專利名稱：高數(shù)據(jù)速率型移動通信系統(tǒng)的移動站的接收分集裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及通信系統(tǒng)，尤其涉及移動通信系統(tǒng)的移動站的接收分集裝置和方法。
(2)背景技術(shù)分集方法是用于改進(jìn)無線通信系統(tǒng)中接收信號的質(zhì)量的技術(shù)。應(yīng)用分集方法的系統(tǒng)中的接收設(shè)備包括兩根或多根天線，并且選擇或組合通過天線接收到的各個信號，從而實現(xiàn)比使用一根天線的常規(guī)接收設(shè)備更高的接收信號質(zhì)量。
一般而言，有三類分集方法選擇或開關(guān)方法、同相組合或等增益組合方法、以及最大比率組合方法。
(1)選擇或開關(guān)方法選擇或開關(guān)分集方法(下文中稱為選擇分集方法)選擇性地接收通過多根天線接收到的信號中的最強信號。
(2)同相組合或等增益組合方法同相組合分集方法把通過各個天線接收到的信號的相位控制為同相。然后，組合這些信號以形成最后的接收信號。因此，同相組合分集方法組合了這些信號，并且不像在選擇分集方法中那樣選擇該信號。因此，可以實現(xiàn)接收信號的改進(jìn)質(zhì)量。
在實現(xiàn)時，同相組合分集方法要求一移相器來控制信號的相位。該方法也能在靜態(tài)環(huán)境下改進(jìn)接收信號質(zhì)量，其中接收信號的強度不隨時間的流逝而改變，或者形成一衰落環(huán)境，其中可能隨時間的流逝而改變接收信號的強度。
在同相組合分集方法中，如果一個接收信號與其它接收信號相比具有小的電功率，則僅向最后組合輸出中的信號分量添加少量的增益。然而，由于噪聲與其它信號的噪聲相同，因此信噪比(SNR)降低。
(3)最大比例組合方法最大比例組合方法控制各個接收信號的大小和獨立相位，然后組合這些信號。更具體地說，檢測通過天線接收到的信號的強度，然后放大強信號，衰減弱信號。然后信號被全部組合。
圖1是示出執(zhí)行相關(guān)技術(shù)選擇分集方法的裝置示例的視圖。該裝置包括天線開關(guān)單元3，用于選擇天線1和2之一；接收機4，用于恢復(fù)經(jīng)過天線開關(guān)單元的接收信號，并且用于輸出接收信號的瞬時電平信息；以及參考電平改變器5，用于輸出從接收機輸出的接收信號的平均值作為自適應(yīng)的參考電平。裝置還包括電平比較器6，用于從參考電平改變器輸出的自適應(yīng)參考電平中設(shè)定一較高參考電平和一較低參考電平，把從接收機輸出的接收信號的瞬時電平與所述較高參考電平和較低參考電平相比較，以及用于按照比較結(jié)果輸出一驅(qū)動信號。最后，開關(guān)驅(qū)動單元7根據(jù)從電平比較器輸出的驅(qū)動信號來控制天線開關(guān)單元的開關(guān)。
操作中，接收機4恢復(fù)經(jīng)過天線開關(guān)單元的信號，并且輸出接收信號的瞬時電平信息。參考電平改變器5根據(jù)該瞬時電平信息計算接收信號的平均值，并且輸出該平均值作為自適應(yīng)的參考電平。電平比較器6從參考電平改變器輸出的自適應(yīng)參考電平設(shè)定一較高參考電平和一較低參考電平，把從接收機4輸出的接收信號的瞬時電平與較高和較低參考電平相比較，并且根據(jù)比較結(jié)果輸出一驅(qū)動信號到開關(guān)驅(qū)動單元。開關(guān)驅(qū)動單元使用驅(qū)動信號來控制天線開關(guān)單元的開關(guān)操作。當(dāng)通過一根天線接收到的信號的強度小于參考電平時，開關(guān)3切換至其它天線用于接收較強的信號。
圖2示出執(zhí)行相關(guān)技術(shù)的同相組合分集方法的裝置的一例。該裝置包括選相開關(guān)12和移相器13、組合器14、調(diào)諧器15、第一放大器16、本地振蕩器17、混頻器18、中頻放大器19、解調(diào)器20、接收電場強度檢測器21、控制單元22和邏輯電路23。
選相開關(guān)和移相器以預(yù)定的角度間隔為通過一根天線(第一天線11a)接收到的第一信號執(zhí)行移相。組合器14把經(jīng)移相的第一信號和通過第二天線11b接收到的第二信號進(jìn)行組合。調(diào)諧器15從組合信號中選擇期望信號，第一放大器16對從調(diào)諧器輸出的信號進(jìn)行放大。本地振蕩器產(chǎn)生一本振頻率，混頻器用該本振頻率輸出經(jīng)放大的信號作為中頻信號。中頻放大器19對中頻信號進(jìn)行放大，解調(diào)器對經(jīng)放大的中頻信號進(jìn)行解調(diào)。接收電場強度檢測器檢測經(jīng)放大的中頻信號的接收電平，控制單元把所檢測的接收電平與預(yù)定的參考電平相比較，以輸出所產(chǎn)生的值。最后，邏輯電路根據(jù)所產(chǎn)生的值向選相開關(guān)輸出一開關(guān)控制信號。
操作中，從第一天線11a接收到的信號通過選相開關(guān)和移相器以0°、90°、180°和270°角之一被移相。然后在組合器內(nèi)把經(jīng)移相的信號與從第二天線11b接收到的信號進(jìn)行同相組合。然后，通過經(jīng)過調(diào)諧器、第一放大器、混頻器和中頻放大器而把組合信號轉(zhuǎn)換成中頻信號。解調(diào)器對中頻信號進(jìn)行解調(diào)，接著接收電場強度檢測器檢測該中頻信號的接收電平。
該分集裝置定期地移相，使得可以通過接收電場強度檢測器檢測到最大的接收電平。即，控制單元22把由接收電場強度檢測器21檢測到的接收電平與參考電平相比較，并且當(dāng)接收電平大于參考電平時，控制選相開關(guān)來維持當(dāng)前狀態(tài)。然而，如果接收電平不大于參考電平，控制單元就把選相開關(guān)切換到對應(yīng)于下一相位角的一接觸點。為了獲得較大強度的接收信號電平，定期地執(zhí)行接收信號的移相操作。
圖3和4示出執(zhí)行相關(guān)技術(shù)的最大比例組合分集方法的裝置的示例。這些裝置用延時器件42和62對通過分集天線32和52接收到的信號進(jìn)行延時，然后用組合器44和64把這些信號與通過主天線30和50接收到的信號進(jìn)行組合。
為了執(zhí)行該功能，裝置使用CDMA通信系統(tǒng)的特征，該系統(tǒng)用一個或多個PN碼來擴(kuò)展數(shù)據(jù)。即，如果由延時器件所產(chǎn)生的分集天線32和52上接收的信號經(jīng)延時的時間大于PN碼的一個碼片周期，則經(jīng)延時的接收信號與主天線30和50上的接收信號不相關(guān)。因此，組合器內(nèi)所組合的主天線的接收信號以及分集天線的接收信號可以再次被CDMA調(diào)制解調(diào)器中內(nèi)建的雷克接收機所劃分，并且被最大比率組合。圖3所示的分集裝置和圖4所示的分集裝置具有相同的分集接收操作原理，除了圖3所示的分集天線32僅能接收，而圖4所示的分集天線52既能接收又能發(fā)送以外。
在其中接收信號強度隨時間的流逝而改變的衰落環(huán)境中，圖1所示執(zhí)行選擇分集方法的分集裝置能夠比單天線系統(tǒng)達(dá)到更好的接收信號質(zhì)量。然而，該裝置不能在靜態(tài)環(huán)境中改進(jìn)接收信號質(zhì)量，在靜態(tài)環(huán)境中，接收信號的強度不隨時間的流逝而改變。
圖2所示執(zhí)行同相組合分集方法的分集裝置有一個問題，那就是輸出到組合器的組合信號的SNR被降低，其中通過天線11a和11b接收到的信號的強度不同。
同樣，移相器13和組合器14位于第一放大器16的前端。因此，移相器和組合器內(nèi)產(chǎn)生的信號中的信號損失增加了分集裝置的總噪聲系數(shù)。這降低了接收敏感度，并且降低了接收信號質(zhì)量中可以實現(xiàn)的任何改進(jìn)。
此外，僅僅第一天線11a的接收信號被移相。因此，引起第一天線的平均電功率和第二天線的平均電功率之間的不平衡，這降低了分集接收功能。
圖3和4所示執(zhí)行最大比率組合分集方法的分集裝置使用一延時器件，該器件將接收信號延時PN碼的至少一個碼片時間，或者更長。當(dāng)使用1MHz碼片速率的PN碼時，延時器件延時至少1μs或更長(圖3和4所示的分集裝置中，5μs-10μs是期望的)。把模擬信號延時1μs以上的電路設(shè)備一般具有大的體積，因此難以把該設(shè)備應(yīng)用于移動通信系統(tǒng)中的終端(移動站)。還有，電路設(shè)備在信號電功率方面產(chǎn)生顯著損失量。因而，降低了接收敏感度，并且產(chǎn)生接收信號的平均電功率之間的不平衡，這降低了接收功能。
通用分集裝置根據(jù)接收到的信號強度指示(RSSI)信息控制分集。然而，由于許多基站在諸如CDMA系統(tǒng)那樣在同一頻帶內(nèi)同時發(fā)送具有不同偏置的信號，因此信號間的干擾對信號質(zhì)量有極深的有害影響。即，在CDMA系統(tǒng)中，由于來自使用同一RSSI值的其它基站的干擾的結(jié)果，信號質(zhì)量可能不同。因此，難以使用通用分集裝置來控制分集。
高數(shù)據(jù)速率(HDR)方法是基于CDMA的無線分組數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，它能以兆單位發(fā)送數(shù)據(jù)。如果對HDR移動通信系統(tǒng)應(yīng)用通用分集裝置，則可能大大降低信號質(zhì)量測量方面的準(zhǔn)確性。因此，難以用相關(guān)技術(shù)的方法準(zhǔn)確地控制分集。
通過引用把上面的引用結(jié)合于此，適用于附加的或可選的細(xì)節(jié)、特征和/或技術(shù)背景的適當(dāng)原理。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個目的是提供一種改進(jìn)的裝置和方法，它在HDR系統(tǒng)的移動站內(nèi)執(zhí)行接收分集，尤其是根據(jù)導(dǎo)頻信道的載波干擾比(C/I)或者前向無線電信道內(nèi)的先導(dǎo)序列信號來確定最佳分集接收狀態(tài)的系統(tǒng)，其中前向無線電信道中存在用于定期同步的導(dǎo)頻信道或先導(dǎo)序列信號。
本發(fā)明另一目的是提供一種裝置和方法，它在HDR移動通信系統(tǒng)的移動站內(nèi)執(zhí)行接收分集，這通過根據(jù)經(jīng)過多根天線的各個導(dǎo)頻信道的C/I變化選擇性地執(zhí)行同相組合分集接收操作和選擇分集接收操作，從而維持最佳分集接收狀態(tài)。
本發(fā)明另一目的是提供一種裝置和方法，它在HDR移動通信系統(tǒng)的移動站內(nèi)執(zhí)行接收分集，其中在接收信號強度隨時間改變的衰落環(huán)境中，以及在接收信號強度不改變的靜態(tài)環(huán)境中，通過執(zhí)行同相組合分集操作和選擇分集操作而改進(jìn)信號質(zhì)量。
本發(fā)明另一目的是提供一種裝置和方法，它在HDR移動通信系統(tǒng)的移動站內(nèi)執(zhí)行接收分集，其中通過為各個天線的接收信號執(zhí)行移相，而消除由某一天線的信號移相所引起的接收信號平均電功率之間的不平衡。
本發(fā)明另一目的是提供一種裝置和方法，它在HDR移動通信系統(tǒng)的移動站內(nèi)執(zhí)行接收分集，通過連接放大器附近的移相器和組合器，而使移相器和組合器內(nèi)發(fā)生的信號損失的影響最小。
為了實現(xiàn)這些及其它目的和優(yōu)點，本發(fā)明按照一實施例為HDR移動通信系統(tǒng)的移動站提供了一個接收分集裝置，包括第一放大器，用于按照第一增益控制信號切換第一天線的接收信號；第二放大器，用于按照第二增益控制信號切換第二天線的接收信號；第一移相器，用于按照第一相位控制信號對第一放大器的輸出信號進(jìn)行移相；第二移相器，用于按照第二相位控制信號對第二放大器的輸出信號進(jìn)行移相；組合器，用于組合第一和第二移相器的輸出信號；接收信號處理單元，用于從組合器的輸出信號測量導(dǎo)頻信道的信號質(zhì)量，并且按照所述導(dǎo)頻信道的信號質(zhì)量控制最佳的分集接收。接收信號處理單元按照目前接收的導(dǎo)頻信道的C/I值的變化量來決定所選最佳分集接收狀態(tài)的維持時間。
按照另一實施例，本發(fā)明為HDR移動通信系統(tǒng)的移動站提供了一種接收分集方法，包括以下步驟在各個天線內(nèi)測量導(dǎo)頻信道的信號質(zhì)量的步驟；根據(jù)所補償?shù)南辔徊町悳y量各個天線的導(dǎo)頻信道的同相組合信號質(zhì)量的步驟；按照各個導(dǎo)頻信道的信號質(zhì)量選擇最佳分集接收狀態(tài)的步驟；以及按照當(dāng)前接收到的導(dǎo)頻信道改變了的數(shù)量控制最佳分集接收狀態(tài)的維持時間的步驟。
選擇最佳分集接收狀態(tài)的步驟包括以下步驟選擇具有最大導(dǎo)頻信道的C/I的天線的步驟；接收來自所選天線的接收信號的步驟；如果各個天線上導(dǎo)頻信道的C/I值之間的差異不大于預(yù)定值，則選擇一相位偏移的同相組合的步驟，該相位偏移相當(dāng)于與對應(yīng)于最大導(dǎo)頻信道的C/I值的相位差，最大導(dǎo)頻信道的C/I值是從同相組合的導(dǎo)頻信道的C/I值中選出的；以及在移相后通過組合來接收接收信號的步驟。最佳分集接收狀態(tài)是根據(jù)維持時間的間隔而選擇的，當(dāng)導(dǎo)頻信道開始時執(zhí)行最佳分集接收狀態(tài)的選擇。
按照另一實施例，本發(fā)明為HDR移動通信系統(tǒng)內(nèi)的移動站提供了一種接收分集方法，包括以下步驟測量第一天線的導(dǎo)頻信道的C/I值的步驟；測量第二天線上導(dǎo)頻信道的C/I值的步驟；當(dāng)兩個導(dǎo)頻信道的C/I值之差大于參考電平時，通過在兩者間具有較大的導(dǎo)頻信道C/I值(第一信道C/I值)的天線來接收接收信號的步驟；以及當(dāng)兩個導(dǎo)頻信道的C/I值之差不大于參考電平時，對第一和第二天線的導(dǎo)頻信道進(jìn)行同相組合的步驟。
本發(fā)明的附加優(yōu)點、目的和特征將部分在以下的描述中提出，部分將在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員查閱了下文后變得明顯，或者從本發(fā)明的實踐中得知。本發(fā)明的目的和優(yōu)點可以像在所附權(quán)利要求中特別指出的那樣實現(xiàn)或達(dá)到。
(4)


下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，附圖中相同的標(biāo)記是指相同的元件，附圖中圖1是示出執(zhí)行相關(guān)技術(shù)的選擇分集方法的分集裝置配置示例的視圖；圖2是示出執(zhí)行相關(guān)技術(shù)的同相組合分集方法的分集裝置配置示例的視圖；圖3和4是示出執(zhí)行各自的相關(guān)技術(shù)的最大比率組合分集方法的分集裝置的視圖；圖5a和5b是示出HDR移動通信系統(tǒng)中所使用的前向信道結(jié)構(gòu)的視圖；圖6是按照本發(fā)明優(yōu)選實施例，示出HDR移動通信系統(tǒng)中移動站的接收分集裝置的視圖；以及圖7是按照本發(fā)明優(yōu)選實施例，示出HDR移動通信系統(tǒng)中移動站的接收分集方法內(nèi)包括的步驟。
(5)具體實施方式
圖5a和5b示出HDR移動通信系統(tǒng)中所使用的前向信道結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括多個時隙，至少一個時隙對應(yīng)于數(shù)據(jù)信道80、媒體訪問控制(MAC)信道81、以及導(dǎo)頻信道82。在時分復(fù)用(TDM)方法中，所有物理信道都被發(fā)送到前向信道中的一條信道。導(dǎo)頻信道用作參考信道，用于基站的相干檢測，MAC信道用于發(fā)送傳輸速率控制信息，而數(shù)據(jù)信道用于發(fā)送控制信息，用于控制呼叫處理或?qū)嶋H的有用信息。
HDR移動通信系統(tǒng)不向所有用戶提供相同的數(shù)據(jù)速率，但是按照前向信道中導(dǎo)頻信道的C/I(載波干擾比)提供可變的數(shù)據(jù)速率。即，移動站使用導(dǎo)頻信道作為相干檢測的參考，用于對MAC信道和數(shù)據(jù)信道進(jìn)行解調(diào)，測量導(dǎo)頻信道的C/I，并且要求到基站的前向方向的數(shù)據(jù)傳輸速率。因此，在導(dǎo)頻信道的C/I為高的區(qū)域內(nèi)，可以以最高速率作出連接。在導(dǎo)頻信道的C/I低下的區(qū)域內(nèi)，以較低速率作出連接。這樣，移動站的接收功能大大影響了整個系統(tǒng)的功能。因此，強烈推薦在HDR移動通信系統(tǒng)的移動站內(nèi)包括分集裝置。
還注意到，當(dāng)執(zhí)行移相用于開關(guān)并且由數(shù)據(jù)信道或MAC信道內(nèi)的移動站分集裝置執(zhí)行同相組合時，由于突然的相位變化，可能在相干檢測上產(chǎn)生誤差。當(dāng)數(shù)據(jù)被解調(diào)時，該誤差可能增加，從而有害地影響了整個系統(tǒng)的功能。
然而，如果移動站分集裝置在導(dǎo)頻信道開始時執(zhí)行開關(guān)和移相操作，移動站就能根據(jù)開關(guān)或相移來標(biāo)識導(dǎo)頻信道的C/I的變化程度，并且還能執(zhí)行對用于導(dǎo)頻信道相干檢測的相位和大小的估計。
按照本發(fā)明至少一個實施例，在使用前向無線電信道的系統(tǒng)中，在開始導(dǎo)頻信道或先導(dǎo)序列信號時執(zhí)行移相或開關(guān)操作，在前向無線電信道中使用導(dǎo)頻信道或先導(dǎo)序列信號用于同步。例如，這可能在HDR移動通信系統(tǒng)中執(zhí)行，從而防止實際數(shù)據(jù)信道中產(chǎn)生誤差。
圖6示出按照本發(fā)明所執(zhí)行的實施例，HDR移動通信系統(tǒng)的移動終端內(nèi)的接收分集裝置。該裝置包括第一和第二天線101和102、發(fā)射/接收天線共用器104、帶通濾波器(BPF)106、第一和第二低噪聲放大器(LNA)108和110、第一和第二移相器112和114、信號組合器116、本地振蕩器118、混頻器120、中頻信號處理單元122、接收信號處理單元130和發(fā)射單元140。
Tx/Rx天線共用器104與第一天線相連，用于劃分發(fā)射信號和接收信號，第一LNA 108按照第一增益控制信號對從Tx/Rx天線共用器104輸出的第一接收信號進(jìn)行放大，BPF106對從通過第二天線102接收的第二接收信號來的期望頻帶信號進(jìn)行濾波。第二LNA110按照第二增益控制信號來放大經(jīng)濾波的第二接收信號。第一移相器112按照第一相位控制信號以0°和90°角度對從第一LNA輸出的第一接收信號進(jìn)行移相，而第二移相器114按照第二相位控制信號以0°和180°角度對從第二LNA輸出的第二接收信號進(jìn)行移相。
信號組合器116對來自第一和第二移相器的第一和第二接收信號進(jìn)行組合。本地振蕩器118產(chǎn)生一本地振蕩頻率，混頻器120用本地振蕩頻率把來自信號組合器的信號轉(zhuǎn)換成中頻信號。接著，中頻信號處理單元122處理經(jīng)轉(zhuǎn)換的中頻信號，把該信號輸出到接收信號處理單元130。
接收信號處理單元130解擴(kuò)展中頻信號，測量經(jīng)解擴(kuò)的導(dǎo)頻信道的C/I，按照測得的導(dǎo)頻信道的C/I選擇同相組合分集操作和選擇分集操作中的一種，并且檢測信道變化狀態(tài)。然后，接收處理單元按照檢出的信道變化狀態(tài)來控制所選分集操作的維持時間。發(fā)射單元把發(fā)送信號發(fā)射到Tx/Rx天線共用器。
接收信號處理單元包括基帶信號處理單元131、導(dǎo)頻C/I測量器件132和分集控制單元133?；鶐盘柼幚韱卧獙闹蓄l信號處理單元輸出的中頻信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換和解擴(kuò)展。導(dǎo)頻信道C/I測量器件對各個天線內(nèi)導(dǎo)頻信道的C/I進(jìn)行測量，這些導(dǎo)頻信道從基帶信號處理單元131被解擴(kuò)，并且檢出當(dāng)前所選天線中導(dǎo)頻信道的變化狀態(tài)。分集控制單元133根據(jù)測得的導(dǎo)頻信道的C/I控制同相組合分集和選擇分集的操作，并且按照所檢出的導(dǎo)頻信道變化狀態(tài)決定所選分集操作的維持時間。
操作中，按照本發(fā)明的移動站內(nèi)的接收分集裝置對各個天線的接收信號進(jìn)行解擴(kuò)展，測量各個導(dǎo)頻信道的C/I，然后根據(jù)各個導(dǎo)頻信道的測得的C/I選擇同相組合分集操作或是選擇分集操作。
用于維持所選分集接收操作的時間最好不是固定的，而使根據(jù)所檢出的導(dǎo)頻信道的變化狀態(tài)自適應(yīng)地執(zhí)行。即，當(dāng)目前接收到的導(dǎo)頻信道測得的C/I值很大時，移動站接收分集裝置減少用于維持所選分集操作的時間，而當(dāng)導(dǎo)頻信道C/I值變化量很小時，增加維持時間。因此，按照無線電信道的環(huán)境變化，決定了用于維持最佳分集操作的時間。
圖7示出按照本發(fā)明一實施例的接收分集方法內(nèi)所包括的步驟，該方法最好在HDR移動通信系統(tǒng)的移動站內(nèi)執(zhí)行。
首先，接收信號處理單元130的基帶信號處理單元131把接收到的前向信道解擴(kuò)到第一天線100內(nèi)，而導(dǎo)頻信道C/I測量器件132測量經(jīng)解擴(kuò)的前向信道中的導(dǎo)頻信道的C/I。同樣，基帶信號處理單元131對第二天線102內(nèi)接收到的前向信道進(jìn)行解擴(kuò)展，而導(dǎo)頻信道C/I測量器件測量經(jīng)解擴(kuò)的前向信道中導(dǎo)頻信道的C/I(S200)。
當(dāng)為第一天線測量前向信道中導(dǎo)頻信道的C/I時，接收信號處理單元的分集控制單元133使第一增益控制信號109能操作第一LNA108，并且禁用第二增益控制信號111以關(guān)閉第二LNA110。接著，分集控制單元禁用第一增益控制信號109并且啟用第二增益控制信號。因而，導(dǎo)頻信道C/I測量器件能夠測量在第二天線內(nèi)接收到的前向信道中的導(dǎo)頻信道的C/I。接收信號處理單元關(guān)閉未使用天線上的LNA，以使接收分集天線的功耗最小。
分集控制單元把第一天線的導(dǎo)頻信道的C/I與第二天線的導(dǎo)頻信道的C/I相比較，并且提取較大的C/I(導(dǎo)頻信道的最大C/I)(S202)。此時，分集控制單元標(biāo)識這兩個C/I值之差是否大于參考電平(S204)。參考電平可以被設(shè)定為各個天線的導(dǎo)頻信道C/I之間的最大差異，通過它可以決定同相組合分集中組合信號的SNR是處于良好條件。
當(dāng)兩個導(dǎo)頻信道的C/I值之差大于參考電平時，在決定了選擇分集接收操作的信號質(zhì)量高于同相組合分集接收操作中的信號質(zhì)量之后，分集控制單元選擇所述選擇分集操作。即，分集控制單元在兩個導(dǎo)頻信道C/I值之間選擇導(dǎo)頻信道C/I較大的天線。
如果選擇了第一天線，接收信號處理單元的分集控制單元就使第一增益控制信號能操作第一LNA108，而移動站的接收分集裝置把接收到的接收信號解調(diào)到第一天線內(nèi)(S206)。移動站的接收分集裝置維持目前選擇的接收操作，即，把選擇分集方法中接收第一天線的信號的操作維持為當(dāng)前維持時間。在對第一天線的接收信號進(jìn)行處理期間，接收信號處理單元的導(dǎo)頻信道C/I測量器件132通過當(dāng)前選擇的第一天線對接收到的導(dǎo)頻信道C/I進(jìn)行測量，并且按照C/I的變化量檢測無線電信道變化狀態(tài)(S211)。
步驟S204中，如果導(dǎo)頻信道的兩個C/I值之差不大于參考電平，分集控制單元133就選擇同相組合分集操作，而不是選擇分集操作。然后，接收信號處理單元的分集控制單元控制第一和第二相位控制信號113和115，使得第一和第二天線的接收信號可以以相位差0°、90°、270°和180°而組合。導(dǎo)頻信道C/I測量器件132分別為上面四種情況測量導(dǎo)頻信道的C/I(S208)。
移動站的接收分集裝置最好以0°、90°、270°和180°相位差的順序執(zhí)行移相，以防止為了信號穩(wěn)定性而同時由第一和第二移相器112和114來補償相位。
在上述四種情況的第一種情況中，第一和第二天線的接收信號不被相位補償(被移相)(用0°相位差來補償)。在第二種情況下，用90°的相位差來補償并組合信號。在第三種情況下，用270°的相位差來補償并組合信號。在第四種情況下，用180°的相位差來補償并組合信號。此時，接收信號處理單元全部啟用第一增益控制信號109和第二增益控制信號111，使得可以組合第一天線和第二天線的接收信號。
接收信號處理單元對上述四種情況中的導(dǎo)頻信道的C/I值進(jìn)行比較，以提取最大導(dǎo)頻信道的C/I(S210)。
接收信號處理單元把通過同相組合的最大導(dǎo)頻信道的C/I值與由選擇分集從步驟S202提取的最大導(dǎo)頻信道的C/I值相比較(S212)。如果通過同相組合獲得的最大導(dǎo)頻信道C/I值不大于通過選擇分集獲得的最大導(dǎo)頻信道C/I值，接收信號處理單元就進(jìn)行到步驟S206以執(zhí)行選擇分集操作。
如果通過同相組合獲得的最大導(dǎo)頻信道C/I值大于通過選擇分集獲得的最大導(dǎo)頻信道C/I值，接收信號處理單元就執(zhí)行與最大導(dǎo)頻信道C/I值相對應(yīng)的同相組合分集(S214)。即，當(dāng)通過同相組合獲得的最大導(dǎo)頻信道C/I值為第二種情況，其中用90°相位差對信號進(jìn)行補償并組合，接收信號處理單元就按照第二種情況以同相組合分集方法接收第一天線和第二天線的接收信號。
移動站的接收分集裝置維持所決定的分集接收操作，即，在當(dāng)前維持時間內(nèi)按照第二種情況以同相組合分集方法接收第一和第二天線的信號的操作。
在按照第二種情況的同相組合分集過程期間，接收信號處理單元的導(dǎo)頻信道C/I測量器件132測量所處理的接收信號內(nèi)的導(dǎo)頻信道的C/I，并且按照導(dǎo)頻信道中測得的C/I的變化量來檢出無線電信道變化狀態(tài)(S216)。
在實際的無線電信道環(huán)境中，無線電信道在任何時刻根據(jù)移動站的位置屬性和移動速率等等而改變。因此，維持所決定的分集接收操作的時間應(yīng)該按照無線電信道環(huán)境中的變化而改變。這樣，接收信號處理單元按照無線電信道的變化狀態(tài)而決定用于維持分集接收操作的下一次維持時間(S218)。
例如，當(dāng)移動站在停止?fàn)顟B(tài)下位于巨大平面區(qū)域上時，無線電信道狀態(tài)緩慢地改變，且導(dǎo)頻信道C/I的變化量很小。當(dāng)導(dǎo)頻信道C/I的變化量很小時，用于維持所決定的分集接收操作的維持時間被增加。同樣，當(dāng)移動站位于城市區(qū)域內(nèi)的移動車輛內(nèi)時，無線電信道狀態(tài)快速地改變，且導(dǎo)頻信道C/I的變化量很大。當(dāng)C/I的變化量很大時，減少維持時間。
接收信號處理單元識別當(dāng)前維持時間是否結(jié)束，并且在維持時間未結(jié)束時維持當(dāng)前的分集操作。如果維持時間結(jié)束，接收信號處理單元就進(jìn)行到步驟S200，并且開始測量各個天線中的導(dǎo)頻信道C/I值的過程，用于在選擇分集操作和同相分集操作之間確定具有較高信號質(zhì)量的接收操作(S220)。
如上所述，按照本發(fā)明，在導(dǎo)頻信道的起始點處測量C/I，并且可以使用測得的C/I值選擇性地執(zhí)行同相組合分集操作和選擇分集操作之間的分集操作。
同樣，在用于同步的導(dǎo)頻信道或先導(dǎo)序列信號定期存在的前向無線電信道內(nèi)，最佳的分集接收狀態(tài)是根據(jù)導(dǎo)頻信道或先導(dǎo)序列信號起始點而決定的，而不是根據(jù)前向無線電信道的任意點而決定。因而，可以大大減小數(shù)據(jù)解調(diào)過程中產(chǎn)生的誤差。
同樣，按照通過多根天線的各個導(dǎo)頻信道內(nèi)C/I的變化，選擇性地執(zhí)行同相組合分集操作和選擇分集操作之一。因此可以維持最佳的分集接收狀態(tài)。
同樣，按照當(dāng)前處于接收過程中的前向信道中導(dǎo)頻信道的變化，自適應(yīng)地改變用于維持最佳分集操作的時間。從而，可以使數(shù)據(jù)解調(diào)中的誤差最小，并且可以為無線電信道環(huán)境中的變化自適應(yīng)地執(zhí)行分集接收過程。
本發(fā)明能夠執(zhí)行同相組合分集操作和選擇分集操作。從而大大改進(jìn)了兩種環(huán)境下的信號質(zhì)量，一種環(huán)境是衰落環(huán)境，其中接收信號的強度隨時間的流逝而改變，另一種是靜態(tài)環(huán)境，其中接收信號的強度不隨時間流逝而改變。
而且，按照本發(fā)明，接收信號被解擴(kuò)展，并且根據(jù)經(jīng)解擴(kuò)的接收信號內(nèi)導(dǎo)頻信道的C/I而測量信號質(zhì)量。
而且，為天線的各個接收信號執(zhí)行移相。因此，可以消除接收信號的平均電功率內(nèi)的不平衡，這種不平衡是通過對某一天線的接收信號進(jìn)行移相而引起的。
而且，移相器和組合器可以緊接著連到放大器，因此可以使整個分集裝置中移相器和組合器內(nèi)所產(chǎn)生的信號損失的影響最小。
本發(fā)明不使用在圖3和4所示的最大比率組合方法的分集裝置所使用的延時器件。因而，不產(chǎn)生用于降低分集功能的以下用途的元件譬如由于延時器件而使接收信號內(nèi)電功率的損失；歸因于電功率損失的接收敏感度降低；以及平均接收功率內(nèi)的不平衡。此外，可以使整個分集裝置變小。
由于本發(fā)明可以包含在幾種形式中而不背離其精神或基本特征，因此也應(yīng)該理解，上述實施例不受上述描述任何細(xì)節(jié)所限制，除非特別指出，而應(yīng)該被寬泛地解釋為在所附權(quán)利要求所定義的精神和范圍內(nèi)，因此，所附權(quán)利要求應(yīng)該包含落在權(quán)利要求邊界范圍內(nèi)的所有變化，以及這種邊界范圍的等價物。
上述實施例和優(yōu)點僅僅是示例性的，而不應(yīng)該被解釋為限制本發(fā)明。本發(fā)明的原理可以容易地應(yīng)用于其它裝置類型。本發(fā)明的描述應(yīng)該是說明性的，而不限制權(quán)利要求的范圍。許多替代、修改和變化對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說都是顯而易見的。在權(quán)利要求中，用裝置加功能的條款來覆蓋這里所述的能執(zhí)行所述功能的結(jié)構(gòu)，不僅僅是結(jié)構(gòu)上的等價物，而且還有等價結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.高數(shù)據(jù)速率(HDR)移動通信系統(tǒng)中移動站的接收分集裝置，包括第一放大器，根據(jù)第一增益控制信號放大來自第一天線的信號；第二放大器，根據(jù)第二增益控制信號放大來自第二天線的信號；第一移相器，根據(jù)第一相位控制信號對第一放大器的輸出信號進(jìn)行移相；第二移相器，根據(jù)第二相位控制信號對第二放大器的輸出信號進(jìn)行移相；組合器，組合第一和第二移相器的輸出信號；以及處理單元，根據(jù)組合器的輸出信號測量導(dǎo)頻信道的信號質(zhì)量，并且根據(jù)所測得的導(dǎo)頻信道信號質(zhì)量來控制分集接收狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)頻信道定期地存在于前向信道上。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)頻信道的信號質(zhì)量是根據(jù)導(dǎo)頻信道的C/I測得的值而確定的。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一移相器按照第一相位控制信號把第一放大器的輸出信號移相0°和90°。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述第二移相器按照第二相位控制信號把第二放大器的輸出信號移相0°和180°。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，由所述第一和第二第二移相器進(jìn)行的移相是按照第一和第二相位控制信號以0°、90°、270°和180°的角度進(jìn)行的。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述接收信號處理單元根據(jù)當(dāng)前接收到的導(dǎo)頻信道內(nèi)C/I值的變化量而決定用于維持分集接收狀態(tài)的時間。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述維持時間在C/I值改變量第一數(shù)量時減少，在C/I值改變量第二數(shù)量時增加，其中第一數(shù)量大于第二數(shù)量。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述處理單元包括基帶信號處理單元，用于把組合器的輸出信號轉(zhuǎn)換和解擴(kuò)展成基帶信號；導(dǎo)頻信道C/I測量器件，用于測量從基帶信號處理單元輸出的天線上的導(dǎo)頻信道的C/I值，并且檢出當(dāng)前接收到的導(dǎo)頻信道的變化狀態(tài)；以及分集控制單元，用于按照測得的導(dǎo)頻信道C/I值選擇分集接收操作，并且根據(jù)導(dǎo)頻信道的變化狀態(tài)決定所選分集接收操作的維持時間。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述分集控制單元在導(dǎo)頻信道的起始點選擇最佳分集接收操作。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述分集控制單元根據(jù)所選的分集接收操作在導(dǎo)頻信道的起始點處產(chǎn)生第一和第二增益控制信號以及第一和第二相位控制信號。
12.HDR移動通信系統(tǒng)中移動站的接收分集方法，包括測量各個天線上的導(dǎo)頻信道的信號質(zhì)量；測量導(dǎo)頻信道的信號質(zhì)量，這些導(dǎo)頻信道按照所補償?shù)南辔徊疃诟鱾€天線內(nèi)被同相組合；按照各個導(dǎo)頻信道的信號質(zhì)量選擇分集接收狀態(tài)；以及按照當(dāng)前接收到的導(dǎo)頻信道的變化量而控制分集接收狀態(tài)的維持時間。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)頻信道定期存在于前向信道上。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)頻信道的信號質(zhì)量表示了解擴(kuò)導(dǎo)頻信道中測得的C/I值。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述測量步驟包括測量各個導(dǎo)頻信道的C/I，這些導(dǎo)頻信道對于各個被補償?shù)南辔徊?°、90°、270°和180°而被同相組合。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述選擇步驟包括如果導(dǎo)頻信道的調(diào)控C/I值具有的差大于預(yù)定值，則選擇具有最大導(dǎo)頻信道的C/I值的天線；從所選天線接收一個接收信號；當(dāng)各個天線上導(dǎo)頻信道C/I值之差不大于預(yù)定值，則在同相組合的導(dǎo)頻信道的C/I值中間選擇對應(yīng)于最大導(dǎo)頻信道C/I值的相移的組合；以及按照所選的同相組合處理，在移相了相應(yīng)的相位差之后，通過組合處理接收所述信號。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述控制步驟包括檢出當(dāng)前接收到的導(dǎo)頻信道的C/I的變化量；當(dāng)C/I改變了第一數(shù)量時，減少維持時間；以及當(dāng)C/I改變了第二數(shù)量時，增加維持時間，其中第一數(shù)量大于第二數(shù)量。
18.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于還包括選擇具有維持時間間隔的分集接收狀態(tài)。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述選擇是在導(dǎo)頻信道的起始點處進(jìn)行的。
20.HDR移動通信系統(tǒng)中移動站的接收分集方法，包括測量第一天線上導(dǎo)頻信道的C/I值；測量第二天線上導(dǎo)頻信道的C/I值；當(dāng)兩個導(dǎo)頻信道C/I值之差大于預(yù)定電平時，通過第一和第二天線中具有較大導(dǎo)頻信道C/I值的天線接收一信號；以及當(dāng)兩個導(dǎo)頻信道的C/I值之差不大于參考電平時，對第一和第二天線的導(dǎo)頻信道進(jìn)行同相組合。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述同相組合步驟包括用被補償?shù)南辔唤菧y量同相組合的導(dǎo)頻信道的C/I值；在測得的C/I值中間提取最大的C/I值；把第一導(dǎo)頻信道C/I值與所提取的C/I值相比較；以及通過與所提取的C/I值相對應(yīng)的相位角補償?shù)耐嘟M合而接收所述信號。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于還包括當(dāng)所提取的C/I值不大于第一導(dǎo)頻信道C/I值時，通過具有第一導(dǎo)頻信道C/I值的天線接收所述信號。
全文摘要
HDR移動通信系統(tǒng)中移動站的接收分集裝置和方法，用于測量各個天線上導(dǎo)頻信道的C/I值、測量同相組合的導(dǎo)頻信道的C/I值、然后按照測得的C/I值選擇性地執(zhí)行選擇分集接收操作和同相組合接收操作之一。然后根據(jù)當(dāng)前接收到的導(dǎo)頻信道的變化維持最佳分集接收狀態(tài)，并且在導(dǎo)頻信道的起始點處在選擇分集接收操作和同相組合分集接收操作之間選擇最佳的分集接收操作。
文檔編號H04B7/26GK1551550SQ200410003600
公開日2004年12月1日 申請日期2004年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月13日
發(fā)明者趙南信 申請人:Lg電子株式會社