專利名稱：管理多路徑信號的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及數(shù)字通信領(lǐng)域，準(zhǔn)確地說，涉及對將由帶多路解調(diào)器的接收機(jī)解調(diào)的多路徑信號進(jìn)行管理的裝置和方法。本說明書討論了用于帶多路解調(diào)器的接收機(jī)的管理多路徑信號的方法與裝置。
參見關(guān)于先有技術(shù)的

圖1A，圖中示出在常規(guī)的基站與移動電話機(jī)之間的多路徑信號傳播。常規(guī)基站104發(fā)射信號至移動臺，例如移動電話機(jī)102。一般，該信號包含用以識別基站的導(dǎo)頻信息，以及如話音內(nèi)容等數(shù)據(jù)信息。不受干擾地直接發(fā)射給移動電話機(jī)102的信號可提供最強(qiáng)的信號，如第一信號106a。但是，如果考慮到基站104發(fā)射信號的功率限制以及信號可能附著的噪聲，就需要改善移動電話機(jī)所接收信號的功率與信噪比。
常規(guī)的方法是將所述發(fā)射信號的經(jīng)由不同路徑到達(dá)移動裝置102的各部分組合起來。多路徑是由自然和人為障礙造成的，例如使原始信號偏轉(zhuǎn)的建筑物108、山丘110、地面112等。由于經(jīng)過這些其他信號通過的路徑，從基站104傳輸至移動電話機(jī)102的易受同步與噪聲影響的數(shù)據(jù)中固有地出現(xiàn)時(shí)間延遲和性能惡化。但是，為給移動電話機(jī)提供盡可能強(qiáng)的信號，可以將來自這些路徑中的兩個(gè)或兩個(gè)以上的信號、例如來自路徑106a-106d的信號組合。但是，為了有效的組合和解調(diào)多路徑信號，需要一種方法從移動電話機(jī)接收的所有多路徑信號中挑選最值得選取的候選信號。
傳送的信號的訛誤可分為兩類慢變信道減損和快速衰落變化。慢變信道減損來自諸如對數(shù)正態(tài)衰落或因運(yùn)動或阻礙造成的陰影損耗(圖1A給出的即為這方面的先有技術(shù)示例)或慢衰落等因素。較慢的變化，如亞赫茲(sub Hz)變化，實(shí)際上決定著信道的“可用性”。與此形成對比的是，快速衰落變化只影響所接收的波形結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)以及消息內(nèi)錯(cuò)誤的相互關(guān)系。因此，需要一種方法來有效地選擇那些影響解調(diào)條件的信號的性質(zhì)。
參見有關(guān)先有技術(shù)的圖1B，圖中示出兩條常規(guī)的多路徑信號強(qiáng)度曲線。曲線圖100b的橫軸122表示時(shí)間，縱軸120表示信噪比(SNR)，如導(dǎo)頻Ec/Io比。第三多路徑信號106c與第四多路徑信號106d為移動電話機(jī)102所接收的多路徑信號的示例。常規(guī)方法一般選擇將具有最高信噪比的多路徑信號組合。例如，在時(shí)間間隔A124a中粗黑線代表的第四多路徑信號106d比第三多路徑信號106c具有更高的信噪比，假定這兩個(gè)信號具有相同的噪聲級。但是，在時(shí)間間隔B124b虛線代表的第三多路徑信號106c具有較高的信噪比。倘若上述兩個(gè)多路徑信號的信噪比較為接近，選擇將哪一個(gè)信號提供給解調(diào)器時(shí)便會猶豫不決。
這種猶豫不定是一種稱為“系統(tǒng)顛簸”的狀態(tài)。系統(tǒng)顛簸的不利之處是需占用大量的系統(tǒng)資源，如處理器操作。在系統(tǒng)顛簸過程中，因不斷進(jìn)行把多個(gè)解調(diào)器分配和重新分配給不同的多路徑信號的操作，處理器可能過載。此外，系統(tǒng)顛簸可能是移動電話機(jī)102輸出信號的品質(zhì)降級，因?yàn)檫@種轉(zhuǎn)換操作可能造成數(shù)據(jù)丟失或聲頻干擾，或者可能引入等待時(shí)間效應(yīng)(latency effcts)。結(jié)果，需要一種方法選擇最佳的多路徑信號用于信號組合，同時(shí)避免上述系統(tǒng)顛簸的影響。
總之，需要用來改進(jìn)數(shù)字通信的容量、保真度和性能的裝置和方法。更具體地說，就是需要一種方法改善在移動電話機(jī)處接收的信號的功率與信噪比。特別是，需要這樣一種方法，用以從移動電話機(jī)中接收的不同的多路徑中選擇最值得選取的候選路徑，以進(jìn)行后續(xù)的解調(diào)與組合操作。此外，還需要一種方法選擇用于組合的最佳多路徑信號，以避免系統(tǒng)顛簸之不良影響。
公開本公開提供一種方法與一種裝置，用以改善數(shù)字通信的容量、保真度與性能。更具體地說，本公開提供一種改善移動電話機(jī)處接收的信號的功率與信噪比的方法。本公開提供這樣一種有益的方法，用以從移動電話機(jī)中接收的不同的多路徑中選擇最值得選取的候選路徑，以進(jìn)行后續(xù)的解調(diào)與組合操作。此外，本公開在不存在系統(tǒng)顛簸的有害影響的情況下實(shí)施所述方法。
在一個(gè)實(shí)施例中，本公開詳述了一種包括多個(gè)步驟的方法。其第一步驟是，在無線電通信設(shè)備處接收多路徑信號。接著，由無線電通信設(shè)備的搜索器部分對多路徑信號進(jìn)行搜索。要求所述多路徑信號具有足以進(jìn)行解調(diào)的信號強(qiáng)度。然后，確定所獲取的一個(gè)多路徑信號的信噪比與到達(dá)時(shí)間。該無線通信設(shè)備存儲有關(guān)到達(dá)時(shí)間、SNR值以及每個(gè)多路徑信號的發(fā)射基站的信息，所述的每個(gè)多路徑信號均已在一多路徑列表中，在該列表中所述多路徑信號分為多個(gè)狀態(tài)類型。如果基于到達(dá)時(shí)間所獲取的多路徑信號跟多路徑列表中現(xiàn)有的多路徑信號之一同等，那么，一旦確定所獲取的多路徑的到達(dá)時(shí)間與信噪比，多路徑列表中的到達(dá)時(shí)間與SNR值就被更新。如果基于到達(dá)時(shí)間、所獲取的多路徑信號不能跟多路徑列表中現(xiàn)有的任何一個(gè)多路徑信號相匹配，那么，該所獲取的多路徑信號被看作新發(fā)現(xiàn)的多路徑信號，按其信噪比分入多個(gè)狀態(tài)類型之一?；谒阉鳒y量結(jié)果，多路徑列表中的多路徑信號被從多個(gè)可能的狀態(tài)類型中的一個(gè)狀態(tài)移到另一狀態(tài)。最后，按照其狀態(tài)，對該獲取的一種多路徑信號做出評價(jià)，以進(jìn)行解調(diào)操作。
所獲取的多路徑信號可具有如下狀態(tài)類型臨時(shí)狀態(tài)、潛在狀態(tài)與指派狀態(tài)。低品質(zhì)的信號被分入臨時(shí)狀態(tài)，中等品質(zhì)的信號被分入潛在狀態(tài)，而高品質(zhì)的信號則被分入指派狀態(tài)。信號的品質(zhì)根據(jù)是否滿足某些性能閾值加以確定。所述閾值包括功率與SNR值和/或一種臨時(shí)閾值例如保持該功率或SNR值的時(shí)段。被分入指派狀態(tài)的信號首先被選取進(jìn)行解調(diào)，因?yàn)樗鼈兤焚|(zhì)最優(yōu)。若無被分入指派狀態(tài)的信號，則有一批等候的潛在狀態(tài)的信號可被立即指派給解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)，這樣就可避免先有技術(shù)中存在的等待時(shí)間問題。利用這種做法，本公開描述了按照其歷史性能分入狀態(tài)類型的一批潛在狀態(tài)信號。至此，本公開討論了利用給多路徑信號分類的狀態(tài)環(huán)境克服先有技術(shù)信號選擇中的系統(tǒng)顛簸問題。
在另一個(gè)實(shí)施例中，本公開詳述了一種通信設(shè)備，它具有收發(fā)信機(jī)、搜索器、接收機(jī)、處理器以及計(jì)算機(jī)可讀存儲器，全部互相連接。該通信設(shè)備的存儲器部分包括程序指令，當(dāng)通過處理器執(zhí)行時(shí)，這些指令實(shí)現(xiàn)上述的在通信設(shè)備中管理多路徑信號解調(diào)器的方法。
閱讀了下文中對最佳實(shí)施例的詳細(xì)描述并參照附圖，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將對本公開中所討論的各個(gè)方面與各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)有明晰的了解。
先有技術(shù)圖1A示出了常規(guī)基站與移動電話機(jī)之間的多路徑信號傳播。
先有技術(shù)圖1B是兩種常規(guī)多路徑信號強(qiáng)度相對于時(shí)間的曲線圖。
圖2為依據(jù)一個(gè)公開的實(shí)施例的用于管理多路徑信號的通信設(shè)備的原理圖。
圖3為依據(jù)一個(gè)公開的實(shí)施例的作為示例的加上時(shí)間閾值與SNR閾值的多路徑信號的曲線圖。
圖4為依據(jù)公開的實(shí)施例的可對多路徑信號進(jìn)行分類的狀態(tài)程序圖。
圖5為依據(jù)公開的實(shí)施例的用于管理通信設(shè)備中的多路徑信號的過程的流程圖。
后面詳述的一些部分，例如對一些進(jìn)程的描述，是通過過程、邏輯模塊、處理及其他的符號表示來呈現(xiàn)的，這些符號表示代表對計(jì)算機(jī)或數(shù)字系統(tǒng)存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)位的運(yùn)算或?qū)νㄐ旁O(shè)備內(nèi)的信號的操作。這些描述和表示是數(shù)字通信領(lǐng)域的專家之間工作交流中用以傳達(dá)實(shí)質(zhì)內(nèi)容的極有效的手段。過程、邏輯模塊、進(jìn)程等在本說明書中一般地應(yīng)理解為導(dǎo)致所希望結(jié)果的自洽的步驟或指令序列。這些步驟為一些需對物理量執(zhí)行實(shí)際操作的步驟。雖然未必這樣，通常這些實(shí)際操作采取能夠在通信設(shè)備或處理器中存儲、傳遞、比較及作其他操作的電或磁信號的形式。為了方便并與通常用法一致，對于本公開，這些信號指位、值、單元、符號、字符、項(xiàng)、數(shù)字等。
但應(yīng)記住，所有下列用詞應(yīng)被理解為指某項(xiàng)實(shí)際操作與物理量，只是為了便于表達(dá)，應(yīng)結(jié)合本技術(shù)領(lǐng)域的通常用法進(jìn)行理解。除非在以下討論中明確地另作特別說明，在本公開討論中通篇使用的諸如“接收”(“receiving”)、“獲取”(“acquiring”)、“確定”(“determining”)、“歸類”(“categorizing”)、“提供”(“providing”)、“使能”(“enabling”)等詞，意指通信設(shè)備或類似的電子計(jì)算設(shè)備中操作與變換數(shù)據(jù)的動作或過程。所述數(shù)據(jù)代表通信設(shè)備或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的寄存器與存儲器中的物理(電子)量，并可被變換為同樣代表通信設(shè)備或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的寄存器與存儲器或其他這類信息存儲、傳送或顯示設(shè)備中的物理量的其他數(shù)據(jù)。
下面參考圖2，其中示出依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用以管理多路徑信號的通信設(shè)備的原理圖。通信設(shè)備200，例如移動臺或移動電話機(jī)，包括固件210和硬件220兩個(gè)通用部分。固件部分210包括處理器214與存儲器216，它們通過總線202互相連接。
圖2中的硬件部分220包括天線202、收發(fā)信機(jī)204、搜索器224與分離多徑接收機(jī)226。天線202跟收發(fā)信機(jī)204相連，收發(fā)信機(jī)204繼而又跟搜索器224與分離多經(jīng)接收機(jī)226相連。搜索器224與分離多徑接收機(jī)226均連接到處理器214與存儲器216。分離多徑接收機(jī)226包括多個(gè)解調(diào)路徑(也被稱為解調(diào)指針(demodulating finger)或解調(diào)器)221-223。每個(gè)解調(diào)指針221-223都連接于收發(fā)信機(jī)204，以基于到達(dá)時(shí)間獨(dú)立地識別與解調(diào)各自的多路徑信號。分離多徑接收機(jī)連接于后續(xù)的本技術(shù)領(lǐng)域熟知用于進(jìn)一步信號處理的硬件(圖2中未示出)。解調(diào)指針的輸出通過組合器225相干組合，以產(chǎn)生最大的信噪比。利用硬件220與固件210的組合，本公開提供有效而靈活的多路徑信號管理，以有效地利用解調(diào)器(詳見后述)。
下面參考圖3，其中示出根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的加上時(shí)間閾值與SNR閾值的多路徑信號的曲線圖。曲線圖300的橫軸表示時(shí)間322，縱軸表示SNR 320(若假定噪聲級不變，也可用來表示信號功率)。圖中所示的第四多路徑信號106d為作為示例的某段時(shí)間的信號描述。第一SNR閾值(即多路徑接收閾值(T_ACCEPT)326)代表這樣的閾值，由于該閾值的原因，所述多路徑管理將考慮給所討論的多路徑信號施加多路徑ACCEPT操作。與T_ACCEPT326閾值一起，本實(shí)施例還示出關(guān)于接收(N_ACCEPT)322的測量次數(shù)閾值，該值代表時(shí)間閾值，在該值期間所述信號的信噪比必須保持在T_ACCEPT以上，其中，在N_ACCEPT期間的連續(xù)多次搜索器測量中，該多路徑信號的信號強(qiáng)度均在T_ACCEPT以上。如圖3所示，第四多路徑信號106d未能在時(shí)間間隔3343滿足這兩個(gè)閾值。但是，第四多路徑信號106d在時(shí)間間隔1341確實(shí)滿足了這兩個(gè)閾值。盡管本實(shí)施例既用SNR閾值又用時(shí)間閾值來判定多路徑ACCEPT操作適合所述多路徑信號，但是本發(fā)明也很適合只使用SNR閾值的場合。
圖3中還示出了第二SNR閾值多路徑拒絕閾值(T_REJECT)328，其所代表的是這樣的閾值，由于該閾值，多路徑管理將考慮對所討論的多路徑信號施行REJECT操作。本實(shí)施例還與(T_REJECT)328閾值一起，示出關(guān)于拒絕(N_REJECT)閾值324的測量次數(shù)閾值，該值代表時(shí)間閾值，在該閾值范圍內(nèi)該信號的強(qiáng)度必須保持在T_REJECT以下，以進(jìn)行多路徑REJECT操作。如圖3所示，第四多路徑信號106d在時(shí)間間隔2342滿足這兩個(gè)閾值。本說明書描述了，利用用以判定是否接受和/或拒絕多路徑信號進(jìn)入解調(diào)與組合操作的時(shí)間閾值，本公開描述了為信號評價(jià)提供低通濾波的過程。本公開還描述了，通過這種方式限制對噪聲信號的不必要的指派操作的速率以及對一個(gè)僅有擾動、但卻較強(qiáng)的多路徑信號進(jìn)行的不必要的解調(diào)指針重新指派操作的速率，從而不致造成系統(tǒng)顛簸。盡管本實(shí)施例既用SNR閾值又用時(shí)間閾值來判定是否將多路徑ACCEPT操作分配給多路徑信號，但是本發(fā)明也很適合只使用SNR閾值的場合。
圖4為依據(jù)一個(gè)實(shí)施例的狀態(tài)程序圖，其中可以對多路徑信號進(jìn)行歸類處理。狀態(tài)程序圖400示出三種狀態(tài)臨時(shí)狀態(tài)402、潛在狀態(tài)404和指派狀態(tài)406。這些狀態(tài)被配置在一個(gè)分層結(jié)構(gòu)中，其中臨時(shí)狀態(tài)402為最低層狀態(tài)，潛在狀態(tài)404為次高層狀態(tài)，而指派狀態(tài)406為最高層狀態(tài)。盡管本實(shí)施例中示出三種狀態(tài)，但是實(shí)際可以采用任何層次結(jié)構(gòu)中的任何數(shù)量的狀態(tài)。在本實(shí)施例中，給每個(gè)歸類為指派狀態(tài)的多路徑信號分配解調(diào)指針，于是使該多路徑信號能被解調(diào)。相反，使歸入指派狀態(tài)以外任何狀態(tài)的多路徑信號不能被解調(diào)，但可保持一段時(shí)間以便進(jìn)行性能評價(jià)，因此為解調(diào)操作提供了未來的候選信號。
通過使更多的多路徑信號跟臨時(shí)或潛在狀態(tài)相關(guān)聯(lián)，本說明書描述了迅速提供可用于解調(diào)的高品質(zhì)信號的方法。這樣就避免了一些以往經(jīng)常遇到的、為可用解調(diào)指針尋找信號的調(diào)度問題?？傊闪罡卸鄠€(gè)狀態(tài)相關(guān)聯(lián)信號的數(shù)量遠(yuǎn)大于分離多徑接收機(jī)的可用解調(diào)指針的數(shù)量。這樣，就形成了一連串可用多路徑信號的隊(duì)列，這將使大量不同的信號處理問題得到解決。
圖4還示出了如何將多路徑信號歸類，例如，將信號升級至一些特定狀態(tài)和從一些特定狀態(tài)降級。標(biāo)示“升級420”的列提供了這樣的進(jìn)程，在該列中多路徑信號可被升級或歸類至某狀態(tài)。相反地，標(biāo)示“降級440”的列提供了將多路徑信號從某個(gè)狀態(tài)降級的進(jìn)程。盡管本實(shí)施例提供了將某個(gè)信號歸類于某狀態(tài)的特定進(jìn)程，但是實(shí)際上有各種適合于特定應(yīng)用的進(jìn)程與方法可供采用。
本實(shí)施例的狀態(tài)分配進(jìn)程(升級列420)始于通信設(shè)備硬件部分462的搜索器信號輸入420。圖2給出了實(shí)現(xiàn)輸入420的硬件實(shí)施例，其中天線202、收發(fā)信機(jī)204與搜索器共同提供多路徑信號(信號)。
本實(shí)施例的步驟422詢問信號是否有高于搜索器設(shè)立的預(yù)定閾值T_USE的SNR。閾值T_USE用以保證被解調(diào)信號具有足夠的信號強(qiáng)度。如果信號具有高于閾值T_USE的SNR，則進(jìn)程便進(jìn)入步驟426。另一種可能是，如果信號沒有高于閾值T_USE的SNR，則信號就被拒絕而按步驟450執(zhí)行。搜索器測量其信號強(qiáng)度大于T_USE的多路徑信號的到達(dá)時(shí)間。如果該多路徑信號的到達(dá)時(shí)間不跟多路徑表中的任何多路徑信號匹配，則該多路徑信號便被認(rèn)作為新的多路徑信號。
本實(shí)施例的步驟424詢問是否該新的多路徑信號有大于閾值T_ACCEPT的SNR。如果該新的多路徑信號確有大于閾值T_ACCEPT的SNR，則所述進(jìn)程進(jìn)入步驟426。另一種可能，如果該新的多路徑信號沒有大于閾值T_ACCEPT的SNR，則該新的多路徑信號就被拒絕而按步驟450執(zhí)行。
本實(shí)施例的步驟426詢問是否該新的多路徑信號確為一個(gè)新的導(dǎo)頻，例如來自新基站的具有新的導(dǎo)頻標(biāo)識的信號。如果該新的多路徑信號為新的導(dǎo)頻，則所述進(jìn)程將該新的多路徑信號歸入潛在狀態(tài)404。對于新基站的這種特別處理可產(chǎn)生更好的信元分集增益(celldiversity gain)。另一方面，如果該新的多路徑信號不是新的導(dǎo)頻，則所述進(jìn)程將該新的多路徑信號歸入臨時(shí)狀態(tài)402。
如果搜索結(jié)果中的多路徑信號的到達(dá)時(shí)間跟多路徑列表中的一個(gè)多路徑信號的到達(dá)時(shí)間匹配，則多路徑列表中的該到達(dá)時(shí)間與信噪比便被更新。這樣的更新過程一直繼續(xù)，直至來自同一基站的所有多路徑信號的到達(dá)時(shí)間與SNR被更新。這樣的更新過程一旦完成，便進(jìn)入如下的信號歸類的其余步驟。
在本實(shí)施例的步驟428，被歸入臨時(shí)狀態(tài)402的信號在后續(xù)的搜索器操作中被核查，以確定該信號的SNR是否保持T_ACCEPT以上，該信號本身滿足在一個(gè)時(shí)間閾值期間的SNR閾值，例如N_ACCEPT期間的連續(xù)SNR測量值。如果該信號滿足步驟428的N_ACCEPT閾值，則該信號被歸入潛在狀態(tài)404。另一方面，如果該信號不滿足N_ACCEPT閾值，則該信號被保持在臨時(shí)狀態(tài)402。在一個(gè)實(shí)施例中，用圖3中的信號性能舉例說明步驟432。信號106d的間隔3343與1341均滿足T_ACCEPT326閾值，但只有間隔1342滿足N_ACCEPT322閾值。結(jié)果，在對應(yīng)于間隔3343的期間，信號106d便被歸入臨時(shí)狀態(tài)402；而在對應(yīng)于間隔1341的期間，信號106d被歸入潛在狀態(tài)404。
在本實(shí)施例的步驟430中，通過詢問確定是否有解調(diào)指針未被啟動且可用于解調(diào)。在一個(gè)實(shí)施例中，通過使圖2所示的分離多徑接收機(jī)226中的一個(gè)解調(diào)指針可用于某一多路徑信號解調(diào)來實(shí)施步驟430。如果有解調(diào)指針可用，則將最初被歸入潛在狀態(tài)404的信號分入指派狀態(tài)406，從而該多路徑信號被執(zhí)行解調(diào)(即，將某一解調(diào)指針分配給該多路徑信號)。但是，如果無解調(diào)指針可用，則所述進(jìn)程進(jìn)入步驟432。
在本實(shí)施例的步驟432中，通過詢問確定是否所述信號同時(shí)滿足T_COMP與N_COMP閾值。T_COMP閾值代表“比較”裕度閾值，通過該閾值，一個(gè)被歸入潛在狀態(tài)404的信號要被升級至指派狀態(tài)，必須超過在指派狀態(tài)中的另一信號的SNR。所述比較裕度閾值還包括時(shí)間閾值(N_COMP連續(xù)SNR測量)，在該閾值期間T_COMP閾值得到滿足。如果一個(gè)歸入潛在狀態(tài)404的信號的正在進(jìn)行的SNR性能高于在指派狀態(tài)406中的某一多路徑信號的SNR、且高出程度為N_COMP連續(xù)測量期間的T_COMP，那么該歸入潛在狀態(tài)404的信號被升級至指派狀態(tài)406，而原來歸入指派狀態(tài)406的信號被降級至潛在狀態(tài)。如果有兩個(gè)信號在指派狀態(tài)與潛在狀態(tài)之間發(fā)生切換，則解調(diào)指針被從一個(gè)多路徑信號再分配給另一信號。另一方面，如果信號的SNR差不滿足T_COMP與N_COMP的要求，則該二信號仍保持歸類于原狀態(tài)。設(shè)置這兩個(gè)閾值的目的在于，只允許一個(gè)歸入指派狀態(tài)406的信號被一個(gè)在一段期間其性能始終顯著優(yōu)越的信號所取代。這種處理可避免性能非常接近的信號之間的連續(xù)狀態(tài)切換(如系統(tǒng)顛簸)。本發(fā)明非常適合采用分布范圍大的T_COMP與N_COMP值，可適用于特定應(yīng)用。例如，T_COMP與N_COMP可靜態(tài)地基于T_ACCEPT與N_ACCEPT，或動態(tài)地基于歸入指派狀態(tài)406信號的實(shí)際SNR值確定。
降級列440中示出的本實(shí)施例的狀態(tài)降級進(jìn)程始于對已歸入狀態(tài)402-406的信號的性能評價(jià)。步驟442詢問在時(shí)間閾值期間、例如在N REJECT的連續(xù)SNR測量期間，該信號的SNR是否小于REJECT閾值、例如圖2所示的多路徑REJECT閾值。如果歸入狀態(tài)406的信號的進(jìn)行中SNR性能低于滿足N_ACCEPT閾值的T_REJECT，則該信號被從指派狀態(tài)406降級，并在步驟450被拒絕。另一方面，如果歸入指派狀態(tài)402的信號的進(jìn)行中的SNR性能在N_REJECT連續(xù)測量期間不低于T_REJECT，則該信號被保持歸于指派狀態(tài)406。如果一個(gè)信號從指派狀態(tài)406降級，則解調(diào)指針被打開或被重新分配，使步驟430可以確定是否能將歸于潛在狀態(tài)404的信號歸入高一級的指派狀態(tài)406。
步驟444提供了一種類似于步驟442的處理。在步驟444中，通過詢問確定信號的SNR在N_REJECT連續(xù)的SNR測量期間是否小于T_REJECT、例如小于多路徑REJECT閾值。如果一個(gè)已歸入潛在狀態(tài)404的信號在連續(xù)的SNR測量期間具有小于T_REJECT閾值的進(jìn)行中的SNR性能，則該信號被從潛在狀態(tài)404降級，并在步驟450被拒絕。另一方面，如果一個(gè)已歸入潛在狀態(tài)404的信號在N_REJECT連續(xù)的測量期間具有不小于T_REJECT的進(jìn)行中的SNR性能，則該信號保持歸屬于潛在狀態(tài)404。
步驟446提供了一種類似于步驟442的處理，但沒有時(shí)間閾值判據(jù)。在步驟446中，通過詢問確定信號的SNR是否小于T_ACCEPT。如果一個(gè)已歸入臨時(shí)狀態(tài)402的信號具有小于T的進(jìn)行中SNR性能，則該信號被從臨時(shí)狀態(tài)402降級，并在步驟450被拒絕。另一方面，如果一個(gè)已歸入臨時(shí)狀態(tài)402的信號具有不小于T_ACCEPT的進(jìn)行中SNR性能，則該信號保持歸屬于臨時(shí)狀態(tài)402。
在一個(gè)實(shí)施例中，可利用在適當(dāng)閾值得到滿足時(shí)啟動的各種定時(shí)器或計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)在進(jìn)程400中使用的時(shí)間閾值。本實(shí)施例保持用于每個(gè)跟潛在狀態(tài)與指派狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的多路徑信號的單獨(dú)的計(jì)時(shí)器，如步驟442和步驟444所要求的那樣。因此，例如，在通信設(shè)備200的硬件部分220中實(shí)現(xiàn)的多路徑REJECT計(jì)時(shí)器可用來估計(jì)長期衰落信道的衰落持續(xù)時(shí)間。該計(jì)時(shí)器在多路徑拒絕閾值滿足時(shí)(例如當(dāng)多路徑信號的性能降至閾值T_REJECT以下時(shí))被啟動，并且如果該多路徑信號超過閾值T_REJECT，則又被復(fù)位并禁用。為適應(yīng)一些零閾值設(shè)置的需要，可為該計(jì)時(shí)器建立各種默認(rèn)值與失效值。
將信號進(jìn)行狀態(tài)歸類的進(jìn)程，如圖4所示的將信號升級與降級，在本實(shí)施例中經(jīng)由固件210執(zhí)行，如圖2所示。即，狀態(tài)可被記錄于通信設(shè)備200的存儲器216的RAM部分218中。通過采用固件，可以把管理解調(diào)指針的本發(fā)明快捷、簡單地修改成適合于特定應(yīng)用、諸如連續(xù)的顯影顯像(continuing development discoveries)。信號的歸類可通過各種各樣的方法實(shí)現(xiàn)，諸如采用標(biāo)志或給狀態(tài)分配存儲寄存器等方法。
下面參考圖5，圖中示出依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于通信設(shè)備中的多路徑信號管理的進(jìn)程的流程圖。通過進(jìn)程5000這一實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種方法，用以從在移動電話機(jī)中接收的全部不同的多路徑中選擇最值得選取的候選路徑用于后續(xù)的解調(diào)與組合操作，從而可避免系統(tǒng)顛簸的不利影響。盡管本實(shí)施例把進(jìn)程5000應(yīng)用于CDMA數(shù)字通信系統(tǒng)中，但是，本發(fā)明也可應(yīng)用于任何需要時(shí)間跟蹤的通信系統(tǒng)。并且，本發(fā)明對用于遠(yuǎn)程通信的移動式裝置與基站均適用。
進(jìn)程5000開始于步驟5002。在本實(shí)施例的步驟5002中，在通信設(shè)備處接收多路徑信號。在一個(gè)實(shí)施例中，通過圖2所示的固件220實(shí)現(xiàn)步驟5002。在一個(gè)實(shí)施例中，通過圖2所示的天線202與收發(fā)信機(jī)204接收例如先有技術(shù)圖1A所示的多路徑信號。在步驟5002之后，進(jìn)程5000進(jìn)入步驟5004。
在本實(shí)施例的步驟5004中，根據(jù)到達(dá)時(shí)間與信號強(qiáng)度獲取多路徑信號中的一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，此步驟通過圖2所示的通信設(shè)備200的搜索器部分224加以實(shí)現(xiàn)，這在本領(lǐng)域是眾所周知的。在步驟5004之后，進(jìn)程5000進(jìn)入步驟5006。
在本實(shí)施例的步驟5006中，確定關(guān)于所獲取的多路徑信號的SNR值。在一個(gè)實(shí)施例中，通過圖2所示的通信設(shè)備200的搜索器部分224連同固件210一起實(shí)現(xiàn)步驟5006，這在本領(lǐng)域是眾所周知的。盡管本實(shí)施例利用SNR來確定所獲取多路徑信號的品質(zhì)，但是本發(fā)明非常適合利用另外的基準(zhǔn)。在步驟5006之后，進(jìn)程5000進(jìn)入步驟5008。
在本實(shí)施例的步驟5008中，評價(jià)獲取的多路徑信號以便將其歸入多個(gè)狀態(tài)之一。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟5006通過圖2所示的通信設(shè)備200的固件部分210實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)程400用以評價(jià)信號的狀態(tài)歸類。但是，本發(fā)明非常適合于利用各種各樣的方法與判據(jù)對信號進(jìn)行評價(jià)，將其歸入某個(gè)狀態(tài)。
在本實(shí)施例的步驟5010中，通過詢問確定信號的狀態(tài)是否可被容許進(jìn)入解調(diào)。如果所獲取的多路徑信號的狀態(tài)可被容許進(jìn)入解調(diào)，則進(jìn)程5000進(jìn)入步驟4012。另一方面，如果所獲取的多路徑信號的狀態(tài)不能進(jìn)入解調(diào)，則進(jìn)程5000結(jié)束。
在本實(shí)施例的步驟5012中，提供用于解調(diào)操作的多路徑信號。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟5012通過圖2所示的通信設(shè)備的固件部分210與硬件部分220實(shí)現(xiàn)。具體地說，從固件2120將對所獲取的多路徑信號的定時(shí)要求提供給通信設(shè)備200的分離多徑接收機(jī)226的解調(diào)指針、例如221-223中的一個(gè)，以便啟動對該多路徑信號的解調(diào)。在步驟5012之后，進(jìn)程5000進(jìn)入步驟5014。
進(jìn)程5000可被重復(fù)，以便適應(yīng)多個(gè)重要的時(shí)間因子。在一個(gè)實(shí)施例中，可用于解調(diào)的指派狀態(tài)與潛在狀態(tài)信號的有效集內(nèi)的導(dǎo)頻，可在一次訪問中被采樣。在另一個(gè)實(shí)施例中，在一個(gè)搜索周期內(nèi)這些導(dǎo)頻可被多次訪問，每次訪問測量該有效集內(nèi)的全部或若干導(dǎo)頻。為了保證該有效集的最小搜索速率，移動臺有一個(gè)用于有效集的周期性搜索定時(shí)器，使得每個(gè)周期對有效集內(nèi)所有導(dǎo)頻的強(qiáng)度與偽噪聲(PN)相位至少搜索一次。
關(guān)于用于進(jìn)程300的存儲器222中所存的步驟與數(shù)據(jù)的許多指令，由處理器220執(zhí)行。本實(shí)施例的存儲器可為如只讀存儲器(ROM)那樣的永久存儲器或隨機(jī)存儲器(RAM)那樣的臨時(shí)存儲器。存儲器216可為任何類型的可存放程序指令的存儲器，諸如硬盤、CD ROM或快速存儲器。還有，處理器214可為現(xiàn)有的系統(tǒng)處理器或?qū)Ｓ玫臄?shù)字信號處理器(DSP)。另一種選擇是，可用微控制器或其他狀態(tài)機(jī)來實(shí)施指令。
由于進(jìn)程5000中所示的解調(diào)指針管理進(jìn)程使用作為軟件存入的數(shù)據(jù)，所以本發(fā)明可提供動態(tài)的管理。例如，用于進(jìn)程5000的閾值可被存在存儲器中。因此，在一個(gè)實(shí)施例中它們的值可被改動。閾值可被編程存入存儲器216的ROM218b或RAM218a部分。閾值可在設(shè)備制造時(shí)通過指令與數(shù)據(jù)來設(shè)置或改變，也可在用戶使用中傳遞給該設(shè)備。
盡管本實(shí)施例的進(jìn)程5000給出了特定的步驟序列與步驟數(shù)目，但是本發(fā)明也可適用于其他的實(shí)施例。例如并不是所有進(jìn)程5000中的步驟都是本發(fā)明所要求的。在給出的實(shí)施例中也可增加步驟。同樣的，步驟序列可根據(jù)具體應(yīng)用進(jìn)行修改。并且，盡管進(jìn)程5000表現(xiàn)為單串行進(jìn)程，但是實(shí)際也用一個(gè)連續(xù)或并行進(jìn)程的形式加以實(shí)現(xiàn)。例如，在第一個(gè)多路徑信號的完成步驟4012之后進(jìn)程5000可不進(jìn)入結(jié)束步驟，而返回到第二個(gè)多路徑信號的開始步驟。
如圖2所示，進(jìn)程5000各步驟的許多指令以及來自這些步驟的數(shù)據(jù)輸入與輸出，通過存儲器216和處理器214來實(shí)現(xiàn)。本實(shí)施例的存儲器216可為如只讀存儲器(ROM)218b那樣的永久存儲器或隨機(jī)存儲器(RAM)218a那樣的臨時(shí)存儲器。存儲器216可為任何類型的可存放程序指令的存儲器，諸如硬盤、CD ROM或快速存儲器。還有，處理器214可以或者是專用的控制器、現(xiàn)有的系統(tǒng)處理器或者是專用的數(shù)字信號處理器(DSP)。另一種選擇是，可用某種形式的狀態(tài)機(jī)來實(shí)施指令。
通過文中給出的實(shí)施例，本公開有效地提供用以改善無線數(shù)字通信的容量、保真度與性能的方法與裝置。特別提供了一種改善移動電話機(jī)信號的方法，即對一個(gè)多狀態(tài)列表中的多路徑信號進(jìn)行管理的方法，所述多狀態(tài)使靈活而有效的解調(diào)指針分配與重新分配成為可能。此外，還公開了這樣一種方法，即從移動電話機(jī)所接收的所有不同多路徑中選取最有價(jià)值的候選多路徑，用以進(jìn)行后續(xù)的解調(diào)與組合操作。該方法的實(shí)施可有效地消除系統(tǒng)顛簸或數(shù)據(jù)丟失等有害影響。
前面對特定實(shí)施例所作的描述，其目的僅在于說明。描述這些實(shí)施例不是為了毫無遺漏地全面包容，也不是為了將本發(fā)明限定于所公開的精確類型；顯然，依據(jù)上文給出的思路，有可能實(shí)施許多改型與變型。文中選用的實(shí)施例，只是為了有效地解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，以使本領(lǐng)域的其他專家更好地利用本發(fā)明以及各種經(jīng)修改的、適合所設(shè)想的具體應(yīng)用的實(shí)施例。本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書及其他等效文件規(guī)定。
權(quán)利要求
1.一種多路徑信號管理方法，所述多路徑信號處于具有多個(gè)解調(diào)器和一個(gè)或多個(gè)搜索器的無線通信接收設(shè)備的多路徑列表中的多種狀態(tài)，所述方法包括下列步驟a)在所述無線通信接收設(shè)備上接收所述多路徑信號；b)在所述無線通信接收設(shè)備的所述搜索器上尋找具有足夠信號強(qiáng)度、適合解調(diào)的所述多路徑信號；c)測量所述多路徑信號之一的到達(dá)時(shí)間；d)測量所述多路徑信號之一的信噪比(SNR)；e)如果根據(jù)所述到達(dá)時(shí)間認(rèn)為所述多路徑信號之一與所述多路徑列表中現(xiàn)有的多路徑信號之一為同一信號，則用所述到達(dá)時(shí)間與所述信噪比更新所述多路徑列表；f)識別新發(fā)現(xiàn)的多路徑信號并基于所述信噪比對所述新發(fā)現(xiàn)的多路徑信號之一進(jìn)行評價(jià)，以便將其歸入多種狀態(tài)之一；g)基于所述信噪比評價(jià)所述現(xiàn)有的多路徑信號之一，以便將所述多路徑信號從所述多種狀態(tài)中的一種狀態(tài)移到另一種狀態(tài)；h)基于其狀態(tài)有選擇地為解調(diào)操作提供所述多路徑信號之一；i)基于所述信噪比而有選擇地將所述多路徑信號之一從所述多路徑列表中剔除；j)重復(fù)所述步驟c)至i)，以便對步驟b)中找到的全部所述多路徑信號進(jìn)行處理。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述無線通信接收設(shè)備包括適合于搜索所述多路徑信號的所述一個(gè)或多個(gè)搜索器中的一個(gè)搜索器；所述多個(gè)解調(diào)器中的一組解調(diào)器；連接到所述搜索器的處理器；以及連接到所述處理器的計(jì)算機(jī)可讀存儲裝置，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲裝置包括存儲于其中的程序指令，所述程序指令通過所述處理器執(zhí)行并令所述處理器實(shí)施所述方法的所述各步驟。
3.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述方法通過計(jì)算機(jī)可讀媒體執(zhí)行，所述計(jì)算機(jī)可讀媒體中包含用以使電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)所述方法的計(jì)算機(jī)可讀代碼。
4.權(quán)利要求1、2或3中所述的方法，其特征在于所述多種狀態(tài)包括三個(gè)層次狀態(tài)。
5.權(quán)利要求1、2或3中所述的方法，其特征在于所述多種狀態(tài)包括指派狀態(tài)，跟所述指派狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的信號用于有效的解調(diào)操作。
6.權(quán)利要求1、2或3中所述的方法，其特征在于所述多種狀態(tài)包括潛在狀態(tài)，跟所述潛在狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的信號不現(xiàn)行地用于有效的解調(diào)操作，但可能成為以后的解調(diào)操作的候選信號。
7.權(quán)利要求1、2或3中所述的方法，其特征在于所述多個(gè)狀態(tài)包括臨時(shí)狀態(tài)，跟所述臨時(shí)狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的信號不現(xiàn)行地用于有效的解調(diào)操作，但在以后的評價(jià)中可能成為歸入潛在狀態(tài)的候選信號。
8.權(quán)利要求1、2或3中所述的方法，其特征在于根據(jù)所述多路徑信號之一的所述SNR值、按照步驟d)、f)和g)對所述多路徑信號之一進(jìn)行狀態(tài)歸類。
9.權(quán)利要求1、2或3中所述的方法，其特征在于隨所述多路徑信號之一的所述SNR值高于預(yù)定的閾值的時(shí)段而定、按照步驟d)、f)與g)對所述多路徑信號之一進(jìn)行狀態(tài)歸類。
10.權(quán)利要求1、2或3中所述的方法，其特征在于根據(jù)所述多路徑信號之一的所述SNR值高于預(yù)定的閾值的測量次數(shù)、按照步驟d)、f)與g)對所述多路徑信號之一進(jìn)行狀態(tài)歸類。
11.權(quán)利要求1、2或3中所述的方法，其特征在于根據(jù)所述多路徑信號之一的所述SNR值低于第二預(yù)定的閾值的時(shí)段、按照步驟i)拒絕所述多路徑信號之一。
12.權(quán)利要求1、2或3中所述的方法，其特征在于根據(jù)所述多路徑信號之一的所述SNR值低于第二預(yù)定的閾值的測量次數(shù)、按照步驟i)拒絕所述多路徑信號之一。
13.權(quán)利要求5中所述的方法，其特征在于還包括如下步驟k)如果所述多路徑信號之一被歸入所述指派狀態(tài)，則使所述多路徑信號之一能用于所述解調(diào)操作；以及l(fā))如果所述多路徑信號之一被拒絕，則禁止對所述多路徑信號之一能進(jìn)行所述解調(diào)操作。
14.權(quán)利要求1、2或3中所述的方法，其特征在于在一段時(shí)間內(nèi)有序地重復(fù)所述步驟a)至h)，以便提供大量的多路徑信號，其數(shù)量等于或大于所述無線通信設(shè)備的解調(diào)器的數(shù)量。
15.權(quán)利要求1、2或3中所述的方法，其特征在于所述方法用于管理無線通信接收設(shè)備中的多路徑信號，所述無線通信接收設(shè)備在碼分多址正向鏈路中從多個(gè)基站接收信號。
全文摘要
一種管理將由具有多個(gè)解調(diào)器的接收機(jī)解調(diào)的多路徑信號的方法。該方法包括以下步驟在無線通信接收設(shè)備上接收多路徑信號；尋找具有足夠信號強(qiáng)度、適合解調(diào)的多路徑信號；和測量多路徑信號之一的到達(dá)時(shí)間。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中還詳述了測量多路徑信號之一的信噪比(SNR)；如果根據(jù)到達(dá)時(shí)間認(rèn)為所述多路徑信號跟多路徑列表中存在的多路徑信號之一為同一信號，則用到達(dá)時(shí)間與信噪比更新多路徑列表；識別新發(fā)現(xiàn)的多路徑信號并基于信噪比對新發(fā)現(xiàn)的多路徑信號之一進(jìn)行評價(jià)，以便將其歸入多種狀態(tài)中的一種狀態(tài)。此外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括基于信噪比評價(jià)所述多路徑信號之一，以便將該多路徑信號從多種狀態(tài)中的一種狀態(tài)移到另一種狀態(tài)；基于其狀態(tài)有選擇地為解調(diào)操作提供多路徑信號之一；基于信噪比有選擇地將多路徑信號之一從多路徑列表中剔除；將上述操作步驟重復(fù)若干次以便處理所發(fā)現(xiàn)的全部多路徑信號。
文檔編號H04B1/707GK1478328SQ00806267
公開日2004年2月25日 申請日期2000年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月17日
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