TWI364942B - Apparatus, and associated method, for estimating a bit error rate of data communicated in a communication system - Google Patents

Description

42 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體而言係關於—種用以估計與通訊台（諸如蜂 巢式或其他無線通訊系統之行動台)通訊之資料位元錯誤 率（祖）的方法。更特定言之，本發明係關於使用軟判定 值來形成該估計之裝置及相關聯之方法。該軟判定值代表 對接收於該通訊台處之所福 斤價項丨符就之值所進行的判定的置 信水平。 具有低置信水平之軟判定值 . 〜m°卞數確定估計之位元錯誤 率。當該計數指示具有較低罟e ^ τ > 一 八,敉低置尨水平之軟判定值之百分率 較局時，該估計之位元伊 ^ 疋錯誤率相應地較高。而且，當該計 數心不具有較高置信水平敕 丁及釈判疋值之百分率較低時，該 估叶之位元錯誤率相應地較低。 【先前技術】 布署了利用數位通訊技術之許多不同類型的通 ^ 4—。數位通訊系統（亦即，利用數位通訊技術之通訊 二;般能夠以較高資料迷率且以少於使用類比技術通 訊-貝料時之錯誤來通訊資料。 舉例而言，現在_舻太堪 ^ 斂布署之蜂巢式通訊系統使用數位通 讯技術。雖然主要用五立 ' D。q通訊，但該等系統日益被用來 進仃資料密集型資料服辂。古— 鈞y· 務文予、照片及其他資料檔案能 夠在刼作於蜂巢式通訊 Η ^、”、中之通訊台之間通訊。通常將 具有允許使用者隨身攩 < 撝帶之大小及重量的行動台用來起始 4終止其中通訊資料 、訊服務。語音資料以及前述其他 1269l0.doc M2 類型之資料被通钮$ i& & .Λ ° 刼作於此蜂巢式通訊系統中 台且藉由行勤台進行通訊。 ％中之仃動 :通a*數位貢料之蜂巢式通訊系統的操作期間使 用各種量度來量化所通訊攻_ m ^ .t °貝料的品質或通訊該資料之通 訊㈣的品質。舉例而言，位元錯誤率（舰）為此等量度 之位X錯誤率為在通訊通道上通訊資料時或在資料被 接收器接收到後之處理期間引入資料中的基於時間之位元 錯誤數目的量化。齡士 ω 、 較錯誤率有時指示不良通道條 件…、而無卿原因何在，較高位元錯誤率致使更難恢復所 通訊;之資料。有時可進行補償來校正所通訊之資料中的位 几錯誤$有時，丢棄包括過多位元錯誤之資料封包或訊 框並重新發送該資料。出於額外目的，可將位元錯誤率之 量化用於（例如）選擇調變機制及選擇何時移交通訊。在一 些系統實施例中’當通訊條件良好時’將調變機制選擇為 增加資料流通量，而當通訊條件不佳時，將調變機制選擇 為增加成功通訊資料之機會。而且，當用來選擇何時請求 移交通訊時，料增#之位元錯誤率之量測指示潛在通訊 移交可能導致通訊的改良。 另外舉例而言，在GSM/EDGE(全球行動通訊系統/GpRS 演進之增強型資料）蜂巢式通訊系統中，要求行動台每隔 一疋間隔向通訊系統之網路部件報告位元錯誤率的量化。 該位元錯誤率用作已接收信號品質量測（RXQUAL)。該位 元錯誤率之量化在該系統中被用作（例如）減少通過CRC (循 環冗餘碼）比較之不佳語音訊框之假警報的方式。 126910.doc 1364942 雖然慣用各種位元錯誤率估計撼 卞機制，但此等習知估計器

之估計精確度通常視（例如）通道傳播概況、編碼機制及均 衡類型之不同而展現較大差異。BER估計有時基於已 練序列⑽值與已接收資料值之判斷之間的比較q 練序列值之估計導致根據相對較小（例如，％個符號長度 序列進行估計，從而導致潛在較高的估計變異數。亦即又， 酿估計未必反映整個#料叢發的平均位元錯誤率。並他 位元錯誤率估計制展現其他缺點。通道解碼後基於㈣· BER(訊雜比位㈣誤率）映射之贿估計及其他習知機制 均導致在某些通訊條件下造成問題的估計。 若可提飼於進行位元錯誤率估収改㈣以，則有 可能改良通訊系統之通訊效能。 正是鑒於此關於數位通訊之背景資訊，逐步形成了本發 明之顯著改良β 【發明内容】 本發明因此有利地提供用以估計與數位無線電或其他通 訊系統之通訊台通訊之資料的位元錯誤率之裝置及相關聯 之方法。 在本發明之一實施例之操作過帛中，提供使用軟判定之 位元錯誤率估計’料軟判定與已接收資料序列之符號值 的偵測相關聯。該等軟判定或值代表已接收資料符號經正 確識別之置信水平。當正確進行符號值判定之置信水平較 低夺軟判定值相&地較低。％當正確判定符號值之置信 水平較高時’軟判定值相應地較高。因此，直觀地若已 126910.doc 1364942 接收資料序列之判定& 正確性之置俨水平之指示該等判定之 β千較低的軟判定相關聯，則已通訊資 位几錯誤率可能較高。且反而言之，當 大數目之判定具有較” 4軟判疋“較 誤率可能較低。呵置化水平時’已通訊資料之位元錯 因此’在本發明之-態樣中，提供MR估計器，其 於與指示該等判定之鲂〆 、應 的軟判定數目夕过/ 已判定符號值相關聯 確疋而形成位元錯誤率估# 之已判定符號值與已剌 平乂入数目 判疋值為正確之較低置信水平相關聯 時兀錯誤率估計較大。且反而言之，當較大數目之 已〜符號值與已判定符號值為正確之較高置信水平相關 聯時，該位元錯誤率估計較小。 ^本發明之另-態樣中，維持一軟判定計數，該計數與 父低置信水平之已判定符號值相關聯。該計數用於位 ^錯誤率估計之確定中。舉例而言，藉由一累加器來提供 該计數’該累加器每當與—已判定符號值相關聯之軟判定 具有較低料遞增。BER估計是與料數值成正比。 在本發明之另—態樣中，將一代表置信水平之選擇值提 供至—比㈣。該比較器將軟判定值與—臨限值相比較。 視該比較之結果而定’進行關於該相關聯之已判定符號值 是否被相信為正確之判斷。若軟判定具有一指示該軟判定 具有較低可靠性之值，則該計數遞增。否則，計數不遞 增。藉此，基於逐個符號而建立、調整並維持一計數。 在本發明之另—態樣中，比較器用以參照比較軟判定值 126910.doc -9- 之臨限值為可還 擬或基於I 言’該臨限值是基於先前模 友1级先前結果之任一其他適當基礎來選擇的。 料接收開中’Γ選定時間間隔或回應於資 持之計數值束而重設於累加器處累加或以其他方式維 ::發明之另一態樣中將決定位元錯誤率估計之計數 μ。nr該計數_操作之符號或位元總數之值相 二果=將該計數值除以已接收位元或符號總數 且、，，。果形成位元錯誤率估計。 位元錯誤率估計得以快速形成，而不需要顯著處理計 。位凡錯誤率估計並不限於（例如）訓練序列，而是若需 要，則可基於-較長已接收符號序列來形成。而且，由於 該估収基於已判定符號值之置信水平，因此不良通道條 件或可引起實際位元錯誤率較高之其他條件相應地導致已 估計位元錯誤率較高。 因此’在此等及其他態樣中 收器提供裝置及相關聯之方法 位資料序列之已偵測值相關聯 ，為接收數位資料序列之接 。一偵測器用以接收一與數 之置信水平的指示。該偵測 态係經組態以偵 八十疋沓超過一選定臨限值 arm厂队’阻 。 累加器用以接收該^貞測器進行之福測的 _ 仃偵叫的指不。該累加器 經組態以累加一具有超過選定臨限值之 已4貞測值的计數。該計數決定與該數位 聯之資料通訊的位元錯誤率估計。 【實施方式】 置信水平之序列的 資料之該序列相關 I26910.doc -10- 丄北4942 首先參看圖1，整體展示於10處之通訊系統提供一組通 訊台之間的資料通訊。此處，該組通訊台包括發送台。及 接收〇 14。此處，將發送台12展示為網路台，具體古之為 提供edge(gsm演進之增強型資料）通訊服務之GSM(全球 仃動通訊系統）系統之基地收發台（BTS)e而且通訊台 P表操作以藉由無線電空中介面16而與蜂巢式通訊系統之 網路部件之通訊台（諸如BTS 12)通訊的行動台。更—般言

之，該等通訊台代表資料由發送台通訊至接收台之任一組 通訊台。 ^ 出於描述本發明之實施例之例示性操作的目的以下描 述將關於例示性實施例的操作進行描述，在該例示性實施 例中’基地收發台形成一發送台而行動台14形成一接收 台。可關於其他類型之通訊系統描述類似操作。因此，以 下描述僅為例示性的且並非作為限制。

此處將通訊系統之網路部件進一步展示為包括：無線電 存取網路（RAN)部件18(基地收發台12形成其一部分），及 封包資料網路（PDN)22，例如網際網路骨幹，對於該網際 網路骨幹，通訊端點（CE)24代表該通訊系統操作期間所通 訊之資料的最終通訊源或目的地。 由基地收發台在無線電空中介面16上通訊之資料係由資 料符號形成，每一資料符號由一或多個位元值定義。舉例 而言，在8-PSK(8相移鍵控）機制中，該等符號由若干組三 個位元表示’該等位元之值定義pSK符號之值。術語”符號,， 及"位元"在本文中有時應可相互交換地使用。本發明之 126910.doc 1364942 實施例的操作是類似的，其無關於用來形成一資料符號之 (一個或多個）資料位元之數目。

當由發送台在無線電空中介面16上通訊而接收台_ 收並操作時’有時在已傳輸值中5丨人失真，從而使得該等 值發生改變。若未經校正’則該等已失真值干擾所傳輸之 貢料資訊之資訊内容的恢復。而且，如先前所指出形成 位元錯誤率（BER)估計並將其用來量化引人已通訊資料中 =錯誤。亦如上文所心’其值用於在位元錯誤率變得過 门時採取校JL行為。然而，亦如上文所指丨，慣常作出之 十有時並非王個已通訊資料序列上之真實錯誤率的精確 表示。 形成接收台14之行動台包括收發器電路，該收發器電路 包括接收部件如傳輸料μ。接收料之元件包括 画1^(射研頻）元件38、反旋元件42、DARp處理器44、 均衡益46、软判定校正器48、通道fec解碼器52、通道估 。十益M及本發明之實施例的USDC(不可靠軟判定計數）ber 估計器56。 το件3 8 W習知方式操作以向下轉換及調變接收於接收部 牛处之ϋ向反旋器42提供"q樣本。該反旋器反旋 應用於其之樣本’並向DARp(下行鏈路高級接收效能）處 理器44且向通道估計㈣同時提供經反旋之值。該處理器 對經反，之ff4執行處理操作，接著提供至均衡器46。通 道^十Θ 54&作以估計已通訊資料之通道。使用通道估計 /提供通I估什來對該資料執行均衡，並將經均衡之值 126910.doc -12· 1364942 提供給軟判定校正器48。

軟判定是由校正I ° 作出，該等軟判定包括已接收資料 之已判定符號值以及-與該已判定值㈣聯之置信水平。 ，等已判定符號值被提供至通道FEC(前向錯誤校正）解碼 器52 :且該解碼器執行解碼操作以在線路62上形成經解碼 之位70而且’將該等軟判定置信水平值提供至 BER估計器56，該估計器56形成本發明之一實施例之裝置

的P刀此處將裝置64展示為進一步包括臨限值選擇 器66。 在線路68上產生估計器所作出之估計。行動台將產生之 位元錯誤率估計用於各種操作中之任何操作，包括(例如) 產生RXQUAL(接收信號品質量測）報告。 接著參看圖2’再次展示裝置64。此處，估計器％經展 示為由絕對值產生器74、比較器76、累加器78及除法器Μ 形成。該裝置之該等元件係按功能表示且可以任一方式實 施，包括（部分地或整體地）由處理電路可執行之演算法實 施。 軟判疋校正器48(展示於圖1中）所產生之軟判定被提供 至絕對值（亦即，量值）產生器74。該絕對值產生器形成識 別與連續位元或符號值相關聯之置信水平之軟判定值的絕 對值。該等絕對值被提供至比較器76。 該比較器操作以將該等軟判定之絕對值與一此處由此等 臨限值選擇器66提供之臨限值相比較。該比較器將提供至 其之軟判定值與臨限值水平相比較並視該軟判定大於抑或 126910.doc •13- C 'B ) 1364942 小於選定臨限值水平而產生一邏輯輸出。在一例示性實施 例中，使用正邏輯，且若該軟判定值大於該臨限值水平， 則比較器產生邏輯"1"。否則，產生邏輯"〇"。 將比較器輸出值提供至累加器78。該累加器每當邏輯值 1被提供至其時遞增。從而，該累加器維持—計數並形 成一計數器，該計數器代表具有已判定符號值為正確之較 低置信水平的已判定符號值。使用回饋迴路84來(例如)對

該累加器控時。亦可在諸如#料傳輸結束時或開始之前重 设已累加值。 將已累加值提供至除法器82。而且，所處理位元或符號 之總數的指$亦被提供至該除法器，此處藉由線路86來指 不。該除法器在線路68上形成一代表除法結果之值。該等 除法結果形成位元錯誤率估計。該位元錯誤率估計與指示 將：有增加之錯誤可能性之接收資料的一相應選定值：軟 判疋之數目成正比。該估計並不限於基於訓練序列或其他 較小部^之通訊資料之估計而是亦藉由如圖2之功能性方 鬼圖之:¾干功此所指示的相對較少操作而算出。 應用於比較器且在比較器處用於比較目的之臨限值的選 擇係由-臨限值選擇器選定。在一個實施例中，該臨限值 選擇益僅形成-永久形成通訊台14之電路之—部分的儲存 值，且當比較器操作以進行比較操作時被使用。在一實施 :中’該值是藉由最佳近似位元錯誤率之通訊模擬來獲 得。在另-實施例中，可選臨限值是可改變的或可以盆他 方式進行更新。 〃 126910.doc •14· 1364942 圖3說明相對於實際位元錯誤率繪製之已估計位元錯誤 率之曲線的例示性圖表表示，在此，其中通訊訌”尺叢 發。曲線92之變型是在各種通道條件期間形成。雖然未單 獨進行編號，但各曲線識別靜態AWG(平均白色高斯雜 訊）、TU 50雜訊、RA 130雜訊、靜態DTS i、τυ 5〇 及RA 130 DTS-1條件下的已估計與實際位元錯誤率之間的 例示性關係。例示性實驗及模擬結果指示（例如）： GSM/EDGE接收器中之適當臨限值為〇 〇74⑽叫高斯中 間移位鍵控）叢發及〇.〇848_PSK叢發。 圖4說明整體展示於1〇2處之方法流程圖，其代表本發明 之一實施例之操作的方法。嗲太冰 °哀方法估计與接收於接收器處 之資料通訊相關聯的位元錯誤率。 首先’且如區塊ΠΜ所指示，㈣與接收於接收器處之 資料的已谓测值相關聯的置信水平之指示。隨後，且如區 塊106所指示，累加具有小於一選定臨限值之置信水平之 已偵測值的計數。 隨後，且如區塊108所扣- 斤扣不，回應於該計數而形成一位 元錯誤率估計。 從而，提供一位元錯誤裘彳士 4 ^ 兩早估§f。該估計基於不可靠軟判 定計數，且相對簡輩卄且e t , 易於實施。亦提供相對於習知估計 具有較少BER估計偏差之改良精確度。 先前描述為用於實施本 々 I月之較佳實例，且本發明之範 疇不必受此描述限制。太 本發明之範疇係由以下申請專利範 圍界定。 126910.doc •15· 1364942 【圖式簡單說明】 圖1說明其中可操作本發明 能方塊圖。 之一實施例之通訊系 統之功 圖2說明形成圖1 +所示之通訊系統之一部 率（臟)估計器之功能方塊^ 圖3說明用於選擇用於本發明之一實施例之操作之比較 器臨限值的已估計與實際位元錯誤率之間的例示性關係的 圖表表示。

圖4說明代表本發明之一實施例之操作方法之方法流程 圖。 【主要元件符號說明】

10 通訊系統 12 發送台 14 接收台 16 無線電空中介面 18 無線電存取網路（RAN)部件 22 封包資料網路（PDN) 24 通訊端點（CE) 32 接收部件 34 傳輸部件 38 RF/IF(射頻/中頻）元件 42 反旋元件 44 DARP處理器 46 均衡器 126910.doc -16- 1364942 48 軟判定校正器 52 通道FEC解碼器 54 通道估計器 56 USDC(不可靠軟判定計數）BER估計器 62 線路 64 裝置 66 臨限值選擇器 68 線路

74 絕對值產生器 76 比較器/偵測器 78 累加器 82 除法器 86 線路 92 曲線 102 方法流程

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Claims (1)

1364942 :_ u- - 11 ί Ml 1 I I Μ ί m· U·**·' 第 096144832 號 本刮占修(更3正替換頁j [ 中文申請專利範-- 十、申請專利範圍： 一種用於接收一數位資料序列及產生一判定值序列之一 接收器（32)的裝置（64)，每一判定值代表一判定符號值 及該判定符號值被正確判定之一置信水平，該裝置包 含： 一臨限值選擇器（66)，其經組態以選擇一選定臨限 值；

一偵測器（76) ’其用以接收一判定值，該偵測器（76)係 經組態以偵測該判定值是否小於該選定臨限值，該選定 臨限值指示該判定符號值之正確性之一低置信水平；及 一累加器（78)，其用以接收該偵測器（76)所進行之偵測 的指不，該累加器（78)係經組態以累加指示判定值小於 該選定臨限值之偵測的-計數，該計數決定與該數位資 料序列相關聯之一資料通訊的一位元錯誤率估計。 如請求項1之裝置（64)，其中該偵測器包含一比較器 (76)，該比較器係經組態以將該置信水平之判定值與該 選定臨限值相比較並形成代表由該比較器（76)所進行之 比較的一比較器結果值。 3. 如請求項2之裝置（64)，其中該偵測器（76)進一步包含一 置值計算器（74)，該量值計算器（74)用以接收該判定 值，該量值計算器係經組態以計算該判定值之—絕 值。 、’. 4. 如請求項3之裝置（64)，其中該量值計算器（74)所計算之 该判定值的該絕對值係提供至該比較器（76)，且其中兮 1269l0-1000915.doc I 味組替換頁I __'__I ， ， 比較器將該判疋值之該絕對值與該選定臨限值相比較。 5.如請求項2之裝置（64)，其中當該判定值大於該選定臨限 值時’該比較器結果值具有—第—值，且其中當該判定 值小於該選定臨限值時，該比較器結果值具有一第二 值。 如-月求項1之裝置（64)，其中該臨限值選擇器⑽）所進行 之選擇是基於位元錯誤率之模擬近似值及實驗量測值。 7. 如請求項！之裝置（64)，其進一步包含一位元錯誤率計算 器（82) ’該位元錯誤率計算器（82)用以接收該累加器（78) 所f加之該計數’該位元錯誤率計算器⑻）係經組態以 计异該位兀錯誤率估計，該位元錯誤率估計部分取決於 該計數。 、' 8. 如請求項7之裝置（64)，其中該位元錯誤率計算器（82)進 一步用以接收所處理資料符號之一總數之一指示，該指 示之判定值被該偵測器所偵測’該位元錯誤率計算器係 經組態以計算該位元錯誤帛，該位元錯誤率估計進—步 部分取決於所處理資料符號之該總數之該指示。 9. 如請求項8之裝置（Μ),其中該位元錯誤率計算器（82)包 含將該計數除以該所處理資料符號之該總數之該指示之 一除法器（82)。 10. 如請求項1之裝置（64>，其進一步包含一軟判定校正器， 該軟判定校正器係經组態以形成與|一判定相_聯的一 置信水平。 11. -種用於估計與接收於—接收器處之—資料通訊相關聯 126910-1000915.doc -2- 1364942 卜^日紙)正替換η 之一位元錯誤率的方法（102)，該接收器接收一數位資料 序列及產生一判定值序列，每一判定值代表一判定符號 值及垓判疋符號值被正確判定之一置信水平該方法包 含以下操作： 選擇一選定臨限值； 偵測（104)與該判定值序列相關聯之置信水平之指示， 該判定值序列具有小於該選定臨限值之一置信水平； 累加（1〇6)小於該選定臨限值之置信水平之侦測之 數；及 回應於在該累加（1G6)操作期間所累加之該計數 (108)—位元錯誤率估計。 如請求項U之方法（1〇2)，其中在該形成⑽)操作 成之該位元錯誤率估計是與在該累加操作期間累 計數成正比。

而形成 期間形 加之該 期間形 加操作 ".如請求項U之方法(102)，其中在該形成(1_ 成之該位元錯料估計係進一步回應於與在該 期間累加之該計數相關聯的一資料長度。 14.如請求項13之方法（1〇2)，直 ’，、中6玄形成（1〇8)操作包合從 該汁數除以該資料長度。 將 .如請求们1之方法⑽），其中該偵測（⑽)操作、 (106)操作及該形成（⑽)操作係迭代進行。 ”累加 126910-1000915.doc