專利名稱：分集天線選擇過程的損傷確定的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地針對(duì)無(wú)線通信，特別是針對(duì)天線分集技術(shù)，特別與在固定無(wú)線接入應(yīng)用中使用的數(shù)字信號(hào)分集接收有關(guān)。
背景技術(shù)：
在無(wú)線通信中，多徑衰落是接收信號(hào)電平波動(dòng)的公知原因，因此是通信降級(jí)的公知原因。
分集接收作為降低這種衰落的方法已廣泛地執(zhí)行。例如如果兩天線以預(yù)定距離互相分開，顯著地降低了來(lái)自兩天線的信號(hào)同時(shí)被衰減到相同程度的概率，因此取得較高可靠性。例如，當(dāng)使用兩天線而不用一個(gè)天線時(shí)，信號(hào)-干擾余量可增加10dB之多。各種分集接收方法是已知的。
在大多數(shù)情況，如果認(rèn)為是“完美”分集，一個(gè)系統(tǒng)要求事先知道可選擇的所有天線的接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)。對(duì)于許多現(xiàn)有技術(shù)的分集系統(tǒng)，這樣的信息只能使用雙接收機(jī)才可得到。在這樣的安排中，在每個(gè)天線接收的信號(hào)RSSI連續(xù)地被監(jiān)視，并且選擇最好的天線。這個(gè)實(shí)施給無(wú)線電接收機(jī)增加了相當(dāng)大的費(fèi)用。
一些現(xiàn)有技術(shù)解決方案教導(dǎo)使用兩個(gè)或多個(gè)天線和一個(gè)接收機(jī)電路。天線選擇電路響應(yīng)由該接收機(jī)產(chǎn)生的接收信號(hào)強(qiáng)度指示在天線之間轉(zhuǎn)換。但是，沒有雙接收機(jī)，必須周期地嘗試未使用的天線，無(wú)論何時(shí)“被測(cè)試”的天線具有差的RSSI時(shí)，導(dǎo)致接收數(shù)據(jù)中比特瞬時(shí)中斷(丟失或惡化的比特)或幀瞬時(shí)中斷(丟失或惡化的幀)。
而且，在過去這些現(xiàn)有技術(shù)分集系統(tǒng)與基站有特別關(guān)系和部分與用戶終端較不相關(guān)，因?yàn)橐筇炀€實(shí)際上分開半波長(zhǎng)的最小距離。天線的這個(gè)實(shí)際分開典型地使得它在小的、簡(jiǎn)潔的移動(dòng)終端中組合這樣的技術(shù)是不實(shí)際的。而且，如所指出的，分集技術(shù)典型地利用雙接收機(jī)，這兩接收機(jī)對(duì)基站是可接受的，但對(duì)終端是不經(jīng)濟(jì)有效的。
但是，在很多方面多徑衰落問題對(duì)固定無(wú)線接入終端帶來(lái)的問題比對(duì)移動(dòng)終端帶來(lái)的問題更多，因?yàn)橛脩艚K端是固定的，因此由于深衰落的結(jié)果，該終端不可能響應(yīng)差的接收由該用戶移動(dòng)。
此外，即使在多徑衰落不帶來(lái)重大問題的情況，接收的質(zhì)量可能仍然是差的，因?yàn)樵谇跋蜴溌分械耐诺栏蓴_(CCI)。在大容量蜂窩網(wǎng)絡(luò)中這個(gè)問題特別嚴(yán)重，在該網(wǎng)絡(luò)中希望重用頻率許多次可降低信號(hào)干擾比(SIR)。但是，設(shè)計(jì)成根據(jù)天線之間的接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)的比較轉(zhuǎn)換天線的常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)分集解決方案一般不能解決這樣的問題。
本發(fā)明人已知的現(xiàn)有技術(shù)不能合適地解決的另一個(gè)問題是一些用戶他們的無(wú)線電鏈路性能受前向鏈路信號(hào)強(qiáng)度的限制，而其他用戶他們的前向鏈路質(zhì)量因用戶密度高而受同信道干擾(CCI)的限制。此外，典型地，存在著沒有足夠的已有知識(shí)來(lái)預(yù)測(cè)這兩個(gè)問題的哪一個(gè)問題是接收質(zhì)量差的主要的原因。此外，上述兩個(gè)損害(即衰落和CCI)可能在不同時(shí)間出現(xiàn)，并且互相無(wú)關(guān)。因此，需要改進(jìn)的分集系統(tǒng)，該系統(tǒng)可改進(jìn)接收，而與哪個(gè)損害導(dǎo)致降低的接收無(wú)關(guān)。
發(fā)明概要本發(fā)明的一個(gè)方面提供一個(gè)分集選擇過程以及用于執(zhí)行該過程的終端，同時(shí)還提供用于移動(dòng)輔助過區(qū)切換(MAHO)測(cè)量。本發(fā)明人已認(rèn)識(shí)到這是固定無(wú)線接入(FWA)終端特別的優(yōu)點(diǎn)，這些終端不移入和移出網(wǎng)孔，因此預(yù)先不建立過區(qū)切換。至此提供具有分集和MAHO二者的FWA終端，對(duì)于相對(duì)短期的問題，一個(gè)終端可通過轉(zhuǎn)換天線改善服務(wù)，或者對(duì)于持久的問題，該終端允許轉(zhuǎn)換到另一個(gè)基站(如果可得到的話)。
本發(fā)明的另一方面針對(duì)執(zhí)行天線分集的過程和設(shè)備，它首先評(píng)估造成接收差的損害的性質(zhì)，然后相應(yīng)地轉(zhuǎn)換天線。這樣的系統(tǒng)特別適用于使用數(shù)字無(wú)線電通信的固定無(wú)線接入終端。
應(yīng)該指出，這些技術(shù)可應(yīng)用于任何類型的天線方案，信號(hào)可適當(dāng)?shù)厝ハ嚓P(guān)，而不管這種去相關(guān)是通過空間還是極化分集取得的。
附圖的簡(jiǎn)要說明從下面參照附圖的示例實(shí)施例敘述中將進(jìn)一步理解本發(fā)明與其另外目的和優(yōu)點(diǎn)，其中

圖1是含有本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的無(wú)線接入終端的示意方框圖。
圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例由圖1的基帶微控制器執(zhí)行的分集選擇過程步驟的流程圖。
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例圖2過程的另一方面的定時(shí)參考圖。
圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例由基帶微控制器執(zhí)行的分集選擇過程步驟的一系列流程圖。
圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的概念步驟的流程圖，圖4代表該流程圖的特定實(shí)施。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例將對(duì)于在用戶單元如圖1所示的固定無(wú)線接入終端內(nèi)的應(yīng)用進(jìn)行敘述。優(yōu)選實(shí)施例也敘述IS 54-B、TDMA-3。本領(lǐng)域的技術(shù)人員清楚，這個(gè)例子用于說明的目的和本發(fā)明也可用于其它系統(tǒng)。
在圖1中，該終端(也稱為用戶單元)包括一個(gè)無(wú)線電部件10、一個(gè)基帶部件60和一個(gè)話音頻率部件110。在基帶部件60和話音頻率部件110之間有兩個(gè)接口。稱為PCM接口175的第一接口包括數(shù)字化話音頻率脈碼調(diào)制(PCM)發(fā)送與接收信號(hào)，而第二接口是雙向串行通信接口178。無(wú)線電部件10和基帶部件60提供無(wú)線電頻率和數(shù)字化的話音頻率信號(hào)之間的變換?；鶐Р考?0在話音頻率部件110的控制下還負(fù)責(zé)處理與RF鏈路相關(guān)的協(xié)議。
話音頻率部件110包括一個(gè)主用戶接口和一個(gè)主手機(jī)140，該主用戶接口包括顯示器120、鍵盤130、產(chǎn)生音頻提醒(例如響鈴)的提醒器150和提供可視提醒(例如指示分機(jī)摘機(jī)或來(lái)話呼叫已接收的光指示器)的指示器。話音頻率部件110還包括含有RJ-11插座的輔助用戶接口，插座230起著標(biāo)準(zhǔn)模擬電話設(shè)備的延伸插座。注意，可支持另外的數(shù)據(jù)插座。
合適的DC電源未示出。這可包括電池或合適的AC電源適配器或者最好兩者的組合，通常從AC市電供電，以電池電源作為后備。
在圖1中地線電部件10表示為包括接到射頻雙工器30的主天線20，射頻雙工器30又接到發(fā)射機(jī)部件40和RF開關(guān)35。RF開關(guān)35接到接收機(jī)部件50和在RF雙工器30的輸入“a”或帶通濾波器27的輸入“b”之間選擇，帶通濾波器27又接到分集天線25。在普通轉(zhuǎn)讓的英國(guó)專利申請(qǐng)GB 9616174.0、Kitchener為發(fā)明人，名稱為“天線安排”中敘述該天線安排的例子，因此引用其公開內(nèi)容供參考。但是，實(shí)際的天線安排對(duì)本發(fā)明不是關(guān)鍵的。特別是，可使用兩個(gè)或多個(gè)天線，它們可在空間上分開，或者作為替代方案，接收的信號(hào)可具有不同的極化。此外，可使用空間和極化分集的組合。
無(wú)線電部件10的接收機(jī)50和發(fā)射機(jī)40二者都接到基帶部件60的RF調(diào)制器/解調(diào)器與基帶接口部件70。基帶部件60還包括一個(gè)合適的基帶數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)80和一個(gè)合適的基帶微控制器90，后者又接到T1A端口100。T1A(測(cè)試接口適配器)端口使用T1A單元與數(shù)據(jù)終端(例如個(gè)人計(jì)算機(jī))通信，以便設(shè)定該終端為各種狀態(tài)和執(zhí)行命令和/或用于測(cè)試或驗(yàn)證的過程。德克薩斯儀器公司TCM 4300ARCTIC(先進(jìn)RF蜂窩電話接口電路)芯片適合于部件70，而TI TDMA-3DSP適合于基帶DSP80?；鶐⒖刂破?0是一個(gè)合適的空中接口微處理器，該空中接口微處理器以擴(kuò)展的協(xié)議與相關(guān)存儲(chǔ)器(例如RAM、ROM、EEPROM)一起支持IS-54B的呼叫處理要求。
該無(wú)線電部件和基帶部件之間的大部分通信經(jīng)過基帶接口70進(jìn)行。但是，如可看到的，標(biāo)記ANTSEL的控制鏈路允許基帶微控制器90觸發(fā)RF開關(guān)35。
在操作中，在主天線20和分集天線25二者都接收通信信號(hào)，該信號(hào)合適地分別由RF雙工器30或帶通濾波器27濾波。RF開關(guān)35確定哪個(gè)信號(hào)a或b根據(jù)合適的分集選擇過程由接收機(jī)部分50下變頻，如在下面所討論的。
選擇的信號(hào)由接收機(jī)部件50下變頻為合適的IF信號(hào)。接收機(jī)部件50還測(cè)量接收信號(hào)強(qiáng)度并且發(fā)送消息給RF解調(diào)器和基帶接口部件70，使得接收的信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。然后RSSI發(fā)送到基帶微控制器90?；鶐SP80還確定也傳送給基帶微控制器的誤碼率(BER)，該誤碼率(BER)也傳送給基帶微控制器?；鶐⒖刂破?0用于處理通信協(xié)議堆棧的1-3層，管理RF無(wú)線電部分10和基帶部件60的控制，還執(zhí)行用戶接口功能。
本發(fā)明主要涉及如何使用RSSI和BER測(cè)量以便確定為了選擇哪個(gè)天線用于接收應(yīng)如何觸發(fā)RF開關(guān)35。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的分集選擇過程將參照?qǐng)D2的流程圖和圖3所示的定時(shí)基準(zhǔn)進(jìn)行討論。圖2是根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例由基帶微控制器90執(zhí)行的操作流程圖，該實(shí)施例構(gòu)成用于支持MAHO的IS-54B、TDMA-3系統(tǒng)。例如，圖2代表根據(jù)存儲(chǔ)在微控制器的相關(guān)存儲(chǔ)器(未示出)中的軟件程序執(zhí)行的步驟。應(yīng)該指出，這個(gè)例子是對(duì)TDMA-3系統(tǒng)敘述的，其中每幀有6個(gè)時(shí)隙和每幀分為兩個(gè)半幀，每半幀具有每個(gè)用戶感興趣的一個(gè)接收時(shí)隙。在圖3中所示的例子中，每幀6個(gè)時(shí)隙(每半幀3時(shí)隙)，其中時(shí)隙1和4是該終端感興趣的。參照下面的定義可更好地理解圖2A=天線A(主天線)；B=天線B(分集天線)；SW=用于在A與B之間選擇的RF開關(guān)35；Thr01=定義合適地高的RSSI電平使得不要求轉(zhuǎn)換天線的參數(shù)；“BEST”是定義選擇哪個(gè)天線作為下半幀的最好天線的變量；RSSI_A=在天線A上測(cè)量的RSSI值；和RSSI_B=在天線B上測(cè)量的RSSI值。
在圖2中，步驟250代表初始化步驟，其中RF開關(guān)35設(shè)置為從主天線(A)20經(jīng)過RF雙工器30接收。此外，這個(gè)系統(tǒng)作為缺省設(shè)置主天線A為下半幀的最好天線。然后該系統(tǒng)將接收數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可能是控制信息或來(lái)自業(yè)務(wù)信道的話音或數(shù)據(jù)。在合適的時(shí)隙例如時(shí)隙1期間接收完成之后，在系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)之前有一個(gè)時(shí)間期間。在這個(gè)實(shí)施例中，它適合于TDMA/FDD系統(tǒng)的IS-54B，這個(gè)時(shí)間期間大約為3.7毫秒(在圖3中在320標(biāo)記為空閑A)。在這個(gè)期間，如圖2步驟252所示的，接收機(jī)50的合成器調(diào)諧到另一個(gè)頻率，以便根據(jù)IS-54B要求對(duì)移動(dòng)輔助的過區(qū)切換(MAHO)進(jìn)行RSSI(接收信號(hào)強(qiáng)度指示)測(cè)量。這允許在沒有接收或發(fā)送時(shí)在空閑時(shí)間期間進(jìn)行MAHO測(cè)量。在MAHO測(cè)量期間這具有通過雙工器防止發(fā)送泄漏的優(yōu)點(diǎn)，因此允許進(jìn)行絕對(duì)測(cè)量，這不受收發(fā)信機(jī)自己的傳輸?shù)挠绊?。然后該系統(tǒng)返回合成器到接收信道頻率并且觸發(fā)RF開關(guān)以便從主天線接收，如果它未準(zhǔn)備好，如在步驟253所示的。
在256所示的下一步驟包含如在天線A接收的RSSI的測(cè)量。有利地，這步驟允許接收信道RSSI的測(cè)量，同時(shí)如在圖3的345可看到的，該單元也在發(fā)送信道上發(fā)送數(shù)據(jù)。在傳輸期間可進(jìn)行分集測(cè)量，因?yàn)槿魏涡孤┑湫偷赝鹊赜绊憙蓚€(gè)RSSI測(cè)量。因此，分集選擇過程能夠使用兩個(gè)天線RSSI的相對(duì)測(cè)量，而不是一般MAHO所要求的絕對(duì)測(cè)量。但是，如圖3所述，由于對(duì)RSSI測(cè)量之一的瞬時(shí)影響，在發(fā)送時(shí)隙接通期間343不進(jìn)行測(cè)量。
為了比較天線之間的RSSI，觸發(fā)RF開關(guān)以便選擇從分集天線始發(fā)的信號(hào)，如步驟260所示。然后在263測(cè)量來(lái)自這個(gè)信號(hào)的RSSI值。如果需要，RF開關(guān)復(fù)位回到與在步驟266用于接收的“BEST”變量相關(guān)的值。換句話說，對(duì)兩個(gè)天線進(jìn)行RSSI測(cè)量，然后最后選擇的最好天線再被選擇用于下一個(gè)接收時(shí)隙，然后在步驟268解調(diào)數(shù)據(jù)。
在從兩天線進(jìn)行RSSI測(cè)量之后，兩個(gè)值與閾值比較，如步驟270所示。如果RSSI-A和RSSI-B都高于閾值thr01，則兩天線都接收足夠強(qiáng)的信號(hào)。在這種情況，最好值未改變和該系統(tǒng)繼續(xù)以目前天線接收。但是，如果RSSI-A或RSSI-B低于閾值thr01，則該系統(tǒng)比較從每個(gè)天線接收的信號(hào)強(qiáng)度，如步驟280所示。如果RSSI-A大于或等于RSSI-B，則如步驟285所示，最好的天線設(shè)置為A。然后，在步驟287,RSSI-A值發(fā)送給DSP以調(diào)節(jié)內(nèi)部DSP自動(dòng)增益控制(AGC)，以便避免比特瞬時(shí)中斷，這是在超過基帶解調(diào)器的最大輸入電平時(shí)的結(jié)果。然后該周期在下一幀中繼續(xù)。但是，如果RSSI-B大于RSSI-A，則相應(yīng)地，如在步驟290和295所示的，最好的天線設(shè)置為分集天線B和在天線接收的RSSI在下一幀繼續(xù)的周期之前發(fā)送給DSP。
如上所述的，和如可在圖3中看到的，在傳輸時(shí)隙期間出現(xiàn)在天線A和在天線B的RSSI測(cè)量。如所述的，該選擇過程確定哪個(gè)天線用于下一個(gè)接收時(shí)隙。作為可選擇方案，在可用時(shí)間給予足夠的處理，該過程可確定在目前半幀期間該天線用于接收。例如，參見圖3，對(duì)于TDMA-3系統(tǒng)該終端每半幀(即每3個(gè)時(shí)隙，如時(shí)隙1,4,1等)接收一次。最好假定在時(shí)隙4開始之前，在空閑B期間有足夠的時(shí)間選擇最好的天線。但是，除非存在非常快的衰落，已證明對(duì)于時(shí)隙4足于復(fù)原到目前的天線，使得下一時(shí)隙(即下一幀中的時(shí)隙1)出現(xiàn)最好天線的任何變化。
如在這個(gè)實(shí)施例中所示的，如果在該發(fā)送脈沖串期間進(jìn)行分集RSSI測(cè)量，則雙工器30必須具有足夠的濾波以防止收發(fā)信機(jī)自己的傳輸干擾其分集天線RSSI則量。但是，對(duì)于具有足夠處理能力的系統(tǒng)，在發(fā)送與接收脈沖串之間的空閑時(shí)間期間能夠進(jìn)行RSSI測(cè)量。
因此上述分集選擇過程的優(yōu)點(diǎn)包含和MAHO測(cè)量一起對(duì)在一個(gè)接收時(shí)隙(即感興趣的時(shí)隙)的結(jié)束和下一接收時(shí)隙的開始之間使用的BEST天線進(jìn)行分集測(cè)量。因此，使用相同的天線接收在接收時(shí)隙中的所有數(shù)據(jù)。因此避免了由于RSSI測(cè)量或在接收時(shí)隙期間轉(zhuǎn)換天線產(chǎn)生的比特瞬時(shí)中斷。
最好是，在進(jìn)行測(cè)量的時(shí)間期間RSSI-A和RSSI-B表示該平均RSSI功率電平。此外，為了避免天線之間“往復(fù)轉(zhuǎn)換”，可使用在大于半幀上進(jìn)行的RSSI功率電平平均。此外可用一個(gè)滯后值M限制轉(zhuǎn)換率，防止天線之間的轉(zhuǎn)換，除非RSSI比較結(jié)果對(duì)于M個(gè)隨后的半幀是相同的，這里M可取值1,2…255。這些精確的表達(dá)在衰落是慢的或者解調(diào)器對(duì)天線經(jīng)常變化敏感的情況是有利的。如果兩天線間隔足夠遠(yuǎn)使得它們看到不同的信號(hào)路徑延遲或者在兩天線信號(hào)電平經(jīng)常顯著地不同的情況一般出現(xiàn)這樣的情況。在這些環(huán)境下，可應(yīng)用滯后、平均或二者。
上述分集選擇過程特別適于轉(zhuǎn)換天線，以便避免多徑衰落。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，該終端可轉(zhuǎn)換天線，即使目前選擇的天線具有較高的平均RSSI，以便改善由同信道干擾(CCI)引起的接收差。
圖4是根據(jù)使用RSSI和BER二者確定天線選擇的本發(fā)明實(shí)施例，按照在微控制器的相關(guān)存儲(chǔ)器(未示出)中存儲(chǔ)的軟件程序由基帶微控制器執(zhí)行的步驟流程圖。在這個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)測(cè)試是否存在同信道干擾以及測(cè)試信號(hào)電平，該分集選擇過程選擇使用哪個(gè)天線。在所述的實(shí)施例中，誤碼率(BER)用作CCI性能測(cè)試的一部分。作為測(cè)量BER的另一選擇或作為補(bǔ)充，該系統(tǒng)可測(cè)量編碼的數(shù)字驗(yàn)證色碼(CDVCC)奇偶校驗(yàn)和確認(rèn)已正確地解碼。
參見以下的定義可更好地理解圖4A=天線A(主天線)；B=天線B(分集天線)；SW=用于在A和B之間進(jìn)行選擇的RF開關(guān)35；thr01=定義一個(gè)合適高的RSSI電平使得不要求轉(zhuǎn)換天線的參數(shù)；“BEST”是定義選擇哪個(gè)天線作為下半幀的最好天線的變量；RSSI_A=在天線A上測(cè)量的RSSI值；和RSSI_B=在天線B上測(cè)量的RSSI值。
“CURRENT”是一個(gè)變量，它定義目前的天線A或B。
“OTHER”是一個(gè)變量，它定義不在使用的另一天線，或者B或者A。
Thr20=設(shè)置用于識(shí)別BER是否正常的BER閾值參數(shù)。
“M”是一個(gè)滯后參數(shù)(對(duì)BER滯后M=7，而對(duì)于基于RSSI轉(zhuǎn)換M=0，對(duì)于BER選擇M=7以保證干擾持續(xù)和不虛假。0＜M＜255)“滯后Cnt”是用作計(jì)數(shù)器的一個(gè)變量。
“CCI Hold Cnt”是用作計(jì)數(shù)器的一個(gè)變量。
“DF”是用于禁止該碼的一部分的標(biāo)志(測(cè)試目的)。
“JF”是用于更改算法的運(yùn)算以便調(diào)節(jié)干擾信號(hào)的不同持續(xù)時(shí)間的標(biāo)志。
Thr01=-50dB(允許分集的點(diǎn)(范圍為-120＜thr01＜-40))Thr20=0.5％BER(用于確定BER是否正常的值，范圍為0％＜Thr20≤8％)。
Thr21=-90dBm(高于該值RSSI認(rèn)為是正常，范圍為-120＜Thr21＜-40)。
“Z”是一個(gè)參數(shù)，它定義以半幀增量的CCI保持間隔的長(zhǎng)度。
在圖4中，步驟402,404,406,408代表初始化步驟，其中設(shè)置RF開關(guān)35為從主天線(A)20經(jīng)過RF雙工器30接收。此外，這個(gè)系統(tǒng)作為一缺省設(shè)置主天線A為下半幀的最好天線。然后該系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可能是控制信息或者來(lái)自業(yè)務(wù)信道的話音或數(shù)據(jù)。在合適的時(shí)隙如時(shí)隙1期間接收完成之后，在系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)之前有一個(gè)時(shí)間期間。在這個(gè)實(shí)施例中，該實(shí)施例適合于是TDMA/FDD系統(tǒng)的IS-54B,這個(gè)時(shí)間期間大約3.7毫秒(在圖3的320以空閑A標(biāo)記)。如果需要的話，在這個(gè)空閑期間最好進(jìn)行MAHO測(cè)量。然后該系統(tǒng)返回該合成器到接收信道頻率，如果RF開關(guān)沒有準(zhǔn)備好，則觸發(fā)它從主天線A接收，如步驟420所示的。
如在423所示的下一步驟包含在天線A接收的RSSI的測(cè)量。為了比較天線之間的RSSI，觸發(fā)RF開關(guān)選擇從分集天線始發(fā)的信號(hào)，如在步驟426所示的。然后在429測(cè)量這個(gè)信號(hào)的RSSI值。如果需要的話，RF開關(guān)復(fù)位回到與在步驟432的BEST(最好)變量相關(guān)的值，用于數(shù)據(jù)接收。換句話說，對(duì)兩天線進(jìn)行RSSI測(cè)量，然后選擇最后選擇的BEST(最好)天線用于該接收時(shí)隙，然后在步驟435解調(diào)數(shù)據(jù)。保存這個(gè)RSSI信息以便在步驟452和465使用。
下面的包含步驟439至449的步驟確定BER是否正常。“BER正?！笔腔趨?shù)組和在步驟435解調(diào)的目前BER定義的一個(gè)狀態(tài)。如果BER正常，則選擇過程使用的步驟465開始的、較快的基于RSSI轉(zhuǎn)換來(lái)克服多徑衰落。如果BER不正常，則在步驟452開始基于在多個(gè)幀上的信號(hào)質(zhì)量測(cè)量的較慢轉(zhuǎn)換過程，以便確定是否存在CCI。
步驟439至449用于確定BER是否正常。在步驟439半幀邊界之后，在步驟435先前解調(diào)的測(cè)量BER在步驟440與閾值thr20比較。如果該BER小于thr20，則在步驟443“滯后Cnt”復(fù)位至零。如果不小于thr20，則滯后Cnt遞增1。在步驟449，滯后Cnt的值則與M比較，確定BER是否正常。包含這些步驟439至449實(shí)現(xiàn)滯后功能使得在選擇過程確定BER不正常之前對(duì)于“M”個(gè)相連半幀該BER必須大于或等于thr20。這通過只測(cè)試非瞬變的不良BER條件防止由于脈沖串差錯(cuò)進(jìn)行不正確判定。
如果BER不正常，在步驟452開始基于較慢的多幀的轉(zhuǎn)換。圖4C表示用于實(shí)現(xiàn)選擇過程部分的步驟，該選擇過程使用RSSI信號(hào)和BER信息確定是否存在CCI。如果存在，則根據(jù)BER驅(qū)動(dòng)天線轉(zhuǎn)換，使得可選擇另一天線，由于信號(hào)和干擾的不同多徑組合，此另一天線可能具有較好的SIR。
在步驟480，目前天線RSSI與thr01比較，以便確定RSSI是否正常。如果該RSSI正常(即，RSSI-current(目前)大于thr21)，則認(rèn)為CCI存在，因?yàn)樾盘?hào)強(qiáng)度好但BER不正常，認(rèn)為RSSI測(cè)量是信號(hào)加上干擾功率。步驟486比較另一個(gè)RSSI與thro1以確定它是否正常。如果另一個(gè)RSSI正常，則運(yùn)算分支到步驟492，然后在步驟495轉(zhuǎn)換到另一個(gè)天線。在步驟492滯后計(jì)數(shù)CCI Hold(保持)通過在2個(gè)半幀保持選擇的天線防止出現(xiàn)天線之間的過度觸發(fā)(toggling)。這個(gè)保持選擇的天線結(jié)合步驟455,458和470實(shí)現(xiàn)。
在步驟486，如果結(jié)果是另一RSSI不正常，則算法假定轉(zhuǎn)換無(wú)益處。因此當(dāng)前天線保持最佳天線(步驟498)，于是不必轉(zhuǎn)換到另一天線。天線之間過度或不必要的觸發(fā)導(dǎo)致一般“盲轉(zhuǎn)換”或“轉(zhuǎn)換與保持”算法中性能降級(jí)是公知的。
在步驟480，如果CURRENT(目前)RSSI不正常，則在步驟449確定的差BER很可能是由于接收信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度低引起的。然后選擇過程前進(jìn)到步驟483，測(cè)試另一個(gè)RSSI。如果另一個(gè)天線的RSSI也不正常(即低于thr21)，則在步驟498，目前天線仍然是最好天線。如果OTHER(另一個(gè))RSSI正常，則在步驟495開始轉(zhuǎn)換到另一天線。任選步驟489通過設(shè)置CCI保持Cnt=0切斷任何先前設(shè)定的保持提供一個(gè)選擇跳出基于慢BER的轉(zhuǎn)換(如果JF=1)。這個(gè)靈活性允許制定對(duì)在各種傳播環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的干擾和信號(hào)偏差的選擇過程。
進(jìn)一步參見步驟449，如果BER正常，則在步驟455執(zhí)行保持檢驗(yàn)，確定由于最近的基于CCI轉(zhuǎn)換到它，是否應(yīng)保持目前天線。(這個(gè)持續(xù)時(shí)間由參數(shù)Z控制)。步驟458每半幀遞減這個(gè)計(jì)數(shù)器，對(duì)于這些幀“保持”條件仍存在。
在步驟455，如果CCI保持Cnt=0，則BER正常和沒有由于BER差(即不存在保持條件)引起的最近轉(zhuǎn)換，所以在步驟465允許半幀半幀地基于RSSI的轉(zhuǎn)換以便克服多徑衰落。注意，任選步驟461允許設(shè)置禁止標(biāo)志DF，以便禁止基于RSSI的轉(zhuǎn)換，例如，以便只允許測(cè)試基于BER轉(zhuǎn)換。
在步驟465，開始基于多徑衰落的轉(zhuǎn)換過程，并且選擇過程前進(jìn)，如圖4D中所示的。
來(lái)自兩天線的RSSI測(cè)量與閾值比較，如在步驟500所示的。如果RSSI_A和RSSI_B二者都高于閾值變量thr01，則這意味著兩天線正接收足夠強(qiáng)的信號(hào)，因此不要求天線的轉(zhuǎn)換。在這種情況，最好的值不變和系統(tǒng)繼續(xù)以目前天線接收。但是，如果RSSI_A或RSSI_B都低于閾值變量thr01，則該系統(tǒng)比較從每個(gè)天線接收的信號(hào)強(qiáng)度，如在步驟505所示的。如果RSSI_目前大于或等于RSSI_其它，則如在步驟510和515所示的，最好天線設(shè)置為目前天線。任選地，RSSI_目前值發(fā)送給DSP，調(diào)節(jié)內(nèi)部DSP自動(dòng)增益控制(AGC)，以便避免在基帶解調(diào)器的最大輸入電平被超過時(shí)產(chǎn)生的比特瞬時(shí)中斷。這個(gè)步驟表示為缺省，因?yàn)檫@是典型地只在兩天線來(lái)的兩信號(hào)是快速地衰落或它們之間具有明顯的時(shí)間擴(kuò)散時(shí)的條件中要求的。
然后在下一幀中該周期繼續(xù)。但是，如果其他的RSSI_Other大于RSSI Current，則相應(yīng)地，如在步驟520和525所示的，最好天線設(shè)置為另一天線，任選地，在另一天線接收的RSSI發(fā)送給DSP。如在步驟530所示，由于已選擇轉(zhuǎn)換到另一天線，在下一幀中繼續(xù)循環(huán)之前，滯后Cnt變量復(fù)位至零。
組合的基于RSSI和BER的轉(zhuǎn)換的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它自動(dòng)地調(diào)節(jié)不同信道條件，不論降級(jí)是由多徑衰落還是由CCI控制的。
注意，使用基于極化分集的主天線和分集天線的設(shè)計(jì)的最佳實(shí)施例有效地提供微觀分集。在這種情況，基于BER的算法依賴于似然，在另一天線上對(duì)干擾的多徑衰落是不同的。(注意，在固接入情況，在幾分鐘的時(shí)長(zhǎng)內(nèi)平均信號(hào)和干擾電平大約相同)。
本發(fā)明的一個(gè)替代實(shí)施例是使用一個(gè)遠(yuǎn)程主天線，因此分開主天線和分集天線的距離更大了，因此由于遮蔽平均信號(hào)和干擾電平很可能是不同的，因此在用戶終端基于BER的算法可克服長(zhǎng)期的差SIR。
如所述的，選擇過程確定在下一個(gè)接收時(shí)隙應(yīng)使用哪個(gè)天線。取決于幀結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的處理時(shí)間，這可能是在目前(半)幀感興趣的時(shí)隙或者在隨后(半)幀中感興趣的時(shí)隙。
圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的概念步驟的流程圖，圖4代表一個(gè)具體實(shí)施例。例如，步驟483和486確定RSSI_Other是否正常，作為另一天線信號(hào)質(zhì)量是否正常的粗略估計(jì)。在圖4中，這個(gè)測(cè)試使用已知的RSSI另一個(gè)。但是，其它測(cè)試?yán)鐪y(cè)試BER在一些環(huán)境可能是最好的，特別地，如果另外的DSP處理是可用的話。
步驟600代表每幀的開始。在這個(gè)實(shí)施例中，第一步驟包含評(píng)估在目前天線上接收信號(hào)的質(zhì)量指示是否已滿足特定條件。最好這是通過在每幀期間評(píng)估誤碼率(BER)、CDVCC或二者確定，和在M個(gè)幀中確定該質(zhì)量是否已滿足閾值。在M個(gè)幀中檢驗(yàn)該質(zhì)量具有避免由于質(zhì)量瞬時(shí)下降引起過度轉(zhuǎn)換的優(yōu)點(diǎn)。如果在610的測(cè)試不滿足，則系統(tǒng)評(píng)估由于目前天線上質(zhì)量差而選擇另一天線是否有益。如在步驟620所示，進(jìn)行關(guān)于在另一天線上接收的信號(hào)是否滿足第二條件的評(píng)估。620的確定可通過評(píng)估另一天線的RSSI相對(duì)于建立的閾值進(jìn)行。但是，在一些環(huán)境中有可得到的足夠處理，可進(jìn)行另一天線的質(zhì)量和強(qiáng)度二者的確定。在任何情況下，如果另一天線沒有滿足該準(zhǔn)則，則轉(zhuǎn)換無(wú)益處，并且保持目前天線的選擇，如在步驟660所示。但是，如果步驟620的評(píng)估指示另一天線確實(shí)滿足條件，選擇另一天線用于接收是有益的。因此，在步驟630選擇另一天線作為最好天線。對(duì)于質(zhì)量差是由于弱信號(hào)例如衰落條件引起的，還是另一方案質(zhì)量差是由于同信道干擾引起的進(jìn)行確定。在步驟640通過評(píng)估RSSI是否滿足第三條件進(jìn)行確定，例如在目前幀期間RSSI是否超過最小閾值。如果目前RSSI沒有滿足該條件，很明顯，由于同信道干擾而不是信號(hào)強(qiáng)度差引起該質(zhì)量是差的。因此，在步驟650建立保持條件，防止在規(guī)定幀數(shù)內(nèi)選擇天線的后繼轉(zhuǎn)換。
對(duì)于是否存在保持條件進(jìn)行確定，以便避免轉(zhuǎn)換回到先前認(rèn)為具有差的SIR的天線。如圖5所示，在步驟670進(jìn)行是否設(shè)置保持在評(píng)估。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)注意，這個(gè)保持評(píng)估可替代地在步驟610之前進(jìn)行。在任何情況，如果設(shè)置保持，計(jì)數(shù)從設(shè)置保持條件以來(lái)的幀數(shù)的保持計(jì)數(shù)器遞減(步驟680)，直至在步驟685該保持條件不再存在為止。在這種情況下，選擇過程以選擇作為最好天線的目前天線在下一幀繼續(xù)。
但是，如果未設(shè)置保持，則在步驟690，對(duì)于哪個(gè)天線正在接收較強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行確定和在下一幀選擇那個(gè)天線。然后過程繼續(xù)到下一幀。在所述的實(shí)施例中，在“M”個(gè)相連幀上測(cè)試質(zhì)量指示(如BER)。如果y個(gè)相連時(shí)隙中x個(gè)時(shí)隙沒有通過該閾值(例如，如果4個(gè)相連幀中3個(gè)幀是差的，則質(zhì)量差)，則對(duì)質(zhì)量差的測(cè)試可交替地滿足。
注意，可使用另一種天線安排。例如，可使用一對(duì)任選的遠(yuǎn)距分集天線，這些天線根據(jù)來(lái)自控制器的外部通信鏈路利用一個(gè)分開的RF開關(guān)進(jìn)行選擇。
在不脫離在權(quán)利要求書中限定的本發(fā)明的范圍情況下，對(duì)上述本發(fā)明的特別實(shí)施例可進(jìn)行很多修改、變化和適應(yīng)。
權(quán)利要求
1．具有最少兩個(gè)天線的收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)的分集選擇過程，包括步驟a)選擇先前確定的最好天線作為目前天線；b)評(píng)估在目前天線接收的信號(hào)質(zhì)量指示是否滿足第一條件；c)響應(yīng)滿足所述第一條件的所述質(zhì)量，如果先前設(shè)定保持條件不再繼續(xù)存在，選擇具有較大接收強(qiáng)度信與指示(RSSI)的天線作為下一幀的最好天線；d)響應(yīng)不滿足所述第一條件的所述質(zhì)量ⅰ)評(píng)估在另一天線上接收的信號(hào)是否滿足第二條件；ⅱ)響應(yīng)滿足所述第二條件的所述另一天線信號(hào)A)選擇所述另一天線作為感興趣的后繼時(shí)隙的最好天線；和B)評(píng)估在目前天線上接收的信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度是否超過閾值，如果超過所述閾值，設(shè)定規(guī)定數(shù)量的幀的保持條件。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中如果規(guī)定數(shù)量幀的接收信號(hào)的所述質(zhì)量指示滿足最小閾值，則滿足所述第一條件。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述質(zhì)量指示包括接收信號(hào)的誤碼率或編碼的數(shù)字檢驗(yàn)色碼之一或二者的確定。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中步驟c)包括步驟，響應(yīng)滿足所述第一條件的所述質(zhì)量ⅰ)評(píng)估是否存在在目前天線上的保持條件，而如果存在則遞減保持計(jì)數(shù)器；和ⅱ)響應(yīng)不存在保持條件，選擇具有較大RSSI的天線作為感興趣的后繼時(shí)隙的最好天線。
5．根據(jù)權(quán)利要求3的方法，在步驟b)之前還包括步驟評(píng)估是否存在在目前天線的保持條件，而如果存在，遞減保持計(jì)數(shù)器并前述，并且不改變最好天線的選擇。
6．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中步驟d)ⅰ)包括將由所述另一天線接收的信號(hào)RSSI與閾值比較。
7．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中步驟d)ⅰ)包括由所述另一天線接收的信號(hào)的質(zhì)量指示與閾值比較。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中步驟b)包括以下步驟ⅰ)評(píng)估接收信號(hào)的誤碼率是否超過閾值；ⅱ)響應(yīng)超過的所述閾值，遞增計(jì)數(shù)器，否則如果沒有超過所述閾值，復(fù)位所述計(jì)數(shù)器；和ⅲ)比較所述計(jì)數(shù)器與預(yù)定值，如果所述計(jì)數(shù)器超過所述預(yù)定值，確定在目前天線接收的信號(hào)的所述質(zhì)量指示滿足第一條件。
9．在無(wú)線通信系統(tǒng)中工作的終端的分集天線選擇方法，包括步驟a)在接收時(shí)隙期間在先前選擇的目前天線上接收；b)測(cè)試不同信道的接收；c)測(cè)試所述目前天線的目前信道的接收；d)由另一天線測(cè)試目前信道的接收；和e)根據(jù)權(quán)利要求1要求的方法選擇具有最好測(cè)試結(jié)果的天線作為所述最好天線。
10．具有至少兩個(gè)天線的收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)的分集選擇過程包括步驟ⅰ)確定由每個(gè)天線接收的接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)；ⅱ)確定有關(guān)在目前天線上的信號(hào)質(zhì)量的指示；ⅲ)評(píng)估在規(guī)定的期間在目前天線上接收的信號(hào)質(zhì)量是否已足夠；ⅳ)響應(yīng)所述評(píng)估步驟，確定在所述期間該質(zhì)量還不夠，評(píng)估由所述另一天線接收的信號(hào)是否滿足條件；v)響應(yīng)由所述另一天線接收的信號(hào)滿足所述條件；a)選擇另一天線作為在后繼幀期間接收的目前天線；和b)響應(yīng)由目前天線接收的信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度已超過規(guī)定閾值，建立對(duì)于規(guī)定數(shù)量的幀的后繼轉(zhuǎn)換的保持。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的方法，還包括步驟ⅵ)響應(yīng)所述評(píng)估步驟，確定對(duì)該規(guī)定期間該質(zhì)量已足夠，如果保持未設(shè)定，選擇具有較大RSSI的天線作為后繼幀的目前天線。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中確定由每個(gè)天線接收的接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)的步驟包括測(cè)量在一個(gè)天線上接收的目前信道的RSSI，然后測(cè)量在另一天線上接收的目前信道的RSSI，其中當(dāng)所述收發(fā)信機(jī)或者空閑或者發(fā)送時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)所述測(cè)量步驟，和其中所述方法還包括調(diào)諧收發(fā)信機(jī)到另一信道和在所述收發(fā)信機(jī)不發(fā)送時(shí)測(cè)試在所述另一信道上的接收的步驟。
13．一種無(wú)線終端，包括一個(gè)接收機(jī)；第一天線；至少一個(gè)可替代天線；一個(gè)開關(guān)，用于選擇哪個(gè)天線提供輸入給所述接收機(jī)；和一個(gè)控制器，適于根據(jù)權(quán)利要求1要求的方法控制所述開關(guān)。
14．一種無(wú)線終端，包括一個(gè)接收機(jī)；第一天線；至少一個(gè)可替代天線；一個(gè)開關(guān)，用于選擇哪個(gè)天線提供輸入給所述接收機(jī)；和一個(gè)控制器，適于根據(jù)權(quán)利要求2要求的方法控制所述開關(guān)。
15．一種無(wú)線終端，包括一個(gè)接收機(jī)；第一天線；至少一個(gè)可替代天線；一個(gè)開關(guān)，用于選擇哪個(gè)天線提供輸入給所述接收機(jī)；和一個(gè)控制器，適于根據(jù)權(quán)利要求3要求的方法控制所述開關(guān)。
16．一種無(wú)線終端，包括一個(gè)接收機(jī)；第一天線；至少一個(gè)可替代天線；一個(gè)開關(guān)，用于選擇哪個(gè)天線提供輸入給所述接收機(jī)；和一個(gè)控制器，適于根據(jù)權(quán)利要求4要求的方法控制所述開關(guān)。
17．一種無(wú)線終端，包括一個(gè)接收機(jī)；第一天線；至少一個(gè)可替代天線；一個(gè)開關(guān)，用于選擇哪個(gè)天線提供輸入給所述接收機(jī)；和一個(gè)控制器，適于根據(jù)權(quán)利要求7要求的方法控制所述開關(guān)。
18．一種無(wú)線終端，包括一個(gè)接收機(jī)；第一天線；至少一個(gè)可替代天線；一個(gè)開關(guān)，用于選擇哪個(gè)天線提供輸入給所述接收機(jī)；和一個(gè)控制器，適于根據(jù)權(quán)利要求8要求的方法控制所述開關(guān)。
19．一種無(wú)線終端，包括一個(gè)接收機(jī)；第一天線；至少一個(gè)可替代天線；一個(gè)開關(guān)，用于選擇哪個(gè)天線提供輸入給所述接收機(jī)；和一個(gè)控制器，適于根據(jù)權(quán)利要求9要求的方法控制所述開關(guān)。
20．一種無(wú)線終端，包括一個(gè)接收機(jī)；第一天線；至少一個(gè)可替代天線；一個(gè)開關(guān)，用于選擇哪個(gè)天線提供輸入給所述接收機(jī)；和一個(gè)控制器，適于根據(jù)權(quán)利要求12要求的方法控制所述開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開分集選擇過程,該過程測(cè)試以便確定接收差是由同信道干擾還是由多徑衰落引起的。首先通過測(cè)試在幾個(gè)幀期間的質(zhì)量確定該損害。除非在這幾個(gè)幀的質(zhì)量是差的,如果不存在保持條件,該系統(tǒng)通過選擇具有較大信號(hào)強(qiáng)度的天線測(cè)試多徑衰落。但是,如果在幾個(gè)幀期間已存在差的質(zhì)量,該系統(tǒng)選擇另一個(gè)天線,如果它的RSSI更大。但是,如果信號(hào)質(zhì)量足夠高,系統(tǒng)還測(cè)試在目前天線上接收的RSSI和確定損害是同信道干擾。在這種情況,為多個(gè)幀設(shè)定保持條件以防止過度轉(zhuǎn)換。
文檔編號(hào)H04L1/06GK1211359SQ97192352
公開日1999年3月17日 申請(qǐng)日期1997年10月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月25日
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