專利名稱：用于無線通信中的接收分集控制的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及無線通信并且更具體地涉及在無線通信系統(tǒng)中的多天線接收 分集。
背景技術(shù)：
多天線接收分集指的是在無線通信設(shè)備中處理在多個接收鏈(receive chain)中 的多個接收信號。至少兩個天線向接收器單元提供了兩個不同的輸入信號，由此向通信鏈 路提供了所接收的信號分集。特別地是，由于每個多路徑不同地出現(xiàn)在每個天線上，所以多 個天線提供了空間分集。因此，多路衰減效應(yīng)在接收路徑之間并沒有被強有力地彼此相關(guān)。 結(jié)果，接收分集改進了呼叫和數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量并且還增加了網(wǎng)絡(luò)容量。組合多個接收器鏈的輸出以便在解碼之前更好地估計符號。在本領(lǐng)域中已知的組 合方法包括但不局限于最小均方誤差(Minimum MeanSquared Error MMSE)合并、最大比率 合并、等增益合并和選擇合并。多天線接收分集的主要缺點在于每個接收器鏈都消耗電力， 特別是在射頻(RF)和該鏈的模擬部分中。多天線接收分集能夠顯著地增加前向鏈路容量。容量增加可以被轉(zhuǎn)化為更高的吞 吐量、更低的基站發(fā)送功率、更低的誤幀率(FER)或其組合。接收分集的一個缺點是用于實 現(xiàn)并操作這種接收器的功率成本。另外，可能并不總是利用甚至需要接收分集的好處。在本領(lǐng)域中需要一種控制方法和設(shè)備，用于當諸如更大的鏈路容量、更高的吞吐 量、更低的發(fā)射功率和更低的錯誤率之類的好處可用時使用多天線接收分集，并且當所述 好處不證明更高的功率成本是合算的時不使用多天線接收分集。因而，需要能夠控制接收 分集以便在無線通信裝置中優(yōu)化在接收分集的好處和接收分集的功率消耗之間的權(quán)衡。

發(fā)明內(nèi)容
—種移動裝置包括接收器單元，該接收器單元具有實現(xiàn)多天線接收分集的至少兩 個接收器。被耦合來控制接收器的控制單元產(chǎn)生至少一個網(wǎng)絡(luò)容量指示器，該指示器測量 至少一個網(wǎng)絡(luò)資源的分配?？刂茊卧€產(chǎn)生至少一個質(zhì)量指示器，其測量在移動裝置和網(wǎng) 絡(luò)之間業(yè)務(wù)鏈路的性能。控制單元根據(jù)網(wǎng)絡(luò)容量指示器和質(zhì)量指示器來有選擇地控制該接 收器單元應(yīng)用多天線接收分集模式。在一個實施例中，被連接到控制單元的計時器單元能 夠在一定時段內(nèi)啟用接收分集。在另一實施例中，控制單元對來自在移動裝置上操作的應(yīng) 用的輸入作出響應(yīng)。在另一實施例中，控制單元監(jiān)視移動裝置的操作狀態(tài)的狀態(tài)信息，并且 根據(jù)該狀態(tài)信息來控制接收分集的應(yīng)用。



圖1是其中可以使用多天線接收分集的無線通信網(wǎng)絡(luò)100的實例；圖2是具有兩個或多個天線和兩個或多個接收器的部分移動站的示意圖；圖3示出了依照一個實施例的分集控制單元的框圖；圖4是用于示出多天線接收分集考慮事項的框圖；圖5是依照一個實施例的分集控制的流程圖；圖6是示出用于應(yīng)用多天線接收分集的一個實施例的流程圖；圖7示出了用于考慮多個指示器來控制多天線接收分集的一個實施例；圖8是示出被實現(xiàn)來改進接收開銷或控制消息的多天線接收分集控制的一個實 施例的流程圖；圖9示出了分集控制方法的可選實施例。
具體實施例方式圖1是其中可以使用多天線接收分集的無線通信網(wǎng)絡(luò)100的實例。移動站110可 以是移動或靜止的，并且它可以與一個或多個基站120通信。移動站110，這里也被稱為“移 動體(mobile) ”，通過連接到基站控制器130的一個或多個基站120發(fā)送和接收語音或數(shù)據(jù) 或者它們兩者?；?20和基站控制器130是被稱作接入網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)的組成部分?；究?制器130連接到有線線路網(wǎng)絡(luò)140。然后接入網(wǎng)絡(luò)向基站120以及在基站120之間傳輸語 音或數(shù)據(jù)。接入網(wǎng)絡(luò)可以進一步被連接到該接入網(wǎng)絡(luò)之外的附加網(wǎng)絡(luò)，諸如有線電話系統(tǒng)、 公司內(nèi)部網(wǎng)或因特網(wǎng)，所有這些網(wǎng)絡(luò)可以組成有線線路網(wǎng)絡(luò)140的一部分。接入網(wǎng)絡(luò)可以 在每個訪問移動站110和這種外部網(wǎng)絡(luò)之間傳輸語音和數(shù)據(jù)。已經(jīng)與一個或多個基站120建立活動業(yè)務(wù)信道(active trafficchannel)連接的 移動站110被稱作活動移動站，并且被認為處于業(yè)務(wù)狀態(tài)。處于與一個或多個基站120建 立活動業(yè)務(wù)信道連接過程中的移動站110被認為處于連接建立狀態(tài)。由移動站110所使用 的向基站發(fā)送信號的通信鏈路被稱作反向鏈路150?；居脕硐蛞苿诱景l(fā)送信號的通信鏈 路被稱作前向鏈路160。多天線接收分集可以顯著地增加無線通信系統(tǒng)的前向鏈路容量。注意，遍及此說 明書，術(shù)語“接收器分集”也被用來指“接收分集”。雖然多天線接收分集導(dǎo)致開銷成本，然而 無線系統(tǒng)的操作環(huán)境可以通過簡單地操作單個接收器鏈來實現(xiàn)啟用多天線接收分集操作 的好處。為了平衡降低功率使用的目標同時利用在這種環(huán)境中多天線接收分集的好處，希 望在移動站110中控制多天線接收分集操作。多天線接收分集控制可能會操作來當其只提 供少量好處時關(guān)閉接收分集，并且由此節(jié)約電能，并且當它可能是有益的時打開接收分集。目前描述的實施例包括用于控制多天線接收分集的應(yīng)用的方法和設(shè)備，以用于節(jié) 約電能同時在需要時能夠保留接收分集的好處的目的。如在此所述，在其它準則之間，響應(yīng) 于操作條件、傳輸要求和用戶設(shè)置來控制多天線接收分集。用于啟用或禁止接收分集操作 的特定條件取決于如在此所述的移動體操作的標準。這里所描述的用于控制移動多天線接收分集的方法適用于使用不同多路訪問配 置的任何無線通信系統(tǒng)，諸如，但不局限于碼分多址(CDMA)、頻分多址(FDMA)、正交頻分 多路復(fù)用(OFDM)或時分多址(TDMA)。CDMA多路訪問配置的例子包括但不局限于TIA/EIA/IS-95、TIA/EIA/IS-2000 或 cdma2000、lxEV-DO、lxEV_DV、802. 11a,802. lib,802. llg、 802. IlruWIMAX和WCDMA。這里所描述的實施例可以用于任何無線系統(tǒng)，其中無線系統(tǒng)具有 連接到兩個或多個操作接收器的兩個或多個天線(即，在給定通信配置的移動站中，一個 接收器加上一個或多個分集接收器)。 圖2是具有兩個或多個天線和兩個或多個接收器的部分移動體200的示意圖。移 動體200可以類似于圖1中的移動站110。其中這里所描述的具體實施例相對于兩個的分 集度來描述，(即兩個天線、兩個接收器或兩個接收器鏈)，這些實施例用于清楚描述而并 不意味著排除其它分集度。這里所描述的本發(fā)明適用于具有兩個或更多天線和兩個或更多 接收器或兩個或更多接收器鏈的多天線接收分集。在此公開中，術(shù)語“多天線接收分集”或 “接收分集”意思是處理從兩個不同的天線所接收的兩個信號以便提取所發(fā)送的信息(例 如，語音或數(shù)據(jù))。術(shù)語“接收器”用來表明主要的接收器鏈，以及用于接收操作的部分接收 器鏈，無論在那時是否使用多天線接收分集。術(shù)語“分集接收器”表明附加接收器、接收器 鏈或部分附加接收器鏈，用于當多天線接收分集可操作時提供分集。因此，具有兩分集度的 通信裝置具有兩個天線，一個接收器加上一個分集接收器。此外，接收器、接收器鏈或部分 接收器鏈可以被集成到單芯片中或分布在多個芯片中。接收器、接收器鏈或部分接收器鏈 也可以連同無線裝置的其它功能一起被集成到芯片中。在圖2所圖示的一個實施例中，當一個或多個分集接收器(220，230或240)能夠 結(jié)合接收器210操作時啟用多天線接收分集。接收器210和分集接收器(220，230和240) 向解調(diào)器/合并器250提供輸入。接收器210可以包括接收器的RF模擬前端部分以及其 它功能和操作，包括RF、模擬、解調(diào)、解碼及依照任何組合的其它接收器任務(wù)。解調(diào)器/合 并器250合并接收器210和分集接收器220-240的輸出，并且向解碼器260提供輸出符號。 注意，當禁止多天線接收分集時，接收器210繼續(xù)向解碼器260提供輸出。解碼器260把該 符號轉(zhuǎn)化為比特。向數(shù)據(jù)宿/應(yīng)用280提供該比特。分集控制單元270從解調(diào)器/合并器250或解碼器260或它們兩個的輸出中接收 指示器。分集控制單元270也接收了下面將要描述的其它指示器。如圖2的實施例中所示 的分集控制單元270使用符號和比特來確定是開啟還是關(guān)閉多天線接收分集。此外，分集 控制單元270獨立地或組合地使用各個其它操作條件和設(shè)置。分集控制單元270向分集接 收器220-240輸出控制信號295以便控制它們各自的操作。控制信號295可以是單個或多 個信號。此外，控制信號295可以是用于每個分集接收器220-240的獨立信號，或者可以是 用于所有分集接收器220-240的公共信號。還可以使用本領(lǐng)域中已知的各種技術(shù)來多路復(fù) 用、編碼或格式化控制信號295。在一個實施例中，可以使用計時器或時鐘272來實現(xiàn)用于接收分集操作的時段。 計時器272可以在分集控制被啟用并且保持預(yù)先確定或動態(tài)確定的時段時開始，在此之后 分集控制被禁止。注意，計時器272可以被實現(xiàn)來跟蹤分集控制以便優(yōu)化分集控制過程。依 照這種方式，計時器272可能會使分集控制單元270存儲操作的分集控制方案，使該分集控 制單元270預(yù)測將來的操作。例如，計時信息可以使分集控制單元270調(diào)整該時段，在該時 段之后分集被禁止。圖3示出了依照一個實施例的分集控制單元300的框圖。分集控制的方法也可以 分布于整個硬件和軟件。分集控制單元(DCU) 300具有用于指示器的多個輸入，它們是信道操作條件305、錯誤率310、信號強度測量315、功率控制參數(shù)320 (例如，功率控制子信道)、 電池電平讀數(shù)325、服務(wù)質(zhì)量要求330、應(yīng)用要求335、用戶設(shè)置340、更高層的控制345、發(fā)射 器控制350和導(dǎo)頻信道信息355。分集控制單元300向分集接收器輸出控制信號390，該分 集接收器諸如在圖2中所示的接收器220、230、240?？刂菩盘?90可以是用于所有分集接 收器的一個單信號，用于每個分集接收器的獨立信號，或控制信號的多路復(fù)用或編碼組合。 此外，分集控制單元300可以分別地或組合地對任何指示器操作。如圖所示，D⑶300的任 何輸入可以被輸入多次，諸如信號強度測量315。這里所描述的技術(shù)使用一個或多個指示器來確定是開啟還是關(guān)閉多天線接收分 集。圖4是用于示出多天線接收分集考慮事項的框圖。多天線接收分集控制400從網(wǎng)絡(luò)容 量指示器405、質(zhì)量(用戶體驗)指示器415和/或移動體電池電平指示器425中接收一 個或多個指示器。在某些實施例中，使用網(wǎng)絡(luò)容量指示器405來控制多天線接收分集的應(yīng) 用。在其它實施例中，使用也被稱為用戶體驗的質(zhì)量指示器415來控制多天線接收分集的 應(yīng)用。在其它實施例中，使用諸如移動體電池電平指示器425之類的其它考慮事項。在其 它實施例中，可以使用質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)容量、移動體中的電池電平及其它指示器的不同組合。通常，在確定是否應(yīng)用多天線接收分集時，考慮兩個網(wǎng)絡(luò)容量參數(shù)。一個參數(shù)識別 由網(wǎng)絡(luò)所分配的資源總量，并且第二參數(shù)識別移動體對網(wǎng)絡(luò)資源利用情況。如果網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng) 絡(luò)資源(例如傳輸功率)方面沒有遭受高負載，那么系統(tǒng)的確得益于應(yīng)用多天線接收分集。 在此條件下，該網(wǎng)絡(luò)具有用于向用戶分配更多功率的資源。結(jié)果，該系統(tǒng)不會得益于應(yīng)用多 天線接收分集。作為第二網(wǎng)絡(luò)容量考慮事項，如果移動體使用大量可用容量，那么該移動體 開啟多天線接收分集。如果移動體使用少量的網(wǎng)絡(luò)可用容量，那么該系統(tǒng)不會得益于應(yīng)用 多天線接收分集。在發(fā)送語音的無線系統(tǒng)的一個實施例中，使用網(wǎng)絡(luò)資源負載和移動體對 網(wǎng)絡(luò)資源的利用兩者來判定是否開啟多天線接收分集。因而，如果移動體正在使用大量的 網(wǎng)絡(luò)容量并且系統(tǒng)無法承擔提供該容量，那么該系統(tǒng)得益于應(yīng)用多天線接收分集。圖5是依照一個實施例的分集控制的流程圖。在步驟410中，所述方法選擇一個 或多個指示器來分別地或組合地用于控制判定。下面將描述用于各個指示器的不同的指示 器選擇。在步驟420，所述方法建立指示器參數(shù)，包括選擇閾值，在該閾值啟用或禁止多天線 接收分集。在步驟430，所述方法在無線通信裝置操作期間監(jiān)視至少一個網(wǎng)絡(luò)容量指示器和 至少一個質(zhì)量指示器。在步驟440，所述方法判定指示器、指示器的組合、指示器的功能或作 為指示器的組合是否違反了分集控制準則以致啟用或禁止多天線接收分集。如果該指示器 并不屬于啟用多天線接收分集的范圍或禁止多天線接收分集的范圍，那么在步驟430，該指 示器繼續(xù)被監(jiān)視。如果指示器的確屬于啟用范圍或禁止范圍，那么在步驟450啟用或禁止 多天線接收分集，并且在步驟430，該裝置繼續(xù)監(jiān)視該指示器。在一個實施例中，利用所選擇 的分集控制判定指示器和參數(shù)來配置移動站。在另一實施例中，移動站響應(yīng)于操作條件來 確定這些指示器和/或參數(shù)。已經(jīng)與一個或多個基站建立活動業(yè)務(wù)信道連接的無線裝置被認為處于業(yè)務(wù)狀態(tài)。 在業(yè)務(wù)狀態(tài)中，無線裝置主動地接收并發(fā)送語音或數(shù)據(jù)或它們兩者。分集控制算法操作可 以取決于是使用語音還是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，算法可能需要更主動地開啟接收分集。 在一個實施例中，這可以通過與語音相比對于數(shù)據(jù)使用不同的閾值組來實現(xiàn)。然而，實質(zhì) 上，語音和數(shù)據(jù)兩者可以使用類似的指示器來控制分集。在業(yè)務(wù)狀態(tài)中，接收分集被開啟以便在必要時向系統(tǒng)提供附加的前向鏈路容量，以便由于前向鏈路負載或由于不利的信道條 件而降低呼叫掉線的概率，并且以便滿足目標FER。所有這三個原因可能是高度相關(guān)的。例 如，只要滿足FER目標，那么呼叫掉線的概率就非常低。如果要求基站增加其發(fā)射功率以便 降低FER，那么前向鏈路容量可能會下降。移動站可以估計其前向鏈路功率使用和當前扇區(qū)負載來判定何時系統(tǒng)得益于可 以由多天線接收分集所提供的附加容量。系統(tǒng)容量信息并不直接可用于移動站；然而，移動 站可以使用可由其使用的指示器來估計系統(tǒng)的容量。這些指示器向移動站提供了用于開啟 或關(guān)閉多天線接收分集的手段。處于與一個或多個基站建立活動業(yè)務(wù)信道連接過程中的無線設(shè)備被認為處于連 接建立狀態(tài)。當無線設(shè)備處于連接狀態(tài)時，所述系統(tǒng)可以得益于啟用多天線接收分集。
在一個實施例中，移動站使用每干擾密度的每碼片能量，被作為Ec/Io給出，或每 噪聲密度的每碼片能量，被作為Ec/Nt給出，來作為指示器。這些分別表明了導(dǎo)頻能量與干 擾或噪聲的比率，如由移動站所見；這些比率值越低表明多天線接收分集可能會是有益的， 這是因為移動體相對于干擾或噪聲接收了較少的信號能量。注意，使用Ec/Io來確定移動 站是否在基站的范圍之內(nèi)。因為這些指示器可能波動，所以可以對這些指示器執(zhí)行濾波或 平均操作。例如，可以使用具有適當時間常數(shù)的這些指示器的有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器 或無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器。另一有用的質(zhì)量指示器是前向鏈路業(yè)務(wù)信道的FER。當錯誤數(shù)目在特定時間窗內(nèi) 經(jīng)過閾值時，多天線接收分集可以被開啟所指定的時間量或者直到FER降到可接受的閾值 以下。可以動態(tài)地實現(xiàn)多天線接收分集來實現(xiàn)所想要的FER。作為選擇，可以如下代替開 窗口來使用無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器IIR_FER_n = IIR_FER_(n_l)*A+current_frame_ status* (I-A)，其中，“η”是迭代指數(shù)，current_frame_status對通過的幀來說是0并且對 錯誤幀來說是1 ；并且A是IIR濾波器的時間常數(shù)。當?shù)玫降腎IR_FER_n超過閾值時，可以 開啟多天線接收分集。IIR實現(xiàn)方式提供了計算有效的實例；然而，可以實現(xiàn)FIR或任何其 它濾波、平均或平滑方法來用于多天線接收分集控制。可以借助各種手段來關(guān)閉多天線接收分集。在一個實施例中，多天線接收分集會 保持一段時間，在此之后多天線接收分集被關(guān)閉。在可選實施例中，根據(jù)諸如FER在“關(guān)閉” 閾值以下的給定準則來關(guān)閉多天線接收分集。注意，對于其它信道使用FER指示器可能產(chǎn) 生不同的閾值，這是因為每個信道可能具有不同的可接受的FER。除FER之外，分集控制可以響應(yīng)于在本領(lǐng)域中已知的各種瞬時錯誤和錯誤率中的 任何一個。此外，任何這些瞬時錯誤或錯誤率可以隔離地或結(jié)合任何其它瞬時錯誤或錯誤 率來使用。因此，多天線接收分集控制可以對幀錯誤、消息錯誤、比特錯誤、符號錯誤、高級 分組錯誤和突發(fā)錯誤(burst error)作出響應(yīng)。例如，可以在Viterbi或turbo解碼信道 之前計算符號錯誤率。這可以通過把所解碼的比特重新編碼為符號并且把這些重新編碼的 符號與所接收的符號相比較來實現(xiàn)?？梢詫Ψ柕腻e誤率以及任何其它瞬時錯誤或錯誤率 使用以上所描述的平滑和濾波方法。在業(yè)務(wù)信道中用于FER的方法也可以被擴展到其它信道。例如，可以使用控制信 道(諸如cdma2000信道中的前向?qū)Ｓ每刂菩诺?F_DCCH))的瞬時幀錯誤或FER來確定多 天線接收分集操作?？梢匀缟纤鰜硎褂妙愃频臑V波過程。此外，可以使用附加業(yè)務(wù)信道(諸如cdma2000中的前向輔助信道(F_SCH))的瞬時幀錯誤或FER來確定多天線接收分集?？蛇x實施例可以實現(xiàn)其它指示器；例如，一個實施例把前向功率利用估計結(jié)合為網(wǎng)絡(luò)容量指示器。在此實施例中，移動站估計對目標為該移動站的前向鏈路數(shù)據(jù)信道所分 配的功率比例。前向鏈路功率的估計可以涉及總計前向鏈路功率，總計前向鏈路功率只考 慮分配給特定移動站的功率或者可以包括對其它移動站的功率測量。功率計算可以參考諸 如導(dǎo)頻或訓(xùn)練序列的已知參考信號。例如，指示器可以把業(yè)務(wù)信道功率的估計體現(xiàn)為導(dǎo)頻 信道功率。于是分集控制算法當量度超過給定閾值時可以開啟接收分集并且當量度低于給 定閾值時關(guān)閉分集。在可選實施例中，前向信道質(zhì)量的估計被用作接收分集控制指示器。在此實施例 中，根據(jù)諸如導(dǎo)頻或訓(xùn)練序列的已知參考信號來導(dǎo)出前向信道質(zhì)量。在又一實施例中，前向信道質(zhì)量的估計被用作指示器，其中從所解調(diào)的諸如導(dǎo)頻 或訓(xùn)練序列的參考信號的信號噪聲的估計來導(dǎo)出該前向信道質(zhì)量。特別地，此實施例可以 把噪聲功率的估計應(yīng)用到導(dǎo)頻信道功率。再者，分集控制算法在量度超過給定閾值時可以 開啟分集，并且當量度低于給定閾值時關(guān)閉分集。諸如cdma2000的許多無線標準使用功率控制來調(diào)制移動站和基站的發(fā)射功率以 便在改變的操作條件下滿足目標性能準則，同時提供了增加的網(wǎng)絡(luò)容量。在一個實施例中， 分集控制單元270使用前向鏈路外環(huán)功率控制的設(shè)置點來導(dǎo)出指示器。外環(huán)功率控制設(shè)置 點，典型地被作為每噪聲能量的每比特能量或Eb/No給出，提供了在移動站的接收器的給 定要求用以建立用于前向鏈路的目標以便滿足FER要求。前向鏈路功率控制設(shè)置點為高值 表明移動體需要更高的Eb/No來實現(xiàn)目標FER。在此情況下移動站可以得益于多天線接收 分集，這是因為兩個或多個接收鏈的組合降低了在接收器所要求的信噪比(SNR)的量。分集控制還可以使用前向鏈路內(nèi)部功率控制判定。內(nèi)部功率控制判定涉及由移動 站向基站所發(fā)送的命令，來降低或增加前向鏈路業(yè)務(wù)信道功率以便在移動站滿足Eb/No設(shè) 置點。使用向下命令來降低功率，并且使用向上命令來增加功率。這些命令應(yīng)當在合理長 的時間幀上具有零平均值。如果平均值在向上方向偏離零，那么這表明基站不能補償環(huán)境 條件。此指示器是特別有用的，這是因為一串向上命令不僅表明移動站需要更多功率，而且 表明因為被分配給移動體的前向鏈路業(yè)務(wù)信道功率處于最大值，或者因為基站的扇區(qū)已經(jīng) 用盡了總的功率容量，所以基站不能提供更多功率。這兩個條件表明需要多天線接收分集 來降低前向鏈路上的系統(tǒng)負載。對于此實施例，系統(tǒng)使用快速的前向功率比特作為指示器來開啟或關(guān)閉接收器分 集。如果移動裝置發(fā)送大比例的向下命令(即，用于降低前向鏈路功率的命令)，那么這表 明網(wǎng)絡(luò)正在向移動體分配最低的功率量。在此方案下，由于網(wǎng)絡(luò)并不得益于接收器分集的 激活，所以關(guān)閉接收器分集。在一個實施例中，當確定百分比的功率命令是向下命令時移動 體可以關(guān)閉接收器分集。類似地，分集控制可以使用反向鏈路功率控制設(shè)置點或判定。反向鏈路功率控制 設(shè)置點和判定與前向鏈路上的信道操作條件相關(guān)。反向鏈路功率控制命令被周期性地發(fā)送 到移動站并且可以用于分集的控制判定。在可選實施例中，分集控制還可以使用在前向鏈路外環(huán)功率控制的當前設(shè)置點和 從基站所接收的估計的信噪比之間的差(或差的FIR或IIR濾波)。該差應(yīng)當在合理長的時間幀上具有零平均值。如果這在設(shè)置點高于所接收Eb/No的方向上偏離了零，那么它表 明系統(tǒng)不能補償環(huán)境條件。分集控制可以使用活動集中的導(dǎo)頻數(shù)目作為指示器。較高的導(dǎo)頻數(shù)目可以表明更 混亂的環(huán)境并因而增加了將來出現(xiàn)錯誤的概率。此指示器可以被直接用來控制多天線接收 分集，或者可以用來改變其它指示器的閾值，諸如Ec/Io以上。
此外，搜索器所發(fā)現(xiàn)的未被解調(diào)的導(dǎo)頻數(shù)目在沒有被耙指(finger)的相干解調(diào) 利用的情況下向系統(tǒng)增加了干擾。如先前指示器一樣，其也可以被直接用來或可以用來改 變另一指示器的閾值?；顒蛹袑?dǎo)頻數(shù)目的增加還可以得益于短時間地開啟多天線接收分集，在該短時 間內(nèi)增加了活動集的大小。這可以有助于呼叫質(zhì)量。分集控制還可以對應(yīng)用或用戶的特定要求作出響應(yīng)。例如，某些流式(streaming) 視頻或多媒體應(yīng)用可能要求更高的數(shù)據(jù)速率、更低的等待時間、恒定的比特率與低錯誤的 結(jié)合。諸如網(wǎng)絡(luò)瀏覽或FTP下載之類的突發(fā)性應(yīng)用也可以通過啟用更高的傳輸速率來連續(xù) 地得益于接收分集?？梢允褂脕碜詰?yīng)用層的更高層控制或使用用戶設(shè)置來為這種應(yīng)用啟用 分集控制。這種更高層的控制也可以來源于發(fā)射器。發(fā)射器事先知道數(shù)據(jù)有效負載要求?？?以通過各種方法來運用較高層控制以便通過業(yè)務(wù)信道或控制信道發(fā)送在本領(lǐng)域中所知的 控制信號。在另一實施例中，發(fā)射器可以在物理層控制多天線接收分集。這種應(yīng)用要求可以與服務(wù)質(zhì)量要求相符。應(yīng)用或訂戶可以要求諸如低等待時間、低 錯誤或高速度之類的某些性能要求。在特定的實施例中，分集控制可以對這些要求作出響應(yīng)。在又一實施例中，可以響應(yīng)于電池讀取來進行接收分集控制判定。特別地，電流水 平或電池能量水平的測量可能表明需要節(jié)省功率。當電池充電相對滿時，對于其它指示器 可以有激活多天線接收分集的較低閾值。較低的電池電平可能導(dǎo)致需要較高的閾值來激活 接收分集，或者表明應(yīng)當關(guān)閉接收分集。在一個實施例中，一旦收到物理層分組就開啟多天線接收分集。同時，設(shè)置計時 器。對于所接收的每個連續(xù)分組，復(fù)位計時器。當計時器期滿時，關(guān)閉接收分集。此過程可 以在不明確地識別驅(qū)動應(yīng)用的情況下簡化監(jiān)視接收分集控制的任務(wù)，同時確保對于分組數(shù) 據(jù)啟用多天線接收分集。圖6是示出用于應(yīng)用多天線接收分集的一個實施例的流程圖。在接收分集控制中 所使用的所有指示器可以得益于在圖6中所示出的控制過程?？刂七^程保留兩個閾值Tmin 和1_。作為一個例子，使用用于發(fā)信號表明需要分集處于較低值(諸如Ec/Io)的指示器。 在步驟500，該過程把分集控制狀態(tài)初始化為開啟或關(guān)閉。在步驟514，該過程設(shè)置并監(jiān)視 指示器或指示器的組合。在步驟522，該過程把指示器與Tmin相比較。當指示器小于或等 于Tmin時，在步驟532開啟分集。如果指示器小于Tmin，在步驟542，該過程監(jiān)視指示器。如 果在步驟542該指示器大于Tmax，那么在步驟552分集被禁止或者繼續(xù)處于禁止模式?？梢?根據(jù)諸如移動站速度的環(huán)境條件來調(diào)整閾值?？梢允褂寐窂降乃p頻率或其它指示器來估 計移動站的速度。對于發(fā)信號表示需要分集處于更高值的指示器來說，諸如FER，可以切換 Tmin和Tmax的角色。對于啟用和禁止分集控制來說保留獨立的閾值消除了某些操作條件和 變化會導(dǎo)致連續(xù)開啟和關(guān)閉多天線接收分集的可能。
在另一實施例中，多天線接收分集當被開啟時，可能被迫在最小時間量內(nèi)繼續(xù)保 持，而不管所觀察的指示器的狀態(tài)。這可能會防止切換接收分集的開啟和關(guān)閉太快。快速 切換接收分集的開啟和關(guān)閉對系統(tǒng)可能是有害的。最小持續(xù)時間可以是恒定的或者可以根 據(jù)一個或多個指示器改變?？梢越M合以上指示器中的兩個或多個以便更好或更及時地對控制接收分集作出 判定。例如，可以組合地使用當前幀錯誤和當前Ec/Io測量來控制分集?？梢怨铝⒌鼗蚪Y(jié) 合其它指示器來使用用于接收分集控制的任何指示器。作為選擇，可以使用一些指示器來調(diào)整其它指示器的閾值。例如，可以如下使用活 動集中的導(dǎo)頻數(shù)目來調(diào)整用于FER的閾值 多天線接收分集的控制可以比簡單的開啟或關(guān)閉判定更加復(fù)雜。例如，接收分集 控制可以使用多值的閾值函數(shù)來根據(jù)指示器的值或指示器的函數(shù)開啟或關(guān)閉多個分集接 收器的子集。換句話說，分集控制的特定實施例可以被配置為其中并非所有分集接收器被 一次開啟或關(guān)閉。開啟或關(guān)閉多個分集接收器的子集使得能夠在接收器分集的好處和功率 消耗之間進行更精細的權(quán)衡。分集控制的又一實施例可以通過控制分集接收器本身的功率消耗來控制在接收 器分集和功率消耗之間的權(quán)衡。例如，通過調(diào)諧對RF的供電和分集接收器鏈中的模擬分 量，可以對于該鏈中的功率消耗權(quán)衡分集接收器的線性度或靈敏度。利用Ix EvDO來使用多天線接收分集控制的另一實施例。在IxEVDO中，移動體可 以處于兩種狀態(tài)之一空閑狀態(tài)(Idle State)或連接狀態(tài)(Connected State)。在空閑狀 態(tài)中，移動體具有與基站的主動會話但是并不與基站通信。它只解碼控制信道消息。在連 接狀態(tài)中，移動站處于與基站的主動連接中并且在基站的功率控制下。在空閑狀態(tài)中，移動站具有主動會話(active session)但是并不與基站通信，由 此該移動站只監(jiān)視控制或開銷消息。在此狀態(tài)中，移動站可以進入睡眠模式達一定的持續(xù) 時間。睡眠時間的持續(xù)時間可以由支持具體協(xié)議的標準或規(guī)范來定義。睡眠時間的持續(xù)時 間可以由基站向移動站表明。在空閑狀態(tài)中，移動站可以開啟分集來降低控制信道消息的 消息錯誤率。移動站可以使用以下指示器來控制空閑狀態(tài)中的分集操作1)控制消息的瞬 時幀錯誤；或2)前向鏈路(FL)的信道質(zhì)量測量。在第一種情況下，如果在給定時間窗內(nèi)檢 測到一個或多個錯誤，那么可以對于可調(diào)數(shù)目的連續(xù)控制消息開啟分集。在一個實施例中， 控制消息在控制信道上被發(fā)送。注意，分集控制可以被實現(xiàn)來降低其它開銷信道的FER。當 分集控制使用移動站的Ec/Io或Ec/Nt或SINR估計時，這些指示器可能遭受很大改變。從 而可以利用適當?shù)臅r間常數(shù)或時間窗大小來使用這些指示器的FIR或IIR濾波版本。圖7圖示了用于考慮多個指示器來控制多天線接收分集的一個實施例。在步驟 802接收器計算FER?？梢栽跁r間窗內(nèi)或使用IIR濾波來確定FER。在判定菱形塊810，接 收器確定FER是否大于閾值TFEK。如果所測量的FER大于Tfek，那么處理繼續(xù)至步驟812以 便計算信道質(zhì)量(Channel Quality CQ)。在步驟816，如果信道質(zhì)量小于閾值TeQ，那么在 步驟818接收器開啟分集。返回到判定菱形塊810，如果FER不大于TFEK，那么處理繼續(xù)至步驟814以便關(guān)閉多天線接收分集。在一個實施例中，信道質(zhì)量測量是Ec/Io?？蛇x實施例 可以組合任何多種指示器。這些指示器可以存在或被評估以便有效、及時地控制接收分集。
圖8是示出被實現(xiàn)來改進接收開銷或控制消息的多天線接收分集控制的一個實 施例的流程圖。該過程在步驟700以分集被關(guān)閉開始。在步驟710移動站接收控制消息。 在步驟720解碼控制消息。如果在判定菱形塊730控制消息被成功地解碼，那么處理繼續(xù) 至步驟710。否則，處理繼續(xù)至判定菱形塊740以便確定信道質(zhì)量是否在閾值以下。在一個 實施例中，由SINR來測量信道質(zhì)量。如果在判定菱形塊740信道質(zhì)量在閾值以下，那么在 步驟750，處理會開啟多天線接收分集控制。否則，處理返回到步驟710。如上文所論述，一旦多天線接收分集控制被啟用(即開啟)，那么移動站可以使用 各種準則來禁止分集，包括但不限于1)時段期滿，該時段可以是分集控制指示器的函數(shù)； 2) SINR ；或3)其組合。在支持高分組數(shù)據(jù)速率發(fā)送的系統(tǒng)中，諸如支持IS-856規(guī)范的IxEvDO系統(tǒng)中，可 以在空閑狀態(tài)中開啟接收分集控制。分集可以繼續(xù)一定時段。這種時段可以或可以不取決 于指示器。類似地，分集可以保持直到SINR超過更高閾值。交替地，多天線接收分集控制 可以被開啟直到滿足多個準則。在連接狀態(tài)中，移動站與基站處于主動通信(activecommunication)，并且基站向 移動站主動地提供功率控制指令。在支持IS-856的系統(tǒng)中，基站并不改變被分配給移動站 的功率；相反地，基站的所有功率在給定時間被指向單個移動站。使用能夠啟用分集的移動 體，與非分集移動體相比較，更多數(shù)據(jù)可以在給定時段被轉(zhuǎn)送。結(jié)果，當與能夠啟用分集的 移動站通信時基站部分容量增加。在諸如文件傳輸協(xié)議(FTP)應(yīng)用或網(wǎng)絡(luò)瀏覽器應(yīng)用之類 的突發(fā)性通信業(yè)務(wù)應(yīng)用中，關(guān)閉分集可能并不是有益的。通過開啟分集，可以在更短時間內(nèi) 下載數(shù)據(jù)；更快的下載可以降低用于下載數(shù)據(jù)的功率。例如，下載到非分集移動體可能花費 更長時間并增加傳輸功率。另一方面，如果移動站從事于恒定的數(shù)據(jù)速率應(yīng)用，諸如流式應(yīng)用，那么有選擇地 開啟并關(guān)閉分集可能是有益的。在此情況下，通過增加帶寬并不會減少下載內(nèi)容所花費的 時間量。當移動站運行恒定數(shù)據(jù)速率的應(yīng)用時，可以根據(jù)SINR的瞬時或濾波形式來控制接 收分集。此外，當移動站確定前向鏈路的信道質(zhì)量時，移動站使用此信息來確定可以在FL 上的移動站成功接收的最大數(shù)據(jù)速率。然后移動站以此最大速率向有效地請求數(shù)據(jù)的基站 發(fā)送數(shù)據(jù)速率控制(DRC)消息。DRC可以被用作前向鏈路信道質(zhì)量的指示器。在一個實施 例中，瞬時DRC值或DRC值的IIR濾波版本提供了前向鏈路質(zhì)量的指示，并且可以被用作分 集控制指示器。另一有用的指示器可以是瞬時DRC值或DRC值的IIR濾波版本乘以移動體 近來的服務(wù)率。所產(chǎn)生的乘積提供了可由移動體支持的數(shù)據(jù)速率上限，其中如果所產(chǎn)生的 乘積小于由恒定數(shù)據(jù)速率的應(yīng)用所要求的數(shù)據(jù)速率加上一定余量，那么可以開啟分集。圖9示出了分集控制方法的可選實施例。如果在判定菱形塊800移動站涉及恒定 數(shù)據(jù)速率的應(yīng)用，那么處理繼續(xù)至步驟802以便監(jiān)視接收分集指示器。否則，在步驟806移 動站啟用分集。從步驟802繼續(xù)，當在步驟804移動站監(jiān)視多天線分集控制(Multi-anterma DiversityControl MDC)指示器并且檢測到在分集控制范圍內(nèi)的指示器值時，在步驟806 移動站啟用分集。否則，在步驟808移動站禁止分集。在連接狀態(tài)中所使用的指示器包括 但不局限于1)SINR，瞬時或IIR濾波；2) DRC值，瞬時或IIR濾波；或3)由服務(wù)率所標度的DRC值，其中DRC值可以是瞬時的或IIR濾波的。在一個實施例中，分集控制可以啟用多天線接收分集達最小時段，而不管所觀察 的指示器的狀態(tài)。這可能會進一步防止分集控制對于系統(tǒng)響應(yīng)而太過快速地切換分集的開 啟和關(guān)閉。換句話說，開啟分集或關(guān)閉分集要求一定時間。保持分集開啟或關(guān)閉的最小時 段可以是恒定的或可以根據(jù)一個或多個指示器而改變。在支持其它 規(guī)范的系統(tǒng)中可以使用分集控制的其它實施例，該規(guī)范諸如用于提供 高速數(shù)據(jù)傳送的cdma2000的Ix EvDV模式。利用IxEvDV,特別地是，移動站可以從事于高 速數(shù)據(jù)傳送，同時從事于語音通信。移動站可以被分配有以下一個或多個信道分組數(shù)據(jù)信道(F_PDCH)分組數(shù)據(jù)控制信道(F_PDCCH)可以使用以下指示器來控制接收分集F_PDCH 的幀錯誤或 FER。F_PDCCH 的幀錯誤或 FER。F_PDCH或F_PDCCH的符號錯誤率。以上描述給出了用于在無線設(shè)備中控制多天線接收分集的方法和設(shè)備?？梢皂憫?yīng) 于操作條件、傳輸要求和控制設(shè)置來控制分集。有選擇地啟用分集使接收器能夠得益于多 天線接收分集，同時當不必用分集來增強性能時避免導(dǎo)致附加的功率負擔。獨立地或結(jié)合 地使用操作條件、傳輸要求和控制設(shè)置來確定諸如更高鏈路容量、更高數(shù)據(jù)吞吐量、更低發(fā) 送功率和更低錯誤率的移動體多天線接收分集的好處是否保證了啟用分集的較高功率成 本的合理。本領(lǐng)域中的那些技術(shù)人員將理解可使用任何多種不同科技和技術(shù)表示信息和信 號。例如，可能在以上描述中被引用的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、比特、符號和碼片可由 電壓、電流、電磁波、磁場或粒子、光子或任何其組合進行表示。那些技術(shù)人員還可理解結(jié)合此處公開的實施例所描述的不同示例性邏輯塊、模 塊、電路和算法步驟可被實現(xiàn)為電子硬件、計算機軟件或兩者的組合。為了清楚地說明硬件 和軟件的可互換性，不同示例性組件、功能塊、模塊、電路和步驟已經(jīng)在上文以其功能性進 行了一般性說明。這樣的功能是否被實現(xiàn)為硬件還是軟件取決于施加于整體系統(tǒng)的特定應(yīng) 用和設(shè)計限制。熟練技術(shù)人員可為每一個特定應(yīng)用以多種方式實現(xiàn)上述功能，但這樣的實 現(xiàn)結(jié)果不應(yīng)該被理解為偏離本發(fā)明的范圍。結(jié)合本文公開的實施方式中描述的不同的說明性的邏輯方框、模塊以及電路可以 由設(shè)計來執(zhí)行這里所述功能的通用處理器、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)或者其它可編程的邏輯設(shè)備、分立的門或晶體管邏輯、分立的硬 件組件或其任意組合來實現(xiàn)或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器，但可選地，該處理器可以 是任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機。處理器也可以由計算設(shè)備的組合來實 現(xiàn)，諸如DSP和微處理器、多個微處理器、一個或多個結(jié)合DSP內(nèi)核的微處理器或其它這樣 的結(jié)構(gòu)的組合。結(jié)合在此公開的實施方式描述的方法或算法的步驟可以直接包含在硬件中、由處 理器執(zhí)行的軟件模塊中或者二者的組合中。軟件模塊可以駐留在隨機存儲器(RAM)、閃存、 只讀存儲器(ROM)、可擦可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦除只讀存儲器(EEPROM)、寄存器、硬盤、可移動磁盤、光盤只讀存取器(CD-ROM)或本領(lǐng)域已知的其它任何形式的存儲介 質(zhì)中?？梢詫⒌湫偷拇鎯橘|(zhì)連接到處理器，使得處理器可以從存儲介質(zhì)讀取信息以及向 存儲介質(zhì)寫入信息?？蛇x地，該存儲介質(zhì)可以集成到處理器中。處理器和存儲介質(zhì)可以存 在于ASIC中?？蛇x地，處理器和存儲介質(zhì)可位于用戶終端中作為分立組件。
提供在公開的實施例中的前述說明以使得本領(lǐng)域中的任何技術(shù)人員實現(xiàn)或使用 本發(fā)明。對這些實施例的不同更改對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是容易的，且此處定義的一 般原理可被施加到其它實施例，而不偏離本發(fā)明的精神或范圍。由此，本發(fā)明不被限制于此 處所示的實施例，符合與此處公開的原理和新穎特性相一致的最為廣泛的范圍。
權(quán)利要求
一種無線設(shè)備，其包括多天線接收分集單元，包括多個接收器，用于當啟用多天線接收分集模式時處理多個接收的信號；計時器單元，用于提供用來啟用所述多天線接收分集模式的時段；和控制單元，其被連接到所述多天線接收分集單元和所述計時器單元，用于產(chǎn)生至少一個指示器，用于基于所述時段的所述指示器來控制所述多天線接收分集模式的應(yīng)用。
2.一種無線設(shè)備，其包括多天線接收分集單元，包括多個接收器，用于當啟用多天線接收分集模式時處理多個 接收的信號；和控制單元，其被連接到所述多天線接收分集單元，用于接收來自在所述無線設(shè)備上操 作的應(yīng)用的輸入，用于基于所述輸入來控制所述多天線接收分集操作的應(yīng)用。
3.如權(quán)利要求2所述的無線設(shè)備，其中，所述輸入包括物理層分組，用于基于所述分組 中的信息來控制所述多天線接收分集操作的應(yīng)用。
4.如權(quán)利要求2所述的無線設(shè)備，其中，所述輸入包括數(shù)據(jù)速率控制消息，用于基于所 述消息來控制所述多天線接收分集操作的應(yīng)用。
5.一種無線設(shè)備，其包括多天線接收分集單元，包括多個接收器，用于當啟用多天線接收分集模式時處理多個 接收的信號；和控制單元，其被連接到所述多天線接收分集單元，用于監(jiān)視關(guān)于所述無線設(shè)備的操作 的狀態(tài)信息，并且用于基于所述狀態(tài)信息來控制所述多天線接收分集操作的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線設(shè)備，以及響應(yīng)于操作條件、傳輸要求和控制設(shè)置，在無線設(shè)備中受到控制的接收器分集。分集控制通過在給定條件時啟用接收分集來降低功率消耗。獨立地或結(jié)合地使用操作條件、傳輸要求和控制設(shè)置來確定諸如更高鏈路容量、更高數(shù)據(jù)吞吐量、更低發(fā)送功率和更低錯誤率之類的多天線接收分集的好處是否使分集的較高功率成本合理。
文檔編號H04B1/00GK101888265SQ201010225158
公開日2010年11月17日 申請日期2005年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月5日
發(fā)明者B·C·巴尼斯特, E·G·小蒂德曼, F·烏盧珀納爾, G·A·布賴特 申請人:高通股份有限公司