專利名稱：一種信干比測量方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線移動通信系統(tǒng)，尤其涉及第三代移動通信系統(tǒng)的一種信干比(SIR)測量的修正、改進、優(yōu)化的方法與裝置。
在碼分多址(CDMA)系統(tǒng)中，所有用戶采用碼分復(fù)用的多址方式進行通信，即所有用戶在相同時間、相同頻段發(fā)射和接收信號。每一用戶發(fā)射的信號都會對其他用戶產(chǎn)生干擾，即通常所說的多址干擾。所以，基站接收到的來自較近移動臺的信號能量很可能淹沒來自較遠移動臺的信號，產(chǎn)生所謂的“遠近效應(yīng)”。
多用戶同時通信產(chǎn)生的多址干擾的影響，使得CDMA系統(tǒng)中的功率控制顯得尤其重要。通常，功率控制的目標是使基站接收到的每個移動臺的信號功率相等，而不論各移動臺到基站的距離遠近。這種控制方法類似于很多人在房間里交談時，房間很擁擠，大家都在同時不停的講話，所以噪音越來越大。這時，講話者為了讓對方聽清自己的聲音，不得不提高音量?？墒?，這樣做的同時卻增加了對其他發(fā)言者的干擾，其他人為了讓別人聽清楚自己講話，也不得不一再加大音量，這將導(dǎo)致所謂的功率攀升現(xiàn)象。如此下去，房間里的噪音將越來越大，最后必將導(dǎo)致整個通信系統(tǒng)的崩潰，房間里面進行交流的人們再也沒辦法繼續(xù)交流。
從上述的例子可以形象地看出，在CDMA通信系統(tǒng)中，功率是非常寶貴的系統(tǒng)資源，功率控制的優(yōu)劣直接影響著系統(tǒng)容量?？梢酝ㄟ^功率控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)各移動臺發(fā)射機的發(fā)射功率，以使期望通信鏈路的功率保持在最低水平、同時系統(tǒng)內(nèi)期望的信號質(zhì)量和多址干擾維持在可接受的范圍，從而保證整個通信系統(tǒng)的容量最大。
CDMA系統(tǒng)中的多用戶通信可以視為白噪聲信道環(huán)境，其中任一移動終端所發(fā)信號對于其他移動終端而言都是干擾，所以，系統(tǒng)中用戶數(shù)的增加就等價于噪聲功率的增加，某一小區(qū)同時通信的用戶數(shù)(即容量)依賴于達到期望信號質(zhì)量時所需的SIR。
在功率控制時，為了控制并監(jiān)視無線鏈路的通信質(zhì)量，接收機需要測量接收信號的信噪比(SNR)或信干比(SIR)，并根據(jù)SIR測量值動態(tài)調(diào)節(jié)上下行相應(yīng)發(fā)射機的發(fā)射功率。閉環(huán)功率控制步驟中，功率控制字的變化以信噪比為依據(jù)，因而，測量SIR的準確度和反應(yīng)能力直接決定著功率控制的成敗。
為保證系統(tǒng)容量，進行可靠的多用戶通信，進行精細、可靠的功率控制是CDMA系統(tǒng)不可或缺的功能單元。而進行功率控制的基本依據(jù)是接收信干比(SIR)，所以，SIR測量的有效性直接決定著功率控制的成敗。然而，現(xiàn)有的SIR測量方法存在一個問題，即把SIR測量模塊獨立于接收機的其他硬件處理部分，僅僅是從SIR測量算法本身的角度出發(fā)進行相關(guān)分析、處理和實現(xiàn)，而對于SIR測量模塊適應(yīng)實際系統(tǒng)硬件接收部分的能力未作深入分析和進一步探討。但在SIR測量時一個不可回避的問題是SIR測量模塊必須適應(yīng)其自身所在接收機子系統(tǒng)的接收特性，才可能給出更為精確、可靠、有效的測量結(jié)果。
對現(xiàn)有專利有關(guān)SIR測量方法評述如下美國專利5566165中在對功率控制的論述中，論及SIR的測量方法問題，但只是泛泛而談，沒有具體說明，實用意義不大。
美國專利6028894利用SIR的各當前測量值對前一值的相對關(guān)系來修正最終測量結(jié)果的方法。這種方法也僅僅是從相鄰兩個連續(xù)測量值間的相對關(guān)系出發(fā)對SIR測量進行處理，而沒有考慮實際通信系統(tǒng)的具體環(huán)境。
美國專利6032026談到了在快衰落、站間干擾或噪聲環(huán)境下，精確的SIR測量方法。其中，主要采用了多址消除的方法，主旨思想是基于多用戶檢測中的干擾消除，該方法本身有一定先進性，但實現(xiàn)復(fù)雜度較高，實用價值不高。
美國專利6034952中提出的SIR測量方法，談到了利用接收信號的導(dǎo)頻符號估計信號傳播路徑的傳遞函數(shù)，并將傳遞函數(shù)的估計值用于SIR測量。文中論述的方法有一定道理，但其中未給出信道傳遞函數(shù)的具體估計方法，可操作性較差。
美國專利6128494中論述了對SIR測量值進行濾波的思想。但是，其中的信號濾波系數(shù)是固定的，所以對信道環(huán)境的適應(yīng)能力較差。而且，文中的相關(guān)論述所針對的處理對象是模擬信號，對于目前先進的數(shù)字通信系統(tǒng)而言，可操作性較差。
美國專利6292519提及一種在傳統(tǒng)的SIR測量基礎(chǔ)上，對SIR測量結(jié)果采用查表或求反函數(shù)進行修正的方法。該方法僅對某一特定的業(yè)務(wù)或環(huán)境可能有效，而對實際接收機硬件子系統(tǒng)的適應(yīng)能力較差。
美國專利6330432提出一種根據(jù)對于Doppler帶寬的估計進行SIR測量控制的方法。其中，依據(jù)相關(guān)函數(shù)估計Doppler帶寬。這種方法比較新穎，但運用相關(guān)函數(shù)求解Doppler帶寬的方法運算量較大，硬件實現(xiàn)的復(fù)雜度較高。
本發(fā)明另一個要解決的技術(shù)問題是，提供一種信干比測量裝置，能夠很好地適應(yīng)實際系統(tǒng)硬件接收子系統(tǒng)的處理能力，對SIR測量飽和段和線性段的不同特點，采取對應(yīng)措施實現(xiàn)對SIR測量結(jié)果的矯正，進而保證在整個測量范圍內(nèi)有精確的SIR測量結(jié)果。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的，構(gòu)造一種信干比測量方法，包括以下步驟1)按照一定的時隙格式提取信號；2)針對不同的信號計算所述提取信號的信號功率；3)選擇不同的濾波因子對所述信號功率進行濾波，得到其估計值；4)利用上述得到的信號功率估計值，計算信干比的時隙測量值；5)結(jié)合實際接收硬件子系統(tǒng)的接收特性，對上述測量值進行修正；6)按照設(shè)定的測量周期，對修正后的測量值進行統(tǒng)計平均，得到測量周期內(nèi)的信干比測量值；其特征在于所述步驟(3)包括以下步驟3.1)根據(jù)期望信號功率與干擾信號功率的不同的功率計算結(jié)果，選擇計算所得的期望信號濾波因子和干擾信號濾波因子；3.2)分別對計算得到的期望信號功率和干擾信號功率進行濾波；所述步驟(5)包括以下步驟用連續(xù)修正法修正所述信干比的步驟和(或)用離散修正法修正所述信干比的步驟。
在上述按照本發(fā)明提供的信干比測量方法中，所述步驟(2)包括以下步驟2.1)對當前時隙內(nèi)接收的導(dǎo)頻信號進行統(tǒng)計平均；2.2)對統(tǒng)計結(jié)果作平方運算，得到期望信號功率；2.3)計算當前時隙內(nèi)接收導(dǎo)頻信號的方差，得到干擾信號功率。
在上述按照本發(fā)明提供的信干比測量方法中，還包括以下步驟接收機的信噪傳遞特性較好時，選擇采取連續(xù)修正法修正所述信干比的步驟，否則采用離散修正法修正所述信干比的步驟。
在上述按照本發(fā)明提供的信干比測量方法中，所述用連續(xù)修正法修正所述信干比包括以下步驟5.1a)按規(guī)定格式發(fā)送信號和噪聲給接收機；5.2a)根據(jù)測量儀器的設(shè)置，計算輸入到接收機的實際信干比；5.3a)記錄接收端信干比測量模塊輸出的測量值；5.4a)對測量數(shù)據(jù)和真實數(shù)據(jù)進行曲線擬合，得到接收機對于信干比的傳遞函數(shù)；5.5a)再用測量得到的接收信干比傳遞函數(shù)矯正信干比測量單元輸出的信干比測量值，從而得到修正后的信干比測量結(jié)果。
在上述按照本發(fā)明提供的信干比測量方法中，所述用離散修正法修正所述信干比包括以下步驟5.1b)通過測量儀器參照標準規(guī)定的方式發(fā)送信號和干擾；5.2b)根據(jù)測量儀器的設(shè)置，計算輸入到接收機的實際信干比；5.3b)在每一種設(shè)置下，記錄所測量得到的信干比值；5.4b)利用信干比測量值與真實值間的對應(yīng)關(guān)系作映射表；5.5b)用測量得到的接收信干比傳遞映射表校正信干比測量模塊輸出的信干比測量值，從而得到修正后的信干比測量結(jié)果。
本發(fā)明另一技術(shù)問題這樣解決，構(gòu)造一種信干比測量裝置，包括按照一定時隙格式提取導(dǎo)頻信號的提取單元；根據(jù)提取單元的輸出分別檢測及計算期望信號功率和干擾信號功率的期望信號功率檢測單元和干擾信號功率檢測單元，分別對所述檢測單元輸出信號進行濾波的信號濾波單元和干擾濾波單元；根據(jù)所述濾波單元輸出的信號和干擾功率估計值，計算信干比的時隙測量值的數(shù)據(jù)導(dǎo)出單元；對數(shù)據(jù)導(dǎo)出單元給出的測量值進行修正的測量值修正單元；以及用于對修正后的測量值進行統(tǒng)計平均，得到測量周期內(nèi)的信干比測量值的統(tǒng)計處理單元；所述測量值修正單元包括曲線擬合修正單元、離散查表修正單元以及決策單元，所述決策單元用于在檢測到接收機信干比傳遞特性線性度較好時，選擇所述曲線擬合修正單元進行信干比測量值修正，否則選擇所述離散查表修正單元對信干比測量值修正的決策單元。
在上述按照本發(fā)明提供的信干比測量裝置中，所述信號濾波單元包括信號濾波因子Alpha生成單元，所述干擾濾波單元包括干擾濾波因子Beta生成單元。
在上述按照本發(fā)明提供的信干比測量裝置中，所述信號濾波因子Alpha為2的整數(shù)次冪，所述干擾濾波因子Beta為2的整數(shù)次冪。
在上述按照本發(fā)明提供的信干比測量裝置中，所述信號濾波單元還包括對前一時隙進行延遲的延遲單元、對所述延遲單元輸出延遲信號進行1-信號濾波因子Alpha加權(quán)的乘法器以及對當前時隙信號進行信號濾波因子Alpha加權(quán)的乘法器以及將所述兩個乘法器輸出進行求和的加法器。
在上述按照本發(fā)明提供的信干比測量裝置中，所述干擾濾波單元還包括對前一時隙進行延遲的延遲單元、對所述延遲單元輸出延遲信號進行1-干擾濾波因子Beta加權(quán)的乘法器以及對當前時隙信號進行干擾濾波因子Beta加權(quán)的乘法器以及將所述兩個乘法器輸出進行求和的加法器。
實施按照本發(fā)明提供的信干比測量方法和裝置，由于對傳統(tǒng)的信干比(SIR)測量方法進行了改進，使得SIR測量部分能夠更好地適應(yīng)實際系統(tǒng)硬件接收子系統(tǒng)的處理能力，同時由于本發(fā)明充分考慮到實際接收硬件子系統(tǒng)和SIR測量算法等相關(guān)處理對接收信噪比的影響，針對SIR測量飽和段和線性段的不同特點，提出了連續(xù)矯正和離散矯正兩種測量修正方法。通過對SIR測量結(jié)果進行適當矯正，可以保證SIR測量結(jié)果在整個測量范圍內(nèi)(包括飽和段和線性段)都給出更為精確的測量結(jié)果，能夠為功率控制等無線資源管理提供更為詳實、可靠的依據(jù)。
計算當前時隙內(nèi)接收導(dǎo)頻信號的方差即為干擾信號功率。具體地說，就是先對時隙內(nèi)的接收導(dǎo)頻信號進行平方運算，然后作統(tǒng)計平均處理，再減去上述得到的期望信號功率，即Min(n)=1kΣi=1k{[I(i)]2+[Q(i)]2}-Msig(n)]]>其中，I(i)和Q(i)分別為用于SIR測量的DPCCH導(dǎo)頻符號；k為當前時隙的導(dǎo)頻符號數(shù)；Msig(n)為當前時隙的期望信號功率；Min(n)為當前時隙的干擾信號功率。
3、信號功率和干擾功率的濾波包括選擇不同的濾波因子對信號功率進行濾波，得到它們的估計值，即根據(jù)期望信號功率與干擾信號功率的不同的功率計算結(jié)果，選擇計算所得的期望信號濾波因子和干擾信號濾波因子；分別對計算得到的期望信號功率和干擾信號功率進行濾波；具體就是采用一個經(jīng)計算所得合適的信號濾波因子對計算得到的期望信號功率進行濾波，得到期望信號功率的估計值。這里所進行的濾波是基于信息論對于隨機步驟的論述，也就是說對于信號的描述本身應(yīng)該是一個長期步驟，這樣才可能反映信號的統(tǒng)計特性。通過綜合利用多個時隙的接收信號信息，可以更為科學(xué)、準確的反映信號作為一個隨機步驟的統(tǒng)計特性，即Sig(n)＝(1-αsig)Sig(n-1)+αsigMsig(n)其中，αsig為信號濾波因子；Msig(n)為當前時隙的期望信號功率；Sig(n-1)為經(jīng)信號濾波的前一時隙期望信號功率；Sig(n)為經(jīng)信號濾波的當前時隙期望信號功率。
4、數(shù)據(jù)導(dǎo)出利用上述信號的功率估計值，計算信干比的時隙測量值；具體就是利用檢測到的期望信號功率估計值和干擾信號功率估計值，計算得到SIR的時隙測量值，即sir＝10*log(信號功率(mw)/干擾功率(mw))＝信號功率(dBm)—干擾功率(dBm)5、測量修正結(jié)合實際接收硬件子系統(tǒng)的接收特性，對SIR時隙測量值進行修正，可采用如下兩種方法1連續(xù)修正法。其基本思路是把接收機看作一個黑匣子，利用接收機對于信干比的傳遞特性，采用曲線擬合的方法對實測結(jié)果進行矯正。當然，既可進行測量范圍的全程擬合，也可進行分段擬合。如果接收機對信噪比的傳遞特性線性度較好，則應(yīng)進行全程擬合，這樣，不但處理方法簡單，而且能夠滿足測量精度要求；如果接收機對信噪比的傳遞特性線性度較差，則應(yīng)采用分段擬合法，即對SIR測量飽和段和線性段的傳遞特性分別進行函數(shù)擬合，然后用于SIR測量校正。在SIR測量步驟中出現(xiàn)飽和現(xiàn)象主要是由于接收機對于弱信號功率或弱干擾功率難以檢測，即在SIR測量高端出現(xiàn)飽和主要是由于對弱干擾功率的難于檢測所致；而在SIR測量低端出現(xiàn)飽和則主要是由于對弱期望信號功率的難于檢測所致。
方法2離散修正法。其基本思路是把接收機看作一個黑匣子，利用接收機對于信干比的傳遞特性，采用離散查表映射的方法對SIR測量值進行修正。
6、根據(jù)測量要求，按照設(shè)定的測量周期，對信干比的各時隙測量值進行統(tǒng)計平均，得到測量周期內(nèi)的信干比測量值。SIR測量連續(xù)修正法對于擬合函數(shù)的提取過程如下1)用測量儀器(主要是信號源和噪聲源)按照規(guī)定格式(在WCDMA系統(tǒng)中，可以按照協(xié)議中給定的格式)發(fā)送信號和噪聲給接收機；2)根據(jù)測量儀器的設(shè)置，計算輸入到接收機的實際信干比(SIR)；3)記錄接收端SIR測量模塊輸出的測量值；4)對測量數(shù)據(jù)和真實數(shù)據(jù)進行曲線擬合，得到接收機對于信干比的傳遞特性。具體采用什么樣的曲線進行擬和應(yīng)視得到的接收信干比傳遞特性而定，既可采用適當階次的多項式進行擬合，也可采用其他曲線用于擬合。一般來說，應(yīng)盡量采用較低階次的多項式，以不增加過多的硬件實現(xiàn)復(fù)雜度；5)用測量得到的接收信干比傳遞函數(shù)矯正SIR測量單元輸出的SIR測量值，從而得到修正后的SIR測量結(jié)果。
SIR測量離散查表修正方法對于數(shù)據(jù)表信息的提取包括以下步驟1)過測量儀器(信號源和噪聲源)參照標準規(guī)定的方式發(fā)送信號和干擾；2)根據(jù)測量儀器的設(shè)置，計算輸入到接收機的實際SIR；3)在每一種設(shè)置下，記錄所測量得到的SIR值；4)利用SIR測量值與真實值間的對應(yīng)關(guān)系作映射表。具體作表時，可以視實際接收機的信噪傳遞特性采用靈活多樣的方法，即可依據(jù)可檢測的信號功率或干擾功率，也可依據(jù)測得的SIR。也就是說，在SIR測量低端，既可由測量SIR查實際SIR，也可據(jù)低端干擾功率查實際SIR。同樣，在SIR測量高端，也是既可由測量SIR查實際SIR，亦可由高端信號功率查實際SIR；5)用測量得到的接收信干比傳遞映射表校正SIR測量模塊輸出的SIR測量值，從而得到修正后的SIR測量結(jié)果。
對于上述兩種SIR測量修正方法，一般來說，連續(xù)矯正法比較精細，誤差相對較?。浑x散查表法所用信息畢竟有限，所以精度受限。
至于實際采用哪種方法，應(yīng)視具體情況而定。一般來說，如果接收機的信噪傳遞特性線性度較好、容易進行曲線擬合，則應(yīng)優(yōu)先考慮連續(xù)修正法；如果接收機的信噪傳遞特性線性度較差，不便于進行曲線擬合或曲線擬合效果不好，則可以考慮離散修正法。當然，在進行離散修正時，為了保證測量精度，可以增加作表、查表時的采樣點。
SIR的測量統(tǒng)計周期可以按照不同的測量需求設(shè)定，一般來說有以下幾種(1)短期測量當SIR測量用于功率控制時，短期測量可用于閉環(huán)功率控制，以產(chǎn)生傳輸功率控制(TPC)比特字，控制對端發(fā)射機的發(fā)射功率；(2)長期測量長期測量可用于外環(huán)功率控制，以調(diào)整參考SIR值，使到達對端接收機的信號質(zhì)量滿足期望質(zhì)量，如，誤幀率(FER)，誤塊率(BLER)，或誤碼率(BER)等。在寬帶碼分多址第三代移動通信系統(tǒng)中，短期測量周期對應(yīng)于一個時隙(即10/15ms)；長期測量周期對應(yīng)于80ms。
本發(fā)明上述信干比SIR的測量方法，考慮了實際接收機硬件子系統(tǒng)傳遞特性對SIR測量的影響，對原有SIR測量結(jié)果進行矯正，以保證SIR測量能夠在SIR測量范圍線性段和飽和段都給出更為精確的測量結(jié)果。下面是具體的實施途徑。
本發(fā)明方法，可在第三代移動通信系統(tǒng)的某一個小區(qū)內(nèi)，多個移動終端在相同頻段、相同時間、采用不同的擴頻碼字同時進行通信，其中任一個通信鏈路所發(fā)信號對其他鏈路而言都是干擾，所以近基站終端所發(fā)信號必將淹沒遠基站終端所發(fā)信號，產(chǎn)生所謂的遠近效應(yīng)，從而影響著每一通信鏈路的接收信噪水平，制約著系統(tǒng)容量。1、SIR測量實施例

圖1所示接收處理裝置連接框圖從整體上描述了接收端的一系列處理流程，以及對于SIR測量所做的相關(guān)處理。接收機收到的的無線信號先經(jīng)射頻前端101對接收射頻信號作適當處理后，經(jīng)射頻/中頻轉(zhuǎn)換單元103下變頻為中頻信號，接下來的A/D轉(zhuǎn)換單元105將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后由Rake接收處理單元107對收到的數(shù)字信號進行分集接收。經(jīng)Rake分集合并后送給SIR測量單元進行SIR測量。在SIR測量單元，先由專用物理控制信道導(dǎo)頻信息提取單元109提取用于SIR測量的導(dǎo)頻域信息，然后在期望信號功率檢測單元111和干擾信號功率檢測單元123分別檢測期望信號功率和干擾信號功率，再分別送由信號濾波單元113和干擾濾波單元121進行信號濾波。在SIR導(dǎo)出單元115利用濾波后的信號功率和干擾功率計算得出SIR的時隙測量值，即sir＝10*log(信號功率(mw)/干擾功率(mw))＝信號功率(dBm)—干擾功率(dBm)然后，在SIR測量修正單元117對SIR的時隙測量值進行修正，既可采用連續(xù)函數(shù)校正的方法也可采用離散查表校正的方法。最后，由統(tǒng)計處理單元119按照測量周期定時單元125設(shè)定的定時關(guān)系進行統(tǒng)計平均，得到期望測量周期內(nèi)的SIR測量值。
在圖2給出了更為詳細的SIR測量修正裝置。經(jīng)Rake接收處理后提取的導(dǎo)頻域信息送到統(tǒng)計平均處理單元201進行時隙內(nèi)導(dǎo)頻信息的統(tǒng)計平均，再經(jīng)平方單元203作平方運算后得到當前時隙接收導(dǎo)頻的功率，然后進行自回歸濾波(為簡化裝置，本發(fā)明采用了二階濾波的形式。當然，也可以根據(jù)實際情況，采用多階濾波等其他濾波形式)，也就是說，利用信號濾波因子生產(chǎn)單元217產(chǎn)生的信號濾波因子(記為Alpha)一方面對當前時隙的接收導(dǎo)頻功率以信號濾波因子Alpha加權(quán)，另一方面對前一個時隙的接收導(dǎo)頻功率以1-Alpha因子加權(quán)，然后在求和單元219中把加權(quán)后的功率值進行求和運算即得到濾波后的期望信號功率(單位mw)，再在對數(shù)運算單元211中進行對數(shù)運算，得到以dBm為單位的期望信號功率值。同樣道理，干擾信號功率的檢測處理步驟采用與信號功率檢測處理步驟大致相同，不同之處在于當前時隙干擾功率是以接收導(dǎo)頻信號的方差描述的，即先在平方單元221對時隙內(nèi)的接收信號進行平方運算，再在統(tǒng)計平均處理單元223作統(tǒng)計平均，然后在減法單元225中減去當前時隙的期望信號功率即為當前時隙的干擾信號功率。對于干擾信號的濾波與對期望信號的濾波大致相同，區(qū)別在于干擾濾波因子(記為Beta)與信號濾波因子(Alpha)的取值不同，即對當前時隙的干擾信號功率以Beta加權(quán)，而對前一時隙的干擾功率以1-Bea加權(quán)。然后，在減法單元213中用濾波后的信號功率減去濾波后的干擾功率即得到SIR的時隙測量值。最后，在信干比測量修正單元215中對得到的SIR時隙測量結(jié)果進行校正，既可采用函數(shù)連續(xù)校正的方法，也可采用離散查表的映射方法。
如圖2所示對于信號功率和干擾功率的檢測采用了自回歸濾波的處理方法，即對當前的時隙測量值以濾波因子(Alpha或Beta)加權(quán)，而對前一時隙測量值以遺忘因子(1-Alpha或1-Bea)加權(quán)，通過濾波加權(quán)控制當前測量值占最終測量結(jié)果的比重，從而決定著當前時隙測量值的有效性。如果選擇較小的濾波因子，對當前測量值給予較小加權(quán)，而對前一測量值給予較大加權(quán)，則可制約當前測量值的突然變化，但相應(yīng)的測量處理時間要稍長一些；如果選擇較大的濾波因子，對當前測量值給予較大加權(quán)，而對前一測量值給予較小加權(quán)，則測量處理延遲會小一些，但測量結(jié)果卻更易于受信道環(huán)境的影響。
圖2中的信號濾波因子Alpha和干擾濾波因子Beta依據(jù)信道衰落程度確定。其中，濾波因子Alpha、Beta可以設(shè)置為不同的數(shù)值，如0.5，0.25，0.125，0.0625等。但為了減小相應(yīng)信號濾波的復(fù)雜度，可以把濾波因子Alpha、Beta設(shè)置為2的整數(shù)次冪的形式。
圖3給出了在測量修正單元前端得到的SIR測量曲線。按照測量實施的準確性，SIR測量曲線可以分為飽和段和線性段。在線性段，SIR呈線性趨勢變化；而在飽和段，SIR測量值的變化則非常平緩，呈飽和狀態(tài)。但可以看出，在飽和段測量值的分布仍具備很強的規(guī)律性，其變化規(guī)律恰好反映了實際接收機對信噪的傳遞特性。出現(xiàn)測量飽和段是由于接收端對于弱信號功率和弱干擾功率的難于檢測，也就是說，在期望信號功率較低、干擾信號功率較高時，接收機解調(diào)輸出的信號已淹沒于噪聲之中難以檢測或分辨，導(dǎo)致SIR測量低端飽和。同樣道理，當期望信號功率較高、干擾信號功率較低時，接收機已難以檢測淹沒于信號之中的弱干擾，導(dǎo)致SIR測量高端飽和。
無線通信環(huán)境復(fù)雜多變，除了通常期望的功控調(diào)節(jié)正常時的信號環(huán)境(對應(yīng)于SIR測量曲線的線性區(qū))外，還有可能出現(xiàn)SIR測量飽和段，即測量低端(強干擾、弱信號)和測量高端(弱干擾、強信號)。盡管測量飽和段屬異常狀態(tài)，但仍存在一定的出現(xiàn)概率，所以，必須進行必要的修正處理，以保證SIR測量的完整性和完善性。
由圖3給出的SIR測量曲線可以看出，當前接收機的信噪傳遞特性較好，呈線性趨勢變化，所以，本實施例中采用多項式擬合方式進行SIR測量的連續(xù)修正。
圖4給出了進行連續(xù)修正后的SIR測量曲線?？梢钥闯?，修正后的測量精度明顯提高。盡管在測量低端，SIR仍呈飽和狀態(tài)，但其測量值已在測量精度范圍內(nèi)，是可以接受的。
權(quán)利要求
1.一種信干比測量方法，包括以下步驟1)按照一定的時隙格式提取信號；2)針對不同的信號計算所述提取信號的信號功率；3)選擇不同的濾波因子對所述信號功率進行濾波，得到其估計值；4)利用上述得到的信號功率估計值，計算信干比的時隙測量值；5)結(jié)合實際接收硬件子系統(tǒng)的接收特性，對上述測量值進行修正；6)按照設(shè)定的測量周期，對修正后的測量值進行統(tǒng)計平均，得到測量周期內(nèi)的信干比測量值；其特征在于所述步驟(3)包括以下步驟3.1)根據(jù)期望信號功率與干擾信號功率的不同的功率計算結(jié)果，選擇計算所得的期望信號濾波因子和干擾信號濾波因子；3.2)分別對計算得到的期望信號功率和干擾信號功率進行濾波；所述步驟(5)包括以下步驟用連續(xù)修正法修正所述信干比的步驟和(或)用離散修正法修正所述信干比的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述信干比測量方法，其特征在于，所述步驟(2)包括以下步驟2.1)對當前時隙內(nèi)接收的導(dǎo)頻信號進行統(tǒng)計平均；2.2)對統(tǒng)計結(jié)果作平方運算，得到期望信號功率；2.3)計算當前時隙內(nèi)接收導(dǎo)頻信號的方差，得到干擾信號功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述信干比測量方法，其特征在于，還包括以下步驟接收機的信噪傳遞特性較好時，選擇采取連續(xù)修正法修正所述信干比的步驟，否則采用離散修正法修正所述信干比的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述信干比測量方法，其特征在于，所述用連續(xù)修正法修正所述信干比包括以下步驟5.1a)按規(guī)定格式發(fā)送信號和噪聲給接收機5.2a)根據(jù)測量儀器的設(shè)置，計算輸入到接收機的實際信干比；5.3a)記錄接收端信干比測量模塊輸出的測量值；5.4a)對測量數(shù)據(jù)和真實數(shù)據(jù)進行曲線擬合，得到接收機對于信干比的傳遞函數(shù)；5.5a)再用測量得到的接收信干比傳遞函數(shù)矯正信干比測量單元輸出的信干比測量值，從而得到修正后的信干比測量結(jié)果。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述信干比測量方法，其特征在于，所述用離散修正法修正所述信干比包括以下步驟5.1b)通過測量儀器參照標準規(guī)定的方式發(fā)送信號和干擾；5.2b)根據(jù)測量儀器設(shè)置，計算輸入到接收機的實際信干比；5.3b)在每一種設(shè)置下，記錄所測量得到的信干比值；5.4b)利用信干比測量值與真實值間的對應(yīng)關(guān)系作映射表5.5b)用測量得到的接收信干比傳遞映射表校正信干比測量模塊輸出的信干比測量值，從而得到修正后的信干比測量結(jié)果。
6.一種信干比測量裝置，其特征在于，包括按照一定時隙格式提取導(dǎo)頻信號的提取單元(109)；根據(jù)提取單元的輸出分別檢測及計算期望信號功率和干擾信號功率的期望信號功率檢測單元(111)和干擾信號功率檢測單元(123)，分別對所述檢測單元(111、123)輸出信號進行濾波的信號濾波單元(113)和干擾濾波單元(121)；根據(jù)所述濾波單元輸出的信號和干擾功率估計值，計算信干比的時隙測量值的數(shù)據(jù)導(dǎo)出單元(115)；對數(shù)據(jù)導(dǎo)出單元(115)給出的測量值進行修正的測量值修正單元(117)；以及用于對修正后的測量值進行統(tǒng)計平均，得到測量周期內(nèi)的信干比測量值的統(tǒng)計處理單元(119)；所述測量值修正單元(117)包括曲線擬合修正單元、離散查表修正單元以及用于在檢測到接收機信干比傳遞特性線性度較好時選擇所述曲線擬合修正單元，否則選擇所述離散查表修正單元對信干比測量值進行修正的決策單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述信干比測量裝置，其特征在于，所述信號濾波單元(113)包括信號濾波因子Alpha生成單元(217)，所述干擾濾波單元(121)包括干擾濾波因子Beta生成單元(233)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述信干比測量裝置，其特征在于，所述信號濾波因子Alpha為2的整數(shù)次冪，所述干擾濾波因子Beta為2的整數(shù)次冪。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述信干比測量裝置，其特征在于，所述信號濾波單元(113)還包括對前一時隙進行延遲的延遲單元(205)、對所述延遲單元(205)輸出延遲信號進行1-信號濾波因子Alpha加權(quán)的乘法器(207)以及對當前時隙信號進行信號濾波因子Alpha加權(quán)的乘法器(219)以及將所述兩個乘法器(207、219)輸出進行求和的加法器(209)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述信干比測量裝置，其特征在于，所述干擾濾波單元(121)還包括對前一時隙進行延遲的延遲單元(227)、對所述延遲單元(227)輸出延遲信號進行1-干擾濾波因子Beta加權(quán)的乘法器(229)以及對當前時隙信號進行干擾濾波因子Beta加權(quán)的乘法器(235)以及將所述兩個乘法器(229、235)輸出進行求和的加法器(237)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種信干比測量方法與裝置，按照一定的時隙格式提取信號，針對不同的信號計算其信號功率，選擇不同的濾波因子對信號功率進行濾波，得到它們的估計值，利用上述信號的功率估計值，計算信干比的時隙測量值；結(jié)合實際接收硬件子系統(tǒng)的接收特性，對上述測量值進行修正，按照設(shè)定的測量周期，對修正后的測量值進行統(tǒng)計平均，得到測量周期內(nèi)的信干比測量值；通過對SIR測量結(jié)果進行適當矯正，保證SIR測量結(jié)果在整個測量范圍內(nèi)都給出更為精確的測量結(jié)果，以便為功率控制等無線資源管理提供更為準確、詳實、可靠的依據(jù)。
文檔編號H04B17/00GK1471338SQ02136230
公開日2004年1月28日 申請日期2002年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月22日
發(fā)明者李秀華, 董育新, 李金宏 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司