專利名稱：一種寬帶碼分多址系統(tǒng)上行鏈路的sir測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線移動通信領(lǐng)域中直接擴頻碼分多址系統(tǒng)中信干比(SIR)的測量方法，更具體而言是在寬帶碼分多址系統(tǒng)(WCDMA)中如何進行準(zhǔn)確的上行鏈路SIR測量。
背景技術(shù)：
在第三代移動通訊系統(tǒng)中，無線信道足夠?qū)?，利用擴頻和碼分多址，多個用戶可以使用相同的信道。WCDMA系統(tǒng)是一個干擾受限系統(tǒng)，其優(yōu)越性的實現(xiàn)很大程度上依賴于功率控制技術(shù)。功率控制技術(shù)從集中式功率控制到分布式功率控制，從等功率控制到基于業(yè)務(wù)質(zhì)量的功率控制，無不是為了追求通信質(zhì)量最佳化，系統(tǒng)容量最大化的目的。但這些都是假設(shè)能對信道特性，特別是衰落進行準(zhǔn)確估計，對接收信號進行準(zhǔn)確測量的前提下研究的功率控制策略。實際上，由于受到測量方法，可實現(xiàn)測量工具精度的限制，要做到對接收信號完全無誤差的測量是不可能的，只能尋求性能更好的測量方法，提高信干比SIR測量的精度。
實際的功率控制分為內(nèi)環(huán)功率控制和外環(huán)功率控制，外環(huán)功率根據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量要求和接收機的誤塊率設(shè)定目標(biāo)SIR給內(nèi)環(huán)功率控制。內(nèi)環(huán)功率控制通過控制移動臺的發(fā)射功率使內(nèi)環(huán)實測的SIR保持在外環(huán)功控給出的目標(biāo)SIR上，從而滿足業(yè)務(wù)質(zhì)量的要求。其中SIR測量是功率控制機制良好運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，沒有精確的SIR測量，內(nèi)外環(huán)SIR的比較就沒有太大的意義，也就不可能有好的功率控制性能。圖1是上行鏈路功率控制的示意圖，由基站來測量SIR，然后和目標(biāo)SIR相比較，決定移動臺的發(fā)射功率大小。
目前在WCDMA系統(tǒng)中使用導(dǎo)頻符號來進行SIR測量，基本的過程如下從接收到的專用物理傳輸信道的碼片信號中分離出導(dǎo)頻信號。由于導(dǎo)頻符號已知，使用導(dǎo)頻符號對導(dǎo)頻信號進行相位搬移，使得導(dǎo)頻信號都在相同的相位。之后用相位相同的導(dǎo)頻信號分別計算接收信號符號功率(Received Signal Code Power，RSCP)和干擾信號符號功率(Interference Signal Code Power，ISCP)，然后得到SIR估計值SIRest。具體公式表示如下SIRest=RSCPsISCPs,]]>
RSCPs(m)=1N2Σl=1L|Σi=1Nyi,lxi|2-LNISCPs(m),]]>ISCP(m)=12(N-1)LΣl=1LΣi=1N-1(yi,lxi-yi+1,lxi+1)2]]>ISCPs(m)＝ISCPlastframe，其中N是信號的個數(shù)，L是多徑個數(shù)，m是時隙編號，xi是第i個導(dǎo)頻信號對應(yīng)的已知導(dǎo)頻符號，yi是接收到的導(dǎo)頻信號。
但是由于專用物理控制信道發(fā)射功率的有限，同時一個時隙中的導(dǎo)頻數(shù)目比較小，一般是6個導(dǎo)頻符號。造成統(tǒng)計得到的RSCP值受噪聲影響比較大，該統(tǒng)計量的方差比較大，嚴(yán)重影響SIR測量值的準(zhǔn)確度。而ISCP由于進行了時隙間的IIR濾波，統(tǒng)計結(jié)果比較準(zhǔn)確。但如果對RSCP也進行無限沖擊響應(yīng)(IIR)濾波，雖然測量值的方差會變小，但對發(fā)射功率的變化就沒法快速的測量出來，造成很大的延時。我們可以利用非導(dǎo)頻符號來提高RSCP的統(tǒng)計精度。圖2是上行專用信道的幀結(jié)構(gòu)，其一幀長度都是10ms，15個時隙組成一幀。上行鏈路的時隙，專用物理控制信道(Dedicated Physical Control Channel，DPCCH)和專用物理數(shù)據(jù)信道(Dedicated Physical Data Channel，DPDCH)是并行發(fā)送的。通過使用更多的信號進行RSCP檢測，就可以得到準(zhǔn)確的估計值。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)中因RSCP值噪聲影響比較大，因而該統(tǒng)計量的方差比較大，影響信干比SIR測量值的準(zhǔn)確度的問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案為1.1將一個時隙中上行專用物理控制信道的數(shù)據(jù)進行分離，用導(dǎo)頻符號對導(dǎo)頻信號進行相位搬移，得到相位一致的導(dǎo)頻信號；1.2用步驟1.1中的導(dǎo)頻信號計算干擾信號符號功率ISCP值，并對該值進行無限沖擊響應(yīng)(IIR)濾波；1.3用步驟1.1中的導(dǎo)頻信號計算得到一個接收信號符號功率RSCPpilot；1.4用上一相鄰時隙中專用物理控制信道的數(shù)據(jù)信號計算得到另一個接收信號符號功率RSCPdata；1.5步驟1.3和步驟1.4中的兩個接收信號符號功率合并，得到最終的接收信號符號功率RSCP；1.6用步驟1.5中最終的接收信號符號功率RSCP除以步驟1.2中經(jīng)過無限沖擊響應(yīng)濾波的干擾信號符號功率ISCP，得到信干比值。
本發(fā)明因結(jié)合專用物理控制信道的數(shù)據(jù)信號進行RSCP計算，大大提高了RSCP估計的精度，也就提高了SIR測量的精度。當(dāng)SIR測量精度提高后，為達到相同的誤塊率，發(fā)射功率可以有顯著的降低，整個系統(tǒng)容量就會變大。
圖1是功率控制的示意圖；圖2是上行鏈路專用信道的幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的流程圖；圖4是經(jīng)過IIR濾波后ISCP測量值的圖；圖5是本發(fā)明中的RSCP估計值的方差圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對技術(shù)方案的實施作進一步的詳細描述。
圖1是上行功率控制的示意圖，外環(huán)功率根據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量要求和接收機的誤塊率設(shè)定目標(biāo)SIR給內(nèi)環(huán)功率控制。內(nèi)環(huán)功率控制通過控制移動臺的發(fā)射功率使內(nèi)環(huán)實測的SIR保持在外環(huán)功控給出的目標(biāo)SIR上，從而滿足業(yè)務(wù)質(zhì)量的要求。其中SIR測量是功率控制關(guān)鍵，它的性能好壞直接決定了功率控制的質(zhì)量。
圖2是上行專用信道的幀結(jié)構(gòu)圖，其中一個時隙共有十個信號，Npilot個導(dǎo)頻信號，Ndata個數(shù)據(jù)信號。
圖3是本發(fā)明的流程圖。下面對本發(fā)明的具體步驟進行詳細說明。
第一步把來自天線口的數(shù)據(jù)按照各徑時延分別進行解調(diào)，得到各徑的專用物理控制信道(DPCCH)和專用物理數(shù)據(jù)信道(DPDCH)分量。對專用物理控制信道的信號進行分離，將導(dǎo)頻信號和非導(dǎo)頻信號分開。
第二步用一個時隙中的導(dǎo)頻信號計算ISCP，計算公式如下所示ISCP(m)=12(N-1)LΣl=1LΣi=1N-1(y(m)i,lx(m)i-y(m)i+1,lx(m)i+1)2,]]>并對得到的ISCP進行IIR濾波，得到比較精確的結(jié)果。圖4就是經(jīng)過IIR濾波后的ISCP測量值。
SIR測量的瓶頸就在于RSCP的測量，由于RSCP隨時間變化特別顯著，如果也采用IIR濾波就會造成測量值沒法迅速反映實際RSCP的變化。而由于噪聲的影響，造成RSCP測量值波動很大，計算可得RSCP測量值的方差是
var(RSCPpilot)=4RSCPreal2σ2Npilot+2σ4Npilot2,]]>其中RSCPreal表示實際的RSCP值，σ2是噪聲方差。
在本發(fā)明中，我們結(jié)合專用物理控制信道的數(shù)據(jù)來計算RSCP，用導(dǎo)頻信號和得到的ISCP計算RSCPpilot，用數(shù)據(jù)信號和得到的ISCP計算RSCPdata，將兩者用一定的方式合并，得到最終的RSCP。
第三步用一個時隙中的導(dǎo)頻信號和得到的ISCP計算RSCPpilot，計算公式如下所示RSCPpilot(m)=(1Npilot2Σl=1L|NΣl=1piloty(m)i,lx(m)l|2-LNpilotISCP(m))]]>如果使用當(dāng)前時隙中的數(shù)據(jù)信號會造成功控時延的增大，這里我們采用上一個時隙中的數(shù)據(jù)信號，它們剛好和本時隙的導(dǎo)頻信號相鄰，可以很好的代表當(dāng)前信號的功率。但是由于當(dāng)前時隙是經(jīng)過之前delay_step個時隙的功控控制增益的作用，當(dāng)前時隙的發(fā)射功率是上一個時隙的Gain(delay_step)倍，因此在用上一個時隙的信號求得信號功率時需要乘以這個倍數(shù)。
第四步用上一相鄰時隙中的數(shù)據(jù)信號和得到的ISCP計算RSCPdata，計算公式如下所示RSCPdata(m)=(1Ndata2Σl=1LΣi=1Ndata|y(m-1)i,l|2-L*ISCP(m))*Gain(delay-step)]]>其中y(m-a)表示上一個時隙的數(shù)據(jù)信號，delay_step是功控命令產(chǎn)生到移動臺按此功控命令調(diào)整發(fā)射功率之間相差的時隙個數(shù)，實際系統(tǒng)一般存在1～3個時隙的延時，Gain(delay_step)是當(dāng)前時隙之前delay_step個時隙的功控調(diào)整增益。
其方差計算如下var(RSCPdata)=(4RSCPreal2σ2Ndata+2σ4Ndata)*Gain(delay-step)2.]]>第五步合并由導(dǎo)頻信道得到的RSCPpilot和由數(shù)據(jù)信號得到的RSCPdata，得到最終的RSCPRSCP(m)＝a*RSCP(m)pilot+(1-a)*RSCP(m)data當(dāng)我們要結(jié)合RSCPdata和RSCPpilot時，需要計算使用到的a。
var(a*RSCPpilot+(1-a)*RSCPdata)＝E(a*RSCPpilot+(1-a)*RSCPdata-RSCPreal)2為求使上式最小的a，對上式求導(dǎo)，并求使其為零的a，就可以得到
a=(SIRtarget4Ndata+2Ndata)*Gain(delay-step)2(SIRtarget4Ndata+2Ndata)*Gain(delay-step)2+SIRtarget4Npilot+2Npilot2]]>其中SIRtarget是由外環(huán)功控設(shè)定的SIR目標(biāo)值。
第六步根據(jù)得到的RSCP和ISCP，計算SIR，公式如下SIR(m)est=RSCP(m)ISCP(m).]]>這里為了說明算法的優(yōu)越性，給出一種情況下的仿真結(jié)果。這里設(shè)定SIRtarget＝3dB，使用高斯信道，這樣實際的接收信號的功率就是不變的。導(dǎo)頻信號的個數(shù)是6個，數(shù)據(jù)信號的個數(shù)是4個。經(jīng)過計算得到a＝0.6429。
圖5中給出了不同a值下RSCP測量值的方差大小，可以看出在a＝0.6429時，測量值的方差最小。
權(quán)利要求
1.一種寬帶碼分多址系統(tǒng)上行鏈路的信干比測量方法，其特征在于，包括以下步驟1.1將一個時隙中上行專用物理控制信道的數(shù)據(jù)進行分離，用導(dǎo)頻符號對導(dǎo)頻信號進行相位搬移，得到相位一致的導(dǎo)頻信號；1.2用步驟1.1中的導(dǎo)頻信號計算干擾信號符號功率ISCP值，并對該值進行無限沖擊響應(yīng)濾波；1.3用步驟1.1中的導(dǎo)頻信號計算得到一個接收信號符號功率RSCPpilot；1.4用上一相鄰時隙中專用物理控制信道的數(shù)據(jù)信號計算得到另一個接收信號符號功率RSCPdata；1.5步驟1.3和步驟1.4中的兩個接收信號符號功率合并，得到最終的接收信號符號功率RSCP；1.6用步驟1.5中最終的接收信號符號功率RSCP除以步驟1.2中經(jīng)過無限沖擊響應(yīng)濾波的干擾信號符號功率ISCP，得到信干比值。
2.權(quán)利要求1所述的寬帶碼分多址系統(tǒng)上行鏈路的信干比測量方法，其特征在于，所述步驟1.2中的計算干擾信號符號功率的方法為ISCP(m)=12(N-1)LΣl=1LΣi=1N-1(y(m)i,lx(m)i-y(m)i+1,lx(m)i+1)2,]]>式中，N是信號的個數(shù)，L是多徑個數(shù)，m是時隙編號，xi是第i個導(dǎo)頻信號對應(yīng)的已知導(dǎo)頻符號，yi是接收到的導(dǎo)頻信號。
3.權(quán)利要求1所述的寬帶碼分多址系統(tǒng)上行鏈路的信干比測量方法，其特征在于，所述步驟1.3中的用導(dǎo)頻信號計算接收信號符號功率的方法為RSCPpilot(m)=(1Npilot2Σl=1L|Σi=1Npiloty(m)i,lx(m)i|2-LNpilotISCP(m)).]]>
4.權(quán)利要求1所述的寬帶碼分多址系統(tǒng)上行鏈路的信干比測量方法，其特征在于，所述步驟1.4中的用數(shù)據(jù)信號計算接收信號符號功率的方法為RSCPdata(m)=(1Ndata2Σl=1LΣi=1Ndata|y(m-1)i,l|2-L*ISCP(m))*Gain(delay_step),]]>其中y(m-a)表示上一個時隙的數(shù)據(jù)信號，delay_step是功控命令產(chǎn)生到移動臺按此功控命令調(diào)整發(fā)射功率之間相差的時隙個數(shù)，Gain(delay_step)是當(dāng)前時隙之前delay_step個時隙的功控調(diào)整增益。
5.權(quán)利要求1所述的寬帶碼分多址系統(tǒng)上行鏈路的信干比測量方法，其特征在于，所述步驟1.5中的合并兩個接收信號符號功率的方法為RSCP(m)＝a*RSCP(m)pilot+(1-a)*RSCP(m)data，a=(SIRtarget4Ndata+2Ndata)*Gain(delay_step)2(SIRtarget4Ndata+2Ndata)*Gain(delay_step)2+SIRtarget4Npilot+2Npilot2,]]>其中SIRtarget是由外環(huán)功控設(shè)定的SIR目標(biāo)值。
全文摘要
一種寬帶碼分多址系統(tǒng)上行鏈路的信干比測量方法，將一個時隙中上行專用物理控制信道的數(shù)據(jù)進行分離，用導(dǎo)頻符號對導(dǎo)頻信號進行相位搬移，得到相位一致的導(dǎo)頻信號；用該信號得到接收信號符號功率和干擾信號符號功率的值，對后者進行無限沖擊響應(yīng)濾波；利用上一相鄰時隙中專用物理控制信道的數(shù)據(jù)信號得到另一個接收信號符號功率；將兩個接收信號符號功率合并，得到最終的接收信號符號功率；最終得到信干比值。因結(jié)合專用物理控制信道的數(shù)據(jù)信號進行接收信號符號功能的計算，大大提高了估計的精度，也就提高了信干比測量的精度。當(dāng)信干比測量精度提高后，為達到相同的誤塊率，發(fā)射功率可以有顯著的降低，整個系統(tǒng)容量就會變大。
文檔編號H04B1/707GK1756413SQ20041006487
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者楊奕 申請人:中興通訊股份有限公司