TWI410068B - 用於在一正交分頻多工系統內之天線切換多向性之裝置與方法 - Google Patents

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Description

用於在一正交分頻多工系統內之天線切換多向性之裝置與方法
本發明大體而言係關於無線通信系統中之天線切換多向性。更特定言之，本發明係關於用於無線通信系統(例如，在正交分頻多工(OFDM)系統中)之符號率或區塊率天線切換多向性。
根據35 U.S.C.§119之優先權主張
本專利申請案主張2009年2月1日申請之名為「用於符號率天線切換多向性之方法及裝置(Method and Apparatus for Symbol Rate Antenna Switching Diversity)」之臨時申請案第61/148,971號的優先權，且該案已讓與給本受讓人並在此以引用的方式明確地併入本文中。
無線通信系統將各種服務遞送至與固定電信基礎架構分離之行動使用者。此等無線系統在一無線通信網路中(常常在一蜂巢式幾何結構中)使用無線電傳輸來將行動使用者器件與基地台互連。基地台又連接至行動切換中心，該等行動切換中心將前往及來自行動使用者器件的連接路由至不同通信網路(諸如，公眾交換電話網路(PSTN)、網際網路等)上之其他使用者。以此方式，遠離固定位點或在運動中之使用者可接收多種通信服務(諸如，語音電話、傳呼、訊息傳遞、電子郵件、資料傳送、視訊、Web瀏覽等)。
因為基地台與行動使用者之間的無線互連使用射頻，所以無線使用者必須使用共同通信協定集合以共用分配給無線通信服務之稀缺無線電頻譜。一重要協定與用以將行動使用者器件連接至無線通信網路之存取方法有關。各種存取方法包括分頻多重存取(FDMA)、分時多重存取(TDMA)、分碼多重存取(CDMA)，及正交分頻多工(OFDM)。OFDM在陸上無線通信系統中日益風行，因為其多載波格式有助於多路徑失真之補償。OFDM利用在頻域中間隔開之複數個載波，以使得在每一載波上所調變之資料與其他資料正交(且因此獨立於其他資料)。OFDM具有便於在傳輸器與接收器兩者中經由非常有效之快速傅立葉變換(FFT)技術進行調變及解調變的優點。
揭示一種用於無線通信系統之天線切換多向性之裝置及方法。根據一態樣，一種用於天線切換多向性之方法包含識別一OFDM符號週期之開始；自一初始天線切換至至少一替代天線；計算一與該初始天線及該替代天線相關聯之信號品質量度；及基於該所計算之信號品質量度選擇該初始天線或該替代天線以解調變一當前或後續OFDM符號。
根據另一態樣，一種用於天線切換多向性之接收器包含一處理器及一記憶體，該記憶體含有可由該處理器執行以執行以下操作之程式碼：識別一OFDM符號週期之開始；自一初始天線切換至至少一替代天線；計算一與該初始天線及該替代天線相關聯之信號品質量度；及基於該所計算之信號品質量度選擇該初始天線或該替代天線以解調變一當前或後續OFDM符號。
根據另一態樣，一種用於天線切換多向性之裝置包含：用於識別一OFDM符號週期之開始的構件；用於自一初始天線切換至至少一替代天線之構件；用於計算一與該初始天線及該替代天線相關聯之信號品質量度的構件；及用於基於該所計算之信號品質量度選擇該初始天線或該替代天線以解調變一當前或後續OFDM符號的構件。
根據另一態樣，一種電腦可讀媒體儲存一電腦程式，其中該電腦程式之執行係用於：識別一OFDM符號週期之開始；自一初始天線切換至至少一替代天線；計算一與該初始天線及該替代天線相關聯之信號品質量度；及基於該所計算之信號品質量度選擇該初始天線或該替代天線以解調變一當前或後續OFDM符號。
本發明之可能的優點包括最低的硬體複雜性、在DSP中實施控制邏輯、藉由未來的天線或RF硬體改良而併入改良之效能，及雙天線手機終端機之改良之行銷價值。
應理解，對於熟習此項技術者而言，其他態樣將自以下[實施方式]而變得容易顯而易見，在[實施方式]中借助於說明展示及描述了各種態樣。應將諸圖式及[實施方式]視為本質上為說明性的且並非為限制性的。
下文結合隨附圖式而闡述之[實施方式]意欲作為本發明之各種態樣的描述且並不意欲表示可實踐本發明之僅有態樣。本發明中所描述之每一態樣僅作為本發明之實例或說明來提供，且不應被必定解釋為較其他態樣較佳或有利。[實施方式]包括出於提供對本發明之澈底理解之目的的特定細節。然而，對於熟習此項技術者而言，將顯而易見可在無此等特定細節之情況下實踐本發明。在一些情況中，以方塊圖形式展示熟知結構及器件，以便避免混淆本發明之概念。首字母縮寫詞及其他描述性術語可能僅為了便利及清晰起見而加以使用且並不意欲限制本發明之範疇。
雖然出於解釋之簡單之目的將方法展示並描述為一系列動作，但應理解並瞭解，由於一些動作可根據一或多個態樣而以不同於本文中所展示並描述之次序的次序發生及/或與其他動作並行發生，所以方法並不受動作之次序限制。舉例而言，熟習此項技術者應理解並瞭解，可替代性地將一方法表示為一系列相關狀態或事件(諸如，以狀態圖形式)。此外，可能並非需要所有所說明之動作來實施根據一或多個態樣之方法。
本文中所描述之技術可用於各種無線通信網路，諸如分碼多重存取(CDMA)網路、分時多重存取(TDMA)網路、分頻多重存取(FDMA)網路、正交FDMA(OFDMA)網路，單載波FDMA(SC-FDMA)網路等。術語「網路」與「系統」常常可互換地使用。CDMA網路可實施諸如通用陸上無線電存取(UTRA)、cdma2000等之無線電技術。UTRA包括寬頻-CDMA(W-CDMA)及低碼片速率(LCR)。Cdma2000涵蓋IS-2000、IS-95及IS-856標準。TDMA網路可實施諸如全球行動通信系統(GSM)之無線電技術。OFDMA網路可實施諸如演進UTRA(E-UTRA)、IEEE 802.11、IEEE 802.16、IEEE 802.20、Flash-OFDM等之無線電技術。UTRA、E-UTRA及GSM為通用行動電信系統(UMTS)之一部分。長期演進(LTE)為UMTS之使用E-UTRA之即將到來的版本。UTRA、E-UTRA、GSM、UMTS及LTE描述於來自名為「第三代合作夥伴計劃」(3GPP)之組織之文獻中。Cdma2000描述於來自名為「第三代合作夥伴計劃2」(3GPP2)之組織之文獻中。此等各種無線電技術及標準係此項技術中已知的。
圖1為說明一種兩終端機系統100之實例的方塊圖。熟習此項技術者應理解，圖1中所說明之實例兩終端機系統100可實施於FDMA環境、OFDMA環境、CDMA環境、WCDMA環境、TDMA環境、SDMA環境或任何其他合適無線環境中。
在一態樣中，兩終端機系統100包括存取節點101(例如，基地台或節點B)及使用者設備或UE 201(例如，使用者器件)。在下行鏈路支路(leg)中，存取節點101(例如，基地台或節點B)包括傳輸(TX)資料處理器A 110，其接受、格式化、寫碼、交錯及調變(或符號映射)訊務資料且提供調變符號(例如，資料符號)。TX資料處理器A 110與符號調變器A 120通信。符號調變器A 120接受並處理資料符號及下行鏈路導頻符號且提供一符號流。在一態樣中，符號調變器A 120調變(或符號映射)訊務資料且提供調變符號(例如，資料符號)。在一態樣中，符號調變器A 120與提供組態資訊之處理器A 180通信。符號調變器A 120與傳輸器單元(TMTR)A 130通信。符號調變器A 120對資料符號及下行鏈路導頻符號進行多工且將其提供至傳輸器單元A 130。
待傳輸之每一符號可為一資料符號、一下行鏈路導頻符號或一為零之信號值。可在每一符號週期中連續地發送該等下行鏈路導頻符號。在一態樣中，對下行鏈路導頻符號進行分頻多工(FDM)。在另一態樣中，對下行鏈路導頻符號進行正交分頻多工(OFDM)。在又一態樣中，對下行鏈路導頻符號進行分碼多工(CDM)。在一態樣中，傳輸器單元A 130接收符號流並將符號流轉換成一或多個類比信號，且進一步調節(例如，放大、濾波及/或增頻轉換)該等類比信號，以產生適合於無線傳輸之類比下行鏈路信號。接著經由天線140傳輸類比下行鏈路信號。
在下行鏈路支路中，UE 201(例如，使用者器件)包括天線210，其用於接收類比下行鏈路信號且將類比下行鏈路信號輸入至接收器單元(RCVR)B 220。在一態樣中，接收器單元B 220將類比下行鏈路信號調節(例如，濾波、放大，及降頻轉換)至一第一「經調節」信號。接著對第一「經調節」信號進行取樣。接收器單元B 220與符號解調變器B 230通信。符號解調變器B 230解調變自接收器單元B 220輸出之第一「經調節」且「經取樣」信號(例如，資料符號)。熟習此項技術者應理解，替代途徑係在符號解調變器B 230中實施取樣過程。符號解調變器B 230與處理器B 240通信。處理器B 240接收來自符號解調變器B 230之下行鏈路導頻符號且對下行鏈路導頻符號執行頻道估計。在一態樣中，頻道估計為特徵化當前傳播環境之過程。符號解調變器B 230自處理器B 240接收對下行鏈路支路之頻率回應估計。符號解調變器B 230對資料符號執行資料解調變以獲得關於下行鏈路路徑之資料符號估計。關於下行鏈路路徑之資料符號估計為經傳輸之資料符號之估計。符號解調變器B 230亦與RX資料處理器B 250通信。
RX資料處理器B 250自符號解調變器B 230接收關於下行鏈路路徑之資料符號估計且(例如)解調變(亦即，符號解映射)、解交錯及/或解碼關於下行鏈路路徑之資料符號估計以恢復訊務資料。在一態樣中，由符號解調變器B 230及RX資料處理器B 250進行之處理分別與由符號調變器A 120及TX資料處理器A 110進行之處理互補。
在上行鏈路支路中，UE 201(例如，使用者器件)包括TX資料處理器B 260。TX資料處理器B 260接受且處理訊務資料以輸出資料符號。TX資料處理器B 260與符號調變器D 270通信。符號調變器D 270接受資料符號，且將資料符號與上行鏈路導頻符號進行多工，執行調變並提供一符號流。在一態樣中，符號調變器D 270與提供組態資訊之處理器B 240通信。符號調變器D 270與傳輸器單元B 280通信。
待傳輸之每一符號可為一資料符號、一上行鏈路導頻符號或一為零之信號值。可在每一符號週期中連續地發送該等上行鏈路導頻符號。在一態樣中，對上行鏈路導頻符號進行分頻多工(FDM)。在另一態樣中，對上行鏈路導頻符號進行正交分頻多工(OFDM)。在又一態樣中，對上行鏈路導頻符號進行分碼多工(CDM)。在一態樣中，傳輸器單元B 280接收符號流並將符號流轉換成一或多個類比信號，且進一步調節(例如，放大、濾波及/或增頻轉換)該等類比信號，以產生適合於無線傳輸之類比上行鏈路信號。接著經由天線210傳輸類比上行鏈路信號。
來自UE 201(例如，使用者器件)之類比上行鏈路信號由天線140接收且由接收器單元A 150處理以獲得樣本。在一態樣中，接收器單元A 150將類比上行鏈路信號調節(例如，濾波、放大及降頻轉換)至一第二「經調節」信號。接著對第二「經調節」信號進行取樣。接收器單元A 150與符號解調變器C 160通信。熟習此項技術者應理解，替代途徑係在符號解調變器C 160中實施取樣過程。符號解調變器C 160對資料符號執行資料解調變以獲得關於上行鏈路路徑之資料符號估計，且接著將上行鏈路導頻符號及關於上行鏈路路徑之資料符號估計提供至RX資料處理器A 170。關於上行鏈路路徑之資料符號估計為經傳輸之資料符號之估計。RX資料處理器A 170處理關於上行鏈路路徑之資料符號估計以恢復由無線通信器件201傳輸之訊務資料。符號解調變器C 160亦與處理器A 180通信。處理器A 180執行針對在上行鏈路支路上傳輸之每一作用中終端機之頻道估計。在一態樣中，多個終端機可同時在上行鏈路支路上在其各別經指派之導頻次頻帶集合上傳輸導頻符號，其中該等導頻次頻帶集合可交錯。
處理器A 180及處理器B 240可分別指導(亦即，控制、協調或管理等)存取節點101(例如，基地台或節點B)及UE 201(例如，使用者器件)處之操作。在一態樣中，處理器A 180或處理器B 240或處理器A 180與處理器B 240兩者與用於儲存程式碼及/或資料之一或多個記憶體單元(未圖示)相關聯。在一態樣中，處理器A 180或處理器B 240或處理器A 180與處理器B 240兩者執行計算以分別導出上行鏈路支路及下行鏈路支路之頻率及脈衝回應估計。
在一態樣中，該兩終端機系統100為一多重存取系統。對於多重存取系統(例如，分頻多重存取(FDMA)、正交分頻多重存取(OFDMA)、分碼多重存取(CDMA)、分時多重存取(TDMA)、分域多重存取(SDMA)等)，多個終端機同時在上行鏈路支路上傳輸，從而允許存取複數個UE(例如，使用者器件)。在一態樣中，對於多重存取系統，可在不同終端機間共用導頻次頻帶。在用於每一終端機之導頻次頻帶橫跨整個操作頻帶(可能除了頻帶邊緣之外)之狀況下，使用頻道估計技術。需要此種導頻次頻帶結構以獲得每一終端機之頻率多向性(frequency diversity)。
圖2說明支援複數個使用者器件之實例無線通信系統290。在圖2中，參考數字292A至292G指代小區，參考數字298A至298G指代基地台(BS)或節點B且參考數字296A至296J指代存取使用者器件(亦稱，使用者設備(UE))。小區大小可變化。多種演算法及方法中之任一者可用以排程系統290中之傳輸。系統290提供用於若干小區292A至292G之通信，該等小區292A至292G中之每一者可分別由對應基地台298A至298G伺服。
天線多向性為一無線電傳輸技術，其中在使用者終端機或基地台處應用一個以上天線。為了改良效能，一些無線系統在傳輸器、接收器或傳輸器與接收器兩者中使用天線多向性。一種形式之天線多向性被稱為切換多向性，在其中某一處理邏輯決定在一給定時間應使用若干可能的天線中之哪一者。處理邏輯可(例如)由在處理器上執行之軟體或韌體(諸如，微處理器)來實施。在一些實施中，天線切換多向性為最簡單之多向性技術。然而，必須實施處理邏輯以在使用者終端機中執行多向性接收。
在一實例中，無線通信系統將多播服務提供至使用者器件。多播為自一傳輸器同時至在一覆蓋區域中之許多接收器之傳輸方法。多播標準之一實例被稱為MediaFLO(僅限前向鏈路，Forward Link Only)。在一態樣中，MediaFLO實體層使用OFDM，在系統頻寬上具有4096個載波，具有比其他系統高得多之資料容量。多播服務包括即時視訊及音訊流、非即時視訊及音訊片段、資料內容等。在一實例中，MediaFLO OFDM符號時間為833.33μs，其由738.02μs之載送訊務、3.06μs之窗口及92.25μs之循環首碼組成。在一態樣中，循環首碼為一OFDM符號之結尾在下一個OFDM符號之開始處的重複，以減輕多路徑干擾。除4096個副載波之選項之外，MediaFLO系統亦支援1024、2048及8192個副載波。在FLO中，對1024、2048、4096或8192個副載波之使用亦稱作具有1K、2K、4K及8K個載波。
圖3說明實例OFDM符號時間線。在一態樣中，OFDM符號持續時間由三個相異時間部分組成：窗口化(windowed)保護間隔TWGI 、平坦保護間隔TFGI ，及有用符號間隔TU 。在一實例中，平坦保護間隔亦被稱為循環首碼(CP)間隔。在另一實例中，有用符號間隔亦被稱為FFT間隔。將此等三個相異時間部分之總和表示為OFDM符號時間TS 。
在一態樣中，OFDM符號時間由複數個碼片組成，該複數個碼片中之每一者具有一經定義為一取樣時脈之倒數之持續時間。舉例而言，一為5.55MHz之取樣率等效於一具有0.18μs之持續時間之碼片。在一實例中，對於5.55MHz取樣率之狀況，將以下值指派給OFDM符號之三個相異時間部分：
在另一實例中，注意，對於5MHz FLO頻寬，一CP內用於天線切換之可用時間增加。對於其他頻寬及較短CP(256)，有必要藉由將自動增益控制(AGC)快速擷取週期程式化至一較低值來減小AGC擷取時間，及/或增加DSP時脈率。
此外，在另一態樣中，一FLO超訊框可由複數個OFDM符號組成。圖4說明實例FLO超訊框結構。如圖4中所說明，在一實例中，對於6MHz RF頻寬之狀況，一FLO超訊框由1200個OFDM符號組成。
在一態樣中，對於多播或廣播OFDM通信系統，可將OFDM符號組織成位元群組(例如，訊框)。另外，實體層封包(PLP)可用李德-所羅門(RS或R-S)碼進行編碼且跨越超訊框中之訊框而分配以利用衰退頻道之時間多向性。在一態樣中，在每一RS碼塊之持續時間內發現若干頻道實現，且因此，即使在一些封包期間發生深度衰退，亦可恢復封包。然而，對於行動終端機之低速(亦即，低都卜勒擴展)，頻道相干時間可能較長(與RS碼塊時間跨度相比較)且頻道可能緩慢地演進。因此，在RS碼塊內可得到很少時間多向性。舉例而言，在MediaFLO中，一RS碼塊可橫跨具有大致0.75秒之持續時間之四個訊框。若時間多向性不足，則另一形式之多向性(諸如，多重天線接收多向性)可改良系統效能。
在一實例中，可使用兩個基本形式之天線多向性，亦即，最大比率組合(MRC)與切換多向性。MRC多向性方案在每一載波基礎上組合來自兩個接收天線之信號，其將輸出信號/雜訊比(SNR)最大化。然而，MRC需要使用直達頻道解碼器之兩個RF鏈及兩個基頻鏈。MRC多向性可導致接收器設計中之過度複雜性。需要一減輕頻道衰退而無過高複雜性之較簡單的空間多向性方法。
天線切換多向性僅需要一天線開關及用於信號量測及天線選擇的最小控制邏輯，以用於有效減輕頻道衰退。本發明提議一種用於無線通信系統之符號率接收天線切換多向性之硬體設計。
基線切換多向性方案具有每一多播邏輯頻道(MLC)區塊一次之天線選擇率且稱作區塊率切換。在一態樣中，切換多向性可藉由選擇具有較大RSSI(接收信號強度指示)之天線以用於解碼(尤其是，例如，用於低都卜勒狀態，其中用於FLO中之李德-所羅門外碼僅可利用非常有限之時間多向性)來改良系統效能。切換多向性可在一個RF及基頻鏈上操作，且僅需要一天線開關及用於天線選擇的最小控制邏輯。控制邏輯可容易地且低成本地實施於數位信號處理器(DSP)中，具有很少額外硬體要求。另外，可藉由會減小天線之間的增益不平衡或相關性之未來天線或RF改良來改良切換多向性效能。
因此，在一態樣中，切換多向性可導致較其他形式之多向性的以下可能優點：
●最低硬體複雜性
●在DSP中實施控制邏輯
●藉由未來天線或RF硬體改良而併入改良之效能
●雙天線手機終端機之改良之行銷價值
在一態樣中，較高天線切換/選擇率在接收器處產生較多天線多向性。最高天線切換率為每一OFDM符號一次，且稱作符號率切換。比符號率快之切換不合需要，因為此可破壞OFDM符號之FFT窗口內之樣本且造成顯著效能降級。
在一實例中，在FLO系統中，時間過濾用以藉由執行鄰近OFDM符號之原始頻道估計之加權平均來增強頻道估計之品質。為了啟用符號率天線切換，需要停用用於頻道估計之時間過濾。若跨越鄰近OFDM符號而切換天線，則主要天線與次要天線之間的不同衰退及增益差可造成頻道估計中之假訊。
在一實例中，對於區塊率切換方案，一額外符號(或對於FLO 2K模式，則為兩個額外符號)專用於下一個MLC區塊之前的RSSI量測及天線選擇。選擇具有較大RSSI之天線用於整個隨後MLC區塊之解碼。在一實例中，用於切換操作之時間邊限約略為4625個樣本，或大致830μs。歸因於較不嚴格之時間限制，可使用自動增益控制(AGC)擷取之常規模式(例如，每一更新週期256個樣本)且類比電路之安定時間不會顯著地影響時間預算。
在三個切換多向性模式(亦即，每一MLC區塊或區塊率切換、每一符號或符號率切換，及單一天線或無切換)當中，在模式之間選擇之演算法亦係重要的。在一實例中，模式選擇演算法在DSP中執行且基於來自其他區塊之輸入資料(諸如，都卜勒估計)作出選擇。在一實例中，概述用於模式選擇之程序如下。
在一態樣中，可使用兩個臨限值：用於低都卜勒限制之T1及用於高都卜勒限制之T2。對於低都卜勒(都卜勒<T1)，因為對於低都卜勒始終啟用時間過濾，所以區塊率切換多向性可係有益的(歸因於可用時間多向性之缺乏)。對於T1<都卜勒<T2，可能需要僅停用切換多向性且使用主要天線，尤其是主要天線與次要天線之間存在增益差時。對於非常高之都卜勒(都卜勒>T2)，可關閉時間過濾。因此，可啟用符號率切換多向性以獲得最大天線多向性增益。可選擇臨限值T1及T2，以使得由天線切換與時間過濾之特定組合產生的總增益得到最大化。該等臨限值視諸如天線差、相關性、MLC持續時間、多路徑衰退概況等之因素而定。
圖5說明用於OFDM系統之符號率天線切換多向性之實例方塊圖。在圖5中，與習知接收器相比較之額外硬體組件為一額外天線及選擇該兩個天線中之任一者之天線開關。DSP區塊經由(例如)單線串列匯流排介面(SSBI)區塊控制天線開關。DSP亦具有至DC偏移、數位可變增益放大器(DVGA)、干擾消除(IC)、第二數位可變增益放大器(DVGA)之雙向連接，以用於各種功能性(諸如，暫存器備份及恢復、RSSI計算等)。以虛線方框展示射頻(RF)晶片。在一實例中，對於FLO手機，兩個天線中之一者為專用主要FLO天線。另一FLO天線(次要天線)通常具有比主要天線小之增益，此係(例如)歸因於形狀因數限制或因為其係與CDMA接收器共用的。
來自切換多向性之效能改良視諸多因素而定，該等因素諸如天線切換模式(區塊率、符號率，無切換)、都卜勒、頻道延遲擴展及天線參數(主要天線與次要天線之增益差、相關性、天線開關之插入損耗)。
在一實例中，可在DSP與處理器之間將功能性劃分如下：
●DSP回應於經程式化之OFDM符號之中斷及每個OFDM符號之中斷，且觸發天線切換/選擇之時間線。此步驟減少了歸因於天線選擇之時間敏感性之中斷回應潛時。
●處理器管理經程式化之OFDM符號之中斷的程式化，且排程OFDM符號索引(在該索引處觸發天線選擇)。以此方式，DSP不需要與睡眠及多頻網路(MFN)協調天線切換，其當前在處理器中加以處置。
上文所描述之功能性劃分之優點可為：處理器不需要知道由DSP區塊處置的切換多向性之模式(符號率、區塊率，及無切換)。此外，DSP不需要知道MLC之位置及與睡眠、MFN協調重新擷取及交遞，其當前由處理器加以處置。
本文中所描述之實例僅意欲用於說明且不意欲限制本發明之範疇或精神。在一態樣中，DSP區塊之所需功能性可包括以下各項中之一或多者：
●計算用於天線切換之時間例項且將其程式化至硬體作為一中斷
●回應於由硬體觸發之各種中斷
●備份且恢復暫存器
●經由SSBI區塊切換天線
●觸發另一天線上之自動增益控制(AGC)擷取
●讀取AGC及DVGA暫存器且計算RSSI
符號率切換
在一實例中，對於符號率天線切換，吾人可在一OFDM符號之循環首碼(CP)期間切換至當前未使用之另一天線且量測其RSSI。歸因於CP之短持續時間(對於512 CP 6MHz頻寬，為92μs)，操作係在時間上非常受限的。首先，論述符號率切換所面臨之時間線約束。接著，論述對於此等約束之DSP解決方法。
在一實例中，符號率天線切換/選擇之基本操作如下。在一OFDM符號之CP期間，DSP切換至當前未使用之天線(下文稱作另一天線)且量測其RSSI。接著將此RSSI與在先前OFDM符號之結尾處作為正常AGC追蹤之一部分所獲得的關於當前天線之RSSI相比較。接著，將RSSI差計算為：RSSI_Diff=-(d_curr-d_other)*3.01/1024(dB)　等式(1)其中d_curr及d_other為AGC及DVGA迴圈累加器(loop accumulator)之總和。若RSSI_Diff>0，則選擇當前天線。否則，選擇另一天線。在等式(1)中，假定：當在兩個天線上皆量測到RSSI時，類比增益狀態相同。此為符號率切換之設計要求，稍後將對此進一步詳細闡述。
在一態樣中，由於在CP內RSSI量測之時間受限性，故可在設計中考慮以下限制：
●限制1：
AGC擷取更新速率-常規AGC/DVGA擷取速率為每一更新256個樣本。理想地，吾人需要幾個AGC/DVGA更新用於迴圈收斂以便得到準確RSSI估計。顯而易見地，為了將此等更新配合於CP(標稱地，對於4K模式為512個碼片，可為FFT大小之1/16、1/8、3/16、1/4)中，一較快AGC/DVGA擷取模式係有必要的。
●限制2：
類比增益安定時間-當AGC切換類比增益狀態時，新GS之安定時間為大致20μs(對於6MHz，為~110個樣本)。在類比GS轉變瞬變期間，不可獲得可靠的能量估計。在AGC/DVGA擷取之常規模式中，在能量估計期間簡單地忽略擷取更新週期內的最初128個樣本以避免此可能的瞬變。由於其對時間預算之影響，故應在CP內之RSSI量測期間停用類比GS轉變。
●限制3：
與自動頻率控制(AFC)更新之衝突-AFC使用CP之後半部分以用於頻率迴圈更新。此亦影響可用於切換多向性之時間。
●限制4：
資料模式時間追蹤(DMTT)偏移-當DMTT在一OFDM符號之開始處應用一正時序偏移時(樣本計數器經正向調整)，用於天線切換操作之可用CP長度可減少。
●限制5：
在符號率切換中，可能仍需要獲得關於都卜勒及過多頻道能量之估計以便選擇其他切換模式。因此，對於基礎時間過濾器之長度，天線需要相同。此限制僅當在MLC期間進行都卜勒及過多能量估計時存在。亦可使用轉變導頻頻道(TPC)及先前OFDM符號來估計過多能量及都卜勒。在此狀況下，不需要此限制。在一實例中，DSP具有一用於區別該等情形之旗標變數(命名為Switching_Mode)。具體言之，為0、1、2之此變數分別對應於無切換、區塊率切換，及符號率切換。當執行都卜勒估計時，天線切換之DSP排程應與基礎都卜勒估計同步，以使得用於都卜勒估計之頻道估計結果應來自相同天線。
在一實例中，可設計DSP以克服此等限制。舉例而言，藉由引入一快速AGC/DVGA擷取模式來解決限制1。
在另一實例中，對於限制2，DSP僅當當前類比GS為零時觸發符號率切換。亦即，LNA/混頻器處在最高類比增益且天線饋入微弱。此係因為對於歸因於高RSSI之其他增益狀態，限制因素為依賴於信號之RF雜訊下限。較強RSSI未必意謂較高的總SINR。此外，在此輸入信號位準，對於大部分FLO模式，甚至在無切換多向性之情況下，解碼亦可為無錯誤的。
為了避免與類比GS轉變相關聯之RF安定時間，要求在先前符號之結尾處不存在類比增益狀態轉變，且類比增益狀態應在用於符號率天線切換/選擇之操作中始終保持在零。此帶來另一RF飽和問題：若當前天線上之RSSI接近於GS轉變點且若另一天線具有高幾dB之RSSI，則當選擇另一天線時，迫使增益狀態至零可使RF電路飽和。為了解決此問題，可僅在當前天線上之RSSI比GS 0之切換點(例如，-75dBm可用作預設值)低10dB以上時觸發符號率天線切換。DSP可藉由讀取AGC/DVGA迴圈累加器來計算當前天線上之RSSI。
為了處理限制3、4，AFC追蹤、正DMTT更新及都卜勒估計可與符號率天線切換互斥。對於都卜勒估計，天線選擇在用於都卜勒估計之基礎時間過濾器之長度內不應改變。為了分離AFC更新與天線切換，AFC可在三個OFDM符號中執行一次頻率追蹤，且可對於每三個OFDM符號中的另兩個符號觸發天線切換/選擇。對於DMTT更新，當在先前符號之結尾處存在正DMTT更新時，可停用符號率天線切換。
在切換模式選擇中，以OFDM符號率量測兩個天線上之RSSI亦為所關心的。為此，只要不存在AFC及DMTT更新，甚至當時間過濾器接通時，DSP亦可觸發CP內之RSSI量測。然而，DSP將不計算RSSI差及切換用於資料解調變的天線。
圖6說明實例符號率天線切換互動圖。如圖6中所展示，DSP回應於每個OFDM符號之中斷且在滿足切換準則時觸發符號率天線切換。當樣本計數器在符號邊界處翻轉時，觸發每個OFDM符號之中斷。在一實例中，可藉由以下偽碼來描述詳細DSP操作。
●DSP首先檢查切換多向性之操作模式。將該模式儲存於DSP變數Switching_Mode中。為0、1、2之此變數分別對應於無切換、區塊率切換，及符號率切換。若Switching_Mode變數等於2，則DSP接著進行至檢查以下天線切換準則：
準則1：DSP檢查是否在先前OFDM符號邊界處存在正DMTT更新。
準則2：DSP檢查是否在先前OFDM符號之結尾處存在類比增益切換。
準則3：DSP讀取當前OFDM符號索引，計算訊框索引，且檢查是否對此訊框進行了都卜勒估計。
準則4：DSP檢查是否對當前符號排程了AFC頻率追蹤。可在經程式化之OFDM符號之中斷時重設AFC追蹤之DSP排程，以使得對於每一MLC區塊，全新地開始排程。
若所有準則不成立(false)，則DSP可執行以下操作：
●讀取且備份AGC/DVGA迴圈累加器
●比較當前AGC迴圈累加器(Accu_curr)與臨限值
●若(Accu_curr>臨限值)，則此意謂RSSI低於臨限值
○停用AFC更新。注意，若不滿足上述天線切換條件，則DSP不應停用AFC更新且AFC將對於當前符號繼續更新頻率累加器。
○僅備份用於當前天線及GS 0之DC偏移暫存器，切換天線且開始天線計時器。
○在計時器逾時後，重新載入用於另一天線及GS 0之DC偏移暫存器
○重設干擾消除(IC)
○啟用AGC快速擷取
在AGC快速擷取之結尾，可向DSP發出(fire) FAST_ACQ_DONE中斷。DSP可執行以下操作：
●讀取AGC/DVGA迴圈累加器
●將與當前天線之RSSI的RSSI差計算為：RSSI_diff=AGC_accu_curr+DVGA2_accu_curr-(AGC_accu_other+DVGA_accu_other)(3A+1C~3R)
●若(RSSI_diff<0)
○切換天線且開始天線計時器
○在計時器逾時後，重新載入用於當前天線的用於GS 0之DC偏移暫存器
○重新載入AGC/DVGA2暫存器
○重設IC
圖7說明符號率天線切換之實例流程圖。
在另一態樣中，TDR (在2μs與20μs之間，此視DSP時脈率而定)為對硬體符號開始中斷之DSP回應時間。TAL 為大致1μs之天線切換潛時。TDP (例如，大致5μs)為用於所需DSP處理之時間，該DSP處理諸如檢查天線切換準則、在切換天線時備份及恢復DC偏移、AGC、DVGA2、IC暫存器。TACQ (256個樣本，或大致46μs)為AGC/DVGA2快速擷取時間。TAS (例如，大致10μs)對應於RSSI計算及天線選擇所需之DSP循環。表1概述天線切換時間線潛時之各種假定值。
在一實例中，TDR +2 TAL +2 TDP +TACQ +TAS <88μs，此配合於CP持續時間之92μs邊限中。在一態樣中，天線切換及選擇所需之總的時間邊限配合於OFDM系統之循環首碼之持續時間中。
注意，對於5MHz FLO頻寬，CP內的用於天線切換之可用時間增加。對於8MHz頻寬及較短CP(例如，256個樣本)，可能有必要藉由以一較低值程式化AGC快速擷取週期來減少AGC擷取時間，及/或增加DSP時脈率。亦注意，對於頻寬與CP長度之某一極端組合，執行符號率切換有可能是不可能的。在此狀況下，可選擇區塊率切換或無切換。
在一態樣中，DSP儲存要求為如下：
●跨越OFDM符號持久之DSP儲存，如表2中所展示：
對於此等暫存器，DSP應保持其值，直至該等值得到更新。
●可在每一RSSI量測及天線切換期間使用之DSP儲存展示於表3中：
對於此等暫存器，其用於RSSI計算且不需要跨越OFDM符號予以保持。
在其他態樣中，可將實施修改如下：
●對於DC偏移區塊，若DC分量並不視天線選擇而定，則DC暫存器之備份及恢復可能為不必要的。若為此狀況，則將減少儲存要求及DSP循環，且DSP不需要知曉當前天線索引，此亦簡化控制邏輯。
●在另一天線之RSSI量測期間，凍結IC係數而不是更新IC係數。
●可在電力開啟時用來自主要天線之彼等值初始化次要天線之DC偏移累加器。以此方式，當器件電力開啟時，僅需要一DC校正。
區塊率切換
在一態樣中，對於基線設計，使用在每一MLC區塊之開始處每一MLC區塊進行一次天線選擇。在喚醒前置碼符號期間，將一額外OFDM符號(或對於2K模式，為兩個符號)專用於量測當前未選擇之天線上之接收信號強度指示(RSSI)，若至下一個MLC之間隙對於睡眠模式而言不足，則可將緊接在下一個MLC之前的一額外符號(或對於2K模式，為兩個)專用於RSSI量測。在監視未使用之天線上的RSSI之後，可計算兩個天線之間的RSSI差如下：RSSI_Diff=CalPoint(K1 )-CalPoint(K2 )-(d1 -d2 )*3.01/1024(dB)　等式(2)其中K1 為在第一天線上時之類比增益狀態，且K2 為在第二天線上時之類比增益狀態，CalPoint(K1 )及CalPoint(K2 )為兩個天線之用於其各別增益狀態之對應校正點，且d1 及d2 分別為選擇天線1及天線2時的AGC及DVGA累加器。在計算RSSI差之後，可選擇具有較大RSSI之天線用於供接收的隨後MLC區塊。
專用於RSSI量測之OFDM符號由經程式化之OFDM符號之中斷來指示，該OFDM符號由處理器在MLC區塊之結尾處程式化。注意，當啟用時間過濾時，可執行區塊率天線切換。若CP或FLO頻寬組合使得符號率天線切換不可行，則甚至當停用時間過濾器時，亦可選擇區塊率切換。
圖9說明區塊率天線切換之實例互動圖。圖9展示各種子系統(包括(例如)DSP、HW、AGC、SSBI，及RF)間的互動。
在圖9中，不同於符號率天線切換，DSP不需要檢查AGC增益狀態改變，且不會在經程式化之OFDM符號之中斷時停用自動頻率控制(AFC)更新。然而，若在當前OFDM符號之開始處存在一等待執行(pending)的資料模式時間追蹤(DMTT)更新，則AGC/DVGA擷取及RSSI量測所需之時間邊限可受到影響。在一實例中，DSP在觸發天線切換之前仍檢查DMTT更新旗標，與對於符號率切換所進行的一樣。用於區塊率切換之AGC/DVGA擷取為常規擷取模式，其具有16個更新週期，每一週期具有256個樣本。因此，DSP計時器在4096個OFDM樣本中逾時。在AGC/DVGA擷取之結尾處的RSSI計算可涉及不同類比增益狀態。對於DC偏移暫存器備份及恢復，可備份及恢復24個DC累加器，因為在AGC/DVGA擷取期間，類比增益狀態可改變。
以下部分提供在區塊率天線切換時間線中所需的DSP循環之估計。在經程式化之OFDM符號之中斷時，可執行以下操作：
●DSP檢查是否存在正DMTT偏移
●若檢查結果為偽
○則讀取且備份AGC/DVGA暫存器
○備份DC偏移暫存器
○切換天線且開始天線計時器
在天線切換計時器逾時時：
●載入DC偏移暫存器
●重設IC
●重設AGC
在AGC_ACQ_DONE中斷時：
●讀取AGC/DVGA暫存器
●計算RSSI差
○RSSI_Diff=CalPoint(K_curr)-CalPoint(K_other)-(d_curr-d_other)*3.01/1024(dB)，其中d_curr及d_other為用於兩個天線之AGC及DVGA迴圈累加器之總和。在一實例中，在電力開啟時由處理器將校正點程式化。
●若(RSSI_Diff>0)
○切換天線且開始天線計時器
○在計時器逾時之後，重新載入DC偏移暫存器
○重新載入AGC/DVGA2暫存器
○重設IC
類似於符號率切換，若DC偏移分量並不視天線選擇而定，則DC偏移暫存器備份及恢復可能為不必要的。
中斷管理
在另一態樣中，可經由兩個中斷來控制切換模式：programmed_OFDM_symbol中斷及every_OFDM_symbol中斷。在一態樣中，處理器控制何時發出programmed_OFDM_symbol中斷。對於區塊率切換，由DSP使用programmed_OFDM_symbol中斷來開始另一天線上之RSSI量測及天線切換，如上文所描述。對於符號率切換，由DSP使用programmed_OFDM_symbol中斷來對every_OFDM_symbol中斷解除遮蔽(unmask)，且藉由every_OFDM_symbol中斷來開始後續天線切換。另外，DSP在接收到區塊結尾(EOB)中斷時遮蔽every_OFDM_symbol中斷。此解除遮蔽及遮蔽確保了符號率切換限於其中存在MLC的OFDM符號，或限於接近於MLC之開始及結尾之OFDM符號。
因此，可管理兩個中斷如下：
●處理器程式化OFDM符號索引(在該索引處發出programmed_OFDM_symbol中斷)。此符號索引稱作切換符號索引。通常，切換符號為MLC區塊之開始之前的幾個OFDM符號。
●若距下一個MLC區塊之間隙對於具有一切換符號索引而言太小，則處理器亦可命令DSP對every_OFDM_symbol中斷解除遮蔽。
●對於符號率切換模式(Antenna_switch_mode2)：
○DSP在接收到programmed_OFDM_symbol中斷或用以對中斷解除遮蔽之處理器命令時對every_OFDM_symbol中斷解除遮蔽。
○若啟用都卜勒估計：
■則DSP接著讀取當前OFDM符號索引，計算訊框索引，且檢查對此訊框是否完成用於第一CHAN_OBS_READY之處理。若此不成立，則DSP切換至主要天線以便增強用於都卜勒估計之接收。
○DSP在接收到EOB中斷時遮蔽every_OFDM_symbol中斷。
中斷管理之主體係在判定切換符號索引中。在另一態樣中，注意，切換符號判定非常類似於睡眠判定且應儘可能地與睡眠判定組合。另外，需要在由處理器進行之睡眠計算中考慮到額外切換符號。
在另一態樣中，處理器可在以下事件之後判定切換符號索引：
1.自附加資訊符號(OIS)接收到用於當前超訊框之MLC位置。在一實例中，此步驟係電力開啟或當在一閒置週期之後啟動流程時之開始點(除嵌入式OIS之失去或在MLC解碼期間新流程之啟動之外)。若處理區域OIS(LOIS)，則在LOIS之後進行判定，否則，在廣域OIS(WOIS)之後進行判定。
2.在接收到區塊結尾(EOB)中斷時。當在一超訊框中解碼一MLC時，處理器計算至當前超訊框中之下一個MLC區塊之間隙且判定切換符號。此對於超訊框中的除了最後的EOB之外的所有EOB中斷進行。若至少一MLC具有(16,14)R-S寫碼或無R-S寫碼，則最後的EOB發生在訊框4中。若所有MLC具有(16,12)R-S寫碼，則最後的EOB可能發生在訊框3中，且推遲切換符號之判定，直至作出早退決策。
3.在訊框3或訊框4之結尾處。訊框3或訊框4之結尾指代在已耗盡所有實體層封包(PLP)、已作出早退決策(在訊框3中)、已獲得下一個超訊框中之所有MLC位置及已作出重新擷取決策(在訊框4中)之後的時間。
4.在訊框3或訊框4之結尾之後的流程啟動。可在訊框3或訊框4之結尾之後啟動流程，且此將要求來自下一個超訊框之OIS且更新MLC位置。
下文更詳細地描述此等情況中之每一者及所得切換符號索引。在OIS或EOB之後的判定邏輯類似，因此組合此描述。
在另一態樣中，在WOIS及/或LOIS時，耗盡PLP，獲得MLC位置且將其程式化至硬體中，如當前在處理器中進行的。圖10說明在OIS或EOB之後之切換符號判定的實例流程圖。用於判定切換符號之處理之其餘部分如圖10中所展示。相同邏輯可適用於一超訊框中的除了最後的EOB之外的所有EOB(在訊框3或訊框4之後)。軟體首先讀取暫存器中之當前OFDM符號索引。
將當前OFDM符號索引與下一個MLC區塊之開始相比較且判定間隙。
間隙=Next_MLC_start-current_OFDM_symbol_index注意，已經進行此種比較以判定是否睡眠為可能的。然而，重要的是注意，Next_MLC_start為在所接收之EOB/WOIS/LOIS之後發生的MLC之開始符號。因此，有可能在下一個MLC已經開始之後進行間隙計算且在此狀況下，間隙將為負的。若基於當前符號編號量測至下一個MLC之間隙，則間隙計算將遺漏中間的MLC且導致一錯誤切換符號。
若間隙大於間隙臨限值(A)，則可將切換符號程式化且判定其為下一個MLC之開始之前的(B)個OFDM符號之切換符號偏移，若(間隙>A)，則切換符號索引=Next_MLC_start-B；如圖10中所展示。若切換符號索引對應於轉變導頻頻道(TPC)符號(其將針對基於TPC之時序加以處理)，則無法對彼符號執行區塊率切換。因此，並未將切換符號程式化。
在一實例中，間隙臨限值(A)之值及切換符號偏移視時間過濾器長度而定。此係由於MLC之前的用於頻道估計及喚醒時間追蹤之OFDM符號。因為在基於TPC之時序之情況下不執行喚醒時間追蹤，所以A及B亦視所使用之時間追蹤演算法而定。
圖11說明具有喚醒時間追蹤的實例時間線。在一態樣中，自EOB中斷至下一個MLC之開始之時間線如具有喚醒時間追蹤的圖11中所展示，NTF 為時間過濾器之長度。
為了允許喚醒時間追蹤，在Next_MLC_start之前需要具有(NTF +1)個OFDM符號。另外，對於兩個天線上之DC/AGC擷取需要兩個OFDM符號，且小睡(snooze)需要一個OFDM符號。因此，間隙臨限值為NTF +4。有可能藉由允許較小間隙來將此進一步最佳化，在該狀況下，自動地跳過喚醒時間追蹤。
圖12說明具有基於TPC之時序的實例時間線。自EOB中斷至下一個MLC之開始之時間線如無喚醒時間追蹤(或基於TPC之時序)的圖12中所展示。
在另一態樣中，在圖12中，
為時間過濾器中之因果分接頭(causal tap)之數目。在自適應性時間過濾或模式選擇之情況下，可由DSP來控制NTF 之值，作為其時間過濾器選擇演算法之一部分。DSP可在每次其完成一時間過濾器或模式選擇時向處理器確證一中斷(TF_MODE_SELECTION_DONE)。可將時間過濾器分接頭之數目(NTF )儲存於可由處理器讀取之暫存器中。
所展示之時間線係針對4K及8K之FFT大小，其中在每一天線上對於DC更新及AGC擷取僅需要一OFDM符號。對於2 K FFT大小，在每一天線上對於DC/AGC擷取需要兩個OFDM符號，因此需要提供兩個額外OFDM符號以允許兩個天線上之RSSI量測。在表4中，將A及B之值概述為FFT大小、時間過濾器長度及時間追蹤演算法之函數。
現在，返回參看圖10，若間隙小於臨限值A，則不存在執行區塊率天線選擇之時間且不將切換符號程式化。然而，仍有可能在下一個MLC期間執行符號率切換。因此，處理器命令DSP對every_OFDM_symbol中斷解除遮蔽。DSP僅在其處於符號率切換模式中時執行此命令。
在另一態樣中，用於判定切換符號之另一角落狀況(corner case)為歸因於每一MAC時間單元僅解碼高達4個PLP之約束的服務衝突。當衝突MLC中之一者被丟棄時，此將在訊框1中發生。
當歸因於服務衝突而丟棄MLC時，可產生新切換符號或現有切換符號可能不再有效。圖13說明實例服務衝突情況。此在圖13中之實例中加以說明，其中，一訊框中有三個MLC。若在訊框1中丟棄MLC1，則MLC1之前的切換符號在後續訊框中無效(在此部分期間，硬體可處於睡眠模式中)。若丟棄MLC2，則在MLC3之前可能有新切換符號。
在一實例中，在判定切換符號方面，當處理器接收到服務衝突中斷時，其可自其MLC開始符號清單中移除丟棄之MLC。因此，若丟棄MLC1，則MLC3之後之Next_MLC_start將為MLC2之開始。類似地，若丟棄MLC2，則MLC1之後之Next_MLC_start將為MLC3之開始且可於在MLC1之後接收到一新EOB中斷時將一新切換符號程式化。
在另一態樣中，若至少一MLC具有(16,14) R-S寫碼或無R-S寫碼且，因此，需要在訊框4中解碼，則可完全與超訊框中之其他EOB相同地處理訊框3中的最後的EOB，且用於判定下一個切換符號之對應程序如上文所描述。
在一些實施中，若所有MLC具有(16,12) R-S寫碼，則不對訊框3中的最後的EOB進行圖10中之處理。相反地，可推遲切換符號判定，直至作出早退決策。
若早退不會發生，則可如上文所描述判定切換符號。若早退確實發生，則可基於下一個超訊框中之MLC位置以及超訊框邊界處之任何處理請求判定跨越超訊框邊界之切換符號。此程序與用於訊框4中的最後的EOB之彼程序相同且如下文所描述。
在另一態樣中，在訊框4(或在早退之情況下的訊框3)中的最後的EOB時，耗盡PLP且可判定下一個超訊框之MLC位置。然而，以下條件將使超訊框邊界(而不是下一個超訊框中之第一MLC之開始)周圍之一喚醒成為必要。
●導頻定位頻道(PPC)處理請求
●傳訊參數頻道(SPC)處理請求：歸因於重新擷取
●分時多工1(TDM1)搜尋：歸因於重新擷取或RF交遞
●WIC：歸因於自適應性定限或重新擷取或RF交遞
●LIC：歸因於重新擷取或RF交遞
●分時多工2(TDM2)：歸因於時間追蹤
●WOIS及/或LOIS解碼：歸因於嵌入式OIS失去或重新擷取或RF交遞
若在超訊框邊界處需要處理，則軟體切換至主要天線且更新DSP中之當前天線索引。
自訊框4(或在早退之情況下的訊框3)之結尾處的處理的總流程圖如圖14中所展示。圖14說明在訊框4(或在早退之情況下的訊框3)之後程式化切換符號索引的實例圖。
在另一態樣中，若在處理當前超訊框中的所有MLC之後啟動新流程，則切換符號可經程式化的超訊框中的最後瞬間可在訊框4(或在早退之情況下的訊框3)中的最後的EOB之後。在當前實施中，此種流程啟動導致對硬體之猝然喚醒及對睡眠持續時間之重新程式化，以使得可請求OIS。
在切換符號程式化方面，在猝然喚醒(rude wake-up)之後，應清除programmed_OFDM_symbol中斷。因為將需要OIS，所以應在WOIS或LOIS之後將切換符號重新程式化。
支援切換多向性所需之處理器功能性之最後部分為將天線切換與MFN之RF監視進行協調。因為RF監視之目標係得到關於RF之平均功率之估計，所以不必要使用基於瞬時RSSI量測之較強天線。因此，可對主要天線執行RF監視量測。因為RF監視以及交遞實施於處理器中且亦視MLC位置資訊而定，所以處理器亦可在RF監視期間控制天線。由處理器進行之控制亦可防止天線切換與RF切換之間的任何可能的SSBI命令衝突。
圖15說明實例RF監視時間線。用於具有天線切換的RF監視之時間線如圖15中所展示。藉由EOB中斷來觸發序列。在此中斷時，處理器判定RF監視是否為可能的且觸發關於當前天線之IC係數之備份。應回想起在EOB中斷時DSP遮蔽every_OFDM_symbol中斷且不執行任何其他天線切換。在IC備份命令之後，處理器可切換至主要天線且執行RF監視序列(方法C或D)。在處理器讀取RF量度(RSSI及/或CP相關性)之後，可在RF切換為可能之前將天線切換回。在每一RF切換之前切換天線的原因係確保DC及AGC擷取係在正確天線上進行一對於被監視之RF為主要天線且對於當前RF為當前天線。
在不同於每一MLC區塊一次之速率下的天線選擇亦係可能的。對於較慢選擇速率，可在時間變化頻道中實現較低多向性。對於較快天線選擇速率(諸如，符號率切換)，若啟用用於頻道估計之時間過濾，則若在MLC解碼之中間切換天線，可使頻道估計中斷。對於停用時間過濾器之狀況(例如，非常高之都卜勒)，符號率天線切換可為有益的，尤其是天線之間存在顯著差異時。符號率天線選擇之詳細設計可涉及額外修改。
熟習此項技術者應理解，上文所描述之實例僅用於說明目的且不意欲限制本發明之範疇或精神，因為其他實例或所給定之實例之變體係可能的且在本發明之範疇內。
本文中所揭示的為在不同情況下啟用/停用切換多向性之問題。在主要天線與次要天線之間具有增益差之情況下，若在高都卜勒擴展之情況下切換多向性始終接通，則可能存在效能降級。在一態樣中，可視增益差之實際值而以非零機率在MLC區塊之開始選擇次要天線。然而，對於MLC區塊中之大部分符號而言，在統計上，次要天線很可能比主要天線更差。
在一態樣中，DSP基於都卜勒估計而在不同切換多向性模式(單一天線、每區塊天線切換、符號率天線切換)之間作出選擇。雖然切換準則可能不同，但可與自適應性時間過濾邏輯共用至啟用/停用邏輯之輸入。最後，切換多向性之啟用/停用可具有比每MLC區塊率慢之速率。舉例而言，可每N(可程式化)個超訊框啟用/停用切換多向性一次。
由天線開關招致之損耗可(例如)在0.2至0.5dB之範圍內。若天線開關實施於LNA之前，則插入損耗直接轉變成接收信號中之C/I損耗。然而，若天線開關實施於LNA之後，則其所具有的僅有效應為0.2至0.5dB之LNA增益減小，此可容易地由隨後DVGA來補償。因為不存在C/I損耗，所以所得效能很可能比置於LNA之前的選項更佳。額外成本為一額外LNA以及LNA前濾波器(pre-LNA filter)。
在一實例中，可達成主要天線與次要天線之間的為3dB之增益差。歸因於電話形狀因數限制，在主要天線與次要天線之間通常存在相關性。兩個天線之間的較低相關性(對應地，更多天線多向性)產生較佳效能。
在一態樣中，天線多向性設計使用符號率切換多向性。將具有為512之CP長度之FLO 6MHz頻寬模式用於說明目的。可容易地藉由具有很少修改之設計來支援其他FLO頻寬(5、7、8MHz)。舉例而言，對於小於512之CP長度，經由修改一些系統參數且使DSP以高時脈率執行，符號率切換多向性仍係可能的。
圖16說明天線切換多向性之實例流程圖。在區塊1610中，識別一OFDM符號週期之開始。在區塊1620中，自一初始天線切換至一替代天線。在區塊1630中，計算與初始天線及替代天線相關聯之信號品質量度。且，在區塊1640中，基於所計算之信號品質量度選擇初始天線或替代天線以用於解調變當前OFDM符號。熟習此項技術者應理解，圖16中之步驟的次序係用於說明目的且在不影響本發明之精神或範疇的情況下，可互換該等步驟，可添加其他步驟或可刪除所說明之步驟。
另外，可在不影響本發明之精神或範疇的情況下將以下步驟中之一或多者包括於圖16之流程圖中。舉例而言：
●回應於一OFDM符號計數器中斷。在一態樣中，OFDM符號計數器中斷可指示一新OFDM符號之開始
●判定一接收天線切換準則。在一實例中，接收天線切換準則可用以決定是否自一初始天線切換至一替代天線。初始天線為當前在使用中之天線，而替代天線為一不同於初始天線之天線。
●若滿足接收天線切換準則，則備份具有與初始天線相關聯之資訊之至少一接收器暫存器。在一實例中，接收器暫存器包含DC偏移、AGC、DVGA、IC等。
●自初始天線切換至替代天線。
●在將初始天線切換至替代天線的同時凍結一AGC增益狀態轉變。且，在一實例中，在凍結AGC狀態轉變之後，觸發一快速擷取模式。在一實例中，快速擷取模式為AGC電路及DVGA電路之一部分。在一實例中，可將擷取週期程式化至16個、32個或64個樣本，而不是為256個樣本之標稱擷取週期。
●執行複數個快速AGC擷取以獲取一信號。在一實例中，AGC擷取之數目為4。熟習此項技術者應理解，本文中所給定的AGC擷取之量係用於說明目的，且其他量係可接受的且在本發明之精神及範疇內。
●在一實例中，信號品質量度係基於RSSI量測。且，在一實例中，計算一RSSI差。在一實例中，RSSI差與初始天線及替代天線相關聯。在一實例中，RSSI差係基於AGC及DVGA暫存器。
●選擇具有較大信號品質量度(例如，RSSI)之天線以用於當前OFDM符號之解調變。
●若選定天線為初始天線，則以與初始天線相關聯之資訊恢復至少一接收器暫存器。
●檢查一資料模式時間追蹤(DMTT)更新旗標。
●執行以下各項中之至少一者：重新載入用於替代天線之DC偏移，重設一干擾消除緩衝器及一移位暫存器。
●重設以下各項中之至少一者：一自動增益控制(AGC)或一數位可變增益放大器(DVGA)。
●開始一信號之擷取。
●在符號率切換或區塊率切換之間選擇。在一實例中，可選擇區塊率切換且其中OFDM符號中斷係在多播邏輯頻道(MLC)區塊之結尾。在一實例中，可選擇符號率切換且其中OFDM符號中斷係在先前OFDM符號週期之結尾。
在一實例中，一接收器DSP可執行圖16中之流程圖之一或多個步驟。熟習此項技術者應理解，在不偏離本發明之範疇及精神之情況下，圖16中之實例流程圖中所揭示之步驟的次序可互換。又，熟習此項技術者應理解，流程圖中所說明之步驟並非排他性的，且在不影響本發明之範疇及精神之情況下，可包括其他步驟或可刪除實例流程圖中之步驟中之一或多者。
熟習此項技術者應進一步瞭解，結合本文中所揭示之實例所描述之各種說明性組件、邏輯區塊、模組、電路及/或演算法步驟可經實施為電子硬體、韌體、電腦軟體或其組合。為了清楚地說明硬體、韌體與軟體之此互換性，上文已大體在功能性方面描述了各種說明性組件、區塊、模組、電路及/或演算法步驟。將此功能性實施為硬體、韌體或是軟體視特定應用及強加於整個系統之設計約束而定。熟習此項技術者可對於每一特定應用以變化之方式實施所描述之功能性，但此等實施決策不應被解譯為會引起偏離本發明之範疇或精神。
舉例而言，對於硬體實施而言，處理單元可實施於一或多個特殊應用積體電路(ASIC)、數位信號處理器(DSP)、數位信號處理器件(DSPD)、可程式化邏輯器件(PLD)、場可程式化閘陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、經設計以執行其中所描述之功能的其他電子單元或其組合內。在軟體之情況下，實施可經由執行其中所描述之功能之模組(例如，程序、函式等)來進行。軟體程式碼可儲存於記憶體單元中且由處理器單元來執行。另外，本文中所描述之各種說明性流程圖、邏輯區塊、模組及/或演算法步驟亦可被寫碼為載運於此項技術中已知之任何非暫時性電腦可讀媒體上或實施於此項技術中已知之任何電腦程式產品中的電腦可讀指令。
在一或多個實例中，可以硬體、軟體、韌體或其任何組合來實施本文中所描述之步驟或功能。若以軟體來實施，則可將該等功能作為一或多個指令或程式碼儲存於電腦可讀媒體上或經由電腦可讀媒體傳輸。電腦可讀媒體包括電腦儲存媒體與通信媒體(包括促進電腦程式自一處至另一處之傳送的任何媒體)兩者。儲存媒體可為可由電腦存取之任何可用媒體。作為實例且非限制，此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，或可用以以指令或資料結構之形式載運或儲存所要之程式碼且可由電腦存取的任何其他媒體。又，將任何連接適當地稱為電腦可讀媒體。如本文中所使用之磁碟及光碟包括光碟(CD)、雷射光碟、光學光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟性磁碟及藍光(blu-ray)光碟，其中磁碟通常磁性地再生資料，而光碟藉由雷射光學地再生資料。上述之組合亦可包括在電腦可讀媒體之範疇內。另外，方法或演算法之操作可作為程式碼及指令之一或任何組合或集合而駐留於可併入於電腦程式產品中之機器可讀媒體及電腦可讀媒體上。
在一實例中，本文中所描述之說明性組件、流程圖、邏輯區塊、模組及/或演算法步驟用一或多個處理器來實施或執行。在一態樣中，將處理器與儲存待由處理器執行之資料、中繼資料、程式指令等之記憶體耦接以用於實施或執行本文中所描述之各種流程圖、邏輯區塊及/或模組。圖17說明器件1700的實例，其包含與記憶體1720通信之處理器1710以用於執行天線切換多向性之過程。在一實例中，器件1700用以實施圖16中所說明之演算法。在一態樣中，記憶體1720位於處理器1710內。在另一態樣中，記憶體1720在處理器1710之外部。在一態樣中，處理器包括用於實施或執行本文中所描述之各種流程圖、邏輯區塊及/或模組之電路。
圖18說明適合於天線切換多向性之器件1800的實例。在一態樣中，藉由至少一處理器來實施器件1800，該至少一處理器包含經組態以提供符號率接收天線切換多向性之不同態樣的一或多個模組(如本文中在區塊1810、1820、1830及1840中所描述)。舉例而言，每一模組包含硬體、韌體、軟體，或其任何組合。在一態樣中，亦藉由與該至少一處理器通信之至少一記憶體來實施器件1800。
提供所揭示之態樣之先前描述以使得任何熟習此項技術者能夠製造或使用本發明。熟習此項技術者將容易顯而易見對此等態樣之各種修改，且可在不偏離本發明之精神或範疇之情況下將本文中所定義之一般原理應用於其他態樣。
100．．．兩終端機系統
101．．．存取節點
110．．．傳輸(TX)資料處理器A
120．．．符號調變器A
130．．．傳輸器單元(TMTR)A
140．．．天線
150．．．接收器單元A
160．．．符號解調變器C
170．．．RX資料處理器A
180．．．處理器A
201．．．使用者設備或UE
210．．．天線
220．．．接收器單元(RCVR)B
230．．．符號解調變器B
240．．．處理器B
250．．．RX資料處理器B
260．．．TX資料處理器B
270．．．符號調變器D
280．．．傳輸器單元B
290．．．無線通信系統
292A至292G．．．小區
296A至296J．．．存取使用者器件
298A至298G．．．基地台
1700．．．器件
1710．．．處理器
1720．．．記憶體
1800．．．器件
1810．．．用於識別一OFDM符號週期之開始的構件
1820．．．用於自一初始天線切換至一替代天線之構件
1830．．．用於計算與初始天線及替代天線相關聯之信號品質量度的構件
1840．．．用於基於所計算之信號品質量度選擇初始天線或替代天線以用於解調變當前OFDM符號的構件
圖1為說明無線通信系統之實例的方塊圖；
圖2說明支援複數個使用者器件之實例無線通信系統；
圖3說明實例OFDM符號時間線；
圖4說明實例FLO超訊框結構；
圖5說明用於OFDM系統之符號率天線切換多向性之實例方塊圖；
圖6說明實例符號率天線切換互動圖；
圖7說明符號率天線切換之實例流程圖；
圖8說明符號率天線切換之實例時間線；
圖9說明區塊率天線切換之實例互動圖；
圖10說明在OIS或EOB之後的切換符號判定的實例流程圖；
圖11說明具有喚醒時間追蹤的實例時間線；
圖12說明具有基於TPC之時序的實例時間線；
圖13說明實例服務衝突情況；
圖14說明在訊框4(或在早退之情況下的訊框3)之後程式化切換符號索引的實例圖；
圖15說明實例RF監視時間線；
圖16說明天線切換多向性之實例流程圖；
圖17說明用於執行天線切換多向性之過程的包含與記憶體通信之處理器的器件的實例；及
圖18說明適合於天線切換多向性之器件的實例。
(無元件符號說明)

Claims (54)

  1. 一種用於天線切換多向性之方法，其包含：針對一OFDM符號識別一OFDM符號週期之開始；在該OFDM符號之一循環首碼週期期間，自一初始天線切換至至少一替代天線；計算一與該初始天線及該替代天線相關聯之信號品質量度；及在該OFDM符號之該循環首碼週期期間，基於該所計算之信號品質量度選擇該初始天線或該替代天線以解調變該OFDM符號。
  2. 如請求項1之方法，其中該信號品質量度係基於RSSI量測。
  3. 如請求項2之方法，其中該等RSSI量測係在該循環首碼週期內進行。
  4. 如請求項1之方法，其中一OFDM符號週期之該開始係藉由一OFDM符號計數器中斷來識別。
  5. 如請求項1之方法，其進一步包含回應於該OFDM符號計數器中斷以進行該切換決策。
  6. 如請求項5之方法，其進一步包含判定一天線切換準則以決定是否自該初始天線切換至該替代天線。
  7. 如請求項6之方法，其進一步包含在滿足該天線切換準則的情況下備份具有與該初始天線相關聯之資訊之至少一接收器暫存器。
  8. 如請求項7之方法，其進一步包含在將該初始天線切換 至該替代天線的同時凍結一AGC增益狀態轉變。
  9. 如請求項8之方法，其進一步包含在凍結該AGC狀態轉變之後觸發一快速擷取模式。
  10. 如請求項9之方法，其中該快速擷取模式為一AGC電路及一DVGA電路之一部分。
  11. 如請求項8之方法，其進一步包含執行複數個快速AGC擷取以獲取一信號。
  12. 如請求項8之方法，其進一步包含視該初始天線及該替代天線中之哪一者具有較大RSSI而選擇該初始天線或該替代天線。
  13. 如請求項12之方法，其進一步包含在選擇該初始天線的情況下以與該初始天線相關聯之資訊恢復該至少一接收器暫存器。
  14. 如請求項1之方法，其進一步包含檢查一資料模式時間追蹤(DMTT)更新旗標。
  15. 如請求項14之方法，其進一步包含執行以下各項中之至少一者：重新載入用於該替代天線之DC偏移，重設一干擾消除緩衝器及一移位暫存器。
  16. 如請求項15之方法，其進一步包含重設以下各項中之至少一者：一自動增益控制(AGC)或一數位可變增益放大器(DVGA)。
  17. 如請求項16之方法，其進一步包含開始對一信號之擷取。
  18. 如請求項1之方法，其進一步包含在一符號率切換或一 區塊率切換之間選擇。
  19. 如請求項18之方法，其中選擇該區塊率切換，且其中OFDM符號中斷係在一多播邏輯頻道(MLC)區塊之開始處。
  20. 如請求項18之方法，其中選擇該符號率切換，且其中該OFDM符號中斷係在一先前OFDM符號週期之結尾處。
  21. 一種用於天線切換多向性之接收器，其包含一處理器及一記憶體，該記憶體含有可由該處理器執行以執行以下操作之程式碼：針對一OFDM符號識別一OFDM符號週期之開始；在該OFDM符號之一循環首碼週期期間，自一初始天線切換至至少一替代天線；計算一與該初始天線及該替代天線相關聯之信號品質量度；及在該OFDM符號之該循環首碼週期期間，基於該所計算之信號品質量度選擇該初始天線或該替代天線以解調變該OFDM符號。
  22. 如請求項21之接收器，其中該信號品質量度係基於RSSI量測。
  23. 如請求項22之接收器，其中該等RSSI量測係在該循環首碼週期內進行。
  24. 如請求項21之接收器，其中一OFDM符號週期之該開始係藉由一OFDM符號計數器中斷來識別。
  25. 如請求項21之接收器，其中該記憶體進一步包含用於回 應於該OFDM符號計數器中斷以進行該切換決策的程式碼。
  26. 如請求項25之接收器，其中該記憶體進一步包含用於判定一天線切換準則以決定是否自該初始天線切換至該替代天線的程式碼。
  27. 如請求項26之接收器，其中該記憶體進一步包含用於在滿足該天線切換準則的情況下備份具有與該初始天線相關聯之資訊之至少一接收器暫存器的程式碼。
  28. 如請求項27之接收器，其中該記憶體進一步包含用於在將該初始天線切換至該替代天線的同時凍結一AGC增益狀態轉變的程式碼。
  29. 如請求項28之接收器，其中該記憶體進一步包含用於在凍結該AGC狀態轉變之後觸發一快速擷取模式的程式碼。
  30. 如請求項29之接收器，其中該快速擷取模式為一AGC電路及一DVGA電路之一部分。
  31. 如請求項28之接收器，其中該記憶體進一步包含用於執行複數個快速AGC擷取以獲取一信號之程式碼。
  32. 如請求項28之接收器，其中該記憶體進一步包含用於視該初始天線及該替代天線中之哪一者具有較大RSSI而選擇該初始天線或該替代天線之程式碼。
  33. 如請求項32之接收器，其中該記憶體進一步包含用於在選擇該初始天線的情況下以與該初始天線相關聯之資訊恢復該至少一接收器暫存器的程式碼。
  34. 如請求項21之接收器，其中該記憶體進一步包含用於檢查一資料模式時間追蹤(DMTT)更新旗標之程式碼。
  35. 如請求項34之接收器，其中該記憶體進一步包含用於執行以下各項中之至少一者的程式碼：重新載入用於該替代天線之DC偏移，重設一干擾消除緩衝器及一移位暫存器。
  36. 如請求項35之接收器，其中該記憶體進一步包含用於重設以下各項中之至少一者的程式碼：一自動增益控制(AGC)或一數位可變增益放大器(DVGA)。
  37. 如請求項36之接收器，其中該記憶體進一步包含用於開始對一信號之擷取的程式碼。
  38. 如請求項21之接收器，其中該記憶體進一步包含用於在一符號率切換或一區塊率切換之間選擇的程式碼。
  39. 如請求項38之接收器，其中選擇該區塊率切換，且其中OFDM符號中斷係在一多播邏輯頻道(MLC)區塊之開始處。
  40. 如請求項38之接收器，其中選擇該符號率切換，且其中該OFDM符號中斷係在一先前OFDM符號週期之結尾處。
  41. 一種用於天線切換多向性之裝置，其包含：用於針對一OFDM符號識別一OFDM符號週期之開始的構件；用於在該OFDM符號之一循環首碼週期期間自一初始天線切換至至少一替代天線之構件；用於計算一與該初始天線及該替代天線相關聯之信號 品質量度的構件；及用於在該OFDM符號之該循環首碼週期期間基於該所計算之信號品質量度選擇該初始天線或該替代天線以解調變該OFDM符號的構件。
  42. 如請求項41之裝置，其中該信號品質量度係基於在該循環首碼週期內進行之RSSI量測。
  43. 如請求項41之裝置，其進一步包含用於備份具有與該初始天線相關聯之資訊之至少一接收器暫存器的構件。
  44. 如請求項43之裝置，其進一步包含用於在將該初始天線切換至該替代天線的同時凍結一AGC增益狀態轉變的構件，及用於在凍結該AGC狀態轉變之後觸發一快速擷取模式的構件。
  45. 如請求項41之裝置，其進一步包含用於檢查一資料模式時間追蹤(DMTT)更新旗標之構件，及用於執行以下各項中之至少一者的構件：重新載入用於該替代天線之DC偏移，重設一干擾消除緩衝器及一移位暫存器。
  46. 如請求項41之裝置，其進一步包含用於在一符號率切換或一區塊率切換之間選擇的構件。
  47. 如請求項46之裝置，其中選擇該區塊率切換且其中OFDM符號中斷係在一多播邏輯頻道(MLC)區塊之開始處，且其中選擇該符號率切換且其中該OFDM符號中斷係在一先前OFDM符號週期之結尾處。
  48. 一種儲存一電腦程式之電腦可讀媒體，其中該電腦程式之執行係用於： 針對一OFDM符號識別一OFDM符號週期之開始；在該OFDM符號之一循環首碼週期期間，自一初始天線切換至至少一替代天線；計算一與該初始天線及該替代天線相關聯之信號品質量度；及在該OFDM符號之該循環首碼週期期間，基於該所計算之信號品質量度選擇該初始天線或該替代天線以解調變該OFDM符號。
  49. 如請求項48之電腦可讀媒體，其中該信號品質量度係基於在該循環首碼週期內進行之RSSI量測。
  50. 如請求項48之電腦可讀媒體，其進一步包含備份具有與該初始天線相關聯之資訊之至少一接收器暫存器。
  51. 如請求項50之電腦可讀媒體，其進一步包含：在將該初始天線切換至該替代天線的同時凍結一AGC增益狀態轉變；及在凍結該AGC狀態轉變之後觸發一快速擷取模式。
  52. 如請求項48之電腦可讀媒體，其進一步包含：檢查一資料模式時間追蹤(DMTT)更新旗標；及執行以下各項中之至少一者：重新載入用於該替代天線之DC偏移，重設一干擾消除緩衝器及一移位暫存器。
  53. 如請求項48之電腦可讀媒體，其進一步包含在一符號率切換或一區塊率切換之間選擇。
  54. 如請求項53之電腦可讀媒體，其中選擇該區塊率切換且其中OFDM符號中斷係在一多播邏輯頻道(MLC)區塊之 開始處，且其中選擇該符號率切換且其中該OFDM符號中斷係在一先前OFDM符號週期之結尾處。
TW099102981A 2009-02-01 2010-02-01 用於在一正交分頻多工系統內之天線切換多向性之裝置與方法 TWI410068B (zh)

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