CN2687963Y - Cdma接收器快速前向功率优化信道系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种CDMA接收器快速前向功率优化信道系统，由于移动站(终端)向基站发送功率控制位，因此移动站(终端)知道前向信道的振幅变化，在估计的控制信号振幅中通过信噪比估算、功率控制命令、权值调整和延时，产生与流量信道振幅成比例的信号而用于MRC中，使之能够用于CDMA2000接收器。控制信号辅助的MRC包括求积器、Walsh解码器、导频解码器、信道模拟、解卷积码、数据累加器、信噪估算、功率控制、数值调整、延时及解卷积码。

Description

CDMA接收器快速前向功率优化信道系统

技术领域：

本实用新型涉及一种CDMA接收器中快速前向功率优化信道的控制信号辅助的最大比率合成(MRC)，属移动通信制造领域。

背景技术：

在使用CDMA技术的二代无线蜂窝技术CDMA1中，基站会向移动站(终端)广播一种控制信号，利用这种信号移动站(终端)会在语音或数据传输的过程中估计相位和振幅从而进行前向流量信道的一致接收及MRC，这就是所谓的控制信号辅助的MRC。在这些系统中，控制信号振幅与流量信道的信号振幅是成比例的。在接收器在对流量信道进行MRC时，MRC系数应该是流量信道的相位和振幅。但是由于其相位/振幅与控制信号的相位/振幅成比例，所以由控制信号而来的相位/振幅可以被用为流量信道的MRC系数。

在CDMA2000中，移动站(终端)在语音/数据传输的过程中需要向基站以800HZ的频率发送功率控制位(PCB)，这样基站就可以对前向流量信道进行所谓的快速前向功率控制的调整。在CDMA1技术中控制信号是固定功率的。结果是：流量信道的振幅不再与控制信道的振幅成比。例：如果应用前述的MRC方法就会导致非最优的性能。

发明内容：

设计目的：本实用新型揭示一种简单的系统，它增强了CDMA1接收器的MRC使之能够用于CDMA2000接收器。通常CDMA1接收器在CDMA1系统中的性能优化在具有新特性即FPC的CDMA2000系统得到了保留，这导致了保持可接受语音/数据传输质量所需的平均发送功率的下降。由于在CDMA系统中每一个传输都是所有其他传输的干扰，因此这又进一步增大了系统容量。

设计方案：由于移动站(终端)向基站发送功率控制位。因此移动站(终端)可以知道前向信道的振幅变化，在估计的控制信号振幅中通过信噪比估算、功率控制命令、权值调整和延时，产生与流量信道振幅成比例的信号，从而可以用于MRC中。控制信号辅助的MRC包括求积器、Walsh解码器、导频解码器、信道模拟、解卷积码、数据累加器、信噪估算、功率控制、数值调整、延时及解卷积码构成，原始数据经求积器分成两路：一路经Walsh解码器至解卷积码，另一路经导频解码器、信道模拟至解卷积码，解卷积码解码后至数据累加器累加后至解卷积码，解卷积码解卷后分成两路：①一路经信噪估算至功率控制后，一路至发射基站、一路经数据调整至延时处理后至解卷积码解码后得最大混合比输出；②另一路至最大混合比输出。

本实用新型与背景技术相比，它增强了CDMA1接收器的MRC使之能够用于CDMA2000接收器。

附图说明：

图1是控制信号辅助的MRC系统示意图。

图2是权值调整示意图。

具体实施方式：

图1是CDMA接收器系统模块图。图中描述了一个FINGER，而且也只有与产生MRC输出相关的部分被表现出来。在CDMA2000系统中，MRC输出需要传递到Viterbi＝Turbo信道解码器，从而恢复出用户数据，信道解码器也没有出现在图中。

入局的原始I和Q信道数据是通过图上所没有显示的一系列标准接收器电路取得的：天线、接收放大器、射频到中频混合器、接收通频(BANDPASS)过滤器、接收自动增益控制电路、IF-to-baseband混合器以及输出原始I和Q数据的模拟数据转换器，这些数据都由FINGER利用标准时间跟踪机制进行时序对齐.所有这些数据都是标准技术，不是CDMA所特有。

图1中，原始I和Q数据首先通过一个求积器(QDS)把CDMAPN卷积码(spreading code)从信号中剔除。结果信号分成两路，一路送往Walsh Decover电路，取出有噪声的数据信号版本，另一路送往Pilot Decover电路，取出有噪声的控制信号版本。QDS、Walsh Decover和Pilot Decover电路在CDMA领域都是耳熟能详的，可以通过适当的实验制成。在信道估计模块中，控制信号经过过滤形成复杂的conjugate。目前有许多种可能的复杂过滤器实现，每一种都会根据常见的MRC技术给出不同的权系数近似取值。

基站的发射器一般把独立的数据放到I和Q信道中。然而，信道干扰使得这些信号相互干扰混合，Walsh Decover电路的输出数据据说是相位旋转的。这些相位旋转被标以“derotate data”名称的乘法所消除：Walsh Decover电路的输出数据与MRC权系数相乘，信道干扰同时还造成流量数据信号的振幅随时间而变化。在将该FINGER的数据与其他RAKE FINGER的数据合成以前，数据信号需要根据自己的振幅进行调整从而取得优化的合成。如果控制信号振幅与流量信号振幅成比例，则消除相位旋转的乘法(乘以MRC权系数)应该能取得该FINGER的正确权重(用于多个FINGER的合成)，然而由于发往基站的功率控制命令会使流量信号功率随着时间而变化，这些权值需要用以下讨论的方法进行调整。因为这个权重调整因子对所有的FINGER都是一样的，所以它只需要在数据混合器最后合成多路径数据以后应用一次即可。

为了实现快速FPC，移动站(终端)必须要估计MRC输出的SIR值。CDMA2000标准只是规定SIR估计必须要做，但是却没有规定应该怎么做。SIR估计不在本文范围之内，只是在图1中简单地用”SIR Estimate”标记来表示。

为了形成指定的1位功率命令(+表示功率增加，--表示功率降低)，SIR估计值会与功率控制模块中的设定值进行比较。如果SIR估计值高于设定值，功率降低命令就会发向基站；如果SIR估计值低于设定值，功率增强命令就会被送往基站。SIR设定值由FPC外环电路(outer FPCloop)所初始化以及调整(没有表现在图上，不在本文讨论范围)。

根据功率调整命令，权值调整模块就会完成调整工作，该模块明细表现在图2中。如果发送了功率增强命令，累积的权值调整因子就会乘以C1；如果发送了功率降低命令，累积的权值调整因子就会乘以C2。功率调整命令表示了以固定步长(分贝)为单位的功率增强或降低，这里我们称之为功率步长(Power_step)。在绝大部分CDMA2000网络中功率步长是0.5分贝。C1和C2与步长的关系如下：

$c1={10}^{\mathrm{power}\_\mathrm{step}/20};$

$c2={10}^{-\mathrm{power}\_\mathrm{step}/20}.$

在CDMA2000中，流量数据以20毫秒的长度为单位编码/解码为数据块。为了使有限精度的权值调整实现更为简易并且没有解码器的性能损失，在每一个编码解码器开始工作时其权值调整值会被重置为1。

最后，由于CDMA系统是基于时隙的，以及round-trip信号延迟小于一个时隙，功率调整命令发出到基站应用该命令之间的时间差异可以被精确得到。同样的延迟(图1中的DELAY模块)在移动站(终端)中被应用在MRC输出调整(利用MRC权值)以前。

在这个方法说明中需要声明的是形成及应用MRC权值调整的方法。这个方法利用软输入信道解码器提供了近似最优化的信道解码。

需要理解到的是：上述实施例只是对本实用新型说明性的，而不是对本实用新型的限制，任何不超出本实用新型实质精神的发明创造，均落入本实用新型的保护范围内。

Claims (2)

1、一种CDMA接收器快速前向功率优化信道系统，其特征是：移动站(终端)向基站发送功率控制位，移动站(终端)知道前向信道的振幅变化，在估计的控制信号振幅中通过信噪比估算、功率控制命令、权值调整和延时，产生与流量信道振幅成比例的信号而用于MRC中。

2、根据权利要求1所述的CDMA接收器快速前向功率优化信道系统，其特征是：控制信号辅助的MRC包括求积器、Walsh解码器、导频解码器、信道模拟、解卷积码、数据累加器、信噪估算、功率控制、数值调整、延时及解卷积码，原始数据经求积器分成两路：一路经Walsh解码器至解卷积码，另一路经导频解码器、信道模拟至解卷积码，解卷积码解码后至数据累加器累加后至解卷积码，解卷积码解卷后分成两路：①一路经信噪估算至功率控制后，一路至发射基站、一路经数据调整至延时处理后至解卷积码解码后得最大混合比输出；②另一路至最大混合比输出。