專利名稱：碼分多址移動通信系統(tǒng)中測量噪聲功率的設(shè)備和方法
背景技術(shù)：
1、發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明總體涉及CDMA(Code Division Multiple Access，碼分多址)移動通信系統(tǒng)的基站接收機，特別涉及一種用于測量接收信號噪聲功率的設(shè)備和方法。
2、相關(guān)技術(shù)說明一般地，CDMA通信系統(tǒng)執(zhí)行正向和反向功率控制。對于反向功率控制，基站向移動臺發(fā)送一個功率控制命令，以使正從移動臺接收信號的特定反向信道保持特定的信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)，因而控制該移動臺的發(fā)送功率。為此，該基站要求一種用于測量該反向信道的SNR的設(shè)備。在反向功率控制模式下，當從該移動臺接收的信號具有較低的SNR時，基站命令該移動臺增加它的發(fā)送功率；否則，當從該移動臺接收的信號具有較高的SNR時，基站命令該移動臺減少它的發(fā)送功率。在這里，“較低的SNR”暗含指較差的信道條件，而“較高的SNR”暗含指較好的信道條件。
如上所述，CDMA移動通信系統(tǒng)通過反向功率控制來控制移動臺的發(fā)送功率以確保各用戶的穩(wěn)定和高效的數(shù)據(jù)發(fā)送，因此避免了移動臺的發(fā)送功率的浪費。
于是，準確地測量SNR對CDMA移動通信系統(tǒng)是非常重要的，因為它是執(zhí)行功率控制的基礎(chǔ)。也就是說，為了避免移動臺發(fā)送功率的浪費并確保高效的功率控制，正確地測量SNR是非常必要的。
圖2表示依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，包含在CDMA通信系統(tǒng)基站接收機中的功率控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
參考圖2，功率控制的噪聲功率測量通常是在通過天線ANT和接收濾波器210所接收的信號上執(zhí)行的。也就是說，噪聲功率測量器218測量接收信號的噪聲功率，該接收信號未被解擴頻。這里，接收信號是從CDMA移動通信系統(tǒng)的移動臺發(fā)送的信號，該發(fā)送信號包括由無線信道環(huán)境產(chǎn)生的噪聲成分。因此，由噪聲功率測量器218測量的噪聲功率不僅有噪聲成分的功率，而且有一些信號成分的功率。
再有，由接收濾波器210濾波后的接收信號提供給同步獲得塊212，它從濾波后的接收信號中獲得同步。為了復(fù)制一個從發(fā)送機發(fā)送的信號，接收機必須與發(fā)送機同步，并且術(shù)語“同步獲得”的意思就是接收機與發(fā)送機同步。在獲得同步之后，復(fù)合共軛解擴頻序列產(chǎn)生器214產(chǎn)生一個復(fù)合共軛解擴頻序列。由接收濾波器210提供的接收信號由乘法器216利用復(fù)合共軛解擴頻序列實現(xiàn)解擴頻。復(fù)合共軛解擴頻序列是通過對于在移動臺發(fā)送機中用于對信號擴頻的復(fù)合擴頻序列取共軛值而確定的一個值。PN(偽噪聲)碼一般用作復(fù)合擴頻序列和復(fù)合共軛解擴頻序列。由乘法器216解擴頻后的接收信號提供給功率測量器220用于信號功率的測量。
接著，由噪聲功率測量器218測量的噪聲功率和由信號功率測量器220測量的信號功率提供給SNR測量器222。SNR測量器222測量被測信號功率和被測噪聲功率的比率。比較器226將SNR測量器提供的值與功率控制閾值進行比較。功率控制閾值是由閾值產(chǎn)生器224產(chǎn)生的。功率控制命令產(chǎn)生器228根據(jù)比較器226的比較結(jié)果產(chǎn)生一個功率控制命令，并且將所產(chǎn)生的功率控制命令發(fā)送給移動臺的發(fā)送機用于反向功率控制。
噪聲功率測量器218的詳細結(jié)構(gòu)如圖3所示。參考圖3，常規(guī)的噪聲測量器218估計接收信號的功率作為噪聲功率。如上所述，接收信號是由移動臺發(fā)送機發(fā)送的信號與由無線信道環(huán)境產(chǎn)生的噪聲成分混合的信號。因此，由噪聲功率測量器218測量的噪聲功率不只是噪聲成分的功率，而是混合有噪聲成分的信號成分的功率。求平均塊312為了估計噪聲功率，對接收信號的功率求平均。由于功率控制是通過計算由信號功率測量器220測量的信號功率與所測量的噪聲功率的比率來執(zhí)行的，所以，SNR定義為SNR＝ES/(EC+NO) ...(1)其中，SNR表示信噪比，ES表示解擴頻后的信號功率，EC表示解擴頻前的信號功率，NO表示噪聲功率。
因此，當使用常規(guī)的噪聲功率測量器測量噪聲功率時，是不可能計算出準確的SNR的，這使得實現(xiàn)高效的功率控制成為很困難的事。例如，甚至當實際的信號功率足夠高時，SNR的近似值(ES/(EC+NO))也比功率控制的閾值低，于是使基站產(chǎn)生一個錯誤的功率增加命令。發(fā)送功率不必要的增加浪費了移動臺的電池功率。盡管SNR是按功率控制的常規(guī)IS-95方法測量的，但是在常規(guī)的IS-95通信系統(tǒng)中解擴頻前的信號功率EC不是很高，這樣也能計算出相當準確的SNR。但是，未來的CDMA-2000移動通信系統(tǒng)以較高的數(shù)據(jù)速率發(fā)送較大的數(shù)據(jù)量，因而增加的信號功率與發(fā)送的數(shù)據(jù)量成正比。所以，如果使用常規(guī)IS-95方法測量噪聲功率，那么測量的誤差會增加到不希望的程度。也就是說，常規(guī)的噪聲功率測量方法是通過估計全部被接收信號的功率(即信號成分的功率加噪聲成分的功率)作為噪聲功率來測量SNR。于是，信號成分功率(EC)的增加將導(dǎo)致估計噪聲功率(EC+NO)與凈噪聲功率(NO)間差異的增加，這就很難得到準確SNR的近似值。
本發(fā)明總結(jié)因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種在CDMA移動通信系統(tǒng)中，僅測量基站接收機的接收信號中的噪聲成分功率的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種使用正交碼測量噪聲功率的設(shè)備和方法，該設(shè)備和方法目前還沒有應(yīng)用于CDMA移動通信系統(tǒng)的移動臺和基站接收機中。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種使用正交碼，僅測量接收信號中的噪聲成分功率的設(shè)備和方法，該正交碼與CDMA移動通信系統(tǒng)的移動臺和基站接收機中使用的所有正交碼都正交。
依據(jù)本發(fā)明的一個方面，噪聲功率測量設(shè)備和方法產(chǎn)生一種正交碼，該正交碼與當前移動臺信道中使用的正交碼都正交，并且在所產(chǎn)生的正交碼與解擴頻后的接收信號之間執(zhí)行相關(guān)操作，因而只測量噪聲功率。
依據(jù)本發(fā)明的另一個方面，噪聲功率測量設(shè)備和方法產(chǎn)生一種正交碼，該正交碼與可用于CDMA移動通信系統(tǒng)中的所有正交碼都正交，并在所產(chǎn)生的正交碼與解擴頻后接收信號之間執(zhí)行相關(guān)操作，因而只測量噪聲功率。
附圖的簡要說明通過下面結(jié)合附圖的詳細說明，本發(fā)明的上述和其它目的、特點和優(yōu)點就會更加明顯，附圖中

圖1是表示公共CDMA移動通信系統(tǒng)的移動臺發(fā)送機結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是表示包含在CDMA移動通信系統(tǒng)的基站接收機中的常規(guī)功率控制設(shè)備結(jié)構(gòu)的方框圖；圖3是表示圖2所示的噪聲功率測量器的詳細結(jié)構(gòu)的方框圖；圖4是表示依據(jù)本發(fā)明實施例的，包含在CDMA移動通信系統(tǒng)的基站接收機中的功率控制設(shè)備結(jié)構(gòu)的方框圖；圖5是表示依據(jù)本發(fā)明第一個實施例，圖4所示噪聲功率測量器的詳細結(jié)構(gòu)的方框圖；和圖6是表示依據(jù)本發(fā)明第二個實施例，圖4所示噪聲功率測量器的詳細結(jié)構(gòu)的方框圖。
優(yōu)選實施例的詳細說明下面將參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明。在以下的說明中，熟知的功能和結(jié)構(gòu)將不作詳細說明，因為不必要的細節(jié)會使本發(fā)明不清晰。
圖1表示CDMA移動通信系統(tǒng)中移動臺發(fā)送機的總體結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，移動臺發(fā)送機利用正交碼產(chǎn)生器112-116和120-124產(chǎn)生的不同正交碼對于將在特定信道上發(fā)送的發(fā)送信號進行擴頻，并使用加法器126和128將擴頻的發(fā)送信號相加。從加法器126和128輸出的發(fā)送信號作用于復(fù)合PN擴頻器130上，而擴頻器130將利用擴頻序列產(chǎn)生器132提供的復(fù)合擴頻序列PN1和PNQ對發(fā)送信號進行擴頻。擴頻后的發(fā)送信號通過發(fā)送濾波器130和天線ANT發(fā)送到基站。也就是說，移動臺發(fā)送機通過使用不同的正交碼進行擴頻而將發(fā)送信號分離到各個信道，因而避免了其間的相互干擾。
圖4是表示依據(jù)本發(fā)明實施例，包含在CDMA移動通信系統(tǒng)基站接收機中的功率控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)。參考圖4，接收濾波器410具有規(guī)定的帶寬，將天線ANT提供的接收信號濾波成規(guī)定的帶寬。如上所述，接收信號可以定義為由移動臺發(fā)送的信號和無線環(huán)境增加的噪聲成分組成的混合信號?！鞍l(fā)送的信號”是指由數(shù)據(jù)信號和正交碼組成的一種具體的信號，在移動臺中，數(shù)據(jù)信號乘以正交碼用于分離的目的。也就是說，發(fā)送信號是從圖1的移動臺發(fā)送機發(fā)送的信號。噪聲成分是一些由無線信道環(huán)境隨機加上的成分，因此，這些成分不使用正交碼進行信道分離的擴頻。因此，這些噪聲成分不能由正交特性進行信道分離，但能夠通過從接收信號中分離出發(fā)送信號而被提取出。同步獲得塊412利用過濾后的接收信號獲得與移動臺發(fā)送機的同步，并產(chǎn)生一個同步獲得信號。同步獲得塊412控制一個偏移量以便獲得與移動臺發(fā)送機中使用的復(fù)合擴頻序列同步。復(fù)合共軛解擴頻序列產(chǎn)生器414根據(jù)從同步獲得塊412得到的同步獲得信號產(chǎn)生一個與接收信號同步的復(fù)合共軛解擴序列。復(fù)合共軛解擴頻序列可以通過產(chǎn)生一個與在移動臺發(fā)送機中使用的復(fù)合擴頻序列相等的復(fù)合擴頻序列，然后對所產(chǎn)生的值取共軛來獲得。
乘法器416利用復(fù)合共軛解擴頻序列對從接收濾波器410輸出的接收信號進行解擴頻。依據(jù)本發(fā)明實施例的噪聲濾功率測量器418僅測量解擴頻后的信號中的噪聲功率。這里，“凈噪聲功率”定義為通過無線環(huán)境加到接收信號中的僅噪聲成分的功率。信號功率測量器420只測量解擴頻后的信號中的信號功率。SNR測量器422計算被測量信號功率與被測量凈噪聲功率的比值。比較器426將所計算的SNR與功率控制閾值相比較。這里，“功率控制的閾值”定義為一種基于所執(zhí)行的功率控制的閾值。閾值產(chǎn)生器424產(chǎn)生功率控制閾值，并將功率控制閾值提供給比較器426。功率控制命令產(chǎn)生器428依據(jù)比較器426的比較結(jié)果產(chǎn)生一個功率控制命令。也就是說，當SNR高于或等于功率控制閾值時，該新穎的功率控制設(shè)備產(chǎn)生一個功率控制命令以指導(dǎo)移動臺降低它的發(fā)送功率。另一方面，當SNR低于功率控制閾值時，該功率控制設(shè)備產(chǎn)生一個功率控制命令以指示移動臺增加它的發(fā)送功率。
圖5表示依據(jù)本發(fā)明實施例、圖4所示的噪聲功率測量器418的詳細結(jié)構(gòu)。參考圖5，正交碼選擇器514依據(jù)上層提供的信道狀態(tài)信號選擇一個噪聲功率測量正交碼。這里的“上層”指協(xié)議棧意義上的上層邏輯層，其中的上層包括CDMA移動通信系統(tǒng)基站接收機的邏輯概念上的全部控制。信道狀態(tài)信號是當前使用的信道條件下的一個信號，并且包括移動臺當前正使用的正交碼的編號、識別碼和長度等有關(guān)信息。正交碼選擇器514選擇與當前正用于移動臺的各信道的所有正交碼都正交的正交碼。正交碼產(chǎn)生器512產(chǎn)生由正交碼選擇器514選擇的噪聲功率測量正交碼。正交碼產(chǎn)生器512依據(jù)由同步獲得塊412提供的同步獲得信號，使產(chǎn)生的噪聲功率測量正交碼與接收信號相同步。
相關(guān)器510執(zhí)行圖4的乘法器416輸出的解擴頻信號與產(chǎn)生的噪聲功率測量正交碼之間的相關(guān)操作。相關(guān)操作指的是將解擴頻后的接收信號乘以產(chǎn)生的噪聲功率測量正交碼，并在噪聲功率測量正交碼長度時間內(nèi)累加乘積值。從相關(guān)器510輸出的信號是包含在接收信號中的凈噪聲成分。也就是說，由于從正交碼產(chǎn)生器512產(chǎn)生的噪聲功率測量正交碼與接收信號中發(fā)送信道使用的所有正交碼都正交，所以用所有這些正交碼擴頻的信道信號成分將由相關(guān)器510從相關(guān)的信號中去除。于是，相關(guān)信號只包括噪聲成分，該噪聲成分沒有利用正交碼進行擴頻。
功率測量器516測量相關(guān)器510輸出的噪聲成分的功率。求平均塊518以碼元為單位(over a symbol unit)累加由功率測量器516測量的功率，并計算每個碼元的累加功率的平均值，以提高可靠性。從求平均塊518輸出的信號是被測量的噪聲功率信號，并且提供給圖4的SNR測量器422。被測量的噪聲功率信號是通過只估計噪聲功率而確定的值。
圖6表示依據(jù)本發(fā)明另一個實施例的噪聲功率測量器418的詳細結(jié)構(gòu)。參考圖6，正交碼產(chǎn)生器616根據(jù)圖4的同步獲得塊412提供的同步獲得信號，產(chǎn)生與接收信號同步的規(guī)定的噪聲功率測量正交碼。規(guī)定的噪聲功率測量正交碼必須與CDMA移動通信系統(tǒng)移動臺發(fā)送機使用的所有正交碼都正交。相關(guān)器510包括兩個乘法器610和612以及一個累加器614。乘法器610將圖4的乘法器416輸出的解擴頻信號的實部乘以正交碼產(chǎn)生器616輸出的噪聲功率測量正交碼。乘法器612將該解擴頻信號的虛部乘以所產(chǎn)生的噪聲功率測量正交碼。累加器614在相應(yīng)于噪聲功率測量正交碼長度的時間段內(nèi)累加從乘法器輸出的信號。乘法器610和612以及累加器614執(zhí)行的操作等效于圖5的相關(guān)器510執(zhí)行的相關(guān)操作。功率測量器516和求平均塊518與以上參考圖5所述的結(jié)構(gòu)具有相同的結(jié)構(gòu)。
下面將參考上述結(jié)構(gòu)詳細說明這些實施例的操作。首先，如上所述，本發(fā)明具有兩個實施例，在第一個實施例中噪聲功率測量正交碼被分配給正在使用的信道，在第二個實施例中使用一組噪聲功率測量正交碼。下面將分別說明這兩個實施例。
第一個實施例的操作下面將參考圖4和圖5說明第一個實施例的操作。簡要地說，第一個實施例從移動臺發(fā)送機中接收正在使用的信道的信息，并產(chǎn)生一個噪聲功率測量正交碼，該正交碼與當前各信道使用的正交碼都正交，并且執(zhí)行所產(chǎn)生的正交碼和所提供的被接收的解擴頻信號之間的相關(guān)操作，因此獨立出噪聲成分，使得可以測量噪聲功率。
更具體地說，上層控制基站接收機的全部操作，它管理當前正在使用的信道的信息。也就是說，上層管理關(guān)于當前正在使用的各正交碼的數(shù)量和長度的信息，并且無論何時改變信道條件都要跟蹤所述信息。而且，上層為正交碼選擇器514提供了一個信道狀態(tài)信號，該信道狀態(tài)信號包含一些所述的信息，以便選擇器514選擇一個與當前使用的所有正交碼都正交的的正交碼。對正交碼選擇器514提供有來自上層的信道狀態(tài)信號。
由上層提供的一個信道狀態(tài)信號的例子如下表所示。
表1表示信道狀態(tài)信號包括移動臺當前使用的正交碼數(shù)量，以及當前正在使用的每個正交碼索引號和長度的列表的情況。首先是當前正在使用的第一個正交碼的索引號和長度，然后是第二個正交碼的索引號和長度，向上直到第n個(或最后一個)的正交碼索引號和長度。索引號是每個正交碼唯一的識別符，雖然表1表示了多個有效的(active)正交碼，但信道狀態(tài)信號可以包括僅僅一個正交碼的數(shù)量和長度。
在表1中，數(shù)量字段表示當前移動臺正在使用的正交碼的總數(shù)量，因此，它也表示索引號/長度對的數(shù)量將隨信道狀態(tài)信號而變化。如上所述，索引號字段表示使用中的正交碼的唯一數(shù)量；長度字段表示使用中的正交碼的長度。索引號字段和長度字段的數(shù)量由記錄在數(shù)量(Num)字段中的信息決定。也就是說，如上所述，下一個正交碼的索引號和長度的數(shù)量是根據(jù)記錄在數(shù)量字段中的值來決定的。當實現(xiàn)信道狀態(tài)信號時，表1所示的各個字段中的位的數(shù)量是可以改變的。
當接收到這樣一個信道狀態(tài)信號時，正交碼選擇器514根據(jù)包含在接收信道狀態(tài)信號中的信息來選擇一個噪聲功率測量正交碼。正交碼選擇器514具有一個存儲表，用于選擇噪聲功率測量正交碼。下面的表2示出了對應(yīng)于一個信道狀態(tài)信號的存儲表的示例，其中信道狀態(tài)信號僅具有一個正在使用的正交碼。
如表2所示，構(gòu)造存儲表以便根據(jù)當前使用的單個正交碼的數(shù)量和長度選擇用于噪聲功率測量的噪聲功率測量正交碼。因此，正交碼選擇器514利用這個表來選擇噪聲功率測量正交碼。如果信道狀態(tài)信號表示的、當前使用的正交碼的索引號為“2”而長度為“8”，則依據(jù)表2可以選擇“+-”作為噪聲功率測量正交碼。
但是，當使用多個正交碼，因而在信道狀態(tài)信號中提供正交碼的多個數(shù)量和長度時，就不可能通過表2所示的存儲表來選擇噪聲功率測量正交碼。當信道狀態(tài)信號具有多個正交碼的數(shù)量和長度時，正交碼選擇器514應(yīng)分別包括各種可能組合的更復(fù)雜的存儲表。以下的表3表示了如此的存儲表示例，其中在信道狀態(tài)信號中僅有兩個正交碼。
正交碼選擇器514可以在其中保存存儲表2和表3。也就是說，可以將存儲表2和表3保存在正交碼選擇器514中，并且根據(jù)所提供的信道狀態(tài)信號實時地選擇噪聲功率測量正交碼。
同時，在上面的說明中，實現(xiàn)正交碼選擇器514的操作以便根據(jù)信道狀態(tài)信號來分配一個噪聲功率測量正交碼。但是，作為另一個可選的實施例，也可以根據(jù)信道狀態(tài)信號實現(xiàn)具有至少兩個噪聲功率測量正交碼的正交碼選擇器514，并且將實時地選擇其中的一個正交碼。例如，如果信道狀態(tài)信號由一個正在使用的正交碼組成，且具有索引為“2”、長度為“4”，則下面的兩個正交碼之一，如“+-”和“++++--------++++”可以用作噪聲功率測量正交碼。這是因為由索引為“2”、長度為“4”的一個正交碼組成的信道狀態(tài)信號意味著信道當前使用的正交碼是“++--”。正交碼的數(shù)量和長度信息在未來CDMA移動通信系統(tǒng)的IS-2000標準中有具體的定義。換句話說，“+-”和“++++--------++++”兩種正交碼都與正交碼“++--”正交。表2和表3包括了滿足這種規(guī)則的較短的正交碼。
在這一部分，參考利用正交碼選擇器514實現(xiàn)的第一個實施例對本發(fā)明作了說明。但是另一方面，正交碼選擇器514的功能也可以在上層執(zhí)行。在此情況下，上層依據(jù)當前使用的正交碼的數(shù)量和索引號/長度來選擇噪聲功率測量正交碼。因此上層訪問與表2和表3功能等同內(nèi)容，并根據(jù)接收信道狀態(tài)信號選擇噪聲功率測量正交碼。一旦選擇完成，將把有關(guān)所選擇噪聲功率測量正交碼的識別信息直接提供給正交碼產(chǎn)生器512。在這一點上，用于噪聲功率測量的正交碼會被提供給表1的信道狀態(tài)信號。也就是，具有噪聲功率測量正交碼的信道狀態(tài)信號將被直接提供給正交碼產(chǎn)生器512。
由正交碼選擇器514決定的噪聲功率測量正交碼被提供給正交碼產(chǎn)生器512。當接收到該噪聲功率測量正交碼時，正交碼產(chǎn)生器512產(chǎn)生一個相應(yīng)的正交碼。在這一點上，根據(jù)同步獲得塊412提供的同步獲得信號，所產(chǎn)生的噪聲功率測量正交碼實現(xiàn)與接收信號的同步。
接著，相關(guān)器510將產(chǎn)生的噪聲功率測量正交碼乘以解擴頻后的接收信號。相關(guān)器510在相應(yīng)于噪聲功率測量正交碼長度的時間內(nèi)累加乘積值。如上所述，解擴頻后的接收信號是由噪聲成分和發(fā)送信號組成的，并由相應(yīng)各信道的唯一正交碼所識別。這里，應(yīng)注意到正交碼的一個特點是相互正交的兩個碼乘積決定的值，再累加上乘積值，其結(jié)果是“0”。也就是說，如果包含正交碼的接收信號乘以一個正交碼，該正交碼與包含的碼正交，那么所包含的正交碼和它的信號會被該正交碼取消。當將這個特性應(yīng)用到本發(fā)明的實施例中時，通過將接收信號乘以與所有使用的正交碼都正交的正交碼，就可以除去發(fā)送信道的信號，而發(fā)送信道的每個信號都被乘以移動臺正在使用的不同的正交碼。換句話說，通過將包括發(fā)送信號和噪聲成分的接收信號乘以規(guī)定的正交碼，就可以從接收信號中只獲得噪聲成分。這里，規(guī)定的正交碼必須與發(fā)送信號使用的正交碼都正交。
在上述的說明中，通過將具有相關(guān)正交特性的信號相乘來實現(xiàn)信號取消是CDMA移動通信系統(tǒng)中正交碼的基本功能。也就是說，當從幾個用戶接收到發(fā)送信號時，CDMA移動通信系統(tǒng)將正交碼用于用戶識別和信道分離。
換句話說，解擴頻后的接收信號乘以同發(fā)送信號中正使用的正交碼正交的噪聲功率測量正交碼。所以，具有正交特性的信號，即發(fā)送信號，將全部從解擴頻后的接收信號中去除掉，而只有噪聲成分被輸出。也就是說，通過將正交碼乘以具有正交特性的信號，可以提取出唯一的(或原來)的信號。在與噪聲功率測量的正交碼長度相應(yīng)的時間段內(nèi)將輸出的噪聲成分累加，并通過相關(guān)操作輸出相關(guān)值。
該相關(guān)的值，即在與噪聲功率測量正交碼長度相應(yīng)的時間段內(nèi)累加之后從相關(guān)器510輸出的值，將被提供給功率測量器516，功率測量器516測量所提供的相關(guān)值的功率。所測量的功率是由相關(guān)器510僅在噪聲成分上測量的噪聲功率N0，而從這些噪聲成分中去除了純信號成分即發(fā)送信號。進一步，為了提高在上述過程中確定的噪聲功率測量的可靠性，所測量的噪聲功率提供給求平均塊518，求平均塊518計算所測量噪聲功率的平均值。所計算的平均噪聲功率用作測量SNR的噪聲功率。
進一步，通過將解擴的信號乘以分配給該信道的的正交碼，然后在信號功率測量器420中累加相乘的值，來估計測量SNR所要求的信號功率ES。
在測量完信號功率ES和噪聲功率N0之后，SNR測量器422根據(jù)所測量的信號功率ES和噪聲功率N0測量SNR。SNR測量器422根據(jù)下面的方程(2)測量SNR。
SNR＝ES/N0...(2)由方程(2)確定的SNR是接收信號對噪聲功率的比率，并作為執(zhí)行功率控制的基本數(shù)據(jù)。同時，從方程(2)可以知道，依據(jù)本發(fā)明測量的SNR是根據(jù)純噪聲功率N0計算的。如上所述，根據(jù)純噪聲功率能夠得到SNR，因為純噪聲功率成分可以通過將解擴頻后的接收信號乘以噪聲功率測量正交碼而得到，該噪聲功率測量正交碼相對于在接收信號中使用的正交碼具有正交特性。
同時，比較器426和功率控制命令產(chǎn)生器428依據(jù)SNR產(chǎn)生一個功率控制命令。也就是說，當SNR高于規(guī)定功率控制閾值時，功率控制命令產(chǎn)生器428產(chǎn)生功率降低命令。另一方面，當SNR低于功率控制閾值時，就意味著接收的信號包括大量的噪聲。因此，功率控制命令產(chǎn)生器428產(chǎn)生功率上升命令。這里，功率控制閾值是由閾值產(chǎn)生器424產(chǎn)生的。功率控制閾值指規(guī)定的閾值，而功率控制是根據(jù)該閾值執(zhí)行的。
第二個實施例的操作下面將參考圖4和圖6說明第二個實施例的操作。簡要地說，第二個實施例使用一個具有與所有正交碼都正交特性的功率測量正交碼，這種功率測量正交碼可以使用在CDMA移動通信系統(tǒng)中。因此，利用正交碼產(chǎn)生器616僅產(chǎn)生一個噪聲功率測量正交碼，并通過去除掉包含在解擴頻后的接收信號中的純信號成分得到純噪聲成分，并進行準確的噪聲功率測量，通過這種測量，功率控制命令產(chǎn)生器根據(jù)純噪聲成分執(zhí)行功率控制任務(wù)。
更具體地說，正交碼產(chǎn)生器616產(chǎn)生固定的規(guī)定的噪聲功率測量正交碼，與由同步獲得塊412提供的同步獲得信號同步。規(guī)定的噪聲功率測量正交碼與CDMA移動通信系統(tǒng)中可使用的所有正交碼都正交。例如，如圖6所示，正交碼產(chǎn)生器616可以產(chǎn)生一個噪聲功率測量正交碼“++++--------++++”，實際上它與IMT-2000中使用的所有正交碼都正交。固定噪聲功率測量正交碼，是由正交碼產(chǎn)生器616產(chǎn)生的，它可以用于估計僅僅純的噪聲成分，即使信號和噪聲信號都是通過特定信道接收的。也就是說，雖然接收到任何用復(fù)合共軛解擴頻序列解擴頻的信號，但是也能通過將接收信號乘以固定的噪聲功率測量正交碼來估計僅僅噪聲成分。這樣的操作由相關(guān)器510執(zhí)行。
相關(guān)器510包括乘法器610和612以及累加器614。一個相應(yīng)于解擴頻信號實部的I信道提供給乘法器610，然后乘以所產(chǎn)生的正交碼。因此，該I信道解擴頻后的信道信號由噪聲功率測量正交碼去除掉，而噪聲功率測量正交碼與I信道解擴的信道信號正交，這樣能使乘法器610僅輸出純噪聲成分。這里乘法器610的輸出信號將稱為第一個信號。一個相應(yīng)于解擴頻信號虛部的Q信道提供給乘法器612，然后乘以所產(chǎn)生的正交碼。因此，該Q信道的解擴頻信號由噪聲功率測量正交碼去除掉，而噪聲功率測量正交碼與Q信道解擴頻的信道信號正交，這樣能使乘法器612僅輸出純噪聲成分。這里，乘法器612的輸出信號將稱為第二個信號。第一個和第二個信號，是從乘法器610和612輸出的噪聲成分，它們被提供給累加器614，并在該累加器中，在相應(yīng)于正交碼長度的時間段內(nèi)累加第一和第二個信號。累加的值由功率測量器516和求平均塊518處理，并作為一個噪聲功率估計信號輸出。由于功率測量器516和求平均塊518與上述參考第一個實施例的操作具有相同的操作，所以省略對其詳細的說明。
通過采用這種方式測量純噪聲功率，就可能準確測量SNR。因此，就可能避免產(chǎn)生錯誤的功率控制命令，因而就阻止了由于錯誤的功率控制命令而造成的浪費。也就是說，能更高效地執(zhí)行功率控制。
如上所述，本發(fā)明提出了一種用于測量純噪聲功率的設(shè)備和方法以準確測量SNR。因此，能夠高效地執(zhí)行反向的功率控制并避免功率浪費。
雖然參考其中特定的優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了圖示和說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會理解，在不脫離本發(fā)明附加的權(quán)利要求所定義的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明進行多種形式上和細節(jié)上的變化。
權(quán)利要求
1.一種在CDMA(碼分多址)移動通信系統(tǒng)中的基站接收機，用于測量基站通過移動臺發(fā)送機中的多個信道中的至少一個信道而接收的信號的信噪比(SNR)，多個信道的每一個信道具有相應(yīng)的正交碼，所述接收機包括一個解擴頻器，利用復(fù)合解擴頻序列對接收信號進行解擴頻；一個噪聲功率測量器，通過使用與多個信道中的至少一個正交碼相正交的噪聲功率測量正交碼而去除掉信號功率的方式，測量由解擴頻器提供的解擴頻后接收信號的噪聲功率；一個信號功率測量器，用于測量由解擴頻器提供的解擴頻后接收信號的信號功率；以及一個SNR測量器，通過接收來自噪聲功率測量器的噪聲功率和來自信號功率測量器的信號功率，來測量SNR。
2.如權(quán)利要求1所述的基站接收機，其中的噪聲功率測量器包括一個正交碼產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生噪聲功率測量正交碼；一個連接到正交碼產(chǎn)生器的相關(guān)器，用于執(zhí)行噪聲功率測量正交碼與解擴頻器輸出的解擴頻后的接收信號之間的相關(guān)操作；以及一個連接到相關(guān)器的功率測量器，用于根據(jù)相關(guān)器的輸出來測量噪聲功率。
3.如權(quán)利要求1或2所述的基站接收機，其中的噪聲功率測量正交碼是“1，1，1，1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，1，1，1，1”。
4.如權(quán)利要求1或2所述的基站接收機，其中的噪聲功率測量正交碼是“1，1，-1，-1”。
5.如權(quán)利要求1或2所述的基站接收機，其中的噪聲功率測量正交碼是“1，-1”。
6.如權(quán)利要求1所述的基站接收機，其中的噪聲功率測量器通過將解擴頻信號乘以噪聲功率測量正交碼，從解擴頻后的接收信號中去除掉信號功率。
7.如權(quán)利要求2所述的基站接收機，其中的噪聲功率測量器還包括一個正交碼選擇器，用于接收一個信道狀態(tài)信號，該信號表示至少有一個相應(yīng)正交碼用于多個信道中的至少一個信道，并且依據(jù)該信道狀態(tài)信號選擇一個將作為噪聲功率測量正交碼的合適的正交碼。
8.如權(quán)利要求7所述的基站接收機，其中的正交碼產(chǎn)生器產(chǎn)生所選擇的正交碼作為噪聲功率測量正交碼。
9.如權(quán)利要求1所述的基站接收機，還包括同步獲得裝置，用于從接收信號獲得同步，并產(chǎn)生一個同步獲得信號，使解擴頻器和正交碼產(chǎn)生器與接收信號同步。
10.如權(quán)利要求2所述的基站接收機，其中的噪聲功率測量器還包括一個求平均裝置，用于計算從功率測量器輸出的噪聲功率的平均值，該平均值是以碼元為單位求得的平均值，并且將產(chǎn)生所計算的平均噪聲功率作為噪聲功率測量信號。
11.一種接收機中的噪聲功率測量設(shè)備，用在具有接收機和發(fā)送機的CDMA移動通信系統(tǒng)中，對于通過多個信道中的至少一個信道接收的信號進行解擴頻，并且估計從解擴頻后的接收信號輸出的噪聲功率，所述設(shè)備包括一個正交碼產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生一個正交碼，該正交碼與所述至少一個信道所使用的正交碼不同并正交；一個連接到正交碼產(chǎn)生器的相關(guān)器，用于執(zhí)行正交產(chǎn)生器產(chǎn)生的正交碼與解擴頻后的接收信號之間的相關(guān)操作；以及一個連接到相關(guān)器的功率測量器，用于根據(jù)相關(guān)器的輸出來測量噪聲功率。
12.如權(quán)利要求11所述的噪聲功率測量設(shè)備，其中的正交碼產(chǎn)生器產(chǎn)生的正交碼為“1，1，1，1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，1，1，1，1”。
13.如權(quán)利要求11所述的噪聲功率測量設(shè)備，還包括一個正交碼選擇器，用于接收一個信道狀態(tài)信號，該信號表示所述至少一個信道使用的正交碼，并依據(jù)該信道狀態(tài)信號選擇一個正交碼，該正交碼與所述至少一個信道的所述正交碼不同并正交。
14.如權(quán)利要求12或13所述的噪聲功率測量設(shè)備，還包括同步獲得裝置，用于從接收信號獲得同步，并產(chǎn)生一個同步獲得信號，使該正交碼產(chǎn)生器與接收信號同步。
15.如權(quán)利要求11所述的噪聲功率測量設(shè)備，還包括一個求平均裝置，用于計算從功率測量器輸出的噪聲功率的平均值，該平均值是以碼元為單位求得的平均值，并且產(chǎn)生所計算的平均噪聲功率作為噪聲功率測量信號。
16.一種用于測量在基站接收的信號的SNR的方法，該信號是通過CDMA移動通信系統(tǒng)的移動臺發(fā)送機的多個信道中的至少一個信道接收的，其中，多個信道中的每個信道都具有相應(yīng)的正交碼，該方法包括步驟用復(fù)合解擴頻序列對接收信號進行解擴頻；通過利用噪聲功率測量正交碼去除掉信號功率來測量解擴頻后接收信號的噪聲功率，其中噪聲功率測量正交碼與多個信道中的至少一個正交碼正交；測量解擴頻后的接收信號的信號功率；以及根據(jù)噪聲功率和信號功率來測量SNR。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中噪聲功率測量步驟包括的步驟為產(chǎn)生噪聲功率測量正交碼；執(zhí)行噪聲功率測量正交碼與解擴頻后的接收信號之間的相關(guān)操作；以及根據(jù)相關(guān)操作的輸出來測量噪聲功率。
18.如權(quán)利要求16或17所述的方法，其中噪聲功率測量正交碼是“1，1，1，1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，1，1，1，1”。
19.如權(quán)利要求16或17所述的方法，其中噪聲功率測量正交碼是“1，1，-1，-1”。
20.如權(quán)利要求16或17所述的方法，其中噪聲功率測量正交碼是“1，-1”。
21.如權(quán)利要求16所述的方法，其中信號功率是通過將解擴頻后的接收信號乘以噪聲功率測量正交碼而被去除掉的。
22.如權(quán)利要求17所述的方法，其中的正交碼產(chǎn)生步驟包括接收一個信道狀態(tài)信道，該信號指示至少有一個相應(yīng)的正交碼用于多個信道中的至少一個信道；依據(jù)該信道狀態(tài)信號選擇一個將作為噪聲功率測量正交碼的合適的正交碼；以及產(chǎn)生所選擇的正交碼。
23.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括步驟從接收信號獲得同步；以及產(chǎn)生一個同步獲得信號，用于使解擴頻操作與噪聲功率測量操作同步。
24.如權(quán)利要求16所述的方法，其中噪聲功率測量步驟還包括的步驟為以碼元為單位計算所測量噪聲功率的平均值；以及產(chǎn)生所計算的平均噪聲功率作為一個噪聲功率測量信號。
25.一種用于測量碼分多址(CDMA)移動通信系統(tǒng)的基站中的接收信號的噪聲功率的方法，所述接收信號通過移動通信系統(tǒng)的多個信道中的至少一個信道被發(fā)送，并且每個信道都具有相應(yīng)的正交碼，該方法包括的步驟為用復(fù)合解擴頻序列對接收信號進行解擴頻；產(chǎn)生噪聲功率測量正交碼，該噪聲功率測量正交碼與各信道中的至少一個正交碼正交；執(zhí)行所產(chǎn)生噪聲功率測量正交碼與解擴頻后的接收信號之間的相關(guān)操作；以及根據(jù)相關(guān)操作的結(jié)果值測量噪聲功率。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中產(chǎn)生的噪聲功率測量正交碼是“1，1，1，1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，1，1，1，1”。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其中的噪聲功率測量正交碼產(chǎn)生步驟包括的步驟為接收一個信道狀態(tài)信號，該信號指示至少有一個相應(yīng)的正交碼用于所述至少一個信道；從至少一個正交碼中選擇噪聲功率測量正交碼，該正交碼與信道狀態(tài)信號中指示的至少一個正交碼正交；以及產(chǎn)生所選擇的正交碼。
28.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括步驟從接收信號獲得同步；以及產(chǎn)生同步獲得信號，使噪聲功率測量正交碼與接收信號同步。
29.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括步驟計算噪聲功率的平均值，該平均值是以碼元為單位求得的平均值，以及產(chǎn)生所計算的平均噪聲功率作為噪聲功率測量信號。
全文摘要
本發(fā)明說明了一種用于基站接收機的噪聲功率測量系統(tǒng)和方法。在該系統(tǒng)和方法中,對接收信號進行解擴頻,并且估計解擴頻后的接收信號的噪聲功率。正交碼產(chǎn)生器產(chǎn)生噪聲功率測量正交碼,該正交碼與移動臺當前正在使用的所有正交碼都正交。連接到正交碼產(chǎn)生器的相關(guān)器執(zhí)行噪聲功率測量正交碼與解擴頻后接收信號之間的相關(guān)操作。連接到相關(guān)器的噪聲功率測量器根據(jù)相關(guān)器的輸出來測量噪聲功率。
文檔編號H04B1/707GK1322418SQ00801996
公開日2001年11月14日 申請日期2000年9月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月18日
發(fā)明者尹裕皙, 孟勝柱, 尹淳暎 申請人:三星電子株式會社