專利名稱：使用解碼器量度的非連續(xù)發(fā)射(dtx)檢測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
這些教導(dǎo)通常涉及諸如在基站和移動站之間的前向信道上使用非連續(xù)發(fā)射的那些系統(tǒng)之類的碼分多址(CDMA)無線通信系統(tǒng)，并且更一般地涉及在使用DTX的系統(tǒng)中已解碼數(shù)據(jù)幀的檢測。
背景技術(shù)：
在針對IS-2000-2的標(biāo)準(zhǔn)文件“Physical Layer Standard forcdma 2000 Spread Spectrum Systems(cdma 2000擴頻系統(tǒng)的物理層標(biāo)準(zhǔn))”(版本0，07/99)中，基站被允許在逐幀的基礎(chǔ)上選擇性地禁用某些前向信道上的發(fā)射。這被稱為非連續(xù)發(fā)射或DTX?？墒?，關(guān)于一個特定幀已被發(fā)射還是未被發(fā)射的信息對移動站是未知的。在上面提及的標(biāo)準(zhǔn)中，下列信道被定義為有DTX性能前向?qū)Ｓ每刂菩诺?F-DCCH)、前向補充信道1(F-SCH1)和前向補充信道2(F-SCH2)，后兩個信道在這里一起被稱為F-SCHn。
有一些由需要有關(guān)幀實際上是否被發(fā)射的信息的移動站執(zhí)行的算法。這在此通常被稱為“DTX檢測問題”?，F(xiàn)在討論這些算法的三個示例。
第一個算法與前向鏈路功率控制在F-DCCH或F-SCHn上是否被啟用有關(guān)。在這種情況下，外部功率控制環(huán)用來根據(jù)循環(huán)冗余校驗(CRC)計算所提供的幀差錯信息更新當(dāng)前的設(shè)定點或操作點。如果一個幀未被發(fā)射，那么移動站將不會更新當(dāng)前的外部功率控制環(huán)設(shè)定點。為了達到這一點，移動站應(yīng)該具有某一性能來檢測一個實際的幀傳輸是已經(jīng)發(fā)生還是尚未發(fā)生。
稍后的標(biāo)準(zhǔn)IS-2000-2“Physical Layer Standard for cdma 2000Spread Spectrum Systems(cdma 2000擴頻系統(tǒng)的物理層標(biāo)準(zhǔn))”(版本A，06/09/2000)規(guī)定了在F-DCCH上的前向鏈路功率控制模式(質(zhì)量指示比特(QIB)功率控制)。該算法也需要檢測F-DCCH幀傳輸。
IS-2000-2“Physical Layer Standard for cdma 2000 SpreadSpectrum Systems(cdma 2000擴頻系統(tǒng)的物理層標(biāo)準(zhǔn))”(版本A，06/09/2000)標(biāo)準(zhǔn)還允許基于參數(shù)FPC_PRI_CHAN在前向基本信道(F-FCH)上或者在F-DCCH上發(fā)射前向鏈路上的一個功率控制子信道。當(dāng)功率控制子信道在F-DCCH上被發(fā)射時，移動站監(jiān)控過程算法需要DTX檢測。
應(yīng)該理解，重要的是在上述條件下操作的移動站能夠確定DTX實際上是否在逐幀的基礎(chǔ)上以便確保適當(dāng)?shù)墓δ堋Ｔ诒景l(fā)明之前，這個重要的需求未被滿足，并且DTX檢測問題尚未解決。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)這些教導(dǎo)的目前優(yōu)選的實施例，上述以及其它問題被克服，并且其它的優(yōu)點被實現(xiàn)。
本發(fā)明提供一種根據(jù)解碼器量度(metric)用于確定DTX狀態(tài)的方法和系統(tǒng)，并解決DTX檢測問題。
對于其中信道使用卷積編碼的目前優(yōu)選但非限制性的實施例，使用維特比解碼器的累積量度(cumulative metric)(CM)。具體地說，使用幀的末尾處的CM值?？墒?，發(fā)現(xiàn)CM的值與碼元幅度成比例，并且還對導(dǎo)頻信道和噪聲功率敏感，這使得難以導(dǎo)出幀分類的最佳閾值。因此優(yōu)選的是使用量(CM)2/(p2δ2)，其中p2和δ2分別是導(dǎo)頻功率和噪聲方差，該量具有與導(dǎo)頻和噪聲功率無關(guān)的期望屬性。量(CM)2/(p2δ2)可以被稱為標(biāo)準(zhǔn)化的(normalized)累積量度。
基于CM以及更確切地說基于標(biāo)準(zhǔn)化CM的DTX檢測算法如下。首先，執(zhí)行信號噪聲比(SNR)估計算法以估計在幀上平均的導(dǎo)頻和噪聲功率。其次，基于表達式(CM)2/(p2δ2)用標(biāo)準(zhǔn)化的CM進行計算。如果標(biāo)準(zhǔn)化的累積量度大于預(yù)定閾值，則所述幀被聲稱為發(fā)射幀，否則所述幀被聲稱為未被發(fā)射的幀，即DTX幀。所得的信息然后在包括功率控制相關(guān)算法在內(nèi)的各種移動站算法的執(zhí)行期間由移動站數(shù)據(jù)處理器使用。
一種方法被公開，該方法用于檢測發(fā)射機和接收機之間以非連續(xù)發(fā)射協(xié)議操作的無線通信系統(tǒng)(如為根據(jù)本方法操作的無線通信系統(tǒng))中發(fā)射幀的不存在。該方法包括在幀周期上解碼接收到的信號以確定累積量度；把累積量度標(biāo)準(zhǔn)化并把標(biāo)準(zhǔn)化的累積量度與閾值進行比較以用于確定所述幀是發(fā)射幀還是非發(fā)射幀。所確定的累積量度可以是最大累積量度或者零狀態(tài)累積量度。
標(biāo)準(zhǔn)化操作包括對所確定的累積量度進行平方，并將平方了的所確定的累積量度除以所估計的導(dǎo)頻功率和噪聲方差。
在優(yōu)選實施例中，無線通信系統(tǒng)是碼分多址系統(tǒng)，并且接收到的信號是從前向?qū)Ｓ每刂菩诺?F-DCCH)、前向補充信道1(F-SCH1)或前向補充信道2(F-SCH2)的其中之一中接收的。在優(yōu)選實施例中，接收機被包含在移動站內(nèi)，并且所述幀是發(fā)射幀還是非發(fā)射幀的確定在移動站執(zhí)行至少一種算法期間被使用。所述至少一種算法可以是功率控制相關(guān)算法或者監(jiān)控相關(guān)算法，它們是作為可以受益于本發(fā)明使其可能的DTX檢測信息的使用的算法的兩個非限制性示例。


當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時，這些教導(dǎo)的上述和其它方面在優(yōu)選實施例的下面詳細說明中變得更明顯，其中圖1是CDMA接收機的框圖，該CDMA接收機包括根據(jù)本發(fā)明一個方面的DTX檢測塊；圖2示出DTX檢測塊的結(jié)構(gòu)，該DTX檢測塊執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的DTX檢測算法；圖3是說明從節(jié)點1到節(jié)點k的解碼器狀態(tài)轉(zhuǎn)移的圖；以及圖4示出在本發(fā)明詳細說明期間提及的若干公式。
具體實施例方式
為了說明CDMA接收機10的框圖而對圖1進行參考，為了方便起見而不是為了必要性，假定CDMA接收機10被包含在諸如蜂窩式電話或個人通信裝置之類的移動站內(nèi)。接收機10假定基站發(fā)射機5和天線7存在，通過天線7接收基站的發(fā)射。模擬的接收信號(RX)被模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器12抽樣，并且所得的接收信號的數(shù)字表示在通常被稱為支路(finger)14的多個相關(guān)器塊中被處理。相關(guān)器結(jié)果被碼元合并器16合并，該碼元合并器16具有饋送數(shù)據(jù)解碼器決18的輸出，數(shù)據(jù)解碼器塊18可以操作為維特比解碼器。每個支路14的輸出還在導(dǎo)頻與噪聲功率估計塊20中被處理。在幀上平均的合并的導(dǎo)頻與噪聲方差估計和從解碼器18中輸出的CM信息一起作為輸入被提供給根據(jù)本發(fā)明操作的DTX檢測算法塊22。
圖2示出由DTX檢測算法塊22執(zhí)行的DTX檢測算法的框圖。從解碼器18中輸出的累積量度在塊22A中進行平方，并且然后在塊22B中除以從功率估計塊20中輸出的合并的噪聲與導(dǎo)頻功率估計。所述結(jié)果在塊22C中與預(yù)定閾值進行比較，并且從那里導(dǎo)出DTX狀態(tài)。
作為示例，關(guān)于諸如維特比解碼器之類的解碼器可以參考S.Czaja的共同受讓的美國專利No.5,796,757“Methods and Apparatus forPerforming Rate Determination with a Variable Rate ViterbiDecoder(用可變速率維特比解碼器執(zhí)行速率確定的方法和設(shè)備)”以及K.Kalliojarvi的共同受讓的美國專利No.6,507,927“Method andDevice for Estimating the Reliability of a Decoded SymbolSequence(用于估計解碼碼元序列可靠性的方法與裝置)”。
現(xiàn)在接下來的是接收機10的操作的更詳細描述，并且尤其是DTX檢測算法塊22的操作的描述以及解碼器18執(zhí)行的累積量度計算的描述。
軟數(shù)據(jù)碼元S在維特比解碼器18中被用于CM計算。在解碼器網(wǎng)格(trellis)中的每個時間步，以及對于網(wǎng)格的每個節(jié)點，對于1/R速率碼以及根據(jù)圖4中的公式(1)根據(jù)發(fā)射機數(shù)據(jù)編碼器結(jié)構(gòu)預(yù)先計算出的轉(zhuǎn)移符號(sign)矢量(b)，由R個接收到的碼元的內(nèi)積計算分支量度(branch metric)(BM)，其中k表示當(dāng)前節(jié)點下標(biāo)(k＝0...2(K-1)-1，K為約束長度)，并且1是從該節(jié)點到節(jié)點k的轉(zhuǎn)移發(fā)生的節(jié)點的下標(biāo)。
同樣參考圖3，對于解碼器18網(wǎng)格的每個節(jié)點k，關(guān)于轉(zhuǎn)移可以起源于兩個節(jié)點1中的哪一個，有兩種可能性。為了確定所述轉(zhuǎn)移的最可能始發(fā)節(jié)點，根據(jù)圖4的公式(2)，分支量度(BM1，k)被加到節(jié)點1的CM(CM1)，并且具有最大值的結(jié)果被選擇作為節(jié)點k的新的累積量度。
根據(jù)圖4中的公式(3)，節(jié)點k(CMk)的總累積量度被定義為在所述幀上節(jié)點k的累積量度的積分，其中指數(shù)m是指M比特長的該幀的比特下標(biāo)。
根據(jù)圖4中的公式(4)，通過在每一步m選擇最大狀態(tài)累積量度并且通過積分在所述幀上的最大狀態(tài)量度來定義最大總累積量度。
而且，通常的情況是通過在幀的末尾插入(K-1)個零來刷新在基站發(fā)射機5處的卷積編碼器移位寄存器(未示出)。因此，在幀解碼末尾處的終端節(jié)點然后也以高可能性是節(jié)點零。假定是這種情況，則可以很容易注意到節(jié)點零的累積量度等于最大的總累積量度。
本發(fā)明因此不被限制為用于DTX檢測算法塊22的累積量度的選擇。即公式(3)中示出的最大累積量度或者公式(4)的零狀態(tài)累積量度可以用作對DTX檢測算法塊22的輸入。公式(8)中示出的并在下面討論的那個形式也可以被使用，并且目前在使用上可能是優(yōu)選的。在任何情況下，把幀末尾處的CM值標(biāo)準(zhǔn)化是優(yōu)選的。這是正確的，因為CM值可以被顯示為與碼元幅度成比例，并且還對導(dǎo)頻信道和噪聲功率敏感。這個可變性使得難以為幀分類導(dǎo)出最佳閾值。因此優(yōu)選的是對于一個支路(finger)14的情況使用量(CM)2/(p2δ2)，其中p2和δ2分別是導(dǎo)頻功率和噪聲方差。所得的標(biāo)準(zhǔn)化量(CM)2/(p2δ2)因此具有與導(dǎo)頻和噪聲功率無關(guān)的期望屬性。量(CM)2/(p2δ2)可以被稱為標(biāo)準(zhǔn)化的累積量度。
移動站使用由功率估計塊20執(zhí)行的信號噪聲比(SNR)估計算法來估計在所述幀上平均的導(dǎo)頻和噪聲功率。在本發(fā)明的目前優(yōu)選的實施例中，可以使用多支路(multi-finger)形式的p2和δ2，其中這些量的數(shù)值可以由如在下面進一步描述的導(dǎo)頻與噪聲功率估計塊20來確定。
正如在上面討論的，標(biāo)準(zhǔn)化的累積量度(CM)2/(p2δ2)具有由組合的導(dǎo)頻和噪聲功率的乘積標(biāo)準(zhǔn)化的累積量度。在使用多個支路14的典型的CDMA接收機的情況下，組合的導(dǎo)頻和噪聲功率的乘積如圖4的公式(5)中所示被計算，其中p12和δ12分別是支路1的導(dǎo)頻功率和噪聲方差。L表示支路的總數(shù)。噪聲方差的估計可以以各種方式進行。一個典型且合適的技術(shù)是估計在N個碼元的周期上的平均值和方差，如公式(6)中所示，其中導(dǎo)頻的平均值在圖4的公式(7)中示出。
獨立于幀長度和信道條件的標(biāo)準(zhǔn)化的累積量度如圖4的公式(8)中所示被獲得，其中選擇最大量度(如公式(4)中所示)來使用。正如在上面討論的，本發(fā)明不限于只使用最大累積量度。
圖4的公式(8)呈現(xiàn)了擴展到多支路情況的(CM)2/(p2δ2)的一般形式。應(yīng)該注意如公式(4)中所示的累積量度被公式(8)中的幀長度M標(biāo)準(zhǔn)化。這可以說明公式(8)中所示的標(biāo)準(zhǔn)化量與幀長度和諸如噪聲和干擾之類的信道條件無關(guān)。同樣地，單個閾值的使用通常在用于確定DTX幀的塊22C中是足夠的。實際上，閾值是特定于實施方式的，并且不適用于理論推導(dǎo)。模擬和/或?qū)嶒炇乙约艾F(xiàn)場測試因此是導(dǎo)出最佳閾值的優(yōu)選技術(shù)。
仍然討論圖2和3，DTX檢測算法塊22基于例如表達式(CM)2/(p2δ2)或圖2的塊22A和22B中如公式(8)中所示的CM值來計算被標(biāo)準(zhǔn)化了的CM。如果通過比較塊22C發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的CM大于閾值，則這個幀被聲明為是發(fā)射幀。如果通過比較塊22C發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的CM不大于閾值，則這個幀被聲明為未被發(fā)射幀，即DTX幀。所得的信息然后在包括功率控制相關(guān)算法在內(nèi)的各種移動站算法的執(zhí)行期間被移動站數(shù)據(jù)處理器使用。
正如關(guān)于閾值在上面指出的，適當(dāng)?shù)臄?shù)值可以根據(jù)經(jīng)驗和/或通過模擬來最佳地確定?？墒?，應(yīng)該注意，閾值不必被定義為常數(shù)，而是可以被定義為變量，該變量是至少M值(即以比特為單位的幀長度)的函數(shù)。對于本發(fā)明特別感興趣的IS-2000-2標(biāo)準(zhǔn)的情況，幀長度可以變化而不是固定的。因此，在這里對“預(yù)定”閾值的提及不必暗示該閾值是常數(shù)，而是僅僅暗示這個閾值在使用之前已被預(yù)先確定?？墒亲⒁?，如果如公式(8)中所示的標(biāo)準(zhǔn)化的CM形式被使用，即一個也被幀長度標(biāo)準(zhǔn)化的CM形式，那么單個閾值可能就足夠了。
在優(yōu)選實施例中，信道解碼器18以硬件的形式被實現(xiàn)，并且都由DTX檢測算法塊22執(zhí)行的使用導(dǎo)頻功率與噪聲估計的解碼器量度CM的標(biāo)準(zhǔn)化以及與閾值的比較可以很容易以移動站數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行的軟件的形式被實現(xiàn)。
雖然在本發(fā)明的目前優(yōu)選實施例的環(huán)境中進行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以對這些優(yōu)選實施例進行各種修改，并且所有這樣的修改將落入本發(fā)明的范圍中。例如，雖然在CDMA系統(tǒng)(其中，隨后在移動站中執(zhí)行功率控制算法期間使用關(guān)于幀是發(fā)射幀還是非發(fā)射幀的確定)的環(huán)境中進行了描述，但是其它類型算法的執(zhí)行也同樣可以受益于此信息，例如但不限于監(jiān)控相關(guān)算法。而且，用于計算累積度量的其它技術(shù)也可以被使用，同樣用于執(zhí)行導(dǎo)頻功率與噪聲方差估計的其它技術(shù)也可以被使用。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測在發(fā)射機和接收機之間以非連續(xù)發(fā)射協(xié)議操作的無線通信系統(tǒng)中的發(fā)射幀的不存在的方法，該方法包括在幀周期上解碼接收到的信號以確定累積量度；把所述累積量度標(biāo)準(zhǔn)化；以及把標(biāo)準(zhǔn)化的累積量度與閾值進行比較以確定所述幀是發(fā)射幀還是非發(fā)射幀。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所確定的累積量度包括最大累積量度。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所確定的累積量度包括零狀態(tài)累積量度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中標(biāo)準(zhǔn)化包括對所確定的累積量度進行平方，并把平方了的所確定的累積量度除以所估計的導(dǎo)頻功率和噪聲方差。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中標(biāo)準(zhǔn)化還包括除以幀長度。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中無線通信系統(tǒng)包括碼分多址系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中接收到的信號從前向?qū)Ｓ每刂菩诺?F-DCCH)中被接收。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中接收到的信號從前向補充信道1(F-SCH1)中被接收。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中接收到的信號從前向補充信道2(F-SCH2)中被接收。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其中接收機包括移動站的一部分，并且其中關(guān)于所述幀是發(fā)射幀還是非發(fā)射幀的確定在功率控制算法執(zhí)行期間被使用。
11.一種在發(fā)射機和接收機之間以非連續(xù)發(fā)射協(xié)議操作的無線通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括解碼器，用于在幀周期上解碼接收到的信號以獲得累積量度；標(biāo)準(zhǔn)化部件，用于把累積量度標(biāo)準(zhǔn)化；以及比較器，用于把標(biāo)準(zhǔn)化的累積量度與閾值進行比較以確定所述幀是發(fā)射幀還是非發(fā)射幀。
12.如權(quán)利要求11所述的無線通信系統(tǒng)，其中解碼器輸出最大累積量度。
13.如權(quán)利要求11所述的無線通信系統(tǒng)，其中解碼器輸出零狀態(tài)累積量度。
14.如權(quán)利要求11所述的無線通信系統(tǒng)，其中標(biāo)準(zhǔn)化部件包括用于對所確定的累積量度進行平方的裝置，以及用于把平方了的所確定的累積量度除以所估計的導(dǎo)頻功率和噪聲方差的裝置。
15.如權(quán)利要求11所述的無線通信系統(tǒng)，其中標(biāo)準(zhǔn)化部件還包括用于除以幀長度的裝置。
16.如權(quán)利要求11所述的無線通信系統(tǒng)，其中無線通信系統(tǒng)包括碼分多址系統(tǒng)。
17.如權(quán)利要求16所述的無線通信系統(tǒng)，其中接收到的信號從前向?qū)Ｓ每刂菩诺?F-DCCH)中被接收。
18.如權(quán)利要求16所述的無線通信系統(tǒng)，其中接收到的信號從前向補充信道1(F-SCH1)中被接收。
19.如權(quán)利要求16所述的無線通信系統(tǒng)，其中接收到的信號從前向補充信道2(F-SCH2)中被接收。
20.如權(quán)利要求16所述的無線通信系統(tǒng)，其中接收機包括移動站的一部分，并且其中關(guān)于所述幀是發(fā)射幀還是非發(fā)射幀的確定在功率控制算法執(zhí)行期間被使用。
21.一種用于檢測在基站發(fā)射機和移動站接收機之間以非連續(xù)發(fā)射(DTX)協(xié)議操作的無線碼分多址通信系統(tǒng)中的發(fā)射幀的不存在的方法，該方法包括在幀周期上解碼從卷積信道中接收到的信號以確定累積量度；標(biāo)準(zhǔn)化所述累積量度，包括對所確定的累積量度進行平方，并把平方了的所確定的累積量度除以所估計的導(dǎo)頻功率和噪聲方差；以及把標(biāo)準(zhǔn)化的累積量度與閾值進行比較以確定所述幀是DTX幀還是非DTX幀。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所確定的累積量度包括最大累積量度和零狀態(tài)累積量度中的一個。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中接收到的信號從前向?qū)Ｓ每刂菩诺?F-DCCH)、前向補充信道1(F-SCH1)和前向補充信道2(F-SCH2)的其中之一中被接收。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中關(guān)于所述幀是DTX幀還是非DTX幀的確定在至少一個移動站功率控制算法的執(zhí)行期間被使用。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其中標(biāo)準(zhǔn)化還包括在平方之前把所確定的累積量度除以幀長度。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中對平方了的所確定的累積量度進行除法包括除以多支路形式的所估計的導(dǎo)頻功率和噪聲方差。
全文摘要
一種方法檢測在發(fā)射機和接收機之間以非連續(xù)發(fā)射(DTX)協(xié)議操作的無線通信系統(tǒng)中的發(fā)射幀的不存在。該方法包括在幀周期上解碼接收到的信號以確定累積量度；把該累積的量度標(biāo)準(zhǔn)化并比較標(biāo)準(zhǔn)化的累積量度或零狀態(tài)累積量度。該無線通信系統(tǒng)可以是CDMA系統(tǒng)，該接收機可以被包含在移動站內(nèi)，并且作為一個非限制性示例，所述幀是發(fā)射幀還是非發(fā)射幀的確定可以在功率控制算法執(zhí)行期間被應(yīng)用。
文檔編號H04L1/00GK1745568SQ200480003226
公開日2006年3月8日 申請日期2004年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月31日
發(fā)明者J·塔帕尼寧, T·肯尼, J·－M·特蘭 申請人:諾基亞有限公司