專利名稱：確認基站天線權重的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明系有關于UMTS移動無線接收器中確認被用于基站之兩天線之天線權重之方法及裝置。
背景技術：
包含具兩天線之一基站及一移動無線用戶之移動無線系統(tǒng)中，各與基站天線之一產生相關之兩傳輸信道之間系具有固定相位關系。
UMTS(通用移動電信系統(tǒng))標準中，被發(fā)射自兩天線之信號間之關系可藉由所謂封閉回路模式傳輸分集(CLTD)功能以達成兩傳輸信道間之建設性干擾方式來影響。封閉回路模式傳輸分集功能可以模式1及模式2來操作。模式1中，兩天線之一之相位可改變，而另一天線之相位維持固定。大體而言，此導致兩天線間之相位關系改變。除了從模式1得知之相位關系改變之外，模式2可提供從天線被發(fā)出之信號振幅變異。兩天線之振幅可于模式2中被改變。
封閉回路模式傳輸分集功能系被說明于UMTS說明書3GPP TS25.214中。此說明書，特別是段落7及附錄A，在此系被包含于本申請案之揭示內容中。此說明書系被重復參考于下文。此例中所有細節(jié)系有關V5.6.0版本(2003-09)。
封閉回路模式傳輸分集功能可使回饋信號信息(FSM)數(shù)據(jù)文字被形成自移動無線中之被估計信道脈沖響應，且這些系被傳送至基站。兩信道之信道脈沖響應一直被用于回饋信號信息數(shù)據(jù)文字?；仞佇盘栃畔?shù)據(jù)文字包含被預期用于基站有關最佳相位關系，及可能有關從天線被傳送之信號最佳振幅之信息。
兩天線系針對在此被考慮傳輸分集方法而被用于基站傳輸?；究蓮囊换仞佇盘栃畔?shù)據(jù)文字形成兩天線權重w1及w2，且這些系被加諸至被預期從該兩天線發(fā)出之信號上。此被說明于第1圖。為了避免來自兩天線之信號間之破壞性干擾可能，兩傳輸路徑中之有效荷載數(shù)據(jù)(DPDCH)及所謂專用控制數(shù)據(jù)(DPCCH)系被乘上復合權重因子w1及w2。專用控制數(shù)據(jù)系包含訓練符號，其于下文中被稱為專用前導。為符合此，所謂CPICH符號或共享前導系被當作訓練數(shù)據(jù)傳輸，而這些不被乘上權重因子。由于CPICH符號之正交特性，有關兩傳輸天線之信道參數(shù)h1.i(p)及h2.i(p)可被決定于接收器中。相對地，以專用前導為基礎估計之信道參數(shù)系被標示為h1.i(d)及h2.i(d)。模式2例中，僅可以專用前導為基礎來估計兩天線之最終信道，而其信道參數(shù)系于下文中被標示為。
天線權重系以從移動部件被傳回之信息為基礎被計算于基站中。各最佳傳輸權重系藉由評估CPICH符號被決定于移動部件中，且使用已知于基站中之準則被量化，被映像至位序列，及被傳送至基站。此例中，一位(所謂FBI位)于各例中被傳送給各UMTS時隙，基站中之權重接著被采用。模式1例中，目前權重系藉由具兩位{b1，b2}之向量來決定，因此其視目前被傳送位及先前位而定。模式2例中，目前權重系藉由具四位{b1，b2，b3，b4}之向量來決定，也就是說此例中，內存為四位。這些傳輸權重于解調移動部件中之被接收數(shù)據(jù)期間必須被考慮。先前被決定之量化權重可被用于此例中。信道影響于傳送FBI位基站期間可能產生傳輸錯誤。此導致用于解調移動部件中之被假設權重不同于實際被使用傳輸權重。仿真顯示標準所需接收器效能無法以此方式達成。為了避免此，所謂天線確認系被用于接收器來檢查被用于發(fā)送器之天線權重是否實際匹配被計算于移動部件中之路徑權重。矛盾事件中，權重系被適當修正。
模式1及模式2之天線確認方法最初系于上述標準之附錄A中被提出。兩假設測試系明確地以不等式為基礎針對模式1被提出 用于偶數(shù)UMTS時隙及 用于奇數(shù)UMTS時隙。
實際被使用之位接著可以此假設測試結果為基礎被推演。因為天線1之權重于模式1中為固定，且天線2之權重可假設僅為具有大歐幾里得(Euclidean)距離之四分離值，所以藉由公式(1)及(2)說明之確認處理可靠性本質上非常高。
16假設測試系針對模式2被提出。此例中，最大值(w^1,w^2)=arg<maxw1,w2∈T{ln(P^(w1,w2))+ln(p‾(w1,w2))}>---(3)]]>系被執(zhí)行，其中p(w1，w2)系為權重對(w1，w2)先驗發(fā)生機率。此可于傳送FBI位期間從(已知)被傳送FBI位及從錯誤機率假設來計算?？梢杂柧毞枮榛A被計算之特定權重對出現(xiàn)機率系使用以下來計算ln(p^(w1,w2))=-(Σi=1Npath|hi(d)-γ(w1h1,i(p)+w2h2,i(p)|2σi2(1+γ2(|w1|2+|w2|2)))---(4)]]>其中hi(d)系為專用前導信道為基礎針對兩天線最終信道被計算之信道參數(shù)，h1.i(p)及h2.i(p)系為共享前導信道為基礎針對天線1及2被決定之信道參數(shù)，γ2系為DPCH前導信道及CPICH信道之信號干擾及噪音比間之比率，Npath系為傳播路徑數(shù)，而σ22為第i傳播路徑上之噪音及干擾功率總和。
此程序涉及以下兩缺點。被使用之決定度量僅以目前被接收訓練符號為基礎。因為兩權重系被修改于模式2例中，且可能權量因子安排具有較模式1為短之歐幾里得距離，所以具有權重被錯誤決定之主要風險。特別是模式2例中，待討論之權重間之相位差較小，僅一被接收符號為基礎之度量例中，錯誤偵測風險相當高。再者，模式2例中，因為16度量必須使用方程式(4)來計算，由于各度量其本身本質上之計算系較模式1為復雜，所以解之復雜性亦相當高。因此，本發(fā)明之目的系明確說明于UMTS移動無線接收器中確認基站天線權重，藉此錯誤偵測風險可被降低之方法。
此目的系藉由權利要求1之特征來達成。具有優(yōu)點發(fā)展及改進系被明確說明于附帶權利要求中。執(zhí)行該方法之裝置同樣被明確說明。

發(fā)明內容
本發(fā)明系以目前被使用權重不僅視目前被傳送FBI位亦視先前被傳送位而定之概念為基礎。本質上，此使天線確認處理不僅以一亦以若干被接收訓練符號為基礎，因此大大改進偵測可靠性。
于是本發(fā)明系有關確認從移動站傳送至具有兩天線之基站之包含從天線被發(fā)出之信號振幅及/或相位之權重因子(w1，w2)之位向量，其中位向量之更新系藉由一次改變位向量中一及僅一位位置，及藉由將此以位b型式(0或1)從移動站傳送至基站來產生。由于目前及先前被傳送訓練符號被考慮于此方法中，所以該方法系以被傳送自基站且被移動站接收之訓練符號為基礎來實施來決定何權重因子被使用于基站。
此例中，位b最初可被提及之UMTS標準中之標準FBI位。因此，一FBI位系于各UMTS時隙中從移動站被傳送至基站來更新位向量。
如上述，依據(jù)本發(fā)明之方法將針對標準模式2例被解釋于下文，因為其應用系特別有利于此目的。然而，本質上，該方法亦可被用于模式1。模式2中，由于各例中位向量{b1，b2，b3，b4}之位之一被連續(xù)更新，所以一FBI位系被傳送于各時隙中。依據(jù)本發(fā)明之方法基礎系不可達到從一特定狀態(tài)開始之任何預期接續(xù)狀態(tài)。
除了僅以移動站中目前被接收訓練數(shù)據(jù)為基礎決定已被用于基站之天線權重之外，來自先前UMTS時隙之訓練數(shù)據(jù)亦被考量。因為僅位向量之一位曾經被改變于一時隙中，所以位向量僅可以特定方式改變其狀態(tài)。因此，封閉回路模式傳輸分集方法之內存被用于依據(jù)本發(fā)明方法之特定程度。對應方式中，該問題不再與單值偵測相關而與值序列偵測相關，所以可將最大可能序列估計(MLSE)原則應用至該問題。
維特比算法可被用于實施依據(jù)本發(fā)明之方法。針對此，包含位向量之可能狀態(tài)及可能狀態(tài)改變或狀態(tài)間之分支之格構圖首先可被設立。維特比算法可藉由將累積度量與各狀態(tài)相關，藉由定義分支度量為被接收訓練符號之函數(shù)，藉由計算各通達至狀態(tài)之分支之分支度量，藉由計算各狀態(tài)之累積度量，藉由計算具有最大累積度量之狀態(tài)，及藉由選擇與此狀態(tài)相關之權重因子來決定被基站使用之權重因子。
分支度量Δmp，kb可被定義為Δmp,kb={ln(p^(w‾1,w‾2))+ln(p‾(w‾1,w‾2))}---(5)]]>其中(w1，w2)系為對應狀態(tài)轉變之權重因子，而p(w1，w2)為權重對(w1，w2)發(fā)生之先驗機率，而p(w1，w2)被計算自被傳輸位b及傳輸位b之錯誤機率之假設，且ln(p^(w‾1,w‾2))=-(Σi=1Npath|hi(d)-γ(w‾1h1,t(p)+w‾2h2,i(p)|2σi2(1+γ2(|w‾1|2+|w‾2|2)))]]>為可被決定自訓練符號之(w1，w2)發(fā)生機率；其中h(d)i系為專用前導信道為基礎針對兩天線最終信道被計算之信道參數(shù)，h1.i(p)及h2.i(p)系為共享前導信道為基礎針對天線1及2被決定之信道參數(shù)，γ2系為DPCH前導信道及CPICH信道之信號干擾及噪音比間之比率，Npath系為傳播路徑數(shù)，而σ22為第i傳播路徑上之噪音及干擾功率總和。
以上方程序(5)之分支度量僅代表以標準中以上方程序(3)為基礎計算分支度量之一例。實務上，可具有優(yōu)點使用被導源自此之簡化分支度量。
用于一狀態(tài)之累積度量Δmp，k可被計算為Δmp,k=mp,k-1+maxb(Δmp,kb)---(6)]]>其中p為狀態(tài)指針，k為時間步驟指針，mp，k-1為先前狀態(tài)之累積度量，而maxb(Δmp，kb)為通達該狀態(tài)之分支之分支度量Δmp，kb最大值。
被用于實施之維特比算法可藉由適應性僅進一步追蹤被各M最可能狀態(tài)涵蓋之格構圖而非完整格構圖來簡化。若狀態(tài)總數(shù)為N，則僅M≤N/2狀態(tài)變量被遵循；其中接續(xù)狀態(tài)系以格構圖中之啟始化狀態(tài)為基礎被制造于連續(xù)時間步驟中，直到M狀態(tài)變量各被分配累積度量值為止。具累積度量之2M接續(xù)狀態(tài)系針對這些M狀態(tài)變量被計算，該累積度量系以其大小為基礎被分類，且僅M最大狀態(tài)被分配至M狀態(tài)變量，而剩余狀態(tài)被拒絕且不被進一步跟隨。
用于執(zhí)行依據(jù)本發(fā)明方法之裝置系具有一度量計算單元(1)，可自被接收訓練符號來計算分支度量Δmp，kb及累積度量，權重因子配對發(fā)生之先驗機率p(w1，w2)，及以分類及累積度量大小為基礎用于其及用于發(fā)出對應具有最高累積度量之狀態(tài)之權重因子配對(w1，w2)之分類及選擇單元。
由于分類及選擇單元被設計供應其度量具有最高值之M狀態(tài)至狀態(tài)單元存儲單元，所以裝置可額外具有可儲存其累積度量具有最高值之M狀態(tài)之狀態(tài)存儲單元，且狀態(tài)存儲單元被設計供應被跟隨之M狀態(tài)變量及相關M被儲存累積度量至度量計算單元。


本發(fā)明將使用實施例及附圖被更詳細解釋于下文，其中第1圖顯示標準封閉回路模式傳輸分集方法之簡單方塊圖；第2圖顯示被應用至標準模式2之依據(jù)本發(fā)明方法之格構圖；及第3圖顯示可執(zhí)行依據(jù)本發(fā)明方法之裝置實施例。
具體實施例方式
由于各例中之位向量{b1，b2，b3，b4}之位之一被連續(xù)更新，所以被顯示于第2圖之格構圖系有關一FBI位依據(jù)標準模式2被傳送于各UMTS時隙中。更新可包含對應位位置保持不變或發(fā)生于對應位位置處之從0至1或從1至0之改變。此例中之各位向量獨一辨識一配對天線權重(w1，w2)。狀態(tài)sp，k系與下文中之各位向量{b1，b2，b3，b4}相關。此例中，k表示第k接收時隙，且p∈{0，1，…，M-1}，其中M＝16。依據(jù)被明定于標準中之量化準則，不可能達成開始自特定狀態(tài)sp，k之隔一接續(xù)狀態(tài)。開始自狀態(tài)s0，0→{0，0，0，0}之格構圖系被顯示于第2圖。
以此問題建構為基礎，如維特比算法之最大可能方法可被用來決定目前被傳送之天線權重。累積度量Δmp，k系以對應方式與各狀態(tài)sp，k相關。如第2圖所示，各例中之兩狀態(tài)改變(分支)本質上通達各狀態(tài)，且各對應被基站偵測之FBI位(b＝1或b＝0)之假設。若可取得先驗信息被插入計算中，則此使可能分支度量成為Δmp,kb={ln(p^(w‾1,w‾2))+ln(p‾(w‾1,w‾2))}---(5)]]>其中(w1，w2)系為對應狀態(tài)轉變且對應被傳送FBI位b之假設之權重對。如最初提及者，而p(w1，w2)為權重對(w1，w2)發(fā)生之先驗機率或信息，其可被計算自已知被傳輸FBI位及傳輸FBI位之錯誤機率之假設，而 為可以訓練符號為基礎被計算且被方程式(3)給定之權重對(w1，w2)之發(fā)生機率。以上方程序(5)中，(w1，w2)系為對應狀態(tài)轉變且對應被傳送FBI位b之假設之權重對。
各狀態(tài)之被累積度量現(xiàn)在系以依據(jù)準則之維特比算法結構為基礎來計算Δmp,k=mp,k-1+maxb(Δmp,kb)---(6)]]>相對于古典維特比方法，直到進一步(未來)被接收值評估之后才決定權重，但于考慮目前度量增量之后被直接決定。此例中，具有最大累積度量Δmp，k之狀態(tài)sp，k系首先被決定。對應此之權重對(w1，w2)接著被推薦為最可能權重對。
可使用上述用于各天線權重之解來達成之決定信心系頗高于具有被提出于標準中之假設測試者。然而，若格構圖中所有N狀態(tài)被考慮及遵循，則最初復雜性仍相當高。因為信號噪音功率比與該決定相較下相當高，所以方法可以下列方式來簡化。
除了必須考慮所有N＝16狀態(tài)之外，僅M≤N/2狀態(tài)變量sp，k被遵循。這些狀態(tài)變量系假設所有N狀態(tài)sp，k為其值。啟始化處理期間，首先分配s0，0＝s1，0，s1，0為依據(jù)標準之啟始化狀態(tài)。以可應用格構圖為基礎，接續(xù)狀態(tài)接著針對假設b＝0及b＝1被決定，且被分配至兩狀態(tài)變量s0，1及s1，1。如原始算法中之程序最初被繼續(xù)直到所有狀態(tài)變量sq，k均被分配一值為止。2M接續(xù)狀態(tài)s′a，k接著針對這些M狀態(tài)變量被計算。2M狀態(tài)接著以被累積度量mp，k大小之遞減順序被分類，而M最大狀態(tài)系被分配至M狀態(tài)變量sq，k。剩余狀態(tài)系被拒絕。依據(jù)此準則，對應狀態(tài)so，k之權重對接著于各例中被當作被傳送權量對之假設。例如，若M現(xiàn)在被選擇等于N/4，則被計算之度量數(shù)與完整假設測試相較系被降低2之因子，且甚至較佳結果可考慮內存來達成。
第3圖說明如更上述用于執(zhí)行限制M最可能測試之方法之裝置。
度量計算單元1不僅被提供專用前導信號亦被提供共享前導信號。再者，度量計算單元1系被提供被儲存于狀態(tài)存儲單元3之先驗機率p(w1，w2)及狀態(tài)變量sq，k-1，及其相關累積度量mp，k-1。下一時間步驟中，度量計算單元1使用這些變量來計算新狀態(tài)變量sq，k及其相關累積度量mp，k，并將這些變量轉移至分類及選擇單元2，其中累積度量系被分類，而權重因子w1及w2系以具有最高值之累積度量為基礎被發(fā)出。再者，分類及選擇單元2可發(fā)出具有最大值之累積度量mp，k及其相關狀態(tài)變量sq，k至狀態(tài)存儲單元3。
權利要求
1.一種確認從一移動站被發(fā)射至包含兩天線的一基站并包含自該天線所發(fā)出的信號振幅及/或相位的權重因子(w1，w2)的位向量的方法，其中-該位向量之更新乃是藉由一次改變該位向量中的一而且僅一位位置并藉由以位b(0或1)型式將其從該移動站發(fā)射至該基站來制造，及-該方法乃以由該基站發(fā)射且被該移動站接收的訓練符號為基礎來實施，進以決定何權重因子將于該基站中被使用，其特征在于-該方法考慮目前被傳送及先前被傳送的訓練符號。
2.如權利要求1之方法，其特征在于-包含該位向量的可能狀態(tài)及在其間的可能狀態(tài)改變或分支的格構圖乃被設立，-透過將累積度量與各狀態(tài)相聯(lián)結定義分支度量為該被接收訓練符號之函數(shù)并計算各通達至一狀態(tài)的各分支的分支度量計算各狀態(tài)之累積度量決定具有最大累積度量之該狀態(tài)，及選擇與該狀態(tài)相關之權重因子(w1，w2)而利用維特比算法來決定被使用的該權重因子。
3.如權利要求1之方法，其特征在于-分支度量Δmp，kb被定義為Δmp,kb={ln(p^(w‾1,w‾2))+ln(p‾(w‾1,w‾2))}]]>其中(w1，w2)乃為對應狀態(tài)轉變之權重因子，而p(w1，w2)為權重對(w1，w2)發(fā)生之一先驗機率，而p(w1，w2)乃自被發(fā)射的位b及發(fā)射的位b的錯誤機率的假設中所計算出來，且ln(p^(w‾1,w‾2))=-(Σi=1Npath|hi(d)-γ(w‾1h1,i(p)+w‾2h2,i(p)|2σi2(1+γ2(|w‾1|2+|w‾2|2)))]]>其中h1(d)為以專用前導信道為基礎所決定的兩天線的最終信道的信道參數(shù)，h1，i(p)及h2，i(p)乃為以共享前導信道為基礎而針對天線1及2所決定的信道參數(shù)，γ2為DPCH前導信道及CPICH信道的信號干擾噪音比(SINR)的間比率，Npath為傳播路徑數(shù)，而σ22為第i傳播路徑上之噪音及干擾功率總和。
4.如權利要求2或3之方法，其特征在于-一狀態(tài)的累積度量Δmp，k乃藉由以下來計算Δmp,k=mp,k-1+maxh(Δmp,kh)]]>其中p為狀態(tài)指針，k為時間步驟指針，mp，k-1為先前狀態(tài)之累積度量，而maxb(Δmp，kb)為該分支度量Δmp，kb最大值。
5.如權利要求2至4任一所述之方法，其特征在于-若該狀態(tài)總數(shù)為N，則僅M≤N/2狀態(tài)變量被遵循，其中-接續(xù)狀態(tài)乃以該格構圖中的一啟始的狀態(tài)為基礎而于連續(xù)時間步驟中產生，直到M狀態(tài)變量各被分配該累積度的一量值為止，-具有累積度量之2M接續(xù)狀態(tài)乃針對該M狀態(tài)變量而被計算，該累積度量乃以其大小為基礎被分類，且僅該M最大狀態(tài)被分配至該M狀態(tài)變量，而該剩余狀態(tài)則被拒絕且不被進一步遵循。
6.一種用以執(zhí)行如權利要求2至5之一項的方法的裝置，具有-一度量計算單元(1)，用以自該被接收訓練符號來計算該分支度量Δmp，kb及該累積度量mp，k，并計算出該權重因子對發(fā)生之先驗機率p(w1，w2)，-一分類及選擇單元(2)，用以依累積度量大小為基礎而將其分類并用以發(fā)出對應與具有最高累積度量之該狀態(tài)相對應的之該權重因子對(w1，w2)。
7.如權利要求5及6之裝置，其特征在于-一狀態(tài)存儲單元(3)，被提供來儲存累積度量具有最高值的M狀態(tài)，-該分類及選擇單元(2)被設計以提供其度量具有最高值的該M狀態(tài)至該狀態(tài)存儲單元(3)，且該狀態(tài)存儲單元(3)被設計用以提供被遵循的M狀態(tài)變量以及該相關M儲存累積度量至該度量計算單元(1)。
全文摘要
一移動站乃傳送包含自天線發(fā)出的信號振幅及/或相位的權重因子(w
文檔編號H04B7/04GK1612497SQ200410089829
公開日2005年5月4日 申請日期2004年11月1日 優(yōu)先權日2003年10月31日
發(fā)明者M·斯佩斯 申請人:因芬尼昂技術股份公司