專利名稱：數(shù)字通信系統(tǒng)中的用于量化的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于數(shù)字通信系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)器芯片，更具體而言，涉及用
于在數(shù)字通信系統(tǒng)中有效地(actively)調(diào)整輸入到解碼器的信號的量化間隔 的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
如在本領(lǐng)域中通常已知的，傳統(tǒng)的數(shù)字通信系統(tǒng)，尤其是基于IS-2000 的CDMA類型的數(shù)字通信系統(tǒng)，僅僅支持語音業(yè)務(wù)。然而，移動通信業(yè)務(wù) 技術(shù)的快速發(fā)展和日益增加的用戶需求要求它們除了支持語音業(yè)務(wù)之外還 要支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
例如，HDR(高數(shù)據(jù)速率)移動通信系統(tǒng)適合于僅支持高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 移動通信系統(tǒng)的接收機(jī)解調(diào)經(jīng)由不同路徑接收的多徑信號，并合并 (combine)調(diào)制后的信號。接收機(jī)包括至少兩個(gè)支路(finger),用于分離 地接收RF (射頻)信號。接收機(jī)將在通過不同路徑后具有不同時(shí)延的多徑 信號分配給各個(gè)支路，然后各個(gè)支路估計(jì)信道增益和相位，解調(diào)RF信號， 并創(chuàng)建業(yè)務(wù)碼元(traffic symbol )。所創(chuàng)建的業(yè)務(wù)碼元被合并，以便基于時(shí)間 分集效應(yīng)提高信號接收質(zhì)量。
圖l是顯示傳統(tǒng)接收機(jī)的框圖。為了清楚起見，在該圖中只顯示了與解 碼器輸入相關(guān)的部件。
信號經(jīng)由天線被接收，并與載波頻率混頻。然后，該信號經(jīng)歷下變頻 (down-conversion )，通過ADC (模數(shù)轉(zhuǎn)換器)(圖中未示出)，并被輸入到 數(shù)字基帶級的瑞克接收機(jī)(rake reciver )。數(shù)字基帶級的瑞克接收機(jī)包括多個(gè) 支路110和120以及合并器(combiner) 130。每一個(gè)支路110和120從PN 序列發(fā)生器(未示出)接收數(shù)據(jù)，并對該數(shù)據(jù)解擴(kuò)(despread),以使其具有 與基站使用的PN序列相同的PN序列。沃爾什(Walsh)序列發(fā)生器(未示 出)將作為結(jié)果的數(shù)據(jù)乘以對應(yīng)于要被解調(diào)的信道的沃爾什序列。累加器(未 示出)累加和碼元長度一樣長的作為結(jié)果的序列，以便進(jìn)行沃爾什恢復(fù)
(discovering)。同時(shí)，信道估計(jì)器(未示出)通過使用導(dǎo)頻信道來估計(jì)當(dāng)前 信道狀態(tài)。共軛單元(未示出)從信道估計(jì)值獲取共軛值。乘法器111和121 進(jìn)行對累加的碼元的復(fù)數(shù)乘法以作為信道補(bǔ)償。解調(diào)的碼元被輸出到合并器 130，合并器130合并來自每一個(gè)支路的輸出，并將其輸出到解碼器級。
取決于信號調(diào)制類型、無線信道環(huán)境和分組碼字被重復(fù)(repeat)的次 數(shù)，輸入到解碼器的信號的動態(tài)范圍變化很大?？紤]到這些變化因素，當(dāng)設(shè) 計(jì)終端調(diào)制解調(diào)器的接收機(jī)時(shí)，傳統(tǒng)上將解碼器輸入的動態(tài)范圍設(shè)置得足夠 大以適應(yīng)輸入到解碼器的信號的整個(gè)動態(tài)范圍。因此，當(dāng)確定輸入到解碼器 的信號的動態(tài)范圍時(shí)，傳統(tǒng)的量化器140必須考慮所有調(diào)制類型、無線信道 環(huán)境的變化量以及分組碼字被重復(fù)的最大次數(shù)(即，最壞的情況)。另外， 量化器140基于解碼器所使用的有效比特?cái)?shù)來確定量化間隔。然而，量化器 140存在一個(gè)問題，由于量化間隔僅僅是針對最壞的情況確定的，因此在正 常情況下(即，當(dāng)不是最壞的情況時(shí))量化不能被優(yōu)化。這降低了解碼器的 信號接收性能，并降低了解碼器性能。

發(fā)明內(nèi)容
因此，提出本發(fā)明以解決上述提及的在現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問題，并且本 發(fā)明的一方面是提供一種用于通過測量解調(diào)數(shù)據(jù)的信號范圍并基于該測量 有效調(diào)整量化間隔來優(yōu)化量化的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的另一方面是提供一種設(shè)備和方法，其不管解調(diào)類型、分組碼字 被重復(fù)的次數(shù)和變化的無線信道如何都最優(yōu)地、有效地量化解碼器輸入信
此外，本發(fā)明的另一方面是提供一種設(shè)備和方法，用于在不增加輸入到 解碼器的有效比特?cái)?shù)的情況下提高接收機(jī)的性能。
本發(fā)明的再一方面是提供一種設(shè)備和方法，用于在不修改解碼器的情況 下提高解碼器的信號接收性能。
本發(fā)明的再一方面是提供一種設(shè)備和方法，用于在不修改解碼器的情況 下有效調(diào)整輸入到解碼器的信號的動態(tài)范圍。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這些方面，提供一種用于在數(shù)字通信系統(tǒng)中調(diào)整解碼 器輸入信號的動態(tài)范圍的設(shè)備，該設(shè)備包括量化電平發(fā)生器，用于測量所接 收的分組數(shù)據(jù)的動態(tài)范圍和計(jì)算相應(yīng)的比例因子；和輸入信號轉(zhuǎn)換器，用于
根據(jù)所述比例因子定標(biāo)所接收的數(shù)據(jù)信號以便輸出量化信號。
根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供一種用于在數(shù)字通信系統(tǒng)中調(diào)整解碼器輸 入信號的動態(tài)范圍的方法，該方法包括通過測量所接收的分組數(shù)據(jù)的動態(tài)范 圍和計(jì)算相應(yīng)比例因子來創(chuàng)建量化電平；和通過創(chuàng)建量化信號根據(jù)比率因子
來定標(biāo)所接收的數(shù)據(jù)信號來轉(zhuǎn)換輸入信號。


從下列結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它示范性特征、方面和
優(yōu)點(diǎn)將會更明顯，在附圖中
圖1是顯示傳統(tǒng)接收機(jī)結(jié)構(gòu)的框圖2是顯示應(yīng)用本發(fā)明的數(shù)字通信系統(tǒng)中的接收機(jī)結(jié)構(gòu)的框圖； 圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的動態(tài)量化器； 圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的動態(tài)量化器； 圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于在數(shù)字通信系統(tǒng)中進(jìn)行量化 的方法的流程圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例用于在數(shù)字通信系統(tǒng)中進(jìn)行量化 的方法的流程圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的作為所接收的分組的碼字重復(fù)次數(shù) 的函數(shù)的動態(tài)范圍的變化；
圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在數(shù)字通信系統(tǒng)中關(guān)于在其中碼字 被重復(fù)一次的部分和在其中沒有碼字被重復(fù)的另一部分的合并器輸出信號 的示例分布。
圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在AWGN環(huán)境下性能提高的例子；和 圖IO顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在衰落環(huán)境下性能提高的例子。
具體實(shí)施例方式
在下文中將參考附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例。在本發(fā)明的隨 后描述中，省略了對結(jié)合于此的已知功能和配置的詳細(xì)描述，以避免造成本 發(fā)明主題的不清楚。另外，要指出的是，在隨后的描述中使用的術(shù)語必須參 照本發(fā)明的總體語境而不是特定用戶或運(yùn)營商的不同的意圖或?qū)嵤﹣砝斫狻?br> 本發(fā)明旨在通過有效調(diào)整和最優(yōu)量化解碼器的輸入的動態(tài)范圍來確保
數(shù)字通信系統(tǒng)中調(diào)制解調(diào)器芯片接收機(jī)的最佳性能。
在本發(fā)明的隨后描述中將會假定采用基于作為同步CDMA通信方案的 IS-2000 lxEV (演進(jìn))-DO系統(tǒng)的HRPD (高速率分組數(shù)據(jù))信道。然而， 本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解，本發(fā)明也可應(yīng)用于具有相似技術(shù)背景和信道類 型的其他類型的通信系統(tǒng)，而不偏離本發(fā)明的范圍。
圖2是顯示應(yīng)用本發(fā)明的數(shù)字通信系統(tǒng)中接收^L的結(jié)構(gòu)的框圖。為了清 楚起見，將只描述與解碼器輸入信號相關(guān)的部件。
信號經(jīng)由天線被接收，并與載波頻率混頻。然后，該信號經(jīng)歷下變頻， 通過ADC (模數(shù)轉(zhuǎn)換器)(圖中未示出)，并被輸入到數(shù)字基帶級的接收機(jī)。 數(shù)字基帶級的接收機(jī)包括多個(gè)支路210和220、合并器230和動態(tài)量化器240。
支路210和220以及合并器230具有與參考圖1描述的支路110和120 以及合并器130相同的結(jié)構(gòu)。然而，動態(tài)量化器240不同于參考圖1描述的 量化器140。
根據(jù)本發(fā)明的動態(tài)量化器240逐分組地測量由合并器230輸入的信號， 并且計(jì)算量化電平(quantization level),即，輸入到解碼器的信號的動態(tài)范 圍。基于計(jì)算出的量化電平，動態(tài)量化器240量化接收到的信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，動態(tài)量化器240參考ROM (只讀存儲器) 表、根據(jù)合并器230輸出的信號計(jì)算量化電平，并基于計(jì)算出的量化電平來 量化接收到的信號，該ROM表是基于分組被重復(fù)的次數(shù)和比例因子而準(zhǔn)備 的。
—為了以這種方式最優(yōu)地計(jì)算量化電平，將分組信息和比例因子系數(shù)輸入 到動態(tài)量化器240。
動態(tài)量化器240具有如圖3和圖4所示的結(jié)構(gòu)。圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明 的一個(gè)實(shí)施例的動態(tài)量化器。
參考圖3,動態(tài)量化器240包括重復(fù)部分(section)檢測器310、標(biāo)準(zhǔn) 偏差計(jì)算器320和340、比例因子計(jì)算器350和360、輸入信號轉(zhuǎn)換器370 和380、和并行/串行轉(zhuǎn)換器390。
盡管在圖中未示出，重復(fù)部分檢測器310、標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算器320和340、 比例因子計(jì)算器350和360構(gòu)成量化電平發(fā)生器，用于測量所接收的分組數(shù) 據(jù)的動態(tài)范圍并計(jì)算相應(yīng)的比例因子。輸入信號轉(zhuǎn)換器370和380和并行/ 串行轉(zhuǎn)換器390構(gòu)成輸入信號轉(zhuǎn)換器，用于根據(jù)比例因子定標(biāo)(scale )所接
收的數(shù)據(jù)信號并輸出量化的信號。重復(fù)部分檢測器310從圖2中所示的合并器230接收信號，并且基于分 組碼字被重復(fù)的次數(shù)來檢測第一和第二重復(fù)部分。如果在第一重復(fù)部分中分 組碼字被重復(fù)的次數(shù)是n (其中，n是正整數(shù))，則在第二重復(fù)部分中該次數(shù) 是n-l。重復(fù)部分檢測器310檢測第一重復(fù)部分中的數(shù)據(jù)，并且將其輸出到 第一標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算器320和第一輸入信號轉(zhuǎn)換器370。另外，重復(fù)部分沖企測 器310檢測在第二重復(fù)部分中的數(shù)據(jù)，并且將其輸出給第二標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算器 340和第二輸入信號轉(zhuǎn)換器380。在這種情況下，分組信息被輸入到重復(fù)部 分檢測器310。該分組信息包括分組的發(fā)送時(shí)隙(slot)的總數(shù)、碼字?jǐn)?shù)、和調(diào)制階數(shù) (order)。基于該分組信息，重復(fù)部分檢測器310能夠掌握所發(fā)送的時(shí)隙的 分組結(jié)構(gòu)并區(qū)分第一和第二重復(fù)部分，這將在下面更詳細(xì)地描述。在HRPD系統(tǒng)內(nèi)終端接收機(jī)的重復(fù)部分檢測器310能夠參考DRC (數(shù) 據(jù)速率控制)值和所接收的時(shí)隙數(shù)來從接收的分組中檢測具有被重復(fù)不同次 數(shù)的碼字的部分。第一標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算器320計(jì)算已從重復(fù)部分^r測器310接收到的第一重 復(fù)部分中的數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并測量所接收的分組信號的動態(tài)范圍。第一標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算器320獲得關(guān)于第一重復(fù)部分的分布，并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏 差。假設(shè)接收的信號遵循正態(tài)分布。隨后將參考圖7更詳細(xì)地描述用于計(jì)算 標(biāo)準(zhǔn)偏差的方法。第二標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算器340計(jì)算從重復(fù)部分檢測器310接收到的第二重復(fù) 部分中的數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并測量所接收的分組信號的動態(tài)范圍。此外，第二標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算器340獲得關(guān)于第二重復(fù)部分的分布，并計(jì)算 標(biāo)準(zhǔn)偏差。同樣假設(shè)接收信號遵循正態(tài)分布。要指出的是，由于在計(jì)算每個(gè)接收時(shí)隙的標(biāo)準(zhǔn)偏差時(shí)接收機(jī)內(nèi)發(fā)生很多 開銷，因此不僅可以計(jì)算關(guān)于所有接收的分組的標(biāo)準(zhǔn)偏差，而且也可以計(jì)算 關(guān)于有限部分的標(biāo)準(zhǔn)偏差，然后將該標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)用到所有分組。第一比例因子計(jì)算器350將由第一標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算器320輸出的標(biāo)準(zhǔn)偏差 乘以輸入的比例因子系數(shù)，并將該乘積除以2 以^使計(jì)算比例因子， 然后將該比例因子輸出到第一輸入信號轉(zhuǎn)換器370。第二比例因子計(jì)算器360將由第二偏差計(jì)算器340輸出的標(biāo)準(zhǔn)偏差乘以 輸入的比例因子，并將該乘積除以2有效比特?cái)?shù)，以便計(jì)算比例因子，該比例因 子被輸出到第二輸入信號轉(zhuǎn)換器380。在本領(lǐng)域中通常已知的是，在正態(tài)分布的情況下，如果K^2.58，則K承 標(biāo)準(zhǔn)偏差包括99%的接收信號。根據(jù)本發(fā)明，與標(biāo)準(zhǔn)偏差相乘的這個(gè)參數(shù)K 被稱為比例因子系數(shù)，并且它的值可以由接收機(jī)設(shè)計(jì)者根據(jù)期望來選擇。第一輸入信號轉(zhuǎn)換器370基于由第一比例因子計(jì)算器350計(jì)算出的比例 因子值對第一重復(fù)部分進(jìn)行定標(biāo)。在該處理之后，接收信號的電平在第一接 收部分中變?yōu)楹愣?。第一輸入信號轉(zhuǎn)換器370將由第一比例因子計(jì)算器350輸出的比例因子 值應(yīng)用到由重復(fù)部分檢測器310新輸出的值，以便測量關(guān)于接收信號的有限 部分的標(biāo)準(zhǔn)偏差，然后將該標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)用到所有接收的信號。.第二輸入信號轉(zhuǎn)換器380基于由第二比例因子計(jì)算器360計(jì)算的比例因 子值對第二重復(fù)部分進(jìn)行定標(biāo)，在該處理之后，接收信號的電平在第二接收 部分中變?yōu)楹愣?。第二輸入信號轉(zhuǎn)換器380將由第二比例因子計(jì)算器360輸出的比例因子 值應(yīng)用到由重復(fù)部分檢測器310新輸出的值，以便測量關(guān)于接收信號的有限 部分的標(biāo)準(zhǔn)偏差，然后將該標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)用到所有接收信號。并行/串行轉(zhuǎn)換器390將由第一和第二輸入信號轉(zhuǎn)換器370和380輸出 的定標(biāo)信號排列(align)成序列，并將其發(fā)送到解碼器。圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的動態(tài)量化器。參考圖4，動態(tài)量化器包括重復(fù)部分檢測器410、比例因子計(jì)算器450 和460、輸入信號轉(zhuǎn)換器470和480、以及并行/串行轉(zhuǎn)換器490。根據(jù)本發(fā) 明的該實(shí)施例的動態(tài)量化器240的特征在于，它沒有圖3中所示的標(biāo)準(zhǔn)偏差 計(jì)算器320和340。作為替代，該動態(tài)量化器240預(yù)先進(jìn)行測量標(biāo)準(zhǔn)偏差所 必需的計(jì)算，并將其存儲為ROM表(未示出)以供隨后4吏用。ROM表必 須列舉與分組碼字被重復(fù)的次數(shù)相關(guān)的比例因子系數(shù)K的值和比例因子值。重復(fù)部分檢測器410從合并器230接收信號，并且基于分組碼字被重復(fù) 的次數(shù)來檢測第一和第二重復(fù)部分。重復(fù)部分檢測器410檢測第一重復(fù)部分 中的數(shù)據(jù)，并將其輸出到第一比例因子計(jì)算器450和第一輸入信號轉(zhuǎn)換器 470。另外，重復(fù)部分檢測器410檢測第二重復(fù)部分中的數(shù)據(jù)，并將其輸出 給第二比例因子計(jì)算器460和第二輸入信號轉(zhuǎn)換器480。在這種情況下，分 組信息被輸入到重復(fù)部分檢測器410和比例因子計(jì)算器450和460。在HRPD系統(tǒng)中的終端接收機(jī)的重復(fù)部分檢測器410能夠參考DRC(數(shù) 據(jù)速率控制)值和所接收的時(shí)隙數(shù)來從所接收的分組中^r測其中碼字被重復(fù) n次的部分和其中碼字被重復(fù)n-l次的另一部分。第一比例因子計(jì)算器450接收分組信息和比例因子K的輸入，參考存 儲在ROM表中的標(biāo)準(zhǔn)偏差值來計(jì)算比例因子值，并輸出計(jì)算得出的值。第二比例因子計(jì)算器460接收分組信息和比例因子K的輸入，參考存 儲在ROM表中的標(biāo)準(zhǔn)偏差值來計(jì)算比例因子值，并輸出計(jì)算得出的值。第一和第二比例因子計(jì)算器450和460必須計(jì)算兩部分各自的比例因 子，為此目的，它們必須知道包含在分組信息中的重復(fù)次數(shù)。這是因?yàn)楸壤?因子取決于重復(fù)的次數(shù)。第 一輸入信號轉(zhuǎn)換器470基于由第 一比例因子計(jì)算器450輸出的比例因 子值對第一重復(fù)部分進(jìn)行定標(biāo)。在該處理之后，接收信號的電平在第一接收 部分中變?yōu)楹愣?。另外，第一輸入信號轉(zhuǎn)換器470將由第一比例因子計(jì)算器450輸出的比 例因子值應(yīng)用到重復(fù)部分檢測器410輸出的值，以計(jì)算關(guān)于接收信號的有限 部分的標(biāo)準(zhǔn)偏差，然后將其應(yīng)用于所有接收信號。第二輸入信號計(jì)算器480基于由第二比例因子計(jì)算器460輸出的比例因 子對第二重復(fù)部分進(jìn)行定標(biāo)。在該處理之后，接收信號的電平在第二接收部分變?yōu)楹愣?。另夕卜，第二輸入信號轉(zhuǎn)換器480將由第二比例因子計(jì)算器460輸出的比 例因子值應(yīng)用于重復(fù)部分檢測器410輸出的值，以計(jì)算關(guān)于接收信號的有限 部分的標(biāo)準(zhǔn)偏差，然后將其應(yīng)用于所有接收信號。并行/串行轉(zhuǎn)換器490將由第一和第二輸入信號轉(zhuǎn)換器470和480輸出 的定標(biāo)信號排列成序列，并將其發(fā)送到解碼器。.圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于在數(shù)字通信系統(tǒng)中進(jìn)行量化的 方法的流程圖。具體來說，圖5顯示了圖3中所示的動態(tài)量化器的操作。該 量化方法包括量化電平創(chuàng)建過程和輸入信號轉(zhuǎn)換過程，在該量化電平創(chuàng)建過 程中，測量所接收的分組數(shù)據(jù)的動態(tài)范圍以計(jì)算相應(yīng)的比例因子，在該輸入 信號轉(zhuǎn)換過程中，根據(jù)比例因子定標(biāo)所接收的數(shù)據(jù)信號以便創(chuàng)建量化信號。
由合并器230輸出的信號。在步驟503，重復(fù)部分檢測器310根據(jù)分組碼字 被重復(fù)的次數(shù)從自合并器230接收的信號中檢測第一和第二重復(fù)部分。在這 種情況下，分組信息被輸入到重復(fù)檢測部分310。如果檢測到被重復(fù)n次的部分中的數(shù)據(jù)，則在步驟505中第一標(biāo)準(zhǔn)偏差 計(jì)算器320計(jì)算第一重復(fù)部分內(nèi)的數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差?；谟?jì)算出的標(biāo)準(zhǔn)偏差 來計(jì)算所接收的分組信號的動態(tài)范圍。在計(jì)算了標(biāo)準(zhǔn)偏差之后，在步驟507，第一比例因子計(jì)算器350將由第 一標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算器320計(jì)算得出的標(biāo)準(zhǔn)偏差乘以輸入的比例因子；將該乘積 除以2有效贈數(shù)，以便計(jì)算第一重復(fù)部分的比例因子；并將計(jì)算出的比例因子 輸出到第一輸入信號轉(zhuǎn)換器370。在步驟509,基于由第一比例因子計(jì)算器350計(jì)算出的比例因子值，第 一輸入信號轉(zhuǎn)換器370定標(biāo)第一重復(fù)部分。在該過程之后，接收信號的電平 在第一重復(fù)部分變?yōu)楹愣?。作為結(jié)果的值可以被應(yīng)用于由重復(fù)部分檢測器310輸出的值，以便測量 關(guān)于接收信號的有限部分的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并將所測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)用于所有接 收信號。在步驟511，并行/串行轉(zhuǎn)換器3卯將由第一輸入信號轉(zhuǎn)換器370輸出的 定標(biāo)信號排列成序列，并在步驟513將其發(fā)送到解碼器。如果在步驟503中重復(fù)部分檢測器310檢測到重復(fù)了 n-l次的部分，則 在步驟515中第二標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算器340計(jì)算第二重復(fù)部分中的數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏 差，以便測量所接收的分組信號的動態(tài)范圍。在計(jì)算了標(biāo)準(zhǔn)偏差之后，在步驟517中，第二比例因子計(jì)算器3W將由 第二標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算器340計(jì)算出的標(biāo)準(zhǔn)偏差乘以輸入的比例因子；將該乘積 除以2 醋*以便計(jì)算第二重復(fù)部分的比例因子；并將計(jì)算出的比例因子輸出到第二輸入信號轉(zhuǎn)換器380。在步驟519,基于由第二比例因子計(jì)算器360計(jì)算出的比例因子值，第 二輸入信號轉(zhuǎn)換器380定標(biāo)第二重復(fù)部分。在該過程之后，接收信號的電平 在第二重復(fù)部分中變?yōu)楹愣?。作為結(jié)果的值可被應(yīng)用于由重復(fù)部分檢測器310輸出的值，以便測量關(guān) 于接收信號的有限部分的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并將所測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)用于所有接收 信號。
在步驟519之后，并行/串行轉(zhuǎn)換器390在步驟511將由第二輸入信號 轉(zhuǎn)換器380輸出的定標(biāo)信號排列成序列，并在步驟513將其發(fā)送給解碼器。圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于在數(shù)字通信系統(tǒng)中進(jìn)行量化的 方法的流程圖。具體來說，圖6顯示了圖4中所示的動態(tài)量化器的操作。參考圖6，在步驟601,動態(tài)量化器240的重復(fù)部分4企測器410接收由 合并器輸出的信號。在步驟603,重復(fù)部分檢測器410根據(jù)分組碼字被重復(fù) 的次數(shù)從自合并器230接收的信號中檢測第一和第二重復(fù)部分。在這種情況 下，分組信息被輸入到重復(fù)部分檢測器410。在步驟605，如果檢測到重復(fù)部分中的數(shù)據(jù)，第一比例因子計(jì)算器450 選擇已經(jīng)存儲在ROM表中的第一重復(fù)部分中的數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差；將所選擇 的標(biāo)準(zhǔn)偏差乘以輸入的比例因子，以計(jì)算第一重復(fù)部分的比例因子；并且將 所計(jì)算的比例因子輸出到第一輸入信號轉(zhuǎn)換器370。在步驟607，基于由第一比例因子計(jì)算器450計(jì)算出的比例因子值，第 一輸入信號轉(zhuǎn)換器470定標(biāo)第一重復(fù)部分。在該過程之后，接收信號的電平在第一重復(fù)部分中變?yōu)楹愣?。作為結(jié)果的值可以被應(yīng)用到由童復(fù)部分;f企測器410輸出的值，以便測量關(guān)于接收信號的有限部分的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并將測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)用于所有接收信號。在步驟609，并行/串行轉(zhuǎn)換器490將由第一輸入信號轉(zhuǎn)換器470輸出的 定標(biāo)信號排列成序列，并在步驟611將其發(fā)送到解碼器。如果重復(fù)部分檢測器410已接收到由合并器230輸出的信號，并且在步 驟603根據(jù)分組碼字被重復(fù)的次數(shù)從信號中檢測到第一和第二重復(fù)部分，則 重復(fù)部分檢測器410參考ROM表測量所接收的分組信號的動態(tài)范圍。在步 驟613,第二比例因子計(jì)算器460選擇已存儲在ROM表中的第一重復(fù)部分 中的數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差；將所選擇的標(biāo)準(zhǔn)偏差乘以輸入的比例因子，以便計(jì)算 第一重復(fù)部分的比例因子；并且將所計(jì)算的比例因子輸出到第二輸入信號轉(zhuǎn) 換器480。在步驟615，基于由第二比例因子計(jì)算器460計(jì)算出的比例因子值，第 二輸入信號轉(zhuǎn)換器480定標(biāo)第二重復(fù)部分，以便創(chuàng)建量化信號。在該過程之 后，接收信號的電平在第二重復(fù)部分中變?yōu)楹愣āＷ鳛榻Y(jié)果的值可以被應(yīng)用到由重復(fù)部分檢測器410輸出的值，以便測量
關(guān)于接收信號的有限部分的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并將所測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)用于所有接 收信號。在步驟609，并行/串行轉(zhuǎn)換器490將由第二輸入信號轉(zhuǎn)換器480輸出的 定標(biāo)信號排列成序列，并在步驟611將其發(fā)送到解碼器。圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的作為接收的分組的碼字被重復(fù) 的次數(shù)的函數(shù)的動態(tài)范圍的變化?？苫谒邮盏姆纸M的碼字被重復(fù)的次數(shù)來預(yù)測動態(tài)范圍的變化。例如，如果假設(shè)是加性高斯白噪聲(AWGN) l路徑環(huán)境，則接收信號的動態(tài)范圍以下列方式按照碼字被重復(fù)的次數(shù)而變化。假設(shè)基于AGC (自動增益控制)，關(guān)于輸出信號有/。,+/?！?」必和/OT〃。t=5W，則/。r和/。e可以分別由下述公式(1)和(2)定義-^ (1)(2)1 + 10，"c 1 + 10-0IS導(dǎo)頻加權(quán)信號分量的幅度由下面的公式(3)定義。爿1 + 10，(3)導(dǎo)頻加權(quán)噪聲分量的標(biāo)準(zhǔn)偏差由卞面的公式U)定義^…(4) 1 + 10-0lfi當(dāng)碼字被重復(fù)的次凄ttN時(shí)，噪聲^*夂和5可表示成如以下公式(5)所定義的i(jv + V^n畫) (5)l + 10掘 … 假定^4 = 1和尺=2.5，接收信號能具有的最大值在圖7中示出。例如，當(dāng) 使用8比特量化器時(shí)，該值可被表示為-128~+127。如果步長是0.04，則實(shí) 際動態(tài)范圍表示為-5.12~ + 5.08。雖然圖7給出了直到N-3的表達(dá)式，但如 果N〉4則出現(xiàn)飽和。這意味著接收信號必須經(jīng)歷適當(dāng)?shù)臍w一化處理。比例因 子系數(shù)，即，圖3和圖4中所示的輸入到量化器240的值，對應(yīng)于公式(5) 中的K 。作為公式(5)的一個(gè)例子，如果HRPD系統(tǒng)的DRC值為1，則單個(gè)分 組的傳輸時(shí)隙數(shù)是16,并且碼字被重復(fù)的最大次數(shù)是9.6。分組的數(shù)據(jù)比特 數(shù)是5120;在經(jīng)由其發(fā)送前導(dǎo)碼(preamble )的第一時(shí)隙的情況下只發(fā)送1152
比特，除此之外，每一時(shí)隙發(fā)送3200比特。因此，可以說當(dāng)經(jīng)由每個(gè)時(shí)隙 接收到數(shù)據(jù)時(shí)，不是所有的碼字都重復(fù)相同的次數(shù)。具體來說， 一組碼字被重復(fù)n次，而另一組碼字被重復(fù)n-l次。對于每一個(gè)所接收的時(shí)隙，碼字被 重復(fù)的次數(shù)如下-2時(shí)隙接收4352比特-3時(shí)隙接收7552比特(前面的2432比特;波重復(fù)一次，剩余的2688 比特不重復(fù)) '-4時(shí)隙接收10752比特(前面的512比特#:重復(fù)3次，剩余的4608 比特纟皮重復(fù)兩次)-16時(shí)隙接收49152比特(前面的3072比特被重復(fù)10次，剩余的 204比特被重復(fù)9次)。圖8顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在數(shù)字通信系統(tǒng)中關(guān)于在其中碼字被 重復(fù)的第一部分和在其中沒有碼字被重復(fù)的第二部分的合并器輸出信號的 示范性分布。具體來說，圖8顯示了在HRPD系統(tǒng)中當(dāng)對于DRC值為1的分組已經(jīng) 接收到第三時(shí)隙時(shí)，在具有被重復(fù)一次的碼字的部分中以及在沒有碼字被重 復(fù)的部分中接收信號的分布。從圖8中清楚地看到，在被重復(fù)一次的部分中的信號比在無重復(fù)部分中 的信號被更寬地?cái)U(kuò)展。這意味著，假設(shè)相同數(shù)量的有效比特，在被重復(fù)部分 內(nèi)的量化間隔必須大于無重復(fù)部分的量化間隔。圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在AWGN環(huán)境中性能提高的一個(gè)例子。'具體來說，圖9顯示當(dāng)在AWGN環(huán)境中DRC值為1時(shí)，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù) 的8比特turbo解碼器與根據(jù)本發(fā)明的8比特turbo解碼器之間的性能比較。 從圖9中清楚地看到，即使在使用相同解碼器時(shí)，本發(fā)明也能提高性能。圖10顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在衰落環(huán)境中性能提高的一個(gè)例子。除了衰落環(huán)境之外，圖10的條件與圖9相同，在衰落環(huán)境中，接收信 號的動態(tài)范圍比AWGN環(huán)境中變卩匕更大。結(jié)果，本發(fā)明帶來的性能提高變 得更加清楚。下面將描述如上面所配置以進(jìn)行操作的本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果。
如上所述，本發(fā)明的優(yōu)勢在于，通過在數(shù)字通信系統(tǒng)中測量解調(diào)數(shù)據(jù)的 信號范圍并基于該測量有效調(diào)整量化間隔，量化得到了優(yōu)化。另外，不管解調(diào)類型、分組碼字被重復(fù)的次數(shù)和變化的無線信道如何， 解碼器輸入信號都被最優(yōu)地、有效地量化。接收機(jī)的性能得到了提高，而沒有增加輸入到解碼器的有效比特?cái)?shù)。本發(fā)明還提高了解碼器的信號接收性能，而無需對其進(jìn)行修改。此外，無需修改解碼器就能有效地調(diào)整輸入到解碼器的信號的動態(tài)范圍。盡管已參考本發(fā)明的特定示范性實(shí)施例顯示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng) 域技術(shù)人員將會理解，可以在不偏離如所附權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的精 神和范圍的情況下在形式和細(xì)節(jié)上做出各種改變。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)整數(shù)字通信系統(tǒng)中解碼器輸入信號的動態(tài)范圍的設(shè)備，該設(shè)備包括量化電平發(fā)生器，用于測量所接收的分組數(shù)據(jù)的動態(tài)范圍并計(jì)算相應(yīng)的比例因子；和輸入信號轉(zhuǎn)換器，用于根據(jù)所述比例因子來定標(biāo)所接收的數(shù)據(jù)信號，以便輸出量化信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述量化電平發(fā)生器通過使用基 于分組重復(fù)次數(shù)和比例因子系數(shù)預(yù)先準(zhǔn)備的ROM表來計(jì)算和輸出量化電平。
3. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，所述量化電平發(fā)生器包括 重復(fù)部分^r測器，用于根據(jù)分組信息內(nèi)的分組碼字重復(fù)次數(shù)從所述信號檢測和輸出第 一和第二重復(fù)部分；第一標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算器，用于計(jì)算所述第一重復(fù)部分中的數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏 差，以便測量所接收的分組信號的動態(tài)范圍；第二標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算器，用于計(jì)算所述第二重復(fù)部分中的數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏 差，以便測量所接收的分組的動態(tài)范圍；第一比例因子計(jì)算器，用于將從所述第一標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算器輸出的標(biāo)準(zhǔn)偏 差乘以輸入的比例因子系數(shù)，并將作為結(jié)果的乘積除以2韓贈數(shù)，以計(jì)算和 輸出比例因子；和第二比例因子計(jì)算器，用于將從所述第二標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算器輸出的標(biāo)準(zhǔn)偏 差乘以輸入的比例因子系數(shù)，并將作為結(jié)果的乘積除以2 *效贈數(shù)，以計(jì)算和 輸出比例因子。
4. 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述輸入信號轉(zhuǎn)換器包括 第一輸入信號轉(zhuǎn)換器，用于通過使用由所述第一比例因子計(jì)算器計(jì)算出的比例因子值來定標(biāo)所述第一重復(fù)部分；第二輸入信號轉(zhuǎn)換器，用于通過使用由所述第二比例因子計(jì)算器計(jì)算出的比例因子值來定標(biāo)所述第二重復(fù)部分；和并行/串行轉(zhuǎn)換器，用于將由所述第一和第二輸入信號轉(zhuǎn)換器輸出的定標(biāo) 信號排列成序列，并發(fā)送該序列。
5. 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述重復(fù)部分檢測器適用于通過 使用數(shù)據(jù)速率控制值和所接收的時(shí)隙數(shù)來從所接收的分組中檢測具有不同 碼字重復(fù)次數(shù)的兩個(gè)部分。
6. 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述分組信息包括分組的發(fā)送時(shí) 隙的總數(shù)、碼字比特?cái)?shù)和調(diào)制階數(shù)。
7. 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算器適用于計(jì)算 關(guān)于所有接收的分組的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
8. 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算器適用于計(jì)算 關(guān)于接收的分組的有限部分的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并將所計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)用于所有 分組。
9. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，所述量化電平發(fā)生器包括 重復(fù)部分檢測器，用于根據(jù)分組碼字重復(fù)次數(shù)從所述信號中4全測重復(fù)部分，并且輸出該重復(fù)部分；標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算器，用于計(jì)算所接收的數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，以便測量所接收 的分組信號的動態(tài)范圍；和比例因子計(jì)算器，用于將從所述標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算器輸出的標(biāo)準(zhǔn)偏差乘以輸 入的比例因子系數(shù)，并將作為結(jié)果的乘積除以2 *頗特*，以便計(jì)算和輸出比 例因子。
10. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，所述量化電平發(fā)生器包括 重復(fù)部分檢測器，用于根據(jù)分組碼字重復(fù)次數(shù)從所述信號中檢測重復(fù)部分，并輸出該重復(fù)部分；和比例因子計(jì)算器，用于將從ROM表^r索到的標(biāo)準(zhǔn)偏差乘以輸入的比例 因子系數(shù)，并將作為結(jié)果的乘積除以2有效贈數(shù)，以便計(jì)算和輸出比例因子。
11. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，所述量化電平發(fā)生器包括 重復(fù)部分檢測器，用于根據(jù)從外部輸出的分組信息內(nèi)的分組碼字重復(fù)次數(shù)從所述輸出信號;^測和輸出第 一和第二重復(fù)部分；第一比例因子計(jì)算器，用于將從ROM表檢索到的標(biāo)準(zhǔn)偏差乘以輸入的 比例因子系數(shù)，并將作為結(jié)果的乘積除以2扭贈數(shù)，以便計(jì)算和輸出比例因 子；以及第二比例因子計(jì)算器，用于將從所述ROM表檢索到的標(biāo)準(zhǔn)偏差乘以輸 入的比例因子系數(shù)，并將作為結(jié)果的乘積除以2扭贈*，以便計(jì)算和輸出比例因子。
12. 如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述輸入信號轉(zhuǎn)換器包括第一輸入信號轉(zhuǎn)換器，用于通過使用由所述第一比例因子計(jì)算器計(jì)算出的比例因子值來定標(biāo)第 一重復(fù)部分；第二輸入信號轉(zhuǎn)換器，用于通過使用由所述第二比例因子計(jì)算器計(jì)算出 的比例因子值來定標(biāo)第二重復(fù)部分；和并行/串行轉(zhuǎn)換器，用于將由所述第一和第二輸入信號轉(zhuǎn)換器輸出的定標(biāo) 信號排列成序列，并發(fā)送該序列。
13. —種用于調(diào)整數(shù)字通信系統(tǒng)中解碼器輸入信號的動態(tài)范圍的方法， 該方法包括以下步驟(a) 通過測量所接收的分組數(shù)據(jù)的動態(tài)范圍和計(jì)算相應(yīng)的比例因子來 創(chuàng)建量化電平；和(b) 通過創(chuàng)建量化信號、根據(jù)所述比例因子定標(biāo)所接收的數(shù)據(jù)信號來 轉(zhuǎn)換輸入信號。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，還包括通過使用基于由合并器輸出的 分組的重復(fù)次數(shù)和比例因子預(yù)先準(zhǔn)備的ROM表來計(jì)算和輸出量化電平。
15. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中步驟(a)包括根據(jù)從外部輸入的分組信息內(nèi)的分組碼字重復(fù)次數(shù)從合并的信號中檢 測重復(fù)部分；計(jì)算所接收的數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，以便測量所接收的分組信號的動態(tài)范圍；將所計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)偏差乘以輸入的比例因子系數(shù)，并將作為結(jié)果的乘積除 以2有效比特?cái)?shù)，以便計(jì)算比例因子值；和通過使用所計(jì)算的比例因子值來定標(biāo)所述重復(fù)部分。
16. 如權(quán)利要求13所述的方法，;其中步驟(a)包括根據(jù)分組信息內(nèi)的分組碼字重復(fù)次數(shù)從合并的信號中檢測第 一和第二 重復(fù)部分；根據(jù)重復(fù)部分檢測結(jié)果選擇性地計(jì)算第 一或第二重復(fù)部分中的數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，以便測量所接收的分組信號的動態(tài)范圍；將所述標(biāo)準(zhǔn)偏差乘以輸入的比例因子系數(shù)，并將作為結(jié)果的乘積除以2 有效比特?cái)?shù)，以便計(jì)算比例因子值；并且步驟(b )包括通過使用所計(jì)算的比例因子值來定標(biāo)關(guān)于所接收的信號的所述第一或 第二重復(fù)部分；和將定標(biāo)的信號排列成序列，并發(fā)送該序列。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中，在4企測第一和第二重復(fù)部分的 步驟中，通過使用數(shù)據(jù)速率控制值和所接收的時(shí)隙數(shù)從所接收的分組中檢測 具有不同碼字重復(fù)次數(shù)的兩個(gè)部分。
18. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述分組信息包括分組的發(fā)送 時(shí)隙的總數(shù)、碼字比特?cái)?shù)和調(diào)制階數(shù)。
19. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中，在選擇性地計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差的步 驟中，計(jì)算關(guān)于所有所接收的分組的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
20. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中，在選擇性地計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差的步 驟中，計(jì)算關(guān)于所接收的分組的有限部分的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并將其應(yīng)用到所有分 組。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于在數(shù)字通信系統(tǒng)中有效調(diào)整輸入到解碼器的信號的量化間隔的設(shè)備和方法。該設(shè)備包括量化電平發(fā)生器，用于測量所接收的分組數(shù)據(jù)的動態(tài)范圍并計(jì)算相應(yīng)的比例因子；和輸入信號轉(zhuǎn)換器，用于根據(jù)該比例因子來定標(biāo)所接收的數(shù)據(jù)信號，以輸出量化信號。
文檔編號H04L27/00GK101159726SQ20071013795
公開日2008年4月9日 申請日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者宋泰益 申請人:三星電子株式會社