專利名稱：無線通信系統(tǒng)中cinr和rssi的估計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于選擇通信系統(tǒng)的至少一個操作參數(shù)的方法。該方法可以包括確定通信信號的接收信號強(qiáng)度指示(RSSI)?？梢灾辽俨糠只谥辽僖粋€已知數(shù)據(jù)的接收值、該已知數(shù)據(jù)的預(yù)定值和信道估計(jì)來確定該通信信號的中間值。此外，可以至少部分基于該RSSI和該中間值來估計(jì)載波與干擾加噪聲比(CINR)。可以至少部分基于估計(jì)的CINR來選擇操作參數(shù)。
在另一方案中，該方法可以包括確定通信信號的接收信號強(qiáng)度指示(RSSI)以及選擇包括包含在通信信號中的多個已知數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集合。該方法還可以包括通過將每一個已知數(shù)據(jù)的接收值除以其預(yù)定值來確定數(shù)據(jù)集合中的每一個已知數(shù)據(jù)的最小平方信道估計(jì)(LSCE)?？梢灾辽俨糠只卺槍?shù)據(jù)集合確定的相關(guān)系數(shù)來形成Yule-Walker等式?？梢郧蠼釿ule-Walker等式來至少確定線性估計(jì)誤差的方差。可以至少部分基于所述多個已知數(shù)據(jù)中的至少一個的接收值、至少一個已知數(shù)據(jù)的預(yù)定值和信道估計(jì)來針對所述通信信號確定中間值。此外，可以至少部分基于RSSI、方差、中間值來估計(jì)載波與干擾加噪聲比(CINR)。可以至少部分基于估計(jì)的CINR來選擇操作參數(shù)。
本發(fā)明的另一個實(shí)施例可以包括被編程以使機(jī)器執(zhí)行這里描述的各個步驟的機(jī)器可讀存儲器。



以下將參考附圖來更詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例 圖1描繪了根據(jù)802.16寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)(WiMax)實(shí)施無線通信的通信系統(tǒng)； 圖2描繪了有助于理解本發(fā)明的正交頻分復(fù)用(OFDM)信號的上行鏈路部分使用子載波(PUSC)瓦片200； 圖3描繪了有助于理解本發(fā)明的信號處理部件；以及 圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于估計(jì)通信信號的載波與干擾加噪聲比(CINR)和接收信號強(qiáng)度指示(RSSI)的方法的流程圖。

具體實(shí)施例方式 盡管本說明書以定義被認(rèn)為新穎的本發(fā)明特征的權(quán)利要求作為結(jié)論，但是相信通過考慮結(jié)合附圖的描述將會更好地理解本發(fā)明。如所需要的，這里公開了本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施例；然而，將理解，這里公開的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的示例性說明，其可以以各種形式具體化。因此，這里公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不被解釋為限定性的，而是僅僅作為權(quán)利要求的基礎(chǔ)，和作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以不同方式在實(shí)質(zhì)上任何適當(dāng)?shù)脑敿?xì)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。此外，這里使用的術(shù)語和短語不旨在是限定性的，而是用于提供對本發(fā)明的可理解的描述。
本發(fā)明涉及一種用于精確估計(jì)通信信號的載波與干擾加噪聲比(CINR)和接收信號強(qiáng)度指示(RSSI)的方法。有利地是，本發(fā)明從包含在通信信號內(nèi)的已知數(shù)據(jù)生成信道估計(jì)。該信道估計(jì)然后能夠被用來估計(jì)CINR和RSSI，在一定程度上補(bǔ)償其它的未知的信道脈沖響應(yīng)。
圖2描繪了有助于理解本發(fā)明的正交頻分復(fù)用(OFDM)信號的上行鏈路部分使用子載波(PUSC)瓦片(tile)200。所示的示例PUSC瓦片200代表從典型的OFDM上行鏈路信號恢復(fù)的符號，然而，本發(fā)明并不限制于此。例如，本發(fā)明還可以用于下行鏈路信號。此外，本發(fā)明還可以用于其他類型的通信信號，例如第三代合作伙伴項(xiàng)目(3GPP)和3GPP2信號中的全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、碼分多址(CDMA)和正交頻分多址(OFDMA)。
PUSC瓦片200可以包括多個符號210、220。在一個方案中，PUSC瓦片200可以包括一組230符號210、220，用于多個子信號中的每一個。例如，在所示出的示例中，PUSC瓦片200可以在三個連續(xù)的OFDM符號內(nèi)包括四個子載波。例如，PUSC瓦片200可以包括第一子載波230-1上的一個數(shù)據(jù)符號210和兩個導(dǎo)頻符號220、第二子載波230-2上的三個數(shù)據(jù)符號210、第三子載波230-3上的三個數(shù)據(jù)符號210、第四子載波230-4上的一個數(shù)據(jù)符號210和兩個導(dǎo)頻符號220。
盡管數(shù)據(jù)符號210代表在通信信號內(nèi)發(fā)射的源信息，但是導(dǎo)頻符號220通常不是。作為替代，導(dǎo)頻符號220可以包含預(yù)先確定的信息，使得導(dǎo)頻符號220在發(fā)射通信信號之前對發(fā)射機(jī)和接收機(jī)來說都是已知的。因此，可以由接收機(jī)處理導(dǎo)頻符號220來保持與發(fā)射機(jī)的同步、執(zhí)行信道估計(jì)、確定頻率誤差、以及實(shí)施其它信號處理功能。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還可以處理導(dǎo)頻符號220，以生成能夠用來估計(jì)該信號的CINR和RSSI的相關(guān)系數(shù)。
圖3描繪了有助于理解本發(fā)明的信號處理部件300。該信號處理部件300可以被包括在RF接收機(jī)中，該RF接收機(jī)接收通信信號。這樣的部件300可以被例如集成到基站或訂戶站的收發(fā)信機(jī)中。
信號處理部件300可以包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)305、FFT模塊310、處理器315、數(shù)據(jù)存儲320和信道解碼器325。在操作中，ADC 305能夠接收通信信號330，例如根據(jù)電氣與電子工程師協(xié)會(IEEE)802.16寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)(WiMax)發(fā)射的OFDM信號。ADC 305能夠?qū)⒔邮盏降耐ㄐ判盘栟D(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號轉(zhuǎn)發(fā)到FFT模塊310。FFT模塊310能夠?qū)υ摂?shù)字信號執(zhí)行FFT，并將復(fù)信號值輸出到處理器315。處理器315能夠執(zhí)行從數(shù)據(jù)存儲320檢索到的RSSI/CINR應(yīng)用335，以生成通信信號330的CINR和RSSI的估計(jì)。
處理器315能夠?qū)INR和RSSI估計(jì)轉(zhuǎn)發(fā)到調(diào)度器340，用于對該通信系統(tǒng)的至少一個操作參數(shù)進(jìn)行選擇。例如，在WiMax通信系統(tǒng)中，基站和/或訂戶站能夠?qū)⒏鶕?jù)這里描述的過程確定的CINR和RSSI估計(jì)用于調(diào)制碼方案選擇和音調(diào)/子信道指配。CINR和RSSI估計(jì)仍然可以用于選擇其它操作參數(shù)，且本發(fā)明不限于此。
圖4是說明用于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例估計(jì)通信信號的載波與干擾加噪聲比(CINR)和接收信號強(qiáng)度指示(RSSI)的方法400的流程圖。這種方法可以通過執(zhí)行RSSI/CINR應(yīng)用來實(shí)施。使用利用FFT從已知導(dǎo)頻信號恢復(fù)的導(dǎo)頻符號來呈現(xiàn)該方法400。盡管如此，其它已知數(shù)據(jù)能夠用來代替導(dǎo)頻符號，或者除了導(dǎo)頻符號之外，還可以使用其它已知數(shù)據(jù)。這種其他數(shù)據(jù)的示例包括，但不限于，已知的前導(dǎo)序列、已知的中間引導(dǎo)序列(mid-amble)以及利用解碼器反饋恢復(fù)的數(shù)據(jù)符號。還可以使用其它的已知數(shù)據(jù)，且本發(fā)明不限于此。
在步驟405開始，可以在模數(shù)轉(zhuǎn)換，并且已經(jīng)在信號上執(zhí)行了FFT之后接收通信信號。在這一點(diǎn)，從通信信號恢復(fù)的數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻符號可以具有復(fù)值。在步驟410，可以選擇一個或多個導(dǎo)頻符號，并且所選擇的導(dǎo)頻符號可以與數(shù)據(jù)符號分離開。參考步驟415，可以對所選擇的導(dǎo)頻符號中的每一個的絕對值求平方，以生成該導(dǎo)頻符號的接收功率。這能夠通過例如將所選擇的導(dǎo)頻符號中的每一個的值與其共軛值相乘來實(shí)現(xiàn)。在步驟420，可以對各個接收信號功率求和。繼續(xù)到步驟425，該總和可以除以所選擇的導(dǎo)頻符號的數(shù)目，以生成該通信信號內(nèi)的瓦片的RSSI。步驟415-425可以由下列等式來表示 (5) 其中RSSIt是瓦片t的單獨(dú)的RSSI，Np是被選擇用來生成RSSI估計(jì)的每個瓦片的導(dǎo)頻符號的數(shù)目，并且ri是在FFT之后各個導(dǎo)頻符號i的接收值。
參考步驟430，每一個所選擇的導(dǎo)頻符號的接收值(ri)可以除以其預(yù)定值(pi)，以產(chǎn)生最小平方信道估計(jì)(LSCE)，如以下等式所示 (6) 前進(jìn)到步驟435，能夠估計(jì)所選擇的導(dǎo)頻符號的相關(guān)系數(shù)。例如，在WiMax PUSC模式下，可以通過以下等式來估計(jì)信道相關(guān)系數(shù) (7)i，j＝1...Np 其中Ri，j是在OFDM時-頻網(wǎng)格內(nèi)的位置i和位置j的信道相關(guān)系數(shù)，pi是在位置i的導(dǎo)頻符號，ri是對應(yīng)于pi的接收到的導(dǎo)頻符號，pj是在位置j的導(dǎo)頻符號，rj是對應(yīng)于pj的接收到的導(dǎo)頻符號，t表示瓦片內(nèi)的相關(guān)。OFDM時-頻網(wǎng)格對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的。
假定T是可用于估計(jì)CINR和RSSI的瓦片的數(shù)目，可以使用等式(8)和(9)來對針對多個瓦片所確定的RSSI和相關(guān)系數(shù)求平均，以改進(jìn)CINR和RSSI估計(jì) (8)和 (9) 通常，在位置i和位置j之間的信道相關(guān)系數(shù)被定義為 (10) 其中，E(·)是數(shù)學(xué)期望，且hi和hj分別是估計(jì)的在位置i和j的信道響應(yīng)。
前進(jìn)到步驟440，可以使用下列線性估計(jì)模型來形成Yule-Walker等式 (11) 其中

是在瓦片內(nèi)位置i處的信道估計(jì)，對于k＝1...Np，但是k≠i，

是在相同瓦片內(nèi)位置k處的LSCE，且ak是線性組合系數(shù)。例如，對于第一導(dǎo)頻符號，可以從下列等式形成Yule-Walker等式 (12) 使用等式(12)和在等式(9)中確定的相關(guān)系數(shù)，Yule-Walker等式能夠以矩陣(13)的形式表示為 在步驟445中，可以求解矩陣(13)中的線性等式，以確定線性估計(jì)誤差的方差

和與第一導(dǎo)頻符號的信道估計(jì)相關(guān)聯(lián)的線性組合系數(shù)

另外，可以通過下列等式確定標(biāo)量 (14) 對于PUSC模式，對于特定瓦片內(nèi)的所有導(dǎo)頻符號，線性信道估計(jì)模型是相同的?；谠搶ΨQ性，值

和S能夠用于同一瓦片以及其它瓦片內(nèi)的其它導(dǎo)頻符號。因此，對于特定的信道類型，只需求解一次Yule-Walker等式來生成線性組合系數(shù)和相關(guān)聯(lián)的估計(jì)誤差。
參考步驟450，可以使用等式(11)來計(jì)算導(dǎo)頻符號的信道估計(jì)

。另外，可以通過下列等式來確定中間值D (15)和 (16) 前進(jìn)到步驟455，能夠通過下列等式來報(bào)告CINR (17) 對于加性高斯白噪聲(AWGN)信道，能夠顯示出在信道估計(jì)中使用線性組合系數(shù)1/(Np-1)，則與信道線性估計(jì)模型(11)相關(guān)聯(lián)的方差

等于0。因此，對于AWGN信道，等式(17)能夠簡化為下列等式 (18) 使用等式(18)，不需要求解相關(guān)系數(shù)和Yule-Walker線性等式以用于信道估計(jì)。例如，在具有4個導(dǎo)頻符號的WiMax上行鏈路PUSC模式下，等式(18)可以縮簡為 (19) 這里描述的方案提供了一種用于基于PUSC瓦片結(jié)構(gòu)來估計(jì)WiMax上行鏈路信道的CINR和RSSI的方法。雖然如此，所述方案能夠使用其它的數(shù)據(jù)族群結(jié)構(gòu)來實(shí)施，例如那些可用于信號上行鏈路或下行鏈路的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明可以在硬件、軟件或軟件與硬件的組合中實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明可以以集中形式在一個處理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，或者以分布式形式實(shí)現(xiàn)，在分布式形式中不同元件分散于幾個互連的處理系統(tǒng)中。任何類型的處理系統(tǒng)或其它適于執(zhí)行這里描述的方法的裝置都是適當(dāng)?shù)?。硬件與軟件的典型組合可以是具有應(yīng)用的處理系統(tǒng)，當(dāng)加載或執(zhí)行該應(yīng)用時，該應(yīng)用控制處理系統(tǒng)，使得其執(zhí)行這里描述的方法。本發(fā)明還可以被嵌入在應(yīng)用產(chǎn)品內(nèi)，其包括使這里描述的方法能夠?qū)嵤┑乃刑卣?，并且?dāng)被加載到處理系統(tǒng)中時能夠執(zhí)行這些方法。
在該上下文中，術(shù)語“計(jì)算機(jī)程序”、“軟件”、“應(yīng)用”、其變形和/或組合指的是指令集合的任何語言、代碼或符號的任何表達(dá)，該指令集合旨在使具有信息處理能力的系統(tǒng)直接執(zhí)行特定功能，或者在下述兩者或其中之一之后執(zhí)行特定功能a)轉(zhuǎn)換為另一語言、代碼或符號；b)以不同材料形式再現(xiàn)。例如，應(yīng)用可以包括，但不限于，子例程、函數(shù)、程序、對象方法、對象實(shí)施、可執(zhí)行應(yīng)用、小應(yīng)用程序、小服務(wù)程序、源代碼、目標(biāo)代碼、共享庫/動態(tài)鏈接庫和/或被設(shè)計(jì)用于在處理系統(tǒng)上執(zhí)行的其它指令序列。
這里使用的術(shù)語“一”被定義為一個或一個以上。這里使用的術(shù)語“多個”被定義為兩個或兩個以上。這里使用的術(shù)語“另一”被定義為至少第二個或更多。這里使用的術(shù)語“包含”和/或“具有”被定義為包括(即，開放式語言)。在不偏離本發(fā)明精神和基本屬性的前提下，本發(fā)明能夠以其他形式具體化。因此，應(yīng)當(dāng)參考權(quán)利要求，而不是前述的說明，來指示本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于選擇通信系統(tǒng)的至少一個操作參數(shù)的方法，包括
確定通信信號的接收信號強(qiáng)度指示(RSSI)；
至少部分基于包含在所述通信信號中的至少一個已知數(shù)據(jù)的接收值、所述已知數(shù)據(jù)的預(yù)定值以及信道估計(jì)來確定所述通信信號的中間值；
至少部分基于所述RSSI和所述中間值來估計(jì)載波與干擾加噪聲比(CINR)；以及
至少部分基于所估計(jì)的CINR來選擇操作參數(shù)。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中確定RSSI包括
確定多個瓦片中的每一個的單獨(dú)的RSSI值；以及
對這些單獨(dú)的RSSI值求平均。
3.權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括
選擇包括多個所述已知數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集合；
通過將每一個已知數(shù)據(jù)的接收值除以其預(yù)定值來確定所述數(shù)據(jù)集合的最小平方信道估計(jì)(LSCE)；
至少部分基于針對所述數(shù)據(jù)集合確定的相關(guān)系數(shù)來形成Yule-Walker等式；以及
求解Yule-Walker等式來至少確定線性估計(jì)誤差的方差；
其中估計(jì)CINR還至少部分基于所述方差。
4.權(quán)利要求3所述的方法，其中
求解Yule-Walker等式進(jìn)一步包括確定所述已知數(shù)據(jù)中至少一個的線性組合系數(shù)；以及
估計(jì)CINR還至少部分基于根據(jù)所述線性組合系數(shù)確定的標(biāo)量。
5.權(quán)利要求4所述的方法，其中估計(jì)CINR包括求解等式
其中S是所確定的標(biāo)量，D是所述中間值，并且
是所述方差。
6.權(quán)利要求1所述的方法，其中估計(jì)CINR包括求解等式
其中D是所述中間值，Np是用于確定所述中間值的已知數(shù)據(jù)的數(shù)目。
7.一種用于選擇通信系統(tǒng)的至少一個操作參數(shù)的方法，包括
確定通信信號的接收信號強(qiáng)度指示(RSSI)；
選擇包括包含在所述通信信號中的多個已知數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集合；
通過將每一個已知數(shù)據(jù)的接收值除以其預(yù)定值來確定所述數(shù)據(jù)集合中的每一個已知數(shù)據(jù)的最小平方信道估計(jì)(LSCE)；
至少部分基于針對所述數(shù)據(jù)集合確定的相關(guān)系數(shù)來形成Yule-Walker等式；
求解所述Yule-Walker等式來至少確定線性估計(jì)誤差的方差；
至少部分基于下述內(nèi)容來確定通信信號的中間值包含在所述數(shù)據(jù)集合中的所述多個已知數(shù)據(jù)中至少一個的接收值、所述至少一個已知數(shù)據(jù)的預(yù)定值以及信道估計(jì)；
至少部分基于所述RSSI、所述方差、所述中間值來估計(jì)載波與干擾加噪聲比(CINR)；以及
至少部分基于所估計(jì)的CINR來選擇操作參數(shù)。
8.權(quán)利要求7所述的方法，其中確定RSSI包括
確定多個瓦片中每一個的單獨(dú)的RSSI值；以及
對這些單獨(dú)的RSSI值求平均。
9.權(quán)利要求7所述的方法，其中
求解所述Yule-Walker等式進(jìn)一步包括確定所述已知數(shù)據(jù)中至少一個的線性組合系數(shù)；以及
估計(jì)CINR還至少部分基于根據(jù)所述線性組合系數(shù)確定的標(biāo)量。
10.權(quán)利要求7所述的方法，其中選擇操作參數(shù)包括從由調(diào)制碼方案和音調(diào)/子信道指配組成的組中選擇至少一個操作參數(shù)。
全文摘要
一種用于選擇通信系統(tǒng)(100)的至少一個操作參數(shù)的方法。該方法可以包括確定通信信號(330)的接收信號強(qiáng)度指示(RSSI)。可以至少部分基于至少一個已知數(shù)據(jù)的接收值(ri)、該已知數(shù)據(jù)的預(yù)定值(pi)和信道估計(jì)(hi)來確定該通信信號的中間值(D)。此外，可以至少部分基于該RSSI和該中間值來估計(jì)載波與干擾加噪聲比(CINR)?？梢灾辽俨糠只诠烙?jì)的CINR來選擇操作參數(shù)。
文檔編號H04B17/00GK101473570SQ200780022856
公開日2009年7月1日 申請日期2007年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月19日
發(fā)明者于驍勇, 愛倫·P·洛汀赫斯, 吳建軍 申請人:摩托羅拉公司