СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ ШУМА В СИСТЕМЕ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ С МНОЖЕСТВЕННЫМ ДОСТУПОМ И КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2002 года по МПК H04B7/26 H04J13/00 H04B17/00 

Изобретение относится в целом к приемнику базовой станции для системы мобильной связи с множественным доступом и кодовым разделением каналов (МДКР) и, в частности, касается устройства и способа для измерения мощности шума принимаемого сигнала.

Обычно в системе связи с множественным доступом и кодовым разделением каналов (МДКР) выполняется управление мощностью прямого и обратного каналов. Для управления мощностью обратного канала базовая станция передает команду управления мощностью на мобильную станцию с тем, чтобы поддерживать определенное отношение сигнал-шум (ОСШ) для конкретного обратного канала, принимаемого от мобильной станции, в результате чего обеспечивается управление мощностью передачи этой мобильной станции. Для этого на базовой станции необходимо иметь устройство для измерения ОСШ обратного канала. В режиме управления мощностью обратного канала, когда сигнал, принимаемый от мобильной станции, имеет низкое ОСШ, базовая станция дает команду мобильной станции увеличить ее мощность передачи; в противном случае, когда сигнал, принимаемый от мобильной станции, имеет высокое ОСШ, базовая станция дает команду мобильной станции уменьшить ее мощность передачи. Здесь "низкое ОСШ" предполагает плохое состояние канала, а "высокое ОСШ" предполагает хорошее состояние канала.

Как было указано выше, система мобильной связи МДКР управляет мощностью передачи мобильной станции посредством управления мощностью обратного канала, обеспечивая стабильную и эффективную передачу данных для каждого пользователя и предотвращая тем самым потери мощности передачи на мобильной станции.

Следовательно, очень важно, чтобы в системе мобильной связи МДКР точно измерялось ОСШ, поскольку именно на этой основе выполняется управление мощностью. То есть, для того, чтобы предотвратить потери мощности передачи мобильной станции и обеспечить эффективное управление мощностью, необходимо правильно измерять ОСШ.

На фиг.2 представлена схема устройства управления мощностью, входящего в состав приемника базовой станции для системы связи МДКР согласно известному уровню техники.

Обратимся к фиг.2, где измерение мощности шума с целью управления мощностью обычно выполняется по сигналу, принимаемому через антенну АНТ и приемный фильтр 210. Иными словами, измеритель (218) мощности шума измеряет мощность шума принимаемого сигнала, который не подвергся сжатию. Здесь принимаемый сигнал представляет собой сигнал, передаваемый от передатчика мобильной станции в системе мобильной связи МДКР, причем сигнал передачи содержит составляющие шума, создаваемые средой распространения сигнала по радиоканалу. Следовательно, мощность шума, измеряемая измерителем (218) мощности шума, представляет собой не только мощность составляющих шума, но также и мощность некоторых составляющих сигнала.

Далее принимаемый сигнал, отфильтрованный приемным фильтром 210, подается в блок (212) установления синхронизации, который устанавливает синхронизацию с отфильтрованным принимаемым сигналом. Для того, чтобы воспроизвести сигнал, переданный от передатчика, приемник должен быть синхронизирован с передатчиком, и термин "установление синхронизации" означает, что приемник синхронизирован с передатчиком. После установления синхронизации генератор 214 комплексно-сопряженной сжимающей последовательности создает комплексно-сопряженную сжимающую последовательность. Принимаемый сигнал, поступающий от приемного фильтра 210, сжимается с помощью комплексно-сопряженной сжимающей последовательности умножителем 216. Комплексно-сопряженная сжимающая последовательность представляет собой величину, определяемую в результате комплексного сопряжения комплексной расширяющей последовательности, которая используется для расширения сигнала в передатчике мобильной станции. Для комплексной расширяющей последовательности и комплексно-сопряженной сжимающей последовательности обычно используется псевдошумовой (ПШ) код. Принимаемый сигнал, сжимаемый умножителем 216, подается в измеритель мощности сигнала 220 для измерения мощности сигнала.

Далее мощность шума, измеренная измерителем 218 мощности шума, и мощность сигнала, измеренная измерителем 220 мощности сигнала, подаются в измеритель 222 ОСШ. Измеритель 222 ОСШ измеряет отношение измеренной мощности сигнала к измеренной мощности шума. Это значение, поступающее из измерителя 222 ОСШ, сравнивается с пороговым значением управления мощностью в компараторе 226. Пороговое значение управления мощностью создается генератором 224 порогового значения. Генератор 228 команд управления создает команду управления мощностью в соответствии с результатами сравнения в компараторе 226, и созданная команда управления мощностью передается в передатчик мобильной станции для управления мощностью обратного канала.

Подробная схема измерителя 218 мощности шума показана на фиг.3. Обратимся к фиг. 3, где известный измеритель 218 мощности шума в качестве мощности шума оценивает мощность принимаемого сигнала. Как упоминалось выше, принимаемый сигнал представляет собой смешанный сигнал, состоящий из сигнала, передаваемого от передатчика мобильной станции, и составляющих шума, создаваемых средой распространения сигнала по радиоканалу. Следовательно, мощность шума, измеряемая измерителем 218 мощности шума, не является только мощностью составляющих шума, но включает также мощность составляющих сигнала, смешанных с составляющими шума. Блок 312 усреднения для оценки мощности шума усредняет мощность принимаемого сигнала. Поскольку управление мощностью выполняется путем вычисления отношения мощности сигнала, измеряемого измерителем 220 мощности сигнала, к измеренной мощности шума, ОСШ определяется как
ОСШ=E_s/(E_c+N_o)..., (1)
где ОСШ означает отношение сигнал-шум. Е_s обозначает мощность сигнала после сжатия. Е_c обозначает мощность сигнала до сжатия, a N_o обозначает мощность шума.

Следовательно, когда мощность шума измеряется с использованием известного измерителя мощности шума, невозможно вычислить точное значение ОСШ, что затрудняет эффективное управление мощностью. Например, даже когда действительное значение мощности сигнала достаточно велико, аппроксимация ОСШ в виде (E_s/(E_c+N_o)) дает значение ниже порогового значения управления мощностью, что заставляет базовую станцию сформировать ошибочную команду на повышение мощности. Ненужное увеличение мощности передачи приводит к бесполезной трате мощности батареи мобильной станции. Хотя ОСШ измеряется указанным образом в известном способе IS-95 для управления мощностью, мощность сигнала до сжатия Е_c в известной системе связи IS-95 не настолько высока, чтобы можно было вычислить достаточно точное значение ОСШ. Однако в перспективных системах мобильной связи CDMA-2000 передается увеличенный объем данных с высокой скоростью передачи, в результате чего мощность сигнала возрастает пропорционально объему передаваемых данных. Следовательно, если мощность шума измерять с использованием известного способа IS-95, то ошибка достигнет нежелательных величин. То есть, в известном способе измерения мощности шума, ОСШ измеряют путем оценки в качестве мощности шума мощности общего принимаемого сигнала (то есть, мощность составляющих сигнала + мощность составляющих шума). Таким образом, возрастание мощности составляющих сигнала (Е_c) вызовет увеличение разности между оценкой мощности шума (Ec+No) и чистой мощностью шума (No), что затруднит точную аппроксимацию ОСШ.

Таким образом, объектом настоящего изобретения является создание устройства и способа для измерения только мощности составляющих шума в принимаемом сигнале в приемнике базовой станции для системы мобильной связи МДКР.

Другим объектом настоящего изобретения является создание для системы связи МДКР устройства и способа для измерения мощности шума в приемнике базовой станции с использованием ортогонального кода, который в настоящее время не используется на мобильной станции.

Еще одним объектом настоящего изобретения является создание устройства и способа для измерения в приемнике базовой станции только мощности составляющих шума в принимаемом сигнале с использованием ортогонального кода, который ортогонален всем ортогональным кодам, используемым на мобильной станции, для системы связи МДКР.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения устройство и способ измерения мощности шума создают ортогональный код, который ортогонален ортогональным кодам, используемым в настоящее время для каналов мобильной станции, и выполняет операцию корреляции между созданным ортогональным кодом и сжатым принимаемым сигналом, в результате чего измеряется только мощность шума.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения устройство и способ измерения мощности шума создают ортогональный код, который ортогонален всем ортогональным кодам, которые могут быть использованы в системе мобильной связи МДКР, и выполняет операцию корреляции между созданным ортогональным кодом и сжатым принимаемым сигналом, в результате чего измеряется только мощность шума.

Вышеуказанные и другие объекты, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания вместе с чертежами, на которых:
фиг.1 - блок-схема, иллюстрирующая структуру передатчика мобильной станции для системы мобильной связи МДКР;
фиг.2 - блок-схема, иллюстрирующая структуру известного устройства управления мощностью, входящего в состав приемника базовой станции, для системы мобильной связи МДКР;
фиг. 3 - блок-схема, иллюстрирующая подробную структуру измерителя мощности шума, показанного на фиг.2;
фиг. 4 - блок-схема, иллюстрирующая структуру устройства управления мощностью, входящего в состав приемника базовой станции, для системы мобильной связи МДКР согласно варианту настоящего изобретения;
фиг. 5 - блок-схема, иллюстрирующая подробную структуру измерителя мощности шума, показанного на фиг.4, согласно первому варианту настоящего изобретения; и
фиг. 6 - блок-схема, иллюстрирующая подробную структуру измерителя мощности шума, показанного на фиг.4, согласно второму варианту настоящего изобретения.

Ниже со ссылками на сопроводительные чертежи описываются предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения. В нижеследующем описании хорошо известные функции или конструкции подробно не описываются, чтобы не затруднять уяснение сущности изобретения ненужными подробностями.

Фиг.1 дает общее представление о структуре передатчика мобильной станции в системе мобильной связи МДКР. Как показано на фиг.1, передатчик мобильной станции расширяет сигналы, подлежащие передаче по определенным каналам, с помощью различных ортогональных кодов, создаваемых генераторами 112-116 и 120-124 ортогональных кодов, и суммирует расширенные сигналы передачи, используя сумматоры 126 и 128. Сигналы передачи, поступающие с выхода сумматоров 126 и 128, подаются в комплексный псевдошумовой (ПШ) расширитель 130, который расширяет сигналы передачи комплексными расширяющими последовательностями PNI и PNQ, поступающими от генератора 132 расширяющих последовательностей. Расширенные сигналы передачи передаются на базовую станцию через фильтр передачи и антенну АНТ. То есть, передатчик мобильной станции разделяет сигналы передачи по каналам путем расширения разными ортогональными кодами, в результате чего предотвращаются взаимные помехи между каналами.

На фиг.4 показана структура согласно варианту настоящего изобретения для устройства управления мощностью, входящего в состав приемника базовой станции, для системы мобильной связи МДКР. Обратимся к фиг.4, где приемный фильтр 410, имеющий заданную полосу пропускания, фильтрует принимаемый сигнал, поступающий от антенны АНТ, в заданной полосе пропускания. Как упоминалось выше, принимаемый сигнал можно определить как смешанный сигнал, составленный из сигнала, передаваемого от мобильной станции, и составляющих шума, которые добавляются средой распространения радиосигнала. Термин "передаваемый сигнал" относится к конкретному сигналу, составленному из сигнала данных и ортогонального кода, на который был умножен сигнал данных для разделения сигналов на мобильной станции. То есть, передаваемый сигнал - это сигнал, который передается от передатчика мобильной станции на фиг.1. Составляющие шума - это составляющие, которые добавляются случайным образом средой распространения сигнала по радиоканалу, откуда следует, что эти составляющие не расширяются ортогональным кодом для разделения каналов.

Таким образом, составляющие шума не могут быть разделены по каналам на основе свойства ортогональности, а могут быть выделены путем выделения передаваемого сигнала из принимаемого сигнала. Блок 412 установления синхронизации выполняет синхронизацию с передатчиком мобильной станции, используя отфильтрованный принимаемый сигнал, и генерирует сигнал установления синхронизации. Блок 412 установления синхронизации регулирует сдвиг с тем, чтобы устанавливать синхронизацию с комплексной расширяющей последовательностью, используемой в передатчике мобильной станции. Генератор 414 комплексно сопряженной сжимающей последовательности создает комплексно сопряженную сжимающую последовательность, которая синхронизирована с принимаемым сигналом в соответствии с сигналом установления синхронизации, поступающим от блока 412 установления синхронизации. Комплексно сопряженная сжимающая последовательность может быть получена путем создания комплексной расширяющей последовательности, эквивалентной комплексной расширяющей последовательности, которая используется в передатчике мобильной станции, с последующим получением сопряженной величины для созданного значения.

Умножитель 416 сжимает принимаемый сигнал, поступающий из приемного фильтра 410, с помощью комплексно сопряженной сжимающей последовательности. Измеритель 418 мощности шума согласно варианту настоящего изобретения измеряет только мощность шума в сжатом сигнале. Здесь термин "чистая мощность шума" определяется как мощность только составляющих шума, добавляемых в принимаемый сигнал средой распространения радиосигнала. Измеритель 420 мощности сигнала измеряет только мощность сигнала в сжатом сигнале. Измеритель 422 ОСШ вычисляет отношение измеренной мощности сигнала к измеренной чистой мощности шума. Компаратор 426 сравнивает вычисленное значение ОСШ с пороговым значением управления мощностью. Здесь термин "пороговое значение управления мощностью" определяется как пороговое значение, на основе которого выполняется управление мощностью. Генератор 424 порогового значения создает пороговое значение управления мощностью и подает созданное пороговое значение управления мощностью в компаратор 426. Генератор 428 команд управления мощностью создает команду управления мощностью в соответствии с результатами сравнения, поступающими от компаратора 426. То есть, новое устройство управления мощностью создает команду управления мощностью, указывающую мобильной станции уменьшить ее мощность передачи, когда ОСШ больше или равно пороговому значению управления мощностью. В противном случае, когда ОСШ меньше порогового значения управления мощностью, устройство управления мощностью формирует команду управления мощностью, указывающую мобильной станции увеличить ее мощность передачи.

На фиг. 5 показана подробная структура измерителя 418 мощности шума по фиг. 4 согласно варианту настоящего изобретения. Обратимся к фиг.5, где селектор 514 ортогонального кода отбирает ортогональный код для измерения мощности шума в соответствии с сигналом состояния каналов, поступающим с верхнего уровня. Термин "верхний уровень" относится к верхнему логическому уровню в смысле пакета протоколов, где верхний уровень включает логическое понятие для всего управления приемником базовой станции в системе мобильной связи МДКР. Сигнал состояния каналов - это сигнал, указывающий параметры используемых в настоящее время каналов, в том числе информацию о количестве, идентичности и длине ортогональных кодов, используемых в настоящее время мобильной станцией. Селектор 514 ортогонального кода выбирает ортогональный код, который ортогонален всем ортогональным кодам, используемым в настоящее время для каналов в мобильной станции. Генератор 512 ортогонального кода создает ортогональный код для измерения мощности шума, выбранный селектором 514 ортогонального кода. Генератор 512 ортогонального кода синхронизирует созданный ортогональный код для измерения мощности шума с принимаемым сигналом в соответствии с сигналом установления синхронизации, подаваемым из блока 412 установления синхронизации.

Коррелятор 510 выполняет операцию корреляции между сжатым сигналом, поступающим от умножителя 416 по фиг.4, и созданным ортогональным кодом для измерения мощности шума. Операция корреляции относится к умножению сжатого принимаемого сигнала на созданный ортогональный код для измерения мощности шума и накоплению умноженного значения по длине ортогонального кода для измерения мощности шума. Сигналы, выдаваемые коррелятором 510, представляют собой составляющие чистого шума, входящие в принимаемый сигнал. То есть, поскольку созданный в генераторе 512 ортогонального кода ортогональный код для измерения мощности шума ортогонален всем ортогональным кодам, используемым для передачи каналов в принимаемом сигнале, составляющие канального сигнала, расширенные всеми этими ортогональными кодами, удаляются из сигнала, коррелированного коррелятором 510. Таким образом, коррелированный сигнал включает только составляющие шума, которые не были расширены ортогональным кодом.

Измеритель 516 мощности измеряет мощность составляющих шума, поступающих из коррелятора 510. Блок 518 усреднения накапливает мощность, измеренную измерителем 516 мощности, посимвольно, и вычисляет среднее значение накопленной мощности на символ для повышения надежности. Сигнал на выходе блока 518 усреднения представляет собой сигнал измеренной мощности шума, который подается в измеритель 422 ОСШ на фиг.4. Сигнал измеренной мощности шума представляет собой значение, определяемое путем оценки только мощности шума.

На фиг. 6 показана подробная структура измерителя 418 мощности шума согласно другому варианту настоящего изобретения. Обратимся к фиг.6, где генератор 616 ортогонального кода создает заданный ортогональный код для измерения мощности шума, который синхронизируется с принимаемым сигналом в соответствии с сигналом установления синхронизации, подаваемым из блока 412 установления синхронизации на фиг.4. Заданный ортогональный код для измерения мощности шума должен обязательно быть ортогонален всем ортогональным кодам, используемым в передатчике мобильной станции системы мобильной станции МДКР. Коррелятор 510 содержит два умножителя 610 и 612 и накопитель 614. Умножитель 610 умножает действительную часть сжатого сигнала, поступающего от умножителя 416 на фиг. 4, на ортогональный код для измерения мощности шума, поступающий от генератора 616 ортогонального кода. Умножитель 612 умножает мнимую часть сжатого сигнала на созданный ортогональный код для измерения мощности шума. Накопитель 614 накапливает сигналы, поступающие с выхода умножителей, в течение временного интервала, соответствующего длине ортогонального кода для измерения мощности шума. Операция, выполняемая умножителями 610 и 612 и накопителем 614, эквивалентна операции корреляции, выполняемой коррелятором 510 на фиг.5. Измеритель 516 мощности и блок 518 усреднения имеют такие же структуры, что описаны со ссылками на фиг.5.

Теперь со ссылками на вышеописанные структуры будет подробно описана работа рассмотренных вариантов осуществления изобретения. Как было описано выше, согласно первому варианту осуществления изобретения ортогональный код для измерения мощности шума присваивается используемому каналу, а согласно второму варианту используется установленный ортогональный код для измерения мощности шума. Далее эти два варианта описываются отдельно.

Первый вариант осуществления изобретения
Ниже со ссылками на фиг.4 и 5 описывается первый вариант осуществления изобретения. Короче говоря, в первом варианте принимается информация об используемых каналах от передатчика мобильной станции, создается ортогональный код для измерения мощности шума, который ортогонален ортогональным кодам, используемым в настоящее время для каналов, и выполняется операция корреляции между созданным ортогональным кодом и принимаемым сжатым сигналом, в результате чего изолируются составляющие шума, так что может быть измерена мощность шума.

В частности, верхний уровень, который обеспечивает управление всей работой приемника базовой станции, распоряжается информацией о каналах, используемых в настоящее время. То есть, верхний уровень распоряжается информацией о количестве и длине ортогональных кодов, соответствующих используемым в настоящее время каналам, а также отслеживает эту информацию всякий раз, когда изменяются параметры канала. Кроме того, верхний уровень обеспечивает подачу в селектор 514 ортогонального кода сигнала о состоянии канала, который содержит часть вышеуказанной информации, чтобы селектор 514 выбрал ортогональный код, который ортогонален всем ортогональным кодам, используемым в настоящее время. Селектор 514 ортогонального кода обеспечивается сигналом состояния каналов с верхнего уровня.

В табл. 1 показан пример сигнала состояния каналов, поступающего с верхнего уровня.

В табл. 1 показан случай, когда сигнал состояния каналов содержит количество ортогональных кодов, используемых в настоящее время мобильной станцией, а затем список индексов и значений длины каждого из используемых ортогональных кодов. Сначала идет индекс и длина первого ортогонального кода, используемого в настоящее время, затем индекс и длина второго кода и так далее вплоть до индекса и длины п-го (или последнего) используемого в настоящее время ортогонального кода. Индекс представляет собой уникальный идентификатор каждого ортогонального кода. Хотя в табл. 1 показано множество активных ортогональных кодов, возможно, что сигнал состояния каналов может содержать значение для количества и длины только одного ортогонального кода.

В табл. 1 поле Количество указывает общее количество ортогональных кодов, используемых мобильной станцией в настоящее время, и следовательно, оно также указывает количество последующих пар индекс/длина в сигнале состояния каналов. Как было установлено выше, поле Индекс указывает уникальный номер используемого ортогонального кода, а поле Длина указывает длину используемого ортогонального кода. Количество полей Индекс и полей Длина определяется в зависимости от информации, записанной в поле Количество. То есть, как было установлено выше, количество индексов и значений длины следующих ортогональных кодов определяется в соответствии со значением, записанным в поле Количество. При использовании сигнала состояния каналов количество бит в соответствующих полях, показанных в табл. 1, может изменяться.

После приема указанного сигнала состояния каналов селектор 514 ортогонального кода выбирает ортогональный код для измерения мощности управления на основе информации, содержащейся в принятом сигнале состояния каналов. Селектор 514 ортогонального кода имеет таблицу памяти для выбора ортогонального кода для измерения мощности шума. Пример таблицы памяти, соответствующей сигналу состояния каналов только с одним используемым ортогональным кодом, показан в табл. 2.

Как показано в табл. 2, таблица памяти построена таким образом, что ортогональный код для измерения мощности шума, используемый для измерения мощности шума, выбирается в соответствии с количеством и длиной одного ортогонального кода, используемого в настоящее время. Соответственно, селектор 514 ортогонального кода использует эту таблицу для выбора ортогонального кода для измерения мощности шума. Если индекс используемого в настоящее время ортогонального кода, равен "2", а длина равна "8", как указано в сигнале состояния каналов, то в соответствии с табл. 2 в качестве ортогонального кода для измерения мощности шума может быть выбран код "+-".

Однако, когда используется множество ортогональных кодов и, следовательно, в сигнале состояния каналов предусмотрено множество значений для количества и длины ортогональных кодов, невозможно выбрать ортогональный код для измерения мощности шума посредством таблицы памяти типа табл. 2. При наличии сигнала состояния каналов, имеющего множество значений для количества и длины ортогональных кодов, селектор 514 ортогонального кода должен содержать более сложную таблицу памяти отдельно для различных возможных комбинаций. Пример такой таблицы памяти, где имеется только два ортогональных кода в сигнале состояния каналов, показан в табл. 3.

Cелектор 514 ортогонального кода может хранить таблицы памяти, состоящие из табл. 2 и 3. То есть, можно запомнить таблицы памяти, состоящие из табл. 2 и 3, в селекторе 514 ортогонального кода и выбирать ортогональный код для измерения мощности шума в реальном времени в соответствии с предоставленным сигналом состояния каналов.

Между тем, в предыдущем описании селектор 514 ортогонального кода реализован таким образом, чтобы присваивать один ортогональный код для измерения мощности шума в соответствии с сигналом состояния каналов. Однако в альтернативном варианте можно реализовать селектор 514 ортогонального кода таким образом, чтобы иметь по меньшей мере два ортогональных кода для измерения мощности шума в соответствии с сигналом состояния каналов, а затем один из этих ортогональных кодов должен быть выбран в реальном времени. Например, если есть сигнал состояния каналов, содержащий один используемый ортогональный код с индексом "2" и длиной "4", то в качестве ортогонального кода для измерения мощности шума может быть использован один из двух ортогональных кодов, таких как "+-" и "++++--------++++".

Это следует из того, что сигнал состояния каналов, содержащий индекс "2" и длину "4" ортогонального кода, означает, что используемым в настоящее время ортогональным кодом для канала является код "++-". Данные о количестве и длине ортогонального кода специально определены в стандарте IS-2000 для перспективных систем мобильной связи МДКР. Другими словами, оба ортогональных кода: "+-" и "++++-------++++" ортогональны ортогональному коду "++--". Таблицы, состоящие из табл. 2 и 3, включают более короткие ортогональные коды, удовлетворяющие этому правилу.

В данном разделе описано изобретение со ссылками на первый вариант, который реализован с использованием селектора 514 ортогонального кода. Однако, с другой стороны, функция селектора 514 ортогонального кода может также выполняться на верхнем уровне. В этом случае верхний уровень выбирает ортогональный код для измерения мощности шума в соответствии с количеством и индексом/длиной используемых в настоящее время ортогональных кодов. Следовательно, верхний уровень будет иметь доступ к эквиваленту табл. 2 и 3 и будет выбирать ортогональный код для измерения мощности шума на основе принятого сигнала состояния каналов. Будучи выбранной, идентифицирующая информация, относящаяся к выбранному ортогональному коду для измерения мощности, непосредственно подается в генератор 512 ортогонального кода. В этот момент ортогональный код для измерения мощности шума подается в сигнал состояния каналов табл. 1. То есть, сигнал состояния каналов, имеющий ортогональный код для измерения мощности шума, непосредственно подается в генератор 512 ортогонального кода.

Ортогональный код для измерения мощности шума, определенный селектором 514 ортогонального кода, подается в генератор 512 ортогонального кода. После приема ортогонального кода для измерения мощности шума генератор 512 ортогонального кода создает соответствующий ортогональный код. В этот момент созданный ортогональный код для измерения мощности шума синхронизируется с принимаемым сигналом в соответствии с сигналом установления синхронизации, подаваемым из блока 412 установления синхронизации.

Далее созданный ортогональный код для измерения мощности шума умножается на сжатый принимаемый сигнал коррелятором 510. Умноженное значение накапливается коррелятором 510 в течение временного интервала, соответствующего длине ортогонального кода для измерения мощности шума. Как упоминалось выше, сжатый принимаемый сигнал содержит составляющую шума и сигнал передачи, который идентифицируется уникальными ортогональными кодами соответствующих каналов. Здесь следует отметить, что одним из свойств ортогональных кодов является то, что значение, определенное путем умножения двух кодов, ортогональных друг другу, с последующим накоплением умноженного значения, равно "0". То есть, если принимаемый сигнал, содержащий ортогональный код, умножается на ортогональный код, который ортогонален содержащемуся в принимаемом сигнале ортогональному коду, то этот содержащийся в принимаемом сигнале код и его сигнал аннулируются указанным ортогональным кодом. Используя это свойство в вариантах настоящего изобретения, можно удалить сигналы каналов передачи (каждый из которых есть результат его умножения на отличный от других ортогональный код из числа кодов, используемых мобильной станцией) путем умножения принимаемого сигнала на ортогональный код, который ортогонален всем используемым ортогональным кодам. Другими словами, путем умножения принимаемого сигнала, содержащего сигнал передачи и составляющие шума, на заданный ортогональный код можно из принимаемого сигнала получить только составляющие шума. Здесь упомянутый заданный ортогональный код должен быть ортогонален ортогональным кодам, используемым для сигнала передачи.

В приведенном выше описании подавление сигналов, выполняемое путем умножения сигналов, имеющих свойство ортогональности по отношению друг к другу, является базовой функцией ортогонального кода в системе мобильной связи МДКР. То есть, когда сигналы передачи принимаются от нескольких пользователей, система мобильной связи МДКР использует ортогональные коды для идентификации пользователей и разделения каналов. Другими словами, сжатый принимаемый сигнал умножается на ортогональный код для измерения мощности шума, который ортогонален ортогональным кодам, используемым в передаваемом сигнале. Следовательно, все сигналы, имеющие свойство ортогональности, то есть сигналы передачи, удаляются из сжатого принимаемого сигнала и выдаются только составляющие шума. Иными словами, можно выделить уникальный (или исходный) сигнал путем умножения ортогонального кода на сигнал, имеющий свойство ортогональности. Выводимые составляющие шума накапливаются в течение временного интервала, соответствующего длине ортогонального кода для измерения мощности шума, в результате чего выдается значение корреляции посредством выполнения операций корреляции.

Значение корреляции, выдаваемое коррелятором 510 после накопления в течение временного интервала, соответствующего длине ортогонального кода для измерения мощности шума, подается в измеритель 516 мощности, который измеряет мощность полученного значения корреляции. Измеренная мощность представляет собой мощность шума N_о, измеренную коррелятором 510 только по составляющим шума, из которых удалены составляющие чистого сигнала, то есть сигналы передачи. Кроме того, для того чтобы увеличить надежность измерения мощности шума, определяемой в вышеописанном процессе, измеренная мощность шума подается в блок 518 усреднения, который вычисляет среднее значение измеренной мощности шума. Вычисленная средняя мощность шума используется в качестве мощности шума для измерения ОСШ.

Далее оценивается мощность сигнала E_s, необходимая для измерения ОСШ, путем умножения сжатого сигнала на ортогональный код, присвоенный данному каналу, с последующим накоплением результата умножения в измерителе 420 мощности сигнала.

После измерения мощности сигнала E_s и мощности шума N_o измеритель 422 ОСШ измеряет ОСШ, зависящее от измеренной мощности сигнала Е_s и мощности шума N_o. Измеритель 422 ОСШ измеряет ОСШ в соответствии с приведенным ниже уравнением (2).

ОСШ=Е_s/N_o (2)
ОСШ, определяемое уравнением (2), является отношением мощности принимаемого сигнала к мощности шума и представляет фундаментальные данные в процессе управления мощностью. Между тем, из уравнения (2) следует, что ОСШ, измеряемое согласно настоящему изобретению, вычисляется на основе мощности чистого шума No. Как описано выше, ОСШ можно получить на основе мощности чистого шума, поскольку составляющие мощности чистого шума могут быть получены путем умножения сжатого принимаемого сигнала на ортогональный код для измерения мощности шума, имеющий свойство ортогональности по отношению к ортогональным кодам, используемым в принимаемом сигнале.

Между тем, компаратор 426 и генератор 428 команд управления мощностью создает команду управления мощностью в соответствии с ОСШ. То есть, когда значение ОСШ выше заданного порогового значения управления мощностью, генератор 428 команд управления мощностью выдает команду на снижение мощности. С другой стороны, когда значение ОСШ ниже порогового значения управления мощностью, это значит, что принятый сигнал содержит большую долю шума. Тогда, генератор 428 команд управления мощностью выдает команду на повышение мощности. Здесь пороговое значение управления мощностью создается генератором 424 пороговых значений. Пороговое значение управления мощностью относится к заданному пороговому значению, на основе которого осуществляется управление мощностью.

Второй вариант осуществления изобретения
Ниже со ссылками на фиг.4 и 6 описывается второй вариант осуществления изобретения. Короче говоря, во втором варианте используется ортогональный код для измерения мощности шума, который обладает свойством ортогональности по отношению ко всем ортогональным кодам, которые могут быть использованы в системе мобильной связи МДКР. Таким образом, создается только один ортогональный код для измерения мощности шума с использованием генератора 616 ортогонального кода, и составляющие чистого шума получают путем устранения составляющих чистого сигнала, входящих в сжатый принимаемый сигнал, после чего выполняется точное измерение мощности шума, по результатом которого генератор команд управления мощностью осуществляет управление мощностью на основе составляющих чистого шума.

В частности, генератор 616 ортогонального кода создает фиксированный заданный ортогональный код для измерения мощности шума синхронно с сигналом установления сигнализации, подаваемым от блокам 412 установления синхронизации. Заданный ортогональный код для измерения мощности шума ортогонален всем ортогональным кодам, которые могут быть использованы в системе мобильной связи МДКР. Например, как показано на фиг.6, генератор 616 ортогонального кода может создать ортогональный код для измерения мощности шума в виде "++++-------++++", который в действительности ортогонален всем ортогональным кодам, используемым в системе IMT-2000. Фиксированный ортогональный код для измерения мощности шума, который создается генератором 616 ортогонального кода может быть использован для оценки только составляющих чистого шума, даже если по определенному каналу принимается как сигнал, так и шум. То есть, хотя принимается сигнал, сжимаемый комплексно сопряженной сжимающей последовательностью, можно оценить только составляющие шума путем умножения принимаемого сигнала на фиксированный ортогональный код для измерения мощности шума. Указанная операция выполняется коррелятором 510.

Коррелятор 510 содержит умножители 610 и 612 и накопитель 614. 1-канал, соответствующий действительной части сжатого сигнала, подается в умножитель 610 и затем умножается на созданный ортогональный код. В результате сжатые канальные сигналы I-канала удаляются ортогональным кодом для измерения мощности шума, который ортогонален сжатым канальным сигналам 1-канала, так что умножитель 610 выдает только составляющие чистого шума. Здесь выходной сигнал умножителя 610 определяется как первый сигнал. Q-канал соответствующий мнимой части сжатого сигнала, подается в умножитель 612 и затем умножается на созданный ортогональный код. В результате сжатый сигнал Q-канала удаляется ортогональным кодом для измерения мощности шума,который ортогонален сжатым канальным сигналам Q-канала, так что умножитель 612 выдает только составляющие чистого шума. Здесь, выходной сигнал умножителя 612 определяется как второй сигнал. Эти первый и второй сигналы, которые представляют собой составляющие шума, поступающие с выходов умножителей 610 и 612, подаются в накопитель 614, где первый и второй сигналы накапливаются в течение временного интервала в соответствии с длиной ортогонального кода. Накопленное значение обрабатывается измерителем 516 мощности и блоком 518 усреднения и выдается в виде сигнала оценки мощности шума. Поскольку измеритель 516 мощности и блок 518 усреднения функционируют аналогично блокам, описанным со ссылками на первый вариант, их подробное описание опускается.

Измеряя мощность чистого шума указанным образом, можно точно измерять ОСШ. Следовательно, имеется возможность предотвратить выдачу ошибочных команд управления мощностью, что позволяет избежать бесполезного растрачивания мощности из-за ошибочных команд управления мощностью. Иными словами, можно осуществлять более эффективное управление мощностью.

Как было описано выше, в настоящем изобретении предлагается устройство и способ для измерения мощности чистого шума для точного измерения ОСШ. Следовательно, имеется возможность осуществлять эффективное управление мощностью в обратном канале и предотвратить растрачивание мощности.

Хотя изобретение было продемонстрировано и описано со ссылками на конкретные предпочтительные варианты его осуществления, специалистам в данной области техники очевидно, что в описанные варианты могут быть внесены различные изменения по форме и в деталях, не выходящие за рамки существа и объема изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к приемнику базовой станции для системы мобильной связи и способу измерения мощности шума принимаемого сигнала. В способе измерения мощности шума в системе мобильной связи с множественным доступом и кодовым разделением каналов (МДКР) и устройстве для его осуществления сжимают сигнал с помощью комплексной сжимающей последовательности, устраняют мощность сигнала с использованием ортогонального кода для измерения мощности шума, который ортогонален по меньшей мере одному из ортогональных кодов из множества каналов, измеряют отношение сигнал-шум (ОСШ) путем приема мощности шума от измерителя мощности шума и мощности сигнала от измерителя мощности сигнала. Достигаемый технический результат - точность измерения ОСШ, предотвращение выдачи ошибочных команд управления мощностью в обратном канале. 4 с. и 25 з.п. ф-лы, 3 табл., 6 ил.

1. Приемник базовой станции в системе мобильной связи с множественным доступом и кодовым разделением каналов (МДКР), для измерения отношения сигнал-шум (ОСШ) сигнала, принимаемого на базовой станции, по меньшей мере по одному из множества каналов в передатчике мобильной станции, причем каждый из множества каналов имеет соответствующий ортогональный код, при этом приемник включает устройство сжатия для сжатия принимаемого сигнала с помощью комплексной сжимающей последовательности; измеритель мощности шума для измерения мощности шума на основе сжатого принимаемого сигнала, подаваемого из устройства сжатия, путем устранения мощности сигнала с использованием ортогонального кода для измерения мощности шума, который ортогонален по меньшей мере одному из ортогональных кодов из множества каналов, измеритель мощности сигнала для измерения мощности сигнала из сжатого принимаемого сигнала, подаваемого от устройства сжатия, и измеритель ОСШ для измерения ОСШ путем приема мощности шума от измерителя мощности шума и мощности сигнала от измерителя мощности сигнала. 2. Приемник базовой станции по п.1, в котором измеритель мощности шума включает генератор ортогонального кода для создания ортогонального кода для измерения мощности шума; коррелятор, подсоединенный к генератору ортогонального кода, для выполнения операции корреляции между ортогональным кодом для измерения мощности шума и сжатым принимаемым сигналом, поступающим от устройства сжатия, и измеритель мощности, подсоединенный к коррелятору, для измерения мощности шума из выходного сигнала коррелятора. 3. Приемник базовой станции по любому из пп.1 и 2, в котором ортогональный код для измерения мощности шума представляет собой 1,1,1,1, -1,-1, -1,-1,-1,-1,-1,-1,1,1,1,1. 4. Приемник базовой станции по любому из пп.1 и 2, в котором ортогональный код для измерения мощности шума представляет собой 1,1,-1,-1. 5. Приемник базовой станции по п.1 или 2, в котором ортогональный код для измерения мощности шума представляет собой 1,-1. 6. Приемник базовой станции по п.1, в котором измеритель мощности шума устраняет мощность сигнала из сжатого принимаемого сигнала путем умножения сжатого сигнала на ортогональный код для измерения мощности шума. 7. Приемник базовой станции по п.2, в котором измеритель мощности шума дополнительно включает селектор ортогонального кода для приема сигнала состояния каналов, указывающего по меньший мере на один из соответствующих ортогональных кодов, используемых по меньшей мере для одного из множества каналов, и выбора подходящего ортогонального кода, который должен стать ортогональным кодом для измерения мощности шума, в соответствии с сигналом состояния каналов. 8. Приемник базовой станции по п.7, в котором генератор ортогонального кода создает выбранный ортогональный код в качестве ортогонального кода для измерения мощности шума. 9. Приемник базовой станции по п.1, который дополнительно включает устройство установления синхронизации для установления синхронизации на базе принимаемого сигнала и создания сигнала установления синхронизации для синхронизации устройства сжатия и генератора ортогонального кода с принимаемым сигналом. 10. Приемник базовой станции по п.2, в котором измеритель мощности шума дополнительно включает устройство усреднения для вычисления среднего значения мощности шума от измерителя мощности, причем среднее значение берется посимвольно, и для создания вычисленной средней мощности шума в качестве сигнала измерения мощности шума. 11. Устройство измерения мощности шума для приемника для сжатия сигнала, принимаемого по меньшей мере по одному из множества каналов, и оценки мощности шума из сжатого принимаемого сигнала в системе мобильной связи МДКР, имеющей приемник и передатчик, причем устройство включает генератор ортогонального кода для создания одного из ортогональных кодов, которые ортогональны ортогональному коду, используемому по меньшей мере для одного упомянутого канала, и при этом от него отличаются; коррелятор, подсоединенный к генератору ортогонального кода, для выполнения операции корреляции между ортогональным кодом, создаваемым генератором ортогонального кода, и сжатым принимаемым сигналом, и измеритель мощности, подсоединенный к коррелятору, для измерения мощности шума из выходного сигнала коррелятора. 12. Устройство измерения мощности шума по п.11, в котором генератор ортогонального кода создает ортогональный код 1,1,1,1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1, -1,1,1,1,1. 13. Устройство измерения мощности шума по п.11, которое дополнительно включает селектор ортогонального кода для приема сигнала состояния каналов, указывающего на ортогональный код, используемый по меньшей мере для одного канала, и выбора, в соответствии с сигналом состояния каналов, одного из ортогональных кодов, которые ортогональны упомянутому ортогональному коду упомянутого по меньшей мере одного канала и при этом от него отличаются. 14. Устройство измерения мощности шума по п.12, которое дополнительно включает устройство установления синхронизации для установления синхронизации из принимаемого сигнала и создания сигнала установления синхронизации для синхронизации генератора ортогонального кода с принимаемым сигналом. 15. Устройство измерения мощности шума по п.11, которое дополнительно включает устройство усреднения для вычисления среднего значения мощности шума от измерителя мощности, причем среднее значение берется посимвольно, и для создания вычисленной средней мощности шума в качестве сигнала измерения мощности шума. 16. Способ для измерения ОСШ сигнала, принимаемого на базовой станции по меньшей мере по одному из множества каналов в передатчике мобильной станции, в системе мобильной связи МДКР, причем каждый из множества каналов имеет соответствующий ортогональный код, при этом способ включает этапы сжатия принимаемого сигнала с помощью комплексной сжимающей последовательности, измерения мощности шума из сжатого принимаемого сигнала путем устранения мощности сигнала с использованием ортогонального кода для измерения мощности шума, который ортогонален по меньшей мере одному из ортогональных кодов из множества каналов; измерения мощности сигнала из сжатого принимаемого сигнала и измерения ОСШ на основе мощности шума и мощности сигнала. 17. Способ по п.16, по которому измерение мощности шума включает этапы создания ортогонального кода для измерения мощности шума, выполнения операции корреляции между ортогональным кодом для измерения мощности шума и сжатым принимаемым сигналом и измерения мощности шума из результата операции корреляции. 18. Способ по любому из пп.16 и 17, по которому ортогональный код для измерения мощности шума представляет собой 1,1,1,1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,1,1,1,1. 19. Способ по любому из пп.16 и 17, по которому ортогональный код для измерения мощности шума представляет собой 1,1,-1,-1. 20. Способ по любому из пп.16 и 17, по которому ортогональный код для измерения мощности шума представляет собой 1,-1. 21. Способ по п.16, по которому мощность сигнала устраняется из сжатого принимаемого сигнала путем умножения сжатого сигнала на ортогональный код для измерения мощности шума. 22. Способ по п.17, по которому этап создания ортогонального кода дополнительно включает этапы приема сигнала состояния каналов, указывающего по меньшей мере на один из соответствующих ортогональных кодов, используемых по меньшей мере для одного из множества каналов; выбора подходящего ортогонального кода, который должен стать ортогональным кодом для измерения мощности шума, в соответствии с сигналом состояния каналов, и создания выбранного ортогонального кода. 23. Способ п.16, который дополнительно включает этапы установления синхронизации исходя из принимаемого сигнала и создания сигнала установления синхронизации для синхронизации операции сжатия с операцией измерения мощности шума. 24. Способ по п.16, по которому этап измерения мощности шума дополнительно включает этапы вычисления среднего значения измеряемой мощности шума, причем среднее значение берется посимвольно, и создания вычисленной средней мощности шума в качестве сигнала измерения мощности шума. 25. Способ для измерения мощности шума принимаемого сигнала на базовой станции системы мобильной связи МДКР, причем принимаемый сигнал передается по меньшей мере по одному из множества каналов в системе мобильной связи и каждый из каналов имеет соответствующий ортогональный код, при этом способ включает этапы сжатия принимаемого сигнала с помощью комплексной сжимающей последовательности; создания ортогонального кода для измерения мощности шума, причем ортогональный сигнал для измерения мощности шума ортогонален по меньшей мере одному из ортогональных кодов каналов; выполнения операции корреляции между созданным ортогональным кодом для измерения мощности шума и сжатым принимаемым сигналом и измерения мощности шума исходя из результирующего значения операции корреляции. 26. Способ по п.25, по которому создаваемый ортогональный код представляет собой 1,1,1,1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,1111. 27. Способ по п.25, по которому этап создания ортогонального кода для измерения мощности шума включает этапы приема сигнала состояния каналов, указывающего по меньшей мере на один из соответствующих ортогональных кодов, используемых для по меньшей мере одного из каналов; выбора ортогонального кода для измерения мощности шума из по меньшей мере одного ортогонального кода, который ортогонален по меньшей мере одному из ортогональных кодов, указанных в сигнале состояния каналов, и создания выбранного ортогонального кода. 28. Способ по п.25, который дополнительно включает этапы установление синхронизации исходя из принимаемого сигнала и создания сигнала установления синхронизации для синхронизации ортогонального кода для измерения мощности шума с принимаемым сигналом. 29. Способ по п. 25, который дополнительно включает этапы вычисления среднего значения мощности шума, причем среднее значение берется посимвольно, и создания вычисленной средней мощности шума в качестве сигнала измерения мощности шума.