TWI384775B - 用於正交分頻多重存取系統的訊號品質估計 - Google Patents

Description

用於正交分頻多重存取系統的訊號品質估計

本揭示案大體係關於通信系統。更特定言之，本揭示案係關於用於在通信系統中量測訊號品質之方法及裝置。

無線通信器件已變得更小且更強以滿足消費者需要並改良攜帶性及便利性。消費者已變得依賴於無線通信器件，諸如蜂巢式電話、個人數位助理(PDA)、膝上型電腦及其類似物。消費者已開始期望可靠的服務、擴大的覆蓋區域及增強的功能性。無線通信器件可被稱作行動台、站台、存取終端機、使用者終端機、終端機、用戶單元、使用者裝備等。

一無線通信系統可同時為多個無線通信器件支援通信。一無線通信器件可經由在上行鏈路及下行鏈路上之傳輸與一或多個基地台(其可代替性地被稱作存取點，例如節點B等)通信。上行鏈路(或反向鏈路)指自無線通信器件至基地台之通信鏈路，及下行鏈路(或前向鏈路)指自基地台至無線通信器件之通信鏈路。

無線通信系統可為能夠藉由共用可用之系統資源(例如，頻寬及傳輸功率)來支援與多個使用者之通信的多重存取系統。此等多重存取系統之實例包括分碼多重存取(CDMA)系統、分時多重存取(TDMA)系統、分頻多重存取(FDMA)系統及正交分頻多重存取(OFDMA)系統。

無線通信之一些標準要求在行動台處進行訊號品質之一 些類型之量測且通信返回至基地台。很不幸，很難精確估計訊號品質，因為所接收到之訊號受到頻道狀況影響且與干擾及雜訊混合。

某些實施例提供用於執行訊號品質計算之方法、接收器、裝置及行動器件。

該方法大體上包括：將自站台接收之原始前置項訊號變換至頻域中；自經變換之前置項訊號擷取對應於第一前置項段之第一導頻副載波訊號；對第一導頻副載波訊號執行N階微分運算以產生微分導頻訊號，其中N為大於1之整數；對第一導頻副載波訊號及微分導頻訊號進行獨立功率量測；使用第一導頻副載波訊號及微分導頻訊號之獨立功率量測而計算一或多個訊號品質參數；及將訊號品質參數傳輸至站台。

接收器通常包括：用於將自站台接收之原始前置項訊號變換至頻域中及自經變換之前置項訊號擷取對應於第一前置項段之第一導頻副載波訊號之變換邏輯；用於對第一導頻副載波訊號執行N階微分運算以產生微分導頻訊號之微分邏輯，其中N為大於1之整數；用於對第一導頻副載波訊號及微分導頻訊號進行獨立功率量測之量測邏輯；及用於使用第一導頻副載波訊號及微分導頻訊號之獨立功率量測而計算一或多個訊號品質參數之訊號品質邏輯。

該裝置通常包括：用於將自站台接收之原始前置項訊號變換至頻域中之構件；用於自經變換之前置項訊號擷取對 應於第一前置項段之第一導頻副載波訊號之構件；用於對第一導頻副載波訊號執行N階微分運算以產生微分導頻訊號之構件，其中N為大於1之整數；用於對第一導頻副載波訊號及微分導頻訊號進行獨立功率量測之構件；用於使用對第一導頻副載波訊號及微分導頻訊號進行之獨立功率量測而計算一或多個訊號品質參數之構件；及用於將訊號品質參數傳輸至站台之構件。

該行動器件通常包括：接收器，其用於將自站台接收之原始前置項訊號變換至頻域中及自經變換之前置項訊號擷取對應於第一前置項段之第一導頻副載波訊號；量測邏輯，其用於對第一導頻副載波訊號執行N階微分運算以產生微分導頻訊號(其中N為大於1之整數)，以及對第一導頻副載波訊號與微分導頻訊號進行獨立功率量測，以及使用對第一導頻副載波訊號與微分導頻訊號進行之獨立功率量測而計算一或多個訊號品質參數；及用於將訊號品質參數傳輸至站台之傳輸器。

可在寬頻無線通信系統中使用本文揭示之方法及裝置。術語"寬頻無線"指提供於給定區域上存取之無線、語音、網際網路及/或資料網路的技術。

WiMAX(表示微波存取全球互通)為在遠距離上提供高流通量之寬頻連接的基於標準之寬頻無線技術。現今，WiMAX有兩個主要應用：固定WiMAX及行動WiMAX。固定WiMAX應用為點對多點的，其能夠使寬頻存取至家庭 及商務。行動WiMAX以寬頻速度提供蜂巢式網路之全行動性。

行動WiMAX係基於OFDM(正交分頻多工)及OFDMA(正交分頻多重存取)技術。OFDM為近期發現在各種高資料速率之通信系統中廣泛採用的數位多載波調變技術。在OFDM之情況下，傳輸位元流分成多個低速率子流。每一子流在複數個並列子頻道中之一者上發送。OFDMA為在不同之時間槽上將使用者指派至不同之副載波的多重存取技術。OFDMA為能夠容納許多使用者與廣泛變化之應用、資料速率及服務品質要求之靈活多重存取技術。

無線網際網路及通信的快速成長已導致在無線通信服務領域對高資料速率的需求增大。如今OFDM/OFDMA系統被認為是最有前景的研究領域之一及被認為是下一代無線通信之關鍵技術。此歸因於OFDM/OFDMA調變方案相對一些單一載波調變方案能夠用相對簡單之等化器提供諸如調變效率、頻譜效率、靈活性及強大的多路徑抗擾性之許多優勢的事實。

IEEE 802.16x為一新興標準組織，其定義用於固定及行動寬頻無線存取(BWA)系統之空氣介面。IEEE 802.16x在2004年5月為固定BWA系統認可了'16d，且在2005年10月為行動BWA系統公布了'16e。此等兩個標準定義了四種不同實體層(PHY)及一種媒體存取控制(MAC)層。該等四種實體層之OFDM及OFDMA實體層分別為固定及行動BWA領域中最風行的。

圖1說明無線通信系統100之一實例。無線通信系統100可為寬頻無線通信系統100。無線通信系統100為許多小區102提供通信，每一小區由基地台104服務。基地台104可為與使用者終端機106通信之固定站台。基地台104可替代性地稱作存取點、節點B或一些其他術語。

圖1展示分散在整個系統100中之各種使用者終端機106。使用者終端機106可為固定的(亦即，靜止的)或行動的。使用者終端機106可替代性地稱作遠端站台、存取終端機、終端機、用戶單元、行動台、站台、使用者裝備等。使用者終端機106可為無線器件，諸如蜂巢式電話、個人數位助理(PDA)、掌上型器件、無線數據機、膝上型電腦、個人電腦等。

可使用各種演算法及方法用於在無線通信系統100中在基地台104與使用者終端機106之間的傳輸。舉例而言，根據OFDM/OFDMA技術，可在基地台104及使用者終端機106之間發送及接收訊號。若情況如此，則無線通信系統100可稱作為OFDM/OFDMA系統100。

促進基地台104至使用者終端機106之間的傳輸之通信鏈路可稱作為下行鏈路108，且促進使用者終端機106至基地台104之間的傳輸之通信鏈路可稱作為上行鏈路110。或者，下行鏈路108可稱作前向鏈路或前向頻道，且上行鏈路110可稱作反向鏈路或反向頻道。

小區102可分成多個扇區112。扇區112為小區102內之實體覆蓋區域。OFDM/OFDMA系統100內之基地台104可利 用在小區102之特定扇區112內集結功率流之天線。此等天線可被作為定向天線。

圖2說明可在無線器件202中使用之各種組件。無線器件202為可經組態以實施本文所述之各種方法之器件的實例。無線器件202可為基地台104或使用者終端機106。

無線器件202可包括控制無線器件202之操作的處理器204。處理器204亦可稱作中央處理單元(CPU)。記憶體206(其可包括唯讀記憶體(ROM)及隨機存取記憶體(RAM))將指令及資料提供至處理器204。記憶體206之一部分亦可包括非揮發性隨機存取記憶體(NVRAM)。處理器204通常基於儲存於記憶體206內之程式指令而執行邏輯及算術運算。可執行記憶體206中之指令以實施本文所述之方法。

無線器件202亦可包括外殼208，該外殼可包括傳輸器210及接收器212以允許在無線器件202與遠端位置之間傳輸及接收資料。傳輸器210及接收器212可經組合為收發器214。天線216可附接至外殼208且電耦接至收發器214。無線器件202亦可包括(未圖示)多個傳輸器、多個接收器、多個收發器及/或多個天線。

無線器件202亦可包括訊號偵測器218，其可用以偵測由收發器214接收之訊號位準且將其量化。訊號偵測器218可偵測諸如總能量、每一偽雜訊(PN)晶片之導頻能量、功率譜密度及其他訊號之此等訊號。無線器件202亦可包括用於處理訊號之數位訊號處理器(DSP)220。

無線器件202之各種組件可藉由匯流排系統222耦接在一 起，該匯流排系統除資料匯流排以外可包括功率匯流排、控制訊號匯流排及狀態訊號匯流排。然而，出於清楚起見，將各種匯流排說明為匯流排系統222。

圖3說明可在利用OFDM/OFDMA之無線通信系統100內使用之傳輸器302的一實例。傳輸器302可實施於基地台104中用於在下行鏈路108上將資料306傳輸至使用者終端機106。傳輸器302亦可實施於使用者終端機106中用於在上行鏈路110上將資料306傳輸至基地台104。

展示待傳輸之資料306，將其作為輸入提供至串列－並列(S/P)轉換器308。S/P轉換器308將傳輸資料分為N個並列資料流310。

接著可將N個並列資料流310作為輸入提供至映射器312。映射器312將N個並列資料流310映射至N個星座點上。該映射可使用一些調變星座來完成，諸如二元移相鍵控(BPSK)、四相移相鍵控(QPSK)、8相移相鍵控(8PSK)、正交振幅調變(QAM)等。因此，映射器312輸出N個並列符號流316，每一符號流316對應於反向快速傅立葉變換(IFFT)320之N個正交副載波中之一者。該等N個並列符號流316表現於頻域中，且可藉由IFFT組件320而轉換成N個並列時域樣本流318。

現將提供關於術語之簡單註解。頻域中之N個並列調變等於頻域中之N個調變符號，其等於頻域中之N個映射加N點IFFT，其等於時域中之一個(有用的)OFDM符號，其等於時域中之N個樣本。時域中之一個OFDM符號N_s 等於 N_cp (每一OFDM符號之防護樣本的數目)＋N(每一OFDM符號之有用樣本的數目)。

N個並列時域樣本流318可藉由並列－串列(P/S)轉換器324而轉換成OFDM/OFDMA符號流322。防護插入組件326可在OFDM/OFDMA符號流322中之連續OFDM/OFDMA符號之間插入防護間隔。防護插入組件326之輸出接著可藉由射頻(RF)前端328而升頻轉換至所要的傳輸頻帶。天線330可接著傳輸所得訊號332。

圖3亦說明可在利用OFDM/OFDMA之無線通信系統100內使用之接收器304的一實例。接收器304可實施於使用者終端機106中用於在下行鏈路108上接收來自基地台104之資料206。接收器304亦可實施於基地台104中用於在上行鏈路110上接收來自使用者終端機106之資料306。

傳輸訊號332經展示為在無線頻道334上行進；然而有線頻道亦可在某些實施例中使用。當藉由天線330'接收到訊號332'時，所接收訊號332'可藉由RF前端328'而降頻轉換成基頻訊號。防護移除組件326'接著可移除藉由防護插入組件326插入於OFDM/OFDMA符號之間的防護間隔。

可將防護移除組件326'之輸出提供至S/P轉換器324'。S/P轉換器324'可將OFDM/OFDMA符號流322'分成N個並列時域符號流318'，N個並列時域符號流中之每一者對應於N個正交副載波中之一者。快速傅立葉變換(FFT)組件320'將N個並列時域符號流318'轉換至頻域，並輸出N個並列頻域符號流316'。

解映射器312'執行由映射器312執行之符號映射操作之反向，從而輸出N個並列資料流310'。P/S轉換器308'將N個並列資料流310'組合為單一資料流306'。理想地，此資料流306'對應於作為輸入提供至傳輸器302的資料306。

本揭示案之某些實施例利用原始訊號以估計頻道品質，其與利用等化訊號或完成頻道估計之後相反。舉例而言，訊號品質可藉由計算原始訊號之導頻副載波及空值副載波的功率而被估計。為減輕頻道效應，某些實施例利用一及/或二階微分方案。

可利用本文所呈現之技術以計算各種訊號品質量測，諸如CINR、CNR及CIR。本揭示案亦提供視排列區(諸如前置項區、PUSC區及PUSC區之主要組群)而定之估計方法。

如上文所陳述，無線器件可與利用OFDM/OFDMA數位調變方案之基地台通信。圖4說明用於OFDMA系統之一實例OFDM/OFDMA訊框結構以及表示前置項符號及資料符號之說明。

OFDM訊框400由一或多個前置項及若干資料符號組成。前置項符號含有如元件410所說明之間隔相等的導頻副載波。在某些實施例中，前置項符號可由如元件420所說明之用於每一副載波的導頻副載波組成。如元件430所說明，資料符號由被一或多個資料副載波圍繞之資料導頻副載波組成。

在一符合IEEE802.16e之OFDMA系統中，可使用三種類型之前置項載波組(PCS)。PCS由副載波之分配而界定，其 中該等載波組為互斥的。前置項載波組使用以下方程式界定：PA _cset ＝s ＋3z (1)在方程式1中，PA_cset 指定分配至一特定前置項之所有副載波的一組，而"s"為識別特定PCS之索引，且"z"為範圍為0到M－1之連續索引(running index)，其中M為PN碼的長度。舉例而言，若FFT元件將並列時域符號流轉換1024至頻域，且輸出1024並列頻域符號流，則對應之PN碼長度(M)將為284。

三種PCS類型對應範圍為0－2之"s"的值，其中每一PCS與扇區段相符合。特定而言，段0(S0)使用PCS 0，段1(S1)使用PCS 1及段2(S2)使用PCS 2。在S0之情況下，DC載波根本不會被調變，且適當之PN將被丟棄；因此DC載波可歸零。扇區之每一段使用由三個如上文概括之可用載波組中之一者構成的前置項。

在本揭示案之某些實施例中，使用升壓二元移相鍵控(BPSK)調變與特定偽雜訊(PN)碼來調變副載波。

圖5說明在頻域中之OFDMA前置項的一實例。根據802.16(e)，具有1024流FFT大小之訊號的前置項符號藉由86個空值副載波(由N表示)而囊封，其用作頻譜任一側上之防護帶，而內部副載波則在如上所述之三個段[S0、S1、S2]中被劃分。另外，在三個段中副載波的分散由方程式1界定。然而，如圖5所說明，當前置項由86個空值副載波囊封時，PCS對應S0＝[SC87,SC90,SC93,…,SC936]； PCS對應S1＝[SC88,SC91,SC94,…,SC937]；及PCS對應S2＝[SC89,SC92,SC95,…,SC938]。

在用於無線通信之各種標準(諸如IEEE 802.16(e)標準)下，需要在行動台處量測訊號品質以發送回基地台。可將多種不同類型之訊號品質參數計算為包括CNR(載波雜訊比)、CIR(載波干擾比)及CINR(載波干擾/雜訊比)之訊號品質的量測。

圖6說明根據本揭示案之某些實施例而用於進行訊號品質量測之實例操作600。操作600藉由接收原始輸入訊號而在602處開始。在604處，例如藉由應用FFT而將原始訊號轉換至頻域。在606處，使用在頻域中之原始訊號，量測導頻及空值副載波之相應組之功率。使用導頻及空值副載波組之功率量測，在608處計算諸如CNR、CIR及CINR之訊號品質估計。在610處，將訊號品質估計傳輸至基地台。

上文所述圖6之操作600可藉由對應於圖7所說明之構件加功能區塊700之各種硬體及/或軟體組件及/或模組而執行。換言之，圖6中所說明之區塊602至610對應於圖7所說明之構件加功能區塊702至710。

對於某些實施例，下文所描述之各種功率量測可由硬體組件(例如，下文所述的邏輯區塊的電路實施)執行，其中所得功率量測儲存於軟體可存取暫存器中。軟體演算法可自此等暫存器存取功率量測，並利用下文陳述之方程式而計算訊號之各種品質參數(其待傳輸回去)。對於某些實施 例，操作可在逐訊框基礎上執行。因此，諸如用於儲存結果之累加邏輯及暫存器的組件可在於每一新訊框上執行本文所述之操作之前重新設定。

可對空值副載波及導頻副載波兩者之原始訊號進行功率量測。空值副載波之功率量測可產生關於雜訊功率之資訊，因為雜訊應為對此等副載波處之功率的影響因素。另一方面，導頻副載波之功率量測可產生關於訊號、干擾及雜訊功率之資訊。隨著將於下文中更詳細描述，N階微分量測(N＝1或更大)可對副載波訊號樣本執行以造成隔離雜訊及干擾之作用。

圖8說明用於量測前置項中之空值副載波之功率的實例邏輯。如圖所說明，原始訊號r(n)首先變換至頻域(例如，藉由FFT邏輯810)。接著用邏輯820自所得訊號擷取空值副載波訊號。舉例而言，邏輯820可自左右防護帶訊號擷取某些空值副載波訊號。在所說明之實例中，邏輯820分別自左右防護帶擷取64個樣本。功率量測區塊(PMB)830可計算所擷取訊號之功率。

圖9說明根據本揭示案之某些實施例之PMB 830。一般而言，PMB 830可取N個樣本，用邏輯920計算每一樣本之功率，用邏輯940累加功率，及在暫存器960中儲存累加之功率。除累加之功率量測以外，亦可計算平均功率量測(例如，將累加之功率分成N個)。該平均功率量測可在硬體中執行，且亦可儲存於暫存器中或使用儲存於暫存器中之累加功率而在軟體中執行。

圖10說明用於量測導頻訊號副載波位置之功率的實例邏輯。該實例邏輯可用以量測在"自身段"段中由相關前置項使用之導頻訊號。可使用不同邏輯以量測對應於前置項中其他段之導頻位置之功率。在其他段中之導頻訊號的功率量測可產生有用資訊，例如，關於雜訊及干擾。

如圖10中所說明，原始訊號r(n)首先變換至頻域(例如，藉由FFT邏輯1010)。接著用邏輯1020擷取在副載波處對應於適當段之導頻訊號。舉例而言，假定圖5所說明之段0及前置項，可擷取在副載波SC87、SC90等處之導頻訊號。可藉由邏輯1040在功率計算之前將所擷取之導頻訊號乘以在第k副載波處之正規化參考導頻訊號之複共軌PApilot(k)，從而產生樣本R(k)。該乘法可在不考慮升壓因素之情況下執行，升壓因素可在稍後下文所述之計算過程中考慮。

微分功率量測區塊(PMB)1030不僅可在原始樣本R(k)上亦可在由在樣本上執行之一或二(或更高)階微分運算產生的微分訊號上用以量測功率。此等微分運算可用以取消某些訊號分量而同時保留其他分量。結果，微分運算可促進更精確地估計雜訊、干擾及訊號分量。

圖11說明根據本揭示案之某一實施例之微分PMB 1030。如圖所說明，微分PMB 1030通常包括上分支及下分支，每一者具有諸如圖9中所示之"單一"PMB。當上分支計算原始訊號R(k)之功率時，下分支可計算藉由在原始訊號上(用微分邏輯1112及1114)執行N階微分運算而產生 之微分訊號的功率。原始訊號(Pa)之累加之功率量測可經由累加邏輯1140儲存於第一暫存器1160中，而微分訊號(Pd)之功率量測可儲存於微分暫存器1160'中。

微分級之數目(階數)可對某些不同實施例而變化，且所用之微分級的特定數目可藉由考慮許多因素而確定。雖然多個級可促進減少干擾，然而太多級可增加複雜性，且在一些情況中實際上可增加包括在最終訊號品質估計中之雜訊量。對於某些實施例，可動態控制待執行之微分運算的數目，例如，經由由軟體程式化之訊號。

舉例而言，可使用經由軟體可控之訊號(Dcon)以(利用至維持於零之微分邏輯之輸入中的一者)有效地停用微分邏輯1114。微分階亦可影響累加功率訊號之數目，例如，使用來自對1階微分之2至N個(樣本)功率量測與對2階微分之3至N個功率量測之和的累加邏輯1140'。

圖12說明用於量測對應於其他段之導頻訊號副載波位置之功率的實例邏輯。若圖所說明，原始訊號r(n)首先變換至頻域(例如，藉由FFT邏輯1210)。接著用邏輯1220擷取副載波處之對應於另一段之導頻訊號。舉例而言，假定圖5所說明之段0及前置項，可擷取來自另一段(例如，在副載波SC88、SC92等處之Seg1)之導頻訊號。

可接著執行功率計算，例如，利用功率量測區塊(1230)，其可執行如圖9中所示之PMB的操作。對於某些實施例，可利用獨立之PMB以量測"其他段"中之每一者的導頻訊號之功率。然而，對於某些其他實施例，可利用單一 PMB以量測兩種導頻訊號之功率。

可利用上文所描述之功率量測以計算各種訊號品質參數從而反饋至基地台。可使用各種功率量測以為訊號、干擾及雜訊擷取個別功率量測。對於一些計算，可使用上文所進行之累加功率量測，例如在相同數目之功率量測經累加的情況下。然而，若不同數目之量測經累加，可使用平均功率量測。為了促進理解，下文描述將假設使用平均功率量測。

雜訊功率()可自在空值位置進行之功率量測而擷取：

如以下方程式3所述，訊號、干擾及雜訊之總功率可自在自導頻位置進行之功率量測而擷取：

如以下方程式4所述，干擾及雜訊之總功率可自在自導頻位置進行之功率量測而擷取，其中F為由微分階數支配的因素：

F之預設值對於一階微分為2及對於二階微分為6(雜訊功率在二階中增加6)。F之預設值對於一階微分為2是因為雜訊功率歸因於使用兩個獨立雜訊樣本而增加2。F之預設值對於二階微分為6是因為歸因於使用三個獨立樣本用於計算。三個樣本中之一者(亦即，中間位置)可使用兩次，因而相應之雜訊功率可對於二階微分增加6(2＋4)。

因此，藉由考慮到方程式3及方程式4之差異，可減輕頻道效應且可擷取訊號功率。

雖然此訊號功率包括在前置項之自導頻位置處之對應訊號的升壓因素B_SS ，此可在下文訊號品質計算時列入考慮。

可擷取干擾功率，如以下方程式6所述，自干擾與雜訊之總功率(方程式4)減去雜訊功率(方程式2)。

雖然此干擾功率包括一因素B_SI ，其為在前置項之自導頻位置處之干擾訊號的升壓因素，此可在下文訊號品質計算時列入考慮。

藉由對上文確定之訊號、干擾及雜訊之個別功率計算，可計算各種訊號品質參數。舉例而言，可由下文方程式7描述正規化之載波雜訊比(CNR)(排除訊號升壓)。

可如方程式8所示而計算非正規化之載波干擾比(CIR)，其中排除訊號升壓，而包括干擾升壓。

可如方程式9所示而計算正規化之CIR。應注意在正規化CIR時，干擾升壓及訊號升壓均被移除。

可如方程式10所示而計算非正規化之CINR，其中排除訊號升壓，而包括干擾升壓。

可如方程式11所示而計算正規化之CINR。應注意在正規化CINR時，干擾升壓及訊號升壓均被移除。

如方程式12及13所述，干擾及雜訊之總功率可自在除導頻位置以外的其他位置進行之功率量測而擷取。

使用方程式5、12及13，可如下文方程式14及15所述而擷取干擾功率。

應注意在方程式14及15中所述之干擾功率分別包括因素B_oi1 及B_oi2 ，其為在除前置項之導頻位置以外的位置之干擾 訊號的升壓因素。

可如方程式16所示而計算非正規化之CIR，其中排除訊號升壓，而、及包括干擾升壓。

可如方程式17所示而計算之正規化的CIR排除訊號升壓及干擾升壓。

可如方程式18所示而計算非正規化之CINR，其中排除訊號升壓，而、及包括干擾升壓。

可如方程式19所示而計算之正規化的CIR排除訊號升壓及干擾升壓。

如本文中所使用，術語"確定"涵蓋廣泛種類之動作。舉例而言，"確定"可包括計算、處理、推導、調查、查找(例如，在表格、資料庫或另一資料結構中查找)、查明及其類似物。又，"確定"可包括接收(例如，接收資訊)、存取 (例如，在記憶體中存取資料)及其類似物。又，"確定"可包括解析、選擇、挑選、建立及其類似物。

可使用各種不同技術中之任一者來表示資訊及訊號。舉例而言，可能貫穿上文描述引用之資料、指令、命令、資訊、訊號及其類似物可由電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子、或其任何組合來表示。

結合本揭示案描述之各種說明性邏輯區塊、模組及電路可由通用處理器、數位訊號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列訊號(FPGA)或其他可程式邏輯器件、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或經設計以執行文中所述之功能的其任何組合來實施或執行。通用處理器可為微處理器，然而在替代實施例中，處理器可為任何市售之處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器亦可實施為計算器件之組合，例如DSP與微處理器之組合、複數個微處理器、結合DSP核心之一或多個微處理器、或任何其他此等組態。

結合本揭示案所述之方法及演算法的步驟可直接體現在硬體中、由處理器所執行的軟體模組中或硬體與軟體模組之組合中。軟體模組可駐存於此領域中任何形式之儲存媒體中。可使用之儲存媒體的一些實例包括RAM記憶體、快閃記憶體、ROM記憶體、EPROM記憶體、EEPROM記憶體、暫存器、硬碟、可移式磁碟、CD－ROM等。軟體模組可包含單一指令或許多指令，且可分散在若干不同碼段上、不同程式中及多個儲存媒體上。可將儲存媒體耦接至 處理器，使得該處理器可自儲存媒體讀取資訊及將資訊寫入儲存媒體。在替代實施例中，儲存媒體可整合至處理器。

本文所揭示之方法包含用於達成所述之方法的一或多個步驟或動作。方法步驟及/或動作可在不脫離申請專利範圍之範疇的情況下彼此交換。換言之，除非規定步驟或動作的特定次序，否則特定步驟及/或動作之次序及/或使用可在不脫離申請專利範圍之範疇的情況下修改。

所述功能可在硬體、軟體、韌體或其任何組合中實施。若在軟體中實施，則功能可作為一或多個指令而儲存在電腦可讀媒體上。儲存媒體可為可由電腦存取之任何可用媒體。舉例而言，且非限制性的，此等電腦可讀媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD－ROM或其他光碟儲存器、磁碟儲存器或其他磁性儲存器件，或可用於載運或儲存呈指令或資料結構之形式的所要程式碼且可由電腦存取的任何其他媒體。如本文所用之磁碟及光碟包括緊密光碟(CD)、雷射光碟、光學碟片、數位通用光碟(DVD)、軟性磁碟及Blu－ray光碟，其中磁碟通常以磁性方式再生資料，而光碟則用雷射以光學方式再生資料。

軟體或指令亦可在傳輸媒體上傳輸。舉例而言，若利用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數位用戶線(DSL)或諸如紅外、無線電及微波之無線技術而自網站、伺服器或其他遠端源傳輸軟體，則同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL、或諸如紅外、無線電及微波之無線技術包括在傳輸 媒體之定義中。

另外，應瞭解，用於執行本文所述之方法及技術(諸如圖6所說明的)的模組及/或其他適當構件可經下載及/或由適用之行動器件及/或基地台來獲得。舉例而言，此等器件可耦接至伺服器以促進用於執行本文所述之方法之構件的轉移。或者，可經由一儲存構件(例如，隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、諸如緊密光碟(CD)或軟性磁碟之實體儲存媒體等)來提供本文所述之各種方法，使得行動器件及/或基地台可藉由將儲存構件耦接或提供至該器件而獲得各種方法。此外，可利用用以將本文所述之方法及技術提供至器件之任何其他適當的技術。

應瞭解，申請專利範圍並不限於上文所說明之精確組態及組件。可在不脫離申請專利範圍之範疇的情況下，對上文所述之方法及裝置的配置、操作及細節中做出各種修改、改變及變化。

100‧‧‧無線通信系統

102‧‧‧小區

104‧‧‧基地台

106‧‧‧使用者終端機

108‧‧‧下行鏈路

110‧‧‧上行鏈路

112‧‧‧扇區

202‧‧‧無線器件

204‧‧‧處理器

206‧‧‧記憶體

208‧‧‧外殼

210‧‧‧傳輸器

212‧‧‧接收器

214‧‧‧收發器

216‧‧‧天線

218‧‧‧訊號偵測器

220‧‧‧數位訊號處理器

222‧‧‧匯流排系統

302‧‧‧傳輸器

304‧‧‧接收器

306‧‧‧資料

306'‧‧‧資料流

308‧‧‧串列－並列(S/P)轉換器

308'‧‧‧並列－串列(P/S)轉換器

310‧‧‧N個並列資料流

310'‧‧‧N個並列資料流

312‧‧‧映射器

312'‧‧‧解映射器

316‧‧‧N個並列符號流

316'‧‧‧N個並列頻域符號流

318‧‧‧N個並列時域樣本流

318'‧‧‧N個並列時域符號流

320‧‧‧反向快速傅立葉變換組件

320'‧‧‧快速傅立葉變換組件

322‧‧‧OFDM/OFDMA符號流

322'‧‧‧OFDM/OFDMA符號流

324‧‧‧並列－串列(P/S)轉換器

324'‧‧‧串列－並列(S/P)轉換器

326‧‧‧防護插入組件

326'‧‧‧防護移除組件

328‧‧‧射頻(RF)前端

328'‧‧‧RF前端

330‧‧‧天線

330'‧‧‧天線

332‧‧‧訊號

332'‧‧‧訊號

334‧‧‧無線頻道

400‧‧‧OFDM訊框

410、420、430‧‧‧元件

600‧‧‧實例操作

700‧‧‧構件加功能區塊

702‧‧‧用於自站台接收一原始輸入訊號之構件

704‧‧‧用於將原始輸入訊號轉換至頻域之構件

706‧‧‧用於量測相應導頻及空值副載波組之功率的構件

708‧‧‧用於基於功率量測估計訊號品質之構件

710‧‧‧用於將訊號品質估計傳輸至站台的構件

810‧‧‧FFT邏輯

820‧‧‧擷取空值副載波訊號邏輯

830‧‧‧功率量測區塊(PMB)

920‧‧‧計算樣本功率邏輯

940‧‧‧累加功率邏輯

960‧‧‧暫存器

1010‧‧‧FFT邏輯

1020‧‧‧擷取導頻訊號邏輯

1040‧‧‧乘法運算邏輯

1030‧‧‧微分功率量測區塊

1112‧‧‧微分邏輯

1114‧‧‧微分邏輯

1120‧‧‧功率

1120'‧‧‧功率

1140‧‧‧累加邏輯

1140'‧‧‧累加邏輯

1160‧‧‧第一暫存器

1160'‧‧‧微分暫存器

1210‧‧‧FFT邏輯

1220‧‧‧擷取對應於段之導頻副載波訊號邏輯

1230‧‧‧功率量測區塊

圖1說明無線通信系統之一實例；圖2說明使用OFDM或OFDMA之方法可在無線器件中利用之各種組件的實例；圖3說明可在利用正交分頻多工(OFDM)與正交分頻多重存取(OFDMA)之無線通信系統內使用之傳輸器的一實例及接收器的一實例；圖4說明一實例OFDM/OFDMA訊框結構；圖5說明在頻域中之OFDMA前置項的一實例； 圖6說明根據某些實施例而用於訊號品質估計之實例操作；圖7說明用於執行圖6所示之操作的組件；圖8說明用於前置項中空值位置之實例功率量測區塊之邏輯；圖9說明用於實例功率量測區塊之邏輯；圖10說明用於具有導頻位置之實例功率量測區塊的邏輯；圖11說明用於具有微分訊號邏輯之功率量測區塊之實例配置的邏輯；圖12說明用於導頻位置之另一實例功率量測區塊之邏輯。

1030‧‧‧微分功率量測區塊

1112‧‧‧微分邏輯

1114‧‧‧微分邏輯

1120‧‧‧功率

1120'‧‧‧功率

1140‧‧‧累加邏輯

1140'‧‧‧累加邏輯

1160‧‧‧第一暫存器

1160'‧‧‧微分暫存器

Claims (31)

1. 一種用於在一通信器件中執行訊號品質計算之方法，其包含：將自一站台接收之原始前置項訊號變換至一頻域中；自該等經變換之前置項訊號擷取對應於一第一前置項段之第一導頻副載波訊號；對該等所擷取之第一導頻副載波訊號執行N階微分運算以產生微分導頻訊號，其中N為一大於1之整數；對該等所擷取之第一導頻副載波訊號及該等微分導頻訊號進行獨立功率量測；使用該等第一導頻副載波訊號及該等微分導頻訊號之該等獨立功率量測計算一或多個訊號品質參數；及將該一或多個訊號品質參數傳輸至該站台。
2. 如請求項1之方法，其進一步包含：自該等經變換之前置項訊號擷取空值副載波訊號；量測該等空值副載波訊號之功率；及使用該等所擷取之導頻副載波訊號及該等微分導頻訊號之該等獨立功率量測及該等空值副載波訊號之該功率量測來計算該一或多個訊號品質參數。
3. 如請求項1之方法，其進一步包含：自該等經變換之前置項訊號擷取對應於一第二前置項段之第二導頻副載波訊號；量測該等第二導頻副載波訊號之功率；及使用該等第二導頻副載波訊號之該功率量測來計算該 一或多個訊號品質參數。
4. 如請求項1之方法，其中計算該一或多個訊號品質參數包含擷取訊號、雜訊及干擾訊號分量之獨立功率量測。
5. 如請求項1之方法，其中N的值為可調整的。
6. 如請求項5之方法，其中N在軟體控制下為可調整的。
7. 如請求項1之方法，其中計算該一或多個訊號品質參數包含計算以下各項中之至少一者：載波雜訊比(CNR)、載波干擾比(CIR)及載波干擾/雜訊比(CINR)。
8. 一種在一通信器件中用於執行訊號品質計算之接收器，其包含一耦接至一記憶體之處理器，該記憶體儲存由該處理器可執行之之程式碼，其中該處理器經組態以：將自一站台接收之原始前置項訊號變換至一頻域中及自該等經變換之前置項訊號擷取對應於一第一前置項段之第一導頻副載波訊號；對該等所擷取之第一導頻副載波訊號執行N階微分運算以產生微分導頻訊號，其中N為一大於1之整數；對該等所擷取之第一導頻副載波訊號及該等微分導頻訊號進行獨立功率量測；及使用該等所擷取之第一導頻副載波訊號及該等微分導頻訊號之該等獨立功率量測而計算一或多個訊號品質參數。
9. 如請求項8之接收器，其中該處理器進一步經組態以：自該等經變換之前置項訊號擷取空值副載波訊號；量測該等空值副載波訊號之功率；及 使用該等所擷取之導頻副載波訊號及該等微分導頻訊號之該等獨立功率量測及該等空值副載波訊號之該功率量測而計算該一或多個訊號品質參數。
10. 如請求項8之接收器，其中該處理器進一步經組態以：自該等經變換之前置項訊號之一第二前置項段擷取第二導頻副載波訊號；量測該等第二導頻副載波訊號之功率；及使用該等第二導頻副載波訊號之該功率量測而計算該一或多個訊號品質參數。
11. 如請求項8之接收器，其中計算該一或多個訊號品質參數包含藉由擷取訊號、雜訊及干擾訊號分量之獨立功率量測。
12. 如請求項8之接收器，其中N之值為可調整的。
13. 如請求項12之接收器，其中N在軟體控制下為可調整的。
14. 如請求項8之接收器，其中計算該一或多個訊號品質參數包含計算以下各項中之至少一者：載波雜訊比(CNR)、載波干擾比(CIR)及載波干擾/雜訊比(CINR)。
15. 一種在一通信器件中用於執行品質計算之裝置，其包含：用於變換之構件，其用於將自一站台接收之原始前置項訊號變換至一頻域中；用於擷取之構件，其用於自該等經變換之前置項訊號擷取對應於一第一前置項段之第一導頻副載波訊號； 用於執行N階微分運算之構件，其用於對該等所擷取之第一導頻副載波訊號執行N階微分運算以產生微分導頻訊號，其中N為一大於1之整數；用於量測之構件，其用於對該等所擷取之第一導頻副載波訊號及該等微分導頻訊號進行獨立功率量測；用於計算訊號品質之構件，其用於使用該等所擷取之第一導頻副載波訊號及該等微分導頻訊號之該等獨立功率量測而計算一或多個訊號品質參數；及用於傳輸之構件，其用於將該一或多個訊號品質參數傳輸至該站台。
16. 如請求項15之裝置，其中：該用於變換之構件自該等經變換之前置項訊號擷取空值副載波訊號；該用於量測之構件量測該等空值副載波訊號之功率；及該用於計算訊號品質之構件使用該等所擷取之導頻副載波訊號及該等微分導頻訊號之該等獨立功率量測及該等空值副載波訊號之該功率量測而計算該一或多個訊號品質參數。
17. 如請求項15之裝置，其中：該用於變換之構件自該等經變換之前置項訊號擷取對應於一第二前置項段之第二導頻副載波訊號；該用於量測之構件量測該等第二導頻副載波訊號之功率；及該用於計算訊號品質之構件使用該等第二導頻副載波 訊號之該功率量測而計算該一或多個訊號品質參數。
18. 如請求項15之裝置，其中該用於計算訊號品質之構件藉由擷取訊號、雜訊及干擾訊號分量之獨立功率量測而計算該一或多個訊號品質參數。
19. 如請求項15之裝置，其中N之值為可調整的。
20. 如請求項15之裝置，其中該用於計算訊號品質之構件計算以下各項中之至少一者：載波雜訊比(CNR)、載波干擾比(CIR)及載波干擾/雜訊比(CINR)。
21. 一種行動器件，其包含：一接收器，其用於將自一站台接收之原始前置項訊號變換至一頻域中及自該等經變換之前置項訊號擷取對應於一第一前置項段之第一導頻副載波訊號；量測邏輯，其用於對該等所擷取之第一導頻副載波訊號執行N階微分運算以產生微分導頻訊號，其中N為一大於1之整數，用於對該等所擷取之第一導頻副載波訊號及該等微分導頻訊號進行獨立功率量測，以及使用該等所擷取之第一導頻副載波訊號及該等微分導頻訊號之該等獨立功率量測而計算一或多個訊號品質參數；及一傳輸器，其用於將該一或多個訊號品質參數傳輸至該站台。
22. 如請求項21之行動器件，其中：該接收器自該等經變換之前置項訊號擷取空值副載波訊號；及該量測邏輯量測該等空值副載波訊號之功率，以及使 用該等所擷取之導頻副載波訊號及該等微分導頻訊號之該等獨立功率量測及該等空值副載波訊號之該功率量測而計算該一或多個訊號品質參數。
23. 如請求項21之行動器件，其中：該接收器自該等經變換之前置項訊號擷取對應於一第二前置項段之第二導頻副載波訊號；及該量測邏輯量測該等第二導頻副載波訊號之功率，以及使用該等第二導頻副載波訊號之該功率量測而計算該一或多個訊號品質參數。
24. 如請求項21之行動器件，其中N之值為可調整的。
25. 如請求項24之行動器件，其中N之該值為在軟體控制下可調整的。
26. 一種在一通信系統中用於執行訊號品質計算之電腦程式產品，其包含具有一指令集儲存於其上之一非暫態電腦可讀媒體，該指令集可由一或多個處理器執行且該指令集包含：用於變換之指令，其用於將自一站台接收之原始前置項訊號變換至一頻域中；用於擷取之指令，其用於自該等經變換之前置項訊號擷取對應於一第一前置項段之第一導頻副載波訊號；用於執行N階微分運算之指令，其用於對該等所擷取之第一導頻副載波訊號執行N階微分運算以產生微分導頻訊號，其中N為一大於1之整數；用於量測之指令，其用於對該等所擷取之第一導頻副 載波訊號及該等微分導頻訊號進行獨立功率量測；用於計算訊號品質之指令，其用於使用該等所擷取之第一導頻副載波訊號及該等微分導頻訊號之該等獨立功率量測而計算一或多個訊號品質參數；及用於傳輸之指令，其用於將該一或多個訊號品質參數傳輸至該站台。
27. 如請求項26之電腦程式產品，其中該等用於變換之指令自該等經變換之前置項訊號擷取空值副載波訊號；該等用於量測之指令量測該等空值副載波訊號之功率；及該等用於計算訊號品質之指令使用該等所擷取之導頻副載波訊號及該等微分導頻訊號之該等獨立功率量測及該等空值副載波訊號之該功率量測而計算該一或多個訊號品質參數。
28. 如請求項26之電腦程式產品，其中：該等用於變換之指令自該等經變換之前置項訊號擷取對應於一第二前置項段之第二導頻副載波訊號；該等用於量測之指令量測該等第二導頻副載波訊號之功率；及該等用於計算訊號品質之指令使用該等第二導頻副載波訊號之該功率量測而計算該一或多個訊號品質參數。
29. 如請求項26之電腦程式產品，其中該等用於計算訊號品質之指令藉由擷取訊號、雜訊及干擾訊號分量之獨立功 率量測而計算該一或多個訊號品質參數。
30. 如請求項26之電腦程式產品，其中N之值為可調整的。
31. 如請求項26之電腦程式產品，其中該等用於計算訊號品質之指令計算以下各項中之至少一者：載波雜訊比(CNR)、載波干擾比(CIR)及載波干擾/雜訊比(CINR)。