分。
在此，可通过运用错误校正码等方式，重建出用于品质测量与比较作业的前一或二个信号。
图5显示本发明又另一具体实施例，其中合并有先前具体实施例的技术，以获各项技术的优点以确保信道状态。该技术虽需要较大量的处理作业，但较佳化的解决方式确属可用。
在图5的具体实施例44中，信道估计器46会估算出信道响应，并改变48及50的算法权值(该区块48部署该算法32，而该区块50运用算法32’)，这会是根据信道性质而定(即如对于快速改变信道，将会较常运用32’，而对于缓速改变信道，则是会较常运用32)。
在本发明又另一具体实施例，即TDD与FDD型式的第三代(3G)系统，会需要单品质测量作业，以令进行有关于各种程序的决定。在本发明里，其一范例为从其一天线进行信号择定作业俾利处理接收与传送分集。所欲测量作业通常是关于信号噪声比，此值会被信号测量作业所引用。其概念是当信号性质皆属未知时，能够提供一种根据噪声水准进行决定的能力。其一范例可为从多重天线测量出宽频信号水准，以于如图1内的天线12、14的各天线中，决定何者具有最强信号。在此情况下，无法得知该所测信号是否确为所欲信号或干扰，会测出在边护时段内的噪声能量，然后对各天线测量逐位能量，藉以选定该具有最高的逐位能量对噪声能量的比例值的天线，以利选定具最高信号噪声比的天线。如此，会交替地测量各天线A及B所收的边护(guard)时段(无信号)，以对各所欲信号给定优权。即如另一替代方式，可于各次数据信号传输作业的时段间隔中执行测量作业并加以分析，藉此决定应对何者信号给定优权。然后，如前文图2所述范例方式将该优权予以权值化。

Claims (35)

1.一种用于处理通讯的方法，其中包含由至少两个天线集所接收的经循序传送的等长时隙，连接至一装置供以处理，其中包含：
a)按交替方式，将所述天线集的输出传送至该装置，以便让后续时隙能够从所述天线集的不同者传送到该装置；
b)监视各个被接收时隙的信号品质；以及
c)修改该传送序列，而让对于由所述天线集的剩余者传至该装置而具较低信号品质的单一时隙，会从所述天线集中提供具较佳信号品质的该者传送至少两个连续时隙至该装置。
2.如权利要求1所述的方法，其中进一步包含继续监视来自各天线至少一个时隙的信号品质，以侦测信号品质变化。
3.如权利要求2所述的方法，其中进一步包含当来自所述天线集的时隙的信号品质大致为相等时，转返至该步骤(a)的传送样式。
4.如权利要求1所述的方法，其中该步骤(c)进一步包含当较佳品质信号与较低品质信号间的信号品质差值增大时，会对传自该剩余天线集装置而输出具较低品质的信号的每单一时隙，增加数个来自具较佳信号品质的天线集的循序时隙。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述天线集所收信号会经调制以供传输，而该装置是一可解调制该接收时隙的接收器。
6.一种处理通讯的方法，其中包含由第一及第二天线集所接收的经循序传送的等长时隙，其中包含：
将从该第一及第二天线集所输出的各时隙，乘上一具有一给定频率f的信号F，并加总所述经转换信号，以提供输出A、B、A+B、A-B、A+B*F以及A*F+B，在此该时隙A是从该第一天线集导出，而该时隙B是从该第二天线集导出。
7.如权利要求6所述的方法，其中进一步包含监视时隙A及B的信号品质，并仅所述时隙A及B中一具较佳信号品质者通过。
8.如权利要求7所述的方法，其中进一步包含当所述时隙A及B的信号品质转置时，即转换该时隙选定结果。
9.如权利要求6所述的方法，其中进一步包含选定信号F的频率f，其选定方式是当所述时隙A及B乘上该信号F时，彼此相互正交。
10.如权利要求9所述的方法，其中该频率是选定为240千赫。
11.一种用以强化递送至一装置的通讯信号品质的装置，该信号具有多个经循序传送的时隙，其中含有：
第一及第二天线集，为以接收该通讯；
一切换单元，以按交替方式切换各天线集的输出至该装置，而让各个循序时隙会被所述天线集的一不同者切换至该装置；
一装置，用以监视所述天线集的输出的信号品质；以及
该切换装置含有一装置，此者可响应于该监视装置，以修改该切换序列，使得在传送来自具较低信号品质的天线集的时隙前，让至少两个来自具较佳信号品质的天线集的时隙耦接于该装置。
12.如权利要求11所述的装置，其中当该第一及第二天线集的输出的信号品质大致相等时，该修改装置会藉由不同天线集，将该切换样式回返至耦接于该装置的序列时隙。
13.如权利要求11所述的装置，其中该装置是一接收器，具有装置以处理所述传送至此的时隙，以获得基频信号。
14.如权利要求11所述的装置，其中该监视装置会实质上评估整个时隙，以决定信号品质。
15.如权利要求11所述的装置，其中该监视装置评估一时隙内仅少数初始(数个)码元，以决定信号品质。
16.如权利要求15所述的装置，其中仅评估一时隙内的单个码元。
17.如权利要求15所述的装置，其中仅评估一时隙内的首先数个码元
18.如权利要求15所述的装置，其中传给所述天线集的信号包含错误校正编码处理且该装置进一步包含：
一装置，俾从所述所用以决定信号品质的码元，复原所漏失的信息。
19.如权利要求15所述的装置，其中该监视装置的评估作业，包含用以将所述初始码元相关联于该时隙剩余部分的装置。
20.如权利要求19所述的装置，其中该关联装置可存放(各)时隙的能量及该时隙的区块错误，用以决定相关性。
21.如权利要求15所述的装置，其中进一步包含一用以于时隙开始处评估信号品质的装置，并且根据该评估结果来处理所收时隙的剩余部分。
22.如权利要求21所述的装置，其中该用以制作信号品质评估结果的装置包含一用以决定该第一位的品质值，与剩余时隙间的相关性的装置。
23.如权利要求21所述的装置，其中该通讯信号是一分时双工(TDD)型式，且该用以制作信号品质评估结果的装置包含用以决定该第一位与信道品质间的相关性的装置。
24.如权利要求21所述的装置，其中该通讯信号是一分频双工(FDD)型式，且该用以制作信号品质评估结果的装置包含用以决定该所收前导信号的简短片段与信道品质间的相关性的装置。
25.一种用以处理至少两个天线集所收通讯的装置，该通讯起始包含有一循序传送的等长时隙，该装置包含：
一信道估计器；
第一及第二单元，此是用以根据历史、最近信道估计结果及最佳化至少一者来决定信号品质。
26.如权利要求25所述的装置，其中该第一及第二单元的输出会在一合并单元内被予以合并。
27.如权利要求26所胡的装置，其中该合并装置的输出可提供一信号品质输出。
28.如权利要求1所述的方法，其中该步骤(b)进一步包含：
(d)测量于一时隙的边护时段内的噪声能量。
29.如权利要求28所述的方法，其中该步骤(d)进一步包含运用该所测噪声能量，以决定一信号噪声比。
30.如权利要求1所述的方法，其中该步骤(b)进一步包含：
(d)对各天线，测量于一时隙的边护时段内的噪声能量；
(e)对各天线，测量逐位的能量；以及
(f)选定具有最高的逐位能量对该噪声能量比例值的天线。
31.如权利要求1所述的方法，其中该步骤(b)决定时隙码元与一时隙剩余部分的间的相关性。
32.如权利要求1所述的方法，其中该步骤(b)决定时隙码元与该码元的一区块错误间的相关性。
33.如权利要求31所述的方法，其中该相关性是由储存能量及该时隙的区块错误所决定。
34.如权利要求1所述的方法，其中该步骤(b)包含：
(d)决定于一第一位以及码元其中之一内的所测品质，与一时隙或帧其中之一的剩余部分间的相关性。
35.如权利要求34所述的方法，其中该步骤(d)包含：
计算至少一第一码元的逐码元能量，并比较该所计得能量与该时隙的剩余部分的一逐码元能量。
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