專利名稱：分組碼分多址系統(tǒng)上行功控的多用戶信號聯(lián)合測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在碼分多址系統(tǒng)的上行傳輸鏈路中，對于存在多用戶情況下的每個用戶各自用于功控的信號質(zhì)量的測量方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著電子通信技術(shù)的發(fā)展，移動通信系統(tǒng)，如車載電話和便攜式電話正在迅速發(fā)展。與此同時，移動通信方案也從時分多址TDMA轉(zhuǎn)向碼分多址CDMA。
采用CDMA方案的蜂窩式移動通信系統(tǒng)通常具有以下優(yōu)點。
1)該系統(tǒng)對干擾(如無線電干擾或擾動)具有高抵抗能力。
2)因為其功率譜密度較低，所以該系統(tǒng)很少與另一個系統(tǒng)互相干擾。
3)因為其功率譜密度較低，所以該系統(tǒng)在安全方面也十分優(yōu)秀。
4)該系統(tǒng)能夠利用擴頻碼實現(xiàn)充分的隱私保護(hù)。
5)使用不同的擴頻碼使得該系統(tǒng)能夠進(jìn)行多路訪問。
6)該系統(tǒng)可以進(jìn)行超負(fù)荷通信。
但是，這種系統(tǒng)不僅具有上述優(yōu)點，而且還具有一些問題。其中之一就是干擾問題。一個典型的干擾問題就是遠(yuǎn)近效應(yīng)。遠(yuǎn)近效應(yīng)是這樣一種現(xiàn)象，即在基站和遠(yuǎn)處的所要的移動臺進(jìn)行通信期間，基站附近的另一個干擾移動站會對于在進(jìn)行通信的所需移動站產(chǎn)生較大的干擾。這種干擾問題不僅限于CDMA系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的移動通信系統(tǒng)中，該問題被稱為信道間的干擾(單信道干擾/臨近信道干擾)。單這種問題在CDMA系統(tǒng)中尤為突出，因為在CDMA系統(tǒng)中有多個移動臺共享一個單一的頻率。
為了解決干擾問題，功率控制一直是CDMA系統(tǒng)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一，現(xiàn)有的功控策略主要是功率平衡準(zhǔn)則或信干比SIR平衡準(zhǔn)則。其中功率平衡準(zhǔn)則的功控方法易于實現(xiàn)，但性能不如基于SIR平衡的功控準(zhǔn)則。
但是SIR平衡功控準(zhǔn)則也有局限性，比如在上行鏈路中，SIR功控有可能導(dǎo)致正反饋，而使系統(tǒng)失去穩(wěn)定性。即某一個移動臺到達(dá)基站SIR較低，需要增大其發(fā)射功率以使SIR達(dá)到平衡，但這也增加了對其它移動臺的干擾，必然導(dǎo)致其他移動臺也增大發(fā)射功率，故其形成的正反饋將導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。
以上兩種功控策略均不能適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需要。對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來說，用戶所需要的數(shù)據(jù)傳輸流量的大小決定了用戶發(fā)射功率理想值的大小，即用戶所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大時，用戶理想的發(fā)射能量就比較大，相反，用戶所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量小時，用戶理想的發(fā)射能量就比較小。傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的區(qū)別恰恰在于，語音業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)流量是恒定的，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的流量是時變的。這時，如果仍采用功率平衡準(zhǔn)則，顯然是不能正常工作的。采用SIR平衡準(zhǔn)則，雖然可以工作，但是很容易由于某些用戶的數(shù)據(jù)量的突然增大導(dǎo)致功控的正反饋，從而系統(tǒng)因此崩潰。
針對于功率平衡準(zhǔn)則的功控方法，在某個時間段內(nèi)，統(tǒng)計平均信號能量來作為功控的指標(biāo)，比如IS-95。
針對于SIR平衡準(zhǔn)則的功控方法，一般在模擬端直接測量信號SIR。
對于CDMA系統(tǒng)，信號質(zhì)量受到多方面的影響，其中包括信道噪聲和用戶之間的干擾。對于功率控制而言，為了解決SIR功控準(zhǔn)則的不穩(wěn)定性，功控信號質(zhì)量只應(yīng)該針對信道噪聲的影響，而不計用戶之間的干擾，即SNR平衡準(zhǔn)則。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的無法適應(yīng)可變速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的缺陷，提供一種碼分多址系統(tǒng)上行功控的多用戶信號聯(lián)合測量方法，從而獲得信號SNR作為功控的指標(biāo)。
本發(fā)明的技術(shù)方案為碼分多址系統(tǒng)的上行多用戶信號質(zhì)量聯(lián)合測量方法，包括以下步驟(1)同步好的用戶信號累加，單獨計算出每個用戶的導(dǎo)頻能量、數(shù)據(jù)能量和總能量；(2)將所有用戶的導(dǎo)頻能量和數(shù)據(jù)能量求和，并從待測用戶的總能量中扣除，得到該用戶信道噪聲能量；(3)將該用戶的導(dǎo)頻能量與信道噪聲能量的比值作為功控的參考值。
信號能量分離中有一個排除噪聲隨機性影響的輸出判決模塊，將計算得到的導(dǎo)頻能量與得到的總干擾能量比較，如果導(dǎo)頻能量小于干擾能量的N平方分之一，則輸出導(dǎo)頻能量為0，導(dǎo)頻能量和數(shù)據(jù)能量和為0；否則，輸出導(dǎo)頻能量，并將總能量與總噪聲能量的差作為導(dǎo)頻能量和數(shù)據(jù)能量的和輸出。
本發(fā)明測量方法不僅可以使得功控裝置對于上行多用戶之間進(jìn)行理想穩(wěn)定的調(diào)配，這種調(diào)配就可以將用戶之間的干擾不考慮在內(nèi)，還可用于信號的多徑最大比合并和。


圖1是本發(fā)明的實現(xiàn)原理總圖。
圖2是單用戶的信號能量分離模塊。
圖3是單用戶的SNR測量模塊。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是測量信號質(zhì)量的模塊流程圖。
圖中箭頭表示數(shù)據(jù)的流向，S0表示用戶信號總能量，Sp表示用戶導(dǎo)頻信號能量，Sd+Sp表示用戶導(dǎo)頻能量與數(shù)據(jù)能量之和。
1)接收到的用戶信號經(jīng)過解擴后，通過單用戶能量分離模塊101，輸出四個數(shù)值，它們分別是單用戶信道估計參數(shù)、信號總能量S0、用戶導(dǎo)頻能量Sp、Sd+Sp表示該用戶導(dǎo)頻能量和數(shù)據(jù)能量的和。
2)將所有用戶的Sd+Sp經(jīng)過加法器102，得到所有用戶的導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)能量總和。
3)將單用戶的導(dǎo)頻能量、單用戶的信號總能量、所有用戶的導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)的總能量這三個參數(shù)輸入單用戶SNR測量模塊103，根據(jù)SNR的公式得到SNR的輸出。
4)這個輸出將作為功率調(diào)整的參考值輸入單用戶功率調(diào)整模塊104，此模塊輸出單用戶功率調(diào)整判決值。
圖2表示的是單用戶信號能量分離模塊的內(nèi)部實現(xiàn)過程。
圖中箭頭表示數(shù)據(jù)的流向。輸入的數(shù)據(jù)分為I、Q兩路單用戶解擴后的信號。經(jīng)過能量分離，輸出四個數(shù)值。它們分別是單用戶信道估計參數(shù)、信號總能量S0、用戶導(dǎo)頻能量Sp、Sd+Sp表示該用戶導(dǎo)頻能量和數(shù)據(jù)能量的和。圖中的求和累加模塊是指將串行輸入的數(shù)據(jù)逐個累加，累加個數(shù)即求和長度。圖中的求平方和的模塊是指將串行輸入的數(shù)據(jù)先求平方，然后逐個累加，累加個數(shù)即求和長度。圖中判決輸出模塊是為了過濾白噪聲對于分離的影響。其判斷準(zhǔn)則在下面說明。
下面根據(jù)圖示說明數(shù)據(jù)流程1)按圖中所示，將CDMA接收到的信號I、Q路分別經(jīng)過一個M位寄存累加器201。注寄存累加器寄存到M個數(shù)據(jù)求和輸出，并且清零等待后面M個數(shù)據(jù)。M為信號的擴頻因子。
2)按圖中所示，信號分成兩路，一路繼續(xù)經(jīng)過一個N位寄存累加器202，然后經(jīng)過一個平方器203，將I、Q兩路的結(jié)果經(jīng)過一個加法器206，得到A。另一路I、Q兩路先分別經(jīng)過一個平方寄存累加器204，寄存N個平方求和。其輸出再經(jīng)過一個加法器205，累加I、Q兩路得到B。
3)按圖中所示，要實現(xiàn)Sp’＝(A-B)/N，Sn’＝A-B*N的過程。
先將A、B的數(shù)據(jù)經(jīng)過一個減法器209，其中A是被減數(shù)，B是減數(shù)。然后經(jīng)過除法器211除以N，得到Sp’。
將B先通過一個乘法器207乘以N，然后和A通過一個減法器208，其中A是減數(shù)，B×N是被減數(shù)。得到Sn’。
4)按圖中所示，將原信號I、Q兩路分別經(jīng)過一個寄存平方累加器210，寄存長度為M×N，然后經(jīng)過一個累加器212，再經(jīng)過一個乘法器213乘以(N-1)，得到S0。
5)按圖中所示，將Sp’和Sn’，S0通過判決輸出模塊214。
判決輸出準(zhǔn)則當(dāng)Sp’＞＝N*N*Sn＇Sp＝Sp＇，Sd+Sp＝S0-Sn＇當(dāng)Sp＜N*N*Sn＇Sp＝0，Sd＝0；圖3是信號質(zhì)量SNR的計算模塊的流程圖。
圖中Sp是單用戶導(dǎo)頻能量，sum_(Sd+Sp)是所有用戶的Sd+Sp的和，S0是單用戶信號總能量。由公式SNR＝Sp/(S0-sum_(Sd+Sp)+Sp)得到SNR，SNR是測量得到的信號質(zhì)量值，它作為功控的參考值。
首先將輸入信號S0和sum_(Sd+Sp)經(jīng)過一個減法器301，其中S0是被減數(shù)，sum_(Sd+Sp)是減數(shù)。然后將Sp和減法器的結(jié)果送入一個除法器302，其中Sp是被除數(shù)。除法器的結(jié)果就是所需的SNR。
權(quán)利要求
1.碼分多址系統(tǒng)的上行多用戶信號質(zhì)量聯(lián)合測量方法，包括以下步驟(1)同步好的用戶信號累加，單獨計算出每個用戶的導(dǎo)頻能量、數(shù)據(jù)能量和總能量；(2)將所有用戶的導(dǎo)頻能量和數(shù)據(jù)能量求和，并從待測用戶的總能量中扣除，得到該用戶信道噪聲能量；(3)將該用戶的導(dǎo)頻能量與信道噪聲能量的比值作為功控的參考值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)合測量方法，信號能量分離中有一個排除噪聲隨機性影響的輸出判決模塊，其特征是將計算得到的導(dǎo)頻能量與得到的總干擾能量比較，如果導(dǎo)頻能量小于干擾能量的N平方分之一，則輸出導(dǎo)頻能量為0，導(dǎo)頻能量和數(shù)據(jù)能量和為0；否則，輸出導(dǎo)頻能量，并將總能量與總噪聲能量的差作為導(dǎo)頻能量和數(shù)據(jù)能量的和輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碼分多址系統(tǒng)上行功控的多用戶信號聯(lián)合測量方法,通過將接受到的碼分多址的上行多用戶信號進(jìn)行能量分離,然后測量其每個用戶信號質(zhì)量。此方法將用戶信號能量分離,將其他用戶的干擾排除,包括其他用戶的導(dǎo)頻能量和數(shù)據(jù)能量,僅僅將本用戶的導(dǎo)頻能量與信道噪聲能量的比值作為該用戶的信號質(zhì)量的測量值用于功率控制。本發(fā)明測量方法不僅可以使得功控裝置對于上行多用戶之間進(jìn)行理想穩(wěn)定的調(diào)配,還可用于信號的多徑最大比合并和。
文檔編號H04B1/707GK1383283SQ02115780
公開日2002年12月4日 申請日期2002年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月28日
發(fā)明者牛進(jìn), 周宗儀, 付偉, 林宏志 申請人:武漢漢網(wǎng)高技術(shù)有限公司