專利名稱：采用置信度度量帶寬減小控制的無線通信方法及裝置的制作方法
背景技術：
本發(fā)明涉及一種雙向無線通信系統(tǒng)，具體涉及一種用于與移動電話用戶(蜂窩和個人通信系統(tǒng))、基本交換電信無線電臺、無線數(shù)據通信、雙向尋呼和其它無線系統(tǒng)進行通信的方法和裝置。傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)由于早期的系統(tǒng)不能滿足對移動服務的大量需求，所以發(fā)展了當今蜂窩移動電話系統(tǒng)。蜂窩系統(tǒng)通過“重用”一組小區(qū)內的頻率，向大量用戶提供無線雙向射頻(RF)通信。每個小區(qū)覆蓋一個小的地理區(qū)域，一組相鄰的小區(qū)的集合則能覆蓋一個較大的地區(qū)。每個小區(qū)具有支持蜂窩用戶所采用的RF頻譜總量的一部分。各小區(qū)的大小不同(例如宏小區(qū)或微小區(qū))并且一般具有固定的容量。各小區(qū)的實際形狀和大小與地形、人為環(huán)境、所要求的通信質量和用戶容量成復雜的函數(shù)關系。小區(qū)之間通用陸上線纜或微波鏈路相互連接，并通過適用于移動通信的電話交換機與公共交換電話網絡(PTSN)相連。這些交換機用于當用戶在小區(qū)之間移動時，執(zhí)行從小區(qū)到小區(qū)的一般情況下為頻率到頻率的越區(qū)用戶切換。
在常規(guī)的蜂窩系統(tǒng)中，每個小區(qū)具有一個基站，基站具有共處的RF發(fā)信機和RF收信機，它們用于為小區(qū)中的用戶接收和發(fā)送通信信號?；静捎们跋騌F頻帶(載波)來向小區(qū)中的各用戶發(fā)送前向信道通信信號，并采用反向RF載波來接收小區(qū)中用戶的反向信道通信信號。
前向和反向信道通信信號采用單獨的頻帶，以便能夠在兩個方向上同時進行傳輸。這種操作被稱為頻分雙工(FDD)信令操作。在時分雙工(TDD)信令操作中，前向和反向信道輪流使用同一頻帶。
除了提供與用戶的RF連接之外，基站還提供與移動電話交換局(MTSO)的連接。在一般的蜂窩系統(tǒng)中，在所覆蓋的區(qū)域采用一個或多個MTSO。每個MTSO能夠為蜂窩系統(tǒng)中的多個基站和相關小區(qū)提供服務，并支持用于設置在其它系統(tǒng)(如PSTN)和蜂窩系統(tǒng)之間的呼叫路由或在蜂窩系統(tǒng)內的呼叫路由的交換操作。
基站一般由MTSO通過基站控制器(BSC)進行控制。BSC分配RF載波來支持呼叫，協(xié)調基站之間的移動用戶的越區(qū)切換，并監(jiān)測和報告各基站的狀態(tài)。單個MTSO所控制的基站數(shù)目取決于每個基站的業(yè)務量、在MTSO和各基站之間的互連成本、服務區(qū)的地貌和其它的類似因素。
越區(qū)切換會在例如移動用戶從第一小區(qū)運動到相鄰的第二小區(qū)時在基站間發(fā)生。越區(qū)切換也會在為減輕已耗盡其業(yè)務承受容量的基站上的負荷、或出現(xiàn)較差質量的通信的情況下發(fā)生。越區(qū)切換是為特定用戶進行的從第一小區(qū)的基站到第二小區(qū)的基站的通信轉移。在常規(guī)蜂窩系統(tǒng)中的越區(qū)切換期間，會存在這樣的轉移時期，其中，移動用戶和第一小區(qū)的基站之間的前向和反向通信被切斷，而移動用戶又沒有與第二小區(qū)建立通信。
常規(guī)的蜂窩系統(tǒng)方案采用幾種在蜂窩區(qū)域內的小區(qū)之間重用RF帶寬的技術之一。所接收的無線信號的功率隨著發(fā)信機和收信機之間距離的增加逐漸減小。常規(guī)頻率重用技術依賴于功率衰落來實現(xiàn)重用方案。在頻分多址(FDMA)系統(tǒng)中，通信信道由用于連續(xù)傳輸?shù)奶囟ǚ峙漕l率和帶寬(載波)組成。如果一個載波正在給定小區(qū)內使用，則它只能在與該給定小區(qū)分離足夠遠的小區(qū)內被重用，這樣重用點處的信號就不會顯著干擾所給定小區(qū)內的載波。如何確定的重用點之間的距離必須為多遠和什么構成顯著干擾則是依賴于實施方式的細節(jié)。TDMA常規(guī)蜂窩體系結構在TDMA系統(tǒng)中，將時間分成特定持續(xù)期的時隙。各時隙組成幀，并將每幀中的相對應時隙分配給相同的信道。通常的作法將所有幀上的相對應時隙的集合稱為一個時隙。在一個公用載波頻帶上為每個邏輯信道分配一個時隙或多個時隙。因此，攜帶每個邏輯信道上通信信息的無線傳輸是不連續(xù)的。在沒有時隙分配給無線發(fā)信機的期間，它是關閉的(off)。
每個獨立的無線傳輸被稱為一個碼串(burst)，它應占用一個單獨的時隙。每個TDMA實施方式定義一個或多個碼串結構。一般情況下，至少有兩種碼串結構，即，用于用戶到系統(tǒng)進行初始接入與同步的第一結構、以及用于在用戶建立同步之后用于日常通信的第二結構。在TDMA系統(tǒng)中必須保持嚴格的定時關系，以防止包括一個邏輯信道的碼串干擾包括相鄰時隙中的其它邏輯信道的碼串。空間分集將在空間上分離的多個天線接收的來自單個源的信號進行組合被稱作空間分集。微分集是空間分集的一種形式，即，當兩個或更多的接收天線處于相互靠近的位置(例如在幾米的距離內)、并且在每個天線接收來自單個源的信號的情況下進行的空間分集。在微分集系統(tǒng)中，來自公共源的接收信號被處理和組合，以形成對于單個源來說品質改善的所得信號。微分集對于抑制瑞利或瑞肯衰落(Rayleigh or Rician fading)或類似干擾是有效的。因此，術語“微分集位置(micro-diverse location)”指相互靠近且分隔距離剛好對于抑制瑞利或瑞肯衰落或類似干擾有效的天線位置。對于微分集位置的信號處理可在單一物理位置上進行，因此，微分集處理不會對反向信道帶寬要求有不利影響。
宏分集是另一種形式的空間分集，即，當兩個或更多的接收天線處于相互遠離的位置(遠大于幾米如十公里的距離)時、并且在每個天線接收來自單個源的信號的情況下進行的空間分集。在宏分集系統(tǒng)中，來自單個源的接收信號被處理和組合，以形成對于單個源來說品質改善的所得信號。術語“宏分集(macro diversity)”指相互遠離以使來自單個源的信號的平均信號電平不相關的各個天線。因此，術語“宏分集位置(macro-diverse location)”指相互距離遠得足夠實現(xiàn)該不相關性的天線位置。由于宏分集處理涉及到向公共處理位置發(fā)送信號，所以宏分集處理傾向于對信道帶寬要求有不利影響。陰影衰落由于空間上分隔的每個接收天線上的接收信號強度衰減值的地域變化，造成宏分集系統(tǒng)中利用的平均信號電平的不相關性。這種地域變化在能夠發(fā)生瑞利或瑞肯衰落的各種長度距離上出現(xiàn)，其原因在于地貌效應、建筑物和植被對信號的阻礙作用、以及特定環(huán)境下存在的其它變化因素。這種變化被稱作“陰影衰落(shadow fading)”。陰影衰落的不相關距離可以小至剛好在瑞利衰落長度距離之上(例如小于幾米)，或者可大至幾公里。信號品質增強為了分集組合以提高信號品質，必須要形成某種對輸入信號品質的衡量尺度(measure)。設計空間分集算法的一個困難的問題是找到預組合判決可靠性的精確衡量尺度，它能夠實時計算。雖然微分集系統(tǒng)通過改善本質為短期的瑞利衰落的影響來提高系統(tǒng)品質，但是要抑制由發(fā)信機和接收天線之間的阻擋物等影響而引起的陰影衰落，這些系統(tǒng)卻不十分有效。雖然宏分集系統(tǒng)組合了來自空間上遠離的多個收信機的接收信號來抑制陰影衰落，但是，為了宏分集組合以提高所得信號的品質，必須要有某種對單個接收信號品質的衡量尺度。
在本申請的名稱為“對數(shù)字信號采用集合處理的無線通信方法及裝置”的相關申請中，公開了一種通信系統(tǒng)，它與移動用戶之間進行多個前向信道通信和多個相應的反向信道通信。在各宏分集位置上布置了多個收集器(collector)，用于從各用戶接收反向信道信號。每個收集器一般包括用于從用戶接收反向信道信號的微分集收信機。各收集器將這些反向信道信號發(fā)送給集合器(aggregator)。集合器組合從宏分集收集器接收的信號。同一用戶的即是宏分集又是微分集的多個收集器信號的組合使得輸出比特流具有較少的誤碼。
在該相關申請的一個實施例中，在收集器中實現(xiàn)微分集組合，而在集合器中實現(xiàn)宏分集組合。在另一實施例中，在集合器中將部分或全部微分集組合與宏分集組合一起實現(xiàn)。
在該相關申請的集合(aggregation)方法中，在收集器天線上接收的用戶信號被處理，以獲得一個或多個比特序列、以及相應于每個比特的一個或多個置信度量度(confidence metric)。通過在每個收集器上的多個微分集天線輸入的來自同一用戶的信號被組合，以減少因瑞利衰落和類似干擾引起的差錯。來自同一用戶的信號被處理以形成來自多個宏分集收集器的比特序列和相應的置信度量度矢量。在集合器中組合這些信號以減少因陰影衰落和類似干擾引起的差錯。增加置信度量度比特數(shù)(即增大帶寬量)會提高信號(特別是弱信號)的品質，但會減小其它用戶可采用的帶寬(因此減小了系統(tǒng)容量或削弱了系統(tǒng)其它部分的品質)。在反向信道帶寬、集合信號品質和系統(tǒng)容量之間應保持適當?shù)钠胶?。集合器處理來自多個收集器的數(shù)據，并組合和解碼所得比特流以減小誤碼概率。組合處理采用了置信度量度來對每個比特進行最終判決。在該相關申請中使用的數(shù)據比特數(shù)可以很大，因此需要減小分配給置信度量度的數(shù)據量。
在上述背景下，因干擾、噪聲、衰落和其它干擾因素導致的通信問題迫切要求改進無線通信系統(tǒng)，來克服常規(guī)蜂窩系統(tǒng)的干擾問題和其它限制。
發(fā)明概述本發(fā)明是一種具有自/到多個移動用戶的多個前向信道通信和多個反向信道通信的通信系統(tǒng)。在各宏分集位置上布置了多個收集器，用于從各用戶接收反向信道信號。在收集器通信天線上接收的來自用戶的反向信道信號被處理，以獲得一個或多個作為碼串的數(shù)據比特序列、以及每個比特的相應初始置信度量度，這里碼串的置信度量度形成初始置信度量度矢量。各收集器包括帶寬控制部分，以便將這些含有這些數(shù)據比特的反向信道信號和相應的處理后的置信度量度發(fā)送給使用不同帶寬大小的集合器。信號品質越高，帶寬寬度越??；信號品質越低，則帶寬寬度越大。集合器將從各宏分集收集器接收到的同一用戶的多個收集器信號相組合。當信號品質低時同一用戶的多個收集器信號的組合會減少輸出的對于用戶的比特流中的誤碼。集合器包括中央控制部分，用于根據來自多個宏分集收集器的信息，來示給各收集器的帶寬寬度。
在執(zhí)行為形成處理后的置信度量度的初始置信度量度處理時，要計入帶寬寬度要求不同的多種不同的變化條件。在初始置信度量度矢量中的各初始置信度量度具有初始范圍ain，它由初始的比特數(shù)目γin來表示。對這些初始置信度量度進行處理以形成處理后的具有處理后范圍ap的各置信度量度，它們形成處理后的置信度量度矢量。ap由處理后的比特數(shù)目γp來表示。
在某些實施例中，處理后置信度量度矢量中的處理后置信度量度數(shù)目少于(因此能夠以較小的帶寬寬度來發(fā)送)在初始置信度量度矢量中的初始置信度量度數(shù)目。這種置信度量度數(shù)目的減少通過將兩個或更多初始置信度量度組合成單個處理后的置信度量度來實現(xiàn)，并且以這種方式，分配給處理后的置信度量度矢量的總比特數(shù)小于初始置信度量度矢量中的比特數(shù)。
在其它實施例中，處理后范圍ap和處理后比特數(shù)γp分別小于初始范圍ain和初始比特數(shù)γin。這種將初始置信度量度比特數(shù)減少到較少的處理后置信度量度比特數(shù)，使得分配給處理后置信度量度矢量中的總比特數(shù)(因此能夠以較小的帶寬寬度來發(fā)送)小于初始置信度量度矢量中的比特數(shù)。
在其它實施例中，將置信度量度數(shù)目和每個置信度量度的比特數(shù)均減少，以使分配給處理后置信度量度矢量的總比特數(shù)(因此能夠以較小的帶寬寬度來發(fā)送)小于初始置信度量度矢量中的比特數(shù)。
本發(fā)明采用在本地和中央位置處上執(zhí)行的信道帶寬的靜態(tài)和動態(tài)控制。增大帶寬寬度以改善較差信號的品質，而當信號品質較好時減小帶寬寬度，以使未用帶寬被其它資源使用。
通過參照附圖在下面進行的詳細說明，會清楚地了解本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點。
附圖的簡要說明
圖1示出采用宏分集組合的無線用戶的通信系統(tǒng)，每個用戶向多個收集器發(fā)送用戶信號，然后收集器又將用戶信號以及處理后的每個用戶的置信度量度傳送給集合器來進行組合。
圖2示出圖1的通信系統(tǒng)的這些用戶、多個收集器和集合器的細節(jié)。
圖3示出收集器的方框圖。
圖4示出用于處理置信度量度的收集器處理單元的方框圖。
圖5示出置信度量度壓縮的方框圖。
圖6示出集合器的方框圖。
圖7示出圖6的集合器的一個實施例的詳細示意圖。
圖8示出用于處理置信度量度的集合器處理單元的方框圖。
圖9示出壓縮后的置信度量度的解壓縮。
圖10示出一個特定用戶的來自收集器的信號電平的表示圖。
圖11A、圖11B和圖11C示出一個特定用戶的來自三個不同收集器的信號電平的表示圖。
圖12A、圖12B和圖12C示出高于集合閾值電平的圖11A、圖11B和圖11C信號的表示圖。
圖13示出類似于圖12A、圖12B和圖12C信號但相對于更高閾值來處理的各信號的邏輯“或”結果。
圖14示出圖12A、圖12B和圖12C信號的邏輯“或”結果。
圖15A、圖15B和圖15C分別示出圖11A、圖11B和圖11C的信號電平部分。
圖16A、圖16B和圖16C分別示出圖12A、圖12B和圖12C的信號電平部分。
圖17示出圖13的時間展開圖。
圖18示出圖14的時間展開圖。
圖19和圖20示出在蜂窩系統(tǒng)中多個圖1類型區(qū)域的表示圖。
圖21示出在蜂窩系統(tǒng)中用戶位于子區(qū)域的多個圖1類型區(qū)域的表示圖。
詳細說明蜂窩系統(tǒng)-圖1在圖1中，所示出的蜂窩系統(tǒng)具有區(qū)域(zone)管理器20，它使播發(fā)器(broadcaster)16向包括位于虛線三角形內的區(qū)域5中的用戶U1、U2、…、UU的多個用戶15播發(fā)前向信道(FC)通信信號。多個用戶15中的每個用戶向包括收集器C1、C2和C3的收集器45中的一個或多個收集器發(fā)送反向信道(RC)通信信號，收集器C1、C2和C3則向區(qū)域管理器20中的集合器17傳送反向信道通信信號。
每個用戶15分別具有收信機天線，用于接收來自播發(fā)器16的前向信道上的播發(fā)信號。而且，每個用戶15分別具有發(fā)信機，用于在反向信道上向收集器45發(fā)送信號。各個收集器45相互之間在區(qū)域5中處于宏分集位置。因此，對于每個用戶，在集合器17能接收到多份宏分集反向信道通信信號。
在圖1中，U1用戶15一般具有來自播發(fā)器16的前向信道(FC)通信信號、發(fā)往C1、C2和C3收集器45的每一個的用戶至收集器反向信道通信信號u/cRC、以及每個收集器到集合器17的收集器至集合器反向信道通信信號c/aRC。U1用戶15的反向信道通信信號包括用戶到收集器通信信號u/cRC1和收集器到集合器通信信號c/aRC1、用戶到收集器通信信號u/cRC2和收集器到集合器通信信號c/aRC2、以及用戶到收集器通信信號u/cRC3以及收集器到集合器通信信號c/aRC3。圖1中的其它用戶U2、…、UU分別具有相似的前向和反向信道通信信號。
本發(fā)明中的圖1的前向和反向信道通信信號適用于包括例如TDMA、CDMA、SDMA和FDMA系統(tǒng)中的任何數(shù)字無線信號系統(tǒng)。如果特定系統(tǒng)的數(shù)字無線信號本身不具有碼串(burst)結構，則可以進行任意的碼串分割以進行本發(fā)明的置信度量度處理。多收集器結構-圖2在圖2中，如圖1中收集器45的多個收集器45-1、…、45-Nc，分別接收來自用戶15-1、…、15-U的反向信道通信信號。對于每個用戶15，收集器45-1、…、45-Nc每個分別采用初始置信度量度來處理所接收的信號，以產生各個數(shù)據碼串1Bp、…、NcBp以及相應的各個處理后的置信度量度矢量1CMp、…、NcCMp，它們均表示來自用戶15的相同通信信號。這些通信信號因分隔圖1的各收集器45的宏距離而具有宏分集關系。這些通信信號包括在空間上宏分集的數(shù)據碼串1Bp、…、NcBp、以及相應的處理后的置信度量度矢量1CMp、…、NcCMp，它們以指定為1Bp/1CMp/1M/1CC、…、NcBp/NcCMp/NcM/NcCC的格式化形式被傳送給集合器17。集合器17將空間上分集的數(shù)據碼串1Bp、…、NcBp以及相應的置信度量度矢量1CMp、…、NcCMp相組合，以形成最終的單一表示的數(shù)據碼串Bf以及相應的最終置信度量度矢量CMf。集合器17可使用測量信號1M、…、NcM和控制信號1CC、…、NcCC來選擇和處理數(shù)據碼串1Bp、…、NcBp和/或相應置信度量度矢量1CMp、…、NcCMp。例如，如果特定碼串與較差品質的信號有關，則在集合器的組合處理中排除該特定碼串。在一個例子中根據信道模型衰減估算來測量信號品質。
在圖2中，收集器45-1、…、45-Nc包括一個RF子系統(tǒng)組41-1、…、41-Nc，它們具有兩個或更多的微分集接收天線48-1、…、48-Na。天線48-1、…、48-Na每個接收來自多個用戶15-1、…、15-U中每一個用戶的發(fā)送信號。由RF子系統(tǒng)組41-1、…、41-Nc接收的來自單個用戶的接收信號的每個信號表示，以數(shù)據碼串的形式連接到相應的信號處理器組42-1、…、42-Nc。天線48-1、…、48-Na所接收的數(shù)據碼串表示為1Br、…、NaBr。信號處理器組42-1、…、42-Nc處理單一用戶的多個接收碼串，以形成單個處理后的碼串1Bp、…、NcBp，它們表示來自該單個用戶的信號。處理后的碼串1Bp、…、NcBp具有相應的置信度量度矢量1CMp、2CMp、…、NcCMp，它們表示各數(shù)據碼串每個比特的可靠性。每個處理后的碼串具有多個比特βp1、βp2、…、βpB，以及處理后的置信度量度矢量CMp具有相應的處理后的置信度量度cmp1、cmp2、…、cmpB。為了表征信號的功率或其它特性，形成測量信號1M、…、NcM。處理后的碼串、各置信度量度矢量以及測量值傳送給用于格式化并發(fā)送這些信號的接口單元46-1、…、46-Nc，或者將這些信號作為反向信道信號傳送給集合器17。
在圖2中，信號處理器組42-1、…、42-Nc接收定時信息，該信息允許來自每個收集器的收集器信號與來自其它每個收集器的信號在時間上同步。例如每個收集器具有全球定位系統(tǒng)(GPS)收信機(未示出)，用于接收時間同步信號。作為替代，或附加地，圖1的區(qū)域管理器20可以播發(fā)或發(fā)送時間同步信息。信號處理器42-1、…、42-Nc在收集器的控制信號1CC、…、NcCC中設置時間標記(time stamp)，這些控制信號作為反向信道信號1CC、…、NcCC的一部分從接口單元46-1、…、46-Nc發(fā)送到集合器17。收集器-圖3在圖3中，收集器45一般是圖1和圖2的收集器45中的每一個。在圖3中，收集器45包括具有兩個或更多微分集接收天線48-1、…、48-Na的RF子系統(tǒng)組41。天線48-1、…、48-Na分別接收來自多個用戶中每一個用戶的發(fā)送信號。由RF子系統(tǒng)組41接收的來自單個用戶的接收信號的每個信號表示，以數(shù)據碼串的形式連接到相應的信號處理器組42。在圖3中，天線48-1、…、48-Na所接收的數(shù)據碼串分別表示為1Br、…、NaBr。信號處理器組42處理單一用戶的多個接收碼串，以形成單個處理后的碼串Bp，它表示來自該單個用戶的信號。處理后的碼串Bp具有置信度量度矢量CM，它表示構成處理后碼串Bp的每個比特數(shù)據的可靠性。每個處理后的碼串具有多個比特βp1、βp2、…、βpB，以及置信度量度矢量CM具有相應的置信度量度cm1、cm2、…、cmB。為了表征信號的功率或其它特性，形成測量信號M。為了控制各種操作，產生控制信號CC。處理后的碼串Bp、置信度量度矢量CMp、測量信號M以及控制信號CC傳送給用于格式化并發(fā)送這些信號的接口單元46，或者將這些信號作為反向信道信號傳送給圖1的區(qū)域管理器20的集合器17。
在圖3中，信號處理器組42接收定時信息，該信息允許來自某個收集器的收集器信號與來自其它每個收集器的信號在時間上同步。例如每個收集器具有全球定位系統(tǒng)(GPS)收信機(未示出)，用于接收時間同步信號。作為替代，或附加地，圖1的區(qū)域管理器20或某些地區(qū)管理器(未示出)可以播發(fā)或發(fā)送時間同步信息。在控制器碼(CC)信號中設置時間標記，控制碼信號從接口單元46發(fā)送到圖2的集合器17。
在圖3中，RF子系統(tǒng)組41包括一個RF分集單元51，它利用微分集天線48-1、…、48-Na接收來自用戶15的信號，并將這些信號傳送到信道化器/數(shù)字化器(channelizer/digitizer)52。信道化器將這些信號分隔到各個載波上，以便對每個載波N1、…Nic的輸出進行處理。來自信道化器/數(shù)字化器52的一個載波的數(shù)字信號輸入到信號處理器組42-1，具體是緩沖器98。地址單元99從緩沖器98選擇對應于由微組合器53處理的各個用戶的碼串。微組合器53輸出處理后碼串Bp中的處理后的數(shù)據比特值、以及置信度量度矢量CMp中的相關的置信度量度值。信號處理器42-1輸出的數(shù)據和量度值直接傳送給接口單元46中的格式化單元43。
在圖3中，多個信號處理器42-1、…、42-Nic形成一個信號處理器組42，其中一個處理器處理來自信道化器/數(shù)字化器52的一個信道信號。每個信號處理器類似于處理器42-1并提供輸入給接口單元46。來自信道化器/數(shù)字化器52的一個載波的數(shù)字信號輸入到信號處理器42-1、…、42-Nic之一以及類似信號處理器42-1中的緩沖器98的相應緩沖器。信號處理器42-1、…、42-Nic輸出的數(shù)據和量度值直接傳送給接口單元46的格式化單元43，以便傳送給集合器。
在圖3中，控制器50執(zhí)行與集合器的其它單元相關的控制功能，特別是，通過天線97-2接收來自其它定時源的時間同步信號?？刂破?0產生由接口單元46不時插入到控制碼(cc)字段的時間標記，以便使在收集器中每一個或多個碼串具有一個時間標記，從而集合器采用這些時間標記使在不同收集器上處理的來自同一用戶的相同碼串構成時間相關的關系。
在圖3中，地址單元99控制信號寫入到緩沖器98的操作以及從緩沖器98讀出信號的操作。地址單元99利用來自控制器50的粗略定時信息以及來自微組合器54的精細定時信息來同步。
此外，信號測量單元54接收來自組合器53的信號，形成來自組合器53的接收碼串或處理后信號的功率和其它測量值，從而形成測量信號M，它輸入到接口單元46。
格式化單元43改變來自信號處理器組42的數(shù)據和量度值，以形成信號Bp/CMp/M/CC，并且格式化單元43連接到信號發(fā)送單元44。收集器45的發(fā)送單元44向集合器17發(fā)送或傳送反向信道用戶信息Bp/CMp/M/CC。在收集器45和集合器17之間的傳輸介質可以是如電纜或光纖的陸上線纜，或者是采用帶內或帶外RF傳輸信號的RF傳輸方式。如果收集器45位于集合器17的位置，則可采用本地總線或不需要傳輸?shù)闹苯舆B接方式。
在圖3中，微組合器53對每個接收的數(shù)據碼串1Br、…、NaBr進行操作，以形成處理后的數(shù)據碼串Bp以及相應的置信度量度矢量CM。在一個實施例中，通過綜合多檢測器均衡處理(integrated multisensor equalized process)，可實現(xiàn)將來自一個收集器上的各微分集天線的置信度量度進行組合，以產生處理后的數(shù)據碼串Bp處理后的各比特以及相應置信度量度。在另一實施例中，可以分別均衡來自各個天線的信號，然后通過對置信度度量進行平均或其它均衡器處理來組合這些信號。
處理后的數(shù)據碼串Bp包括處理后的碼串比特值βp1、βp2、…、βpB，以及所得的置信度量度矢量CM。后者包括相應的置信度量度cmp1、cmp2、…、cmpB，其中，下標B是碼串的比特數(shù)和相應置信度量度數(shù)，每一個比特有一個置信度量度。
置信度量度cmb的形式是一數(shù)值。較大的置信度量度正值表示數(shù)據比特為二進制值1的置信度較高。較大的置信度量度負值表示數(shù)據比特為二進制值0的置信度較高。收集器置信度量度處理單元-圖4和圖5在圖4中示出了更詳細的圖3的收集器置信度量度處理單元49。一系列碼串的置信度量度矢量被逐個輸入到CM輸入寄存器61。每個置信度量度矢量CM包括置信度量度cm1、cm2、…、cmb、…、cmB，其中，對于數(shù)據碼串中的B個數(shù)據比特中的每一個比特βp1、βp2、…、βpb、…、βpB有一個置信度量度。
諸如一般的置信度量度的每個置信度量度cmb的形式是一個帶符號的數(shù)值sbcb，它對應于一個數(shù)據比特βpb，其中sb是其為-1或+1值的符號，cb是幅值，這里0＜cb＜α且幅值α表示cb的范圍。因此，每個置信度量度cmb由一個帶符號的數(shù)值sbcb來表示，其中(-α)＜sbcb＜(+α)。對于置信度量度幅值中等于比特數(shù)的γ，有α＝2γ。較大的置信度量度正值+cb表示cmb為二進制值1的置信度較高。較大的置信度量度負值-cb表示cmb為二進制值0的置信度較高。更一般地講，對于數(shù)據碼串中的B個比特，置信度量度cm1、cm2、…、cmb、…、cmB由帶符號數(shù)s1c1、s2c2、…、sbcb、…、sBcB來表示。
在所述的一個實施例中，數(shù)據碼串中各個數(shù)據比特βp1、βp2、…、βpb、…、βpB的邏輯1和邏輯0值表示各符號s1、s2、…、sb、…、sB，這里1表示數(shù)據比特的值為正，0表示數(shù)據比特的值為負。實際上只有各數(shù)據比特βp1、βp2、…、βpb、…、βpB和各置信度量度從收集器發(fā)送到集合器。在集合器上，各數(shù)據比特βp1、βp2、…、βpb、…、βpB被按如下關系式映射成各符號s1、s2、…、sb、…、sB，這里1表示數(shù)據比特為正符號，0表示數(shù)據比特為負符號。式(1)β＝0 sb＝-1β＝1 sb＝+1在圖4中。CM處理器62利用多種不同的算法來處理初始置信度量度，以形成處理后的置信度量度。例如，該處理包括各置信度量度的分組(grouping)、置信度量度的定標(scaling)和量化以及處理的靜態(tài)和動態(tài)控制。
在圖4中，在一個分組的實施例中，CM處理器62處理按分組來處理置信度量度，并且對于每個分組，設置一個或多個處理后的置信度量度。一個數(shù)據碼串的初始置信度量度cm1、cm2、…、cmb、…、cmB被分成G個分組，這包括分組G1、G2、…、GG，其中，組G1包括置信度量度cm1、…、cmg1；cm(g1+1)、…、cmg2；…；組GG包括cm(gG-1)+1、…、cmgG。對第一分組的每個置信度量度cm1、…、cmg1進行組合，以形成單一的處理后的置信度量度cmp1。對其它分組進行同樣的處理，以形成處理后的置信度量度cmp1、cmp2、…、cmpi、…、cmpg。
參照圖5，例如，一個碼串的置信度量度cm1，cm2，…，cmb，…，cmB被分成4個分組。在這4個分組G1、G2、G3和G4中，G1包括置信度量度cm1、…、cmg1；G2包括cm(g1+1)、…、cmg2；G3包括cm(g2+1)、…、cmg3；…；以及G4包括cm(g3+1)、…、cmg4。對第一分組的每個置信度量度cm1、…、cmg1進行組合，以形成單一的處理后的置信度量度cmp1。對這4個分組進行同樣的處理，以形成處理后的4個置信度量度cmp1、cmp2、cmp3、cmp4。在一個實施例中通過對組中的置信度量度取平均來對每組進行處理。
處理后的第i組的置信度量度cmpi按下式取平均后得出。式(2)cmpi=Σk=g(i)+1k=g(i+1)cmkg(i+1)-g(i)]]>這里cmk＝第k個初始置信度量度cmpi＝處理后的第i組的置信度量度g(i)+1＝一組中的起始置信度量度g(i+1)＝一組中的末尾置信度量度g(i+1)-g(i)＝一組中的置信度量度數(shù)目參照圖5，例如，對于g(1)等于4的組G1，式(2)成為式(3)cmp1=cm1+cm2+cm3+cm44]]>在上述4組的例子中，對這4組進行處理使得4個處理后的置信度量度取代了所有的(例如，在GSM實施例中的116個)初始置信度量度。在圖4中，寄存器61的輸入是初始置信度量度cm1、cm2、…、cmb、…、cmB，經在收集器CM處理器62中處理后的輸出是存儲在CM輸出寄存器64中的處理后的置信度量度cmp1、cmp2、…、cmpG。在組數(shù)G為4的例子中，4個處理后的置信度量度為cmp1、cmp2、cmp3和cmp4。
其它分組的實施例通過利用中值置信度量度或某個百分之N的置信度量度表示兩個或更多的初始置信度量度來對各置信度量度進行處理。置信度量度分組的組合大大減少了表示置信度量度所需的數(shù)據量，因此減少了反向信道信息的傳輸量，從而節(jié)省了反向信道帶寬。
在圖4中，CM存儲器63存儲用于組合算法的控制碼和信息，該算法用來組合來自輸入寄存器61的置信度量度以在輸出寄存器64中形成處理后置信度量度。在所述的一個實施例中，存儲器63確定輸入量度將被分成4組，并取每組的平均值以形成每組的處理后的置信度量度。在CM存儲器63中存儲其它的控制算法。例如，還可以選擇每組中的置信度量度數(shù)目、組邊界(重疊或不重疊)以及每個處理后的置信度量度的比特數(shù)。組合處理可以控制為采用除取平均以外的其它算法(例如，采用中值置信度量度或某個百分之N的置信度量度)，組合處理還可以控制為在一時間采用一種算法而在另一時間采用另一種算法。存儲器63在一個實施例中是靜態(tài)的，而在其它實施例中，可根據通過遠程接口65傳來的信息隨時進行修改。
在本發(fā)明的某些實施例中，對置信度量度進行定標和量化，以便每個置信度量度能夠以較少的比特數(shù)如一般的2至4個比特來表示，從而節(jié)省傳輸帶寬。在采用3個或更多比特的情況下，這種對初始置信度量度的量化處理只會對圖2的集合器17輸出的最終信號有很小的負面影響。比較而言，在分組尺寸為初始置信度量度總數(shù)的一半或四分之一的情況下，將初始置信度量度分組成置信度量度組，會對圖2的集合器17輸出的最終信號有較大的負面影響。
簡單的量化方案是線性量化，其中置信度量度范圍被分成2γ個相等大小的區(qū)間(bin)，每個區(qū)間中的各值由一個γ比特的值來表示。在圖4中，每個初始置信度量度cm1、cm2、…、cmi、…、cmB具有初始范圍ain，它由初始數(shù)目γin的量度比特來表示。收集器置信度量度處理單元對這些初始置信度量度進行處理以形成處理后的置信度量度cmp1、cmp2、…、cmpG，它們分別具有處理后范圍ap。ap由處理后數(shù)目γp的量度比特來表示，這里處理后量度比特數(shù)γp一般小于初始量度比特數(shù)γin。
假定以無符號形式處理置信度量度(因為在也發(fā)送到集合器的相應數(shù)據比特值中有符號信息)，則可以采用下式來執(zhí)行置信度量度的線性量化式(4)cmpi=FLOOR[[cmimax_cm_value+ϵ][2γ]]]]>這里cmpi＝作為cmi量化值的處理后的置信度量度max_cm_value＝cmi的最大值
i＝1，2，…，Bε＝小的正數(shù)，其值選為使上式中的除法運算結果總小于1截舍函數(shù)(FLOOR)將其變量值截舍為小于或等于該變量的最接近的整數(shù)。例如，如果來自微組合器的最大可能置信度量度為100，且每個傳送的置信度量度的所期望的比特數(shù)為3，則等式為式(5)cmpi=FLOOR[[cmi100+1][23]]]]>在表1中列出了各種采用不同分組和量化方案的置信度量度處理的例子。在表1中，ain表示每個輸入置信度量度cmi的范圍，這里i＝1，…，B，γin表示用來表示ain的二進制比特數(shù)目，ap表示每個輸出置信度量度cmpj的范圍，這里j＝1，…，G，γp表示用來表示ap的二進制比特數(shù)目，G表示每個碼串的組數(shù)(假定如同在GSM實施例的情況下每碼串有116個數(shù)據比特)，BITSG表示每組的比特數(shù)目，以及TOTCM表示用于一個碼串置信度量度矢量的置信度量度的每碼串總比特數(shù)目。
表1
在表I中，例子1是初始的未處理的置信度量度，例子2和5采用上述式(4)和式(5)表示的量化處理，以及例子3、4和5采用分組處理。注意，例子5采用了結合分組和量化處理兩者的處理。
由圖2的集合器17輸出的最終信號的品質確定的置信度量度處理的性能、以及每碼串總比特數(shù)目TOTCM之間的關系取決于多種因素。若接收信號的品質高，即使每碼串總比特數(shù)目低，集合器17輸出的最終信號的品質也會高。若接收信號的品質低，當每碼串發(fā)送的總置信度量度比特數(shù)目較高時，集合器17輸出的最終信號的品質才會高。分配給置信度量度的每碼串總比特數(shù)目影響系統(tǒng)的容量以及信號的品質。為置信度量度分配較多的比特數(shù)會減少用于其它目的如在系統(tǒng)中增加用戶數(shù)目的可用比特數(shù)?？紤]到在品質和容量之間的這種折衷關系，如果為改善需要改善的品質較差的初始信號而分配的置信度量度比特數(shù)、多于為改善不需要改善的品質較高的初始信號而分配的置信度量度比特數(shù)，則會增強系統(tǒng)的性能。集合器-圖6和圖7在圖6中，示出了集合器17的方框圖。集合器17包括接收/格式化組66，其作用是接收并格式化由圖3的收集器45的信號發(fā)送單元44發(fā)送的信號。所接收的信號1Bp/1CMp/1M/1CC、2Bp/2CMp/2M/2CC、…、NcBp/NcCMp/NcM/NcCC在格式化后被傳送給信號處理器67，后者處理所接收的信號以便進行宏分集組合。格式化組66采用時間標記和其它控制碼(CC)信息來對齊(align)對于同一用戶的來自不同收集器的信號。具體地講，每個或多個碼串的格式化組66比較并對齊來自控制字段1CC、2CC、…、NcCC的時間標記，以便對齊來自一個用戶的同一公共碼串的來自不同收集器的相應數(shù)據、置信度量度和測量信號。
在圖7中，示出了圖6的集合器17的信號處理器67的細節(jié)。圖7的信號處理器67表示的是這樣的情況，其中，所處理的各碼串信號來自單個用戶，例如圖2的用戶15-1，并且通過Nc個工作收集器如圖2中收集器45-1、45-2、…、45-Nc來接收來自該用戶的反向信道信號的Nc個表示。
在圖7中，在標號96處的單個用戶的Nc個數(shù)據、量度和測量值，包括數(shù)據和處理后置信度量度對[1Bb，1CMp]、[2Bb，2CMp]、…、[NcBb，NcCMp]和測量值1M、2M、…、NcM。處理后置信度量度1CMp、2CMp、…、NcCMp分別在集合器CM處理單元70-1、70-2、…、70-Nc進行處理，以形成集合器處理后的置信度量度1CMpp、2CMpp、…、NcCMpp。集合器處理后的置信度量度1CMpp、2CMpp、…、NcCMpp以及在標號87處的各數(shù)據比特1Bb、2Bb、…、NcBb，被輸入到輸入選擇器93。選擇器93為包括組合器單元組99-1、…、99-Ng的組合器單元組99中的每一個組，選擇一個或多個集合器處理后的置信度量度和相應的數(shù)據比特。所選擇的集合器處理后置信度量度1CMpp、2CMpp、…、NcCMpp以及相應的所選擇的碼串的數(shù)據比特1Bb、2Bb、…、NcBb，在標號88處被輸入到類似于組合器單元99-1中的宏分集組合器73的各宏分集組合器。
組合器單元組99-1是組合器單元組99-1、…、99Ng中的一個典型代表，它包括宏分集組合器73、去交織器74、去卷積單元75以及塊解碼器85。來自組合器73的數(shù)據和量度值在去交織器74中去交織并在去卷積單元75中去卷積(即，去除卷積編碼)。去卷積單元75輸出的數(shù)據和量度提供給塊解碼器單元85，以形成輸出對78-1。具體地講，組合器單元組99-1、…、99-Ng提供輸出對78-1、…、78-Ng，它們是輸出選擇器95的輸入。輸出選擇器95選擇輸出對78-1、…、78-Ng中的一個，作為最終的輸出對78，它傳送給通信網絡76。最后，在通過該網絡連接后，它被傳送給語音解碼器77，以重新建立用戶話音信號，該信號對應于輸入到圖2中用戶15的收發(fā)信機的用戶話音信號。
圖7的信號處理器67包括一個測量處理器91，它接收測量信號1M、2M、…、NcM并處理它們，來判斷是否在每個組合器單元組99中的宏分集組合器73中實際使用了一個或所有的數(shù)據和量度值。例如，測量信號是所接收碼串的功率測量值，并且為進一步處理不選擇功率電平低于一閾值的碼串。選擇器93選擇不同的數(shù)據和量度輸入對，作為給宏分集組合器73的輸入。在一個簡單實施例中，圖7的信號處理器67不使用測量信號1M、2M、…、NcM。
在一個實施例中，圖7中的測量處理器91設置有對應于碼串各數(shù)據比特βp、βp、…、βp的加權因子1wb、2wb、…、awb、…、Ncwb。例如，根據測量處理器91的測量參數(shù)，利用加權因子來加權各比特值的組合。
來自組合器73的各數(shù)據和量度值分別在去交織器74中去交織并在去卷積單元75中去卷積。從去卷積單元75輸出的各數(shù)據和量度分別提供給各塊解碼器85，后者又連接到輸出選擇器95。輸出選擇器95例如按照來自塊解碼器85的幀擦除信號來工作，而塊解碼器85的幀擦除信號還輸入到擦除選擇控制器94。當存在一個幀擦除信號時，擦除選擇控制器94可禁止來自塊解碼器85的輸出對78-1、…、78-Ng中的任一個被選擇作為輸出78。當在沒有幀擦除信號的情況下可提供多于一個的輸出時，被選擇的一個為對應于來自測量處理器91的一個特定測量信號的一個輸出。例如，選擇一個具有最高功率電平的輸出。塊解碼器85通過輸出選擇器95連接到通信網絡76。最后，通過網絡連接到語音解碼器77后，重新建立一個話音信號，該信號對應于輸入到用戶收發(fā)信機的用戶話音信號。集合器置信度量度處理單元-圖8和圖9在圖8中，集合器CM處理單元70是圖7的CM處理單元70-1、70-2、…、70-Nc中的一個典型代表。處理后的置信度量度矢量1CMp、…、ζCMp、…、NcCMp逐個輸入到CM輸入寄存器61。每個處理后的置信度量度矢量ζCMp包括作為輸入的處理后置信度量度ζcmp1、…、ζcmpG，并產生作為輸出的輸出置信度量度ζcmpp1、…、ζcmppG。在圖8的集合器CM處理單元中執(zhí)行的處理類型與在圖4的收集器CM處理單元中執(zhí)行的處理類型互補。具體地說，在圖4的收集器CM處理單元中對置信度量度進行分組，而圖8的集合器CM處理單元對這些置信度量度進行拆組。
在圖8中，在分成組的置信度量度的實施例中的CM處理器62對每個分組的置信度量度進行操作以提供拆組后的置信度量度，每個數(shù)據比特有一個置信度量度。例如圖5的實例，參照圖5，一個碼串的初始置信度量度ζcm1、ζcm2、…、ζcmb、…、ζcmB被分成4組。在圖8中，對分組的置信度量度ζcmp1進行處理以提供組G1的集合器輸出置信度量度ζcm1、…、ζcmg1；對分組的置信度量度ζcmp2進行處理以提供組G2的集合器輸出置信度量度ζcm(g1+1)、…、ζcmg2；對分組的置信度量度ζcmp3進行處理以提供組G3的集合器輸出置信度量度ζcm(g2+1)、…、ζcmg3；以及，對分組的置信度量度ζcmp4進行處理以提供組G4的集合器輸出置信度量度ζcm(g3+1)、…、ζcmg4。在一個實施例中，通過將多個集合器輸出置信度量度中的每一個量度設置成等于其相應組的分組置信度量度值，來實現(xiàn)在集合器中對每個分組的置信度量度的處理。
在圖8中，對于圖9的實例，給1、…、Nc收集器中每一個收集器的寄存器61的輸入，是分組的置信度量度cmp1、cmp2、cmp3和cmp4。而在CM處理器62處理之后的輸出是在寄存器64中存儲的集合器輸出置信度量度ζcm1、ζcm2、…、ζcmb、…、ζcmB。集合器輸出置信度量度ζcm(g1+1)、ζcm2、…、ζcmb、…、ζcmB不是初始置信度量度cm1、cm2、…、cmb、…、cmB的一對一重建，因為，置信度量度處理會由于丟失一些信息而是損失性的。盡管該處理是損失性的，但由于通過允許在品質、帶寬和容量之間取折衷方面上的靈活性，增強了整體的系統(tǒng)性能。
在圖8中，CM存儲器63存儲用于處理算法的控制碼和信息，該算法用來處理來自CM輸入寄存器61的分組置信度量度，以在CM輸出寄存器64中形成置信度量度。在所述的例子中，存儲器63確定輸入量度已分成4組，并使一組的每個置信度量度等于圖4的CM處理單元49中確定的平均。在圖8的CM存儲器63中存儲其它控制算法，以與圖4的收集器CM處理單元的操作相匹配。組合處理后置信度量度圖6的集合器17接收多個碼串1Bp、…、Bp、…、NcBp，它們表示用戶15中同一特定用戶的反向信道信號，并根據品質量度組合這些碼串。典型如碼串ζBp的每個碼串包括數(shù)據比特βp1、βp2、…、βpb、…、βpB以及一個具有置信度量度Cm1、Cm2、…、Cmb、…、CmB的置信度量度矢量CM。置信度量度Cm1、Cm2、…、Cmb、…、CmB用帶符號數(shù)s1c1、s2c2、…、sbcb、…sBcB來表示。在所述的一個實施例中，在數(shù)據碼串中的各數(shù)據比特的邏輯1和邏輯0值表示置信度量度的符號s1、s2、…、sb、…sB，這里1表示數(shù)據比特為正符號，0表示數(shù)據比特為負符號。
在下述實施例中，其中，諸如典型比特βpb的每個比特的Nc個表示1βpb、2βpb、…、Ncβpb分別用每個比特的Nc個置信度量度1cmb、2cmb、…、αcmb、…、Nccmb來產生，其每個置信度量度以數(shù)字1cb、2cb、…、αcb、…Nccb來表征，每個數(shù)值αcb的范圍為0至+a，并且這里的αsb是符號，對于每個比特b的平均集合置信度量度aggcb按下式求得式(6)cbagg=1NcΣα=1Ncsbα(cbα+1)]]>在收集器數(shù)目Nc等于3的例子中，單個比特b的計算按下式進行式(7)cbagg=13(sb1(cb1+1)+sb2(cb2+1)+sb3(cb3+1)]]>在每個數(shù)據比特有可用的軟判決信息的情況下，式(4)的置信度量度組合是有用的。一個用于以初始置信度量度的形式產生初始軟判決信息的實施例，在如圖2所述的具有兩個或更多的空間分集天線48-1、…、48-Na的收集器上采用微分集處理。
參照圖3的收集器，例如，利用空間宏分集收集器45-1、…、45-Nc來實現(xiàn)宏分集，如Nc＝3，則收集器是45-1、45-2和45-3(在圖2中沒有直接示出45-2和45-3)。數(shù)值例子如下式(8)α＝200γ＝81cb＝103.33(收集器45-1)，(1βb＝0)2cb＝56.69 (收集器45-2)，(2βb＝0)3cb＝166.67(收集器45-3)，(3βb＝0)將式(4)中的FLOOR函數(shù)應用于式(8)中的值，然后將這些數(shù)值從收集器傳送到集合器。在集合器，分別具有0、0和1值的數(shù)據比特βb、βb和βb映射成分別具有-1、-1和+1值的符號1sb、2sb和3sb，這樣式(7)變成式(9)cbagg=13((-1)(103+1)+(-1)(56+1)+(+1)(166+1))=2]]>在此例子中，雖然路徑1(源自圖2的收集器45-1)的置信度量度1cb的負隔值(-103)、以及路徑2(源自圖2中未直接示出的收集器45-2)的置信度量度2cb的負幅值(-56)指示一個0值比特，但是，路徑3(源自圖2中未直接示出的收集器45-3)的置信度量度的正值3cb指示一個1值比特，其幅值大得足以抵消置信度量度1cb和2cb的負幅值。
對于在收集器實現(xiàn)微分集均衡而在集合器實現(xiàn)集合處理的情況(此處，例如集合器處于遠處BTS的位置)，為了節(jié)省帶寬，要限制置信度量度的數(shù)目和這些量度的精度(范圍)。在回程設計(back haul design)僅為發(fā)送置信度量度分配幾個比特的情況下，需要減少在收集器處初始形成的置信度量度中的比特數(shù)目。例如，如果為發(fā)送置信度量度分配了3比特的整數(shù)，則發(fā)送值的范圍a為0到7(或1到8)。這里，γ表示量度的比特數(shù)，范圍a為2γ。
令cp為通過處理由γ比特整數(shù)表示的初始置信度量度cin導出的處理后置信度量度幅值。然后，采用下列算法來減小所要求的的置信度量度比特數(shù)目。式(10)cp=FLOOR[rcina]]]>根據前面的例子，其中a＝200，式(10)對于每個路徑來說變成式(11)cp1=FLOOR[8103.33200]=4,(βb1=0)]]>cp2=FLOOR[856.67200]=2,(βb2=0)]]>cp3=FLOOR[8166.67200]=6,(βb3=0)]]>式(11)的各值從收集器發(fā)送給集合器。在集合器，分別具有0、0和1值的數(shù)據比特βb、βb和βb映射成分別具有-1、-1和+1值的符號2sb、2sb和3sb，這樣式(7)變成式(12)cp=13((-1)(4+1)+(-1)(2+1)+(+1)(6+1))=-13]]>用于處理后置信度量度的由式(12)確定的小的負值表示該比特為0值的置信度低。
在集合器上采用3比特表示的置信度量度，對從收集器發(fā)送的每個數(shù)據比特，逐個比特地執(zhí)行置信度量度的集合。一般的GSM碼串具有116個編碼數(shù)據比特。因此，若采用3比特的置信度量度，則需要為來自每個收集器的每個碼串發(fā)送附加的349個比特的置信度量度信息。為了進一步減少置信度量度比特數(shù)，在本發(fā)明的實施例中，對置信度量度進行了分組。對于不同大小的分組可以采用一個處理后的置信度量度。例如，對于每半個數(shù)據碼串、每四分之一個數(shù)據碼串或每4比特數(shù)據，可以使用一個量度。如果3比特置信度量度基于半個碼串來分組，這就需要每個碼串發(fā)送附加的6個數(shù)據比特，每半個數(shù)據段有3個附加的用于置信度量度的比特。
用于為一組n個置信度量度形成一個分組置信度量度cpg然后進行集合的算法如下所述。相應n個數(shù)據比特的一組n個置信度量度的處理后的分組置信度量度cpg，通過按照下式對該組的置信度量度取平均來給出，這里，下標k表示一組的比特數(shù)目。式(13)cpgi=FLOOR(1nΣk=1nrckia)]]>=FLOOR(1n(r)1aΣk=1ncki)]]>例如，對于4個數(shù)據比特的置信度量度分組有式(14)路徑11c1＝103.331c2＝80.001c3＝123.331c4＝-70.00路徑22c1＝-56.672c2＝156.672c3＝80.002c4＝43.33路徑33c1＝166.673c2＝-70.003c3＝183.333c4＝186.67式(13)變成式(15)cpg1=FLOOR(1481200Σk=14ck1)=3]]>cpg2=FLOOR(1481200Σk=14ck2)=3]]>cpg3=FLOOR(1481200Σk=14ck3)=6]]>式(15)的分組值從三個不同的收集器45發(fā)送到集合器17。集合器通過將分組數(shù)值分配給一組中的每一個拆組數(shù)值，來執(zhí)行拆組，其中每個數(shù)據比特有一個拆組數(shù)值。然后，采用按照式(7)用各分組量度加權的表決(voting)，來逐個比特地集合這些信號，如下式。式(16)cp1agg=13((-4)+(-4)+(7))=-.333]]>cp2agg=13((4)+(4)+(-7))=.333]]>cp3agg=13((4)+(4)+(7))=5]]>cp4agg=13((-4)+(4)+(7))=2.333]]>如果對于置信度量度采用3比特整數(shù)基于半個碼串來分組，則式(13)變成式(17)cpgi=FLOOR(158(8)1a+ϵΣk=158cki)]]>加權平均在一個實施例中，其中，每個比特的Nc個表示1βpb、2βpb、…、Ncβpb分別用置信度量度1cmb、2cmb、…、Nccmb來產生，其每個置信度量度以數(shù)值1sb1cb、2sb2cb、…NcsbNccb來表征，這里，每個數(shù)值αsbαcb的范圍為(-α)至(+α)之間，并且利用每個比特b的加權值αwb，每個比特b的平均集合置信度量度aggcb按下式求得式(18)cbagg=1NcΣα=1Ncwbαsbα(cbα+1)]]>非線性量化用于將每個初始置信度量度的γin比特初始值減少到每個處理后置信度量度的γp比特的其它定標和量化方法，利用了好比特相對于壞比特的置信度量度幅值的分布特性。
一種量化的非線性方法是對數(shù)映射函數(shù)，這里在下面給出了一例對數(shù)映射函數(shù)。式(19)cp=ROUND[76log2((cin+1)(126)a)-1)]]]>式(19)映射實現(xiàn)了與線性映射相同的壓縮度，但是式(19)的集合增益較大。式(19)的優(yōu)點在于，在不容易混淆好比特與壞比特的范圍的高端，其發(fā)送較少的信息。帶寬控制收集器至集合器的反向信道通信的帶寬控制對于整個系統(tǒng)的效率來說是非常重要的，并且在靜態(tài)和動態(tài)實施例中都實施。所采用的實施例是考慮到許多因素的系統(tǒng)環(huán)境的函數(shù)，這些因素包括用戶數(shù)目和密度、用戶、收集器和集合器之間的相對位置、包括地形、建筑物和其它信號干擾物的物理環(huán)境，和系統(tǒng)在不同時刻經歷變化的動態(tài)過程。在收集器和集合器上均采用帶寬控制函數(shù)，也在區(qū)域(zone)和地區(qū)(region)管理器上采用這些函數(shù)。通過在本地存儲器(圖4的CM存儲器63)和中央存儲器(圖8的CM存儲器63)之一或兩者中存儲參數(shù)和算法來實現(xiàn)帶寬控制的條件。
在最簡單的實施例中，在為所需的帶寬操作調整(tune)系統(tǒng)而無需動態(tài)變化的情況下，采用靜態(tài)的帶寬控制。靜態(tài)帶寬控制對于例如相對較差的信號品質普遍存在的情況有用，這樣在較差的傳輸環(huán)境下總是采用較高或最大的置信度量度帶寬來實現(xiàn)可接受的信號品質。在另一實施例中，靜態(tài)帶寬控制對于例如不計帶寬要求而希望得到最好信號品質的情況有用。
在容量、品質、帶寬和花費是相關參數(shù)的情況下，則動態(tài)的帶寬控制是重要的。利用收集器的分布式智能能夠節(jié)省帶寬。收集器的分布式智能包括用于解碼、用于檢驗校驗(parity)和其它條件以及用于設置置信度量度帶寬的部分。諸如GSM中所采用的塊編碼信號的校驗檢驗能夠給出接收信號品質的可靠客觀的指標。包括這些收集器的系統(tǒng)以各種模式工作，這包括僅根據本地收集器信息操作和根據與來自(例如在集合器上的)中央控制的中央信息操作。
在許多實施例中，(例如在集合器上的)集中化智能對于節(jié)省帶寬來說是重要的。經常是，單一收集器不具有足夠的本地信息來作出足夠的帶寬判決。每個收集器本身不能僅根據本地可得到的信息而不顧每個收集器的處理能力(power)的大小，來得知其它收集器的工作性能。在出現(xiàn)一個收集器不具有足夠的一個特定用戶的本地信息的情況，此時常常是其它某個特定收集器正在接收足夠強的來自該用戶的信號，從而能夠特別地僅用來自該收集器的信息來獲得可接受的信號品質，而不進行該收集器信號或其它收集器信號的集合。在此例中的集中化信息對于在宏分集收集器之間分配帶寬來說是有效的，這要通過啟動該特定收集器并使所有其它的收集器不工作或在低帶寬模式工作來進行。
采用從多個宏分集收集器收集的集中化控制信息可以節(jié)省較大的帶寬。采用集中化控制信息來動態(tài)控制宏分集收集器發(fā)送的置信度量度的信息量。利用(在集中化集合器和分布式的收集器之間的控制鏈路上的)帶寬控制消息來實現(xiàn)動態(tài)控制，該消息根據集中化信息和本地信息來命令各收集器工作在不同的帶寬模式。在一個實施例中，在T1有線連接中實現(xiàn)的LAPD-M鏈路可用于帶寬控制消息信道，盡管控制消息鏈路越快，系統(tǒng)性能越好。點到點的射頻T1鏈路是比有線連接具有更小延遲(latency)的一個連接例子。
在一個實施例中，在收集器和集合器之間的通信信號在4比特代碼字中表示每個返回碼串采用的格式。適用于GSM實施例的編碼例子具有分成下面的表2中的兩個2位字段(xx，yy)的4個比特(3、2、1、0)。
表2字段1分組碼(位3和2)xx＝000＝關閉模式(什么也不發(fā)送，甚至是數(shù)據比特)xx＝011＝將每個碼串分組成2組xx＝102＝將每個碼串分組成4組xx＝113＝N組，為每組單獨發(fā)送置信度量度字段2量化碼(位1和0)yy＝000＝2比特非線性量化yy＝011＝3比特線性量化yy＝102＝3比特非線性量化yy＝113＝8比特線性量化可為每個收集器設置從全關閉模式(xx＝00)起的各種不同的帶寬模式，這些模式的范圍包括例如最小(xx＝01)、中間(xx＝10)、最大(xx＝11)帶寬寬度。在全關閉模式中，數(shù)據比特和置信度量度均不從收集器發(fā)送回集合器。在其它的所有模式中，至少發(fā)回數(shù)據比特，并且常常發(fā)回一個或多個置信度量度。除了分組碼(xx)，還要利用量化碼(yy)來確定每個置信度量度的范圍。為了節(jié)省帶寬，選擇這些不同的模式來保證可接受的品質同時也減少所使用帶寬。不被數(shù)據比特和置信度量度使用的帶寬可用于其它用途，諸如增加系統(tǒng)容量或提高系統(tǒng)其它部分的品質。來自收集器的回程帶寬由該收集器服務的所有用戶共享，這樣可減少某些用戶所需的帶寬以允許更多用戶共享特定的通信鏈路。
動態(tài)集中化控制在例如以下的情況下非常有用，其中當一個已接收到強的用戶信號的收集器，它無需集合該用戶的來自其它收集器的信號，突然不再能夠在沒有不可接收的品質劣化的條件下單獨服務該用戶的需求。動態(tài)帶寬控制器檢測品質的劣化，并且，從例如無需集合的單一收集器工作模式切換到多個收集器工作模式，其中組合單個用戶的來自多個收集器的信號。如果必要，還要設置這些收集器中的一個或多個收集器有增大的置信度量度帶寬寬度，以便補償最初單獨工作的一個收集器的信號品質劣化，或者，除了最初工作的收集器，還補償后來為該用戶工作的所有收集器的信號品質劣化。
具有工作在諸如需要少量比特的分組模式之一的最小帶寬模式，而非全關閉模式的冗余收集器的好處是，當一個工作收集器不再接收到能保證可接受品質的足夠強信號時，集合器能夠快速響應以組合工作在最小帶寬模式的其它收集器的置信度量度。雖然在發(fā)送帶寬控制消息和作為響應將消息接收收集器設置到較高的帶寬模式時的時間段中會發(fā)生品質降低，但是，信號不會象下列情況那樣完全丟失，就象如果因工作在全關閉模式下沒有發(fā)送置信度量度而可能出現(xiàn)的情況那樣。本地帶寬控制-圖10在圖10中，示出了示例性用戶信號的信號強度作為時間函數(shù)的曲線。圖10的用戶信號可以是收集器45或集合器17附近的信號。在沒有集中化(遠程)控制的情況下，在收集器上的本地控制以下述方式操作來確定帶寬。參照圖4，CM存儲器63存儲工作模式。
在沒有中央帶寬命令的情況下，接收圖10信號的收集器存儲一個本地高閾值Th，例如本例中的6dB，并存儲一個低閾值Tlh，例如圖10中的-6dB。當信號強度(或其它品質衡量尺度)大于高閾值Th時，則設置缺省的最小帶寬，例如xx＝01和yy＝00。在圖10的例子中，將高閾值Th大致設為6。在圖10中，在從時間約等于1至時間約等于25、從時間約等于210至時間約等于260、從時間約等于330至時間約等于340之間，信號電平大于高閾值Th。當信號電平處于高閾值Th和低閾值Tlh之間時，則設置缺省的中間帶寬，例如xx＝10和yy＝01。當信號電平小于低閾值Tlh時，則設置缺省的最大帶寬，例如xx＝11和yy＝11。上述例子只是示例性例子，閾值和缺省值可以有各種變化。
如果所采用的控制方法出現(xiàn)不期望的控制效果，則引入濾波和其它控制處理。例如，若在所述低閾值附近狀態(tài)變化率過快，則選擇一個遲滯(hysteresis)工作模式。
假定例如啟動本地遲滯模式，CM存儲器63存儲上限遲滯閾值Tuh、以及一個下限遲滯閾值Tlh。在圖10的例子中，上限遲滯閾值Tuh約為-2，下限遲滯閾值Tlh約為-6。圖4中的處理單元49也存儲一個遲滯觸發(fā)比特Htb，它根據處理的進行置位和復位該觸發(fā)位以消除過多的振蕩。
參照圖10，若在時間等于0時處理開始，為了便于解釋，假定遲滯觸發(fā)比特Htb處于復位狀態(tài)，信號電平大于下限遲滯閾值Tlh，且為節(jié)省反向信道的帶寬而將置信度量度帶寬設置到較小的寬度。只要信號電平仍大于下限遲滯閾值Tlh，CM處理器62就保持工作在較小的置信度量度帶寬寬度上。從諸如用不同大小的組來分組、范圍壓縮和其它方法等的多種可能方案中，任選一個方案作為產生特定的減小的置信度量度帶寬的算法。
若信號值下降到上限遲滯閾值Tuh以下，例如圖10中時間(Time)約等于45、60和125處出現(xiàn)的情況，則不改變置信度量度帶寬，并保持先前設置的減小的帶寬值。
若信號值首次下降到下限遲滯閾值Tlh以下，例如圖10中時間約等于140處出現(xiàn)的情況，則CM處理器62將設置較高的置信度量度帶寬寬度工作模式，例如在最大置信度量度帶寬寬度下工作。而且，在時間約為140處，將處于復位狀態(tài)的遲滯觸發(fā)比特Htb設置到置位狀態(tài)。在遲滯觸發(fā)比特Htb處于置位狀態(tài)時，在信號強度超過上限遲滯閾值Tuh以前，不會將置信度量度帶寬值切換成減小的帶寬值。具體地說，在圖10中，在時間約為149處，當信號強度超過下限遲滯閾值Tlh時，由于尚未復位遲滯觸發(fā)比特Htb，所以不改變置信度量度帶寬，這樣置信度量度帶寬將保持最大置信度量度值。
當信號值再次超過上限遲滯閾值Tuh時，例如在圖10中的時間約為210處出現(xiàn)的情況，CM處理器62將設置減小的置信度量度帶寬寬度工作模式，例如在圖10中時間約為205處出現(xiàn)的情況。此時，遲滯觸發(fā)比特Hth被復位。
在圖10的例子中，在時間約為205和260之間設置減小的置信度量度值。在時間約為260處，當信號值再次下降到下限遲滯閾值Tlh以下且遲滯觸發(fā)比特Htb處在復位狀態(tài)時，CM處理器62將設置并保持較高的置信度量度帶寬寬度工作模式，直到在時間約為280處信號強度再次超過上限遲滯閾值Tuh時為止。在時間約為260處，遲滯觸發(fā)比特Htb被復位并保持復位狀態(tài)，直到在時間約為280處再次置位時為止。
在圖10的例子中，在時間約為280和350之間設置減小的置信度量度值。在時間約為350處，當信號值從時間約為210到約為260再次下降到下限遲滯閾值Tlh以下且遲滯觸發(fā)比特Htb處在復位狀態(tài)時，CM處理器62將設置并保持較高的置信度量度帶寬寬度工作模式，直到在時間約為365處信號強度再次超過上限遲滯閾值Tuh時為止。在圖10的例子中，在時間約為365處，遲滯觸發(fā)比特Htb被復位并保持復位狀態(tài)。閾值大小控制在本發(fā)明的某些實施例中，設置高閾值Th用于表示僅需要減小的置信度量度帶寬寬度。每當信號電平大于高閾值Th時，能夠進行這種控制的收集器僅在減小的置信度量度帶寬寬度下進行發(fā)送，所述閾值控制可能由遠程命令來改寫。高閾值Th數(shù)值的增大和減小將增大和減小系統(tǒng)采用的帶寬。
設置下限遲滯閾值Tlh和上限遲滯閾值Tuh是為了便于控制置信度量度使用的反向信道帶寬。提高下限遲滯閾值Tlh會增大使用帶寬，因為系統(tǒng)將更頻繁地發(fā)送全置信度量度。相似地，降低下限遲滯閾值Tlh會減小使用帶寬，因為系統(tǒng)將較不頻繁地發(fā)送全置信度量度。
在本發(fā)明的某些實施例中，集合器根據在多個收集器之間分配的帶寬來設置由不同收集器使用的閾值，以便調整(tune)系統(tǒng)來有效地利用帶寬資源?；诙鄠€收集器信號的集中化控制-圖11至圖18圖11A、圖11B和圖11C分別示出了圖1中用戶U2的來自收集器C1、C2和C3的用戶反向信道信號的曲線圖。圖15A、圖15B和圖15C示出了這些曲線圖在時間值70至85之間的時間擴展圖。注意，圖11B的C2收集器的平均信號電平大于圖11A的C1收集器和圖11C的C3收集器的平均信號電平。產生平均信號電平之差的主要原因在于U2用戶相對于收集器C1、C2和C3的位置。U2用戶最接近C2收集器，所以C2收集器的平均信號電平最大。U2用戶距離C1和C3收集器較遠，所以C1和C3收集器的平均信號電平較小。特定收集器上的用戶信號強度近似與1/D4成正比，其中D是用戶和特定收集器之間的距離。若收集器之間的間隔為10公里(km)，則在本例中所述的U2與C2之間的距離大約為3km，與C1和C3之間的距離大約為7.5km。這種安排將得到相對于基準電平0dB的分別為-4.5dB、11dB和-4.6dB的C1、C2和C3平均信號電平?；鶞孰娖?dB是由C1、C2和C3形成的三角形的中心處移動臺的平均信號強度。
圖12A、圖12B和圖12C示出了圖11A、圖11B和圖11C的信號相對于一閾值的表示圖，其中，在圖11A、圖11B和圖11C中該閾值為0dB。圖16A、圖16B和圖16C示出了圖12A、圖12B和圖12C的曲線圖在時間值70至85之間的時間擴展圖。每當圖11A、圖11B和圖11C的信號大于或小于0，則圖12A、圖12B和圖12C的信號分別為1或0。
圖13和圖14示出了圖12A、圖12B和圖12C類型信號的邏輯“或”結果，圖17和圖18示出了圖13和圖14的曲線圖在時間值70至85之間的時間擴展圖。圖13(圖17)示出了相對于大于0的一個閾值例如2進行處理的類似于圖12A、圖12B和圖12C信號的信號的邏輯“或”結果，圖14(圖18)示出了相對于閾值0進行處理的圖12A、圖12B和圖12C信號的邏輯“或”結果。每當圖14(圖18)信號為1時，則收集器C1、C2和C3中的至少一個正在接收有足夠強度的U2用戶信號，從而無需最大的置信度量度信息量來保證足夠的操作品質。因此，能夠命令所有收集器發(fā)回很少置信度量度信息。在本例中，將所述閾值設成0dB，即所述三角形中心的移動臺相對平均信號強度。然而，也可以按照環(huán)境將所需閾值設置成較大或較小的信號電平。
可以采用圖11(圖15)所述的信號電平來直接設置圖12至圖14(圖16至圖18)中的判決變量。在一個實施例中，根據信號品質來設置判決變量，信號品質可以采用諸如GSM標準中提供的幀擦除率(FER)即塊碼校驗檢查(parity check)來測量。平均來說，信號品質是圖12至圖14(圖16至圖18)中所示的信號電平的單調函數(shù)。
如果具有最強信號的收集器本身沒有強到可以獲得可接受的信號品質，但是利用置信度量度的組合能夠獲得可接受的信號品質，則必須確定置信度量度的帶寬寬度。信號越強，則所需的置信度量度信息越少；而信號越弱，所需的置信度量度信息越多。
如果一個收集器具有遠大于使其本身足以獲得可接受品質的電平的非常強用戶信號，則命令其它收集器處于全關閉模式，即均不為該用戶發(fā)送置信度量度和數(shù)據比特。
如果接收信號最強的一個收集器具有剛剛使其本身足以獲得可接受品質的電平的強用戶信號，則命令其它收集器處于最小帶寬寬度，即為該用戶發(fā)送壓縮的置信度量度和數(shù)據比特。至少發(fā)送數(shù)據比特和一些置信度量度信息的好處在于，如果信號劣化到單個收集器工作模式的可接受信號閾值以下時，馬上將該工作模式改變成多個收集器組合模式，而沒有因向各收集器發(fā)回消息所導致的延時。為了增大安全裕度，在任何工作模式下當信號品質開始劣化時，將發(fā)送把工作模式改變到較大帶寬寬度的消息。相似地，為了充分利用增大的安全裕度，在任何工作模式下當信號品質開始提高時，能夠發(fā)送把工作模式改變到較小帶寬寬度的消息。
每當圖13(圖17)信號小于1時，則采用兩個或更多收集器C1、C2和C3來接收U2用戶信號，并且組合這些收集器信號來確保足夠的工作品質。圖13(圖17)示出類似于圖12A、圖12B和圖12C信號但相對于大于0dB的一個閾值例如5dB進行處理的信號的邏輯“或”結果。每當圖13(圖17)信號等于1時，則采用收集器C1、C2和C3中的至少一個收集器來接收具有足夠強度的U2用戶信號，而無需組合多個收集器信號來確保足夠的工作品質。每當圖13(圖17)信號小于1時，則預計圖14(圖18)信號也將很快小于1，且系統(tǒng)將很快需要來自兩個或更多收集器C1、C2和C3的置信度量度，以確保足夠的工作品質。圖13(圖17)信號從1的躍變將引起圖14(圖18)信號從1的躍變，因此，利用圖13(圖17)信號從1起的躍變，發(fā)出增加置信度量度帶寬的消息、或發(fā)送設置全關閉為開通(on)信令的消息，以便向集合器傳送足夠的信息，來保證來自收集器的信號有足夠的信號品質。參照圖17和圖18，在圖17中時間約等于76處出現(xiàn)先導1到0的躍變，在圖18中時間約為78處發(fā)生隨后的相應1到0的躍變。在圖17和圖18的特定例子中，在先導和隨后的1到0躍變之間的時差Ta約為0.2秒。
用來產生圖13(圖17)和圖14(圖18)波形的閾值之差確定了可用于發(fā)送工作帶寬模式信令的時間量。在一個特定的實施例中，將在收集器和集合器之間的消息傳送時間設定成小于0.2秒。在這樣的實施例中，調節(jié)用來產生圖13(圖17)和圖14(圖18)波形的閾值之間的閾值差，來保證在圖13(圖17)從1的躍變比圖14(圖18)從1的躍變至少提前0.2秒。消息傳送時間和各閾值是通信系統(tǒng)的可調參數(shù)。一般而言，0.2秒的消息傳送時間對于大多數(shù)環(huán)境來說是足夠的。例如，在信號電平的變化足以影響信號之前，以50公里/小時移動的車輛要花費約2秒的行進時間(以陰影衰落空間相關統(tǒng)計來計算，其中在2秒是相關中的l/e衰減的時間常數(shù))。因此，0.2秒的消息傳送時間能夠很容易地遠在用戶快速移動之前控制系統(tǒng)帶寬的變化。
在某些環(huán)境下，會出現(xiàn)這樣的情況，即很突然地出現(xiàn)空間的不相關性，并且信號品質劣化速度快于系統(tǒng)響應速度。在這樣的環(huán)境下，其中在區(qū)域中的固定位置上出現(xiàn)上述問題，檢測出并在存儲器中存儲出現(xiàn)上述問題的這些位置。每當用戶接近這些位置之一時，增大帶寬以期滿足對更多置信度量度信息的需求，以使多個收集器的集合以保證可接受的信號品質。這種工作模式需要有關用戶大致位置的信息。根據諸如可在GSM和其它協(xié)議中提供的訓練序列定時和信號強度測量來確定這種位置信息。為了執(zhí)行三角形定位(triangulation)，要利用來自多個宏分集收集器的信號強度和定時這兩種信號。若用戶離開這樣的位置時，則減小帶寬。
在某些環(huán)境下，信號品質問題會以一種能夠根據用戶信號變化的樣式(pattern)來預測的方式出現(xiàn)，這些變化樣式被保存在存儲器中，并且通過將所檢測的用戶參數(shù)與在存儲器中保存的樣式相比較，來識別特定用戶的所發(fā)生的這些樣式。一旦檢測到一個匹配情況，則增大帶寬以期滿足對更多置信度量度信息的需求，以使多個收集器的集合能夠保持可接受的信號品質。當不需要增大的帶寬時，則減小帶寬。命令收集器處于全關閉模式在所有三個收集器C1、C2、C3上以平均信號強度接收由處于圖1的三角形區(qū)域中心的移動用戶發(fā)送的信號，該平均信號強度具有指定為基準值0dB。例如，如圖11至14相關例子所示，假定該平均信號電平還是在所有收集器發(fā)回全置信度量度時能夠可靠集合的信號的最低電平。其目的在于計算與任何一個收集器之間距離，使得如果移動臺處于該距離內，則說明其信號在最近的收集器上的強度足以省去集合處理。首先，計算如陰影衰落標準偏差和路徑損耗指數(shù)所表征的特定環(huán)境所需的信號電平。能夠以0dB基準電平可靠集合的恒定電平信號，其強度足以滿足處理需要，而不用以5dB來集合。因此，如果該信號在大于99％的時間上大于5dB，則所需的平均信號電平為5dB+2∑，其中∑是對數(shù)正態(tài)陰影衰落的標準偏差。如果在此環(huán)境下∑＝8dB，則該值表示需要21dB的平均信號電平。假定在本例中的環(huán)境下平均路徑損耗為1/D4(用于城市蜂窩射頻信號的標稱值)，則用于計算滿足任何特定信號強度條件的距離的公式為關閉模式覆蓋半徑＝(收集器覆蓋半徑)×10(-所需Db值/路徑損耗指數(shù)×10)在該式中，“收集器覆蓋半徑”是從收集器三角形中心到一收集器的距離。如果在本例中，圖1中三角形的各邊為10km，則移動臺與收集器之間的能夠滿足處于關閉模式條件的距離為1.7km。較接近收集器的移動用戶的信號強度應在大于99％的時間上為大于基準集合電平至少5dB。組合信號一圖15A、圖15B和圖15C圖15A、圖15B和圖15C表示圖11A、圖11B和圖11C在時間值70到85之間的時間擴展圖。在此時間間隔內，如圖13所示，控制電平處于0表示僅采用單個收集器是不足的。因此，在該時間間隔內要為組合圖15A、圖15B和圖15C信號來組合置信度量度。下面的表3示出了不同置信度量度帶寬模式下的組合結果，其中組合輸出信號的品質由幀檫除率(FER)來衡量。
表3
通過觀測圖12A、圖12B和圖12C以及圖13信號小于1的時間量，可以得知帶寬的節(jié)省。在表3中，(利用幀擦除率測量的)信號品質便系統(tǒng)能夠為了如結合表4所述的帶寬控制目的，確定最小有效收集器信號(C1)和最大有效收集器信號(C2)。
表4表示在本地控制和中央控制下系統(tǒng)中采用的帶寬。
表4<
在表4中，“帶寬利用率”欄表示相對于單個用戶傳輸采用的最大帶寬寬度的帶寬寬度。這些值是基于如下假定，各帶寬寬度在無分組、3位量化置信度量度以及四分之一碼串分組之間切換。于是，圖12中的1值表示發(fā)送的信息量約為圖12中出現(xiàn)0值時發(fā)送的信息量的四倍。
從表4中可知，如果C1、C2和C3收集器分別僅采用本地可用信息來工作，則收集器C1將發(fā)送最大帶寬寬度的81％，收集器C2將發(fā)送最大帶寬寬度的29％，收集器C1將發(fā)送最大帶寬寬度的75％，這樣，C1、C2和C3平均發(fā)送最大帶寬寬度的61％。然而，采用圖13的“或”函數(shù)的集中化集合器可以確定所有收集器以平均為最大帶寬寬度的37％發(fā)送。如果收集器切換到全關閉模式而不是分組模式，則可節(jié)省更多的帶寬，但是當信號電平突然變化時系統(tǒng)較易于出現(xiàn)品質劣化。
用于控制系統(tǒng)帶寬寬度的算法依賴于各種系統(tǒng)參數(shù)。所采用的一個參數(shù)是接收的用戶反向信道信號的品質。在GSM或類似系統(tǒng)中信號品質的一種衡量尺度是幀差錯率(FER)和幀良好率(GFR)，其中GFR＝(1-FER)。在表5中，給出了基于GFR的三個品質閾值。T減小閾值用于每當信號品質大于99.8％的GFR時發(fā)送減小帶寬的信令，T增大閾值用于每當信號品質小于97％的GFR時發(fā)送增大帶寬的信令，T完全閾值用于每當信號品質小于94％的GFR時發(fā)送改變到全帶寬的信令。
表5
在本發(fā)明的范圍之內可以有許多不同的帶寬模式。示例性的用于控制各種工作模式的控制碼由下面的表6給出。在表6中，對于不同的xx和yy值將選擇斜體字的帶寬寬度值(如本地最大、減小的、本地最小、本地中間)等，以便設置適當?shù)牟煌瑤拰挾?。?中的某些值將通過實例給出。
表6蜂窩電信有限公司版權所有
19971在多個用戶中的每個用戶2 ◆對于每個用戶3◆發(fā)送用戶反向信道信號45 在多個收集器的每個收集器6 ◆對于每個用戶7◆對于每個收集器，接收用戶信號并處理用戶信號以形成收集器8信號(數(shù)據和置信度量度)9 ◆IF集合器中的中央控制命令使置信度量度為中央帶寬寬10 度，11 ◆將當前帶寬寬度設置成中央帶寬寬度12 ◆跳到XMIT13◆ELSE14 ◆IF設置成本地遲滯模式，則15 ◆IF信號品質小于下限遲滯閾值Tlh，16 ◆設置帶寬寬度為本地最大值，17 ◆設置遲滯觸發(fā)比特Htb，18 ◆ELSE，19 ◆IF設置了遲滯觸發(fā)比特Htb，并且20信號品質大于上限遲滯閾值Tuh，21 ◆將當前帶寬寬度設置成減小的22 值，23 ◆復位遲滯觸發(fā)比特Htb24◆ELSE，25 ◆將當前帶寬寬度設置成本地最大26值27 ◆跳到XMIT28 ◆ELSE，29 ◆IF信號品質小于低閾值Tlh，30 ◆將當前帶寬寬度設置成本地最大31 值，32 ◆ELSE33 ◆IF信號品質大于高閾值Th34 ◆將當前帶寬寬度設置成本地最小35值，36 ◆ELSE，37◆將當前帶寬寬度設置成本地中間38 值，39 ◆XMIT.利用當前帶寬寬度發(fā)送收集器信號40 ◆重復41在單個集合器42 確定收集器信號品質模塊43 ◆對于每個用戶，44◆對于每個收集器，45 ◆測量并存儲收集器信號品質，46 ◆按照收集器信號品質級別來排列收集器47選擇參與收集器模塊48◆對于每個用戶，49 ◆根據收集器信號品質級別、位置或其它參數(shù)，為用戶選擇參與50的收集器，51組合收集器信號模塊52◆對于每個用戶，53 ◆通過組合來自參與的各個收集器的各個信號，來形成54組合信號55 ◆確定用戶位置(利用來自多個宏分集收集器的到達時56間和其它信息)57 ◆對收集器信號進行處理以形成用戶的當前參數(shù)，并58用當前參數(shù)(諸如位置和信號模式等)，來更新歷史59存儲器，60集中化收集器帶寬確定模塊61◆創(chuàng)建所需帶寬寬度列表，以給出所有用戶的在從各收集器進入集合62 器的所有回程鏈路上的所需置信度量度帶寬，63 ◆對于每個用戶，64◆IF在參與收集器中的一個特定收集器上的特定用戶的65 單個信號的信號品質超過高品質閾值Tqh，并且信號品66 質有可能在一段時間內保持高電平(例如，按照信號到67 達時間和信號強度判斷出，特定用戶非常接近于一個特68 定的收集器)，69 ◆將特定收集器選擇成特定用戶的主收集器，并且70將主收集器的所需帶寬寬度設置成主最小值，(例如71xx＝10)72 ◆將其它收集器的所需帶寬寬度設置成次最小值，(例73如，xx＝00，即全關閉模式)74◆ELSE，75 ◆IF來自多個收集器的組合信號的信號品質76大于第一中間品質閾值T減小(例如，如果表77 5的GFR大于99.8％)，并且信號品質有可78 能在一段時間內保持高電平(例如，組合后79 的信號品質已經穩(wěn)定、并在足夠長的時間段80 上大于閾值T減小)，81 ◆對于所有參與的收集器，將每個參82與收集器的所需帶寬寬度從一個中83間值(例如，xx＝01，yy＝11)84減小到較低的中間值(例如，xx＝8501，yy＝01)，86 ◆IF來自多個收集器的組合信號的信號品質87 小于第二中間品質閾值T增大(例如，如果表88 5的GFR小于97％)，89 ◆對于所有參與的收集器，將每個參90與收集器的所需帶寬寬度從一個中91間值(例如，xx＝01，yy＝11)92增大到較高的中間值(例如，xx＝9311，yy＝01)，94 ◆IF組合信號的信號品質小于低品質閾值T全(例如，96 如果表5的GFR小于94％)，97 ◆將所有參與收集器的所需帶寬寬度98 增大到最大值(例如，xx＝11，99 yy＝11)，100◆IF當前參數(shù)與所存儲的參數(shù)相匹配，101 因此預計到組合信號的信號品質將變102 差(例如，在用戶的位置逐漸接近歷103 史上已知的用戶信號品質差的位置的104 情況下)，105 ◆將所需帶寬寬度設置成存儲值(例如，106 xx＝11，yy＝11，即最大帶寬)107根據可用帶寬調節(jié)所需帶寬寬度模塊108◆對于每個收集器，109 ◆確定所有用戶的收集器到集合器的總可用帶寬，并且110確定可用的總剩余帶寬，111 ◆FOR對于所有進入收集器的用戶回程鏈路112 ◆根據集合器的最終信號品質來排列所有用戶113 ◆IF基于所有用戶的所需帶寬寬度，總剩余114 帶寬大于0，115 ◆增加分配給具有最低最終集合信116 號品質并已不在最大帶寬寬度的117 信號的那些用戶的帶寬(所需帶118 寬寬度)119 ◆IF基于所有用戶的所需帶寬寬度，總剩余120 帶寬小于0，121 ◆減少分配給具有最高最終集合信122 號品質的信號的那些用戶的帶寬123 (所需帶寬寬度)直至可用帶寬124 符合鏈路的界限(總剩余帶寬等125 于0)126 ◆設置中央帶寬寬度等于所需帶寬寬度127 (即根據可用帶寬的大小來增128 加或減小)129 ◆將中央帶寬寬度發(fā)送給各個參與的收130 集器，131調節(jié)收集器品質參數(shù)模塊132◆根據例如系統(tǒng)中的用戶數(shù)目、可用帶寬、歷史時日133 樣式、以及設備的可用性等，調節(jié)收集器信號的品134 質閾值和其它帶寬參數(shù)，135◆重復多區(qū)域布置-圖19和圖20在圖19中，包括區(qū)域5-1、5-2、…、5-6的區(qū)域5類似于圖1中的區(qū)域5，并且每個區(qū)域5包括如區(qū)域5-1中用戶的用戶15。例如，區(qū)域5-2與區(qū)域5-1相鄰并且包括C4收集器45，C4收集器45至少與工作于區(qū)域5-1的收集器C1和C2一起工作。
在圖19中，示出的蜂窩系統(tǒng)包括區(qū)域管理器20-1、…、20-6，其中的一個典型是區(qū)域管理器20-1。區(qū)域管理器具有播送器16-1、16-2、…、16-6，其中的一個典型是播送器16-1，它們向一個或多個區(qū)域5-1、5-2、…、5-6中的用戶播發(fā)前向信道(FC)通信信號。每個用戶15向包括收集器C1、C2、C3和C4的收集器45中的一個或多個收集器發(fā)送反向信道通信信號，這些收集器又向集合器17-1、…、17-6發(fā)送反向信道通信信號，在集合器中的一個典型是集合器17-1。區(qū)域管理器20可以位于以多種不同方式布置的基站位置。在一種布置中，在對應于區(qū)域5-1、5-2、…、5-6的6種不同頻率范圍中的6個扇區(qū)中的不同的一個扇區(qū)內，每個播送器播發(fā)前向信道通信信號。在不同區(qū)域中的用戶將相應頻率范圍下的反向信道信號發(fā)送到在各自的播發(fā)范圍內工作的各個收集器，并且，各收集器又向相應的一個集合器17傳送反向信道通信信號。在另一種布置中，所有區(qū)域使用相同的頻率范圍，且不進行扇區(qū)劃分，同時在這一實施例中，可以使用一個或多個區(qū)域管理器。一般而言，不管如何布置，均有某些收集器的地點與幾個區(qū)域的收集器相關。例如，C3為兩個區(qū)域5-1和5-2服務。從C3到集合器17-1的回程鏈路由區(qū)域5-1和5-2的用戶共享。
為了節(jié)省帶寬，有時將減小一個區(qū)域的置信度量度帶寬，以允許增大另一個區(qū)域的帶寬，這里，各區(qū)域共享來自公共的有關集合器的反向信道通信帶寬，如同在上述例子中的收集器C1和C3。圖4的置信度量度處理單元49和圖8的處理單元70存儲并執(zhí)行在每個集合器中采用的用于確定集合器使用帶寬的控制算法。此外，在需要執(zhí)行諸如帶寬平衡等調節(jié)操作時，圖1的區(qū)域管理器20經遠程接口65與處理單元49和70進行通信。
在圖19中，地區(qū)管理器12為相鄰的地區(qū)5-1、…、5-6和與地區(qū)5-1、…、5-6可以相鄰或不相鄰的其它地區(qū)5’，控制區(qū)域管理器20-1、…、20-6的帶寬分配。
在圖20中，區(qū)域51、52、…、57均類似于圖19的區(qū)域5，它們形成第一個7區(qū)域集群。相似地，在圖20中，區(qū)域61、62、…、67均類似于圖19的區(qū)域5，它們形成第二個7區(qū)域集群。為了覆蓋特定地區(qū)，可以在需要時設置任何數(shù)目的附加區(qū)域集群。圖20的地區(qū)管理器12的作用是控制各收集器反向信道的帶寬值，以沿共享公共回程信道在圖20的各地區(qū)之間平衡帶寬。例如，如果在一定時間(如在上下班時間)內通信業(yè)務要從一個特定區(qū)域移往另一個區(qū)域，則動態(tài)分配公共回程信道的帶寬，以便為業(yè)務繁忙的區(qū)域分配較大的帶寬。子區(qū)域控制-圖21在圖21中，示出了一種類似于圖1中蜂窩系統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一個區(qū)域管理器20，它從播送器16向多個用戶15播發(fā)前向信道(FC)通信信號，其中，所述用戶15包括處于由虛線三角形指定的區(qū)域5內的用戶U1、U2、…、UU。多個用戶15的每一個向多個收集器45中的一個或多個收集器發(fā)送反向信道(RC)通信信號，收集器45包括收集器C1、C2和C3，這些收集器又向區(qū)域管理器20中的集合器17發(fā)送反向信道通信信號。
每個用戶15具有一個收信機天線，用于接收來自播送器16的前向信道上的播發(fā)信號。而且，每個用戶15具有一個發(fā)信機，用于在反向信道上向收集器45發(fā)送信號。收集器45相互之間在區(qū)域5內處于宏分集位置。所以，在集合器17接收到多份每個用戶的宏分集反向信道通信信號。
在圖21中，U1用戶15一般具備來自播送器16的前向信道(FC)通信信號、發(fā)往C1、C2和C3收集器45每一個的用戶至收集器的反向信道(FC)通信信號u/cRC、以及每個收集器至集合器17的收集器至集合器的反向信道通信信號c/aRC。來自U1用戶15的反向信道通信信號包括用戶到收集器通信信號u/cRC1和收集器至集合器的通信信號c/aRC1、用戶到收集器通信信號u/cRC2和收集器至集合器的通信信號c/aRC2、以及用戶到收集器通信信號u/cRC3和收集器至集合器的通信信號c/aRC3。圖21中的其它用戶U2、…、UU分別具有相似的前向和反向信道通信信號。
在圖21中，U1用戶15-11、…、15-1U1全部處于收集器C1和圓弧51所界定的子地區(qū)中，所以這些用戶很接近收集器C1。因為位置非常接近，所以從U1用戶15-11、…、15-1U1到收集器C1的反向信道傳輸?shù)男盘枏姸纫话爿^高，并且為實現(xiàn)高品質的反向信道傳輸，能夠預期只要求較小的置信度量度帶寬寬度。相似地，U2用戶15-21、…、15-2U2全部處于收集器C2和圓弧52所界定的子地區(qū)中，所以這些用戶很接近收集器C2；以及，U3用戶15-31、…、15-3U3全部處于收集器C3和圓弧53所界定的子地區(qū)中，所以這些用戶很接近收集器C3。相似地，因為位置非常接近，所以從U2用戶15-21、…、15-2U2到收集器C2的反向信道傳輸?shù)男盘枏姸纫话爿^高，并且為實現(xiàn)高品質的反向信道傳輸，能夠預期只要求較小的置信度量度帶寬寬度。同樣，因為位置非常接近，所以從U3用戶15-31、…、15-3U3到收集器C3的反向信道傳輸?shù)男盘枏姸纫话爿^高，并且為實現(xiàn)高品質的反向信道傳輸，能夠預期只要求較小的置信度量度帶寬寬度。
在圖21中，一般由圓弧51、52和53界定的中央子地區(qū)5C相對距收集器C1、C2和C3較遠，所以，從該地區(qū)中所有UU用戶到每個收集器C1、C2和C3的反向信道信號強度，一般比在子地區(qū)51、52和53中接近各收集器的用戶的信號強度弱，并且為實現(xiàn)高品質的反向信道傳輸，能夠預期需要較高的置信度量度帶寬寬度。
雖然已參照本發(fā)明的優(yōu)選實施例展示并描述了本發(fā)明，但是本領域普通技術人員應理解，在本發(fā)明的實質和范圍內，可以對優(yōu)選實施例進行各種形式和細節(jié)上的變動。
權利要求
1.一種具有多個信道的通信系統(tǒng)，包括多個用于在用戶信道中發(fā)送用戶信號的用戶；多個分布在宏分集位置上的宏分集收集器裝置，其中，每個所述收集器裝置包括收集器收信機裝置，用于接收所述用戶信號并為所述多個用戶中的每一個用戶提供多個所接收的信號；收集器處理裝置，用于處理所述接收信號從而為所述多個用戶中的每一個用戶形成收集器信號，所述收集器信號包括表示所接收信號的數(shù)據比特序列、并包括對應于所述數(shù)據比特的初始置信度量度，其中初始置信度量度由初始數(shù)目的量度比特來表示，并且，所述收集器處理裝置包括用于處理所述初始置信度量度以形成處理后置信度量度的收集器置信度量度處理裝置；集合器裝置，用于為所述多個用戶的每一個用戶利用來自所述多個宏分集收集器裝置的所述處理后置信度量度組合所述收集器信號，從而為所述多個用戶的每一個用戶形成表示用戶信號的最終數(shù)據比特序列。
2.如權利要求1、30、31或32所述的通信系統(tǒng)，其中，所述收集器置信度量度處理裝置處理所述初始置信度量度以形成處理后置信度量度，所述處理后置信度量度由數(shù)目小于所述初始的量度比特數(shù)目的處理后數(shù)目的量度比特來表示。
3.如權利要求1、30、31或32所述的通信系統(tǒng)，其中，所述集合器裝置包括集合器置信度量度處理裝置，用于處理所述處理后置信度量度從而為每個所述數(shù)據比特形成集合器置信度量度。
4.如權利要求1、30、31或32所述的通信系統(tǒng)，其中，所述收集器處理裝置包括分組處理裝置，用于對分組的所述初始置信度量度進行處理，以形成作為分組置信度量度的所述處理后置信度量度，所述分組置信度量度具有分組的數(shù)目小于所述初始的量度比特數(shù)目的的置信度量度比特。
5.如權利要求1、30、31或32所述的通信系統(tǒng)，其中，初始置信度量度具有初始范圍ain，ain由初始數(shù)目γin的量度比特來表示；并且，所述收集器置信度量度處理裝置包括范圍處理裝置，用于對初始置信度量度進行處理以形成具有處理后范圍ap的處理后置信度量度，ap由處理后數(shù)目γp的量度比特來表示，這里處理后量度比特數(shù)目γp小于初始量度比特數(shù)目γin。
6.如權利要求1、30、31或32所述的通信系統(tǒng)，其中，所述收集器處理裝置包括分組處理裝置，用于將具有由初始數(shù)目γin的量度比特表示的初始范圍ain的所述初始置信度量度處理成各組cm1、…、cmG，以形成分組置信度量度，其包括組G1的置信度量度cm1、…、cmg1；組G2的cm(g1+1)、…、cmg2；…；組GG的cm(g3+1)、…、cmgG，這里分組置信度量度具有數(shù)目為γg的分組的置信度量度比特，該數(shù)目γg小于所述初始量度比特數(shù)目γin；以及其中，所述收集器置信度量度處理裝置包括范圍處理裝置，用于處理具有由初始數(shù)目γin的量度比特表示的初始范圍ain的分組置信度量度，以形成具有處理后范圍ap的處理后置信度量度，ap由處理后數(shù)目γp的量度比特來表示，這里處理后量度比特數(shù)目γp小于初始量度比特數(shù)目γin。
7.如權利要求1、30、31或32所述的通信系統(tǒng)，其中，所述收集器處理裝置包括分組處理裝置，用于對分組的所述初始置信度量度進行處理，以形成作為分組置信度量度的處理后置信度量度，這里所述分組置信度量度具有分組的數(shù)目小于所述初始量度比特數(shù)目的置信度量度比特；其中，所述集合器裝置包括集合器置信度量度處理裝置，用于處理所述處理后置信度量度從而為每一個所述數(shù)據比特形成集合器置信度量度。
8.如權利要求1、30、31或32所述的通信系統(tǒng)，其中，初始置信度量度具有初始范圍ain，ain由初始數(shù)目γin的量度比特來表示；并且，所述收集器置信度量度處理裝置包括范圍處理裝置，用于對初始置信度量度進行處理以形成具有處理后范圍ap的處理后置信度量度，ap由處理后數(shù)目γp的量度比特來表示，這里處理后量度比特數(shù)目γp小于初始量度比特數(shù)目γin；其中，所述集合器裝置包括集合器置信度量度處理裝置，用于處理所述處理后置信度量度從而為每一個所述數(shù)據比特形成集合器置信度量度。
9.如權利要求1、30、31或32所述的通信系統(tǒng)，其中，所述收集器處理裝置包括分組處理裝置，用于將具有初始范圍ain的由初始數(shù)目γin的量度比特表示的所述初始置信度量度處理成各組cm1、…、cmG，，以形成分組置信度量度，這包括組G1的置信度量度cm1、…、cmg1；組G2的cm(g1+1)、…、cmg2；…；組GG的cm(g3+1)、…、cmgG，這里分組置信度量度具有數(shù)目為γg的分組的置信度量度比特，該數(shù)目γg小于所述初始量度比特數(shù)目γin；以及其中，所述收集器置信度量度處理裝置包括范圍處理裝置，用于處理具有初始范圍ain的由初始數(shù)目γin的量度比特表示的分組置信度量度，以形成具有處理后范圍ap的處理后置信度量度，ap由處理后數(shù)目γp的量度比特來表示，這里處理后量度比特數(shù)目γp小于初始量度比特數(shù)目γin；其中，所述集合器裝置包括集合器置信度量度處理裝置，用于處理所述處理后置信度量度從而為每一個所述數(shù)據比特形成集合器置信度量度。
10.如權利要求5、6、8或9所述的通信系統(tǒng)，其中，所述范圍處理裝置對初始置信度量度cmi按下式進行線性量化處理，以形成處理后的置信度量度cmpicmpi=FLOOR[[cmimax_cm_value+ϵ][2γ]]]]>這里，cmpi＝作為cmi量化值的處理后置信度量度，max_cm_value＝cmi的最大值，i＝1，2，…，B，ε＝小的正數(shù)，其值選為使上式中的除法運算結果總小于1。
11.如權利要求4、7或9所述的通信系統(tǒng)，其中，初始置信度量度cm1、cm2、…、cmb、…、cmB被分組成G組，這G個分組包括組G1、G2、…、GG，所述這些分組又分別包括組G1的置信度量度cm1、…、cmg1；組G2的cm(g1+1)、…、cmg2；…；組GG的cm(gG-1)+1、…、cmgG，這里對分組中的各個置信度量度進行處理以形成單個處理后置信度量度cmp1、cmp2、…、cmpi、…、cmPg，其中第i組處理后置信度量度cmpi由下式給出cmpi=Σk=g(i)+1k=g(i+1)cmkg(i+1)-g(i)]]>這里，cmk＝第k個初始置信度量度，cmpi＝第i組的處理后的置信度量度，g(i)+1＝一組中的起始置信度量度，g(i+1)＝一組中的末尾置信度量度，g(i+1)-g(i)＝一組中的置信度量度數(shù)目。
12.如權利要求1、30、31或32所述的通信系統(tǒng)，其中，所述收集器置信度量度處理裝置包括用于存儲初始置信度量度的輸入寄存器裝置、用于利用處理算法處理初始置信度量度以形成處理后置信度量度的收集器置信度量度處理器、用于存儲確定所述處理算法所需的算法信息的置信度量度存儲器、以及用于保存處理后置信度量度的輸出寄存器裝置。
13.如權利要求1、30、31或32所述的通信系統(tǒng)，其中，所述收集器置信度量度處理裝置包括遠程接口裝置，用于進行置信度量度處理信息的遠程通信。
14.如權利要求1、30、31或32所述的通信系統(tǒng)，其中，所述集合器置信度量度處理裝置包括用于存儲處理后置信度量度的輸入寄存器裝置、用于利用處理算法來處理所述處理后置信度量度以形成處理后置信度量度的集合器置信度量度處理器、用于存儲確定所述處理算法所需的算法信息的置信度量度存儲器、以及用于存儲輸出置信度量度的輸出寄存器裝置。
15.如權利要求1、30、31或32所述的通信系統(tǒng)，其中，所述集合器置信度量度處理裝置包括遠程接口裝置，用于進行置信度量度處理信息的遠程通信。
16.如權利要求1、30、31或32所述的通信系統(tǒng)，其中，所述收集器收信機裝置包括多個微分集收信機，每個收信機接收所述用戶信號并為所述多個用戶的每一個用戶提供多個微分集接收信號；所述收集器處理裝置處理所述微分集接收信號，從而為所述多個用戶的每個用戶形成所述收集器信號，所述收集器信號包括表示微分集接收信號的數(shù)據比特序列、并包括對應于所述數(shù)據比特的所述初始置信度量度。
17.如權利要求1、30、31或32所述的通信系統(tǒng)，其中，所述集合器裝置從Nc個所述收集器裝置接收Nc個宏分集收集器信號，其每個宏分集收集器信號具有用于每個比特的處理后置信度量度值αcb，并按下式組合所述處理后置信度量度值以形成平均處理后置信度量度aggcbcbagg=1NcΣα=1Ncsbα(cbα+1)]]>這里，aggcb＝平均的處理后置信度量度，αcb＝范圍在(0)和(+a)之間的數(shù)值，αsb＝符號，Nc＝宏分集收集器信號的數(shù)目。
18.如權利要求1、30、31或32所述的通信系統(tǒng)，其中，所述集合器裝置從Nc個所述收集器裝置接收Nc個宏分集收集器信號，其每個宏分集收集器信號具有用于每個比特的處理后置信度量度值αcb以及用于每個比特的加權因子αwb，并按下式組合所述處理后置信度量度值以形成加權平均置信度量度aggcbcbagg=1NcΣα=1Ncwbαsbα(cbα+1)]]>這里，aggcb＝平均的處理后置信度量度，αcb數(shù)值，αsb＝符號，Nc＝宏分集收集器信號的數(shù)目，αwb＝用于每個比特的加權因子。
19.如權利要求1、30、31或32所述的通信系統(tǒng)，其中，用于每個比特的所述初始置信度量度采用一數(shù)值cb的形式，這里0＜cb＜+α并且α是由一個或多個比特表示的幅值，以表示cb的范圍。
20.如權利要求1、30、31或32所述的通信系統(tǒng)，其中，所述收集器處理裝置包括信號測量裝置，用于提供測量信號來表征所接收的用戶信號的性質；所述集合器裝置包括測量處理器裝置，用于接收所述測量信號來控制對哪些所述收集器信號進行組合。
21.如權利要求1、30、31或32所述的通信系統(tǒng)，其中，所述集合器裝置包括具有宏分集組合器單元的信號處理器，該組合器單元用于組合來自兩個或更多所述宏分集收集器信號的所述處理后置信度量度、并根據組合后的處理后置信度量度形成所述數(shù)據比特序列的每個數(shù)據比特的邏輯1或邏輯0值。
22.如權利要求21所述的通信系統(tǒng)，其中，所述信號處理器包括去交織器、去卷積單元和塊解碼器。
23.如權利要求1、30、31或32所述的通信系統(tǒng)，其中，所述集合器裝置包括集合器信號處理器，所述集合器信號處理器具有多個宏分集組合器單元，每個用于組合來自兩個或更多所述宏分集收集器信號的所述置信度量度，從而根據組合后的置信度量度形成所述數(shù)據比特序列的每個數(shù)據比特的邏輯1或邏輯0值；第一選擇器裝置，用于選擇要輸入到不同宏分集組合器單元的不同宏分集收集器信號；第二選擇器裝置，用于從各宏分集組合器單元的輸出中選擇一個輸出，來形成所述最終的數(shù)據比特序列。
24.如權利要求23所述的通信系統(tǒng)，其中，所述信號處理器包括宏分集組合器、去交織器、去卷積單元和塊解碼器。
25.如權利要求1、30、31或32所述的通信系統(tǒng)，其中，所述用戶信號采用多址協(xié)議。
26.如權利要求25所述的通信系統(tǒng)，其中，所述用戶信號采用TDMA(時分多址)協(xié)議。
27.如權利要求25所述的通信系統(tǒng)，其中，所述用戶信號采用CDMA(碼分多址)協(xié)議。
28.如權利要求25所述的通信系統(tǒng)，其中，所述用戶信號采用SDMA(空分多址)協(xié)議。
29.如權利要求25所述的通信系統(tǒng)，其中，所述用戶信號采用FDMA(頻分多址)協(xié)議。
30.一種通信系統(tǒng)，具有多個前向信道通信和多個相應的反向信道通信，該系統(tǒng)包括在一播送器區(qū)域內的多個用戶，每個所述用戶包括用于接收不同用戶前向信道信號的用戶收信機裝置、和用于在用戶反向信道中播發(fā)用戶反向信道信號的用戶發(fā)信機，并且，所述多個用戶提供由多個不同用戶反向信道形成的復合信號；多個宏分集收集器裝置，分布在所述播送器區(qū)域附近的宏分集位置上，每個所述收集器裝置包括包括多個微分集收信機的收集器收信機裝置，每個微分集收信機用于接收所述用戶信號并為所述多個用戶中的每一個用戶提供多個微分集接收信號；收集器處理裝置，用于處理所述接收信號從而為所述多個用戶中的每一個用戶形成收集器信號，所述收集器信號包括表示所接收信號的數(shù)據比特序列、并包括對應于所述數(shù)據比特的初始置信度量度，其中初始置信度量度由初始數(shù)目的量度比特來表示，并且，所述收集器處理裝置包括用于處理所述初始置信度量度以形成處理后置信度量度的收集器置信度量度處理裝置；區(qū)域管理器裝置，包括播送器裝置，包括播送器發(fā)信機，用于在播送器范圍上向所述播送器區(qū)域中的所述用戶播發(fā)所述多個用戶前向信道信號；集合器裝置，用于利用所述處理后置信度量度，為所述多個用戶的每一個用戶組合來自所述多個宏分集收集器裝置的所述收集器信號，從而為所述多個用戶的每一個用戶形成表示用戶信號的最終數(shù)據比特序列。
31.一種通信系統(tǒng)，具有多個前向信道通信和多個相應的反向信道通信，該系統(tǒng)包括在一播送器區(qū)域內的多個用戶，每個所述用戶包括用于接收不同用戶前向信道信號的用戶收信機裝置、和用于在用戶反向信道中播發(fā)用戶反向信道信號的用戶發(fā)信機裝置，并且，所述多個用戶提供由多個不同用戶反向信道形成的復合信號；多個宏分集收集器裝置，分布在所述播送器區(qū)域附近的宏分集位置上，每個所述收集器裝置包括包括多個微分集收信機的收集器收信機裝置，每個微分集收信機用于接收所述用戶信號并為所述多個用戶中的每一個用戶提供多個微分集接收信號；收集器處理裝置，用于處理所述接收信號從而為所述多個用戶中的每一個用戶形成收集器信號，所述收集器信號包括表示所接收信號的數(shù)據比特序列、并包括對應于所述數(shù)據比特的初始置信度量度，其中初始置信度量度由初始數(shù)目的量度比特來表示，并且，所述收集器處理裝置包括用于處理所述初始置信度量度以形成處理后置信度量度的收集器置信度量度處理裝置；播送器裝置，包括播送器發(fā)信機，用于在播送器范圍上向所述播送器區(qū)域中的所述用戶播發(fā)所述多個用戶前向信道信號；控制裝置，用于在一收集器組中選擇所述多個收集器裝置的某些收集器裝置，來接收來自所述多個用戶的某些特定用戶的反向信道信號；集合器裝置，用于利用所述處理后置信度量度，為所述多個用戶的每一個所述特定用戶組合來自所述收集器組中的所述多個宏分集收集器裝置的所述收集器信號，從而為所述多個用戶的每一個特定用戶形成表示用戶信號的最終數(shù)據比特序列。
32.一種通信系統(tǒng)，具有多個前向信道通信和多個相應的反向信道通信，該系統(tǒng)包括在多個播送器區(qū)域內的多個用戶，每個所述用戶包括用于接收不同用戶前向信道信號的用戶收信機裝置、和用于在用戶反向信道中播發(fā)用戶反向信道信號的用戶發(fā)信機，并且，所述多個用戶提供由多個不同用戶反向信道信號形成的復合信號；Nbm個播送器裝置，每個包括播送器發(fā)信機，用于在播送器范圍上向所述播送器區(qū)域之一中的所述用戶播發(fā)所述多個用戶前向信道信號；Nc個收集器置，分布在所述播送器區(qū)域附近的宏分集位置上，其中收集器裝置的數(shù)目Nc大于播送器裝置的數(shù)目Nbm，每個所述收集器裝置包括包括多個微分集收信機的收集器收信機裝置，每個微分集收信機用于接收所述復合信號并為所述多個用戶中某些用戶的每一個用戶提供多個微分集接收信號；收集器處理裝置，用于處理所述接收信號從而為所述多個用戶中的每一個用戶形成收集器信號，所述收集器信號包括表示所接收信號的數(shù)據比特序列、并包括對應于所述數(shù)據比特的初始置信度量度，其中初始置信度量度由初始數(shù)目的量度比特來表示，并且，所述收集器處理裝置包括用于處理所述初始置信度量度以形成處理后置信度量度的收集器置信度量度處理裝置；收集器傳送裝置，用于傳送所述數(shù)據比特序列和所述處理后置信度量度，作為所述多個用戶的所述某些用戶的每一個用戶的收集器信號；集合器裝置，用于組合來自所述收集器組中所述收集器裝置的所述多個用戶的每一個所述特定用戶的所述宏分集收集器信號，從而為所述多個用戶的每一個所述特定用戶形成表示用戶信號的最終數(shù)據比特序列。
33.一種在具有多個信道的通信系統(tǒng)采用的通信方法，該通信系統(tǒng)具有多個用于在用戶信道中發(fā)送用戶信號的用戶、和多個分布在宏分集位置上的宏分集收集器裝置，該方法包括每個所述收集器裝置接收所述用戶信號并為所述多個用戶的每一個用戶提供多個接收信號，處理所述接收信號從而為所述多個用戶的每一個用戶形成收集器信號，所述收集器信號包括表示所接收信號的數(shù)據比特序列、并包括對應于所述數(shù)據比特的初始置信度量度，其中初始置信度量度由初始數(shù)目的量度比特來表示，并且，所述處理包括用于處理所述初始置信度量度以形成處理后置信度量度的收集器置信度量度處理；利用所述處理后置信度量度，為所述多個用戶的每一個用戶組合來自所述多個宏分集收集器裝置的所述收集器信號，從而為所述多個用戶的每一個用戶形成表示用戶信號的最終數(shù)據比特序列。
34.一種具有多個信道的通信系統(tǒng)，包括多個用于在用戶信道中發(fā)送用戶信號的用戶、和多個分布在宏分集位置上的宏分集收集器裝置，其中，每個所述收集器裝置包括收集器收信機裝置，用于接收所述用戶信號并為所述多個用戶中的每一個用戶提供多個接收信號；收集器處理裝置，用于處理所述接收信號從而為所述多個用戶中的每一個用戶形成收集器信號，所述收集器信號包括表示所接收信號的數(shù)據比特序列、并包括對應于所述數(shù)據比特的初始置信度量度，其中初始置信度量度由初始數(shù)目的量度比特來表示，并且，所述收集器處理裝置包括用于處理所述初始置信度量度以形成具有帶寬值的處理后置信度量度的收集器置信度量度處理裝置；集合器裝置，用于利用所述處理后置信度量度，為所述多個用戶的每一個用戶組合來自所述多個宏分集收集器裝置的所述收集器信號，從而為所述多個用戶的每一個用戶形成表示用戶信號的最終數(shù)據比特序列；帶寬控制裝置，用于控制所述帶寬值。
35.如權利要求34所述的通信系統(tǒng)，其中，所述帶寬控制裝置是靜態(tài)的，從而所述帶寬值是符合初始設置條件的固定值。
36.如權利要求34所述的通信系統(tǒng)，其中，所述帶寬控制裝置是動態(tài)的，從而所述帶寬值根據在所述通信系統(tǒng)運行期間隨時間變化的條件來進行修改。
37.如權利要求36所述的通信系統(tǒng)，其中，所述帶寬控制裝置包括在所述收集器處理裝置中的本地帶寬控制裝置。
38.如權利要求36所述的通信系統(tǒng)，其中，所述帶寬控制裝置包括在所述集合器裝置中的中央帶寬控制裝置。
39.如權利要求36所述的通信系統(tǒng)，其中，所述帶寬控制裝置包括本地帶寬控制裝置，用于為所述多個宏分集收集器裝置中的每個宏分集收集器裝置控制帶寬寬度；在所述集合器裝置中的中央帶寬控制裝置，用于接收來自所述多個宏分集收集器裝置的信息，從而提供用于為所述宏分集收集器裝置設置帶寬寬度的信息；控制信道裝置，將所述中央帶寬控制裝置與所述多個宏分集收集器裝置中的所述本地帶寬控制裝置相連接，用于發(fā)送所述中央信息來控制所述宏分集收集器裝置的帶寬寬度。
40.如權利要求39所述的通信系統(tǒng)，其中，在所述多個宏分集收集器裝置中的每個特定宏分集收集器裝置上，所述本地帶寬控制裝置包括本地處理裝置，用于處理在所述特定宏分集收集器裝置上的本地信息，以設置所述特定宏分集收集器裝置的帶寬寬度。
41.如權利要求40所述的通信系統(tǒng)，其中，所述本地處理裝置接收所述中央信息，并根據所述中央信息和所述本地信息來設置所述特定宏分集收集器裝置的帶寬寬度。
42.如權利要求40或41所述的通信系統(tǒng)，其中，所述本地信息是基于信號品質的信息。
43.如權利要求40或41所述的通信系統(tǒng)，其中，所述本地信息是基于根據多個品質閾值測量的信號品質的信息。
44.如權利要求40或41所述的通信系統(tǒng)，其中，所述中央信息是基于當前參數(shù)和存儲參數(shù)的信息。
45.如權利要求44所述的通信系統(tǒng)，其中，所述當前參數(shù)是用戶位置，所述存儲參數(shù)是區(qū)域中已知的信號品質差的位置。
46.如權利要求39所述的通信系統(tǒng)，其中，所述中央帶寬控制裝置包括多個可執(zhí)行用于控制帶寬值的模塊。
47.如權利要求46所述的通信系統(tǒng)，其中，所述多個模塊包括用于判斷收集器信號品質的模塊。
48.如權利要求46所述的通信系統(tǒng)，其中，所述多個模塊包括用于選擇特定收集器的模塊。
49.如權利要求46所述的通信系統(tǒng)，其中，所述多個模塊包括用于組合收集器信號的模塊。
50.如權利要求46所述的通信系統(tǒng)，其中，所述多個模塊包括用于集中化判斷收集器帶寬的模塊。
51.如權利要求46所述的通信系統(tǒng)，其中，所述多個模塊包括用于更新收集器使用帶寬的模塊。
52.如權利要求46所述的通信系統(tǒng)，其中，所述多個模塊包括用于調節(jié)收集器品質參數(shù)的模塊。
53.如權利要求34所述的通信系統(tǒng)，其中，所述收集器置信度量度處理裝置處理所述初始置信度量度以形成處理后置信度量度，所述處理后置信度量度由數(shù)目小于所述初始量度比特數(shù)目的處理后數(shù)目的量度比特來表示。
54.如權利要求34所述的通信系統(tǒng)，其中，所述集合器裝置包括集合器置信度量度處理裝置，用于處理所述處理后置信度量度從而為每個所述數(shù)據比特形成集合器置信度量度。
55.如權利要求34所述的通信系統(tǒng)，其中，所述收集器處理裝置包括分組處理裝置，用于對所述初始置信度量度進行分組處理，以形成作為分組置信度量度的所述處理后置信度量度，所述分組置信度量度具有小于所述初始量度比特數(shù)目的分組的置信度量度比特數(shù)目。
56.如權利要求34所述的通信系統(tǒng)，其中，初始置信度量度具有初始范圍ain，ain由初始數(shù)目γin的量度比特來表示；并且，所述收集器置信度量度處理裝置包括范圍處理裝置，用于對初始置信度量度進行處理以形成具有處理后范圍ap的處理后置信度量度，ap由處理后數(shù)目γp的量度比特來表示，這里處理后比特數(shù)目γp小于初始量度比特數(shù)目γin。
57.如權利要求34所述的通信系統(tǒng)，其中，所述收集器處理裝置包括分組處理裝置，用于將具有初始范圍ain的所述初始置信度量度分組成各組cm1、…、cmG，這里ain由初始數(shù)目γin的量度比特來表示，以形成分組置信度量度，這包括組G1的置信度量度cm1、…、cmg1；組G2的cm(g1+1)、…、cmg2；…；組GG的cm(g3+1)、…、cmgG，這里分組的置信度量度的置信度量度比特數(shù)目γg小于所述初始量度比特數(shù)目γin；其中，所述收集器置信度量度處理裝置包括范圍處理裝置，用于處理具有初始范圍ain的分組置信度量度，這里ain由初始數(shù)目γin的量度比特來表示，以形成具有處理后范圍ap的處理后置信度量度，ap由處理后數(shù)目γp的量度比特來表示，這里處理后比特數(shù)目γp小于初始量度比特數(shù)目γin；其中，所述集合器裝置包括集合器置信度量度處理裝置，用于處理所述處理后置信度量度從而為每一個所述數(shù)據比特形成集合器置信度量度。
58.如權利要求34所述的通信系統(tǒng)，其中，所述收集器收信機裝置包括多個微分集收信機，其每個接收所述用戶信號并為所述多個用戶的每一個用戶提供多個微分集接收信號；所述收集器處理裝置處理所述微分集接收信號，從而為所述多個用戶的每個用戶形成所述收集器信號，所述收集器信號包括表示微分集接收信號的數(shù)據比特序列、并包括對應于所述數(shù)據比特的所述初始置信度量度。
59.如權利要求34所述的通信系統(tǒng)，其中，所述集合器裝置從Nc個所述收集器裝置接收Nc個宏分集收集器信號，其中，每個宏分集收集器信號具有用于每個比特的處理后置信度量度值αcb，并按下式組合所述處理后置信度量度值以形成平均處理后置信度量度aggcbcbagg=1NcΣα=1Ncsbα(cbα+1)]]>這里，aggcb＝平均處理后置信度量度，αcb＝范圍在(0)和(+a)之間的數(shù)值，αsb＝符號，Nc＝宏分集收集器信號的數(shù)目。
60.如權利要求34所述的通信系統(tǒng)，其中，所述集合器裝置從Nc個所述收集器裝置接收Nc個宏分集收集器信號，其中，每個宏分集收集器信號具有用于每個比特的處理后置信度量度值αcb以及用于每個比特的加權系數(shù)αwb，并按下式組合所述處理后置信度量度值以形成加權平均置信度量度aggcbcbagg=1NcΣα=1Ncwbαsbα(cbα+1)]]>這里，aggcb＝加權平均處理后置信度量度，αcb＝數(shù)值，αsb＝符號，Nc＝宏分集收集器信號的數(shù)目，αwb＝用于每個比特的加權系數(shù)。
61.如權利要求34所述的通信系統(tǒng)，其中，所述用戶信號采用多址協(xié)議。
62.如權利要求61所述的通信系統(tǒng)，其中，所述用戶信號采用TDMA協(xié)議。
63.如權利要求61所述的通信系統(tǒng)，其中，所述用戶信號采用CDMA協(xié)議。
64.如權利要求61所述的通信系統(tǒng)，其中，所述用戶信號采用SDMA協(xié)設。
65.如權利要求61所述的通信系統(tǒng)，其中，所述用戶信號采用FDMA協(xié)議。
全文摘要
一種通信系統(tǒng),具有與多個移動用戶之間的多個前向信道通信和多個相應的反向信道通信。在宏分集位置上布置多個收集器,用于接收來自用戶的反向信道信號,對這些信號進行處理以得到作為碼串的一個或多個數(shù)據比特的序列以及每個比特的相應初始置信度量度。收集器將包括數(shù)據比特和相應的處理后置信度量度的這些反向信道信號發(fā)送給集合器。同一用戶的多個收集器信號的組合將生成用戶的有較少誤碼的輸出比特流。該系統(tǒng)具帶寬控制功能,用于在實現(xiàn)最大信號品質的同時使收集器到集合器的回程帶寬最小。
文檔編號H04B7/06GK1272263SQ98807431
公開日2000年11月1日 申請日期1998年5月28日 優(yōu)先權日1997年5月30日
發(fā)明者約翰·W·沃勒里厄斯, 安德魯斯·J·沃爾特斯, 約翰·A·瓦斯塔諾 申請人:Sc無線電公司