專利名稱：數(shù)字通信系統(tǒng)中的用于量化的設備和方法
技術領域：
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 的設備和方法。
背景技術：
如在本領域中通常已知的，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。然而，移動通信業(yè)務 技術的快速發(fā)展和日益增加的用戶需求要求它們除了支持語音業(yè)務之外還 要支持數(shù)據(jù)業(yè)務。
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。 移動通信系統(tǒng)的接收機解調(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。接收機包括至少兩個支路(finger),用于分離 地接收RF (射頻)信號。接收機將在通過不同路徑后具有不同時延的多徑 信號分配給各個支路，然后各個支路估計信道增益和相位，解調(diào)RF信號， 并創(chuàng)建業(yè)務碼元(traffic symbol )。所創(chuàng)建的業(yè)務碼元被合并，以便基于時間 分集效應提高信號接收質(zhì)量。
圖l是顯示傳統(tǒng)接收機的框圖。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(rake reciver )。數(shù)字基帶級的瑞克接收機包括多個 支路110和120以及合并器(combiner) 130。每一個支路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(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)將作為結果的數(shù)據(jù)乘以對應于要被解調(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果的序列，以便進行沃爾什恢復
(discovering)。同時，信道估計器(未示出)通過使用導頻信道來估計當前 信道狀態(tài)。共軛單元(未示出)從信道估計值獲取共軛值。乘法器111和121 進行對累加的碼元的復數(shù)乘法以作為信道補償。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(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，當設 計終端調(diào)制解調(diào)器的接收機時，傳統(tǒng)上將解碼器輸入的動態(tài)范圍設置得足夠 大以適應輸入到解碼器的信號的整個動態(tài)范圍。因此，當確定輸入到解碼器 的信號的動態(tài)范圍時，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數(shù)來確定量化間隔。然而，量化器 140存在一個問題，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，當不是最壞的情況時)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)化量化的設備和方法。
本發(fā)明的另一方面是提供一種設備和方法，其不管解調(diào)類型、分組碼字 被重復的次數(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備和方法，用于在不增加輸入到 解碼器的有效比特數(shù)的情況下提高接收機的性能。
本發(fā)明的再一方面是提供一種設備和方法，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)范圍的設備，該設備包括量化電平發(fā)生器，用于測量所接 收的分組數(shù)據(jù)的動態(tài)范圍和計算相應的比例因子；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 圍和計算相應比例因子來創(chuàng)建量化電平；和通過創(chuàng)建量化信號根據(jù)比率因子
來定標所接收的數(shù)據(jù)信號來轉(zhuǎn)換輸入信號。


從下列結合附圖的詳細描述，本發(fā)明的上述和其它示范性特征、方面和
優(yōu)點將會更明顯，在附圖中
圖1是顯示傳統(tǒng)接收機結構的框圖2是顯示應用本發(fā)明的數(shù)字通信系統(tǒng)中的接收機結構的框圖； 圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的動態(tài)量化器； 圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的動態(tài)量化器； 圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例用于在數(shù)字通信系統(tǒng)中進行量化 的方法的流程圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例用于在數(shù)字通信系統(tǒng)中進行量化 的方法的流程圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的作為所接收的分組的碼字重復次數(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)明的實施例的在數(shù)字通信系統(tǒng)中關于在其中碼字 被重復一次的部分和在其中沒有碼字被重復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)明的實施例在衰落環(huán)境下性能提高的例子。
具體實施例方式
在下文中將參考附圖來詳細描述本發(fā)明的示范性實施例。在本發(fā)明的隨 后描述中，省略了對結合于此的已知功能和配置的詳細描述，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語必須參 照本發(fā)明的總體語境而不是特定用戶或運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)-DO系統(tǒng)的HRPD (高速率分組數(shù)據(jù))信道。然而， 本領域技術人員將容易理解，本發(fā)明也可應用于具有相似技術背景和信道類 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是顯示應用本發(fā)明的數(shù)字通信系統(tǒng)中接收^L的結構的框圖。為了清 楚起見，將只描述與解碼器輸入信號相關的部件。
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。 數(shù)字基帶級的接收機包括多個支路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相同的結構。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， 并且計算量化電平(quantization level),即，輸入到解碼器的信號的動態(tài)范 圍?；谟嬎愠龅牧炕娖?，動態(tài)量化器240量化接收到的信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，動態(tài)量化器240參考ROM (只讀存儲器) 表、根據(jù)合并器230輸出的信號計算量化電平，并基于計算出的量化電平來 量化接收到的信號，該ROM表是基于分組被重復的次數(shù)和比例因子而準備 的。
—為了以這種方式最優(yōu)地計算量化電平，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所示的結構。圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明 的一個實施例的動態(tài)量化器。
參考圖3,動態(tài)量化器240包括重復部分(section)檢測器310、標準 偏差計算器320和340、比例因子計算器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，重復部分檢測器310、標準偏差計算器320和340、 比例因子計算器350和360構成量化電平發(fā)生器，用于測量所接收的分組數(shù) 據(jù)的動態(tài)范圍并計算相應的比例因子。輸入信號轉(zhuǎn)換器370和380和并行/ 串行轉(zhuǎn)換器390構成輸入信號轉(zhuǎn)換器，用于根據(jù)比例因子定標(scale )所接
收的數(shù)據(jù)信號并輸出量化的信號。重復部分檢測器310從圖2中所示的合并器230接收信號，并且基于分 組碼字被重復的次數(shù)來檢測第一和第二重復部分。如果在第一重復部分中分 組碼字被重復的次數(shù)是n (其中，n是正整數(shù))，則在第二重復部分中該次數(shù) 是n-l。重復部分檢測器310檢測第一重復部分中的數(shù)據(jù)，并且將其輸出到 第一標準偏差計算器320和第一輸入信號轉(zhuǎn)換器370。另外，重復部分沖企測 器310檢測在第二重復部分中的數(shù)據(jù)，并且將其輸出給第二標準偏差計算器 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部 分檢測器310。該分組信息包括分組的發(fā)送時隙(slot)的總數(shù)、碼字數(shù)、和調(diào)制階數(shù) (order)?；谠摲纸M信息，重復部分檢測器310能夠掌握所發(fā)送的時隙的 分組結構并區(qū)分第一和第二重復部分，這將在下面更詳細地描述。在HRPD系統(tǒng)內(nèi)終端接收機的重復部分檢測器310能夠參考DRC (數(shù) 據(jù)速率控制)值和所接收的時隙數(shù)來從接收的分組中檢測具有被重復不同次 數(shù)的碼字的部分。第一標準偏差計算器320計算已從重復部分^r測器310接收到的第一重 復部分中的數(shù)據(jù)的標準偏差，并測量所接收的分組信號的動態(tài)范圍。第一標準偏差計算器320獲得關于第一重復部分的分布，并計算標準偏 差。假設接收的信號遵循正態(tài)分布。隨后將參考圖7更詳細地描述用于計算 標準偏差的方法。第二標準偏差計算器340計算從重復部分檢測器310接收到的第二重復 部分中的數(shù)據(jù)的標準偏差，并測量所接收的分組信號的動態(tài)范圍。此外，第二標準偏差計算器340獲得關于第二重復部分的分布，并計算 標準偏差。同樣假設接收信號遵循正態(tài)分布。要指出的是，由于在計算每個接收時隙的標準偏差時接收機內(nèi)發(fā)生很多 開銷，因此不僅可以計算關于所有接收的分組的標準偏差，而且也可以計算 關于有限部分的標準偏差，然后將該標準偏差應用到所有分組。第一比例因子計算器350將由第一標準偏差計算器320輸出的標準偏差 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。第二比例因子計算器360將由第二偏差計算器340輸出的標準偏差乘以 輸入的比例因子，并將該乘積除以2有效比特數(shù)，以便計算比例因子，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 標準偏差包括99%的接收信號。根據(jù)本發(fā)明，與標準偏差相乘的這個參數(shù)K 被稱為比例因子系數(shù)，并且它的值可以由接收機設計者根據(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算器350計算出的比例 因子值對第一重復部分進行定標。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ā５谝惠斎胄盘栟D(zhuǎn)換器370將由第一比例因子計算器350輸出的比例因子 值應用到由重復部分檢測器310新輸出的值，以便測量關于接收信號的有限 部分的標準偏差，然后將該標準偏差應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算器360計算的比例因 子值對第二重復部分進行定標，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算器360輸出的比例因子 值應用到由重復部分檢測器310新輸出的值，以便測量關于接收信號的有限 部分的標準偏差，然后將該標準偏差應用到所有接收信號。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)明的另一實施例的動態(tài)量化器。參考圖4，動態(tài)量化器包括重復部分檢測器410、比例因子計算器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中所示的標準偏差 計算器320和340。作為替代，該動態(tài)量化器240預先進行測量標準偏差所 必需的計算，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的次數(shù)相關的比例因子系數(shù)K的值和比例因子值。重復部分檢測器410從合并器230接收信號，并且基于分組碼字被重復 的次數(shù)來檢測第一和第二重復部分。重復部分檢測器410檢測第一重復部分 中的數(shù)據(jù)，并將其輸出到第一比例因子計算器450和第一輸入信號轉(zhuǎn)換器 470。另外，重復部分檢測器410檢測第二重復部分中的數(shù)據(jù)，并將其輸出 給第二比例因子計算器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部分檢測器410和比例因子計算器450和460。在HRPD系統(tǒng)中的終端接收機的重復部分檢測器410能夠參考DRC(數(shù) 據(jù)速率控制)值和所接收的時隙數(shù)來從所接收的分組中^r測其中碼字被重復 n次的部分和其中碼字被重復n-l次的另一部分。第一比例因子計算器450接收分組信息和比例因子K的輸入，參考存 儲在ROM表中的標準偏差值來計算比例因子值，并輸出計算得出的值。第二比例因子計算器460接收分組信息和比例因子K的輸入，參考存 儲在ROM表中的標準偏差值來計算比例因子值，并輸出計算得出的值。第一和第二比例因子計算器450和460必須計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次數(shù)。這是因為比例 因子取決于重復的次數(shù)。第 一輸入信號轉(zhuǎn)換器470基于由第 一比例因子計算器450輸出的比例因 子值對第一重復部分進行定標。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算器450輸出的比 例因子值應用到重復部分檢測器410輸出的值，以計算關于接收信號的有限 部分的標準偏差，然后將其應用于所有接收信號。第二輸入信號計算器480基于由第二比例因子計算器460輸出的比例因 子對第二重復部分進行定標。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算器460輸出的比 例因子值應用于重復部分檢測器410輸出的值，以計算關于接收信號的有限 部分的標準偏差，然后將其應用于所有接收信號。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)明的一個實施例的用于在數(shù)字通信系統(tǒng)中進行量化的 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)范圍以計算相應的比例因子，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，重復部分檢測器310根據(jù)分組碼字 被重復的次數(shù)從自合并器230接收的信號中檢測第一和第二重復部分。在這 種情況下，分組信息被輸入到重復檢測部分310。如果檢測到被重復n次的部分中的數(shù)據(jù)，則在步驟505中第一標準偏差 計算器320計算第一重復部分內(nèi)的數(shù)據(jù)的標準偏差?；谟嬎愠龅臉藴势?來計算所接收的分組信號的動態(tài)范圍。在計算了標準偏差之后，在步驟507，第一比例因子計算器350將由第 一標準偏差計算器320計算得出的標準偏差乘以輸入的比例因子；將該乘積 除以2有效贈數(shù)，以便計算第一重復部分的比例因子；并將計算出的比例因子 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算器350計算出的比例因子值，第 一輸入信號轉(zhuǎn)換器370定標第一重復部分。在該過程之后，接收信號的電平 在第一重復部分變?yōu)楹愣?。作為結果的值可以被應用于由重復部分檢測器310輸出的值，以便測量 關于接收信號的有限部分的標準偏差，并將所測量的標準偏差應用于所有接 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中重復部分檢測器310檢測到重復了 n-l次的部分，則 在步驟515中第二標準偏差計算器340計算第二重復部分中的數(shù)據(jù)的標準偏 差，以便測量所接收的分組信號的動態(tài)范圍。在計算了標準偏差之后，在步驟517中，第二比例因子計算器3W將由 第二標準偏差計算器340計算出的標準偏差乘以輸入的比例因子；將該乘積 除以2 醋*以便計算第二重復部分的比例因子；并將計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算器360計算出的比例因子值，第 二輸入信號轉(zhuǎn)換器380定標第二重復部分。在該過程之后，接收信號的電平 在第二重復部分中變?yōu)楹愣?。作為結果的值可被應用于由重復部分檢測器310輸出的值，以便測量關 于接收信號的有限部分的標準偏差，并將所測量的標準偏差應用于所有接收 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)明的另一實施例的用于在數(shù)字通信系統(tǒng)中進行量化的 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的重復部分4企測器410接收由 合并器輸出的信號。在步驟603,重復部分檢測器410根據(jù)分組碼字被重復 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部分。在這種情況 下，分組信息被輸入到重復部分檢測器410。在步驟605，如果檢測到重復部分中的數(shù)據(jù)，第一比例因子計算器450 選擇已經(jīng)存儲在ROM表中的第一重復部分中的數(shù)據(jù)的標準偏差；將所選擇 的標準偏差乘以輸入的比例因子，以計算第一重復部分的比例因子；并且將 所計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算器450計算出的比例因子值，第 一輸入信號轉(zhuǎn)換器470定標第一重復部分。在該過程之后，接收信號的電平在第一重復部分中變?yōu)楹愣?。作為結果的值可以被應用到由童復部分;f企測器410輸出的值，以便測量關于接收信號的有限部分的標準偏差，并將測量的標準偏差應用于所有接收信號。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)分組碼字被重復的次數(shù)從信號中檢測到第一和第二重復部分，則 重復部分檢測器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,第二比例因子計算器460選擇已存儲在ROM表中的第一重復部分 中的數(shù)據(jù)的標準偏差；將所選擇的標準偏差乘以輸入的比例因子，以便計算 第一重復部分的比例因子；并且將所計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算器460計算出的比例因子值，第 二輸入信號轉(zhuǎn)換器480定標第二重復部分，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部分中變?yōu)楹愣āＷ鳛榻Y果的值可以被應用到由重復部分檢測器410輸出的值，以便測量
關于接收信號的有限部分的標準偏差，并將所測量的標準偏差應用于所有接 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)明的一個實施例的作為接收的分組的碼字被重復 的次數(shù)的函數(shù)的動態(tài)范圍的變化?？苫谒邮盏姆纸M的碼字被重復的次數(shù)來預測動態(tài)范圍的變化。例如，如果假設是加性高斯白噪聲(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的次數(shù)而變化。假設基于AGC (自動增益控制)，關于輸出信號有/。,+/?！?」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導頻加權信號分量的幅度由下面的公式(3)定義。爿1 + 10，(3)導頻加權噪聲分量的標準偏差由卞面的公式U)定義^…(4) 1 + 10-0lfi當碼字被重復的次凄ttN時，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 使用8比特量化器時，該值可被表示為-128~+127。如果步長是0.04，則實 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?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，對應于公式(5) 中的K 。作為公式(5)的一個例子，如果HRPD系統(tǒng)的DRC值為1，則單個分 組的傳輸時隙數(shù)是16,并且碼字被重復的最大次數(shù)是9.6。分組的數(shù)據(jù)比特 數(shù)是5120;在經(jīng)由其發(fā)送前導碼(preamble )的第一時隙的情況下只發(fā)送1152
比特，除此之外，每一時隙發(fā)送3200比特。因此，可以說當經(jīng)由每個時隙 接收到數(shù)據(jù)時，不是所有的碼字都重復相同的次數(shù)。具體來說， 一組碼字被重復n次，而另一組碼字被重復n-l次。對于每一個所接收的時隙，碼字被 重復的次數(shù)如下-2時隙接收4352比特-3時隙接收7552比特(前面的2432比特;波重復一次，剩余的2688 比特不重復) '-4時隙接收10752比特(前面的512比特#:重復3次，剩余的4608 比特纟皮重復兩次)-16時隙接收49152比特(前面的3072比特被重復10次，剩余的 204比特被重復9次)。圖8顯示根據(jù)本發(fā)明一個實施例在數(shù)字通信系統(tǒng)中關于在其中碼字被 重復的第一部分和在其中沒有碼字被重復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)中當對于DRC值為1的分組已經(jīng) 接收到第三時隙時，在具有被重復一次的碼字的部分中以及在沒有碼字被重 復的部分中接收信號的分布。從圖8中清楚地看到，在被重復一次的部分中的信號比在無重復部分中 的信號被更寬地擴展。這意味著，假設相同數(shù)量的有效比特，在被重復部分 內(nèi)的量化間隔必須大于無重復部分的量化間隔。圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例在AWGN環(huán)境中性能提高的一個例子。'具體來說，圖9顯示當在AWGN環(huán)境中DRC值為1時，根據(jù)現(xiàn)有技術 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，本發(fā)明也能提高性能。圖10顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例在衰落環(huán)境中性能提高的一個例子。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行操作的本發(fā)明的優(yōu)點和效果。
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。接收機的性能得到了提高，而沒有增加輸入到解碼器的有效比特數(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)明的特定示范性實施例顯示和描述了本發(fā)明，但是本領 域技術人員將會理解，可以在不偏離如所附權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節(jié)上做出各種改變。
權利要求
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)范圍的設備，該設備包括量化電平發(fā)生器，用于測量所接收的分組數(shù)據(jù)的動態(tài)范圍并計算相應的比例因子；和輸入信號轉(zhuǎn)換器，用于根據(jù)所述比例因子來定標所接收的數(shù)據(jù)信號，以便輸出量化信號。
2. 如權利要求1所述的設備，其中，所述量化電平發(fā)生器通過使用基 于分組重復次數(shù)和比例因子系數(shù)預先準備的ROM表來計算和輸出量化電平。
3. 如權利要求l所述的設備，其中，所述量化電平發(fā)生器包括 重復部分^r測器，用于根據(jù)分組信息內(nèi)的分組碼字重復次數(shù)從所述信號檢測和輸出第 一和第二重復部分；第一標準偏差計算器，用于計算所述第一重復部分中的數(shù)據(jù)的標準偏 差，以便測量所接收的分組信號的動態(tài)范圍；第二標準偏差計算器，用于計算所述第二重復部分中的數(shù)據(jù)的標準偏 差，以便測量所接收的分組的動態(tài)范圍；第一比例因子計算器，用于將從所述第一標準偏差計算器輸出的標準偏 差乘以輸入的比例因子系數(shù)，并將作為結果的乘積除以2韓贈數(shù)，以計算和 輸出比例因子；和第二比例因子計算器，用于將從所述第二標準偏差計算器輸出的標準偏 差乘以輸入的比例因子系數(shù)，并將作為結果的乘積除以2 *效贈數(shù)，以計算和 輸出比例因子。
4. 如權利要求3所述的設備，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算器計算出的比例因子值來定標所述第一重復部分；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算器計算出的比例因子值來定標所述第二重復部分；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 信號排列成序列，并發(fā)送該序列。
5. 如權利要求3所述的設備，其中，所述重復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隙數(shù)來從所接收的分組中檢測具有不同 碼字重復次數(shù)的兩個部分。
6. 如權利要求3所述的設備，其中，所述分組信息包括分組的發(fā)送時 隙的總數(shù)、碼字比特數(shù)和調(diào)制階數(shù)。
7. 如權利要求3所述的設備，其中，所述標準偏差計算器適用于計算 關于所有接收的分組的標準偏差。
8. 如權利要求3所述的設備，其中，所述標準偏差計算器適用于計算 關于接收的分組的有限部分的標準偏差，并將所計算的標準偏差應用于所有 分組。
9. 如權利要求l所述的設備，其中，所述量化電平發(fā)生器包括 重復部分檢測器，用于根據(jù)分組碼字重復次數(shù)從所述信號中4全測重復部分，并且輸出該重復部分；標準偏差計算器，用于計算所接收的數(shù)據(jù)的標準偏差，以便測量所接收 的分組信號的動態(tài)范圍；和比例因子計算器，用于將從所述標準偏差計算器輸出的標準偏差乘以輸 入的比例因子系數(shù)，并將作為結果的乘積除以2 *頗特*，以便計算和輸出比 例因子。
10. 如權利要求l所述的設備，其中，所述量化電平發(fā)生器包括 重復部分檢測器，用于根據(jù)分組碼字重復次數(shù)從所述信號中檢測重復部分，并輸出該重復部分；和比例因子計算器，用于將從ROM表^r索到的標準偏差乘以輸入的比例 因子系數(shù)，并將作為結果的乘積除以2有效贈數(shù)，以便計算和輸出比例因子。
11. 如權利要求l所述的設備，其中，所述量化電平發(fā)生器包括 重復部分檢測器，用于根據(jù)從外部輸出的分組信息內(nèi)的分組碼字重復次數(shù)從所述輸出信號;^測和輸出第 一和第二重復部分；第一比例因子計算器，用于將從ROM表檢索到的標準偏差乘以輸入的 比例因子系數(shù)，并將作為結果的乘積除以2扭贈數(shù)，以便計算和輸出比例因 子；以及第二比例因子計算器，用于將從所述ROM表檢索到的標準偏差乘以輸 入的比例因子系數(shù)，并將作為結果的乘積除以2扭贈*，以便計算和輸出比例因子。
12. 如權利要求11所述的設備，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算器計算出的比例因子值來定標第 一重復部分；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算器計算出 的比例因子值來定標第二重復部分；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 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)范圍和計算相應的比例因子來 創(chuàng)建量化電平；和(b) 通過創(chuàng)建量化信號、根據(jù)所述比例因子定標所接收的數(shù)據(jù)信號來 轉(zhuǎn)換輸入信號。
14. 如權利要求13所述的方法，還包括通過使用基于由合并器輸出的 分組的重復次數(shù)和比例因子預先準備的ROM表來計算和輸出量化電平。
15. 如權利要求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)的分組碼字重復次數(shù)從合并的信號中檢 測重復部分；計算所接收的數(shù)據(jù)的標準偏差，以便測量所接收的分組信號的動態(tài)范圍；將所計算的標準偏差乘以輸入的比例因子系數(shù)，并將作為結果的乘積除 以2有效比特數(shù)，以便計算比例因子值；和通過使用所計算的比例因子值來定標所述重復部分。
16. 如權利要求13所述的方法，;其中步驟(a)包括根據(jù)分組信息內(nèi)的分組碼字重復次數(shù)從合并的信號中檢測第 一和第二 重復部分；根據(jù)重復部分檢測結果選擇性地計算第 一或第二重復部分中的數(shù)據(jù)的標準偏差，以便測量所接收的分組信號的動態(tài)范圍；將所述標準偏差乘以輸入的比例因子系數(shù)，并將作為結果的乘積除以2 有效比特數(shù)，以便計算比例因子值；并且步驟(b )包括通過使用所計算的比例因子值來定標關于所接收的信號的所述第一或 第二重復部分；和將定標的信號排列成序列，并發(fā)送該序列。
17. 如權利要求16所述的方法，其中，在4企測第一和第二重復部分的 步驟中，通過使用數(shù)據(jù)速率控制值和所接收的時隙數(shù)從所接收的分組中檢測 具有不同碼字重復次數(shù)的兩個部分。
18. 如權利要求16所述的方法，其中，所述分組信息包括分組的發(fā)送 時隙的總數(shù)、碼字比特數(shù)和調(diào)制階數(shù)。
19. 如權利要求16所述的方法，其中，在選擇性地計算標準偏差的步 驟中，計算關于所有所接收的分組的標準偏差。
20. 如權利要求16所述的方法，其中，在選擇性地計算標準偏差的步 驟中，計算關于所接收的分組的有限部分的標準偏差，并將其應用到所有分 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備和方法。該設備包括量化電平發(fā)生器，用于測量所接收的分組數(shù)據(jù)的動態(tài)范圍并計算相應的比例因子；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