專利名稱：量化前向鏈路與反向鏈路信道之間平衡度的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明背景發(fā)明領域本發(fā)明總體涉及到維持無線網(wǎng)絡中語音質(zhì)量的電信系統(tǒng)和方法，并且特別涉及量化前向和反向鏈路的平衡度，以及由此量化語音質(zhì)量。
本發(fā)明的背景及目的蜂窩電信是有史以來增長速度最快，需求最迫切的電信應用之一。目前在全世界范圍內(nèi)的所有新增的電話業(yè)務預約中，它所占據(jù)的百分比一直高速、持續(xù)地增長。蜂窩網(wǎng)絡可以包括兩種不同的網(wǎng)絡。歐洲的蜂窩網(wǎng)絡使用全球移動通信系統(tǒng)(GSM)數(shù)字移動蜂窩無線系統(tǒng)。在美國，其蜂窩網(wǎng)絡還主要是傳統(tǒng)的模擬方式，但是最近的改進也在模擬網(wǎng)絡中引入了數(shù)字系統(tǒng)。這樣的一個北美蜂窩網(wǎng)絡就是D-AMPS網(wǎng)絡，該系統(tǒng)將隨后進行描述。
現(xiàn)在參考附

圖1，其中給出了D-AMPS公共陸地移動網(wǎng)絡(PLMN)(例如蜂窩網(wǎng)絡10)，該網(wǎng)絡又包括多個區(qū)域12，其中每一個區(qū)域內(nèi)包含有移動交換中心(MSC)14和一個集成的訪問者位置寄存器(VLR)16。該MSC/VLR區(qū)域12又包括多個位置區(qū)(LA)18，該區(qū)域被定義成給定的MSC/VLR區(qū)域12的一部分，移動臺(MS)20可以在其中自由移動，而不必向控制LA18的MSC/VLR區(qū)域12發(fā)送定位更新信息。
移動臺(MS)20可以是例如汽車電話或其它便攜式電話的物理設備，移動用戶可以使用它來通過有線或無線的方式與蜂窩網(wǎng)絡10、以及位于注冊網(wǎng)絡之外的其它用戶進行相互通信。MS20還包括用戶標識模塊(SIM)卡13或其它存儲設備，它們可以提供對用戶相關信息的存儲，例如用戶認證密鑰、臨時網(wǎng)絡數(shù)據(jù)以及業(yè)務相關數(shù)據(jù)(例如語言的首先項問題)。
每一個位置區(qū)12又可以被分為若干個小區(qū)22。MSC14與基站(BS)24進行通信(它是一個物理設備，在圖中為簡單起見用無線發(fā)射塔來表示基站)，后者向其所負責的小區(qū)22的地理區(qū)域提供無線覆蓋。BS24與MS20之間的無線接口采用時分多址(TDMA)方式在BS24與MS20之間傳送信息，其中每一個載波頻率承載一個TDMA幀。每一幀由八個時隙或物理信道組成。根據(jù)發(fā)送信息的類型，不同類型的邏輯信道可以被映射到物理信道中。例如語音是在被稱做“業(yè)務信道”(TCH)的邏輯信道中被傳送，而信令信息是在被稱做“控制信道”(CCH)的邏輯信道中被傳送。
再次參考圖1,PLMN服務區(qū)域內(nèi)或蜂窩網(wǎng)絡10內(nèi)包括一個歸屬位置寄存器(HLR)26，該寄存器是一個保存所有用戶信息的數(shù)據(jù)庫，例如用戶概要資料信息、當前位置信息、國際移動用戶標識(IMSI)號碼以及其它管理信息。HLR26可以與給定的MSC14位于同一地點，與MSC14集成在一起，或者也可以為多個MSC14提供服務，后一種方案見圖1。
VLR16是一個包含目前位于MSC/VLR區(qū)域12之內(nèi)的所有移動臺20的信息的數(shù)據(jù)庫。如果MS20漫游到一個新的MSC/VLR區(qū)域12內(nèi)，與MSC14相連的VLR16會向主HLR數(shù)據(jù)庫26請求有關該MS20的數(shù)據(jù)(同時通知HLR26有關該MS20的當前位置)。相應地，如果MS20的用戶接著想要發(fā)起呼叫，則本地VLR16內(nèi)將包含有必需的標識信息，因而不必重新訪問HLR26。在上述的方式中，VLR和HLR數(shù)據(jù)庫16和26分別包含各種與給定MS20相關的用戶信息。
目前，語音和數(shù)據(jù)在前向鏈路信道30中從BS24傳輸?shù)組S20的，在反向鏈路信道32中從MS20傳輸?shù)紹S24。前向30和反向32鏈路的語音質(zhì)量平衡是移動通信中的一個重要問題。蜂窩系統(tǒng)10中的一個重要設計準則是要求鏈路30和32上的質(zhì)量是相同的。鏈路30和32中的可被察覺到的語音質(zhì)量差異會引起用戶的不滿。因此，這種分析對于噪聲和干擾受限的系統(tǒng)來說都是很關鍵的。
數(shù)字蜂窩系統(tǒng)10中的語音質(zhì)量可以通過以下數(shù)量來測量例如幀刪除(即未被檢到的TDMA幀所占的百分比)以及誤比特率(BER)(即對錯誤編碼比特數(shù)量的估計)。為了測量BER，接收機(未畫出)接收通過前向30或反向32鏈路信道、以每一數(shù)據(jù)幀或脈沖的形式被傳輸?shù)木幋a比特，并且采用例如卷積譯碼算法對這些比特來譯碼。該算法還可以估計由信道所引入的錯誤數(shù)量。該BER的估計可以被看作是原始的BER。應該可以理解到由卷積譯碼器所估計出來的錯誤數(shù)量僅是實際BER的估計值。然而在某種程度上可以認為這種估計是可靠的，并且由于卷積編碼通常是所采用的最有效的編碼機制，所以BER可以被認為是語音質(zhì)量惡化的最佳估計。
目前，BER可以被映射到一個特定的BER等級(根據(jù)不同的標準，等級是不同的)。下面的表1中給出了D-AMPS(IS-136)以及全球移動通信系統(tǒng)(GSM)的相應BER百分比，其中分為八個BER等級(0-7)。
表1語音質(zhì)量到BER的映射
原始誤比特率(BER)在上面被量化為八個離散級別或等級。原始BER與BER等級是評定語音質(zhì)量的必要部分。與BER等級相比，實際的BER百分比的有利之處在于它是一個相對較好的、用于評估語音質(zhì)量的量度。由于BER等級是采用非線性比例尺的，所以把信息壓縮成為各個等級會導致信息的丟失，從而使得該方法不再適合使用。因此，用戶可能察覺不到等級1和2之間的差別。但另一方面，等級4和5之間的差別(2.5％BER對7.5％BER)則是十分顯著的。然而BER等級并不能向系統(tǒng)設計者提供有關語音質(zhì)量的準確清楚的描述。
為了保證主叫方和被叫方所感覺到的語音質(zhì)量基本上相同，需要對前向30和反向32鏈路中的BER進行平衡，例如使它們基本上相同。然而在很多情況下，前向30和反向32鏈路中的BER基本上是不相同的。例如，BS24典型地包含有兩副接收機天線用于分集，而發(fā)送天線只有一副。在小區(qū)22的某一區(qū)域內(nèi)，由于發(fā)送天線的位置并不是非常適合于小區(qū)22內(nèi)的該區(qū)域，所以前向鏈路30中的接收可能會很差，例如誤比特率(BER)很高，而與此同時，由于至少有一副接收天線相對小區(qū)22內(nèi)的同一區(qū)域位于令人滿意的位置上，所以反向鏈路32中的接收會很好，例如BER很低。因此為了維持系統(tǒng)內(nèi)鏈路30和32之間的平衡，必須要在小區(qū)22內(nèi)的每一個點上分析前向鏈路30和反向鏈路32中的BER。
這種分析鏈路平衡的方法之一是鏈路預算?；贐S24的發(fā)射功率PBS、BS24的接收機靈敏度SBS、MS20的發(fā)射功率PMS、MS20的接收機靈敏度SMS以及分集增益Gdiv等參數(shù)，鏈路預算可以允許計算最大可容忍的路徑損耗。BS24的發(fā)射功率可以從該系統(tǒng)的廠商那里得到，例如設備的性能特點。其它參數(shù)可以從系統(tǒng)說明文件中得到。為了確保兩個鏈路30和32中有相同的語音質(zhì)量，反向鏈路32中的最大允許路徑損耗應該等同于前向鏈路30中的最大允許路徑損耗。最大允許路徑損耗可以通過考慮BS24和MS20的最大發(fā)射功率以及接收機靈敏度來計算。在前向鏈路30中，該結(jié)果為｜PL｜FL=PBS-Lf+GBS-SMS+GMS[1]類似地在反向鏈路32中，系統(tǒng)10所能允許的最大路徑損耗是｜PL｜RL=PMS+GMS-SBS-Gdiv-Lf+GBS[2]其中GBS和GMS分別表示BS24和MS20的天線增益。對于平衡系統(tǒng)來說，需要采用前向30和反向32鏈路中最大允許路徑損耗的最小值來對路徑損耗進行平衡，例如利用PL=min(｜PL｜FL’｜PL｜RL)。因此在進行消除多余項之后，得到路徑平衡等式PBS-SMS=PMS-SPS-Gdiv[3]上述等式[3]表示調(diào)整BS24的功率，使得｜PL｜FL=｜PL｜RL’即使得前向鏈路30和反向鏈路32中的路徑損耗基本上是相同的。應該注意到的是上述等式僅僅在噪聲受限的情況下是正確的。如果系統(tǒng)中的干擾占據(jù)了主導地位，則等式[3]不再對路徑平衡有效。由于BS24在所有時隙中發(fā)送，所以通常前向鏈路30要比反向鏈路32更加易于產(chǎn)生干擾問題。因此語音質(zhì)量平衡是蜂窩系統(tǒng)10中的關鍵問題，而且語音質(zhì)量平衡可以隨著干擾電平值的波動而劇烈變化。這樣就非常需要注意這種變化，并且可以自適應地更新小區(qū)22的參數(shù)/特征，從而維持語音質(zhì)量平衡。
如上所述，通常去調(diào)整BS24的發(fā)射功率來維持路徑平衡。如果該調(diào)整要求減小BS24的發(fā)射功率，則可以很容易地實現(xiàn)。然而在增加發(fā)射功率之前就必須要加以小心，這是因為這樣的操作可以為TDMA/CDMA系統(tǒng)引入更大的共道/多址干擾。一旦系統(tǒng)設計者已經(jīng)調(diào)整了這些參數(shù)，其目的就是確定在前向30和反向32鏈路中的語音質(zhì)量是否平衡。
傳統(tǒng)的路徑平衡方法并不考慮兩個鏈路中的干擾電平值。這樣做的一個原因在于與測量反向鏈路中的干擾不同，通常系統(tǒng)工程師不太可能去測量前向鏈路干擾。因此工程師不能夠以適當?shù)姆绞綄@兩種鏈路進行平衡。通常工程師可以利用上述等式[3]或一個類似的方法，這些方法假設系統(tǒng)是噪聲受限的。然而由于這種方法中忽略了兩個鏈路中的干擾電平，所以該方法是次優(yōu)的。而且，這種現(xiàn)有的方法也不能使工程師有能力去統(tǒng)計地分析前向和反向鏈路的平衡度。
另外一種傳統(tǒng)的評定語音質(zhì)量平衡的技術包括將前向30和反向32鏈路中的語音質(zhì)量繪制為一個時間函數(shù)。然而這種圖表并不能夠產(chǎn)生有意義的信息，因為這種圖是一個對于蜂窩網(wǎng)絡設計者很重要的語音質(zhì)量的統(tǒng)計。這么說是由于前向30和反向32鏈路處于兩個不同的無線頻率中，所以前向30和反向32鏈路要經(jīng)歷獨立的短期衰落。結(jié)果是，只要考慮短期衰落，則兩個鏈路30和32中的BER就是獨立的。因此唯一能夠評定語音質(zhì)量平衡的精確方法就是對信息進行統(tǒng)計分析。
另外一個比較前向30和反向32鏈路中語音質(zhì)量的已知方法是比較前向30和反向32鏈路中語音質(zhì)量的累積分布(CDF)，見圖2。由圖2中所給出的示例可以看到，反向鏈路32中低BER等級測量占據(jù)的比例要大一些，這也就表明在鏈路32中的性能更好，例如系統(tǒng)的限制就可以只考慮前向鏈路30。然而這種限制程度并不能通過對CDF的視覺觀測來量化。這樣就不太容易區(qū)分平衡和非平衡系統(tǒng)。而且CDF僅僅提供部分信息，因此平衡度并不具備很強的統(tǒng)計可信性。
因此本發(fā)明的一個目的在于采用統(tǒng)計方法比較前向和反向鏈路中的語音質(zhì)量(例如BER)，從而可以根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯著性來量化鏈路的平衡度。
本發(fā)明的另外一個目的在于將前向和反向鏈路的BER平衡的基準點定為“統(tǒng)計的”，這可以被用于比較目的或者其它方案中，例如當蜂窩系統(tǒng)滿負荷并且當前是干擾受限時。
本發(fā)明的另外一個目的在于研制一種方法去實現(xiàn)干擾受限系統(tǒng)中的平衡。
本發(fā)明的另外一個目的在于基本上能夠根據(jù)平衡測量，以自適應的方式連續(xù)調(diào)整前向和反向鏈路中的功率電平，從而維持前向和反向鏈路的平衡。
發(fā)明概述本發(fā)明針對用于分析前向和反向鏈路中的語音質(zhì)量(例如誤比特率(BER))以便量化鏈路平衡度的電信系統(tǒng)和方法。鏈路平衡的分析還可以被用來測定數(shù)字蜂窩系統(tǒng)內(nèi)的語音質(zhì)量平衡的基準點。在目標小區(qū)內(nèi)對鏈路平衡進行評估之前，蜂窩網(wǎng)絡的設計者必須首先要調(diào)整目標小區(qū)的參數(shù)，并且驗證路徑是否平衡，例如基站的功率是否處于使前向和反向鏈路中的路徑損耗基本上相同的電平。然后可以測量前向和反向鏈路中的BER。根據(jù)是已知BER百分比還是只有BER等級信息可用來判斷目標小區(qū)內(nèi)的鏈路是否平衡。根據(jù)這兩種類型的信息，可以利用兩種不同的方法來評估目標小區(qū)內(nèi)的語音質(zhì)量平衡。如果已知BER百分比，則可以通過比較反向鏈路信道與前向鏈路信道中的平均BER的相對差別來判斷平衡度。然而對于BER等級信息來說，可以比較反向和前向鏈路中的BER等級出現(xiàn)的相對分布來判斷平衡度。值得注意的是，適當?shù)腂ER等級是那些對應于比較高的BER的等級，例如等級3-7。此時語音質(zhì)量平衡是十分關鍵的，因此在前向和反向鏈路中的這些等級出現(xiàn)次數(shù)之間的輕微差異所占的權重要遠遠大于低BER等級情況下的輕微差異。
附圖簡述下面參考附圖描述所公開的發(fā)明，圖中給出了本發(fā)明的示范實施例，它們被在此引入做為參考，其中圖1是常規(guī)的基于地面的無線電信系統(tǒng)的框圖；圖2是用于說明小區(qū)內(nèi)每一BER等級的誤比特率(BER)等級測量次數(shù)的累積分布圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，用于說明統(tǒng)計判斷前向和反向鏈路是否平衡的框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，用于說明示范統(tǒng)計判斷前向和反向鏈路是否平衡的步驟圖；以及圖5給出在不同BER等級情況下，累積分布與量化前向和反向鏈路的平衡的量度之間的關系圖。
本發(fā)明優(yōu)選示范實施例的詳細描述特別參考本發(fā)明的優(yōu)選示范實施例來描述本申請的多項創(chuàng)新示教。然而應該可以理解到這一組實施例在此僅提供了對創(chuàng)新示教的多種有益應用的幾個實例?？傊?，本申請的說明書中所做的陳述是不必要為多種已要求保護的發(fā)明劃定界限的。而且某些陳述可以適用于一些發(fā)明特征，而不能適用于其它的。
現(xiàn)在參考附圖3，為了量化前向310和反向320鏈路信道中的語音質(zhì)量平衡，必須要分析前向310和反向320鏈路中的語音質(zhì)量，例如誤比特率(BER)。這樣做的目的并不在于改善語音質(zhì)量，而是去觀測前向310和反向320鏈路中的語音質(zhì)量的平衡情況。該語音質(zhì)量平衡可以采用塔狀形式來進行評估，從系統(tǒng)級305開始，然后是小區(qū)340級，隨后是設備級。例如，該方法可以被用于系統(tǒng)級305去評定系統(tǒng)級的性能，例如可以識別出存在問題的小區(qū)340。然后可以在小區(qū)340級上采用該方法去識別小區(qū)340內(nèi)存在問題的區(qū)域。最后，可以檢測出表現(xiàn)錯誤特征的設備(例如基站(BS)330)。除了提供方法去補救這些問題之外，語音質(zhì)量平衡分析也可以被用于繼續(xù)改善性能。
語音質(zhì)量平衡估計方法本身可以被用于對系統(tǒng)進行調(diào)諧和測定基準點的目的。測定基準點工作通常都是在系統(tǒng)中有新硬件加入或者在啟動系統(tǒng)初始化的時候才進行。然后為了在用戶負荷增加的情況下仍然能夠維持或改善性能，則要求對系統(tǒng)進行不斷地調(diào)諧。
現(xiàn)在參考附圖4(聯(lián)合圖3進行討論)，在對目標小區(qū)340進行語音質(zhì)量平衡評估(步驟410)之前，蜂窩網(wǎng)絡設計者首先要根據(jù)小區(qū)340是否干擾受限(步驟400)來調(diào)整目標小區(qū)內(nèi)BS330的參數(shù)。應該可以理解到由于干擾能夠影響系統(tǒng)的基底噪聲kTB，所以接收機靈敏度的概念在存在干擾的情況下已經(jīng)不再適用了。此外在存在干擾的情況下，BS330所要求的信號強度SiBS不僅僅取決于理論基底噪聲kTB，還取決于反向鏈路中的干擾電平值ILRL以及載波干擾性能比(C/I)。隨著BS330接收機功率電平的增加(C)，臨近小區(qū)內(nèi)的干擾電平值也會隨之增加(I)。這樣，接收機性能可以被歸結(jié)為下式SiBS=kTB+ILRL+C/I [4]應該可以理解到該干擾電平值是針對系統(tǒng)特定的，并且可以采用若干已知的方法來計算每一個小區(qū)340內(nèi)的干擾值。
類似地，干擾受限系統(tǒng)內(nèi)MS300的接收機性能SiMS也取決于前向鏈路中的干擾電平值ILFL以及載波干擾比性能特征C/I。這樣在存在干擾的情況下，MS300所要求的信號強度可以被歸納為下式SiMS=kTB+ILFL+C/I [5]因此可以通過用干擾受限系統(tǒng)內(nèi)的接收機性能SiBS與SiMS來分別代替噪聲受限系統(tǒng)內(nèi)的接收機靈敏度SBS和SMS，從而計算干擾受限系統(tǒng)內(nèi)的路徑平衡等式，該路徑平衡等式(即上述討論的等式[3])如下PBS-SiBS=PMS-SiMS[6]其中PBS表示BS330的發(fā)射功率，PMS表示RS300的發(fā)射功率。
如果小區(qū)340是干擾受限的(步驟400)，則可以計算前向和反向鏈路中的干擾，而且上述等式[6]可以被應用(步驟405)去驗證小區(qū)340內(nèi)的路徑是平衡的(步驟415)，例如目標小區(qū)340內(nèi)由BS330所控制的前向鏈路310中的功率處于這樣的水平上，即使得前向310和反向320鏈路中的路徑損耗基本上是相同的。然而如果小區(qū)340不是干擾受限的(步驟400)，則可以應用上述列出的等式[3](步驟410)去驗證小區(qū)340內(nèi)的路徑是平衡的(步驟415)。干擾電平值可能會在短時間段內(nèi)劇烈地變化，因此基本上應該連續(xù)地執(zhí)行該驗證路徑平衡的過程(步驟400-415)。
此后，可以在目標小區(qū)340內(nèi)測量前向310和反向320鏈路中的BER(步驟420)。典型地，前向鏈路310中的BER可以由本領域的技術人員采用被設計用于測量BER的移動臺(MS)300進行測量而得到。然后可以通過BS330或直接從MS300下載而把前向鏈路310的測量結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)到為目標小區(qū)340提供服務的移動交換中心/訪問者位置寄存器(MSC/VLR)350。反向鏈路320的BER可以典型地由BS330來測量，然后由BS330把這些測量結(jié)果發(fā)送到MSC/VLR350，以便與前向鏈路310內(nèi)測量的BER進行比較。應該可以理解到，也可以采用其它技術來測量前向和反向鏈路內(nèi)的BER。此外，出于比較的目的，該BER測量結(jié)果可以被轉(zhuǎn)送到其它節(jié)點(沒有畫出)，或發(fā)送到MS300本身。
然后可以由MSC/VLR350或其它節(jié)點內(nèi)的平衡應用360采用多種統(tǒng)計方法來量化鏈路310和320中的平衡度。采用什么樣的統(tǒng)計方法要取決于MSC/VLR350是知道BER百分比還是MSC/VLR350只知道BER等級信息(步驟425)。根據(jù)這兩種不同類型的信息，會采用兩種不同的方法來評定語音質(zhì)量平衡。例如，如果已知BER百分比(步驟425)，則可以通過比較(步驟430)反向320和前向310鏈路中平均BER的相對差值來判斷鏈路310和320是否平衡(步驟440)。如果反向鏈路320中的平均BER百分比與前向鏈路310中的平均BER百分比基本上是相同的(步驟435)，則可以認為鏈路310和320是平衡的(步驟440)。然而如果反向鏈路320上的平均BER百分比基本上不能等同于前向鏈路310中的平均BER百分比(步驟435)，則認為鏈路310和320是不平衡的(步驟445)，而且這個過程要重新開始進行(步驟485)。前向310和反向320鏈路中平均BER之間可以被接受的差值大小可以由網(wǎng)絡提供商來設定。
然而在只知道BER等級的情況下(步驟425)，該BER等級測量可以被逆映射成為該等級內(nèi)BER百分比的中間值(步驟450)，然后可以判斷被映射的BER百分比的中間值之間的差值(步驟430)。這樣可以對語音質(zhì)量平衡做出一個粗略的估計。下面表2中給出示范BER等級的映射。
表2信號質(zhì)量到BER的映射
從上述表2中可以看到該逆映射過程中會出現(xiàn)很大的誤差，特別是當BER等級為7的情況下，其中包括了從8％或10％一直到100％的BER百分比。因此該方法僅能對平衡進行粗略地估計，因為很多重要的信息在這種壓縮過程中被丟失掉了。應該可以理解到基礎的測試過程要取決于數(shù)據(jù)的基礎分布。如果數(shù)據(jù)的分布可以被看做是符合正態(tài)分布的，則可以采用測試過程去判斷鏈路310和320是否平衡。然而如果數(shù)據(jù)不能由正態(tài)分布適當?shù)孛枋?，則可以按照本領域內(nèi)所理解的那樣采用非參量過程，例如符號等級測試方法。
或者如果只有BER等級信息可用(步驟425)，則可以根據(jù)反向320和前向310鏈路中BER等級出現(xiàn)次數(shù)的相對分布情況，采用(步驟455)另外一種被稱做擬合優(yōu)度測試的方案去量化鏈路310和320中的平衡(步驟475)。擬合優(yōu)度測試中兩鏈路310和320的平衡度是與量度(步驟460)以及通過比較不同的BER等級范圍所獲得的被觀測的顯著水平(步驟465)相關的。如果每一BER等級的BER分布是大體相同的(步驟470)，則兩鏈路310和320是大體平衡的(步驟475)。然而如果分布是不相同的(步驟470)，則語音質(zhì)量是不平衡的(步驟480)，而且這個過程需要重新開始(步驟485)。擬合優(yōu)度測試并不取決于測量的基礎分布。相反，如上所述，該測試方法觀察每個BER等級出現(xiàn)的次數(shù)。
為了計算擬合優(yōu)度測試的量度(步驟460)，反向320和前向310語音信道中每個BER等級出現(xiàn)的次數(shù)可以被組合成為一個表，見下表3。
表3計算x2擬合優(yōu)度測試的量度
上表3中，Nfi與Nri分別表示前向310和反向320鏈路中BER等級i-1(i-1=0,...,7)出現(xiàn)的次數(shù)，并且Ni=Nfi+Nri。此外“N”表示出現(xiàn)的總次數(shù)。用于平衡的擬合優(yōu)度測試可以按照如下等式所示，通過計算量度(步驟460)來執(zhí)行Q=N(Σi=18Nfi2NiNf+Σi=18Nri2NiNr-1)-----[7]]]>在上述等式7中，自由度是(8-1)×(2-1)=7。因此計算得到的量度(步驟460)可以與x2累積分布(CDF)比較，例如在7個自由度的情況下Q＞0的概率，如圖5所示。觀測到的顯著水平或者“p值”可以通過CDF計算得到(步驟465)，并且它被定義成為p值=1-x2CDF(步驟465)。如圖5所示，橫坐標表示自由度為4-7時的Q值，縱坐標表示CDF。為了判斷鏈路310和320是否平衡(步驟475)，必須要考慮到量度(Q)(步驟460)和相應的觀測到的顯著水平(步驟465)這兩個方面。鏈路310和320平衡所要求的最小顯著水平可以由系統(tǒng)設計者來定義。所要求的最小級別越低，發(fā)現(xiàn)鏈路310和320平衡所要求的Q值則越高。
應該可以注意到特別提到的BER等級都是那些對應于高BER百分比的等級，例如等級3-7。在這種情況下語音質(zhì)量平衡是十分關鍵的，因此前向310和反向320鏈路中這些等級出現(xiàn)次數(shù)的輕微差異所占的權重要遠遠大于較低BER等級出現(xiàn)次數(shù)的輕微差異。
本領域內(nèi)的技術人員應該可以認識到，本申請中所描述的創(chuàng)新概念可以被修改或變化到多種應用當中。相應地，申請專利的主題事件的范圍不應僅僅局限于在此所討論的任何一個特定示范實施例，而是由隨后的權利要求給出定義。
權利要求
1．用于在蜂窩網(wǎng)絡中的小區(qū)內(nèi)量化前向鏈路信道和反向鏈路信道中平衡度的電信系統(tǒng)，該電信系統(tǒng)包括位于該小區(qū)內(nèi)的基站，該基站測量在該反向鏈路信道中的多個誤比特率；用于測量在該前向鏈路信道中的多個誤比特率的測量裝置；以及用于根據(jù)該反向鏈路信道中的誤比特率與該前向鏈路信道中的誤比特率來量化該前向和反向鏈路信道的平衡度的量化裝置。
2．權利要求1中的電信系統(tǒng)，還包括一個與該基站進行通信的平衡節(jié)點，該平衡節(jié)點從該基站接收該反向鏈路中的誤比特率以及該前向鏈路中的誤比特率。
3．權利要求2中的電信系統(tǒng)，其中該量化裝置位于該平衡節(jié)點內(nèi)。
4．權利要求2中的電信系統(tǒng)，其中該平衡節(jié)點是移動交換中心。
5．權利要求1中的電信系統(tǒng)，還包括一個與該基站進行無線通信的移動終端，該測量裝置位于該移動終端之內(nèi)。
6．權利要求1中的電信系統(tǒng)，其中由該量化裝置通過判斷該前向鏈路中誤比特率的第一均值和該反向鏈路中誤比特率的第二均值，來判定該前向和反向鏈路的平衡度，該量化裝置確定一個與該第一均值和第二均值的差值相對應的數(shù)值。
7．權利要求1中的電信系統(tǒng)，其中該前向和反向鏈路中的誤比特率是誤比特率等級。
8．權利要求7中的電信系統(tǒng)，其中該量化裝置把該前向和反向鏈路中的每個誤比特率等級變換成為誤比特率百分比的中間值，該量化裝置判定該前向鏈路上的該平均誤比特率百分比的第一均值與該反向鏈路上的該平均誤比特率百分比的第二均值，該量化裝置判定與該第一均值和該第二均值間的差值相對應的數(shù)值，該量化裝置利用該數(shù)值去量化該前向和反向鏈路的平衡度。
9．權利要求7中的電信系統(tǒng)，其中該量化裝置判定該前向鏈路中每個誤比特率等級出現(xiàn)的次數(shù)以及該反向鏈路中每個誤比特率等級出現(xiàn)的次數(shù)，該量化裝置根據(jù)該前向鏈路中每個誤比特率等級出現(xiàn)的次數(shù)以及該反向鏈路中每個誤比特率等級出現(xiàn)的次數(shù)來計算一個量度。
10．權利要求9中的電信系統(tǒng)，其中該量化裝置根據(jù)該前向鏈路中每個誤比特率等級出現(xiàn)的次數(shù)以及該反向鏈路中每個誤比特率等級出現(xiàn)的次數(shù)來決定x2累積分布，該量化裝置根據(jù)該x2累積分布計算觀測到的顯著水平，該量化裝置根據(jù)該量度以及該觀測的顯著水平來判定該前向和反向鏈路上的平衡度。
11．權利要求1中的電信系統(tǒng)，還包括用于驗證該前向鏈路信道中路徑損耗與該反向鏈路信道中路徑損耗基本上相同的驗證裝置。
12．權利要求11中的電信系統(tǒng)，其中該驗證裝置使用該前向和反向鏈路信道中的干擾電平與載波干擾性能比。
13．用于在蜂窩網(wǎng)絡中的小區(qū)內(nèi)量化前向鏈路信道與反向鏈路信道的平衡度的方法，該方法包含如下步驟由該小區(qū)內(nèi)的基站測量在該反向鏈路信道中的多個誤比特率；測量在該前向鏈路信道中的多個誤比特率；以及根據(jù)該反向鏈路信道中的誤比特率與該前向鏈路信道中的誤比特率來量化該前向和反向鏈路信道的平衡度。
14．權利要求13中的方法，在該量化步驟之前還包括如下步驟由與該基站進行通信的平衡節(jié)點從該基站接收該反向鏈路中的誤比特率以及前向鏈路中的誤比特率。
15．權利要求14中的方法，其中該量化步驟是由該平衡節(jié)點執(zhí)行的。
16．權利要求14中的方法，其中該平衡節(jié)點是移動交換中心。
17．權利要求13中的方法，其中測量在該反向信道中的誤比特率的步驟是由與該基站進行無線通信的移動終端來執(zhí)行的。
18．權利要求13中的方法，其中該量化步驟是這樣執(zhí)行的判定該前向鏈路中誤比特率的第一均值以及該反向鏈路中誤比特率的第二均值，并且確定與該第一均值和第二均值間的差值相對應的數(shù)值。
19．權利要求13中的方法，其中該前向和反向鏈路中的誤比特率是誤比特率等級。
20．權利要求19中的方法，其中該量化步驟是這樣執(zhí)行的把該前向和反向鏈路中的每個誤比特率等級轉(zhuǎn)換成為誤比特率百分比的中間值，判定該前向鏈路中的該平均誤比特率百分比的第一均值以及該反向鏈路中的該平均誤比特率百分比的第二均值，并且確定與該第一均值與第二均值間的差值相對應的數(shù)值。
21．權利要求19中的方法，其中該量化步驟是這樣執(zhí)行的判斷該前向鏈路中每個誤比特率等級出現(xiàn)的次數(shù)以及該反向鏈路中每個誤比特率等級出現(xiàn)的次數(shù)，并且根據(jù)該前向鏈路中每個誤比特率等級出現(xiàn)次數(shù)以及該反向鏈路中每個誤比特率等級出現(xiàn)次數(shù)來計算一個量度。
22．權利要求21中的方法，其中該量化步驟還這樣執(zhí)行通過根據(jù)該前向鏈路中每個誤比特率等級出現(xiàn)的次數(shù)以及該反向鏈路中每個誤比特率等級出現(xiàn)的次數(shù)來判斷x2累積分布，并且根據(jù)該x2累積分布來計算觀測到的顯著水平，該量化前向和反向鏈路平衡度的步驟是在該量度和該觀測的顯著水平的基礎之上來進行的。
23．權利要求13中的方法，在測量該反向鏈路信道中的誤比特率的步驟之前還包括步驟驗證該前向鏈路信道中路徑損耗與該反向鏈路信道中路徑損耗基本上是相同的。
24．權利要求23中的方法，其中該驗證步驟是通過采用該前向和反向鏈路信道中的干擾電平和載波干擾性能比來執(zhí)行的。
全文摘要
公開了用于分析前向和反向鏈路中的語音質(zhì)量(例如誤比特率(BER))以判斷該鏈路是否平衡的電信系統(tǒng)和方法。對于目標小區(qū)來說,可以首先測量前向和反向鏈路中的BER。判斷目標小區(qū)內(nèi)鏈路是否平衡要取決于是BER百分比已知還是僅僅知道BER等級信息。如果BER百分比已知,則可以通過比較前向和反向鏈路中平均BER之間的相對差值來判斷平衡度。然而如果只能得到BER等級,則可以分析反向和前向鏈路中BER等級出現(xiàn)的相對分布情況來判斷鏈路是否平衡。這種路徑平衡的分析也可以被用于測定蜂窩系統(tǒng)內(nèi)的語音質(zhì)量平衡的基準點。
文檔編號H04B17/00GK1305671SQ99807480
公開日2001年7月25日 申請日期1999年6月11日 優(yōu)先權日1998年6月19日
發(fā)明者A·R·沙 申請人:艾利森公司