TWI481231B - 於無線接收器中處理數位樣本之技術 - Google Patents

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Description

於無線接收器中處理數位樣本之技術 發明領域
本發明有關於一無線通訊系統中的一無線電接收器，及有關於一種處理無線電信號的方法。
 發明背景
在現代無線通訊中，無線電信號的傳輸可根據通常由一標準指定的多個不同的通訊系統來實現。對能夠操作以支援一個以上這些無線通訊系統的裝置的需求在不斷增加。行動無線電接收器裝置包括類比射頻(RF)/中頻(IF)級，其等係配置來經由一或多個天線接收及發射無線信號。該等RF/IF級的輸出通常被轉換至基頻，在此一類比至數位轉換器(ADC)將進入的類比信號轉換為數位樣本，之後該等數位樣本被處理用於信號檢測及對資訊資料的解碼。該ADC可以可選擇地直接在IF處操作，在此情況下該至基頻的轉換於數位域中遭執行。已知有多種不同類型的對該等數位樣本的前端處理用於實現信號檢測，包括耙式接收器處理及通道等化處理。
在分碼多重接取(CDMA)無線系統中，不同的實體通道使用獨立的展頻序列在碼域中被多工化。在使用正交展頻碼字的情況下，原始資料符號則藉由解展頻可以在接收器處被有效地分開。
在一寬頻CDMA(WCDMA)蜂巢式系統中，下行鏈路碼多工被使用正交可變展頻因數(OVSF)碼來執行。然而，該等OVSF碼字僅在完美的時間對準之條件下彼此正交。在存在多徑傳播的情況下，碼正交性喪失且解展頻操作受多接取干擾(MAI)影響。
CDMA行動無線電接收器習慣上使用一耙式處理器，該耙式處理器依賴於該等展頻序列的相關性質。例如，耙式處理器在位於紐約的McGraw-Hill出版社於1995年出版的J. G. Proakis所著的“Digital Communications”中被描述。如果碼多工傳輸間的MAI與其他來源的雜訊及干擾是可比較的，則在存在碼相關性的情況下，此類型的接收器容易遭受性能降級。在這些狀況下，一性能優點可以透過試圖在解展頻之前恢復該等碼之間的正交性來達成。習知的基於耙式處理的3GPP接收器的次最佳化導致一明顯的性能損失，尤其是對於從WCDMA發佈版本99的384kbps增加到為數Mbps的高速下行鏈路封包接取(HDSPA)率的下行鏈路資料率。當該碼正交性遭多徑破壞時，一種有效的方法係使用通道等化來取代耙式處理。
通道等化技術在過去幾十年來已被廣泛用於對付對頻率選擇性傳輸通道的符號間干擾。通道等化技術在位於美國紐約的McGraw-Hill出版社於1995年出版的J.G. Proakis所著的“Digital Communications”以及位於美國新澤西州Englewood Cliffs市的Prentice-Hall出版社於1987年出版的S. Benedetto、E. Biglieri及V. Castellani所著的“Digital Transmission Theory”中被描述。通道等化器近來被發現適用於供分時多重接取(TDMA)及分碼多重接取(CDMA)行動無線系統使用的接收器。通道等化在一CDMA蜂巢式系統中的一應用範例在1997年5月於美國亞利桑那州鳳凰城舉行的電機電子工程師學會運輸工具技術會議(IEEE Vehicular Technology Conference)之論文集第1卷第203-207頁內A. Klein所著的“Data Detection Algorithms Specially Designed for the Downlink of CDMA Mobile Radio Systems”中被描述。特別是在非同步CDMA蜂巢式系統中，如在3GPP WCDMA標準的前向鏈路的情況下，晶片級等化使得性能明顯改善而優於習知的耙式接收器，代價是增加了實現複雜度。此優點對於高速資料傳輸尤其重要，如在3GPP高速下行鏈路封包接取(HSDPA)中。
 發明概要
本發明之一目的係最佳化一無線通訊環境中的一接收器的處理設備，特別是考慮了對照計算資源設定的所需信號處理性能及/或獲取該處理性能所需的功率消耗。
根據本發明之一層面，提供一種處理經由一無線通訊系統中的一通道在一接收器接收的一信號之數位樣本的方法，該方法包含監測通道條件且產生包含至少一個通道參數的一通道指示符，藉由執行如下操作中的至少一個：
(a)估計指示該通道之移動性程度的一通道參數，且將該估計值與一移動性臨界值作比較；
(b)估計指示該通道之在一預先定義的時間窗之外的能量的一通道參數，且將該估計值與一窗外能量臨界值作比較；
(c)估計指示通道響應的持續時間及通道長度及通道延遲分佈中的至少一個的一通道參數，且確定該已估計持續時間或通道長度或延遲分佈是否滿足預先決定的準則；
(d)估計指示通道零點在z-平面中的位置的一通道參數，且確定該等通道零點的位置是否滿足預先決定的準則；
(e)估計指示該已接收信號的一信號對擾動功率比的一通道參數；且將該已估計輸入信號對擾動比與一信號對擾動臨界值作比較；及
(f)估計指示該已估計通道響應的該信號對擾動功率比的一通道參數；
(g)例如透過該輸入擾動在其間可被認為近似恆定的時間區間的一估計值，估計指示該接收器輸入處之該擾動的非穩定性程度的一通道參數；及
根據該通道指示符選擇用以處理該等數位樣本的多個處理常式的其中一個。
將被理解的是，當一些或所有該等參數被估計，且該通道指示符包含已估計參數中的一組或全部時，本發明是最有效的。
已估計參數可被與一個以上的臨界值比較以允許“多個頻帶”被定義。例如，在一都卜勒(Doppler)估計的情況下，低速、中速、高速。
當有用以實施該等處理常式的一處理器時，該方法尤其有用。在該種情況下的處理器還可以遭配置以執行一選擇常式，該通道指示符被提供給該選擇常式。接著，由該處理器執行的該選擇常式執行該選擇步驟。以這種方式，對適當的處理常式的一自動選擇可被完成，適合主要的通道條件。
該等處理常式可包括用以接收該等數位樣本且產生用於資料解碼的可靠性值的處理功能。此等功能可包括一耙式接收器功能及一等化功能。
這可以有多個等化功能，每一個由一不同的等化演算法則實施。而且，利用不同的等化參數，該等等化功能可以是可實施的，該等參數是可選擇的藉以選擇該等處理常式的其中一個。
當在一耙式接收器功能與一等化功能之間選擇時，步驟(a)至(g)可以以任何指定的順序遭執行，使得如果該通道之已估計非穩定性程度超過該非穩定性臨界值，或如果該通道之窗以外的能量超過該窗外能量臨界值，或如果該已估計通道長度或該已估計延遲分佈滿足該預先決定的準則，或如果該等通道零點的位置滿足預先決定的準則，或如果該已估計輸入信號對擾動或該已估計蜂巢格幾何低於一指定的臨界值，一耙式接收器功能被選擇。如果不，則可以選擇用該等化功能處理該等數位樣本。此外，耙式接收器功能的選擇可根據該已估計通道響應的該信號對擾動與一適合的臨界值的比較而被指定。
本發明還提供一種用以處理一無線通訊系統中所發射的數位樣本的接收器，該接收器包含：
用以監測通道條件且用以產生包含至少一個通道參數的一通道指示符的裝置，藉由執行如下操作中的至少一個：處理經由一無線通訊系統中的一通道在一接收器接收的一信號之數位樣本的一方法，該方法包含監測通道條件且產生包含至少一個通道參數的一通道指示符，藉由執行如下操作中的至少一個：
(a)估計指示該通道之移動性程度的一通道參數，且將該估計值與一移動性臨界值作比較；
(b)估計指示該通道之在一預先定義的時間窗之外的能量的一通道參數，且將該估計值與一窗外能量臨界值作比較；
(c)估計指示通道響應的持續時間及通道長度及通道延遲分佈中的至少一個的一通道參數，且確定該已估計持續時間或通道長度或延遲分佈是否滿足預先決定的準則；
(d)估計指示通道零點在z-平面中的位置的一通道參數，且確定該等通道零點的位置是否滿足預先決定的準則；
(e)估計指示該已接收信號的一信號對擾動功率比的一通道參數；且將該已估計輸入信號對擾動與一信號對擾動臨界值作比較；及
(f)估計指示該已估計通道響應的該信號對擾動功率比的一通道參數；
(g)例如透過該輸入擾動在其間可被認為近似恆定的時間區間的一估計值，估計指示該接收器輸入處之該擾動的非穩定性程度的一通道參數；及
用以根據多個處理常式中的一個處理常式處理該等數位樣本的一處理器，該處理器係配置以實施用以選擇該等多個處理常式中的一個的一選擇常式。
本發明還提供包含程式碼裝置的一電腦程式產品，該程式碼裝置當遭一處理器執行時執行該等步驟(a)至(g)。
本發明還提供具有一無線介面的一行動終端機，該無線介面用以接收一信號且提供數位樣本給如上文所定義的一接收器。
發明人己意識到優秀性能與可得處理資源的使用及/或功率消耗之間的一最佳權衡所能達到的程度取決於某些通道條件。
在該脈絡中，通道這一詞語被用來表示無線電信號的通訊路徑。根據所使用的該通訊系統，如該技術領域中已知的，通道可以由時間、碼或頻率來定義。特定通道的品質受到與傳播環境有關的條件、蜂巢式佈局及該無線通訊系統中的其他條件影響。
圖式簡單說明
為了更好地理解本發明及顯示可如何來實現本發明，將透過舉例的方式參考附圖，其中：
第1圖是一無線通訊裝置的一示意方塊圖；
第2圖是顯示一耙式接收器處理與一等化器處理之間的選擇之一方塊圖；
第3圖是處理功能的一示意方塊圖；
第4圖是用於選擇一處理功能的一系列步驟的一示意圖；
第5圖是用以選擇一組等化器參數的一示意方塊圖；
第6圖是用以選擇等化器演算法則的一示意方塊圖；
第7圖是一無線蜂巢式網路的一示意圖；及
第8圖是顯示一種估計蜂巢格幾何的方法的操作的一示意流程圖。
 較佳實施例之詳細說明
第1圖是用於發射及接收一無線通訊系統中的信號的一裝置的示意方塊圖。這樣一裝置可以以多種不同的方法來實現，但根據第1圖，一系列RF/IF級32被配置來經由一或多個天線20接收及發射無線信號(TX、RX)。在此所討論的本發明之實施例主要是有關於接收無線信號，所以將不會進一步提及發射信號。位於該等RF/IF級輸出處的已接收信號典型地被轉換到基頻，在此，一ADC將該類比信號轉換成數位樣本。第1圖的方塊32包括處理該等已接收無線電信號及提供數位信號樣本r (k )的元件。這可以由該領域中已知的及在此未被進一步討論的不同方法來實現。
該等樣本r (k )被提供給與一處理器22、一指令記憶體24及一資料記憶體26通訊的一資料傳送引擎30。該處理器22負責處理該等樣本r (k )。該處理器22可以執行多個不同的功能，其等以碼序列的形式保存在一指令記憶體24中。這提供了一所謂的軟體數據機，其所具有的多個優點在此被進一步討論。
第2圖及第3圖是說明由該處理器22執行的多個不同功能中的一些功能的示意圖。由方塊10表示的一第一功能指的是通道參數的估計。此功能估計與該等無線電信號在該無線通訊系統中傳送所經過的通訊通道有關的多個不同參數。該功能10在時間k 處提供輸出γ n =(k )，n =1,...,N C ，其中N C 表示估計通道參數的數目，該等輸出表示自該等已接收信號樣本r (k )導出的一組通道參數。該等估計通道參數γ n =(k )可被用於多種不同目的。如第2圖及第3圖中所說明的，它們被提供給一耙式 /等化接收器選擇 功能12，該功能12決定是使用一耙式接收器還是一等化接收器來處理該等已接收樣本。該耙式接收器或等化接收器係由該處理器22執行來自該指令記憶體24的適當的碼序列來實現。
該等參數γ n =(k )被進一步提供給一等化器演算法則選擇功能18，該功能18被用在選擇一等化接收器16的情況中。如果使用的話，該功能18選擇一特定演算法則來根據已估計出的該等通道參數實現該等化接收器16。如輸入17以圖解所表示的，該演算法則被提供給該通道等化器。當然，實際上這將由以來自該指令記憶體的一碼序列被選定的適當的演算法則來實現。
該等通道參數γ n =(k )還被提供給一等化器參數選擇功能14。該等化器參數選擇功能14被用在選擇一等化接收器(如方塊16所表示的)及控制用於實現該等化接收器的參數的情況中，這些參數被表示為θ n =(k )，n =1,...,N E ，其中N E 表示相關等化器參數的數目。
現在將較詳細地討論使用該等估計通道參數來控制一耙式接收器或等化接收器的選擇(功能12)。第2圖說明概要形式的概念。該等數位樣本r (k )被提供給一開關4，該開關4具有自該功能12接收用於選擇耙式接收器或等化器處理的命令信號的一輸入5。根據此信號，該開關4選擇經由一耙式接收器7的一處理路徑6，或經由一等化器19的一處理路徑8。如該技術領域中已知的，該耙式接收器包括一組耙指7a、7b...，給每一通道傳送一單獨的通道化碼。每個指部與一單一的解拌器/解展頻器9及一加權功能11相聯結，與每一通道有關的該組指部與一加法器13相聯結，該加法器13在輸出路徑15上提供一己處理輸出。由於一耙式接收器的操作對於所屬技術領域的技術人員而言是很好理解的，所以其功能將不在此作進一步的描述。
等化接收器19包含一晶片級等化器16及多個解拌器/解展頻器21a、21b...，供每一通道用於傳送一單獨的通道化碼。該等解拌器/解展頻器的輸出沿著輸出路徑23被提供。一輸出開關25在線路27上提供已處理輸出給後續的解碼功能。該開關25(像該開關4一樣)受控制輸入5控制，該控制輸入5自該功能12接收用於選擇耙式接收器或等化器的該命令信號。
雖然第2圖說明處理功能選擇的概念，但容易瞭解的是在第1圖所說明的本發明之該實施例中，不可能識別不同的實體路徑(6、8、15、23)。相反，選擇藉由依據是一耙式接收器功能還是等化接收器功能要遭該處理器22執行來下載不同的碼序列來作出。
在該接收器的這樣一軟體實施方案中，在任一給定時間只有耙式或等化器處理遭執行，該上述方法相對於用硬體實現一通道等化器的一習知接收器而言還從總體上降低了計算複雜度。在這方面，基於一硬體實施的習知數據機被迫在最大資料率需求指定的一設計與以個別的矽區域實例化多個演算法則之間作出選擇。這些解決方案意味著較大的實施成本、尺寸及/或功率消耗且任一折中方案都必然會損失性能。另一方面，該提議的解決方案透過重複使用一公用平台來適應性地選擇能夠使性能最大化及功率消耗最小化的最佳的信號處理功能組而使得降低複雜度、尺寸及成本成為可能。
現在參考第4圖，第4圖描述了一種根據特定通道參數的估計選擇一處理功能的方法。發明人已發現透過以一特定順序檢查不同的通道參數來應用選擇準則是有利的(如第4圖中所說明的及下文所描述的)。然而將容易瞭解其他適當的順序也可以被使用。
步驟S1產生對該傳輸通道的非穩定性程度的一估計值，例如對該通道都卜勒(Doppler)擴展的一估計值。這在該領域中是已知的，所以它被估計時所用之方式在此不作進一步討論。該接收器可被設計成對相對低的時變通道使用等化器處理，以及對快速時變通道切換至耙式處理，其中切換臨界值應該取決於等化器複雜度與接收器性能之間所期望的權衡。一Doppler比較 步驟S2將一Doppler估計信號γ 1 與一適當的臨界值Th D 作比較。如果γ1 超過該臨界值Th D ，則該步驟選擇耙式接收器處理。如果該Doppler估計信號γ1 不超過該臨界值Th D ，則該比較產生一個否定的答案，且該選擇過程繼續一窗外能量比較 步驟。
該窗外能量估計S3提供在用於等化器通道估計的時間窗之外的通道能量的一估計值。等化器處理僅在一大百分比的通道能量被該通道估計窗擷取時(這在極高延遲擴展之情況下將不會發生)被選定。為此目的，該窗外能量γ2 被與一臨界值Th w 作比較。如果γ2 大於該臨界值Th w ，則該步驟選擇耙式接收器處理。如果該窗外能量γ2 不大於Th w ，則該選擇過程繼續一單射線通道檢測 步驟。
步驟S5產生對通道響應的持續時間，或通道長度或通道延遲分佈的一估計值，例如透過該通道均方根(rms)延遲擴展的一估計值。例如實施一rms延遲擴展估計的一通道長度或通道延遲分佈估計S5產生一輸出γ3 ，該輸出γ3 被提供給該單射線通道檢測 步驟S6來判定該傳輸通道是否可被視為由一單一傳播路徑產生(多徑不存在)。在單路徑傳播的情況下，該步驟選擇耙式接收器處理。
較一般地，對非常長的通道脈衝響應(高延遲擴展)及單射線通道脈衝響應(零延遲擴展)情況的識別可被用以將該接收器切換至耙式接收器處理。
在非單射線通道的情況下，該流程進行從z平面中通道零點之位置估計通道特性(S7)。該接收器可被設計成在存在有識別對該等化器之操作至關重要的通道特性的該等零點位置的情況下切換至耙式處理，如在通道零點接近該z平面之單位圓的鮑間距線性等化的情況下，或對於分數間距等化的情況下，或者較一般地於該等等化器子通道之間具有公共零點的接收分集等化(多重接收天線或由過取樣獲得的多重子通道)的情況下。通道零點位置的估計值γ4 被提供給一臨界零點位置檢測 步驟S8，其在存在有對一等化器之操作可能至關重要的該等零點位置的情況下選擇耙式接收器處理。在非臨界通道特性情況下，該選擇流程繼續一蜂巢格幾何比較 步驟。
一蜂巢格幾何估計方塊提供已接收蜂巢格內功率與雜訊加蜂巢格間干擾功率之比(或其倒數)的一估計值，或者總接收功率與雜訊加蜂巢格間干擾功率之比(或其倒數)的一估計值，或者，更一般地，該檢測器輸入處的信號對擾動比(或其倒數)的一估計值。接著，該估計γ5 被與一適合的臨界值Th G 作比較。如果γ5 超過該臨界值Th G ，則該步驟選擇耙式接收器處理。可被使用的一蜂巢格幾何估計技術的一範例會在稍後討論。
除了在該耙式與等化器之間切換以外，在該等化器16已被選定的情況下，由該通道參數估計功能10估計的該等通道參數還可被用以選擇供實施該等化器16使用的參數θ n ，n =1,...,N E 。
第5圖是用於在該等化器參數選擇功能14內選擇一組等化器參數的一示意圖。
用於該等化器中該通道脈衝響應之估計的時間窗W 可在該通道窗外能量γ2 及/或該通道長度或通道延遲分佈(延遲擴展)γ3 之一估計值的基礎上被選定(第5圖的方塊14a)。此外，該選擇還可基於該輸入信號對擾動比或該蜂巢格幾何的一估計值γ5 ，及/或基於該已估計通道響應的信號對擾動比的一估計值γ6 。
用於估計該通道脈衝響應的一適當濾波器(第5圖的方塊14b)以及該已估計通道脈衝響應的更新頻率(第5圖的方塊14c)的記憶體可以在通道非穩定性程度或時間選擇性的一估計值之基礎上被選定，例如透過該通道Doppler擴展的一估計值γ1 。對該通道估計濾波器的選擇也可以根據該輸入信號對擾動比或該蜂巢格幾何的一估計值γ5 ，以及/或者根據該已估計通道響應之信號對擾動比的一估計值γ6 。
在信號與雜訊加干擾之比為中至低的情況下，總通道估計誤差可以透過使振幅低於一適當臨界值而將估計通道係數設定為零而被降低。此臨界值可以在該輸入信號對擾動比或該蜂巢格幾何的一估計值γ5 ，以及/或者用於該等估計通道係數的該信號對擾動比的一估計值γ6 的基礎上被選定(第5圖中的方塊14d)。
例如在MMSE等化之情況下，透過測量非穩定性程度γ7 ，可以使用於估計輸入雜訊方差σ2 的適當濾波器的記憶體適應非穩定輸入雜訊的存在(例如該雜訊在其間近似恆定的時間區間)(第5圖的方塊14c)。在一完全不同的基礎上，該濾波可取決於便於以之收集對該輸入雜訊的觀察的週期性，而這又可能僅由對降低在特定操作條件中或在臨界處理要求下的實施複雜度的需求來激發。
等化器係數的數目(即該等化器時間跨度)可以在，例如該通道窗外能量γ2 及/或該通道長度或通道延遲分佈(延遲擴展)γ3 的估計值，及該等通道零點在該z平面中的位置γ4 之基礎上被選定(第5圖的方塊14f)。
在判定回授等化之情況下，前饋及回授等化器係數的數目可類似地基於該通道窗外能量γ2 及/或通道延遲分佈(延遲擴展)γ3 的估計值，以及該等通道零點在該z平面中的位置γ4 (第5圖的方塊14g)。
在方塊等化情況下的等化器係數的更新頻率，或者在適應性等化情況下的係數步階大小可以在通道非穩定性程度或時間選擇性的一估計值之基礎上，例如透過一通道Doppler擴展的一估計值γ1 來選定(第5圖的方塊14h)。
等化器延遲可以在由該等通道零點在該z平面中的位置γ4 推導出的通道相位特性的一估計值的基礎上被選定(第5圖的方塊14i)。
現在參見第6圖，第6圖是說明根據該等估計的通道條件選擇一特定等化演算法則的一示意圖。雖然下述順序表示本發明一有用的實施例，但要瞭解的是任何其他順序可被用來實現對該適當的等化器演算法則的選擇。
第6圖中的第6a層表示對一線性或非線性等化器結構的選擇。用以在一線性或非線性等化器之間作選擇的一準則可以基於，例如通道零點在該z平面的位置γ4 。此外，此選擇可以取決於特定的傳輸條件。例如，在一HSDPA系統中，使用一判定回授等化器可被限制於使用者被分配得到大部分的下行鏈路功率這一條件，其決定可被用於判定回授的該下行鏈路信號的該部分而不需要對其他使用者的資料作出判定。
第6圖中的第6b層表示對鮑間隔或分數間隔等化器結構的選擇。這個選擇可以根據，例如該等通道零點在該z平面中的位置γ4 來作出，且應該考慮過度傳輸頻寬量(發射及接收濾波器的衰減因數)。
明白的是，鮑間隔或分數間隔設計都可以與該線性或非線性選擇中的任一個一起使用。
第6圖中的第6c層表示對等化器成本函數的選擇，尤其是在最小均方誤差(MMSE)準則、最小平方(LS)準則、逼零(ZF)準則，或者基於一不同成本的一準則之間的選擇。可被用於在這些準則之間進行選擇的參數包括該信號對擾動比的一估計值或者表示該擾動之統計分佈的其他參數。例如，可使用該ZF準則來為高信號對擾動比獲取可接受的性能。另一方面，在存在非高斯擾動的情況下，相對於一MMSE等化器而言，使用一LS等化器是較佳的。
第6圖中的第6d層表示在等化器區塊處理或一分接頭適應規則之實施方案間的選擇。在這兩個策略間的選擇可以根據通道非穩定性程度或時間選擇性，例如經由一通道Doppler擴展的一估計值γ1 來作出。
例如，區塊處理在1997年5月於美國亞利桑那州鳳凰城舉行的IEEE運輸工具技術會議之論文集第1卷第203-207頁內A. Klein所著的“Data Detection Algorithms Specially Designed for the Downlink of CDMA Mobile Radio Systems”中被提及。2001年6月於芬蘭赫爾辛基市舉行的IEEE國際通訊會議之論文集第6卷第1974-1979頁內K. Hooli、M. Latva-aho及M. Juntti所著的“Performance Evaluation of Adaptive Chip-level Channel Equalizers in WCDMA Downlink”中提到一適應性演算法則。
現在將描述可被用於以上的一蜂巢格幾何估計技術的一範例。
第7圖是一無線蜂巢式網路的一示意圖。多個相鄰的蜂巢格被說明，以六角形顯示，但是將容易瞭解的是它們可以是任何形狀。一基地台B1被顯示為服務於蜂巢格C1，且潛在地干擾分別由基地台B2、B3、...、B7所服務的蜂巢格C2、C3、...、C7。將容易瞭解的是，可以有大量的基地台及蜂巢格，且此等基地台可以為任何數目的蜂巢格服務(包括一個)。
一行動終端機使用者設備UE被顯示在蜂巢格C1中。如以上所提及的，該UE具有用於無線信號的一發射器及一接收器。該UE想要接收的主要信號被標示為I o(1) 來表示來自該基地台B1的下行鏈路通道。在一WCDMA系統中，在一己給定的蜂巢格上，不同的實體通道使用獨立的展頻序列在碼域中被多工化(如例如在2006年3月3GPP規格“Technical Specification Group Radio Access Network;Spreading and Modulation(FDD)”,TS 25.213中所描述的OVFS碼)。在使用正交展頻碼字的情況下，原始資料符號則藉由解展頻可以在接收器處被有效地分開。自該基地台B1發射的複合信號由藉由乘以對於該蜂巢格是唯一的(至少在本地)一偽隨機拌碼而進一步修改的此等實體通道的疊加組成。此複合信號在通過如下一傳輸通道以後在該使用者設備UE被接收：如果明顯的多徑分量存在，則該傳輸通道導致產生多接取干擾(MAI)的一正交性損失。該已接收信號遭附加的熱雜訊及來自其他蜂巢格的傳輸(例如I o(2) 及I o(3) )而進一步惡化。由於缺乏同步及不同的拌碼的使用，此等干擾信號與所需要的蜂巢格傳輸不正交。
下面，我們用I or 表示在該基地台處所需要蜂巢格的總發射下行鏈路功率，且定義為該UE處所需要蜂巢格的已接收下行鏈路功率，且定義為該UE處該等干擾蜂巢格的已接收功率加熱雜訊。
該寬頻CDMA系統中的每一蜂巢格在一固定的OVSF碼上傳送被稱為共用的引導通道(CPIPH)的一特定的恆定功率下行鏈路通道(如例如在2005年12月3GPP規格“Technical Specification Group Radio Access Network；Physical Channels and Mapping of Transport Channels onto Physical Channels(FDD)”，TS 25.211中所討論)。該CPICH以一固定的、預先決定的資料型樣被傳送，且可被用於通道估計及信號對干擾比(SIR)估計。
第8圖是顯示一種提議的幾何估計演算法則中的步驟的一示意流程圖。
在步驟S10，該等已接收CPICH符號遭受解展頻/解拌碼。在一WCDMA接收器中，存在一種用於耙指追蹤/管理的機制，藉此多個指部被分配給明顯的多徑分量。對於每一多徑分量或指部而言，因為CPICH資料是已知的，所以一通道估計h l (l =0、...、L 0 -1，其中，L 0 是多徑通道係數的總數目)可從該等已解展頻CPICH符號導出，如步驟S12所表示。
在下面的討論中，大量使用最強大的耙指，即與具有最高功率的已估計通道分接頭的通道延遲相對應的那一個，且該指部在步驟S13被選擇。然而，將容易瞭解的是，還有其他可能的實施方案，該等可能的實施方案可包括使用較多個或所有有關的通道延遲或指部，及甚至在與一耙式接收器沒有任何連接的情況下基於該等通道係數的估計值的實施方案。
在步驟S14，正交因數β被估計。該正交因數β給出與MAI之間的關係。它以下面的方式被建立：
給定一通道估計值h l ，l =0、...、L 0 -1，其中，L 0 是指部的總數目，用i 表示該最強大的指部的索引，我們定義該正交因數 β i 為
，即作為被該最強大的指部感知為干擾的通道功率與該總通道功率之比。
在步驟S15，對解拌碼/解展頻以後的雜訊加干擾的一估計被做出。雖然用步驟S15表示，但這可以與步驟S14同時或先於步驟S14被完成，且再一次基於步驟S13中該已選定指部或多個指部。這可以以下面的方式被完成。
由於來自通過該多徑通道以後的該所需要的蜂巢格的該已接收信號的非正交成分，加上來自其他蜂巢格的該等已接收信號以及熱雜訊，該等已接收信號被干擾損壞。如果我們將我們的注意力限制於在最強大的指部上遭解展頻的該等CPICH符號上接收的干擾，則該量藉由下式給出
為了估計該干擾的程度，我們計算在該最強大的指部的該等CPICH符號上的雜訊功率之方差
其中，S i,k 表示該最強大的指部上的第k 個解展頻CPICH符號。
根據以上方程式，在步驟S15中，藉由計算該序列S i,k 的樣本均值及樣本方差，該等已解展頻CPICH符號的統計均值及方差被估計。然而，該方法可被擴展而使用不同的均值及方差估計器。
步驟S16執行對該總輸入功率的一估計。這是在解展頻之前的該複合的已接收片碼序列之基礎上，對該量的直接估計。該步驟可使用用於自動增益控制(AGC)計算的該等已接收信號樣本。
步驟S17表示組合該等以上參數以估計該等量I oc 及/或 or /I oc (或其倒數)。這就是所需要的對該蜂巢格幾何的一估計值。對蜂巢格間干擾I oc 的估計值被實現如下：
I oc 及從步驟S16導出的，我們還可以計算對的一估計值，例如為
或者，可選擇地，對的一估計值為
要注意，可能期望過濾以上的量來獲得可靠的估計。
就步驟S15而言，用以計算E {s i,k }的平均週期的選擇可根據該使用者設備(行動終端機)移動時之速度來做出。對於低的行動速度，即慢時變通道而言，該CPICH符號估計可藉由使用較長的平均週期來改善。然而，對於與快速時變傳播通道相對應的高的行動速度而言，如果該平均週期太長，則該CPICH符號估計將落後於它的實際值，因而降級該幾何估計。
可能不期望連續地執行該等幾何估計計算，取而代之的是選擇該計算應該執行時所處之區間。較佳地，該等區間應該被選擇以避免自動增益控制值被調整的時間，及避免由來自任何非正交蜂巢格內的傳輸(諸如該WCDMA網路中的同步通道)的干擾引起的幾何估計上的任何偏差。
4．．．開關
5．．．輸入/控制輸入
6．．．處理路徑
7．．．耙式接收器
7a-7b．．．耙指部
8．．．處理路徑
9．．．解拌器/解展頻器
10．．．通道參數估計功能/方塊
11．．．加權功能
12．．．耙式/等化接收器選擇功能
13．．．加法器
14．．．等化器參數選擇功能
14a-14i．．．方塊
15．．．輸出路徑
16．．．等化接收器/晶片級等化器/方塊
18．．．等化器演算法則選擇功能
19．．．等化接收器/等化器
20．．．天線
21a-21b．．．解拌器/解展頻器
22．．．處理器
23．．．輸出路徑
24．．．指令記憶體
25．．．輸出開關
26．．．資料記憶體
27．．．線路
30．．．資料傳送引擎
32．．．RF(射頻)/IF(中頻)級/方塊
第1圖是一無線通訊裝置的一示意方塊圖；
第2圖是顯示一耙式接收器處理與一等化器處理之間的選擇之一方塊圖；
第3圖是處理功能的一示意方塊圖；
第4圖是用於選擇一處理功能的一系列步驟的一示意圖；
第5圖是用以選擇一組等化器參數的一示意方塊圖；
第6圖是用以選擇等化器演算法則的一示意方塊圖；
第7圖是一無線蜂巢式網路的一示意圖；及
第8圖是顯示一種估計蜂巢格幾何的方法的操作的一示意流程圖。
10．．．通道參數估計功能/方塊
12．．．耙式/等化接收器選擇功能
14．．．等化器參數選擇功能
16．．．等化接收器/晶片級等化器/方塊
17．．．輸入
18．．．等化器演算法則選擇功能

Claims (13)

  1. 一種處理無線通訊系統中經由通道在接收器所接收的信號之數位樣本的方法，該方法包含監測通道條件且選擇多個處理常式的一常式，該等多個處理常式係以程式碼序列之形式保持在一指令記憶體中，用以基於該等通道條件處理該等數位樣本，該方法之特徵在於：藉由執行下列一些或所有步驟來產生包含多個通道參數的一通道指示符：(a)估計指示該通道之移動性程度的一通道參數，且將該估計值與至少一個移動性臨界值作比較；(b)估計指示該通道在一預先定義的時間窗之外的能量的一通道參數，且將該估計值與至少一個窗外能量臨界值作比較；(c)估計指示通道響應的持續時間及通道長度及通道延遲分佈中的至少一個的一通道參數，且確定該已估計持續時間或通道長度或延遲分佈是否滿足預先決定的準則；(d)估計指示通道零點在z-平面中的位置的一通道參數，且確定該等通道零點的位置是否滿足預先決定的準則；(e)估計指示該已接收信號的一信號對擾動功率比的一通道參數，且將該已估計之信號對擾動功率比與至少一個信號對擾動功率比臨界值作比較以提供該通道指示符，其中指出一信號對擾動功率比之該通道參數係指出一無線蜂巢式網路中之胞元幾何；及(f)透過輸入擾動在其間可被認為近於恆定的時間區 間的一估計值，估計指示接收器輸入處之擾動的非穩定性程度的一通道參數，其中處理常式係基於該通道指示符選擇；其中步驟(a)、(b)、(c)、(d)及(e)係以任何特定順序進行，以在一耙式接收器功能與一等化功能之間選擇。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其包含提供給一選擇常式的步驟，該選擇常式在以一處理器執行時執行該選擇步驟。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中該指令記憶體保有用以接收該等數位樣本且產生用於資料解碼的可靠性值的處理功能。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中，該等處理功能包括一耙式接收器功能及一等化功能。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中，該等處理功能包括多個等化功能，每一功能實施一不同的等化演算法則。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中，該等多個處理常式包括由不同的等化參數可實施的一等化功能，該等參數被選擇藉以選擇該等多個處理常式中的一個。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中，如果該通道之已估計非穩定性程度超過一非穩定性臨界值，或如果該通道之該窗以外的已估計能量超過一窗外能量臨界值，或如果該已估計通道長度或該已估計延遲分佈滿足該預先決定的準則，或如果該等通道零點的位置滿足預先決定的準則，或如果該已估計之信號對擾動功率比或該已指出之胞元幾何低於一指定的臨界值，選擇利用一耙式接收器功能處理該等數位樣本，且如果不，則選擇 由該等化功能處理該等數位樣本。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，指示該通道之移動性程度的該通道參數表示該通道的非穩定性程度或時間選擇性。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中，指示該通道之移動性程度的該通道參數是對通道都卜勒(Doppler)擴展的一估計值。
  10. 一種用以處理無線通訊系統中所發送的數位樣本的接收器，該接收器包含：用以監測通道條件之裝置；用以根據多個處理常式中之一常式來處理該等數位樣本的一處理器；用以採程式碼序列形式保有該等處理常式的一指令記憶體；該接收器之特徵在於：用以藉由執行下列一些或所有動作來產生包含多個通道參數的一通道指示符的裝置：(a)估計指示該通道之移動性程度的一通道參數，且將該估計值與至少一個移動性臨界值作比較；(b)估計指示該通道在一預先定義的時間窗之外的能量的一通道參數，且將該估計值與至少一個窗外能量臨界值作比較；(c)估計指示通道響應的持續時間及通道長度及通道延遲分佈中的至少一個的一通道參數，且確定該已估計持續時間或通道長度或延遲分佈是否滿足預先決定的準則； (d)估計指示通道零點在z-平面中的位置的一通道參數，且確定該等通道零點的位置是否滿足預先決定的準則；(ee)估計指示該已接收信號的一信號對擾動功率比的一通道參數，且將該已估計之信號對擾動功率比與至少一個信號對擾動功率比臨界值作比較以提供該通道指示符，其中指出一信號對擾動功率比之該通道參數係指出一無線蜂巢式網路中之胞元幾何；及(f)透過輸入擾動在其間可被認為近於恆定的時間區間的一估計值，估計指示接收器輸入處之擾動的非穩定性程度的一通道參數；其中該處理器係配置來實現一選擇常式，其中該通道指示符被提供給該選擇常式，用以選擇該等多個處理常式中的一個；其中步驟(a)、(b)、(c)、(d)及(e)係以任何特定順序進行，以在一耙式接收器功能與一等化功能之間選擇。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之接收器，其中，該用以監測通道條件且產生一通道指示符的裝置係由該處理器實施。
  12. 一種用在無線通訊系統中的行動終端機，其包含：一無線介面，用以接收一信號且提供數位樣本；及如申請專利範圍第10或11項所述之一接收器，用以處理該等數位樣本。
  13. 一種電腦程式產品，其包含：體現在一非暫時性電腦可讀媒體中之程式碼構件，其在以一處理器執行時，執行如申請專利範圍第1項所述之方法之步驟。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201001389D0 (en) * 2010-01-28 2010-03-17 Icera Inc A radio receiver in a wireless communication system
GB0721427D0 (en) * 2007-10-31 2007-12-12 Icera Inc Processing signals in a wireless newtwork
GB0721425D0 (en) 2007-10-31 2007-12-12 Icera Inc Processing digital sampels in a wireless receiver
US9191059B2 (en) * 2007-10-31 2015-11-17 Icera Inc. Processing digital samples in a wireless receiver
GB2487226B (en) * 2011-01-14 2017-03-08 Nvidia Tech Uk Ltd Equalisation of a signal received over a wireless channel
GB2487225B (en) * 2011-01-14 2017-12-06 Nvidia Tech Uk Limited Receiving an input signal over a channel of a wireless network
EP2671324B1 (en) 2011-02-01 2015-07-01 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (PUBL) Configuration of wireless receiver
US20120327976A1 (en) * 2011-06-21 2012-12-27 Sairamesh Nammi Method and Apparatus for Implementing Hybrid Rake/Equalizer Receiver for Spread Spectrum Systems
US9319249B2 (en) * 2014-08-27 2016-04-19 eTopus Technology Inc. Receiver for high speed communication channel

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030095508A1 (en) * 2001-11-21 2003-05-22 Tamer Kadous Rate selection for an OFDM system
WO2007107805A1 (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Nokia Corporation Method for operating a software radio receiver and software radio receiver

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6333953B1 (en) 1997-07-21 2001-12-25 Ericsson Inc. System and methods for selecting an appropriate detection technique in a radiocommunication system
US6252915B1 (en) * 1998-09-09 2001-06-26 Qualcomm Incorporated System and method for gaining control of individual narrowband channels using a wideband power measurement
US7082174B1 (en) * 2000-07-24 2006-07-25 Qualcomm, Incorporated Method and apparatus for processing a modulated signal using an equalizer and a rake receiver
US6832080B1 (en) 2000-09-12 2004-12-14 Ericsson, Inc. Apparatus for and method of adapting a radio receiver using control functions
US6901243B2 (en) * 2001-11-08 2005-05-31 Qualcomm, Incorporated Method and apparatus for mitigating adjacent channel interference in a wireless communication system
EP1359674A1 (en) 2002-04-10 2003-11-05 Mitsubishi Electric Information Technology Centre Europe Receiver comprising a demodulator for processing modulated digital data
GB2395625B (en) * 2002-11-20 2005-01-12 Toshiba Res Europ Ltd Reduced power consumption signal processing methods and apparatus
JP3816450B2 (ja) * 2003-02-18 2006-08-30 Ｋｄｄｉ株式会社 送信機及び受信機
US7224714B1 (en) * 2003-04-25 2007-05-29 Hellosoft, Inc. Method and apparatus for channel characterization in direct sequence spread spectrum based wireless communication systems
US7646802B2 (en) * 2003-06-02 2010-01-12 Qualcomm Incorporated Communication receiver with hybrid equalizer
JP4375337B2 (ja) * 2004-02-12 2009-12-02 日本電気株式会社 移動通信システム及びそれに用いる無線装置
US7480356B2 (en) 2004-12-08 2009-01-20 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Method of and system for path selection in rich multipath conditions
US20070076791A1 (en) * 2005-07-26 2007-04-05 Interdigital Technology Corporation Approximate cholesky decomposition-based block linear equalizer
US20070054692A1 (en) * 2005-09-08 2007-03-08 Junhong Nie Methods and apparatus to perform noise estimation for frequency-domain equalizers
US7746970B2 (en) * 2005-11-15 2010-06-29 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for filtering noisy estimates to reduce estimation errors
US7899134B2 (en) * 2006-09-26 2011-03-01 Qualcomm, Incorporated Dynamic demodulator selection based on channel quality
US8594171B2 (en) * 2006-12-14 2013-11-26 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for operating a diversity receiver with an equalizer and a rake receiver
JP5231762B2 (ja) 2007-07-02 2013-07-10 富士通株式会社 受信機及び受信処理方法
GB201001389D0 (en) 2010-01-28 2010-03-17 Icera Inc A radio receiver in a wireless communication system
GB0721429D0 (en) * 2007-10-31 2007-12-12 Icera Inc Processing signals in a wireless communications environment
US8577304B2 (en) * 2007-10-31 2013-11-05 Icera, Inc. Synchronous CDMA communication system
GB0721425D0 (en) 2007-10-31 2007-12-12 Icera Inc Processing digital sampels in a wireless receiver
GB0721426D0 (en) 2007-10-31 2007-12-12 Icera Inc A radio receiver in a wireless communications system
GB0721424D0 (en) * 2007-10-31 2007-12-12 Icera Inc A radio receiver in a wireless communications system
US9191059B2 (en) 2007-10-31 2015-11-17 Icera Inc. Processing digital samples in a wireless receiver
US8798214B2 (en) 2007-11-14 2014-08-05 Qualcomm Incorporated Minimum finger low-power demodulator for wireless communication
GB0724419D0 (en) * 2007-12-14 2008-01-30 Icera Inc Power control in a wireless communication system
GB0806064D0 (en) * 2008-04-03 2008-05-14 Icera Inc Equalisation processing
US8842781B2 (en) * 2010-02-15 2014-09-23 Intel Mobile Communications GmbH Device and method for selecting a path from an estimated delay profile of a radio signal
KR20120037134A (ko) * 2010-10-11 2012-04-19 삼성전자주식회사 이동통신 시스템의 하향링크 수신 장치 및 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030095508A1 (en) * 2001-11-21 2003-05-22 Tamer Kadous Rate selection for an OFDM system
WO2007107805A1 (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Nokia Corporation Method for operating a software radio receiver and software radio receiver

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Eric Hardouin, Jean-Marie Chaufray, and Thierry Clessienne,"Environment-Adaptive Receivers: A Performance Prediction Approach", IEEE, International Conference on Communications (ICC'06), vol. 12, June 2006, pp. 5709-5714. *

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Publication number Publication date
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