一种信号干扰比的测量方法及装置 本发明涉及码分多址移动通信技术领域,特别涉及在接收端进行的一种信号干扰比(SIR)的测量方法及装置。
SIR测量技术是码分多址移动通信系统中的关键技术,主要应用于功率控制、软切换和小区搜索等方面,为系统正常运行提供适时有效的信干比信息。SIR测量的准确与否将直接影响移动通信系统的性能。传统的SIR测量过程可参考“SIR_Based Transmit Power Control of Reverse Link for CoherentDS-CDMA Mobile Radio”(IEICE TRANS.COMMUN.VOL.E81-B,NO.7JULY 1998),并对照图1所示,其SIR的测量过程可简略归纳如下:
1)传输的多径信号经过RAKE接收机中的RAKE合并器1后,形成单路信号。
2)RAKE合并后的信号一路经过信号功率测量器2用于信号功率的估测,另一路经过干扰功率测量器3用于干扰功率的估测。具体的估测公式亦可参照上述参考文献。
3)将信号功率测量器2和干扰功率测量器3的输出值通过除法器4做除法运算,即可得到SIR的测量值。
由于信号的传输为多径传输,并在接收端采用多径接收技术,而传统的SIR测量方法是对接收端RAKE合并之后的单路信号进行SIR的测量,会产生干扰测量结果的不真实、部分干扰结果损失掉等情形。再者,由于在移动通信系统中信道为瑞利衰落信道,当信道处于深衰落时这种SIR的测量方法就不能真实地反映信道地变化,从而不能向系统提供准确、有效的信息。
鉴于此,本发明的目的就在于提供一种信号干扰比(SIR)的测量方法及其实现该方法的一种SIR测量装置,其可提供干扰测量更多的有效信息,使SIR的测量更为精确,为系统的正常运行提供更为准确、有效的信息。
为实现上述发明目的,本发明一种应用于码分多址移动通信系统的信号干扰比测量方法,为在接收端RAKE合并器的单径解调后测量该单径信号的干扰功率(I),将各个单径信号的干扰功率测量结果经均分合并得到总的干扰功率值;在各个单径信号经分集合并后测量其信号功率(S);以测得的信号功率值除以所述总干扰功率值,得到该信号干扰比。
根据上述技术方案,进一步的,可对所述的均分合并所得的总干扰功率值作平滑处理以精确该干扰功率值及信号干扰比。
上述的在接收端单径解调后测量该单径信号的干扰功率为在每一径中分别进行。上述的分集合并可为最大比值合并或等增益合并。
本发明提供实现上述方法的一种信号干扰比测量装置,至少包括RAKE合并器、信号功率测量器、干扰功率测量器及除法器,其中所述的RAKE合并器包括复数的单径解调器和一分集合并器,该等单径解调器输出的单径信号均送入分集合并器作多径信号分集合并,合并后的单路信号送入信号功率测量器作信号功率测量;所述的干扰功率测量器为复数个且置于RAKE合并器中,每一干扰功率测量器的输入连接于一单径解调器的输出,各干扰功率测量器测得的干扰功率输出均送入一均分器作均分合并,将合并后的输出与信号功率测量器的输出送入所述的除法器作除法运算得到信号干扰比值。
根据上述技术方案,进一步在所述的均分器的输出连接一平滑滤波器,均分器均分合并后的输出送入该平滑滤波器作平滑处理后再送入除法器与所述信号功率器的输出作除法运算得到信号干扰比值。
所述的复数个干扰功率测量器与复数个单径解调器为一一对应设置,即一单径解调器的输出端均连接有一干扰功率测量器。
所述的分集合并器可以是最大比合并器或等增益合并器。
本发明是将信号功率(S)和干扰功率(I)的测量位置分开,即在接收端的RAKE合并之后测量S,在RAKE合并之前测量每一径的I,然后再均分合并成总的I,以得到SIR的测量。
由于本发明是将干扰功率I的测量放到RAKE合并中的每一径中分别进行,因而可以提供干扰测量更多的有效信息,使测量所得的SIR值比传统SIR测量方法的结果更加准确,也更加真实地反映信道的变化,为系统提供更加准确、有效的信息。
另外,将本发明应用到功率控制系统中,不需要修改现有功率控制的实现模块,保留了现有功率控制技术的所有优点。
以下结合具体实施实例对本发明再作进一步的说明。
图1为现有技术SIR测量示意框图;
图2为本发明较佳实施例示意框图;
图3为基站发射功率概率密度图;
图4为基站发射功率概率分布。
首先,请参见图2所示,发明一较佳实施例示意框图,具体的执行过程说明如下:
1)接收端多径接收装置接收的传输信号经RAKE合并器1内的单径解调器11后形成各径的解调单径信号。
2)各径的解调单径信号一路通过最大比合并器13合成最终的信号;另一路通过干扰功率测量器12进行干扰功率估测,干扰功率测量公式为:Ii(k)=1NpilotΣm=0Npilot-1|ri(m,k)|2-[1NpilotΣm=0Npilot-1|ri(m,k)|]2----(1)]]>
其中,Ii(k)为第i个径的噪声干扰功率,i=1…n;n为多径个数;Npilot为一帧数据中的导频符号的个数;ri(m,k)为在第i个径上,第k个时隙中,第m个符号的幅度值。
3)将测得的每一径的干扰功率通过均分器5取平均,从而得到总的干扰功率值,即:I^(k)=1nΣi=1nIi(k)----(2)]]>
4)将均分器5的输出值通过一个平滑滤波器6,以平滑干扰功率值,平滑滤波器的功能函数为:
I(k)=a I(k-1)+(1-a)(k) (3)
其中, I(k)为经过α滤波器处理的第k个时隙干扰功率值,I(k)为第k个时隙测量的干扰功率值,α为α滤波器的回归因子。在瑞利信道环境中,由于多径干扰和多用户干扰的影响,回归因子的取值不应太大。
5)对信号功率的测量仍采用常规的方法,即在RAKE合并之后进行测量,测量公式为:S(k)=[1Npilot(Σm=0Npilot-1|r(m,k)|]2----(4)]]>
6)将信号功率测量器2和平滑滤波器6的输出值通过除法器4,即可得到第k个时隙的SIR值,即:SIR(k)=S(k)I-(k)----(5)]]>
以除法器4的输出值作为实际的SIR测量值。另,如对测量结果的准确性降低要求,干扰功率测量的平滑处理可以省略。
将上述本发明技术方案应用于WCDMA系统中,作为内环功率控制SIR的测量值:在下行链路,设定导频符号数Npilot为4,多径数n为2,接收信号的误块率(BLER)保持在0.01。在RAKE合并模块中,利用公式(1)对两径中每一径的干扰功率进行测量,测量结果再利用公式(2)取平均值得到总的干扰功率值I。信号功率S是通过对RAKE合并后的数据信号进行测量得到的。信号功率值与干扰功率值之比作为内环功率所需的SIR的测量值。将SIR测量值与外环功率控制所得到的SIR门限值相比较,根据比较结果得到功率控制命令,从而完成下行链路的功率控制过程。
在相同的条件下,分别采用本发明所提到的SIR测量方法和传统的SIR测量方法进行下行链路的功率控制仿真,得到如下表1所示的功率控制性能结果:
表1 SIR测量方法单位平均功率 一致性功率 50% 90% 95%本发明所用到 的方法 dB -20.55 -22.2 -19.1 -18.1传统的SIR测 量方法 dB -20.16 -22.0 -18.3 -17.2
从表中可以看出采用本发明所用的SIR测量方法进行功率控制所得到的平均功率和一致性功率值均低于传统的SIR测量方法进行功率控制所得到的值。
附图3和附图4分别为采用本发明进行功率控制时基站发射功率的概率密度和概率分布函数图。
比较本发明与现有技术的SIR测量算法可以看出,在保证相同业务质量的情况下,采用本发明进行的功率控制仿真性能要优于现有技术算法的仿真性能,达到了本发明的目的。
以上所述仅为本发明的最佳实施方式,并不用以限制本发明,任何对本发明技术方案所作的等效变化、替换及改进,皆应视为包含在本发明的权利要求范围之内。