TWI415415B - 以專用實體頻道導頻符號估算信噪比方法及裝置 - Google Patents

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Description

以專用實體頻道導頻符號估算信噪比方法及裝置
本發明是關於一種無線通訊系統。本發明尤其是關於一種根據在一無線通訊系統中之專用實體頻道(DPCH)導頻符號，估算信號對雜訊比(SNR)之方法和裝置。
在一無線通訊系統中，像是寬頻碼分多重存取(WCDMA)系統，會執行一種下鏈功率控制機制，以便降低介於無線傳輸/接收單元(WTRU)之間的干擾。WTRU會估算接收信號之SNR，接著將此估算的SNR與門檻值比較，當該估算的SNR高於門檻值時，該WTRU會產生一個功率控制位元並將其發送給一節點B，藉此降低該傳輸功率，而當該估算的SNR低於門檻值時，該WTRU會產生一個功率控制位元並將其發送給該節點B，藉此提昇該傳輸功率。儘管此機制可適當地操作，但其仍然得倚賴精確估算該SNR的能力。
本發明是關於一種根據在一無線通訊系統中的DPCH導頻符號，來估算SNR之方法和裝置。一個接收器接收一個DPCH傳輸，且一個解擴展器解擴展該接收的DPCH傳輸。一個選擇器由該解擴展DPCH傳輸中選擇導頻符號。一個信號功率估算器根據該導頻符號估算該信號功率，且一個雜訊功率估算器根據該接收的DPCH傳輸估算該雜訊功率。一個SNR估算器根據該信號功率估算及該雜訊功率估算以估算SNR。該雜訊功率估算器可僅根據導頻符號或是根據導頻符號及非導頻符號計算該雜訊功率估算。該DPCH傳輸可因傳輸多樣性的目的而使用一個以上的天線傳輸。
當此後提到「WTRU」，其包含但不限制於，一使用者設備、一行動站台、一固定或行動用戶單元、一呼叫器、或是其他任何可用於一無線環境中的裝置。當此後提到「基地台」，其包含但不限制於，一節點B、一站台控制器、一存取點、或是任何其他在一無線環境中的介面裝置。
本發明之特徵可整合至一積體電路(IC)中，或是配置在一個包含許多互連元件的電路中。
根據本發明，DPCH傳輸係用於估算該接收信號SNR，其係將用於產生功率控制位元。第1圖所示為在WCDMA系統中，由一基地台傳輸至一WTRU之下鏈DPCH的傳統時槽結構方塊圖。包含一專用實體資料頻道(DPDCH)之資料資訊，以及包含一專用實體控制頻道(DPCCH)之控制資訊，係於時間域中進行多工處理。該控制資訊包含傳輸功率控制(TPC)、傳輸格式組合索引(TFCI)、以及導頻資訊。
第2圖所示為一個用以估算SNR之裝置100方塊圖，其係根據本發明之一較佳實施例所配置。第2圖的裝置100使用耙狀接收器(Rake receiver)以組合多重路徑組成。由於無線頻道的分散特性，該接收信號包含複數個傳輸信號之複本(亦即多重路徑組成)，兩個或多個強多重路徑組成係分別由耙狀手指(Rake fingers)處理。必須注意的是，第2圖中所示的裝置配置僅是提供作為範例，且本發明可使用或不使用耙狀接收器實施。
該裝置100包含複數個延遲單元1021 -102m 、複數個解擴展器1041 -104m 、複數個選擇器1061 -106m 、複數個信號功率估算器1081 -108m 、複數個雜訊功率估算器1101 -110m 、複數個SNR估算器1121 -112m 、以及一個總和器114。該接收DPCH傳輸係轉送至該延遲單元1021 -102m ，且由每該延遲單元1021 -102m 進行延遲，以便根據每該多重路徑組成之偵測位置，在時間域中進行對齊。每該接收信號之延遲版本便由該解擴展器1041 -104m 解擴展，以獲得傳輸符號。
假設是一個時槽中之第m個延遲的所有N解擴展符號(亦即第m個手指)，其中，該第一個N 1 符號係為非導頻符號而最後一個N 2 符號則為導頻符號，且其中N =N 1 +N 2 。該選擇器1061 -106m 選擇該導頻符號，且將該導頻符號輸出至該信號功率估算器1081 -108m ，並選擇性地輸出至該雜訊功率估算器1101 -110m 。
該信號功率估算器1081 -108m 由該選擇器1061 -106m 接收該導頻符號，並由該導頻符號估算該信號功率。該信號功率可如下估算：
其中，係為以二相位移鍵控(BPSK)或四相位移鍵控(QPSK)調變且具有單位振幅之已知導頻符號。此方法以簡單的實施方式提供了最精確的功率估算，然而必須注意的是，對熟習此技藝之人士而言，亦可使用其他方式實施。
該雜訊功率估算器1101 -110m 估算該雜訊功率。本發明有兩種估算雜訊功率的方式可供選擇，根據本發明的第一種選擇，僅使用導頻符號估算該雜訊功率，該雜訊功率估算器1101 -110m 接收來自該選擇器1061 -106m 之導頻符號，第m個手指之雜訊功率係如下估算：
根據本發明的第二種選擇，係使用導頻符號及非導頻符號估算該雜訊功率。該雜訊功率估算器1101 -110m 接收來自該解擴展器1041 -104m 之解擴展符號，第m個手指之雜訊功率係如下估算：
其中，α data 、α TPC 、α TFCI 、以及α pilot 分別為資料符號、TPC符號、TFCI符號、以及導頻符號佔用一時槽之時間百分比，顯然，α data +α TPC +α TFCI +α pilot =1。G data 為相對於導頻符號之資料符號的功率偏差、G TPC 為相對於導頻符號之TPC符號的功率偏差、而G TFCI 則為相對於導頻符號之TFCI符號的功率偏差。
第三代夥伴計畫(3GPP)標準有詳細規定相對於該資料符號之功率偏差，相對於資料符號之TPC、TFCI、及導頻符號的功率偏差(dB)，係分別為PO1、PO2及PO3。假設po1、po2及po3為線性功率偏差，且可使用poi =100.1* POi 計算，其中i =1,2,3。定義g TPC =po 1、g TFCI =po 2、且g pilot =po 3。則相對於導頻符號之功率偏差可如下計算：
在G data =G TPC =G TFCI =1的特殊情況下，該雜訊功率可簡化如下：
該SNR估算器1121 -112m 計算每該手指之SNR，第m個手指之SNR可如下估算：
該總和器114組合由該手指所產生之SNR估算，所有M個手指之總SNR係如下估算(假設使用極大比組合(MRC)耙狀組合)：
SNR all =SNR 1 +SNR 2 +…+SNR M 　；方程式(7)
第2圖所示之裝置100，在計算該雜訊功率估算方面係使用第二個選擇，(亦即，該雜訊功率估算係使用導頻符號及非導頻符號計算)。在使用第一個選擇以計算該雜訊功率估算方面，(亦即，僅使用導頻符號估算該雜訊功率)，係使用來自該選擇器1061 -106m 的輸出，而非使用來自該解擴展器1041 -104m 之輸出，來估算該雜訊功率。
當使用傳輸多樣性時，信號功率估算可變化為如下所示：
其中，係為來自天線1且以BPSK或QPSK調變並具有單位振幅之已知導頻符號，而係為來自天線2且以BPSK或QPSK調變並具有單位振幅之已知導頻符號。
第3圖所示為一個估算SNR之程序200流程圖，其係根據本發明實施。接收DPCH傳輸(步驟202)且解擴展以產生包含導頻符號(步驟204)之符號。根據該導頻符號(步驟206)計算信號功率估算。根據導頻符號或導頻及非導頻符號計算雜訊功率估算(步驟208)。由該信號功率估算及該雜訊功率估算計算該SNR估算(步驟210)。
儘管本發明之特徵和元件皆於實施例中以特定組合方式所描述，但實施例中每一特徵或元件能獨自使用，而不需與較佳實施方式之其他特徵或元件組合，或是與/不與本發明之其他特徵和元件做不同之組合。儘管本發明已經透過較佳實施例描述，其他不脫附本發明申請專利範圍之變型，對熟習此技藝之人士來說還是顯而易見的。
DPDCH．．．專用實體資料頻道
DPCCH．．．用實體控制頻道
TPC．．．傳輸功率控制
TFCI．．．傳輸格式組合索引
藉由下文中一較佳實施例之描述、所給予的範例，並參照對應的圖式，本發明可獲得更詳細地瞭解，其中：
第1圖所示為一個習知的下鏈DPCH時槽結構方塊圖；
第2圖所示為一個根據本發明之估算SNR的裝置方塊圖；以及
第3圖所示為一個根據本發明之估算SNR的程序流程圖。

Claims (14)

  1. 一種估算一專用實體頻道(DPCH)傳輸上之基於信號雜訊比(SNR)的導頻符號的方法，該DPCF傳輸包含在一時槽中之非導頻符號及該等導頻符號，該方法包含：接收一DPCH傳輸；解擴展該DPCH傳輸，以產生複數接收符號；從該等接收符號中提取接收導頻符號；使用該等接收導頻符號來計算一導頻信號功率；經由將該等接收導頻符號上之一平均信號功率減去該導頻信號功率來計算一雜訊功率；以及經由將該信號功率除以該雜訊功率來計算SNR估算。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含：提取與複數多重路徑元件之每一個有關的該等接收符號，其中為每一個多重路徑元件計算該導頻信號功率、該雜訊功率、及該SNR估算，並組合該等多重路徑元件之個別SNR估算，以產生一最終SNR估算。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中為了傳輸多樣性而經由至少二天線來傳輸至少二導頻符號流，並經由組合根據每一個導頻符號流所計算的SNR估算來計算該SNR估算。
  4. 一種估算一專用實體頻道(DPCH)傳輸上之基於信號雜訊比(SNR)的導頻符號的方法，該DPCF傳輸包含在一時槽中之非導頻符號及該等導頻符號，該方法包含：接收一DPCH傳輸；解擴展該DPCH傳輸，以產生複數接收符號；從該等接收符號中提取接收導頻符號及接收非導頻符號；使用該等接收導頻符號來計算一導頻信號功率；經由將該等接收符號上之一平均信號功率減去基於該導頻信號功率之該等接收符號上之一平均信號功率來計算一雜訊功率；以 及經由將該導頻信號功率除以該雜訊功率來計算SNR估算。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該等非導頻符號包含資料符號、傳輸功率控制(TPC)符號、及傳輸格式組合索引(TFCI)符號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中當傳輸該等導頻符號、該等TPC符號、及該等TFCI符號時，參考該等資料符號之一傳輸功率準位來決定該等導頻符號、該等TPC符號、及該等TFCI符號之傳輸功率準位。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之方法，更包含：提取與複數多重路徑元件之每一個有關的該等接收符號，其中為每一個多重路徑元件計算該導頻信號功率、該雜訊功率、及該SNR估算，並組合該等多重路徑元件之個別SNR估算，以產生一最終SNR估算。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中為了傳輸多樣性而經由至少二天線來傳輸至少二導頻符號流，並經由組合根據每一個導頻符號流所計算的SNR估算來計算該SNR估算。
  9. 一種估算一專用實體頻道(DPCH)傳輸上之基於信號雜訊比(SNR)的導頻符號的裝置，該DPCF傳輸包含在一時槽中之非導頻符號及該等導頻符號，該裝置包含：一接收器，用以接收一DPCH傳輸；一解擴展器，用以解擴展該DPCH傳輸，以產生複數接收符號；一選擇器，用以從該等接收符號中提取接收導頻符號；一導頻信號功率估算器，用以使用該等接收導頻符號來計算一導頻信號功率；一雜訊功率估算器，用以經由將該等接收導頻符號上之一平均信號功率減去該導頻信號功率來計算一雜訊功率；以及一SNR估算器，用以經由將該信號功率除以該雜訊功率來計算SNR估算。
  10. 一種估算一專用實體頻道(DPCH)傳輸上之基於信號雜訊比(SNR)的導頻符號的裝置，該DPCF傳輸包含在一時槽中之非導頻符號及該等導頻符號，該裝置包含：一耙狀接收器，用以接收一DPCH傳輸，並調準所接收的DPCH傳輸之複數多重路徑元件；複數解擴展器，用以解擴展該DPCH傳輸之每一個多重路徑元件，以產生每一個多重路徑元件之複數接收符號；複數選擇器，每一個選擇器從每一個多重路徑元件之該等接收符號中提取接收導頻符號；複數導頻信號功率估算器，每一個導頻信號功率估算器使用每一個多重路徑元件之該等接收導頻符號來計算一導頻信號功率；複數雜訊功率估算器，每一個雜訊功率估算器經由將每一個多重路徑元件之該等接收導頻符號上之一平均信號功率減去該導頻信號功率來計算一雜訊功率；複數SNR估算器，每一個SNR估算器經由將該信號功率除以每一個多重路徑元件之該雜訊功率來計算SNR估算；以及一結合器，用以結合由該等SNR估算器所計算的SNR估算。
  11. 一種估算一專用實體頻道(DPCH)傳輸上之基於信號雜訊比(SNR)的導頻符號的裝置，該DPCF傳輸包含在一時槽中之非導頻符號及該等導頻符號，該裝置包含：一接收器，用以接收一DPCH傳輸；一解擴展器，用以解擴展該DPCH傳輸，以產生複數接收符號；一選擇器，用以從該等接收符號中提取接收導頻符號及接收非導頻符號；一導頻信號功率估算器，用以使用該等接收導頻符號來計算一導頻信號功率；一雜訊功率估算器，用以經由將該等接收符號上之一平均信號功率減去基於該導頻信號功率之該等接收符號上之一平均信號功率來計算一雜訊功率；以及 一SNR估算器，用以經由將該導頻信號功率除以該雜訊功率來計算SNR估算。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之裝置，其中該等非導頻符號包含資料符號、傳輸功率控制(TPC)符號、及傳輸格式組合索引(TFCI)符號。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之裝置，其中當傳輸該等導頻符號、該等TPC符號、及該等TFCI符號時，參考該等資料符號之一傳輸功率準位來決定該等導頻符號、該等TPC符號、及該等TFCI符號之傳輸功率準位。
  14. 一種估算一專用實體頻道(DPCH)傳輸上之基於信號雜訊比(SNR)的導頻符號的裝置，該DPCF傳輸包含在一時槽中之非導頻符號及該等導頻符號，該裝置包含：一耙狀接收器，用以接收一DPCH傳輸，並調準所接收的DPCH傳輸之複數多重路徑元件；複數解擴展器，每一個解擴展器解擴展該DPCH傳輸，以產生每一個多重路徑元件之複數接收符號；複數選擇器，每一個選擇器從每一個多重路徑元件之該等接收符號中提取接收導頻符號及接收非導頻符號；複數導頻信號功率估算器，每一個導頻信號功率估算器使用每一個多重路徑元件之該等接收導頻符號來計算一導頻信號功率；複數雜訊功率估算器，每一個雜訊功率估算器經由將每一個多重路徑元件之該等接收符號上之一平均信號功率減去基於該導頻信號功率之該等接收符號上之一平均信號功率來計算一雜訊功率；複數SNR估算器，每一個SNR估算器經由將該導頻信號功率除以每一個多重路徑元件之該雜訊功率來計算SNR估算；以及一結合器，用以結合由該等SNR估算器所計算的SNR估算。
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