專利名稱：使用未用擴(kuò)頻碼的脈沖噪聲檢測的制作方法
背景技術(shù)：
在線纜調(diào)制解調(diào)器和蜂窩式系統(tǒng)以及其他的使用調(diào)制射頻載波將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)從一個(gè)地方傳輸?shù)搅硪坏胤降臒o線技術(shù)中，總是存在脈沖噪聲破壞傳輸并產(chǎn)生錯(cuò)誤的問題。脈沖噪聲可由多種來源引起。
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸通常涉及數(shù)據(jù)比特流，這些數(shù)據(jù)比特被分解成用于與檢錯(cuò)位和糾錯(cuò)位(以下稱作ECC位)一起編碼的碼字，例如Reed-Solomon塊碼。然后，將這樣編碼的碼字調(diào)制到一個(gè)或多個(gè)RF載波上并進(jìn)行傳輸。在接收端，恢復(fù)經(jīng)過編碼的碼字，并且利用ECC位來確定是否有錯(cuò)誤發(fā)生并糾正錯(cuò)誤。根據(jù)可以被檢測和糾正的錯(cuò)誤的數(shù)量，ECC位僅有一個(gè)預(yù)定的有限“范圍”。當(dāng)脈沖噪聲存在并被檢測到時(shí)，錯(cuò)誤的符號可以被標(biāo)記為刪除，從而提高了糾錯(cuò)碼的糾錯(cuò)能力。
時(shí)域脈沖噪聲檢測已為人熟知，并在商業(yè)上用于由本發(fā)明的受讓人提供的名為Jasper I的線纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)(以下稱作CMTS)接收器碼中。時(shí)域脈沖檢測技術(shù)使用具有不同采樣寬度的窗口，檢測窗口中接收到的功率，并將其與閾值相比較。CMTS電路通過下行信息來控制每個(gè)突發(fā)脈沖的發(fā)射功率，因此知道期望的功率。閾值被設(shè)置為足夠高，使得沒有被脈沖噪聲破壞的數(shù)據(jù)傳輸不會具有足夠的超過閾值的功率。如果在窗口中超過了閾值，就認(rèn)為脈沖噪聲對有效負(fù)載數(shù)據(jù)有疊加效應(yīng)而將其破壞，并超過了噪聲閾值。這種時(shí)域系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)高功率脈沖噪聲，并采取在可能被噪聲破壞的窗口中的任意符號上設(shè)置刪除位的措施來使其影響最小化。
然而，對于低功率脈沖噪聲，檢測問題就變得復(fù)雜得多，因?yàn)楹茈y區(qū)別什么是噪聲和什么是真實(shí)信號，并且更加難以僅僅除去噪聲。這是因?yàn)楣β书撝档氖褂檬怯幸欢ㄏ薅鹊?，?dāng)其低到足以檢出低功率信號時(shí)，未被破壞的有效負(fù)載數(shù)據(jù)的功率也可能超過閾值，并導(dǎo)致產(chǎn)生沒有被噪聲破壞的符號的錯(cuò)誤的刪除指示。設(shè)置噪聲功率閾值與期望的功率接近的程度存在一定的限制。這就使得一些被低功率噪聲破壞的符號也能通過系統(tǒng)的檢測，并導(dǎo)致恢復(fù)有效負(fù)載數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，并使CMTS跟蹤回路不同步。
因此，需要提出一種檢測低功率或高功率脈沖噪聲、而不用在未被噪聲破壞的符號上給出刪除指示的方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的類型的系統(tǒng)可以通過計(jì)算未用碼中的背景噪聲電平，然后檢測出脈沖過程中未用碼上的功率，以及將檢測出的功率與背景噪聲電平相比較，來檢測出碼分多址或同步碼分多址(以下分別稱作CDMA和SCDMA)傳輸中的低功率或高功率脈沖噪聲。由于假設(shè)未用碼中不存在超過背景噪聲電平的信號功率，因此如果檢測到的功率超過背景噪聲電平某一閾值(優(yōu)選為可編程的)，就認(rèn)為存在脈沖噪聲。未用碼是指在特定幀或擴(kuò)頻間隔中未分配的碼，或者已經(jīng)被CMTS指明為無效的碼。通常，在較早的高噪聲電纜線路中，CMTS會預(yù)留一些功率足夠高的碼作為無效碼，來保證每個(gè)碼的功率足夠高，以使系統(tǒng)內(nèi)的接收器能夠充分接收有效碼上的數(shù)據(jù)。未分配碼是在特定擴(kuò)頻間隔和幀內(nèi)因?yàn)橥ㄐ咆?fù)載較小而未分配給任何線纜調(diào)制解調(diào)器的碼。在需要使用本發(fā)明的脈沖檢測技術(shù)進(jìn)行噪聲檢測和管理的噪聲系統(tǒng)中，實(shí)際上總是存在可用來實(shí)施本發(fā)明的無效碼或未分配(賦值)碼。
在未用碼上檢測到的任何功率都是噪聲，并表明有效載荷數(shù)據(jù)的傳輸可能被破壞了。任何能檢出未用碼上的功率以確定噪聲的存在、并能夠采取措施從被恢復(fù)數(shù)據(jù)的末級輸出中去除噪聲的系統(tǒng)都能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。在優(yōu)選實(shí)施方式中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)噪聲時(shí)，將接收到的可能被噪聲破壞的符號(也叫碼元)標(biāo)注上刪除位，這樣可以在數(shù)據(jù)恢復(fù)過程中忽略這些符號，而不被用在CMTS接收器的各種跟蹤回路中來跟蹤符號時(shí)鐘等，同樣也被用于改進(jìn)糾錯(cuò)碼(例如ReedSolomon碼和格碼)的糾錯(cuò)能力。
未用碼技術(shù)對于現(xiàn)有的時(shí)域技術(shù)的優(yōu)勢在于，在現(xiàn)有的時(shí)域技術(shù)中，當(dāng)噪聲功率與所需信號功率混合在一起通過疊加效應(yīng)增加了由閾值檢測到的總接收功率時(shí)，使用功率閾值來進(jìn)行檢測。因?yàn)樵谠肼暪β屎退栊盘柟β手g沒有區(qū)別，所以閾值可以被設(shè)置得與預(yù)期的功率接近的程度存在一個(gè)極限，這使得低功率脈沖噪聲能夠潛入系統(tǒng)。對于未用碼技術(shù)，由于任何未用碼上都沒有期望的合法信號功率，因此在未用碼上檢測到的任何功率一定是噪聲。因?yàn)榉峙浯a上的合法信號功率和未分配碼上的有害噪聲功率間存在的這種差別，與現(xiàn)有的時(shí)域/功率閾值技術(shù)相比，可能檢測出更低電平的噪聲功率。
盡管本發(fā)明是按照線纜調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)中的CMTS接收器來說明的，但是它也可以應(yīng)用于任何使用碼分多址的有線或無線系統(tǒng)，其中至少在某些傳輸過程中存在可以被接收和分析的未用擴(kuò)頻碼，以確定在未用碼中是否存在功率。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，舊的時(shí)域脈沖檢測與新的未用碼噪聲檢測電路結(jié)合起來使用，可以選擇使用任意一個(gè)或都不使用或兩者都用。
基本上，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法僅需要執(zhí)行三個(gè)步驟。首先，需要計(jì)算足夠多擴(kuò)頻間隔的未用碼中的背景噪聲功率電平，以確定其為真實(shí)背景噪聲功率電平。該背景噪聲功率計(jì)算可以通過以下步驟進(jìn)行計(jì)算大量擴(kuò)頻間隔的未用碼中的噪聲功率電平的平均值或計(jì)算其移動(dòng)平均值，或僅僅建立取自多個(gè)擴(kuò)頻間隔或多幀的未用碼的大量采樣上的噪聲功率電平的表或列表，并對這些值進(jìn)行研究及選出作為針對未用碼列出的大部分背景噪聲功率電平的典型背景噪聲功率值。在可選實(shí)施方式中，在載有有效載荷數(shù)據(jù)的碼上使用限幅誤差信號計(jì)算背景噪聲電平。在其他的實(shí)施方式中，可以使用限幅誤差信號利用所有的分配碼及使用本文中描述的技術(shù)利用所有的未用碼來計(jì)算背景噪聲。因?yàn)樵诠浪阒惺褂昧怂械拇a，這給出了更精確的估算。通常，背景噪聲被計(jì)算為至少一幀(通常為多幀)的擴(kuò)頻間隔上的平均值。這種計(jì)算的優(yōu)選類型是將未用碼中的背景噪聲電平計(jì)算為從開始起已經(jīng)處理的多幀的擴(kuò)頻間隔上的移動(dòng)平均值。
第二步，通過計(jì)算擴(kuò)頻間隔中所有未用碼的噪聲功率的平均值來確定每個(gè)擴(kuò)頻間隔的噪聲功率電平。該步驟包括接收擴(kuò)頻間隔的可能被噪聲破壞的解擴(kuò)頻符號，并確定未用碼中的噪聲功率電平。通常，這通過計(jì)算在被傳輸時(shí)具有零幅度或零值的接收符號中的噪聲功率的平均值來進(jìn)行。在正交幅度調(diào)制系統(tǒng)或任何用幅度和相位來定義各個(gè)符號的系統(tǒng)中，符號的功率是I2+Q2，其中I和Q是星座圖中的接收符號的笛卡爾坐標(biāo)。在其他實(shí)施方式中，在表中列出被假定為零的各個(gè)符號(“未用碼”)中的噪聲功率，并通過選取特征值或者計(jì)算擴(kuò)頻間隔中的所有未用碼的平均值來確定擴(kuò)頻間隔的噪聲功率。這并不是最精確的方法，因?yàn)槊}沖噪聲持續(xù)的時(shí)間可能小于整個(gè)擴(kuò)頻間隔，但是因?yàn)樵诮鈹U(kuò)頻過程中，脈沖噪聲被擴(kuò)頻到所有的接收符號上，所以該實(shí)施方式同樣有效。
步驟2是開始實(shí)質(zhì)行為的地方，因?yàn)槿绻跀U(kuò)頻間隔的“未用碼”中的噪聲功率高出背景噪聲某閾值，則脈沖噪聲已經(jīng)破壞了在擴(kuò)頻間隔內(nèi)傳輸?shù)姆?。因?yàn)楹蛿U(kuò)頻間隔的未用碼中的噪聲功率相比的標(biāo)準(zhǔn)是多個(gè)擴(kuò)頻間隔的未用碼中的背景噪聲，所以與現(xiàn)有技術(shù)中的時(shí)域脈沖噪聲檢測器相比，有可能有更精確的判別力。這可能是因?yàn)樵谖从么a中不包括在判定過程中必須考慮的實(shí)際有效載荷信號，所以任何存在的功率都是噪聲功率。
第三步，將根據(jù)多個(gè)擴(kuò)頻間隔和(優(yōu)選地)多個(gè)幀中的未用碼所確定的背景噪聲電平與每個(gè)擴(kuò)頻間隔中的噪聲功率電平相比較。在優(yōu)選類別中，背景噪聲功率加上某一判別閾值被用來作為和測得的擴(kuò)頻間隔上的噪聲功率相比的標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)選地，判別閾值是可編程的，并且被設(shè)定為足夠高，使得在假定接收器的限幅器和跟蹤循環(huán)電路具有糾錯(cuò)及其他能力的情況下，如果被噪聲破壞的符號仍有足夠高的信噪比使得被破壞的符號可以成功地接收到，就不會產(chǎn)生刪除指示。


圖1A是本發(fā)明的未用碼脈沖檢測電路的可選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。
圖1B是本發(fā)明的未用碼脈沖檢測電路的優(yōu)選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是SCDMA幀結(jié)構(gòu)圖，用來解釋典型的具有多個(gè)脈沖的SCDMA幀的結(jié)構(gòu)，并示出了未用碼。
圖3示出了線纜調(diào)制解調(diào)器的矩陣乘法，將1×128線性信息矢量Sk乘以128×128碼矩陣C而產(chǎn)生將在擴(kuò)頻間隔內(nèi)傳輸?shù)?×128項(xiàng)(chip)結(jié)果矢量Rk。
圖4是詳細(xì)示出由圖3中的矩陣乘法求和而產(chǎn)生結(jié)果矢量的第一項(xiàng)R1的部分乘積的數(shù)學(xué)等式。
圖5是定義了結(jié)果矢量Rk中任一元素Ri的值的通用數(shù)學(xué)表達(dá)式，并且是定義了如何進(jìn)行線性矢量與二維矢量的矩陣乘法的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
圖6中示出了標(biāo)號為20的結(jié)果矢量Rk乘以標(biāo)號為24的碼矩陣C的轉(zhuǎn)置矩陣CT。
圖7中的數(shù)學(xué)表達(dá)式定義了接收符號矢量Y中任一元素Yj的值，并示出了每個(gè)Yj都是結(jié)果矢量的獨(dú)立項(xiàng)乘以轉(zhuǎn)置矩陣CT的對應(yīng)行的對應(yīng)元素的部分乘積之和。
圖8是將圖5中的Ri表達(dá)式替換圖7求和中的Ri得到的結(jié)果的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
圖9是圖8的簡化。
圖10是在一個(gè)擴(kuò)頻間隔內(nèi)傳輸信息矢量的一個(gè)符號的過程圖，示出了信道中時(shí)域脈沖噪聲是如何影響被傳輸?shù)捻?xiàng)和接收符號的。
圖11是分配碼的映射的舉例。
圖12是移動(dòng)平均值計(jì)算的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
圖13是更詳細(xì)的優(yōu)選刪除判定邏輯電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖14是解釋兩個(gè)判別閾值的使用的示意圖。
圖15是根據(jù)本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
在線纜調(diào)制解調(diào)器(CM)使用SCDMA技術(shù)傳輸上行突發(fā)脈沖的有線系統(tǒng)的CMTS接收器中，存在著擴(kuò)頻間隔。為了說明，假設(shè)存在128個(gè)不同的循環(huán)或者不循環(huán)的擴(kuò)頻碼。在每個(gè)擴(kuò)頻間隔中，這些碼中一些或全部被分配到一個(gè)或多個(gè)CM上來傳輸突發(fā)脈沖(脈沖串)。各個(gè)CM將使用不同的擴(kuò)頻碼，因此在由不同的CM同時(shí)傳輸兩個(gè)或多個(gè)突發(fā)脈沖的情況下，其傳輸可以被CMTS區(qū)分開來。參考圖2理解擴(kuò)頻間隔、SCDMA幀和未用碼的概念。
圖2是單個(gè)SCDMA幀的示意圖，用來解釋典型的具有多個(gè)突發(fā)脈沖的SCDMA幀的結(jié)構(gòu)，并示出了未用碼。本發(fā)明同樣適用于任何具有未用擴(kuò)頻碼的碼分多址數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，只是此處假設(shè)為同步碼分多址訪問(SCDMA)系統(tǒng)。每一個(gè)幀包含一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)頻間隔。在各個(gè)擴(kuò)頻間隔內(nèi)，使用擴(kuò)頻多址傳輸來傳送與碼簿中的擴(kuò)頻碼數(shù)量相同的符號，使得來自一個(gè)或多個(gè)線纜調(diào)制解調(diào)器或其他發(fā)射器的多個(gè)突發(fā)脈沖可以同時(shí)傳送。
列11表示SCDMA幀中的第一擴(kuò)頻間隔，列21代表該幀中的第二擴(kuò)頻間隔。在DOCSIS 2.0兼容系統(tǒng)中，最多有32個(gè)擴(kuò)頻間隔。每個(gè)擴(kuò)頻間隔的垂直長度被分為128行，每一行代表碼簿中的128個(gè)循環(huán)正交擴(kuò)頻碼的一個(gè)。塊(block)23和25分別代表第一和第二突發(fā)脈沖中的傳輸符號，這些符號是同時(shí)在圖2所示的幀的擴(kuò)頻間隔內(nèi)由不同的CM使用不同的擴(kuò)頻碼傳送的。在每個(gè)擴(kuò)頻間隔內(nèi)，可以傳輸128個(gè)符號，圖3所示的信息矢量16中的128個(gè)符號被劃分為被傳輸?shù)耐话l(fā)脈沖、空SID和未用碼。也就是說，在列11中，第一和第二突發(fā)脈沖的符號的頻譜通過一組128個(gè)循環(huán)正交擴(kuò)頻碼中的不同組的擴(kuò)頻碼將其頻譜擴(kuò)頻。碼0由底部的行13來表示。用來擴(kuò)頻第一突發(fā)脈沖頻譜的碼由括號15中的行表示，而用來擴(kuò)頻第二突發(fā)脈沖頻譜的碼由括號17中的行表示。第一和第二突發(fā)脈沖同時(shí)傳送，并在CMTS接收器上由解擴(kuò)頻器以已知的方式區(qū)分。
括號19中的行是未用碼。根據(jù)有效碼數(shù)量的可編程值(由CMTS控制)以及是否使用空SID來把一個(gè)信道分割成不同的邏輯子信道，每個(gè)DOCSIS上行SCDMA幀中可能包含有一些未用碼。
CM上發(fā)送各個(gè)突發(fā)脈沖的頻譜擴(kuò)頻過程涉及矩陣乘法，其中，包含128個(gè)符號的線性信息矢量Sk乘以一個(gè)包含128個(gè)擴(kuò)頻碼中的各個(gè)元素的128×128的二維碼矩陣。矩陣乘法的結(jié)果是一個(gè)包含128項(xiàng)的輸出矢量，其中每項(xiàng)為部分乘積之和，其中每個(gè)部分乘積是來自信息矢量的符號乘以來自擴(kuò)頻碼的對應(yīng)元素的積。
信息矢量的所有符號可以來自單個(gè)線纜調(diào)制解調(diào)器的脈沖串，或者可以來自多個(gè)不同的調(diào)制解調(diào)器，這種情況下，每個(gè)線纜調(diào)制解調(diào)器將符號在僅與其分配碼對應(yīng)的位置上插入其信息矢量，并將所有其他的位置置0，其中分配碼在來自CMTS的帶寬分配下行信息中被接收。然后，通過疊加，具有指定帶寬的所有調(diào)制解調(diào)器的結(jié)果矢量一起疊加在混合光纖同軸線(HFC)上，以傳輸?shù)紺MTS。
在每個(gè)擴(kuò)頻間隔中，包含128項(xiàng)的結(jié)果矢量Pk被傳輸。這128項(xiàng)從一個(gè)或多個(gè)由分配了針對擴(kuò)頻間隔的帶寬的線纜調(diào)制解調(diào)器產(chǎn)生的信息矢量中產(chǎn)生。如果一個(gè)以上的調(diào)制解調(diào)器被指定了帶寬，將產(chǎn)生一個(gè)以上的信息矢量，但是具有指定帶寬的CM產(chǎn)生的信息矢量中的所有符號總數(shù)不超過128個(gè)。每個(gè)具有指定帶寬的CM產(chǎn)生一個(gè)結(jié)果矢量，但是如果所有的結(jié)果矢量加在一起，結(jié)果是一個(gè)具有128項(xiàng)的矢量，即一個(gè)具有128個(gè)符號的信息矢量與碼矩陣做矩陣乘法。
各個(gè)矢量Rk是在DOCSIS 2.0規(guī)范中被稱作Sk的信息矢量乘以碼矩陣C的矩陣乘法的結(jié)果。在DOCSIS 2.0規(guī)范的6.2.14部分中教導(dǎo)了完成該計(jì)算的細(xì)節(jié)，該6.2.14部分在本文中與DOCSIS 2.0規(guī)范中的其他部分一起作為參考(在DOCSIS 2.0規(guī)范中Rk與Pk相同)。圖3示出了線纜調(diào)制解調(diào)器上圖中標(biāo)號為16的1×128線性信息矢量Sk與圖中標(biāo)號為18的128×128矩陣C相乘得到圖中標(biāo)號為20的在擴(kuò)頻間隔內(nèi)被傳輸?shù)?×128項(xiàng)結(jié)果矢量Rk的矩陣乘法的細(xì)節(jié)。圖4的數(shù)學(xué)等式詳細(xì)地示出了由圖3中矩陣乘法的部分乘積求和得到的結(jié)果矢量的第一項(xiàng)R1。圖4示出了結(jié)果矢量Rk的第一元素R1是信息矢量Sk的符號Sm與碼矩陣C第一列(列號為1)中對應(yīng)的碼元(具有與m相同的行號)的部分乘積之和。圖5的一般數(shù)學(xué)表達(dá)式定義了結(jié)果矢量Rk的任意元素Ri的值，并定義了線性矢量與二維矢量相乘的矩陣乘法是如何計(jì)算的。
在CMTS中，如圖6所符號化的，標(biāo)號為20的結(jié)果矢量與標(biāo)號為24標(biāo)記為CT的碼矩陣C的轉(zhuǎn)置矩陣進(jìn)行矩陣乘法。注意在轉(zhuǎn)置矩陣中，行號和列號是顛倒的。該矩陣乘法恢復(fù)了圖中標(biāo)號為26的具有1×128個(gè)符號的接收符號矢量Y。這些符號可能被AWG和脈沖噪聲破壞。轉(zhuǎn)置矩陣CT就是圖3中標(biāo)號為18的碼矩陣C的行被設(shè)置為轉(zhuǎn)置矩陣的列的矩陣。圖7的數(shù)學(xué)表達(dá)式定義了接收符號矢量Y的任意元素Yj的值，并示出了每個(gè)Yj是結(jié)果矢量的各個(gè)項(xiàng)與轉(zhuǎn)置矩陣CT的對應(yīng)行的對應(yīng)元素相乘的部分乘積之和。因此，Y1＝R1*C1，1+R2*C1，2…R128*C1，128。因?yàn)榇a矩陣的行和列是對稱的，所以轉(zhuǎn)置矩陣的行與對應(yīng)的碼矩陣的列是相同的。
用圖5中的Ri的表達(dá)式替換圖7求和中的Ri得到圖8的表達(dá)式。簡化圖8的表達(dá)式得到圖9的表達(dá)式。因?yàn)榇a元Cm，i和Cj，i僅有兩個(gè)值1和0，所以圖9的表達(dá)式只有在j＝i時(shí)是非零值，其中i是碼矩陣C的碼元的列號，j是轉(zhuǎn)置矩陣CT的行號。
圖10是在一個(gè)擴(kuò)頻間隔中傳輸信息矢量的一個(gè)符號的過程圖，示出了信道中的時(shí)域脈沖噪聲如何影響傳輸項(xiàng)和接收符號。被傳輸?shù)男畔⑹噶繄D中標(biāo)號為28，并具有128個(gè)符號。這些符號的值標(biāo)號為30。在該例中，因?yàn)楸挥脕頂U(kuò)頻符號S1和S2的擴(kuò)頻碼在擴(kuò)頻間隔內(nèi)保持未分配狀態(tài)，所以S1和S2的值被設(shè)置為0。符號S3～S128的值為X3～X128。通過矩陣乘法器29對信息矢量30的擴(kuò)頻得到一個(gè)128項(xiàng)R1～R128的結(jié)果矢量，其值為X1’～X128’，圖中標(biāo)號為32。盡管S1和S2的值為0，但X1’和X2’的值由于從圖5確定的矩陣乘法的作用而不為0。傳輸所有128項(xiàng)所需的時(shí)間間隔是一個(gè)擴(kuò)頻間隔。
現(xiàn)在假設(shè)脈沖噪聲34發(fā)生在擴(kuò)頻間隔中期，并疊加到擴(kuò)頻間隔中的一些項(xiàng)的值上。當(dāng)結(jié)果矢量32被接收并由CMTS解擴(kuò)頻器36對其解擴(kuò)頻時(shí)，時(shí)域中的脈沖34的額外脈沖噪聲能量擴(kuò)頻到標(biāo)號為38的整個(gè)接收符號矢量上，并在每個(gè)接收符號Y1～Y128上增加一些能量。這就是為什么擴(kuò)頻技術(shù)提供了碼增益的原因一信道中的噪聲將其頻譜在解擴(kuò)頻器中擴(kuò)頻，與此同時(shí)，在有效載荷數(shù)據(jù)的擴(kuò)頻被解擴(kuò)頻以將每個(gè)符號的能量重新集中到信號中時(shí)，實(shí)際傳輸符號的擴(kuò)頻被解擴(kuò)頻。經(jīng)過信道傳輸后，結(jié)果矢量32的被噪聲破壞的接收項(xiàng)的解擴(kuò)頻得到被噪聲破壞的線性接收符號矢量38，它具有128個(gè)接收符號Y1～Y128。接收符號Y1和Y2分別對應(yīng)傳輸符號S1和S2，但是，在本例中，它們已被噪聲破壞。如果在信道中沒有脈沖噪聲，那么因?yàn)閭鬏敺朣1和S2的值是0，則分別與Y1和Y2對應(yīng)的N1和N2為0。但是因?yàn)槊}沖噪聲由解擴(kuò)頻器36擴(kuò)頻到所有的接收符號Y1～Y128上，所以N1和N2的值不為0。此外，假定對應(yīng)于S3的值X3的Y3的值實(shí)際上是X3加上一些源于脈沖噪聲34的擴(kuò)頻的噪聲系數(shù)N。
因?yàn)镹1和N2的值不為0但假設(shè)為0，所以可以通過檢驗(yàn)與0值傳輸符號相對應(yīng)的接收符號的值，由CMTS檢測出低電平脈沖噪聲。因?yàn)镃MTS為擴(kuò)頻間隔分配擴(kuò)頻碼，所以CMTS知道由于用來擴(kuò)頻Y1和Y2的碼未被賦值而應(yīng)為0。因?yàn)閅1和Y2的值，也就是，N1和N2不是0，所以CMTS可知道在這個(gè)擴(kuò)頻間隔中信道內(nèi)產(chǎn)生了脈沖噪聲，并可把在該擴(kuò)頻間隔中接收到的所有符號都標(biāo)注刪除指示，以利于CM接收器的使用。通常，通過將該擴(kuò)頻間隔內(nèi)的每個(gè)符號的數(shù)字表示中的刪除位設(shè)置為邏輯1來標(biāo)記該符號的刪除指示。
被標(biāo)注了刪除位的符號不是被刪除，而是使得糾錯(cuò)和檢錯(cuò)過程更仔細(xì)地檢測這些符號以確保這些符號不被解碼成錯(cuò)誤比特。標(biāo)記有刪除位的符號同樣也不被CM接收器的跟蹤回路用來使符號時(shí)鐘等同步。在糾錯(cuò)電路中使用刪除位的過程可理解為電路使用符號的刪除位，并在CMTS接收器的跟蹤回路中忽略這些刪除位。
圖1A和圖1B檢測低電平脈沖噪聲的電路圖1A的電路是使用上述數(shù)學(xué)方法通過檢測幀中未用碼中的噪聲功率來檢測低或高電平脈沖噪聲的可選實(shí)施例。圖1A中的脈沖檢測器可處理整個(gè)SCDMA幀，而不管在幀中有多少脈沖被傳輸。
圖1A是使用CDMA系統(tǒng)中的未用碼或未分配碼來檢測低功率或高功率脈沖或其他噪聲的存在的電路的結(jié)構(gòu)圖。線10是可選的刪除輸入線，其來自于現(xiàn)有技術(shù)中的時(shí)域脈沖噪聲檢測電路(如果使用了該回路的話)。如果現(xiàn)有技術(shù)的時(shí)域脈沖噪聲檢測電路檢測到脈沖噪聲的存在并且希望當(dāng)前進(jìn)入線12中的符號被忽略，則該線在各個(gè)符號的基礎(chǔ)上激活。通常，在相同的擴(kuò)頻間隔內(nèi)的所有符號具有相同的刪除指示。被解擴(kuò)頻的接收符號，即，圖10中矢量38中的符號Y1～Y128，通過線12進(jìn)入脈沖噪聲檢測器。如果現(xiàn)有技術(shù)的時(shí)域脈沖噪聲檢測系統(tǒng)的每次噪聲檢測忽略一個(gè)特殊符號，則線10上的信號在被忽略的符號到達(dá)線12時(shí)激活。
在優(yōu)選實(shí)施例中，如圖1B所示，沒有前面所述的時(shí)域脈沖噪聲檢測電路，并且也不存在輸入線10。在優(yōu)選實(shí)施例中，所有的脈沖噪聲檢測通過圖1的電路完成，但是由不帶刪除輸入線10和“或”門74的圖1A的電路構(gòu)成的可選實(shí)施例同樣可以實(shí)現(xiàn)。
未用碼索引信號進(jìn)入線40。該信號由從CMTS接收到的MAC數(shù)據(jù)產(chǎn)生，并且通知電路哪些符號應(yīng)假設(shè)為0值。該信號由分配碼的映射產(chǎn)生，該映射是由在CMTS中的媒體訪問控制(MAC)過程提供的，其中CMTS負(fù)責(zé)接收上行帶寬請求、授予帶寬、并向CM發(fā)送下行MAP和UCD信息，通知CM哪些碼和微時(shí)隙可以用于CM的上行脈沖。圖11是分配碼的映射的實(shí)例。標(biāo)號為42和44的塊B1和B2分別代表分配給第一和第二脈沖的碼。標(biāo)號為46、48和50的塊代表兩種不同類型的未用碼。塊46表示發(fā)生在每個(gè)DOCSIS幀中的擴(kuò)頻間隔內(nèi)的未分配碼。在DOCSIS系統(tǒng)中，通常在每個(gè)擴(kuò)頻間隔內(nèi)有多個(gè)未分配碼，被用來在任何用來接收SCDMA芯片的DOCSIS接收器中的均衡和預(yù)測電路中的限幅電路的校準(zhǔn)。每個(gè)信道的UCD信息的信道參數(shù)限定了可用于信道的可供擴(kuò)頻的碼的總數(shù)。任何未用碼總是從碼0開始。因此如果128個(gè)可擴(kuò)頻碼中僅有126個(gè)可以被使用在上行SCDMA信道，那么在該信道上碼0和1是未用的。在較早的高噪聲有線系統(tǒng)中，未用碼的數(shù)量由CMTS控制，以確保每個(gè)分配碼的功率足夠獲得正確接收所需的足夠信噪比。還有，頻繁出現(xiàn)的空SID用來將不同的邏輯子信道與在相同信道上不同時(shí)間傳輸?shù)闹丿B帶寬分隔。在本發(fā)明中，這些空SID也可以用于脈沖噪聲檢測。
塊48和50表示的碼對應(yīng)空SID?？誗ID是用于上行多模傳輸?shù)奈捶峙涿}沖，其中具有不同調(diào)制類型和/或不同符號率的兩種不同突發(fā)脈沖類型在具有重疊帶寬的不同邏輯信道或子信道中的相同信道上傳輸?？誗ID在這些邏輯信道間建立了保護(hù)頻帶，用來防止彼此間的重疊和干擾。未分配碼或空SID碼都可以被用來實(shí)施本發(fā)明，但是當(dāng)檢驗(yàn)所有未用碼來確定噪聲的存在時(shí)，可靠性增加。這是因?yàn)槊}沖噪聲的幅度可發(fā)生變化，并且任一未用碼中的能量值與其他未用碼中的能量相比較時(shí)可以變化。因此查找所有未用碼中的能量來確定脈沖噪聲的存在更加可靠。
在圖1A和1B的實(shí)施例中，通過將每個(gè)擴(kuò)頻間隔的所有未用碼(在優(yōu)選實(shí)施例中最多有32個(gè)未用碼)中的噪聲功率電平或信號的幅度相加，完成脈沖噪聲功率的查找。然后通過將噪聲功率與從對應(yīng)每個(gè)未用碼數(shù)量的不同閾值的查找表中得到的閾值相比較檢測出脈沖噪聲。這就避免了做除法計(jì)算平均值的需要。然而，在可選實(shí)施例中，所有未用碼中的能量或者優(yōu)選地僅用32個(gè)未用碼平均，也就是，求和并除以和中未用碼的數(shù)量，接下來將平均值和從對應(yīng)每個(gè)未用碼數(shù)量的不同閾值的查找表中查找的可編程閾值電平相比較。與噪聲功率平均值比較的閾值電平用來區(qū)分突發(fā)脈沖噪聲和持續(xù)背景噪聲。理想情況下，因?yàn)闆]有背景噪聲，所以該閾值為0。然而，在實(shí)際情況下因?yàn)楸尘霸肼暤某掷m(xù)存在，判別閾值不為0。
在優(yōu)選實(shí)施例中，通過計(jì)算每個(gè)擴(kuò)頻間隔內(nèi)和使用所有未用碼或至少32個(gè)未用碼的幀的所有擴(kuò)頻間隔內(nèi)的移動(dòng)平均值來計(jì)算背景噪聲。然而在可選實(shí)施例中，脈沖噪聲檢測可以通過查找任何一個(gè)未用碼中的能量來實(shí)現(xiàn)。這樣的可靠性較差。
圖1的電路完成上述過程之一，從而通過計(jì)算一個(gè)或多個(gè)未用碼的噪聲功率平均值并將其與由背景噪聲電平設(shè)定的判別閾值相比較來確定擴(kuò)頻間隔中的脈沖噪聲的存在。
基本上，僅需要完成三步來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備如圖15的結(jié)構(gòu)塊圖所示。首先，需要計(jì)算足夠多擴(kuò)頻間隔內(nèi)的未用碼中的背景噪聲功率電平，以確定它是實(shí)際背景噪聲功率電平。這是通過圖15的電路106完成的。該背景噪聲功率計(jì)算可以通過以下步驟進(jìn)行，計(jì)算大量擴(kuò)頻間隔的未用碼中的平均噪聲功率電平或計(jì)算其中的移動(dòng)平均值，或只是建立來自多個(gè)擴(kuò)頻間隔或多個(gè)幀的未用碼的大量采樣的噪聲功率電平的表或列表，并測值及選出針對未用碼所列出的大部分背景噪聲功率電平的典型的背景噪聲功率值。塊106代表完成這些過程的任一電路。通常，背景噪聲被計(jì)算為至少一個(gè)幀(通常為多個(gè)幀)的擴(kuò)頻間隔上的平均值。該類計(jì)算的優(yōu)選類型是是將未用碼中的背景噪聲電平計(jì)算為從開始起已經(jīng)處理的多個(gè)幀的擴(kuò)頻間隔上的移動(dòng)平均值。
第二步，確定每個(gè)擴(kuò)頻間隔中的噪聲功率電平。該步由圖15中的塊108來完成，并包含接收擴(kuò)頻間隔的可能被噪聲破壞的解擴(kuò)頻符號和確定未用碼中的噪聲功率電平。通常這是通過計(jì)算在被傳輸時(shí)具有0幅度或0值的接收符號中的噪聲功率的平均值來進(jìn)行。在正交幅度調(diào)制系統(tǒng)或任何幅度和相位被用來定義每個(gè)符號的系統(tǒng)中，符號的功率是I2+Q2，其中I和Q是星座圖中接收到的符號的笛卡爾坐標(biāo)。在其他實(shí)施例中，被假設(shè)為0的每個(gè)符號(“未用碼”)中的噪聲功率被列在表中，并且通過選擇特征值來確定擴(kuò)頻間隔的噪聲功率。這不是最精確的方法，因?yàn)槊}沖噪聲可能持續(xù)的時(shí)間少于整個(gè)擴(kuò)頻間隔的時(shí)間，但是因?yàn)樵诮鈹U(kuò)頻過程中脈沖噪聲被擴(kuò)頻到所有的接收符號上，所以本實(shí)施例同樣有效。塊108代表能完成這些方法中任一電路，并且通過線109輸出每個(gè)擴(kuò)頻間隔的噪聲功率。
步驟2是開始實(shí)際行為的地方，因?yàn)槿绻跀U(kuò)頻間隔的“未用碼”中的噪聲功率高出背景噪聲達(dá)到一定的閾值，則脈沖噪聲已經(jīng)破壞了在擴(kuò)頻間隔內(nèi)被傳輸符號。因?yàn)楹蛿U(kuò)頻間隔的未用碼中的噪聲功率相比的標(biāo)準(zhǔn)是多個(gè)擴(kuò)頻間隔上的未用碼中的背景噪聲，所以與現(xiàn)有技術(shù)的時(shí)域脈沖噪聲檢測器相比，有可能有更精確的辨別力。這可能是因?yàn)樵谖从么a中沒有在判定過程中必須考慮的實(shí)際有效載荷信號，所以任何存在的功率都是噪聲功率。
第三步，從多個(gè)擴(kuò)頻間隔和優(yōu)選地多個(gè)幀中的未用碼確定的背景噪聲電平與每個(gè)擴(kuò)頻間隔中的噪聲功率電平相比較，并且由比較結(jié)果確定脈沖噪聲是否破壞了在所述的擴(kuò)頻間隔內(nèi)接收到的符號。該步驟由圖15中的比較電路110來實(shí)現(xiàn)。在優(yōu)選類別中，背景噪聲功率加上某判別閾值被用作和擴(kuò)頻間隔上的噪聲功率相比的標(biāo)準(zhǔn)。背景噪聲功率加上一定的判別閾值由電路106輸出到線112。優(yōu)選地，由于在線114上被輸入數(shù)據(jù)符號化，所以判別閾值是可編程的，并被設(shè)置得足夠高，以保證如果被噪聲破壞的符號仍有很高的信噪比而可以被成功地接收時(shí)，不會產(chǎn)生刪除指示。
圖1的電路完成上面定義的計(jì)算在至少包含當(dāng)前擴(kuò)頻間隔幀的前一被處理幀的多幀上的背景噪聲的移動(dòng)平均值的優(yōu)選類型。圖1的電路實(shí)現(xiàn)的方法同樣應(yīng)用兩個(gè)不同的閾值，兩者都必須被滿足。最后，如果現(xiàn)有技術(shù)的時(shí)域脈沖噪聲檢測器發(fā)現(xiàn)需要?jiǎng)h除或圖1的電路確定需要?jiǎng)h除，那么圖1的電路將輸出刪除指示。
圖1中的設(shè)備的第一任務(wù)是計(jì)算除了當(dāng)前幀之外的所有幀上的未用碼中的背景噪聲功率，以建立基準(zhǔn)噪聲功率電平來與擴(kuò)頻間隔的未用碼中的噪聲功率相比較。處理過程的第一步是由電路52完成，其功能是計(jì)算所有或至少一些當(dāng)前被處理的擴(kuò)頻間隔中未用碼中的平均噪聲電平。在時(shí)域高功率脈沖噪聲檢測器在圖1電路前并且輸入線10存在的實(shí)施例中，電路52僅計(jì)算其符號沒有被時(shí)域脈沖檢測器(圖中未顯示)標(biāo)記刪除指示的擴(kuò)頻間隔的未用碼中的平均噪聲功率。通常，其中現(xiàn)有技術(shù)的時(shí)域高功率脈沖噪聲檢測器檢測到脈沖噪聲的擴(kuò)頻間隔中的所有符號將以設(shè)置(邏輯1)刪除位的形式被標(biāo)記刪除指示。
塊54用于計(jì)算每幀的未用碼中的噪聲功率的移動(dòng)平均值以確定背景噪聲最低標(biāo)準(zhǔn)。在理想情況下，未用碼中的能量應(yīng)為0。然而，沒有系統(tǒng)是理想的，并且在未用碼中即使是沒有脈沖噪聲的情況下也總是會有一些背景噪聲功率。脈沖功率必須和噪聲最低標(biāo)準(zhǔn)相比，以使背景噪聲不會被錯(cuò)誤地認(rèn)為是脈沖噪聲。塊54計(jì)算幀的所有擴(kuò)頻間隔內(nèi)的噪聲功率電平的移動(dòng)平均值，并且在每個(gè)擴(kuò)頻間隔使用由電路52輸出到線56上的每個(gè)擴(kuò)頻間隔的平均噪聲功率來更新移動(dòng)平均值一次。用于計(jì)算移動(dòng)平均值的公式與圖12所示格式相同。在幀結(jié)束時(shí)，輸出移動(dòng)平均值。幀的擴(kuò)頻間隔內(nèi)的噪聲功率的移動(dòng)平均值的初始值是在第一擴(kuò)頻間隔的平均值輸出到線56時(shí)被設(shè)定的。其后，在幀中32個(gè)擴(kuò)頻間隔中的每個(gè)擴(kuò)頻間隔內(nèi)，幀噪聲功率移動(dòng)平均值被更新一次。
塊60計(jì)算從初始化開始被處理的所有幀的未用碼中的總體噪聲移動(dòng)平均值，并將該移動(dòng)平均值輸出到線64上。在電路54向線64輸出剛被處理的幀的噪聲功率移動(dòng)平均值時(shí)，該移動(dòng)平均值在每幀被更新一次。輸出到線64上的移動(dòng)平均值代表系統(tǒng)的信噪比。將移動(dòng)平均值存儲在線64上的全局噪聲寄存器(NGBL)中設(shè)置的初始值被設(shè)定為最大值，以避免開始時(shí)有關(guān)脈沖噪聲存在的錯(cuò)誤判斷。在塊60中依據(jù)圖12中的公式計(jì)算每幀的噪聲功率的移動(dòng)平均值。圖12公式中的系數(shù)Outk-1由電路66產(chǎn)生。該電路在線64的移動(dòng)平均值上強(qiáng)加了一幀延時(shí)，并將經(jīng)過延時(shí)的移動(dòng)平均值應(yīng)用于電路60的輸入，并通過線68應(yīng)用于刪除判定邏輯58的輸入。針對各幀，使用剛被處理過的幀的新的移動(dòng)平均值更新全局噪聲寄存器的值，該移動(dòng)平均值是該幀內(nèi)的擴(kuò)頻間隔中的未用碼中的背景噪聲的移動(dòng)平均值。以這種方式，背景噪聲的移動(dòng)平均值不需要每一幀都重新計(jì)算。
盡管脈沖噪聲不定時(shí)發(fā)生并增加了移動(dòng)平均值，但移動(dòng)平均值仍是背景噪聲的很好估計(jì)。因?yàn)槊}沖噪聲本質(zhì)上是暫時(shí)的，不會使移動(dòng)平均值增加得太多而使背景噪聲的估計(jì)失真太多，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的不可靠。通過使用移動(dòng)平均值，即使噪聲的最低標(biāo)準(zhǔn)提高了，但平均值同樣也提高了，以致脈沖噪聲可以從噪聲中被辨別出來。
線56上的每個(gè)擴(kuò)頻間隔的平均噪聲功率也被應(yīng)用到刪除判定邏輯58中。
有關(guān)脈沖噪聲是否存在的實(shí)際判定是由刪除判定邏輯58來完成的。其通過線70接收控制脈沖檢測是開或是關(guān)的控制信號。電路58接收線56上的被處理的當(dāng)前擴(kuò)頻間隔的未用碼中的平均噪聲功率或歸一化噪聲功率。電路58同樣接收來自延時(shí)電路66的線68上的被處理的先前幀的全局背景噪聲移動(dòng)平均值。如果線56上的當(dāng)前擴(kuò)頻間隔的未用碼中的平均噪聲功率高于線68(圖1B實(shí)施例中的線62)上信號代表的背景噪聲功率某一增量值(該在優(yōu)選實(shí)施例中是可編程的，在可選實(shí)施例中是固定的)，那么刪除判定邏輯在線76上輸出刪除指示。線76上的刪除指示以每個(gè)符號為基礎(chǔ)輸出，并且用作該符號的刪除位。在所示的實(shí)施例中，“或”門74在一個(gè)輸入端接收線72的信號，并接收來自線10上的現(xiàn)有技術(shù)的高功率脈沖噪聲檢測器的以每個(gè)符號為基礎(chǔ)的刪除指示，并且如果任意一個(gè)或兩個(gè)信號表明脈沖噪聲存在，則在線76上產(chǎn)生輸出刪除指示。在可選實(shí)施例中，沒有使用現(xiàn)有技術(shù)的時(shí)域高功率脈沖噪聲檢測器，所以不存在“或”門74和輸入端10，線72作為脈沖噪聲刪除指示。
圖13是刪除判定邏輯58電路的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。線68上的信號NSEG來自圖1中的延遲電路66中的寄存器，并代表通過當(dāng)前擴(kuò)頻間隔所在幀的前一幀處理的所有幀的未用碼中的背景噪聲的移動(dòng)平均值。線56上的NSES信號是當(dāng)前被處理的擴(kuò)頻間隔的未用碼中的平均噪聲功率。在下面的討論中，背景噪聲功率和擴(kuò)頻間隔中的平均噪聲功率及兩個(gè)判別閾值有時(shí)按信噪比(SNR)來表示。因?yàn)镾NR的定義是10log10Spwr/Npwr，并且信號功率Spwr為0，所以用SNR表示背景噪聲功率和閾值等不是非常精確。為了討論，假設(shè)未用碼中的信號功率是某一無限小非零值，所以可以采用適宜的術(shù)語SNR。謹(jǐn)記本發(fā)明的總目的是測定背景噪聲功率和來自被擴(kuò)頻的、信號能量為0的信息矢量的符號的被接收和被解擴(kuò)頻的形式中的噪聲功率。在被接收到的QAM符號中，無論信號功率或噪聲功率或兩者的結(jié)合，由I2+Q2來定義，其中I和Q是星座點(diǎn)的矢量正交分量。本發(fā)明可以如同與判別閾值相比較一樣簡單地按多個(gè)幀上的未用碼中的平均噪聲功率與特定擴(kuò)頻間隔的脈沖噪聲功率相比來表示，所有的都以傳統(tǒng)的功率表示方法dBm或dBmv表示。
圖13中，線80上的DTHR信號和線82上的ATHR信號來自可編程寄存器(圖中未示出)。DTHR信號定義了刪除指示被觸發(fā)前，未用碼中背景噪聲功率的移動(dòng)平均值和當(dāng)前被處理的擴(kuò)頻間隔的未用碼中平均噪聲功率間的差值或增量的大小。換句話說就是，DTHR信號確定在觸發(fā)刪除指示輸出信號前擴(kuò)頻間隔信噪比可以達(dá)到多低(低SNR意味著存在更多噪聲)。線82上的ATHR信號是絕對閾值。其設(shè)定了噪聲功率電平或最低可能的SNR，如果擴(kuò)頻間隔中的平均噪聲功率超過了最低可能的SNR，必將導(dǎo)致比較器86產(chǎn)生刪除指示。換句話說，如果被處理的擴(kuò)頻間隔中的未用擴(kuò)頻碼中的噪聲功率的絕對平均值高于該ATHR電平，那么因?yàn)樵肼暪β实碾娖綍蓴_正常的接收而產(chǎn)生刪除指示，然而有超過DTHR閾值的低電平噪聲功率仍然可以被正確接收。ATHR信號被用來保證判定邏輯不會在背景信噪比特別高時(shí)給出刪除指示，也就是說信道足夠安靜沒有產(chǎn)生刪除指示的必要。
電路88和90是乘法器。如果當(dāng)前擴(kuò)頻間隔中的噪聲功率超過閾值，乘法器88將全局背景噪聲與增量值相乘以使其增加到可以觸發(fā)刪除指示的某閾值電平。
理論上，DHTR和乘法器88都是使電路工作所必需的。然而，在實(shí)際情況下，由DTHR確定的增量不足以有效地區(qū)別脈沖噪聲，因?yàn)槠淇赡軐?dǎo)致在存在脈沖噪聲時(shí)的刪除，但接收到的符號的信噪比完全在接收器限制接收符號并檢查及糾正生成的已恢復(fù)數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤的能力范圍之內(nèi)。例如，假設(shè)線78上的背景噪聲NSEG為37dB(SNR)，當(dāng)前擴(kuò)頻間隔的SNR(NSES)是32dB。這種情況下，如果判別閾值DTHR被設(shè)定為4dB，將輸出不必要的刪除指示。該刪除指示是不必要的，這是因?yàn)?2dB的SNR正好位于接收器正確恢復(fù)在接收符號中編碼的有效載荷數(shù)據(jù)的能力范圍內(nèi)。為了防止這種情況，使用了ATHR閾值。在本例中，ATHR閾值被設(shè)定為3dB的SNR，則不會有刪除指示被觸發(fā)。在電纜操作員知道信道SNR的情況下，ATHR信號同樣可以作為手動(dòng)檢測閾值重寫DTHR。
圖14是更清楚解釋DTHR和ATHR間關(guān)系的曲線圖。線88表示背景噪聲的移動(dòng)平均值。峰90代表SNR形式的擴(kuò)頻間隔1的未用碼中的平均噪聲功率。擴(kuò)頻間隔1中的信號的SNR在背景噪聲電平周圍下降并由基本上位于背景噪聲線88之上的線92表示。線94代表被編程為高于背景噪聲SNR電平5dB的DTHR SNR電平。假設(shè)背景噪聲功率電平是37dB，擴(kuò)頻間隔2中的SNR大約是31dB并超過了DTHR閾值，但是噪聲的電平無疑處于接收器正確接收的能力以內(nèi)。因此，不需要觸發(fā)刪除指示。ATHR閾值被用來防止這種情況發(fā)生。其被設(shè)置為更高的脈沖噪聲功率電平，這可能破壞傳輸數(shù)據(jù)的正確接收。在本例中，ATHR閾值由線96表示，并被設(shè)置為“低于”(更多噪聲存在)背景噪聲電平88的20dB。僅有擴(kuò)頻間隔5的平均噪聲功率或SNR超過ATHR閾值，并將觸發(fā)刪除指示。
右移電路98和乘法器90都是必要的ASIC特殊實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榫€100的位數(shù)小于線82的位數(shù)。在其他實(shí)施例中，乘法器90和右移常數(shù)電路98都可以除去，而ATHR信號線82直接與電路102連接。電路102的作用是比較線100和線104上的兩個(gè)閾值，并將最大的噪聲功率閾值(最低SNR值)應(yīng)用于比較器86的輸入端，用于與被處理的擴(kuò)頻間隔的未用擴(kuò)頻碼中的平均噪聲功率即線56上的NSES相比較。這就確保除非DTHR和ATHR噪聲功率閾值都被超過了，否則不產(chǎn)生符號的刪除指示。
線70上的IDUC允許信號被輸入到“與”門84，“與”門84在線72上輸出刪除指示信號。如果IDUC允許信號為0，那么“與”門迫使線72上的刪除指示信號總是0，即使有脈沖噪聲存在。
線76上的刪除指示信號與格碼解調(diào)器、均衡過濾和時(shí)鐘恢復(fù)電路相連，用于防止這些電路在工作時(shí)或在設(shè)定用來區(qū)分不同信號電平和相位的均衡電路限幅標(biāo)準(zhǔn)時(shí)使用被破壞符號，并實(shí)現(xiàn)更好的糾錯(cuò)和檢錯(cuò)。
盡管在此根據(jù)優(yōu)選和替換實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，可以對在此所述的講解進(jìn)行可能的替換和其他修改。所有的這些替換實(shí)施例和其他的修改均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種檢測擴(kuò)頻數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的低功率脈沖噪聲的方法，所述方法包括以下步驟1)確定背景噪聲功率；2)接收在擴(kuò)頻間隔內(nèi)傳輸?shù)姆?，并確定所述擴(kuò)頻間隔的未用碼中的噪聲功率電平；以及3)將步驟2中確定的所述擴(kuò)頻間隔的未用碼中的噪聲功率電平與步驟1中確定的多個(gè)擴(kuò)頻間隔的未用碼中的所述背景噪聲功率相比較，并由所述比較確定在所述擴(kuò)頻間隔內(nèi)接收到的符號是否已被脈沖噪聲破壞，如果已被破壞，則針對每個(gè)可能被脈沖噪聲破壞的符號產(chǎn)生刪除指示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟1通過計(jì)算除包含當(dāng)前被處理的擴(kuò)頻間隔的當(dāng)前幀之外的所有被處理的幀的未用碼中的背景噪聲功率的移動(dòng)平均值來執(zhí)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟1通過創(chuàng)建多個(gè)擴(kuò)頻間隔的未用碼中的所有背景噪聲功率的表或列表，并選出作為在大多數(shù)未用碼中檢測到的典型背景噪聲功率電平的代表的背景噪聲功率的典型值來執(zhí)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟2通過計(jì)算假設(shè)為0的接收到的符號中的噪聲功率的平均值來完成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟2通過列出假設(shè)為0的接收到的符號中的噪聲功率，并從這些符號中選出典型的噪聲功率數(shù)值來代表擴(kuò)頻間隔的噪聲功率來完成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟3通過在步驟1確定的所述背景噪聲功率電平上增加判別閾值，并把合成值作為與步驟2中確定的所述擴(kuò)頻間隔的未用碼中的噪聲功率相比較的比較標(biāo)準(zhǔn)來完成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟3通過在步驟1確定的所述背景噪聲功率電平上增加可編程的判別閾值，并把合成值作為與步驟2中確定的所述擴(kuò)頻間隔的未用碼中的噪聲功率相比較的比較標(biāo)準(zhǔn)來完成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述判別閾值這樣設(shè)定，使得如果脈沖噪聲破壞了接收到的符號，但是并沒有使符號不能被正確接收，則不產(chǎn)生刪除指示。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述判別閾值是通過選擇第一可編程閾值和第二絕對閾值中的最大值來設(shè)定的，所述第二絕對閾值被設(shè)定為足夠高的噪聲功率電平，使得被所述噪聲電平破壞的符號因?yàn)椴荒鼙徽_接收而一定具有刪除指示，并且，步驟3包括僅在擴(kuò)頻間隔中的噪聲功率超過所述兩個(gè)閾值時(shí)產(chǎn)生刪除指示。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟1通過求多個(gè)擴(kuò)頻間隔上的未用碼上的背景噪聲功率的移動(dòng)平均值來執(zhí)行。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟1通過在檢測分配碼中被傳輸?shù)挠行лd荷數(shù)據(jù)符號中使用限幅誤差來執(zhí)行。
12.一種用于檢測以多幀形式傳輸擴(kuò)頻符號的擴(kuò)頻數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的低功率脈沖噪聲的設(shè)備，其中，每個(gè)幀由一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)頻間隔構(gòu)成，在所述擴(kuò)頻間隔中，與碼簿中的擴(kuò)頻碼數(shù)量相等數(shù)量的符號通過擴(kuò)頻多路存取傳輸被傳輸，所述設(shè)備包括第一裝置，用于接收擴(kuò)頻間隔的符號，并確定在假定具有0值的符號中的噪聲功率，并在輸出端輸出每個(gè)擴(kuò)頻間隔的噪聲功率；第二裝置，具有與所述第一裝置的所述輸出端相連的輸入端，用于確定足夠多的擴(kuò)頻間隔上的背景噪聲功率以確保已經(jīng)確定了正確的背景噪聲功率，以及用于將可編程的判別閾值加到所述背景噪聲功率上，并在輸出端輸出代表所述背景噪聲功率加上所述判別閾值的信號；比較電路，與所述第一和第二裝置的所述輸出端相連，并具有輸出端，當(dāng)擴(kuò)頻間隔的所述未用碼中的所述噪聲功率超過所述背景噪聲功率加上所述判別閾值時(shí)，在所述輸出端產(chǎn)生刪除指示。
13.一種用于檢測以多幀形式傳輸擴(kuò)頻符號的擴(kuò)頻數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的低功率脈沖噪聲的設(shè)備，其中，每個(gè)幀由一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)頻間隔構(gòu)成，在所述擴(kuò)頻間隔中，與碼簿中的擴(kuò)頻碼數(shù)量相等數(shù)量的符號通過擴(kuò)頻多路存取傳輸被傳輸，所述設(shè)備包含第一電路，用于接收擴(kuò)頻間隔的符號，對在假定具有0值的符號中的噪聲功率求平均值，并在輸出端輸出所述擴(kuò)頻間隔的未用碼中的平均噪聲功率；第二電路，與所述第一電路的所述輸出端相連，用于計(jì)算幀中的所有擴(kuò)頻間隔的未用擴(kuò)頻碼中的平均噪聲功率的移動(dòng)平均值，并在輸出端輸出所述移動(dòng)平均值；第三電路，與所述第二電路的所述輸出端相連，用于通過計(jì)算由所述第二電路輸出的所述移動(dòng)平均值的移動(dòng)平均值來計(jì)算多幀中的每一幀的擴(kuò)頻間隔的未用碼中的背景噪聲功率的移動(dòng)平均值，并輸出所述移動(dòng)平均值作為背景噪聲功率；以及刪除判定邏輯電路，具有與所述第一電路的所述輸出端相連的第一輸入端及與所述第三電路的所述輸出端相連的第二輸入端，并具有刪除指示信號輸出端，當(dāng)所述第一輸入端的信號超過所述第二輸入端的信號加上預(yù)定閾值時(shí)，在所述刪除指示信號輸出端設(shè)定刪除指示信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括“或”門，所述“或”門具有與所述刪除指示信號輸出端相連的第一輸入端及連接用來接收來自現(xiàn)有技術(shù)的時(shí)域脈沖噪聲檢測器的刪除指示信號的第二輸入端。
15.一種用于在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收器中產(chǎn)生刪除指示的設(shè)備，所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收器在每個(gè)碼分多址幀中的一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)頻間隔期間接收使用碼分多路技術(shù)傳輸?shù)男盘?，所述設(shè)備包含第一電路，用于針對被處理的擴(kuò)頻間隔內(nèi)所有碼未用碼計(jì)算每個(gè)擴(kuò)頻間隔的平均噪聲電平，并具有輸出端，所述未用碼中的每個(gè)擴(kuò)頻間隔的所述平均噪聲電平出現(xiàn)在該輸出端；第二電路，用于接收由所述第一電路輸出的每個(gè)擴(kuò)頻間隔信號的所述平均噪聲電平，并計(jì)算各個(gè)幀中所有擴(kuò)頻間隔上的未用碼中的噪聲功率的移動(dòng)平均值以確定背景噪聲最低標(biāo)準(zhǔn)，并具有輸出端，所述背景噪聲的移動(dòng)平均值出現(xiàn)在該輸出端；以及刪除判定邏輯電路，連接用來接收由所述第一電路輸出的所述未用碼中的每個(gè)擴(kuò)頻間隔的所述平均噪聲電平和來自所述第二電路的所述背景噪聲的所述移動(dòng)平均值，并且用于比較這兩個(gè)信號，以及如果所述未用碼中的每個(gè)擴(kuò)頻間隔的平均噪聲電平超過所述背景噪聲某一預(yù)定值，用于輸出刪除指示。
全文摘要
一種能在CDMA系統(tǒng)中檢測低電平和高電平脈沖噪聲的脈沖檢測器，包括計(jì)算未用碼中的背景噪聲電平的電路。另一電路計(jì)算每個(gè)擴(kuò)頻間隔的未用碼中的平均噪聲功率以輸出每個(gè)擴(kuò)頻間隔的噪聲功率。輸出平均背景噪聲功率的另一電路在擴(kuò)頻間隔上持續(xù)計(jì)算該平均值。比較器將當(dāng)前擴(kuò)頻間隔中的噪聲功率與背景噪聲功率加上可編程的閾值相比較，并在超過背景噪聲功率加上判別閾值時(shí)產(chǎn)生刪除指示。
文檔編號H04B1/707GK1703840SQ03825362
公開日2005年11月30日 申請日期2003年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月25日
發(fā)明者阿澤恩科特·耶胡達(dá), 拉基布·塞利姆什洛莫, 顧振忠 申請人:特瑞陽通訊系統(tǒng)有限公司