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CN101138171A - 测量所接收的信号质量 - Google Patents

测量所接收的信号质量 Download PDF

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CN101138171A
CN101138171A CNA2006800072840A CN200680007284A CN101138171A CN 101138171 A CN101138171 A CN 101138171A CN A2006800072840 A CNA2006800072840 A CN A2006800072840A CN 200680007284 A CN200680007284 A CN 200680007284A CN 101138171 A CN101138171 A CN 101138171A
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Abstract

一种无线电通信装置中确定信号质量参数的方法，包括：测量所接收信号的信号误差参数(104)；将所述的所测量的信号误差参数与阈值比较(106)；以及如果所测量的信号误差参数值小于阈值(112)，则基于参考信号误差参数值确定信号质量参数(114)。

Description

测量所接收的信号质量
技术领域
本发明广义上提供了一种无线电通信装置中确定信号质量参数的方法。
背景技术
尽管将描述关于宽带码分多址(WCDMA，Wideband CodeDivision Multiple Access)蜂窝电信网络中下行链路传输的信号质量的测量的示例性实施例，但这里描述的方法不应被认为是局限于此种类型的传输或网络，而是应当被认为是适用于其它的装置和网络类型。
对信干比(SIR，Signal to Interference Ratio)和信噪比(SNR，Signal to Noise Ratio)测量的过高估计在某些条件下某些通信系统中可以成为严重的问题。当所测量的干扰/噪声功率值低估了实际的干扰或者噪声的功率值时，可能发生对这些参数的过高估计。提高精确度和减少信号误差和噪声功率值的变化可减少SIR和SNR测量中的误差，并从而减少出下行链路功率的变化。
例如，在WCDMA网络中，由用户设备所执行的专用物理信道(DPCH)干扰信号码功率(ISCP)测量通常呈现很大的变化，这会导致不良的内环功率控制性能。DPCH ISCP的变化的最大来源通常是由对于每次计算可用的导频符号的数量少导致的采样误差。此外，由于DPCH导频符号占用时隙的相对小的部分，基于DPCH导频符号的ISCP测量将不提取不均匀地分布于时隙中的干扰。因此，ISCP测量可能不反映数据符号的ISCP，而是可能有偏差。
在某些条件下，有偏差的ISCP测量会导致所测量的SIR和块差错率(BLER)之间的关系迅速变化或者与其在正常条件下的情况明显不同。这可能使外环功率控制不能紧密地控制BLER并达到期望的BLER。
发明内容
因此，需要一种无线电通信系统中改进对信号质量参数的确定的方法。
本发明已经确定，通过对选定的已测量的信号误差参数例如噪声和/或干扰设定最小值，可以避免SIR、SNR或其它信号质量参数的许多变化以及对其的过高估计。
本发明广义上涉及一种无线电通信装置中确定信号质量参数的方法，其中，如果所测量的信号误差参数低于阈值，则在信号质量参数的确定中使用参考信号误差参数值来代替所测量的信号误差参数值。
在第一个方面中，提供了一种无线电通信装置中确定信号质量参数的方法，所述方法包括：测量所接收信号的信号误差参数；将所述所测量的信号误差参数与阈值比较；以及如果所测量的信号误差参数值小于阈值，则基于参考信号误差参数值确定信号质量参数。
在一个实施例中，所述方法还包括根据至少一个信号测量来确定参考信号误差。在另一可选的实施例中可以预先确定参考信号误差值。
预先确定的阈值可以是绝对的或者相对的信号误差参数值。例如，阈值可为绝对的功率级别或者与总接收功率成比例的级别。
在某些实施例中，所述方法可包括基于至少一个信号测量确定阈值。例如，可以基于另一信道的测量功率来确定阈值。或者可以预先确定阈值。
在一个实施例中，可以从预先确定的值和基于测量的值中选择参考信号误差参数值。在这样的实施例中，如果不能确定用于参考信号误差参数的基于测量的值，或者该基于测量的值低于预先确定的值，则优选地使用预先确定的值来确定信号质量参数。
所述方法还可包括：
确定最小信号期望误差参数值；以及
将阈值设定为所述最小信号误差参数值。
在某些实施例中，参考信号误差参数值对应于预先确定的阈值。
优选地，所述方法可用于确定所接收的无线电信道的信干比(SIR)或信噪比(SNR)。
在另一方面中，本发明提供了一种用于确定所接收的无线电信号的信号质量参数的装置，所述装置包括：测量部件，用于测量所接收信号的至少一个信号误差参数；比较装置，用于将所测量的信号误差参数与对应的阈值比较；以及存储装置，用于存储用于控制数据处理装置的操作的指令集；以及
数据处理装置，用于在所述指令集的控制下操作，以确定所接收信号的信号质量参数，其中，如果所测量的信号误差参数值小于对应的阈值，则所述数据处理装置用于基于对应的参考信号误差参数值来确定所接收信号的信号质量参数。
所述装置还可包括参考信号确定部件，用于确定参考信号误差参数值。
所述装置还可包括阈值确定部件，用于确定参考信号误差参数值。所述阈值确定部件可用于基于至少一个信号测量来确定阈值。可选地，可以预先确定阈值。
比较装置、参考信号确定部件或确定部件中的任一或者多个可通过硬件或软件实现。如果通过软件实现比较装置、参考信号确定部件或确定部件中的一个或者多个，优选地，将软件以指令集的形式存储在所述存储装置中以控制处理装置。
在另一方面，本发明也提供了使用根据本发明的第一个方面所确定的信号质量参数进行功率或者增益控制的方法。
附图说明
现在参考附图仅以非限制性的示例来描述本发明的示例性实施例，其中：
图1为描述根据本发明的第一实施例确定所接收的无线电信号的信号质量参数的过程的流程图；
图2为描述根据本发明的实施例在WCDMA中确定所接收的下行链路传输的SIR的过程的流程图；以及
图3描述了根据本发明的实施例的无线通信网络的用户设备。
具体实施方式
首先从图1开始。本示例中，描述了用于确定所接收的无线电传输的信号质量参数的方法。该方法100开始于接收机装置例如蜂窝电信网络中的用户设备，在步骤102中接收下行链路方向中的无线电信号。接着在步骤104中测量所接收信号的信号误差参数。在步骤106中将所测量的信号误差参数与阈值103比较。
使用步骤106的比较结果来确定在方法100的后续步骤中使用何参数值来计算所关心的信号质量参数。如果(步骤108)所测量的信号参数值不小于阈值103，则使用步骤104中所测量的信号误差参数值来计算所关心的信号质量参数。另一方面，如果(步骤112)所测量的信号参数值小于阈值103，则在步骤114中在对信号质量参数的确定中，使用参考信号误差参数值105代替所测量的信号误差参数值。
可以通过多种方法确定阈值103和参考信号误差参数值105，并可将阈值103和参考信号误差参数值105视为表示信号误差参数的最小值或者期望值。
在数字或模拟系统中，总有一些最小级别的噪声或者干扰。所接收的信号质量的测量可用于确定该级别。该噪声级别可为绝对功率级别或者与总接收功率成比例。该噪声级别可与系统中另一信道的功率相关，或者可与系统中的另一变量或可测量的量有关。根据经验可以发现系统中最小的噪声级别以及与其他测量值的任何关系。因此，在某些实施例中，根据一个或者多个测量值，来测量或计算阈值103和/或参考信号误差参数值105。在这样的实施例中，阈值103和/或参考信号误差参数值105随周围环境而变化。例如可以基于在与步骤104中测量信号参数值所用的信道不相同的信道上进行的测量，来确定阈值103和参考信号误差参数值105。
可能难以在所有的情况下确定最小干扰级别。因此，不必将阈值干扰级别103或者参考信号误差参数值105基于所观察到的接收机噪声和信道干扰。可以预先定义阈值103和/或参考信号误差参数值105。在这样的实施例中，可以以此方式预先定义阈值103和/或参考信号误差参数值105：考虑正被监测的无线电信号的特性，例如可以基于正被监测的信道类型、接收机或者发射机的类型等来确定阈值103和/或参考信号误差参数值105。
如同将被领会的，阈值103可以等于参考信号误差参数值105。图2示出了本发明实施例的更详细的示例。本示例涉及在3GPPWCDMA通信系统的手机中实现的过程200，用于测量下行链路方向中的信干比(SIR)。
所接收的信号的SIR被计算为所测量的信号功率(通常称作接收信号码功率(RSCP))除以所测量的干扰功率(通常称作干扰信号码功率(ISCP))。在这样的系统中，专用物理信道(DPCH)导频符号可以用于测量信干比(SIR)。
已知有其它的用于测量SIR的方法存在，例如测量DPCH上的RSCP、以及公共导频信道(CPICH)上的ISCP，其中对DPCH和CPICH间的扩频因子增益的差别进行补偿。
在方法200的第一步骤202中，通过手机根据所接收的信号201测量DPCH ISCP。如同所有的系统中的，噪声源和干扰源将总是存在，例如，在本示例中模数转换装置(ADC)的量化误差将总是存在。当DPCH RSCP与总接收功率级别相比较小时，量化噪声变得更加显著，这取决于接收机的实现。
由于DPCH ISCP中的大部分是来自有效集(active set)中的其它信道的干扰，可以使用有效集中的组合CPICH RSCP来估计来自所有其它信道的对DPCH的干扰的最小级别。因此，在步骤204处测量的CPICH RSCP可用于在206处确定可用作DPCHI SCP的阈值的最小可能干扰级别。
接着，在208中，将根据DPCH导频符号所直接测量的ISCP与206中确定的ISCP阈值相比较。在210，如果所测量的DPCH ISCP小于206中所确定的ISCP阈值所表示的来自其它信道的期望干扰的最小级别，则在步骤212中使用参考ISCP值取代DPCH ISCP来确定SIR。参考ISCP值可以与ISCP阈值相同或不相同。
可以以很多方式确定参考ISCP值。例如，可能已知的是，所测量的ISCP从来不能低于CPICH RSCP、总下行链路信号功率(接收信号强度指示——RSSI)、或者一些其它值超过XdB。这意味着可以确定最小可能的ISCP(Minimum ISCP)。可以根据经验确定X的值以匹配所观察的干扰，或者以达到预期的SIR测量。
如果需要，下列两个公式之一可用于设定参考ISCP：参考ISCP＝Minimum ISCP(dB)＝CPICH RSCP(dB)-X(dB)。参考ISCP＝Minimum ISCP(dB)＝RSSI(dB)-X(dB)。
在可选的实施例中也可使用其它类似的公式或这些公式的组合。在上述的每个情况中，参考ISCP被设置为等于Minimum ISCP。但是这可能并不总是所希望的。
例如，下列两个公式(或者其他类似的公式)之一可以用于设定参考ISCP：
参考ISCP＝MAX(Minimum ISCP，DPCHISCP)(1)
参考ISCP＝Minimum ISCP+DPCHISCP(线性相加)  (2)
参照图2，在214如果DPCH ISCP大于ISCP阈值(在本示例中等于参考ISCP)，则在步骤216中基于所测量的DPCH ISCP来确定SIR。
现在将描述通过实施本发明的实施例来改进信干比(SIR)测量的情况。在下文的情况中，通过应用本发明的实施例，也可以使所测量的SIR与块差错率(BLER)之间的关系稳定。在本示例中，在所测量的ISCP低于预先确定的阈值的情况下，在SIR测量中使用最小ISCP。
本示例涉及WCDMA网络中的下行链路传输，其中下行链路信号被具有少数用户的一个小区所支配。在这样的情况下，总接收功率在每个256个码片的周期中能够明显地变化，因为信道的信道化码在不同的时间相长和相消组合。这样的一个示例是公共导频信道(CPICH)和基本公共控制物理信道(PCCPCH)(具有信道化码0和1)对于每个256个码片的周期的所有最初128个码片相长或者相消组合，并对于所有的后128个码片以相反的方式组合。对于更高的下行链路符号速率(时隙格式13、14、15和16)，专用物理信道(DPCH)导频符号将落在每个时隙的最后128个码片中。因此，当单个小区支配下行链路信号并且使用高下行链路符号速率时，根据DPCH导频符号测量的ISCP可能不表示整个时隙中的ISCP，而仅表示对于每个256码片的CPICH符号周期的后半部分的ISCP。
当CPICH和PCCPCH相消组合时，可以发现所测量的ISCP非常低，这是因为DPCH在总下行链路信号功率中占了更大的比例。这将导致对SIR的过高估计。
在PCCPCH上传输的数据确定CPICH和PCCPCH对于每个256个码片的周期的后128个码片是相长还是相消组合，但是在CPICH上传输的“数据”总是固定的。因此，从一个时隙到下一个时隙所测量的SIR可能变化很大，这导致所测量的SIR与BLER之间的关系显著地变化。SIR测量的变化将使得内环功率控制造成不期望的DPCH下行链路功率的变化，并使得外环功率控制不能达到预期的BLER。
通过应用ISCP阈值并且当所测量的DPCH ISCP低于阈值时使用表示可允许的最小ISCP的参考ISCP，能够有效地使SIR测量稳定，并改善内环和外环功率控制的问题。
例如图3所示的，本发明的实施例能够在蜂窝无线电电信网络的用户设备中实施。
图3描述了用户设备300，与蜂窝无线电电信网络304的基站302通信。除了传统的硬件部件之外，或者与传统的硬件部件整合地，用户设备300还包括下面的硬件和软件部件，以使其能够确定所接收的无线电信号306的信号质量参数：
测量部件306，用于测量所接收的信号的至少一个信号误差参数，例如DPCH ISCP和DPCH RSCP；
比较装置312，用于将所测量的信号误差参数与对应的阈值比较，例如比较装置可用于将DPCHISCP与以上述方式所确定的ISCP阈值比较；
存储装置314，用于存储控制数据处理装置316操作的指令集。
存储装置可能是单个或者多个存储模块。存储装置可包括RAM和ROM以及其他形式的永久或者可写的数据存储装置。在使用中存储装置314存储使得用户设备能够操作的程序，并且还存储操作和参数数据。
数据处理装置316，在存储于存储装置314中的程序的控制下操作，以实现依照上述的实施例的方法。该处理装置可以包括多个处理器或者单个处理装置。处理装置316尤其用于根据可用数据计算一个或者多个与所接收的信号相关的信号质量参数值。在使用中，根据上述的方法，当测量部件所测量的信号误差参数值小于对应的阈值(由比较器312确定)时，数据处理装置316被编程以使用对应的参考信号误差参数值而非测量值来确定所接收信号的信号质量参数。
用户设备300还可包括阈值确定部件318，用于对所接收信号的一个或者多个信号误差参数设定阈值。这个确定可以基于测量部件310(或者用户设备300中其他的测量硬件)所作出的信号测量。
在某些实施例中用户设备300也包括参考级别确定部件320，用于在所测量的参数值降到低于阈值的情况下设定一个或者多个信号误差参数的参考级别以代替测量值。基于测量部件310(或者用户设备300中其他测量硬件)所作出的信号测量来确定所述参考级别。
如同本领域的技术人员所理解的，比较装置312、阈值确定部件318和参考确定部件320可以通过软件在处理器中实现。或者它们可以包括独立的硬件部件。
应当理解的是，本说明书中公开和定义的本发明扩展到两个或更多的文字或附图中提及的或者由其而显而易见的个别特征的所有可选组合。所有这些不同的组合构成本发明多种可选的方面。
还应当理解的是，本说明书中使用的术语“包含”(或其语法变化)等同于术语“包括”，并且不应被视为排除其他元件或特征的存在。

Claims (20)

1.一种无线电通信装置中确定信号质量参数的方法，所述方法包括：
测量所接收信号的信号误差参数；
将所述所测量的信号误差参数与阈值比较；以及
如果所测量的信号误差参数值小于阈值，则基于参考信号误差参数值来确定信号质量参数。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括根据至少一个信号测量来确定参考信号误差。
3.如权利要求1所述的方法，其中参考信号误差值是预先确定的。
4.如前述任一项权利要求所述的方法，其中所述方法还包括基于至少一个信号测量来确定所述阈值。
5.如权利要求4所述的方法，其中基于所测量的另一信道的功率确定所述阈值。
6.如前述任一项权利要求所述的方法，其中所述方法包括：
确定最小信号期望误差参数值；以及
将所述阈值设定为所述最小信号误差参数值。
7.如前述任一项权利要求所述的方法，其中参考信号误差参数值对应于预先确定的阈值。
8.如前述任一项权利要求所述的方法，其中所述方法用于确定所接收的无线电信道的信干比(SIR)和信噪比(SNR)中的至少一个。
9.一种用于确定所接收的无线电信号的信号质量参数的装置，所述装置包括：
测量部件，构成为测量所接收信号的至少一个信号误差参数；
比较装置，构成为将所测量的信号误差参数与对应的阈值比较；以及
存储装置，构成为存储用于控制数据处理装置的操作的指令集；以及
数据处理装置，用于在所述指令集的控制下操作，以确定所接收信号的信号质量参数，其中，如果所测量的信号误差参数值小于对应的阈值，则所述数据处理装置被构成为基于对应的参考信号误差参数值来确定所接收信号的信号质量参数。
10.如权利要求9所述的装置，还包括参考信号确定部件，构成为确定参考信号误差参数值。
11.如权利要求9或10所述的装置，还包括阈值确定部件，构成为确定所述阈值。
12.如权利要求11所述的装置，其中阈值确定部件被构成为基于至少一个信号测量来确定所述阈值。
13.如权利要求10所述的装置，其中参考信号确定部件被构成为基于至少一个信号测量来确定参考信号误差参数值。
14.如权利要求9-13任一项所述的装置，其中，比较装置、参考信号确定部件或者阈值确定部件中的至少一个被实现为软件部件。
15.如权利要求14所述的装置，其中所述的软件部件作为指令集被存储在所述存储装置中，用于控制处理装置。
16.一种无线电电信装置中的功率控制方法，包括：
根据权利要求1-8的任一项，确定信号质量参数；
在所述的无线电电信装置中至少部分地基于所述的所确定的信号质量参数来执行功率控制。
17.一种无线电电信装置中的增益控制方法，包括：
根据权利要求1-8的任一项，确定信号质量参数；
在所述的无线电电信装置中至少部分地基于所述的所确定的信号质量参数来控制增益。
18.一种无线电通信装置中确定信号质量参数的方法，具有实质上如同上文所述的步骤。
19.一种用于确定所接收无线电信号的信号质量参数的装置，实质上如同上文参照附图所述。
20.一种无线电电信装置中的功率控制方法，具有实质上如同上文所述的步骤。
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