專利名稱：用于減少瑞克分支處理量的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
總的來說，本發(fā)明涉及無線通信，具體而言，涉及用于減少無線網(wǎng)絡(luò)中瑞克分支處理量的各種系統(tǒng)和技術(shù)。
背景技術(shù)：
設(shè)計成允許多個用戶接入公共通信介質(zhì)的通信系統(tǒng)可以基于碼分多址(CDMA)、時分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、空分多址(SDMA)、極分多址(PDMA)或者本領(lǐng)域公知的其它調(diào)制技術(shù)。這些調(diào)制技術(shù)對收自通信系統(tǒng)多個用戶的信號進行解調(diào)，從而提高通信系統(tǒng)的容量。與之相聯(lián)系，已經(jīng)建立了各種無線系統(tǒng)，包括先進移動電話業(yè)務(wù)(AMPS)、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)和一些其它無線系統(tǒng)。
在常規(guī)無線通信中，通常采用接入網(wǎng)來支持大量裝置的通信。接入網(wǎng)通常都是用整個地理區(qū)域中分布的多個定點基站來實現(xiàn)的。一般都將這個地理區(qū)域劃分成叫做小區(qū)的一些更小區(qū)域?？梢詫⒚總€基站配置成為各自的小區(qū)內(nèi)的裝置提供服務(wù)。當(dāng)不同蜂窩區(qū)域具有不同的業(yè)務(wù)需求的時候，重新配置接入網(wǎng)并不容易。
與常規(guī)接入網(wǎng)形成對照，ad-hoc網(wǎng)是動態(tài)的。當(dāng)許多無線通信裝置(常常叫做終端)一起形成一個網(wǎng)絡(luò)的時候，就可以形成一個ad-hoc網(wǎng)。Ad-hoc網(wǎng)中的終端既可以是一個主機，也可以是一個路由器。因此，能夠很容易地重新配置ad-hoc網(wǎng)，以更加有效的方式滿足已有的業(yè)務(wù)需求。此外，ad-hoc網(wǎng)不需要常規(guī)接入網(wǎng)所需要的基礎(chǔ)設(shè)施，這就使得ad-hoc網(wǎng)成為將來頗具吸引力的選擇。
在常規(guī)的CDMA通信系統(tǒng)中，注冊用戶臺可以通過一個或多個基站接入網(wǎng)絡(luò)，或者與其它注冊用戶臺進行通信。注冊用戶臺也可以叫做終端。將每個基站配置成為一個一般叫做小區(qū)的特殊地理區(qū)域中的所有注冊用戶臺提供服務(wù)。在一些大業(yè)務(wù)量應(yīng)用中，可以將小區(qū)劃分成扇區(qū)，基站為每一個扇區(qū)提供服務(wù)。每個基站都發(fā)射一個導(dǎo)頻信號，注冊用戶臺利用它來與基站同步，并且一旦注冊用戶臺與基站實現(xiàn)同步，就用于對發(fā)射信號進行相干解調(diào)。注冊用戶臺一般都與具有最強導(dǎo)頻信號的基站建立通信信道。
注冊用戶臺為收到的正向鏈路信號計算信號-噪聲和干擾比C/I。正向鏈路指的是從基站到用戶臺的鏈路，反向鏈路指的是從注冊用戶臺到基站的鏈路。注冊用戶臺的C/I決定了從基站到注冊用戶臺的正向鏈路能夠支持的數(shù)據(jù)速率。也就是說，在對應(yīng)的C/I上獲得正向鏈路的給定性能。在2003年6月3日授權(quán)，標(biāo)題為“METHOD ANDAPPARATUS FOR HIGH RATE PACKET TRANSMISSION”，轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的第6,574,211號美國專利公開了用于選擇數(shù)據(jù)速率的一種方法和設(shè)備。
基站發(fā)射數(shù)據(jù)給注冊用戶臺的功率叫做正向鏈路發(fā)射功率。正向鏈路發(fā)射功率的大小需要保證在正向鏈路上可靠地發(fā)射數(shù)據(jù)。類似地，注冊用戶臺發(fā)射數(shù)據(jù)給基站的功率叫做反向鏈路發(fā)射功率。反向鏈路發(fā)射功率的大小需要保證在反向鏈路上可靠地發(fā)射數(shù)據(jù)。
對每個注冊用戶臺的干擾隨著發(fā)射信號的注冊用戶臺數(shù)量的增加而增大。因此，需要控制注冊用戶臺的發(fā)射功率來避免對其它注冊用戶臺的通信造成不利干擾。
超寬帶(UWB)技術(shù)是可以用于ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的一個通信技術(shù)實例。超寬帶技術(shù)在寬頻帶范圍內(nèi)提供高速通信。與此同時，超寬帶信號是在非常短的脈沖內(nèi)發(fā)射的，很少消耗功率。超寬帶信號輸出功率如此之低以致于對于其它射頻技術(shù)而言，它看起來象是噪聲，因而很少產(chǎn)生干擾。
在ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中，終端的加入是動態(tài)的。隨著更多的終端加入進來，每個終端會對正與之通信的終端以外的其它終端產(chǎn)生更多的干擾。因此，需要控制終端發(fā)射功率來避免對其它終端的通信造成不利干擾。
不管是常規(guī)的還是ad-hoc的，使用瑞克接收機的無線通信系統(tǒng)都通過分集來合并分開的多徑信號。在瑞克接收機中，給多條路徑之一分配一個解調(diào)單元，或者叫做“分支”。當(dāng)接收功率消耗主要是瑞克分支中的功率消耗時，減少瑞克分支處理量的系統(tǒng)和方法也能夠顯著地降低功耗。
因此，需要一種系統(tǒng)和方法來減少瑞克分支處理量，以降低通信系統(tǒng)中的功耗。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，一種減少瑞克接收機中分支數(shù)量的方法，包括確定Ebefore，該Ebefore是提高發(fā)射功率之前所有分支捕獲的能量；將發(fā)射功率提高一個德爾塔發(fā)射功率；確定Eafter，該Eafter是i個分支捕獲的能量；以及確定進行處理，使Eafter大于或等于Ebefore所需要的i個分支。
一方面，所述德爾塔發(fā)射功率是3dB。另一方面，所述德爾塔發(fā)射功率是基于接收功耗的期望減少量的。再一方面，所述德爾塔發(fā)射功率是基于信號-干擾和噪聲比(SINR)的。還有一方面，所述德爾塔發(fā)射功率是基于多徑功率曲線的。
顯然，通過以下詳細描述，本發(fā)明的其它實施例對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的，其中給出了本發(fā)明的各實施例，并且以說明的方式進行了描述。如同所認識到的一樣，本發(fā)明有其它不同的實施例，可以在各個其它方面對它的細節(jié)進行修改，都不會偏離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍。因此，這些附圖和詳細描述都是說明性的而不是限制性的。


在以下附圖中，本發(fā)明的各個方面都是以實例的形式進行說明的，而不是對本發(fā)明進行限制。其中圖1是說明終端一個實例的功能框圖；圖2是解調(diào)系統(tǒng)的功能框圖；
圖3說明接收機的結(jié)構(gòu)，該接收機能夠?qū)ο喔艉芙亩鄰椒至窟M行有效解調(diào)；圖4是說明一個實施例中確定瑞克接收機里要使用的分支數(shù)量的一個流程圖。
具體實施例方式
下面利用附圖給出的詳細描述的目的是描述本發(fā)明的各實施例，而不是表示本發(fā)明只有這些實施例。在這一公開中描述的各個實施例僅僅是作為對本發(fā)明的說明，而不必將它們理解為比其它實施例更優(yōu)。詳細描述包括具體細節(jié)，用于幫助全面地理解本發(fā)明。但是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可以實踐本發(fā)明而沒有這些具體細節(jié)。在一些實例中，以框圖的形式說明眾所周知的結(jié)構(gòu)和裝置，以避免使本發(fā)明的概念變的模糊。使用縮寫和其它描述性術(shù)語只是為了方便和清楚，不是要限制本發(fā)明的范圍。
在這里“示例性的”這個詞僅僅是表示“充當(dāng)實例、例子或說明”。不必將這里描述成“示例性的”實施例理解為優(yōu)選的或者相對于其它實施例具有優(yōu)勢。
在以下詳細描述中，將針對CDMA無線通信系統(tǒng)來描述本發(fā)明的各個方面。盡管本發(fā)明的這些方面非常適合于這一應(yīng)用，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明的這些方面同樣能夠用于各種其它通信環(huán)境，包括常規(guī)無線通信。因此，談到CDMA通信系統(tǒng)，僅僅是為了說明本發(fā)明的各個方面，這些方面有廣泛的應(yīng)用。
CDMA技術(shù)有許多優(yōu)點。標(biāo)題為“SPREAD SPECTRUMMULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USINGSATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS”，轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的第4,901,307號美國專利中描述了一種示例性的CDMA系統(tǒng)。
在上述307號專利和標(biāo)題為“SYSTEM AND METHOD FORGENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULARTELEPHONE SYTEM”，轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的第5,102,459號美國專利中討論的CDMA調(diào)制技術(shù)，能夠部分地解決地面信道的特殊問題，例如多徑和衰落。不是象窄帶系統(tǒng)一樣成為系統(tǒng)性能的障礙，分開的多徑信號可以在移動瑞克接收機里合并，用于提高調(diào)制解調(diào)器性能。在標(biāo)題為“DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULARTELEPHONE SYSTEM”，轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的第5,109,390號美國專利中公開了使用瑞克接收機來改善CDMA信號的接收。在移動無線電信道里，環(huán)境中的障礙物(例如建筑物、樹木、汽車和人)反射信號，形成多徑信號。一般而言，由于產(chǎn)生多徑效應(yīng)的結(jié)構(gòu)的相對運動，移動無線電信道是時變多徑信道。例如，如果在時變多徑信道里發(fā)射理想的沖擊脈沖，收到的脈沖串的時間、位置、衰減和相位都會隨著這個理想沖擊脈沖的發(fā)射時間而變。
在接收機中，地面信道的多徑特性會產(chǎn)生經(jīng)過了幾條不同傳播路徑的信號。多徑信道的一個特性是通過這個信道發(fā)射的信號產(chǎn)生的時間擴展。如同在上述390號專利中所描述的一樣，CDMA系統(tǒng)中使用的擴頻偽噪聲(PN)調(diào)制使得區(qū)分和合并不同傳播路徑的同一信號成為可能，只要路徑延遲之差超過了PN碼片持續(xù)時間。如果在CDMA系統(tǒng)中使用近似1MHz的偽噪聲碼片速率，就可以利用全部擴頻處理增益來克服相差超過一微秒的延遲，該增益與擴頻后帶寬和系統(tǒng)數(shù)據(jù)速率之比相等。一微秒路徑延遲差對應(yīng)于大約300米的路徑距離差。
多徑信道的另一個特性是通過這一信道的每一條路徑都會產(chǎn)生不同的衰減因子。例如，如果在多徑信道里發(fā)射理想的沖擊脈沖，那么收到的脈沖串中的每一個脈沖的信號強度都會與收到的其它脈沖的不同。
多徑信道的另一個特性是通過這一信道的每一條路徑都會給信號帶來不同的相位。例如，如果在多徑信道中發(fā)射理想的沖擊脈沖，收到的脈沖串中的每個脈沖的相位一般都會與收到的其它脈沖的相位不同。這一現(xiàn)象可能源自信號衰落。
當(dāng)多徑矢量加在一起，互相部分地抵消的時候，就會出現(xiàn)衰落，得到的信號強度小于各個矢量的信號強度。例如，如果通過具有兩條路徑的多徑信道發(fā)射正弦波，其中第一路徑的衰減因子為XdB，時間延遲為d，相移為Q弧度，第二路徑的衰減因子為XdB，時間延遲為d，相移為Q+π弧度，那么，在這個信道的輸出端將收不到任何信號。
如上所述，在目前的CDMA解調(diào)器結(jié)構(gòu)中，偽噪聲碼片間隔決定了為了進行合并，兩條路徑必須具有的最小分隔。在能夠?qū)蓷l不同的路徑進行解調(diào)之前，必須首先確定收到的信號中路徑的相對到達時間(或者偏移)。解調(diào)器通過“搜索”偏移序列，測量每個偏移上收到的能量，來實現(xiàn)這一功能。如果與潛在偏移相聯(lián)系的能量超過特定門限，就可以給這個偏移分配一個解調(diào)單元，或者“分支”。于是，可以將這一路徑偏移處存在的信號與其它偏移上相應(yīng)分支的貢獻相加。
圖1是說明終端一種可能結(jié)構(gòu)的原理框圖。如同本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解的一樣，根據(jù)具體應(yīng)用和總體設(shè)計限制，終端的精確結(jié)構(gòu)可能不同。
終端可以具有與天線104連接的前端收發(fā)信機102?；鶐盘柼幚砥?06可以與收發(fā)信機102連接?；鶐盘柼幚砥?06可以用基于軟件的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，或者用其它類型的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。可以將微處理器用作平臺來運行軟件程序，除了其它事情以外，這些軟件程序提供控制和整個系統(tǒng)管理功能，讓這個終端作為主終端或者成員終端工作?？梢杂们度胧酵ㄐ跑浖觼韺崿F(xiàn)數(shù)字信號處理器(DSP)，這里的通信軟件層運行專用算法來降低對微處理器的處理要求?？梢杂肈SP來提供各種信號處理功能，例如導(dǎo)頻信號捕獲、時間同步、頻率跟蹤、擴頻處理、調(diào)制和解調(diào)功能以及前向糾錯。
終端還可以包括與基帶信號處理器106連接的各種用戶接口108。用戶接口可以包括小鍵盤、鼠標(biāo)器、觸摸屏、顯示器、電鈴、振動器、音頻揚聲器、麥克風(fēng)、攝像機和/或其它輸入/輸出裝置。
根據(jù)一個實施例，圖2是不適合用于處理肥胖多徑(fat multipath)的解調(diào)系統(tǒng)的一個框圖。當(dāng)多徑時間延遲差小于一個偽噪聲碼片間隔的時候，就出現(xiàn)了肥胖多徑。根據(jù)一個實施例，圖3說明能夠?qū)Ψ逝侄鄰竭M行有效解調(diào)的一種接收機結(jié)構(gòu)。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，解調(diào)系統(tǒng)可以有本領(lǐng)域公知的數(shù)不清的結(jié)構(gòu)形式。這些實施例的公共單元包括對多徑信號進行解調(diào)所必需的分支。
圖2描述用于接收到達天線18的正向鏈路信號20并對其進行解調(diào)的一般瑞克接收機解調(diào)器10。模擬發(fā)射機和接收機16包括QPSK下變頻器鏈，該鏈在基帶輸出數(shù)字化的I和Q通道樣本32。用于對接收波形進行數(shù)字化的采樣時鐘CHIPX8 40是從壓控溫度補償本地振蕩器(TCXO)得到的。
處理器30通過數(shù)據(jù)總線34監(jiān)視解調(diào)器10。在解調(diào)器內(nèi)，將I和Q樣本32提供給多個分支12a～c和搜索器14。搜索器14搜索出有可能包括多徑信號尖峰，適合分配給分支12a～c的偏移窗。對于搜索窗中的每個偏移，搜索器14向微處理器報告它在這個偏移處找到的導(dǎo)頻信號能量。然后調(diào)查這些分支12a～c，微處理器30將那些未分配的或者正在跟蹤的弱路徑分配給包含搜索器14標(biāo)識的強路徑的偏移。
一旦分支12a～c鎖定到處于給它分配的偏移上的多徑信號，它就利用它的內(nèi)部時間跟蹤環(huán)自己跟蹤這條路徑，直到這條路徑的信號衰落下去，或者直到它被重新分配。這個分支時間跟蹤環(huán)測量這個分支目前正在解調(diào)所處的偏移對應(yīng)的尖峰兩邊的能量。這些能量之差形成一個度量，然后對這個度量進行濾波和積分。
積分器的輸出控制一個抽取器，這個抽取器在一個碼片間隔上選擇輸入樣本之一用于解調(diào)。如果尖峰移動，這個分支就調(diào)整它的抽取器位置，和這個尖峰一起移動。然后利用與這個分支分配的偏移一致的偽噪聲序列對抽取的樣本流進行解擴。將解擴以后的I和Q樣本在一個碼元上相加，產(chǎn)生導(dǎo)頻矢量(PI，PQ)。利用這個移動用戶的獨一無二沃爾什碼分配對這些已解擴I和Q樣本進行沃爾什解碼(uncover)處理，并且將已經(jīng)解碼的(uncovered)已解擴I和Q樣本在一個碼元上相加，產(chǎn)生碼元數(shù)據(jù)矢量(DI，DQ)。將點積運算符定義為P(n)·D(n)＝PI(n)DI(n)+PQ(n)DQ(n) (2)
其中PI(n)和PQ(n)分別是碼元n的導(dǎo)頻矢量P的I分量和Q分量，DI(n)和DQ(n)分別是碼元n的數(shù)據(jù)矢量D的I分量和Q分量。
由于導(dǎo)頻信號矢量遠比數(shù)據(jù)信號矢量強，因此，可以將它用作相干解調(diào)的準(zhǔn)確相位基準(zhǔn)；點積運算能夠計算與導(dǎo)頻矢量同相的數(shù)據(jù)矢量的幅度。如同標(biāo)題為“Pilot Carrier Dot Product Circuit”，轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的第5,506,865號美國專利所描述的一樣，點積運算為有效的合并給分支貢獻加權(quán)，效果是放大每個分支碼元輸出42a～c，放大量為這個分支收到的導(dǎo)頻信號的相對強度。這樣，點積運算就扮演了相干瑞克接收機解調(diào)器中所必需的相位投影和分支碼元加權(quán)這樣一個雙重角色。
每個分支都有一個鎖定檢測器電路，如果碼元輸出的長期平均能量沒有超過一個最小門限，這個鎖定檢測器電路就屏蔽)到合并器42的碼元輸出。這樣就能夠確保只有跟蹤可靠路徑的分支會對合并后的輸出作出貢獻，從而提高解調(diào)器的性能。
由于每個分支12a～c所分配的路徑到達時間的相對差，每個分支12a～c都有一個抗扭斜緩沖器，這個抗扭斜緩沖器將分支碼元流42a～c對準(zhǔn)，從而使碼元合并器22能夠?qū)⑺鼈兗釉谝黄?，產(chǎn)生“軟判決”已解調(diào)碼元。利用這個碼元正確地標(biāo)識原始發(fā)射碼元這一標(biāo)識的置信度來對這個碼元進行加權(quán)。將這些碼元發(fā)送給去交織器/解碼器電路28，首先進行幀去交織，然后用最大似然維特比算法對碼元流進行前向糾錯解碼。接下來準(zhǔn)備好已解碼數(shù)據(jù)，供微處理器30或者其它組件(例如語音聲碼器)使用，進行進一步處理。
為了正確地解調(diào)，需要一種機制將本地振蕩器頻率與小區(qū)用來調(diào)制數(shù)據(jù)的時鐘對準(zhǔn)。通過利用以下叉積矢量運算符，測量QPSK I、Q空間中導(dǎo)頻矢量的轉(zhuǎn)動速率，每個分支對頻率誤差進行估計。
P(n)×P(n-1)＝PI(n)PQ(n-1)+PI(n-1)PQ(n) (3)在頻率誤差合并器26中將來自每個分支44a～c的頻率誤差估計進行合并和積分。然后，將積分器輸出LO_ADJ 36饋送給模擬發(fā)射機和接收機16中TCXO的電壓控制端，調(diào)整CHIPX8時鐘40的時鐘頻率，從而為補償本地振蕩器的頻率誤差提供一種閉環(huán)機制。
如上所述，在目前的解調(diào)器結(jié)構(gòu)中，為了使分配給路徑進行解調(diào)的各個分支獨立，路徑之間必須有至少一個偽噪聲碼片差。但是，有時路徑之間的時間差會小于一個偽噪聲碼片間隔，這種情況導(dǎo)致了“肥胖路徑”的存在。在傳統(tǒng)的解調(diào)器實施方式里，只能分配一個分支來對肥胖路徑解調(diào)。原因之一是一旦分配給了一條路徑，這個分支就獨立地跟蹤路徑運動。沒有分支的集中協(xié)調(diào)，會有多個分支收斂到肥胖路徑的同一個尖峰上去。另外，跟蹤互相靠得太近的路徑時候，搜索器會發(fā)生錯亂。
在正交正向鏈路上，使用正交碼序列信道化的每條路徑上都有大量的能量，因為從基站到所有移動臺的全部能量都是用同一個偽噪聲偏移發(fā)射的。此外，從正交碼序列之間的相關(guān)很強這個角度來看，正交碼序列的自相關(guān)不好。因此，當(dāng)正向鏈路上的路徑相差不到一個偽噪聲碼片間隔的時候，因為時間偏移，不能通過外部偽噪聲擴頻將這些信號互相區(qū)分開來，也無法實現(xiàn)正交擴頻的編碼增益。在這種情況下，靠近的多徑分量的能量只是噪聲，實質(zhì)上是使分配給這條肥胖路徑的解調(diào)器的性能下降。在反向鏈路上，靠近的多徑分量也會使分配給這一條肥胖路徑的解調(diào)器的性能下降。
根據(jù)一個實施例，圖3描述本發(fā)明的瑞克接收機解調(diào)器110，該解調(diào)器用于接收到達天線118的正向鏈路信號120，并對其進行解調(diào)。模擬發(fā)射機和接收機116包括輸出數(shù)字化基帶I和Q信道樣本132的QPSK下變頻鏈。在一個示例性的實施例中，用于對接收波形進行數(shù)字化的采樣時鐘CHIPx8 140是從壓控溫度補償本地振蕩器(TCXO)得到的。
微處理器130通過數(shù)據(jù)總線134監(jiān)視解調(diào)器110。在這個解調(diào)器內(nèi)，將I和Q樣本132提供給多個分支112a～c和搜索器114。盡管是針對QPSK解調(diào)來描述這個示例性的實施例的，但是，本發(fā)明同樣能夠應(yīng)用于BPSK、QAM(正交幅度調(diào)制)、M元PSK或者已知的任何其它調(diào)制方法。搜索器114將很可能包括適合分支112a～c分配的多徑信號尖峰的偏移窗口搜索出來。對于搜索窗中的每個偏移，搜索器114向微處理器130報告在這個偏移窗口中找到的導(dǎo)頻能量。在本發(fā)明中，微處理器130確定在哪里分配分支，并且確定是否分配以及在什么地方分配肥胖路徑解調(diào)器。
搜索器114報告尖峰周圍窗口內(nèi)的能量。微處理器130從報告的能量確定這些尖峰很窄，可以用單路徑解調(diào)器成功解調(diào)。微處理器130還能夠?qū)⒍鄰椒至繕?biāo)識為肥胖路徑，并且為它的解調(diào)分配肥胖路徑解調(diào)器。因此，例如分支112a和112b對單路徑進行解調(diào)。另一方面，分支112c由微處理器130指令進行肥胖路徑解調(diào)，并且分配到對這條肥胖路徑進行解調(diào)。
當(dāng)接收功耗主要是瑞克分支中的功耗時，減少瑞克分支處理量的系統(tǒng)和方法也會顯著地降低功耗。
功耗的降低來源于瑞克分支處理中使用的分支數(shù)的減少。為了說明這一效果，令T表示發(fā)射模式的功耗，假設(shè)提高發(fā)射功率的時候它不變。接收功耗R是R＝R0+n*Pf其中，R0是接收功耗的固定部分，它不依賴于使用的分支的數(shù)量，n是接收信號的過程中活動分支的數(shù)量，Pf是單個分支的功耗。這樣，接收功耗的減少量是δn*Pf，其中，δn是所用分支數(shù)的減少量。為了獲得δn的估計，要求工作信噪比低，并且終端知道多徑功率曲線(multipath power profile)。
接收機處獲得的總的SNR是每個分支獲得的分量信號的SNR的總和。鎖定在信號電平是hi的路徑上的第i個分支上獲得的解擴后SNR為SNRi=hi((H-hi)/PG+N)]]>其中H＝∑ihi(i＝1，...，ktotal)，ktotal是多徑總數(shù)，PG是處理增益，N是熱噪聲功率電平。分母是解擴以后的有效噪聲加干擾。
如果解擴前的SNR很低(也就是PG＞＞1)，并且以噪聲為主，也就是說，分支中被跟蹤的噪聲功率N＞＞(H-hi)/PG，那么發(fā)射功率增大3dB會使SNRi增大3dB。由于所用調(diào)制不變，通過將分支處的信號加起來得到的目標(biāo)SNR也保持不變。這樣就能夠減少所用分支數(shù)量。由于我們假設(shè)了解擴前的SNR很低，因此，需要的分支數(shù)可以用捕獲的能量度量來估計。在一個實施例中，捕獲的能量度量Ecaptured為Ecaptured＝∑ihi，i＝1，...，n其中n是分支總數(shù)。
在提高發(fā)射功率以后，為了獲得同樣的解擴后SNR，我們只需要將分支加起來，直到捕獲的能量達到提高發(fā)射功率之前的值。
例如，假設(shè)多徑功率曲線是平坦的，也就是說，收到的能量均勻地分布在M條路徑上，并且將發(fā)射功率提高3dB，那么獲得相同Ecaptured所需要的分支數(shù)是原來的分支數(shù)的1/2。如果接收功耗主要是瑞克分支功耗，也就是說R0＜＜n*Pf那么，只是使用1/2數(shù)量的分支將降低功耗50％。因此，在平坦多徑功率曲線的情況下，最佳功耗減少量與間歇發(fā)射的情況相同，因為0.5的工作比將降低功耗50％。2004年6月1日遞交的，標(biāo)題為“MODIFIED POWER CONTOL FOR REDUCTION OF SYSTEMPOWER CONSUMPTION”，轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的第10/859,411號美國專利申請公開了使用間歇發(fā)射速率降低功耗的一種方法和設(shè)備。
但是，如果多徑功率曲線起伏較大，總能量集中在初始的多徑上，那么，發(fā)射功率提高3dB，減少分支數(shù)量將會導(dǎo)致50％以上的功耗下降。例如，在室外傳播信道模型的仿真中，從80％到40％的能量捕獲會將需要的路徑的數(shù)量從60改變到15。同樣，從80％到40％的能量捕獲會將需要的路徑的數(shù)量從175改變到40。這樣，如果主要是分支處理功耗，那么，發(fā)射功率增大3dB，這些多徑曲線會導(dǎo)致大約75％的功耗下降。
顯然，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，隨著設(shè)計參數(shù)的不同，發(fā)射功率的提高可以不是3dB。
圖4是說明一個實施例中確定用于瑞克接收機的分支數(shù)量的流程圖。在步驟402中，將Eafter和下標(biāo)i分別初始化成0和1。Eafter是圖4所示的算法經(jīng)歷了流程圖中的迭代以后，那些分支的捕獲能量。在步驟404中，在提高發(fā)射功率之前將Ebefore設(shè)置成Ecaptured。在步驟406中，發(fā)射功率提高一個德爾塔發(fā)射功率。在一個實施例中，德爾塔發(fā)射功率是3dB。在步驟408中，將Eafter設(shè)置成從i個分支捕獲的能量。
在步驟410中，進行檢查，以確定Eafter是大于還是等于Ebefore，或者i是大于還是等于N，其中N是瑞克接收機中的分支數(shù)。如果這兩個條件都不成立，就進入步驟412。否則，進入步驟414。在步驟414中，使用瑞克接收機中N個分支中的i個分支。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見，在實施例中，Eafter是大于還是等于Ebefore的判斷不必是精確的。根據(jù)實施例和/或設(shè)計考慮，這一判斷可以是Eafter是近似大于還是等于Ebefore。
在步驟412中，i加1，然后進入步驟408。
在使用閉環(huán)功率控制信令機制的系統(tǒng)中，圖4所示的方法等效于接收機改變外環(huán)設(shè)置點，改變量是發(fā)射功率的德爾塔增量，然后在一個延遲以后讓外環(huán)設(shè)置點回到最初的值，同時保留較小的分支集。盡管這一程序可以由接收機自己啟動，但是設(shè)計考慮要求在系統(tǒng)級而不是由接收機自己獨立地作出這一判斷。
參考這里公開的實施例所描述的各個說明性的邏輯塊、模塊和電路可以用通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件或者設(shè)計成實現(xiàn)這里描述的功能的它們的組合來實現(xiàn)。通用處理器可以是微處理器，但是，這一處理器也可以是常規(guī)處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機。也可以將處理器作為計算裝置的組合來實現(xiàn)，例如DSP和微處理器的組合，多個微處理器的組合，一個或多個微處理器結(jié)合一個DSP內(nèi)核，或者其它這種結(jié)構(gòu)。
結(jié)合這里所公開的實施例所描述的方法或算法可以直接用硬件實現(xiàn)，用處理器執(zhí)行的軟件模塊實現(xiàn)，或者用這兩者的組合實現(xiàn)。軟件模塊可以駐留在RAM存儲器、閃存、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、可拆除盤、CD-ROM或者本領(lǐng)域中公知的其它形式的存儲介質(zhì)中?？梢詫⒋鎯橘|(zhì)與處理器連接，從而使處理器能夠從這一存儲介質(zhì)讀取信息，并且將信息寫入其中。也可以將存儲介質(zhì)集成到處理器中。處理器和存儲介質(zhì)可以駐留在ASIC中。ASIC可以駐留在終端里，或者其它地方。處理器和存儲介質(zhì)也可以作為離散組件駐留在終端里或者其它地方。
提供前面描述的實施例是為了讓本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。對這些實施例的各種改進對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言都是顯而易見的，這里給出的一般原理可以應(yīng)用于其它實施例而不會偏離本發(fā)明的范圍和實質(zhì)。因此，本發(fā)明并不局限于這里給出的實施例，而是與上述原理的最廣泛范圍和這里公開的新穎特征相一致。
權(quán)利要求
1.一種減少瑞克接收機中分支數(shù)量的方法，包括確定Ebefore，該Ebefore是提高發(fā)射功率之前所有分支捕獲的能量；將發(fā)射功率提高一個德爾塔發(fā)射功率；確定Eafter，該Eafter是i個分支捕獲的能量；以及確定進行處理，使Eafter基本大于或等于Ebefore所需要的i個分支。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述德爾塔發(fā)射功率是3dB。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述德爾塔發(fā)射功率是基于接收功耗的期望減少量的。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述德爾塔發(fā)射功率是基于信號-干擾和噪聲比(SINR)的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述德爾塔發(fā)射功率是基于多徑功率曲線的。
6.一種無線終端，包括用于確定Ebefore的模塊，該Ebefore是提高發(fā)射功率之前所有分支捕獲的能量；用于將發(fā)射功率提高一個德爾塔發(fā)射功率的模塊；用于確定Eafter的模塊，該Eafter是i個分支捕獲的能量；以及用于確定進行處理，使Eafter基本大于或等于Ebefore所需要的i個分支的模塊。
7.如權(quán)利要求6所述的終端，其中所述德爾塔發(fā)射功率是3dB。
8.如權(quán)利要求6所述的終端，其中所述德爾塔發(fā)射功率是基于接收功耗的期望減少量、信號-干擾和噪聲比(SINR)或多徑功率曲線中的一種或者它們的組合的。
9.記錄有計算機可執(zhí)行的指令程序的計算機可讀介質(zhì)，該計算機可讀介質(zhì)包括用于確定Ebefore的計算機可讀程序代碼模塊，該Ebefore它是提高發(fā)射功率之前所有分支捕獲的能量；用于將發(fā)射功率提高一個德爾塔發(fā)射功率的計算機可讀程序代碼模塊；用于確定Eafter的計算機可讀程序代碼模塊，該Eafter是i個分支捕獲的能量；以及用于確定進行處理，使Eafter基本大于或等于Ebefore所需要的i個分支的計算機可讀程序代碼模塊。
10.如權(quán)利要求9所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述德爾塔發(fā)射功率是3dB。
11.如權(quán)利要求9所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述德爾塔發(fā)射功率是基于接收功耗的期望減少量、信號-干擾和噪聲比(SINR)或多徑功率曲線中的一種或者它們的組合的。
12.一種用于減少瑞克接收機中分支數(shù)量的設(shè)備，包括解調(diào)器，該解調(diào)器包括多個分支；和搜索器，配置成報告尖峰周圍窗口中的能量；以及微處理器，配置成基于報告的能量，確定在什么地方分配分支并且確定是否以及在什么地方分配肥胖路徑解調(diào)器。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述微處理器被配置成確定Ebefore，該Ebefore是提高發(fā)射功率之前所有分支捕獲的能量；將發(fā)射功率提高一個德爾塔發(fā)射功率；確定Eafter，該Eafter是i個分支捕獲的能量；以及確定進行處理，使Eafter基本大于或等于Ebefore所需要的i個分支。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述德爾塔發(fā)射功率是3dB。
15.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述德爾塔發(fā)射功率是基于接收功耗的期望減少量、信號-干擾和噪聲比(SINR)或多徑功率曲線中的一種或者它們的組合的。
16.一種用于減少瑞克接收機中分支數(shù)量的微處理器，其中所述微處理器被配置成對以下操作進行控制確定Ebefore，該Ebefore是提高發(fā)射功率之前所有分支捕獲的能量；將發(fā)射功率提高一個德爾塔發(fā)射功率；確定Eafter，該Eafter是i個分支捕獲的能量；以及確定進行處理，使Eafter基本大于或等于Ebefore所需要的i個分支。
17.如權(quán)利要求16所述的微處理器，其中所述德爾塔發(fā)射功率是3dB。
18.如權(quán)利要求16所述的微處理器，其中所述德爾塔發(fā)射功率是基于接收功耗的期望減少量、信號-干擾和噪聲比(SINR)或多徑功率曲線中的一種或者它們的組合的。
全文摘要
公開了在瑞克接收機(110)中用于減少分支(112)數(shù)量的系統(tǒng)和技術(shù)，其中瑞克接收機(110)里的分支是用于無線網(wǎng)絡(luò)的瑞克分支(112)處理的。確定E
文檔編號H04B7/005GK101032091SQ200580032779
公開日2007年9月5日 申請日期2005年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月29日
發(fā)明者蘭加納坦·克里希南 申請人:高通股份有限公司