專利名稱：估計信號質(zhì)量值的方法和計算機程序以及信號質(zhì)量估計器、接收器和通信設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及估計信號質(zhì)量的方法。本發(fā)明還涉及用于該方法的計算機化實現(xiàn)的計 算機程序。本發(fā)明還涉及信號質(zhì)量估計器、具有此類信號質(zhì)量估計器的接收器以及具有此 類接收器的通信設(shè)備。
背景技術(shù)：
在無線電信設(shè)備中經(jīng)常期望確定例如信干比(SIR)等信號質(zhì)量值以支持其操作。 一般情況下，信號質(zhì)量從電信系統(tǒng)中提供的參考信號來估計，例如，導(dǎo)頻信號。參考信號功 率因此能由總干擾和熱噪聲來劃分，并且可能使用某一偏置補償進行糾正。然而，對于例如 低于_3dB的SIR的極低信號質(zhì)量，信號質(zhì)量值估計變得高度偏置，并且估計的準確度是可 疑的。準確度是需要的，因為在典型的應(yīng)用中，_5dB的SIR能足以提供期望的服務(wù)質(zhì)量，而 對于相同的應(yīng)用，_7dB將禁用服務(wù)提供。在這些級別提供適當(dāng)?shù)钠醚a償是一個困難的任 務(wù)。因此，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對于提供改進的信號質(zhì)量值估計的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所基于的理解是當(dāng)信號中存在參考符號時，確定諸如比特錯誤率或符號錯 誤率等錯誤率是相當(dāng)簡單的。發(fā)明人還認識到錯誤率在諸如信干比(SIR)和同步狀態(tài)等信 道質(zhì)量上是指示性的，至少在考慮信道行為的知識時，可選地還將諸如多普勒擴展或延遲 擴展等其它信道參數(shù)考慮在內(nèi)。應(yīng)注意的是，在S^估計不是問題而同步狀態(tài)是問題的應(yīng) 用中，確定同步狀態(tài)(即，接收器與傳送器是同步還是不同步)能單獨使用，且反之亦然，或 者能聯(lián)合使用兩個信號質(zhì)量量的估計。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種在接收器中估計信號質(zhì)量值的方法。該方法包 括接收多個參考符號；確定對于所述多個接收的參考符號的錯誤率；將確定的錯誤率映射 到信號質(zhì)量值模型；以及從該模型來確定映射的信號質(zhì)量以作為信號質(zhì)量值估計。此方法的一個特定優(yōu)點是一種確定信號質(zhì)量值的可行方式，特別是在現(xiàn)代計算機 化接收器中實現(xiàn)時。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的另外的優(yōu)點是能在低信號質(zhì)量以更佳的準確度來估計 適當(dāng)?shù)男盘栙|(zhì)量值(這直到現(xiàn)在仍顯示出是困難的任務(wù))，使得所述信道上傳送的可靠性 和質(zhì)量已經(jīng)證明在依賴適當(dāng)?shù)男盘栙|(zhì)量值估計時得以改進。該方法可還包括基于多普勒擴展、延遲擴展及用于確定錯誤率的參考符號的數(shù)量 中的至少一個來選擇信號質(zhì)量值模型。該方法可還包括在確定多普勒擴展低于多普勒擴展 閾值時，基于高斯分布函數(shù)來選擇信號質(zhì)量值模型。該方法可還包括在確定多普勒擴展高 于多普勒擴展閾值時，基于衰落曲線來選擇信號質(zhì)量值模型。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在選擇要使用的信號質(zhì)量值模型時將另外的參數(shù)考慮在內(nèi)的 優(yōu)點是相對于WR估計的質(zhì)量上的改進，仍給出合理低復(fù)雜度的實現(xiàn)，特別是在嚴酷的信 號狀況中。
錯誤率可以是比特錯誤率或符號錯誤率。信號質(zhì)量值可包括信干比和/或指示接 收器是同步還是不同步的同步指示符。該方法可還包括在錯誤率高于閾值時選擇指示不同 步的同步指示符。此方法的一個優(yōu)點是該方案容易適合于信號質(zhì)量值估計的任何目的，并且容易適 合于信號質(zhì)量值的不同需要。映射可包括查找確定錯誤率到信號質(zhì)量值查找表；以及從查找表來確定映射的信 號質(zhì)量。該方法可還包括基于多普勒擴展、延遲擴展及用于確定錯誤率的參考符號的數(shù)量 中的至少一個來選擇信號質(zhì)量值查找表。信號質(zhì)量值查找表可包括至少對于區(qū)分接收器與 信號是同步還是不同步的錯誤率的閾值。該方法可還包括比較錯誤率和所述閾值以確定同 步狀態(tài)。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在選擇要使用的信號質(zhì)量值模型時將另外的參數(shù)考慮在內(nèi)的 優(yōu)點是相對于WR估計的質(zhì)量上的改進，仍給出合理低復(fù)雜度的實現(xiàn)，特別是在嚴酷的信 號狀況中。查找表的使用將給出需要值的快速、靈活和可靠的提供。該方法可還包括在確定錯誤率之前均衡接收的參考符號。因此，符號或比特錯誤 甚至更易于確定，因為均衡的接收參考信號能與固定和/或標準化值進行比較。均衡可包 括估計其上傳送參考符號的信道以實現(xiàn)信道估計，并且基于信道估計來補償接收的參考符 號。該方法可還包括在映射之前過濾錯誤率。這對于在映射過程中實現(xiàn)更可靠的決定 和/或使決定復(fù)雜度更低是有益的。該方法在應(yīng)用統(tǒng)計測量以進一步改進估計的方面也是靈活的。例如，該方法可還 包括將接收的參考符號分組；并且相干組合接收的參考符號的每個組，其中，確定的錯誤率 從所述組中的至少一個來確定。確定的錯誤率可從由所述組中至少一個確定的錯誤率和從 由至少未分組符號確定的錯誤率來確定。由所述組中至少一個來確定的錯誤率和由至少未 分組符號來確定的錯誤率可分別根據(jù)它們的相對方差來加權(quán)，以用于確定用于映射的錯誤 率。這些附加特征的任一個的一個優(yōu)點是有效率的實現(xiàn)和/或準確度的進一步改進，例如， 在處理要求的方面。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種信號質(zhì)量估計器，該估計器包括多個接收的參 考符號的輸入、用于所述多個參考符號的錯誤率估計器、布置成根據(jù)信號質(zhì)量模型將錯誤 率映射到信號質(zhì)量值的錯誤率到信號質(zhì)量值映射器以及布置成輸出信號質(zhì)量值估計的信 號質(zhì)量估計器，所述信號質(zhì)量值估計將是來自信號質(zhì)量模型的信號質(zhì)量值。該信號質(zhì)量估計器的一個優(yōu)點是巧妙地確定錯誤率，以及從錯誤率能有效率地確 定信號質(zhì)量值。該信號質(zhì)量估計器的另外優(yōu)點是它在具有對于信號質(zhì)量值估計的需要的廣 范圍裝置中是可應(yīng)用的。錯誤率到信號質(zhì)量值映射器可還布置成基于多普勒擴展、延遲擴展和用于確定錯 誤率的參考符號的數(shù)量中的至少一個來選擇信號質(zhì)量值模型。錯誤率到信號質(zhì)量值映射 器可還布置成在確定多普勒擴展低于多普勒擴展閾值時，基于高斯分布函數(shù)來選擇信號質(zhì) 量值模型。錯誤率到信號質(zhì)量值映射器可還布置成在確定多普勒擴展高于多普勒擴展閾值 時，基于衰落曲線來選擇信號質(zhì)量值模型。因此，信號質(zhì)量估計器能為不同的信號情況提供 進一步改進的估計，例如，具有更高準確度。
錯誤率可以是比特錯誤率或符號錯誤率。信號質(zhì)量值可包括信干比和/或指示接 收器是同步還是不同步的同步指示符。因此，信號質(zhì)量估計器能用于不同的信號方案并輸 出期望的信號質(zhì)量值。錯誤率到信號質(zhì)量值映射器可還布置成在錯誤率高于閾值時，選擇指示不同步的 同步指示符。這是簡單但有效率的獲得同步狀態(tài)的知識的方式。錯誤率到信號質(zhì)量值映射器可還布置成將錯誤率映射到信號質(zhì)量值查找表，以及 信號質(zhì)量估計器可還布置成從查找表來確定信號質(zhì)量值。錯誤率到信號質(zhì)量值映射器還布 置成基于多普勒擴展、延遲擴展和用于確定錯誤率的參考符號的數(shù)量中的至少一個來選擇 信號質(zhì)量值查找表。這是有效率的獲得信號質(zhì)量值的知識的方式，特別是對于估計器的計 算機化實現(xiàn)。信號質(zhì)量值查找表可包括至少對于區(qū)分接收器與信號是同步還是不同步的錯 誤率的閾值。這實現(xiàn)用于不同的信號情況的適應(yīng)性閾值，從而暗示同步狀態(tài)的增強估計。信號質(zhì)量估計器可還包括布置成均衡接收的參考符號和布置成將均衡的參考符 號饋送到所述錯誤率估計器的均衡器。這提供用于進一步改進和有效率的錯誤率確定。信號質(zhì)量估計器可還包括布置成確定對于其上傳送參考符號的信道的信道估計 的信道估計器，其中均衡器可布置成基于信道估計來補償參考符號。信號質(zhì)量估計器可還包括布置成將過濾的錯誤率饋送到錯誤率到信號質(zhì)量值映 射器的錯誤率過濾器。這提供用于進一步改進和有效率的信號質(zhì)量值到錯誤率映射。錯誤率估計器可還布置成將接收的參考符號分組，并且相干組合接收的參考符號 的每個組，其中，錯誤率從所述組中至少一個來確定。錯誤率估計器可還布置成確定錯誤 率。此錯誤率可基于由所述組的至少一個來確定的錯誤率和由至少未分組符號來確定的錯 誤率。錯誤率估計器可還布置成將來自所述組中至少一個的錯誤率和由至少未分組符號來 確定的錯誤率分別根據(jù)它們的相對方差來加權(quán)，以用于確定錯誤率。任何這些特征提供用 于更準確的錯誤率估計。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種包括根據(jù)本發(fā)明的第二方面的信號質(zhì)量估計器 的接收器。具有此類信號質(zhì)量估計器的接收器將獲得如根據(jù)本發(fā)明的第二方面為信號質(zhì)量 估計器所演示的類似優(yōu)點，并且因此將實現(xiàn)改進的操作。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種包括根據(jù)本發(fā)明的第三方面的接收器的通信設(shè) 備。具有此類接收器的通信設(shè)備將獲得如根據(jù)本發(fā)明的第二方面為信號質(zhì)量估計器所演示 的類似優(yōu)點，并且因此將實現(xiàn)改進的操作。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種包括指令的計算機程序，所述指令在由處理器 執(zhí)行時布置成促使處理器執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法。實現(xiàn)此類方法的計算機程序 將獲得如根據(jù)本發(fā)明的第一方面為信號質(zhì)量估計方法所演示的類似優(yōu)點，并且因此將實現(xiàn) 改進的信號質(zhì)量估計以用于計算機化實現(xiàn)。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的估計信干比的方法的流程圖。圖2是示出參考符號的時間頻率圖。圖3示出相干組合的均衡參考符號。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的估計同步狀態(tài)的方法的流程圖。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的聯(lián)合估計信干比和同步狀態(tài)的方法的流程 圖。圖6是示意示出估計器的框圖。圖7示意示出用于實現(xiàn)本發(fā)明的實施例的計算機程序的計算機可讀媒體。圖8是示意示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的接收器的框圖。圖9示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的示范通信設(shè)備。
具體實施例方式圖1是示出在接收器中估計信干比的方法的流程圖。在接收步驟100中，接收器 接收多個參考符號，如導(dǎo)頻符號或某一訓(xùn)練序列中的符號。參考符號的屬性至少包括符號 由接收器已知。這使得能夠進行錯誤確定步驟102，在該步驟中確定多個接收參考符號的錯 誤率。這能夠通過比較每個接收的符號和該符號已知是或應(yīng)該是的內(nèi)容而完成。然而，所 有操作是低復(fù)雜度的，這提供用于快速、低功率和可靠的操作。為了進一步的改進，在確定 錯誤率之前均衡接收的參考符號。這在圖2中示出，該圖示出基于兩個均衡參考符號的相 干組合的均衡參考符號。相干組合使觀察多少接收在信號空間的預(yù)期位置(此處為第一象 限)中的處理增益能夠?qū)崿F(xiàn)。接收的信號&包括受信道H影響的傳送的參考符號s與噪聲和干擾e之和，并 且能描述為yijk = Hs+e圖2示出第三代合作伙伴項目長期演進(3GPP LTE)中的參考符號型式。參考符 號位于副載波子集和正交頻分復(fù)用(OFDM)符號子集上的時間頻率網(wǎng)格中。信道估計數(shù)η 能夠例如使用8個參考符號來確定為Hn=^yijjl其中，是時隙k中符號j、副載波i上的接收的頻域符號。信道估計隨信道更 改而更新，因此以η來索引。信道估計的更新能為每個使用的參考符號集合(此處為8)定 期執(zhí)行，由諸如多普勒擴展(指示移動)、信號級別等其它參數(shù)來觸發(fā)，或者根據(jù)任何其它 合適的方案來執(zhí)行。接收的參考符號因而能均衡為Dijk =H*nyiJtk由于傳送的參考符號為接收器所知，因此，通過對第一象限之外的符號的數(shù)量計 數(shù)，能確定錯誤率為P =~Σ(Red^ << 0)
n i,j,k對于任何符號，或具體而言對于確定示范正交相移鍵控(QPSK)情況的比特錯誤ρΓ(ReDm <°) + (lmDm <0)
2n ij’k類似的關(guān)系能夠為任何信號配置來推導(dǎo)出，例如，更高階相移鍵控、用于正交調(diào)幅的不同信號型式等。在給出的示例中，η = 8。過程優(yōu)選為所有資源塊并在某個時間間隔期間執(zhí)行。隨 后，能過濾錯誤率，例如平均錯誤率，以將最終錯誤率確定為
權(quán)利要求
1.一種在接收器中估計信號質(zhì)量值的方法，所述方法包括 接收多個參考符號；確定對于所述多個接收的參考符號的錯誤率；將所確定的錯誤率映射到信號質(zhì)量值模型；以及從所述模型來確定映射的信號質(zhì)量以作為信號質(zhì)量值估計。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括基于多普勒擴展、延遲擴展以及用于確定所述錯 誤率的參考符號的數(shù)量中的至少一個來選擇所述信號質(zhì)量值模型。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括在確定多普勒擴展低于多普勒擴展閾值時，基于高斯分布函數(shù)來選擇信號質(zhì)量值模型。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，還包括在確定多普勒擴展高于所述多普勒擴展閾值時，基于衰落曲線來選擇信號質(zhì)量值模型。
5.如前面權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述錯誤率是比特錯誤率。
6.如前面權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述錯誤率包括符號錯誤率。
7.如前面權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述信號質(zhì)量值包括信干比。
8.如前面權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述信號質(zhì)量值包括指示所述接收器是 同步還是不同步的同步指示符。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括在錯誤率高于閾值時，選擇指示不同步的同步指示符。
10.如前面權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述映射包括查找所確定的錯誤率到 信號質(zhì)量值查找表；以及從所述查找表來確定映射的信號質(zhì)量。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，還包括基于多普勒擴展、延遲擴展及用于確定所述錯 誤率的參考符號的數(shù)量中的至少一個來選擇所述信號質(zhì)量值查找表。
12.如權(quán)利要求10或11所述的方法，其中所述信號質(zhì)量值查找表包括至少對于區(qū)分所 述接收器與所述信號是同步還是不同步的錯誤率的閾值，所述方法還包括比較所述錯誤率 和所述閾值以確定同步狀態(tài)。
13.如前面權(quán)利要求中任一項所述的方法，還包括在確定錯誤率之前均衡所述接收的 參考符號。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中均衡包括估計其上傳送所述參考符號的信道以實現(xiàn)信道估計；以及 基于所述信道估計來補償所述接收的參考符號。
15.如前面權(quán)利要求中任一項所述的方法，還包括在映射之前過濾所述錯誤率。
16.如前面權(quán)利要求中任一項所述的方法，還包括 將接收的參考符號分組；以及相干組合接收的參考符號的每個組，其中所確定的錯誤率從所述組中的至少一個來確定。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所確定的錯誤率從由所述組的至少一個確定的錯 誤率和從由至少未分組符號確定的錯誤率來確定。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中由所述組的至少一個確定的錯誤率和由至少未 分組符號確定的錯誤率分別根據(jù)它們的相對方差來加權(quán)，以用于確定用于所述映射的錯誤率。
19.一種信號質(zhì)量估計器，包括 多個接收的參考符號的輸入；錯誤率估計器，用于所述多個參考符號；錯誤率到信號質(zhì)量值映射器，布置成根據(jù)信號質(zhì)量模型將所述錯誤率映射到信號質(zhì)量 值；以及信號質(zhì)量估計器，布置成輸出信號質(zhì)量值估計，所述估計將是來自所述信號質(zhì)量模型 的信號質(zhì)量值。
20.如權(quán)利要求19所述的信號質(zhì)量估計器，其中所述錯誤率到信號質(zhì)量值映射器還布 置成基于多普勒擴展、延遲擴展和用于確定所述錯誤率的參考符號的數(shù)量中的至少一個來 選擇所述信號質(zhì)量值模型。
21.如權(quán)利要求20所述的信號質(zhì)量估計器，其中所述錯誤率到信號質(zhì)量值映射器還 布置成在確定多普勒擴展低于多普勒擴展閾值時，基于高斯分布函數(shù)來選擇信號質(zhì)量值模 型。
22.如權(quán)利要求20或21所述的信號質(zhì)量估計器，其中所述錯誤率到信號質(zhì)量值映射器 還布置成在確定多普勒擴展高于所述多普勒擴展閾值時，基于衰落曲線來選擇信號質(zhì)量值 模型。
23.如權(quán)利要求19到22中任一項所述的信號質(zhì)量估計器，其中所述錯誤率是比特錯誤率。
24.如權(quán)利要求19到22中任一項所述的信號質(zhì)量估計器，其中所述錯誤率是符號錯誤率。
25.如權(quán)利要求19到M中任一項所述的信號質(zhì)量估計器，其中所述信號質(zhì)量值包括信 干比。
26.如權(quán)利要求19到25中任一項所述的信號質(zhì)量估計器，其中所述信號質(zhì)量值包括指 示所述接收器是同步還是不同步的同步指示符。
27.如權(quán)利要求沈所述的信號質(zhì)量估計器，其中所述錯誤率到信號質(zhì)量值映射器還布 置成在錯誤率高于閾值時，選擇指示不同步的同步指示符。
28.如權(quán)利要求19到27中任一項所述的信號質(zhì)量估計器，其中所述錯誤率到信號質(zhì)量 值映射器還布置成將所確定的錯誤率映射到信號質(zhì)量值查找表，以及所述信號質(zhì)量估計器 還布置成從所述查找表來確定信號質(zhì)量值。
29.如權(quán)利要求觀所述的信號質(zhì)量估計器，其中所述錯誤率到信號質(zhì)量值映射器還布 置成基于多普勒擴展、延遲擴展和用于確定所述錯誤率的參考符號的數(shù)量中的至少一個來 選擇所述信號質(zhì)量值查找表。
30.如權(quán)利要求觀或四所述的信號質(zhì)量估計器，其中所述信號質(zhì)量值查找表包括至少 對于區(qū)分所述接收器與所述信號是同步還是不同步的錯誤率的閾值。
31.如權(quán)利要求19到30中任一項所述的信號質(zhì)量估計器，還包括布置成均衡所述接收 的參考符號并布置成將均衡的參考符號饋送到所述錯誤率估計器的均衡器。
32.如權(quán)利要求31所述的信號質(zhì)量估計器，還包括布置成確定對于其上傳送所述參考 符號的信道的信道估計的信道估計器，其中所述均衡器布置成基于所述信道估計來補償所 述參考符號。
33.如權(quán)利要求19到32中任一項所述的信號質(zhì)量估計器，還包括布置成將過濾的錯誤 率饋送到所述錯誤率到信號質(zhì)量值映射器的錯誤率過濾器。
34.如權(quán)利要求19到33中任一項所述的信號質(zhì)量估計器，其中所述錯誤率估計器還布 置成將接收的參考符號分組，并且相干組合接收的參考符號的每個組，其中所述錯誤率從 所述組中至少一個來確定。
35.如權(quán)利要求34所述的信號質(zhì)量估計器，其中所述錯誤率估計器還布置成從由所述 組中的至少一個確定的錯誤率和從由至少未分組符號確定的錯誤率來確定所述錯誤率。
36.如權(quán)利要求35所述的信號質(zhì)量估計器，其中所述錯誤率估計器還布置成將來自所 述組中的至少一個的錯誤率和由至少未分組符號確定的錯誤率分別根據(jù)它們的相對方差 來加權(quán)，以用于確定所述錯誤率。
37.一種包括如權(quán)利要求19到36中任一項所述的信號質(zhì)量估計器的接收器。
38.一種包括如權(quán)利要求37所述的接收器的通信設(shè)備。
39.一種包括指令的計算機程序，所述指令在由處理器執(zhí)行時布置成促使所述處理器 執(zhí)行如權(quán)利要求1到18中任一項所述的方法。
全文摘要
一種在接收器中估計信號質(zhì)量值的方法，該方法包括接收多個參考符號；確定對于多個接收的參考符號的錯誤率；將確定的錯誤率映射到信號質(zhì)量值模型；以及從模型來確定映射的信號質(zhì)量以作為信號質(zhì)量值估計。還公開了用于估計信號質(zhì)量的信號質(zhì)量估計器、接收器、通信設(shè)備及計算機程序。
文檔編號H04B17/00GK102067487SQ200980107306
公開日2011年5月18日 申請日期2009年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月26日
發(fā)明者B·林多夫, L·威廉森 申請人:愛立信電話股份有限公司