СОВМЕСТНОЕ ПОДАВЛЕНИЕ ПОМЕХ В КАНАЛЕ ПЕРЕДАЧИ ПИЛОТ-СИГНАЛОВ, В КАНАЛЕ ПЕРЕДАЧИ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ И В КАНАЛЕ ТРАФИКА
COMBINED NOISE SUPPRESSION IN PILOT SIGNAL TRANSMISSION CHANNEL, IN SERVICE SIGNAL TRANSMISSION CHANNEL AND IN TRAFFIC CHANNEL

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится, в общем случае, к системам беспроводной связи и, в частности, к подавлению помех трафика в системах беспроводной связи.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Система связи может обеспечивать связь между базовыми станциями и терминалами доступа. Термины " прямая линия связи" или "нисходящая линия связи" относятся к передаче из базовой станции в терминал доступа. Термины " обратная линия связи" или "восходящая линия связи" относятся к передаче из терминала доступа в базовую станцию. Каждый терминал доступа в данный момент времени может поддерживать связь с одной или с большим количеством базовых станций по прямой и обратной линиям связи в зависимости от того, является ли терминал доступа активным и находится ли терминал доступа в состоянии "мягкой " передачи обслуживания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Признаки, сущность и преимущества настоящей заявки на изобретение могут стать более очевидными из изложенного ниже подробного описания при его рассмотрении совместно с чертежами. Одинаковые или аналогичные объекты могут быть обозначены одинаковыми номерами позиций и одинаковыми символами.
На Фиг.1 проиллюстрирована система беспроводной связи с базовыми станциями и терминалами доступа.
На Фиг.2 проиллюстрирован пример структуры передатчика и/или способа, который может быть реализован в терминале доступа из Фиг.1.
На Фиг.3 проиллюстрирован пример структуры приемника и/или способа, который может быть реализован в базовой станции из Фиг.1.
На Фиг.4 проиллюстрирован другой вариант осуществления структуры приемника базовой станции или выполняемого в нем способа.
На Фиг.5 проиллюстрирован общий пример распределения мощности для трех абонентов в системе из Фиг.1.
На Фиг.6 показан пример одинакового распределения сдвига по времени для подавления помех в кадрах асинхронного трафика (потока информационного обмена) для абонентов с одинаковой мощностью передачи.
На Фиг.7 проиллюстрирована структура чередования, используемая для пакетов данных, передаваемых по обратной линии связи, и для канала автоматического запроса на повторную передачу в прямой линии связи.
На Фиг.8 проиллюстрировано запоминающее устройство, которое целиком вмещает пакет длиной 16 временных интервалов (16 slots).
На Фиг.9A проиллюстрирован способ подавления помех потока информационного обмена для примера последовательного подавления помех, ППП (SIC), без декодирования с задержкой.
На Фиг.9Б проиллюстрировано устройство, предназначенное для выполнения способа из Фиг.9A.
На Фиг.10 проиллюстрирован имеющийся в приемнике буфер для выборок после поступления последовательных подпакетов из перемеженной последовательности с подавлением помех от декодированных подпакетов.
На Фиг.11 проиллюстрирована структура каналов передачи служебных сигналов.
На Фиг.12A проиллюстрирован способ, в котором сначала выполняют подавление помех (ПП) от пилот-сигналов (контрольных сигналов), ППК (PIC), а затем совместно выполняют ПП от служебных сигналов, ППС (OIC), и ПП потока информационного обмена, ППИ (TIC).
На Фиг.12Б проиллюстрировано устройство, предназначенное для выполнения способа из Фиг.12A.
На Фиг.13A проиллюстрирован видоизмененный вариант способа из Фиг.12A.
На Фиг.13Б проиллюстрировано устройство, предназначенное для выполнения способа из Фиг.13A.
На Фиг.14A проиллюстрирован способ выполнения совместного подавления помех ППК (PIC), ППС (OIC) и ППИ (TIC).
На Фиг.14Б проиллюстрировано устройство, предназначенное для выполнения способа из Фиг.14A.
На Фиг.15A проиллюстрирован видоизмененный вариант способа из Фиг.14A.
На Фиг.15Б проиллюстрировано устройство, предназначенное для выполнения способа из Фиг.15A.
На Фиг.16 проиллюстрирована модель системы передачи.
На Фиг.17 проиллюстрирован пример отклика объединенной фильтрации при передаче и приеме.
На чертежах Фиг.18A и Фиг.18Б показан пример оценки параметров канала (вещественной и мнимой составляющих) на основании оценки параметров канала с многолучевым распространением в каждом из трех отводов (каналов приема) многоотводного приемника (RAKE-приемника) (RAKE fingers).
На чертежах Фиг.19A-19Б показаны примеры усовершенствованной оценки параметров канала на основании каналов RAKE-приемника и обращения расширения (сужения) по спектру с использованием элементарных посылок данных.
На Фиг.20A проиллюстрирован способ обращения расширения по спектру при наличии задержек в каналах RAKE-приемника с использованием восстановленных элементарных посылок данных.
На Фиг.20Б проиллюстрировано устройство, предназначенное для выполнения способа из Фиг.20A.
На чертежах Фиг.21A-21Б показан пример оценки параметров комбинированного канала с использованием выборок, расположенных через равные интервалы, с разрешающей способностью, равной удвоенной частоте следования элементарных посылок сигнала (chip×2).
На Фиг.22A проиллюстрирован способ оценки параметров комбинированного канала с одинаковой разрешающей способностью с использованием восстановленных элементарных посылок данных.
На Фиг.22Б проиллюстрировано устройство, предназначенное для выполнения способа из Фиг.22A.
На Фиг.23 проиллюстрировано управление мощностью с обратной связью и регулировка усиления с обратной связью при постоянном коэффициенте усиления для подканала передачи служебных сигналов.
На Фиг.24 проиллюстрирован видоизмененный вариант управления мощностью и регулировки усиления из Фиг.23 при постоянном коэффициенте усиления для подканала передачи служебных сигналов.
На Фиг.25 проиллюстрирован пример управления мощностью при постоянном коэффициенте усиления для подканала передачи служебных сигналов.
Чертеж Фиг.26 является аналогичным чертежу Фиг.24, за исключением регулировки усиления для подканала передачи служебных сигналов.
На Фиг.27 проиллюстрирован видоизмененный вариант чертежа Фиг.26, в котором регулировку усиления для подканала передачи служебных сигналов осуществляют только в подканале управления скоростью передачи данных, УСПД (DRC).
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Любой описанный здесь вариант осуществления изобретения не обязательно является предпочтительным или имеет преимущества по сравнению с другими вариантами его осуществления. Хотя на чертежах представлены различные аспекты раскрытия настоящего изобретения, чертежи не обязательно являются начерченными в масштабе или начерченными таким образом, что включают в себя все элементы.
На Фиг.1 проиллюстрирована система 100 беспроводной связи, содержащая системный контроллер 102, базовые станции 104a-104b, и множество терминалов 106a-106h доступа. Система 100 может содержать любое количество контроллеров 102, базовых станций 104 и терминалов 106 доступа. В системе 100 могут быть реализованы различные объекты и варианты осуществления раскрытого здесь настоящего изобретения, описание которого приведено ниже.
Терминалы 106 доступа могут являться подвижными или стационарными и могут быть рассредоточены по всей системе 100 связи из Фиг.1. Терминал 106 доступа может быть соединен с вычислительным устройством, например с персональным портативным компьютером, или реализован в нем. В альтернативном варианте терминалом доступа может являться автономное устройство для данных, например, цифровое персональное информационное устройство (PDA). Термин "терминал 106 доступа" может относиться к различным типам устройств, например к проводному телефону, к беспроводному телефону, к сотовому телефону, к портативному компьютеру, к плате беспроводной связи персонального компьютера (ПК), к персональному информационному устройству (PDA), к внешнему или внутреннему модему и т.д. Терминалом доступа может являться любое устройство, которое обеспечивает возможность установления связи с передачей данных абоненту и от него путем связи по беспроводному каналу или по проводному каналу, например, с использование волоконно-оптических или коаксиальных кабелей. Терминал доступа может иметь различные наименования, например, подвижная станция, устройство доступа, абонентское устройство, устройство мобильной связи, оконечное устройство мобильной связи, устройство мобильной связи, мобильный телефон, мобильная станция, удаленная станция, удаленный терминал, удаленное устройство, пользовательское устройство, абонентская аппаратура, карманное устройство и т.д.
Система 100 обеспечивает связь для нескольких ячеек, причем каждая ячейка обслуживается одной или большим количеством базовых станций 104. Базовая станция 104 также может именоваться системой приемопередатчика базовой станции, СПБС (BTS), точкой доступа, частью сети доступа, приемопередатчиком модемного пула, ППМП (MPT), или узлом B (Node B). Термин "сеть доступа" относится к сетевому оборудованию, обеспечивающему возможность установления связи с передачей данных между сетью передачи данных с коммутацией пакетов (например, сетью Интернет) и терминалами 106 доступа.
Термин "прямая линия связи", ПЛС (FL), или "нисходящая линия связи" относятся к передаче из базовой станции 104 в терминал 106 доступа. Термин "обратная линия связи", ОЛС (RL), или "восходящая линия связи" относятся к передаче из терминала 106 доступа в базовую станцию 104.
Базовая станция 104 может передавать данные в терминал 106 доступа с использованием скорости передачи данных, выбранной из набора различных скоростей передачи данных. Терминал 106 доступа может измерять отношение "сигнал-смесь помехи с шумом", ОСПШ (SINR), контрольного сигнала, переданного базовой станцией 104, и определять желательную скорость передачи данных для передачи базовой станцией 104 данных в терминал 106 доступа. Терминал 106 доступа может посылать в базовую станцию 104 сообщения по каналу запроса на получение данных или сообщения по каналу управления скоростью передачи данных, УСПД (DRC), для информирования базовой станции 104 о желательной скорости передачи данных.
Системный контроллер 102 (также именуемый контроллером базовой станции, КБС (BSC)) может обеспечивать координацию и управление для базовых станций 104, и, кроме того, может осуществлять управление маршрутизацией вызовов в терминалы 106 доступа через базовые станции 104. Системный контроллер 102 может быть дополнительно соединен с коммутируемой телефонной сетью общего пользования, КТСОП (PSTN), через коммутационный центр мобильной связи, КЦМС (MSC), и с сетью передачи пакетных данных через узел обслуживания пакетных данных, УОПД (PDSN).
В системе 100 связи может быть использован один или большее количество способов связи, например, способ множественного доступа с кодовым разделением МДКР (CDMA) согласно стандарту IS-95 с высокой скоростью передачи данных в виде пакетов (High Rate Packet Data, HRPD), также именуемый способом с высокой скоростью передачи данных (High Data Rate, HDR), согласно международному стандарту Ассоциации промышленности средств связи/Ассоциации электронной промышленности США, изложенному в документе TIA/EIA/IS-856 "Спецификация интерфейса радиосвязи с высокой скоростью передачи данных в виде пакетов для систем стандарта cdma2000 (МДКР-2000)" ("cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification"), способ согласно стандарту CDMA 1x Evolution Data Optimized, EV-DO (стандарт МДКР, фаза эволюции 1x с оптимизацией передачи данных), способ согласно стандарту 1xEV-DV (фаза эволюции 1х для передачи данных и речевых сигналов), способ широкополосного МДКР (WCDMA), Универсальная система мобильной связи (UMTS), способ МДКР с синхронным временным разделением (TD-SCDMA), способ мультиплексирования с ортогональным разделением частот (OFDM) и т.д. Описанные ниже примеры обеспечивают подробности для ясности понимания. Представленные здесь идеи применимы также и для других систем и подразумевают, что приведенные здесь примеры не являются ограничивающим признаком для настоящей заявки на изобретение.
На Фиг.2 проиллюстрирован пример структуры передатчика и/или способа, который может быть реализован в терминале 106 доступа из Фиг.1. Функции и компоненты, показанные на Фиг.2, могут быть реализованы аппаратными средствами, посредством программного обеспечения или посредством комбинации программного обеспечения и аппаратных средств. К чертежу Фиг.2 могут быть добавлены другие функции в дополнение к функциям, показанным на Фиг.2, или вместо них.
Источник 200 данных обеспечивает подачу данных в устройство 202 кодирования, которое осуществляет кодирование битов данных с использованием одного или большего количества алгоритмов кодирования для создания элементарных посылок сигнала из закодированных данных. Каждый алгоритм кодирования может содержать один или большее количество типов кодирования, например, контроля посредством циклического избыточного кода, ЦИК (CRC), сверточного кодирования, турбокодирования, блочного кодирования, другие типы кодирования, или вообще отсутствие кодирования. Другие алгоритмы кодирования могут содержать способы автоматического запроса на повторную передачу, АЗПП (ARQ), гибридного автоматического запроса на повторную передачу, Г-АЗПП (H-ARQ), и повторения с пошагово возрастающей избыточностью. Кодирование различных типов данных может производиться посредством различных алгоритмов кодирования. Перемежитель 204 выполняет перемежение закодированных битов данных для противодействия замиранию сигнала.
Модулятор 206 модулирует закодированные, перемеженные данные, осуществляя генерацию модулированных данных. Примерами способов модуляции являются, в том числе, двухпозиционная фазовая манипуляция, ДФМн (BPSK), и квадратурная фазовая манипуляция КФМн (QPSK). Модулятор 206 может также повторять последовательность модулированных данных, или устройство "выкалывания" символов (symbol puncture) может удалять отдельные биты символа. Модулятор 206 также может расширять спектр модулированных данных посредством покрытия Уолша (Walsh cover) (то есть, кода Уолша) для формирования элементарных посылок данных. Модулятор 206 может также осуществлять мультиплексирование элементарных посылок данных с разделением по времени с использованием элементарных посылок контрольного сигнала и элементарных посылок сигнала управления доступом к среде передачи, УДСП (MAC), для формирования потока элементарных посылок сигнала. Модулятор 206 также может использовать устройство расширения по спектру посредством псевдослучайного шума (ПШ) для расширения спектра потока элементарных посылок сигнала посредством одного или большего количества кодов ПШ (например, короткого кода, длинного кода).
Устройство 208 преобразования сигнала из исходной полосы частот в радиочастотный (РЧ) диапазон может осуществлять преобразование сигналов исходной полосы частот в РЧ-сигналы для их передачи через антенну 210 по линии беспроводной связи в одну или в большее количество базовых станций 104.
На Фиг.3 проиллюстрирован пример структуры приемника и/или способа, который может быть реализован в базовой станции 104 из Фиг.1. Функции и компоненты, показанные на Фиг.3, могут быть реализованы аппаратными средствами, посредством программного обеспечения или посредством комбинации программного обеспечения и аппаратных средств. К чертежу Фиг.3 могут быть добавлены другие функции в дополнение к функциям, показанным на Фиг.3, или вместо них.
Одна или большее количество антенн 300 принимают модулированные сигналы, передаваемые по обратной линии связи, из одного или из большего количества терминалов 106 доступа. Многоэлементные антенны могут обеспечивать пространственное разнесение, противодействующее вредным эффектам в тракте передачи, например, замиранию. Каждый принятый сигнал подают в соответствующий приемник или в устройство 302 преобразования сигнала из РЧ-диапазона в исходную полосу частот, которое осуществляет предварительное формирование сигнала (например, фильтрацию, усиление, преобразование с понижением частоты), и преобразовывает принятый сигнал в цифровую форму, осуществляя генерацию выборок данных для этого принятого сигнала.
Демодулятор 304 может осуществлять демодуляцию принятых сигналов для получения восстановленных символов. Для стандарта CDMA2000 при демодуляции предпринимают попытку восстановить переданные данные (1) путем разделения выборок с обращением расширения по спектру по каналам для изоляции или для направления принятых данных и контрольных сигналов по каналам, соответствующим их кодам, и (2) путем когерентной демодуляции распределенных по каналам данных с восстановленным контрольным сигналом для получения демодулированных данных. Демодулятор 304 может содержать буфер 312 для принятых выборок (также именуемый общим входным оперативным запоминающим устройством, ВхОЗУ (FERAM), или оперативным запоминающим устройством (ОЗУ) для выборок), предназначенный для хранения выборок принятых сигналов для всех абонентов/терминалов доступа, многоотводный приемник (рейк(rake)-приемник) 314, предназначенный для обращения расширения по спектру и для обработки множества экземпляров сигнала, и буфер 316 для демодулированных символов (также именуемый выходным ОЗУ, ВыхОЗУ (BERAM), или ОЗУ для демодулированных символов). Может иметься множество буферов 316 для демодулированных символов, соответствующих множеству абонентов/терминалов доступа.
Обращенный перемежитель 306 выполняет обращение перемежения данных из демодулятора 304.
Устройство 308 декодирования может выполнять декодирование демодулированных данных для восстановления декодированных битов данных, переданных терминалом 106 доступа. Декодированные данные могут быть поданы в приемник 310 данных.
На Фиг.4 проиллюстрирован другой вариант осуществления структуры приемника базовой станции или выполняемого в нем способа. Как показано на Фиг.4, успешно декодированные биты данных абонента вводят в устройство 400 восстановления помех, которое содержит устройство 402 кодирования, перемежитель 404, модулятор 406 и фильтр 408. Устройство 402 кодирования, перемежитель 404 и модулятор 406 могут быть аналогичными устройству 202 кодирования, перемежителю 204 и модулятору 206 из Фиг.2. Фильтр 408 формирует декодированные выборки абонента с разрешающей способностью ВхОЗУ (FERAM), например, изменяет частоту следования элементарных посылок сигнала с одинарной до удвоенной (2x) частоты следования элементарных посылок сигнала. Затем вклад абонента во ВхОЗУ (FERAM), поступивший из устройства декодирования, удаляют или стирают из ВхОЗУ (FERAM) 312.
Несмотря на то, что ниже описано подавление помех в базовой станции 104, использованные здесь идеи могут быть применены для терминала 106 доступа или для любого иного компонента системы связи.
Подавление помех потока информационного обмена
Пропускная способность обратной линии связи системы МДКР (CDMA) может быть ограничена из-за помех между абонентами, так как сигналы, переданные различными абонентами, не являются ортогональными в СПБС 104. Следовательно, способы, уменьшающие помехи между абонентами, приводят к улучшению показателя работы системы МДКР для обратной линии связи. Здесь приведено описание способов эффективной реализации подавления помех для усовершенствованных систем МДКР, например, для системы стандарта CDMA2000 1xEV-DO RevA (стандарт МДКР-2000, фаза эволюции 1x с оптимизацией передачи данных, пересмотренный вариант А).
Каждый абонент системы стандарта DO RevA (с оптимизацией передачи данных, пересмотренный вариант А) передает сигналы трафика (информационного обмена), контрольные сигналы и служебные сигналы, все из которых могут вызвать помехи для других абонентов. Как показано на Фиг.4, сигналы могут быть восстановлены и вычтены из входного ОЗУ 312 в СПБС 104. Переданный контрольный сигнал является известным в СПБС 104 и может быть восстановлен на основании сведений о канале. Однако сначала демодулируют и детектируют служебные сигналы (например, указатель скорости передачи по обратному каналу, УСПОК (RRI), канал управления запросами на получение данных или управления скоростью передачи данных, УСПД (DRC), канал управления источником данных, УИД (DSC), канал передачи сообщений о подтверждении приема, СПП (ACK)), а затем в СПБС 104 выполняют демодуляцию, обращение перемежения и декодирование переданных сигналов передачи данных для определения переданных элементарных посылок служебных сигналов и сигналов информационного обмена. На основании определения переданных элементарных посылок для заданного сигнала устройство 400 восстановления может затем восстановить вклад во ВхОЗУ (FERAM) 312 на основании сведений о канале.
Биты пакета данных из источника 200 данных могут быть повторены и обработаны устройством 202 кодирования, перемежителем 204 и/или модулятором 206 с преобразованием во множество соответствующих "подпакетов" для их передачи в базовую станцию 104. Если базовая станция 104 получает сигнал с высоким отношением сигнал/шум, то первый подпакет может содержать достаточную информацию для того, чтобы базовая станция 104 могла декодировать и извлечь исходный пакет данных. Например, пакет данных из источника 200 данных может быть повторен и обработан с преобразованием в четыре подпакета. Абонентский терминал 106 передает первый подпакет в базовую станцию 104. Базовая станция 104 может иметь относительно низкую вероятность того, что исходный пакет данных будет правильно декодирован и извлечен из первого принятого подпакета. Но поскольку базовая станция 104 получает второй, третий и четвертый подпакеты и объединяет информацию, полученную из каждого принятого подпакета, то вероятность декодирования и извлечения исходного пакета данных возрастает.Как только базовой станцией 104 выполнено правильное декодирование исходного пакета (например, с использованием контроля посредством циклического избыточного кода (ЦИК) или иных способов обнаружения ошибок), то базовая станция 104 передает в абонентский терминал 106 сигнал подтверждения приема для того, чтобы оно прекратило передачу подпакетов. Затем абонентский терминал 106 может передать первый подпакет нового пакета.
В обратной линии связи системы стандарта DO RevA (с оптимизацией передачи данных, пересмотренный вариант А) использует Г-АЗПП (H-ARQ) (см. Фиг.7), где каждый пакет из 16 временных интервалов (16 slots) разделяют на 4 подпакета и передают в виде структуры с перемежением, при этом между подпакетами одной и той же перемеженной последовательности имеется промежуток, равный 8 временным интервалам (8 slots). Кроме того, различные абоненты/терминалы 106 доступа могут начинать свои передачи на границах различных временных интервалов, и, следовательно, подпакеты длиной 4 временных интервала от различных абонентов прибывают в СПБС асинхронно. Описание влияния асинхронизма и эффективной конструкции приемников с подавлением помех для систем Г-АЗПП и МДКР приведено ниже.
Выигрыш от подавления помех зависит от того порядка, в котором производят удаление сигналов из ВхОЗУ 312. Раскрытые здесь способы относятся к декодированию (и вычитанию, если пройден контроль посредством ЦИК) сигналов от абонентов на основании значений отношения мощности в канале информационного обмена к мощности в канале передачи контрольных сигналов (T2P), эффективного ОСПШ или вероятности успешного декодирования. Здесь раскрыты различные подходы для выполнения повторной попытки демодуляции и декодирования абонентских сигналов после удаления других сигналов из ВхОЗУ 312. Подавление помех от ВхОЗУ 312 в СПБС может быть эффективно реализовано для асинхронных систем МДКР, таких как, например, система стандарта EV-DO RevA (стандарта МДКР, фаза эволюции 1x с оптимизацией передачи данных, пересмотренный вариант А), в которой абоненты передают контрольные сигналы, управляющие сигналы и сигналы информационного обмена с использованием гибридного АЗПП (H-ARQ). Это раскрытие сущности изобретения также может быть применено для систем стандарта EV-DV Rel D (фаза эволюции для передачи данных и речевых сигналов, версия D), W-CDMA EUL (широкополосного МДКР с усовершенствованным восходящим каналом связи) и cdma2000.
Подавление помех потока информационного обмена, ППИ (TIC), может быть определено как подавление помех путем вычитания, которое устраняет вклад абонентских данных во ВхОЗУ (FERAM) 312 после того, как данные от этого абонента были декодированы правильно (см. Фиг.4). Здесь рассмотрены некоторые из практических проблем, связанных с ППИ (TIC) в реальных системах МДКР, например, в системах стандарта CDMA2000, стандарта EV-DO (фаза эволюции с оптимизацией передачи данных), EV-DV (фаза эволюции для передачи данных и речевых сигналов) и стандарта WCDMA (широкополосного МДКР). Многие из этих проблем вызваны тем фактом, что в реальных системах имеет место асинхрония абонентов и гибридный АЗПП (H-ARQ). Например, система стандарта CDMA2000 преднамеренно разносит кадры данных абонента равномерно по времени для предотвращения чрезмерной задержки в сети обратной передачи. В стандартах EV-DO RevA (фаза эволюции с оптимизацией передачи данных, пересмотренный вариант А), EV-DV Rel D (фаза эволюции для передачи данных и речевых сигналов, версия D) и WCDMA EUL (широкополосного МДКР с усовершенствованным восходящим каналом связи) также используют гибридный АЗПП (H-ARQ), который приводит к наличию более чем одной возможной длины данных.
Обнаружение многих абонентов является главной категорией алгоритмов, под которую подпадает подавление помех потока информационного обмена, ППИ (TIC), и относится к любому алгоритму, посредством которого пытаются улучшить рабочие характеристики путем обеспечения возможности взаимодействия при обнаружении двух различных абонентов. Способ ППИ (TIC) может включать в себя гибрид из способа подавления одной помехи после другой (которое также именуют последовательным подавлением помех или ППП (SIC)) и способа параллельного подавления помех. Термин "последовательное подавление помех" относится к любому алгоритму, в котором декодирование данных от абонентов производят последовательно, и в котором используют ранее декодированные данные абонентов для улучшения функционирования. Термин "параллельное подавление помех" в широком смысле относится к одновременному декодированию данных от абонентов и к одновременному вычитанию всех декодированных данных от абонентов.
ППИ (TIC) может отличаться от подавления помех от контрольных сигналов, ППК (PIC). Одно из отличий между ППИ (TIC) и ППК (PIC) состоит в том, что переданный контрольный сигнал заранее является хорошо известным для приемника. Следовательно, при ППК (PIC) вклад контрольного сигнала в принятый сигнал может быть вычтен с использованием только лишь оценок параметров канала. Второе главное отличие состоит в том, что в канале информационного обмена передатчик и приемник плотно взаимодействуют друг с другом посредством механизма Г-АЗПП (H-ARQ). Приемник не знает переданную последовательность данных до тех пор, пока не будет произведено успешное декодирование данных от абонента.
Аналогичным образом, желательно удалить вклад каналов передачи служебных сигналов из входного ОЗУ способом, что именуют подавлением помех от служебных сигналов ППС (OIC). Каналы передачи служебных сигналов не могут быть удалены до тех пор, пока СПБС 104 не получит сведения о переданных служебных данных, и их определяют путем декодирования и последующего восстановления служебных сообщений.
Последовательное подавление помех определяет категорию способов. Цепное правило взаимной информации показывает, что в идеальных условиях последовательное подавление помех может привести к тому, что будет достигнута пропускная способность канала множественного доступа. Главными условиями для этого являются следующие: имеет место синхронность кадров для всех абонентов, и оценка параметров канала для каждого абонента может быть вычислена с пренебрежимо малой ошибкой.
На Фиг.5 проиллюстрирован общий пример распределения мощности для трех абонентов (абонента 1, абонента 2, абонента 3), в котором абоненты передают кадры синхронно (кадры от всех абонентов принимают одновременно), и каждый абонент осуществляет передачу с одинаковой скоростью передачи данных. Каждому абоненту выдают команду использовать конкретную мощность передачи, например, абонент 3 осуществляет передачу на мощности, по существу, равной мощности шума; абонент 2 осуществляет передачу на мощности, по существу, равной мощности передачи абонента 3 плюс мощность шума; а абонент 1 осуществляет передачу на мощности, по существу, равной мощности передачи абонента 2 плюс мощность передачи абонента 3 плюс мощность шума.
Приемник обрабатывает сигналы, поступившие от абонентов, в порядке убывания мощности передачи. Начиная с k=1 (абонент 1 с самой высокой мощностью), приемник предпринимает попытку декодирования данных для абонента 1. Если декодирование является успешным, то формируют вклад абонента 1 в принятый сигнал и производят его вычитание на основании оценки параметров его канала. Это может быть названо синхронным по кадрам последовательным подавлением помех. Приемник продолжает обработку до тех пор, пока не будут предприняты попытки декодирования для всех абонентов. После подавления помех путем последовательного подавления помех от ранее декодированных данных, поступивших от абонентов, каждый абонент имеет одинаковое ОСПШ.
К сожалению, этот подход может быть очень чувствительным к ошибкам при декодировании. Если данные, поступившие от одного абонента с большой мощностью передачи, например, от абонента 1, декодированы неправильно, то отношение "сигнал - помеха плюс шум" (ОСПШ) для всех последующих абонентов может быть сильно ухудшено. Это может препятствовать декодированию данных от всех абонентов после этого момента. Другой недостаток этого подхода состоит в том, что он требует наличия у абонентов конкретных значений относительной мощности в приемнике, что трудно обеспечить в каналах с замираниями.
Асинхронизм кадров и подавление помех, например, в системе стандарта cdma2000
Предположим, что кадры абонентов преднамеренно расположены со смещением в шахматном порядке друг относительно друга. Такой режим работы с асинхронными кадрами имеет несколько преимуществ для системы в целом. Например, в этом случае вычислительная мощность и пропускная способность сети в приемнике затем имели бы более однородный профиль использования во времени. Напротив, наличие синхронизма кадров между абонентами требует всплеска потребления вычислительной мощности и ресурсов сети в конце границы каждого кадра, поскольку пакет у всех абонентов завершается в один и тот же момент времени. При наличии асинхронизма кадров СПБС 104 может сначала декодировать данные абонента с самым ранним временем прибытия, а не данные абонента с наибольшей мощностью передачи.
На Фиг.6 показан пример одинакового распределения сдвига по времени для подавления помех в кадрах асинхронного потока информационного обмена, ППИ (TIC), для абонентов с одинаковой мощностью передачи. На Фиг.6 изображен "моментальный снимок" в момент времени непосредственно перед кадром номер 1 от абонента 1, подлежащим декодированию. Так как кадр номер 0 уже был декодирован и аннулирован для всех абонентов, то его вклад в помехи показан как заштрихованная область (абоненты 2 и 3). В общем случае, этот подход уменьшает помехи вдвое. Перед декодированием кадра 1 от абонента 1 половина помех уже была удалена посредством ППИ (TIC).
В другом варианте осуществления изобретения термин "абоненты" из Фиг.6 может относиться к группам абонентов, например, к группе абонентов номер 1, к группе абонентов номер 2, к группе абонентов номер 3.
Полезным эффектом асинхронизма и подавления помех является относительная симметрия между абонентами с точки зрения уровней мощности и статистики ошибок, если они желают получить близкие скорости передачи данных. В общем случае, при последовательном подавлении помех с одинаковыми скоростями передачи данных абонентов прием данных от последнего абонента производят с очень малой мощностью, и также имеется весьма сильная зависимость от успешного декодирования данных от всех предыдущих абонентов.
Асинхронизм, гибридный АЗПП (H-ARQ)и чередование, например, в системе стандарта EV-DO RevA (фаза эволюции с оптимизацией передачи данных, пересмотренный вариант А)
На Фиг.7 проиллюстрирована структура чередования (например, в системе стандарта 1xEV-DO Rev A (фаза эволюции 1х с оптимизацией передачи данных, пересмотренный вариант А), используемая для пакетов данных, передаваемых по обратной линии связи, ОЛС (RL), и для канала АЗПП (ARQ) прямой линии связи, ПЛС (FL). Каждая перемеженная последовательность (перемеженная последовательность 1, перемеженная последовательность 2, перемеженная последовательность 3) содержит набор смещенных по времени отрезков, расположенных в шахматном порядке. В этом примере каждый отрезок имеет длину, равную четырем временным интервалам. В течение каждого отрезка времени абонентский терминал может производить передачу подпакета в базовую станцию. Имеется три перемеженных последовательности, и каждый отрезок имеет длину, равную четырем временным интервалам. Таким образом, между концом подпакета конкретной перемеженной последовательности и началом следующего подпакета той же самой перемеженной последовательности имеется восемь временных интервалов. Это дает приемнику достаточное время для декодирования подпакета и для передачи сообщения о подтверждении приема, СПП (ACK), или сообщения о неподтверждении приема, СНП (NAK), в передатчик.
Гибридный АЗПП (H-ARQ) целесообразно использует то, что каналы с замираниями имеют свойство изменять свои параметры во времени. Если значения состояния канала являются хорошими для первых подпакетов номер 1, 2 или 3, то кадр данных может быть декодирован с использованием только этих подпакетов, и приемник передает в передатчик СПП. СПП дает в передатчик команду не производить передачу остального подпакета (остальных подпакетов), а вместо этого, если требуется, начать передачу нового пакета.
Варианты архитектуры приемника для подавления помех
При ППИ (TIC) декодированные данные абонентов восстанавливают и вычитают (Фиг.4), поэтому СПБС 104 может устранять помехи для других абонентов, вызываемые декодированными данными абонентов. Приемник с ППИ (TIC) может быть оснащен двумя кольцевыми запоминающими устройствами: ВхОЗУ (FERAM) 312 и ВыхОЗУ (BERAM) 316.
Во входном оперативном запоминающем устройстве, ВхОЗУ (FERAM) 312, запоминают принятые выборки (например, с удвоенной (2x) частотой следования элементарных посылок сигнала), и оно является общим для всех абонентов. Приемник без ППИ (non-TIC) использовал бы во ВхОЗУ всего лишь, приблизительно, 1-2 временных интервала (для того, чтобы они вмещали задержки в процессе демодуляции), поскольку вычитание помех потока информационного обмена или служебных сигналов не производят.В приемнике с ППИ для системы с Г-АЗПП (H-ARQ) ВхОЗУ может охватывать много временных интервалов, например, 40 временных интервалов, и при ППИ производят его обновление путем вычитания помех от декодированных данных абонентов. В другой конфигурации ВхОЗУ 312 может иметь длину, которая обеспечивает охват не всего полного пакета, например, длину, которая охватывает промежуток времени от начала подпакета какого-либо пакета до конца следующего подпакета этого пакета.
В выходном оперативном запоминающем устройстве, ВыхОЗУ (BERAM) 316, запоминают демодулированные символы принятых битов, сгенерированные rake-приемником 314 демодулятора. Каждый абонент может иметь свое собственное ВыхОЗУ, поскольку демодулированные символы получают путем обращения расширения по спектру посредством последовательности ПШ, индивидуальной для каждого конкретного абонента, и объединения по каналам RAKE-приемника. ВыхОЗУ 316 может быть использовано как в приемнике с ППИ (TIC), так и в приемнике без ППИ (non-TIC). При ППИ ВыхОЗУ 316 используют для запоминания демодулированных символов предыдущих подпакетов, которые больше не хранят во ВхОЗУ (FERAM) 312, когда ВхОЗУ 312 не охватывает все подпакеты. Обновление ВыхОЗУ 316 может быть произведено либо при каждой попытке декодирования или всякий раз, когда существует временной интервал из ВхОЗУ 312.
Способы выбора длины ВхОЗУ (FERAM)
Объем ВыхОЗУ (BERAM) 316 и ВхОЗУ (FERAM) 312 может быть выбран согласно различным компромиссам между требуемой вычислительной мощностью, пропускной способностью передачи из запоминающих устройств в устройства обработки, задержками и рабочими характеристиками системы. В общем случае, путем использования более короткого ВхОЗУ 312 полезные эффекты ППИ (TIC) будут ограничены, так как не будет производиться обновление самого старого подпакета. С другой стороны, более короткое ВхОЗУ 312 дает меньшее количество демодуляций, вычитаний и меньшую пропускную способность передачи.
При чередовании, предусмотренном в пересмотренном варианте А стандарта (RevA) пакет длиной 16 временных интервалов (четыре подпакета, каждый подпакет передают в 4 временных интервалах), охватывал бы 40 временных интервалов. Следовательно, для обеспечения удаления абонента из всех связанных с ним временных интервалов может быть использовано ВхОЗУ на 40 временных интервалов.
На Фиг.8 проиллюстрировано ВхОЗУ 312 на 40 временных интервалов, которое целиком вмещает пакет длиной 16 временных интервалов для EV-DO RevA (фаза эволюции с оптимизацией передачи данных, пересмотренный вариант А). Всякий раз, когда производят прием нового подпакета, предпринимают попытку декодирования этого пакета с использованием всех имеющихся подпакетов, запомненных во ВхОЗУ 312. Если декодирование выполнено успешно, то вклад от этого пакета удаляют из ВхОЗУ 312 путем восстановления и вычитания вклада от всех составляющих его подпакетов (1, 2, 3 или 4). Для системы стандарта DO-RevA (с оптимизацией передачи данных, пересмотренный вариант А) значения длины ВхОЗУ, равные 4, 16, 28 или 40 временных интервалов охватывают, соответственно, 1, 2, 3 или 4 подпакета. Длина ВхОЗУ, реализованного в приемнике, может зависеть от соображений, связанных со степенью сложности, от необходимости обеспечивать поддержку различных значений времени поступления данных от абонента и от способности повторного выполнения демодуляции и декодирования данных от абонентов для смещений предыдущего кадра.
На Фиг.9A проиллюстрирован общий способ ППИ (TIC) для примера последовательного подавления помех, ППП (SIC), без декодирования с задержкой. Другие усовершенствования будут описаны ниже. Выполнение способа начинают в блоке 900 "начало" и переходят к блоку 902 "выбор задержки". При ППП блок 902 "выбор задержки" может быть опущен. В блоке 903 СПБС 104 производит выбор одного абонента (или группы абонентов) среди тех абонентов, которые завершили передачу подпакета в текущем временном интервале.
В блоке 904 демодулятор 304 осуществляет демодуляцию выборки подпакетов выбранного абонента для некоторых или для всех отрезков времени, запомненных во ВхОЗУ 312 согласно последовательности расширения по спектру для абонентов и скремблирования, а также согласно размеру ее совокупности. В блоке 906 устройство 308 декодирования предпринимает попытку декодирования пакета абонента с использованием ранее демодулированных символов, запомненных в ВыхОЗУ (BERAM) 316 и демодулированных выборок из ВхОЗУ (FERAM).
В блоке 910 устройство 308 декодирования или иное устройство могут определять, успешно ли декодирован пакет абонента (абонентов), то есть проводит проверку на наличие ошибок, например, с использованием циклического избыточного кода (ЦИК).
Если пакет абонента декодирован неправильно, то в блоке 918 обратно в терминал 106 доступа посылают СНП (NAK). Если же пакет абонента декодирован правильно, то в блоке 908 в терминал 106 доступа передают СПП (ACK), и в блоках 912-914 выполняют подавление помех (ПП). В блоке 912 восстанавливают сигнал абонента согласно декодированному сигналу, импульсную характеристику канала и фильтры передачи/приема. В блоке 914 вклад абонента вычитают из ВхОЗУ 312, уменьшая, таким образом, его помехи для тех абонентов, данные которых еще не были декодированы.
После обоих результатов декодирования: неуспешного или успешного, приемник переходит к декодированию данных от следующего абонента в блоке 916. После того как была предпринята попытка декодирования для всех абонентов, во ВхОЗУ 312 вводят новый временной интервал, и весь процесс повторяют для следующего временного интервала. Выборки могут быть записаны во ВхОЗУ 312 в реальном масштабе времени, то есть выборки с удвоенной (2x) частотой следования элементарных посылок сигнала могут быть записаны через каждую 1/2 элементарной посылки сигнала.
На Фиг.9Б проиллюстрировано устройство, содержащее средства 930-946 для выполнения способа из Фиг.9A. Средства 930-946, показанные на Фиг.9Б, могут быть реализованы аппаратными средствами, посредством программного обеспечения или посредством комбинации аппаратных средств и программного обеспечения.
Способы выбора порядка декодирования
Блок 903 указывает, что ППИ (TIC) может быть применено либо последовательно для каждого абонента, либо параллельно для групп абонентов. По мере увеличения групп сложность реализации может уменьшиться, но полезные эффекты ППИ могут уменьшаться, если не выполнять ППИ путем итераций так, как описано ниже.
Критерии, согласно которым группируют и/или упорядочивают абонентов, могут изменяться в соответствии со скоростью изменения параметров канала, с типом потока информационного обмена и с имеющейся вычислительной мощностью. Хорошие порядки декодирования могут включать в себя следующие: сначала выполняют декодирование для тех абонентов, удаление которых является наиболее целесообразным, и для тех абонентов, вероятность успешного декодирования данных которых является наиболее высокой. Критериями для достижения наибольших выгод от ППИ могут являться, в том числе, следующие критерии:
A. Объем полезной нагрузки и отношение мощности в канале информационного обмена к мощности в канале передачи контрольных сигналов (T2P): СПБС 104 может группировать или упорядочивать абонентов согласно объему полезной нагрузки и осуществлять декодирование, начиная с тех абонентов, которые имеют наиболее высокую мощность передачи, то есть наиболее высокое отношение T2P, и заканчивая теми абонентами, которые имеют самое низкое отношение T2P. Декодирование и удаление абонентов с высоким отношением T2P из ВхОЗУ (FERAM) 312 вызывает самый большой полезный эффект, так как эти абоненты являются причиной наибольших помех для других абонентов.
B. ОСПШ: СПБС 104 может декодировать данные абонентов с более высоким ОСПШ перед декодированием данных абонентов с более низким ОСПШ, так как данные абонентов с более высоким ОСПШ имеют более высокую вероятность успешного декодирования. Кроме того, абоненты с близкими значениями ОСПШ могут быть сгруппированы. В случае наличия каналов с замираниями имеет место изменение ОСПШ во времени во всем пакете, и, следовательно, для определения надлежащего порядка декодирования может быть вычислено эквивалентное ОСПШ.
C. Время: СПБС 104 может декодировать "более старые" пакеты (то есть, те пакеты, для которых в СПБС 104 было принято большее количество подпакетов) перед декодированием "более новых" пакетов. Этот выбор отражает предположение, что для заданного отношения T2P и для цели завершения АЗПП (ARQ), декодирование пакетов лучше производить по мере добавления каждого нового подпакета.
Способы повторной попытки декодирования
Всякий раз, когда данные абонента декодированы правильно, вклад его помех вычитают из ВхОЗУ 312, увеличивая, таким образом, потенциальную возможность правильного декодирования для всех абонентов, совместно использующих некоторые временные интервалы. Целесообразно повторять попытку декодирования данных тех абонентов, которые ранее не были успешно декодированы, так как имеющиеся в них помехи могли существенно уменьшиться. Блок 902 выбора задержки выбирает временной интервал (текущий или прошлый), используемый в качестве опорного для декодирования и подавления помех (ПП). Блок 903 выбора абонентов выбирает абонентов, завершивших передачу подпакета во временном интервале выбранной задержки. Выбор задержки может быть произведен на основании следующих возможных вариантов:
A. После того, как были предприняты попытки декодирования для всех абонентов, текущая операция декодирования указывает то, что выбран вариант перехода к следующему (будущему) временному интервалу, и следующий временной интервал является доступным во ВхОЗУ 312. В этом случае предпринимают попытку декодирования данных каждого абонента по одному разу для каждого обработанного временного интервала, и это соответствует последовательному подавлению помех.
B. При итерационном декодировании предпринимают попытку декодирования данных абонентов более чем один раз для каждого обработанного временного интервала. Для второй и последующих итераций декодирования имеет место полезный эффект вследствие подавления помех от декодированных данных абонентов при предыдущих итерациях. Итерационное декодирование дает выигрыш при параллельном декодировании данных от множества абонентов без промежуточного ПП. При чисто итерационном декодировании в текущем временном интервале производящийся блок 902 выбора задержки просто многократно выбирает тот же самый временной интервал (то есть, задержку).
C. Декодирование с возвратом назад: приемник осуществляет демодуляцию подпакетов и пытается декодировать пакет на основании демодуляции всех подпакетов, имеющихся во ВхОЗУ, соответствующих этому пакету. После попытки декодирования пакетов с использованием подпакета, заканчивающегося в текущем временном интервале (то есть, данных от абонентов при текущем смещении кадра), приемник может предпринять попытку декодирования тех пакетов, которые не были успешно декодированы в предыдущем временном интервале (то есть, данных от абонентов при предыдущем смещении кадра). Вследствие частичного перекрытия между асинхронными абонентами, устранение помех от подпакетов, закончившихся в текущем временном интервале, улучшает вероятность декодирования прошлых подпакетов. Процесс может быть выполнен путем итераций с возвратом на большее количество временных интервалов. Максимальная задержка при передаче СПП/СНП (ACK/NAK) по прямой линии связи может ограничивать декодирование с возвратом назад.
D. Декодирование с упреждением: После попытки декодирования всех пакетов с использованием подпакетов, заканчивающихся в текущем временном интервале, приемник также может предпринять попытку декодирования данных от последних абонентов до того, как их полный подпакет будет записан во ВхОЗУ. Например, приемник может предпринять попытку декодирования данных абонентов после того, как был произведен прием последнего подпакета в 3 из 4 их временных интервалов.
Способы обновления ВыхОЗУ (BERAM)
В приемнике СПБС без ППИ (non-TIC) пакеты декодируют исключительно на основании демодулированных символов, запомненных в ВыхОЗУ (BERAM), а ВхОЗУ (FERAM) используют только для демодуляции данных абонентов из самых последних на данный момент отрезков времени. При ППИ (TIC) к ВхОЗУ 312 по-прежнему обращаются каждый раз, когда приемник предпринимает попытку выполнить демодуляцию данных нового абонента. Однако при ППИ обновление ВхОЗУ 312 выполняют после того, как данные абонента были правильно декодированы на основании восстановления и вычитания вклада этого абонента. Вследствие соображений, связанных со степенью сложности, может оказаться желательным выбрать такую длину буфера ВхОЗУ, чтобы она была меньшей, чем длина пакета (например, в системе стандарта EV-DO RevA (фаза эволюции с оптимизацией передачи данных, пересмотренный вариант А) для того, чтобы охватить пакет длиной 16 временных интервалов, требуется 40 временных интервалов). По мере записи новых временных интервалов во ВхОЗУ 312, их перезаписывают путем удаления самых старых выборок в кольцевом буфере. Следовательно, по мере приема новых временных интервалов происходит перезапись самых старых временных интервалов, и для этих старых временных интервалов устройство 308 декодирования использует ВыхОЗУ 316. Следует отметить, что даже в том случае, если заданный подпакет расположен во ВхОЗУ 312, то ВыхОЗУ 316 может быть использовано для хранения самых последних демодулированных символов демодулятора (определенных из ВхОЗУ 312) для этого подпакета в качестве промежуточного этапа в процессе перемежения и декодирования. Имеется два основных возможных варианта обновления ВыхОЗУ 316:
A. Обновление, основанное на данных абонентов: Обновление ВыхОЗУ 316 для абонента производят только совместно с попыткой декодирования для этого абонента. В этом случае обновление более старых временных интервалов во ВхОЗУ не могло бы быть полезным для ВыхОЗУ 316, предназначенного для заданного абонента, если данные этого абонента своевременно не декодированы (то есть, обновленные временные интервалы, содержащиеся во ВхОЗУ, могут быть выведены из ВхОЗУ 312 до того, как будет предпринята попытка декодирования для этого абонента).
B. Обновление, основанное на временных интервалах: Для полного использования полезных эффектов ППИ обновление ВыхОЗУ 316 для всех задействованных абонентов может быть произведено при каждом выводе временного интервала из ВхОЗУ 312. В этом случае содержимое ВыхОЗУ 316 содержит вычитание всех помех, сделанное во ВхОЗУ 312.
Способы подавления помех от подпакетов, которые поступают вследствие нарушения предельного срока передачи СПП (ACK)
В общем случае, дополнительная обработка, используемая при ППИ (TIC), вводит задержку в процесс декодирования, которая является особенно важной при использовании итерационных схем или схем с возвратом назад. Эта задержка может превышать максимальную задержку, с которой сообщение о подтверждении приема, СПП (ACK), может быть передано в передатчик для прекращения передачи подпакетов, относящихся к одному и тому же пакету. В этом случае приемник может по-прежнему целесообразно использовать успешное декодирование, используя декодированные данные для вычитания не только прошлых подпакетов, но также и тех подпакетов, которые будут приняты в ближайшем будущем вследствие отсутствующего СПП (ACK).
При ППИ (TIC) декодированные данные абонентов восстанавливают и вычитают, поэтому базовая станция 104 может устранять помехи, вызванные ею для подпакетов других абонентов. При гибридном автоматическом запросе на повторную передачу, Г-АЗПП (H-ARQ), при приеме каждого нового подпакета предпринимают попытку декодирования исходного пакета. Если декодирование является успешным, то для Г-АЗПП с ППИ вклад этого пакета может быть аннулирован из принятых выборок путем восстановления и вычитания подпакетов, из которых состоит этот пакет. В зависимости от соображений, связанных со степенью сложности, имеется возможность подавления помех от 1, 2, 3 или 4 подпакетов путем запоминания более длительной предыстории выборок. В общем случае, подавление помех (ПП) может быть последовательно применено либо к каждому абоненту, либо к группам абонентов.
На Фиг.10 проиллюстрирован имеющийся в приемнике буфер 312 для выборок в три момента времени: во временном интервале в момент времени n, в момент времени n+12 временных интервалов и в момент времени n+24 временных интервала. Для иллюстративных целей на Фиг.10 показана одна перемеженная последовательность с подпакетами от трех абонентов, кадры которых имеют одинаковое смещение, чтобы отчетливо показать операцию подавления помех с Г-АЗПП (H-ARQ). Показанный на Фиг.10 буфер 312 для выборок, имеющийся в приемнике, вмещает все 4 подпакета (что может быть осуществлено для системы стандарта EV-DO RevA (фаза эволюции с оптимизацией передачи данных, пересмотренный вариант А) посредством буфера объемом 40 временных интервалов, поскольку между каждым из подпакетов длиной 4 временных интервала существует промежуток длительностью 8 временных интервалов). Недекодированные подпакеты показаны заштрихованными. Декодированные подпакеты показаны в буфере объемом 40 временных интервалов как незаштрихованные, и их аннулируют. Каждый момент времени соответствует поступлению другого подпакета из перемеженной последовательности. Во временном интервале в момент времени n четыре запомненных подпакета абонента номер 1 декодированы правильно, а декодирование последних подпакетов от абонентов номер 2 и номер 3 было неудачным.
В момент времени n+12 временных интервалов последовательные подпакеты перемеженной последовательности поступают с подавлением помех от декодированных (незаштрихованных) подпакетов 2, 3 и 4 абонента номер 1. В момент времени n+12 временных интервалов пакеты от абонентов 2 и 3 успешно декодированы.
На Фиг.10 подавление помех (ПП) применено для групп абонентов, кадры которых имеют одинаковое смещение, но внутри группы последовательное подавление помех не выполняют. При классическом подавлении помех (ПП) для группы абоненты из одной и той же группы не видят подавления взаимных помех. Следовательно, по мере увеличения количества абонентов в группе сложность реализации уменьшается, но возникают потери вследствие недостаточного подавления помех между абонентами одной и той же группы для той же самой попытки декодирования. Однако при Г-АЗПП (H-ARQ) приемник предпринимает попытку декодирования для всех абонентов в группе после поступления каждого нового подпакета, что позволяет обеспечить подавление взаимных помех для абонентов из одной и той же группы. Например, в том случае, когда пакет абонента номер 1 декодирован в момент времени n, это помогает декодировать пакеты абонентов номер 2 и номер 3 в момент времени n+12, что дополнительно помогает декодировать пакет абонента номер 1 в момент времени n+24. Перед повторной попыткой декодирования для других абонентов, когда поступают их следующие подпакеты, все подпакеты ранее декодированного пакета могут быть аннулированы. Важный пункт состоит в следующем: несмотря на то, что конкретные абоненты могут всегда находиться в одной и той же группе, для их подпакетов наблюдается выигрыш за счет подавления помех (ПП), получаемый при декодировании данных других членов группы.
Совместное подавление помех каналов передачи контрольных сигналов, каналов передачи служебных сигналов и каналов информационного обмена
Проблема, рассмотренная в этом разделе, относится к улучшению пропускной способности системы МДКР по обратной линии связи (ОЛС) путем эффективной оценки и подавления помех от множества абонентов в приемнике базовой станции. В общем случае, сигнал абонента, передаваемый по ОЛС, состоит из следующих каналов: канала передачи контрольных сигналов, канала передачи служебных сигналов и канала информационного обмена. В этом разделе описана схема совместного подавления помех (ПП) контрольных сигналов, служебных сигналов и потока информационного обмена для всех абонентов.
Приведено описание двух аспектов. Во-первых, введено подавление помех (ПП) от служебных сигналов, ППС (OIC). В обратной линии связи служебные сигналы от каждого абонента действует как помехи для сигналов от всех других абонентов. Для каждого абонента совокупные помехи вследствие служебных сигналов, передаваемых всеми другими абонентами, могут составлять большую процентную долю от общих помех, имеющих место для этого абонента. Устранение этих совокупных помех от служебных сигналов может привести к дополнительному улучшению рабочих характеристик системы (например, для системы стандарта CDMA2000 1xEV-DO RevA (стандарт МДКР-2000, фаза эволюции 1x с оптимизацией передачи данных, пересмотренный вариант А)) и к увеличению пропускной способности обратной линии связи в большей степени, чем те рабочие характеристики и та пропускная способность, которые достигнуты посредством ППК (PIC) и ППИ (TIC).
Во-вторых, продемонстрированы важные взаимосвязи между ППК (PIC), ППС (OIC) и ППИ (TIC), достигнутые за счет компромиссов в рабочих характеристиках системы и в конструкции аппаратных средств, АС (HW). Приведено описание нескольких схем того, как лучше всего объединить все три процедуры подавления. Некоторые из них могут давать больший выигрыш в улучшении рабочих характеристик, а некоторые могут иметь большее преимущество по сложности. Например, в одной из описанных схем удаляют все контрольные сигналы перед декодированием любых каналов передачи служебных сигналов и информационного обмена, а затем декодируют и аннулируют каналы передачи служебных сигналов и информационного обмена абонентов последовательным способом.
Этот раздел основан на системах стандарта CDMA2000 1x EV-DO RevA (стандарт МДКР-2000, фаза эволюции 1x с оптимизацией передачи данных, пересмотренный вариант А) и, в общем, применим для других систем МДКР, таких как, например, системы стандарта W-CDMA (широкополосного МДКР, Ш-МДКР), стандарта CDMA2000 1x (стандарт МДКР-2000 1х) и стандарта CDMA2000 1x EV-DV (стандарт МДКР-2000, фаза эволюции 1х для передачи данных и речевых сигналов).
Способы подавления помех от каналов передачи служебных сигналов
На Фиг.11 проиллюстрирована структура каналов передачи служебных сигналов по обратной линии связи (ОЛС), например, для системы стандарта EV-DO RevA (фаза эволюции с оптимизацией передачи данных, пересмотренный вариант А). Имеется два типа каналов передачи служебных сигналов: один тип, предназначенный для содействия демодуляции/декодированию сигналов, переданных по ОЛС, содержит канал указателя скорости передачи по обратному каналу, УСПОК (RRI), и вспомогательный канал передачи контрольных сигналов (используемый тогда, когда объем полезной нагрузки составляет 3072 бита или выше); другой тип, предназначенный для содействия функционированию прямой линии связи (ПЛС), содержит канал управления скоростью передачи данных, УСПД (DRC), канал управления источником данных, УИД (DSC), и канал передачи сообщений о подтверждении приема, СПП (ACK). Как показано на Фиг.11, каналы СПП (ACK) и УИД (DSC) представляют собой каналы с временным мультиплексированием на основе временных интервалов. Передачу по каналу СПП (ACK) производят только при подтверждении получения пакета, переданного тому же самому абоненту по ПЛС.
Среди каналов передачи служебных сигналов данные о вспомогательном канале передачи контрольных сигналов являются априорно известными в приемнике. Следовательно, подобно основному каналу передачи контрольных сигналов, для этого канала не требуются демодуляция и декодирование, и вспомогательный канал передачи контрольных сигналов может быть восстановлен на основании сведений о канале. Восстановленный вспомогательный контрольный сигнал может иметь разрешающую способность, равную удвоенной (2x) частоте следования элементарных посылок сигнала, и может быть представлен в следующем виде (на протяжении одного отрезка времени):
n
, =0,…,511
n
, =0,…,511,
Уравнение 1
Восстановленные вспомогательные контрольные сигналы,
n
w
G
h
ϕ
ϕ
MT
MT
f,aux
aux
f
c
c
где  соответствует частоте выборки, равной одинарной частоте следования элементарных посылок сигнала (chip×1),  - номер отвода (канала приема) rake-приемника,  - последовательность ПШ,  - код Уолша, выделенный вспомогательному каналу передачи контрольных сигналов,  - усиление этого канала относительно основного контрольного сигнала,  - оцененный коэффициент канала (или отклик канала), который, как предполагают, является постоянным в одном отрезке времени,  - функция фильтра или свертка переданного импульса и фильтра нижних частот приемника с разрешающей способностью, равной восьмикратной частоте следования элементарных посылок сигнала (chip×8) (предполагают, что не является пренебрежимо малым в интервале [-, ]),  - смещение этого отвода rake-приемника по времени с разрешающей способностью, равной восьмикратной частоте следования элементарных посылок сигнала (chip×8), при этом , а .
Вторая группа каналов передачи служебных сигналов, которая включает в себя каналы управления скоростью передачи данных, УСПД (УСПД (DRC), управления источником данных, УИД (DSC), и указателя скорости передачи по обратному каналу, УСПОК (RRI), закодированы либо посредством биортогональных кодов, либо симплексных кодов. На стороне приемника для каждого канала демодулированные выходные сигналы сначала сравнивают с пороговым значением. Если уровень выходного сигнала ниже порогового значения, то объявляют стирание, и попытку восстановления для этого сигнала не предпринимают. В противном случае, их декодируют детектором, основанным на методе максимального правдоподобия (МП) символов, который может находиться внутри устройства 308 декодирования, показанного на Фиг.4. Полученные на выходе декодированные биты используют для восстановления соответствующего канала, как показано на Фиг.4. Восстановленные сигналы для этих каналов имеют следующий вид:
n
, =0,…,511
n
, =0,…,511
Уравнение 2
Восстановленные служебные сигналы (каналы управления скоростью передачи данных, УСПД (УСПД (DRC), управления источником данных, УИД (DSC), и указателя скорости передачи по обратному каналу, УСПОК (RRI)).
0
f,o
o
w
G
По сравнению с уравнением 1, здесь имеется один новый член d, который представляет собой данные, передаваемые по каналу передачи служебных сигналов,  - покрытие Уолша, а  - усиление канала передачи служебных сигналов относительно основного контрольного сигнала.
Оставшимся каналом передачи служебных сигналов является 1-битовый канал СПП (ACK). Он может являться модулированным посредством ДФМн, незакодированным и повторяться через половину временного интервала. Приемник может осуществлять демодуляцию сигнала и принимать жесткое решение относительно данных, передаваемых по каналу СПП (ACK). Модель восстановленного сигнала может быть такой же, как и в уравнении 2.
В другом подходе к восстановлению сигнала из канала СПП (ACK) предполагают, что демодулированный и накопленный сигнал СПП (ACK) после нормирования может быть представлен в следующем виде:
y=x+z
,
x
z
y
2
где  - переданный сигнал, а  - масштабированный шумовой член с дисперсией σ. В таком случае, логарифмическое отношение правдоподобия, ЛОП (LLR), для  имеет следующий вид:
.
Затем, для задачи восстановления мягкая оценка переданного бита может иметь следующий вид:
,
где функция tanh может быть табличной. Восстановленный сигнал СПП (ACK) очень похож на уравнение 2, но за исключением того, что  заменено на . В общем случае, подход с мягкой оценкой и аннулированием должен обеспечить лучшее функционирование при подавлении помех, так как приемник не имеет достоверных сведений о данных, и этот способ вносит уровень достоверности в эту картину. Этот подход, в общем случае, может быть распространен на упомянутые выше каналы передачи служебных сигналов. Однако сложность детектора, основанного на максимальной апостериорной вероятности, МАВ (MAP), для получения логарифмического отношения правдоподобия, ЛОП (LLR), для каждого бита экспоненциально возрастает с увеличением количества информационных битов в одном кодовом символе.
Одним из эффективных способов реализации восстановления канала передачи служебных сигналов является один отвод rake-приемника, который сразу может выполнять масштабирование каждого из декодированных служебных сигналов на его относительный коэффициент усиления, его покрытие кодом Уолша и суммирование этих сигналов вместе с последующим расширением по спектру посредством одной последовательности ПШ и фильтрацией посредством фильтра , масштабированного в соответствии с каналом. Этот способ может не только вносить экономию за счет невысокой сложности вычислений, но и экономить пропускную способность запоминающего устройства для вычитания.
становится равной
Совместное ППК (PIC), ППС (OIC) и ППИ (TIC)
Совместное ППК (PIC), ППС (OIC) и ППИ (TIC) может быть выполнено для достижения высоких рабочих характеристик и увеличения пропускной способности системы. Различные порядки выполнения декодирования и подавления помех с использованием ППК (PIC), ППС (OIC) и ППИ (TIC) могут давать в результате различные рабочие характеристики системы и оказывать различные воздействия на сложность аппаратной реализации.
Сначала выполняют ППК (PIC), а затем совместно ППС (OIC) и ППИ (TIC) (Первая Схема)
На Фиг.12A проиллюстрирован способ, в котором сначала выполняют подавление помех (ПП) контрольных сигналов, ППК (PIC), а затем совместно выполняют ПП служебных сигналов, ППС (OIC), и ПП потока информационного обмена, ППИ (TIC). После блока 1200 "начало" приемник в блоке 1202 вычисляет оценку параметров канала для всех абонентов и выполняет управление мощностью. Так как данные о контрольном сигнале для всех абонентов являются известными для СПБС, то они могут быть вычтены сразу же после вычисления оценок их каналов, что выполняют в блоке 1204 ППК. Следовательно, каналы информационного обмена всех абонентов и определенные каналы передачи служебных сигналов имеют меньше помех, и имеется возможность получения полезного эффекта от выполняемого сначала подавления помех от контрольных сигналов.
В блоке 1206 производят выбор группы G недекодированных данных от абонентов, например, от тех абонентов, чьи пакеты или подпакеты завершаются на границе текущего временного интервала. В блоках 1208-1210 выполняют демодуляцию и декодирование канала передачи служебных сигналов/канала информационного обмена. В блоке 1212 только успешно декодированные данные канала восстанавливают и вычитают из входного ОЗУ 312, ВхОЗУ (FERAM), совместно используемого для всех абонентов. В блоке 1214 выполняют проверку того, имеются ли еще абоненты, данные которых следует декодировать. В блоке 1216 процедуру завершают.
Декодирование/восстановление/подавление помех может быть выполнено последовательно, переходя от одного абонента из группы к следующему абоненту из группы, что может быть названо последовательным подавлением помех. В этом подходе абоненты, стоящие последними в порядке декодирования для одной и той же группы, извлекают выгоду от подавления помех от тех абонентов, декодирование для которых выполняют раньше по порядку. Упрощенный подход состоит в том, чтобы сначала выполнить декодирование для всех абонентов из одной и той же группы, а затем сразу вычесть все вклады от их помех. Второй подход или схема (описание которого/которой приведено ниже) позволяют обеспечить как более низкую пропускную способность запоминающего устройства, так и более эффективную конвейерную архитектуру. В обоих случаях от этого подавления помех получают полезный эффект для тех пакетов абонентов, которые не завершаются на границе одного и того же временного интервала, но имеют перекрытие с этой группой пакетов. Это подавление помех может являться причиной большей части выигрыша за счет подавления помех в асинхронной системе МДКР.
На Фиг.12Б проиллюстрировано устройство, содержащее средства 1230-1244 для выполнения способа из Фиг.12A. Средства 1230-1244, показанные на Фиг.12Б, могут быть реализованы аппаратными средствами, посредством программного обеспечения или посредством комбинации аппаратных средств и программного обеспечения.
На Фиг.13A проиллюстрирован видоизмененный вариант способа из Фиг.12A. В блоках 1204-1210 удаляют сигнал на основании первоначальной оценки параметров канала, выполняемой в блоке 1202. В блоке 1300 вычисляют оценку параметров канала, основанную на данных, или уточненную оценку параметров канала. Как описано ниже, оценка параметров канала, основанная на данных, может обеспечить лучшую оценку параметров канала. В блоке 1302 выполняет ППК (PIC) остатка, то есть, удаляют скорректированную оценку сигнала на основании уточненной оценки параметров канала, полученной в блоке 1300.
Например, предположим, что операции, выполненные в блоках 1204-1210, привели к удалению первоначальной оценки сигнала (например, контрольного сигнала) P1[n] из принятых выборок. Затем, на основании лучшей оценки параметров канала, полученной в блоке 1300, в способе формируют скорректированную оценку сигнала P2[n]. Затем в способе может быть произведено удаление возрастающей в приращениях P2[n]-P1[n] разности из ячеек памяти для выборок в ОЗУ 312.
На Фиг.13Б проиллюстрировано устройство, содержащее средства 1230-1244, 1310, 1312 для выполнения способа из Фиг.13A. Средства 1230-1244, 1310, 1312, показанные на Фиг.13Б, могут быть реализованы аппаратными средствами, посредством программного обеспечения или посредством комбинации аппаратных средств и программного обеспечения.
Сначала выполняют ППК (PIC), затем ППС (OIC), а затем ППИ (TIC) (Вторая Схема)
Эта вторая схема является подобной вышеописанной схеме, показанной на Фиг.12A, за исключением того, что демодуляцию и декодирование каналов передачи служебных сигналов из одной и той же группы абонентов выполняют перед демодуляцией и декодированием любых каналов информационного обмена. Эта схема пригодна для системы без чередования, поскольку на предельный срок передачи сообщений о подтверждении приема, СПП (ACK), не наложено никаких строгих требований. Для системы с чередованием, например, для системы стандарта DO Rev A (с оптимизацией передачи данных, пересмотренный вариант А), поскольку сигналы СПП/СНП (ACK/NAK) передают в ответ на подпакеты канала информационного обмена, то допустимая задержка декодирования для подпакетов канала информационного обмена, в общем случае, ограничена величиной, не превышающей несколько временных интервалов (1 временной интервал=1,67 мс). Следовательно, если разброс определенных каналов передачи служебных сигналов является более значительным, чем этот масштаб времени, то эта схема может стать нереализуемой. В частности, для системы стандарта DO RevA (с оптимизацией передачи данных, пересмотренный вариант А) вспомогательный канал передачи контрольных сигналов и канал СПП (ACK) имеют формат короткой длительности и могут быть вычтены перед выполнением ППИ (TIC).
Совместное подавление помех контрольных сигналов/служебных сигналов/канала информационного обмена (Третья Схема)
На Фиг.14A проиллюстрирован способ выполнения совместного подавления помех ППК (PIC), ППС (OIC) и ППИ (TIC). После блока 1400 "начало" приемник в блоке 1402 вычисляет оценку параметров канала для всех абонентов и выполняет управление мощностью. Блок 1404 производит выбор группы G абонентов, данные которых не были декодированы. В блоке 1406 повторно вычисляют оценку параметров канала по контрольным сигналам. В блоках 1408-1410 предпринимают попытку выполнить демодуляцию и декодирование канала передачи служебных сигналов/канала информационного обмена. В блоке 1412 выполняют ППК (PIC) для всех абонентов, и ППС (OIC) и ППИ (TIC) только для тех абонентов, для которых было произведено успешное декодирование данных канала.
В отличие от рассмотренной выше первой схемы (показанной на Фиг.12A), после вычисления оценки параметров канала для всех абонентов (в блоке 1402), не производят немедленное вычитание контрольных сигналов из ВхОЗУ (FERAM) 312, и оценку параметров канала используют для управления мощностью в виде схемы без подавления помех. Затем для группы абонентов, завершивших передачу на одной и той же границе пакета/подпакета, в способе выполняют последовательное декодирование (блоки 1408 и 1410) в заданном порядке.
Для абонента, для которого предпринята попытка декодирования, в способе сначала выполняют повторную оценку параметров канала по контрольному сигналу (блок 1402). Контрольный сигнал имеет меньше помех по сравнению с тем моментом времени (блок 1402), когда была выполнена его демодуляция для управления мощностью, вследствие подавления помех от ранее декодированных пакетов, которые перекрываются с пакетом информационного обмена, подлежащим декодированию. Следовательно, качество оценки параметров канала улучшается, что приносит пользу как для декодирования канала информационного обмена, так и для эффективности подавления помех. Эту новую оценку параметров канала используют для декодирования канала информационного обмена (в блоке 1410), а также для декодирования определенного канала передачи служебных сигналов (в блоке 1408) (например, канала указателя скорости передачи по обратному каналу, УСПОК (RRI), в системе стандарта EV-DO (фаза эволюции с оптимизацией передачи данных)). После завершения процедуры декодирования для одного абонента в блоке 1412 в способе выполняют вычитание вклада от помех этого абонента из ВхОЗУ (FERAM) 312, в том числе, от его канала передачи контрольных сигналов и от любых декодированных каналов передачи служебных сигналов/информационного обмена.
В блоке 1414 выполняют проверку того, имеются ли еще абоненты, данные которых следует декодировать. В блоке 1416 процедуру завершают.
На Фиг.14Б проиллюстрировано устройство, содержащее средства 1420-1436 для выполнения способа из Фиг.14A. Средства 1420-1436, показанные на Фиг.14Б, могут быть реализованы аппаратными средствами посредством программного обеспечения или посредством комбинации аппаратных средств и программного обеспечения.
На Фиг.15A проиллюстрирован видоизмененный вариант способа из Фиг.14A. В блоке 1500 вычисляют оценки параметров канала, основанные на данных. В блоке 1502 выполняют необязательную операцию ППК (PIC) остатка, так же как на Фиг.13A.
На Фиг.15Б проиллюстрировано устройство, содержащее средства 1420-1436, 1510, 1512 для выполнения способа из Фиг.15A. Средства 1420-1436, 1510, 1512, показанные на Фиг.15Б, могут быть реализованы аппаратными средствами, посредством программного обеспечения или посредством комбинации аппаратных средств и программного обеспечения.
Компромиссы между первой и третьей схемами
Может показаться, что первая схема должна действовать лучше по сравнению с третьей схемой, так как контрольные сигналы являются известными для СПБС, и имеет смысл аннулировать их в первую очередь. Если предположить, что обе схемы имеют одинаковое качество подавления помех, то первая схема может превосходить третью схему по скоростям передачи всех данных. Однако, поскольку для первой схемы оценка параметров канала передачи контрольных сигналов имеет более высокие помехи, чем при демодуляции данных информационного обмена, то полученные в результате оценки коэффициенты канала, используемые для задач восстановления (как контрольных сигналов, так и служебных сигналов/потока информационного обмена), могут иметь более высокий уровень шума. Однако, поскольку для третьей схемы оценку канала передачи контрольных сигналов повторно вычисляют непосредственно перед демодуляцией/декодированием данных информационного обмена, то уровень помех для этой уточненной оценки параметров канала является тем же самым, как и при демодуляции данных информационного обмена. Следовательно, в среднем, качество подавления помех в третьей схеме может быть лучшим, чем в первой схеме.
С точки зрения конструкции аппаратных средств, третья схема может иметь небольшое преимущество: в способе может быть выполнено суммирование контрольного сигнала и декодированных служебных сигналов и данных канала информационного обмена и совместное их аннулирование, следовательно, этот подход экономит пропускную способность запоминающего устройства. С другой стороны, повторная оценка контрольного сигнала может быть выполнена вместе с демодуляцией канала передачи служебных сигналов или с демодуляцией канала информационного обмена (с точки зрения считывания выборок из запоминающего устройства), и, следовательно, требования к пропускной способности запоминающего устройства не возрастают.
Если предполагают, что качество подавления помех в первой схеме составляет 80% или 90% от качества подавления помех в третьей схеме, то имеются оптимальные соотношения между скоростью передачи данных для каждого пользователя и приростом количества абонентов. Как правило, если все абоненты находятся в области низких скоростей передачи данных, то предпочтительной является первая схема, а если все абоненты имеют высокие скорости передачи данных, то имеет место противоположная ситуация. В способе также может быть произведена повторная оценка параметров канал по каналу информационного обмена после того, как выполнено декодирование одного пакета данных. Качество подавления помех должно улучшиться, так как канал информационного обмена работает с намного более высоким ОСШ по сравнению с каналом передачи контрольных сигналов.
После того, как выполнена успешная демодуляция каналов передачи служебных сигналов, их вклад может быть удален (аннулирован), и вклад каналов информационного обмена может быть удален после того, как выполнена их успешная демодуляция. Возможно, что в некоторый момент времени базовая станция может успешно выполнить демодуляцию/декодирование каналов передачи служебных сигналов и информационного обмена для всех терминалов доступа. Если это (ППК (PIC), ППС (OIC), ППИ (TIC)) происходит, то ВхОЗУ (FERAM) содержит только остаточные помехи и шум. Данные канала передачи контрольных сигналов, канала передачи служебных сигналов и канала информационного обмена могут быть аннулированы в различных последовательностях, и могут быть аннулированы для подмножеств терминалов доступа.
Один из подходов состоит в том, что подавление помех (в любом сочетании ППК (PIC), ППИ (TIC) и ППС (OIC)) выполняют единовременно для одного абонента, удаляя их из ОЗУ 312. Другой подход состоит в том, что (a) суммируют восстановленные сигналы (в любом сочетании ППК (PIC), ППИ (TIC) и ППС (OIC)) для группы абонентов, и (b) затем одновременно выполняют подавление помех для группы. Эти два подхода могут быть применены для любых из раскрытых здесь способов, схем и процессов.
Улучшение оценки параметров канала для подавления помех
Способность точного восстановления принятых выборок может оказать значительное воздействие на рабочие характеристики приемника системы МДКР, в котором реализовано подавление помех путем восстановления и удаления различных компонентов переданных данных. В RAKE-приемнике оценку параметров канала с многолучевым распространением производят путем обращения расширения по спектру посредством ПШ относительно контрольной последовательности и последующей фильтрации (то есть, накопления) контрольной последовательности в течение надлежащего промежутка времени. Продолжительность фильтрации контрольной последовательности обычно выбирают как компромиссную величину между увеличением ОСШ оценки за счет накопления большего количества выборок, причем накопление производят не настолько долго, чтобы не произошло ухудшения ОСШ оценки из-за изменений параметров канала во времени. Оценку параметров канала по выходному сигналу фильтра контрольной последовательности затем используют для выполнения демодуляции данных.
Как описано выше со ссылкой на Фиг.4, один из целесообразных способов реализации подавления помех в приемнике системы МДКР состоит в восстановлении вклада от различных потоков, переданных с одинарной частотой следования элементарных посылок (chip×1), в выборки, хранящиеся во ВхОЗУ (FERAM), (например, с удвоенной частотой следования элементарных посылок (chip×2)). Он включает в себя операцию определения переданных потоков элементарных посылок и оценки параметров суммарного канала между элементарными посылками передатчика и выборками приемника. Так как оценки параметров канала по каналам RAKE-приемника отображают сам канал с многолучевым распространением, то при оценке параметров суммарного канала также должно быть учтено наличие фильтрации в передатчике и приемнике.
В этом разделе раскрыто несколько способов улучшения этой оценки параметров суммарного канала для подавления помех в приемнике системы МДКР. Эти способы могут быть применены для систем стандартов CDMA2000 (МДКР-2000), 1xEV-DO (фаза эволюции 1х с оптимизацией передачи данных), 1xEV-DV (фаза эволюции 1х для передачи данных и речевых сигналов), WCDMA (широкополосного МДКР, Ш-МДКР).
Для выполнения ППИ (TIC) правильно декодированного пакета приемника из Фиг.4 может взять информационные биты с выхода устройства декодирования и восстановить переданный поток элементарных посылок сигнала путем повторного кодирования, повторного перемежения, повторной модуляции, повторного применения усиления канала передачи данных и повторного расширения по спектру. Для оценки принятых выборок для ППИ (TIC) посредством оценки канала передачи контрольных сигналов, переданный поток элементарных посылок сигнала должен быть подвергнут операции свертки с моделью фильтров передатчика и приемника и с оценкой параметров канала RAKE-приемника, полученной из обращения расширения по спектру посредством контрольной последовательности ПШ.
Вместо использования оценки канала передачи контрольных сигналов может быть использована уточненная оценка параметров канала (при каждой задержке канала RAKE-приемника), полученная путем обращения расширения по спектру с использованием самих восстановленных элементарных посылок данных. Эта уточненная оценка параметров канала не является полезной для демодуляции данных из пакета, так как пакет уже был декодирован правильно, но, вместо этого, используется исключительно для восстановления вклада от этого пакета во входные выборки. В этом способе для каждой из задержек каналов RAKE-приемника (например, с разрешающей способностью, равной восьмикратной частоте следования элементарных посылок сигнала (chip×8)) может быть выполнено "обращение расширения по спектру" для принятых выборок (например, интерполированных до восьмикратной частоты следования элементарных посылок сигнала (chip×8)) с использованием восстановленного потока элементарных посылок данных и их накопления в течение надлежащего промежутка времени. Это приведет к уточненной оценке параметров канала, поскольку передачу по каналу информационного обмена производят с более высокой мощностью, чем по каналу передачи контрольных сигналов (это отношение мощности в канале информационного обмена к мощности в канале передачи контрольных сигналов (T2P) является функцией скорости передачи данных). Использование элементарных посылок данных для оценки параметров канала для ППИ (TIC) может привести к более точной оценке параметров канала для абонентов с более высокой мощностью передачи, аннулирование которых с высокой точностью является наиболее важным.
Вместо вычисления оценки параметров канала с многолучевым распространением при каждой из задержек канала RAKE-приемника, в этом разделе также описана процедура оценки параметров канала, в которой в явном виде могла бы быть произведена оценка суммарного влияния фильтра передатчика, канала с многолучевым распространением и фильтра приемника. Эта оценка может быть произведена с той же самой разрешающей способностью, которую имеют входные выборки с повышенной частотой дискретизации (например, с удвоенной частотой следования элементарных посылок сигнала (chip×2) во ВхОЗУ (FERAM)). Оценка параметров канала может быть выполнена путем обращения расширения входных выборок по спектру с использованием восстановленных переданных элементарных посылок данных для достижения увеличения отношения мощности в канале информационного обмена к мощности в канале передачи контрольных сигналов (T2P) для точности оценки параметров канала. Отрезок времени для эквидистантных оценок параметров канала может быть выбран на основании информации о задержках в каналах RAKE-приемника и априорной оценки совокупного отклика фильтров передатчика и приемника. Кроме того, информация из каналов RAKE-приемника может быть использована для уточнения эквидистантных оценок параметров канала.
p(t)
h(t)
q(t)
L
На Фиг.16 проиллюстрирована модель системы передачи с фильтром  передачи, с суммарным/комбинированным каналом  (в отличие от описанного ниже канала  с многолучевым распространением), и с фильтром  приемника. Цифровое представление канала беспроводной связи в полосе частот исходных сигналов может быть смоделировано посредством  дискретных компонент многолучевого распространения:
,
Уравнение 3,
где  - амплитуды при прохождении сигнала по сложным траекториям с соответствующими задержками . Совокупное влияние фильтров передатчика и приемника может быть определено как , где:
,
Уравнение 4,
где символ  обозначает свертку. Совокупное  часто выбирают таким образом, чтобы оно было подобным отклику в виде приподнятого косинуса. Например, в системе стандарта CDMA2000 и ее производных, отклик подобен примеру , изображенному на Фиг.17. Оценка параметров суммарного канала имеет следующий вид:
,
Уравнение 5
На чертежах Фиг.18A и Фиг.18Б показан пример оценки параметров канала (вещественной и мнимой составляющих) на основании оценки канала с многолучевым распространением в каждом из трех каналов RAKE-приемника. В этом примере реальный канал показан сплошной линией, а  обозначены звездочками. Восстановление (пунктирная линия) основано на использовании  в приведенном выше уравнении 3. Оценки параметров канала RAKE-приемника, показанные на чертежах Фиг.18A и Фиг.18Б, получены на основании обращения расширения по спектру с использованием элементарных посылок контрольного сигнала (где общее ОСШ контрольного сигала равно -24 дБ (децибела)).
Обращение расширения при наличии задержек в канале RAKE-приемника с использованием восстановленных элементарных посылок данных вместо элементарных посылок контрольного сигнала
Качество оценки параметров канала оказывает непосредственное влияние на точность восстановления вклада абонента в принятый сигнал. Для улучшения функционирования систем МДКР, в которых реализовано подавление помех, имеется возможность использования восстановленных элементарных посылок данных абонента для определения уточненной оценки параметров канала. Это приводит к улучшению точности вычитания помех. Один из способов для систем МДКР может быть описан как "обращение расширения по спектру относительно элементарных посылок данных, переданных абонентом", в противоположность классическому "обращению расширения по спектру относительно элементарных посылок контрольного сигнала, переданных абонентом".
Вспомним, что оценки параметров канала RAKE-приемника, показанные на чертежах Фиг.18A-18Б, основаны на обращении расширения по спектру с использованием элементарных посылок контрольного сигнала (где общее ОСШ контрольного сигала равно -24 дБ). На чертежах Фиг.19A-19Б показаны примеры уточненной оценки параметров канала на основании каналов RAKE-приемника и обращения расширения по спектру с использованием элементарных посылок данных, где элементарные посылки данных передают с мощностью большей на 10 дБ, чем мощность передачи элементарных посылок контрольного сигнала.
На Фиг.20A проиллюстрирован способ обращения расширения по спектру с наличием задержек в отводах RAKE-приемника с использованием восстановленных элементарных посылок данных. В блоке 2000 rake-приемник 314 (см. Фиг.4) выполняет обращение расширения входных выборок по спектру посредством элементов ПШ кода контрольного сигнала для получения значений для канала RAKE-приемника. В блоке 2002 демодулятор 304 выполняет демодуляцию данных. В блоке 2004 устройство 308 декодирования выполняет декодирование данных и проверку посредством ЦИК. Если проверка посредством ЦИК пройдена, то в блоке 2006 устройство 400 определяет переданные элементарные посылки данных путем повторного кодирования, повторного перемежения, повторной модуляции и повторного расширения по спектру. В блоке 2008, устройство 400 выполняет обращение расширения входных выборок по спектру с использованием переданных элементарных посылок данных для получения уточненной оценки параметров канала при каждой задержке отвода rake-приемника. В блоке 2010 устройство 400 восстанавливает вклад абонентского канала информационного обмена и канала передачи служебных сигналов во входные выборки с использованием уточненной оценки параметров канала.
На Фиг.20Б проиллюстрировано устройство, содержащее средства 2020-2030 для выполнения способа из Фиг.20A. Средства 2020-2030, показанные на Фиг.20Б, могут быть реализованы аппаратными средствами, посредством программного обеспечения или посредством комбинации аппаратных средств и программного обеспечения.
Оценка комбинированного канала с разрешающей способностью ВхОЗУ (FERAM) с использованием восстановленных элементарных посылок данных
q(t)
p(t)
h(t)
Классические приемники системы МДКР могут вычислять оценку комплексного значения канала с многолучевым распространением при каждой из задержек канала RAKE-приемника. Входной каскад приемника перед RAKE-приемником может содержать фильтр нижних частот приемника (то есть, ), который согласован с фильтром передатчика (то есть, с ). Следовательно, чтобы реализовать для приемника фильтр, согласованный к выходом канала, сам RAKE-приемник пытается выполнить согласование только с каналом с многолучевым распространением (то есть, с ). Управление задержками каналов RAKE-приемника обычно осуществляют независимые контура отслеживания времени с минимальными требованиями по разделению (например, отводы rake-приемника отстоят один от другого, по меньшей мере, на одну элементарную посылку сигнала). Однако сам физический канал с многолучевым распространением может часто иметь энергию с континуумом задержек. Следовательно, в одном из способов оценку комбинированного канала (то есть, ) производят с разрешающей способностью входных выборок (например, с удвоенной частотой следования элементарных посылок сигнала (chip×2) во ВхОЗУ (FERAM)).
h(t),
При наличии управления мощностью передачи в обратной линии связи системы МДКР управление совокупным ОСШ отвода rake-приемника от всех траекторий многолучевого распространения и от антенн приемника обычно осуществляют таким образом, чтоб его значение не выходило за пределы конкретного интервала. Наличие этого интервала значений ОСШ может привести к тому, что оценка комбинированного канала, полученная путем обращения расширения по спектру элементарных посылок контрольного сигнала, имеет относительно большую дисперсию оценки. Именно поэтому RAKE-приемник пытается размещать отводы rake-приемника только в "максимумах" профиля задержек по энергии. Но при наличии преимущества обращения расширения по спектру с использованием восстановленных элементарных посылок данных при высоком отношении мощности в канале информационного обмена к мощности в канале передачи контрольных сигналов (T2P), оценка параметров комбинированного канала может привести к лучшей оценке  чем непосредственная оценка , объединенная с моделью .
В подробно описанной здесь процедуре оценки параметров канала производят оценку совокупного влияния фильтра передатчика, канала с многолучевым распространением и фильтра приемника. Эта оценка может быть представлена с той же самой разрешающей способностью, как и входные выборки с повышенной частотой дискретизации (например, с удвоенной частотой следования элементарных посылок сигнала (chip×2) во ВхОЗУ (FERAM)). Оценка параметров канала может быть выполнена путем обращения расширения входных выборок по спектру с использованием восстановленных переданных элементарных посылок данных для достижения увеличения точности оценки параметров канала за счет увеличения отношения мощности в канале информационного обмена к мощности в канале передачи контрольных сигналов (T2P). Отрезок времени для эквидистантных оценок параметров канала может быть выбран на основании информации о задержках в каналах RAKE-приемника и априорной оценки совокупного отклика фильтров передатчика и приемника. Кроме того, информация из каналов RAKE-приемника может быть использована для уточнения эквидистантных оценок параметров канала. Следует отметить, что способ оценки самого комбинированного канала также полезен, поскольку он не требует наличия схемы, в которой используют априорную оценку .
На чертежах Фиг.21A и Фиг.21Б показан пример оценки комбинированного канала с использованием эквидистантных выборок с разрешающей способностью, равной удвоенной частоте следования элементарных посылок сигнала (chip×2). На чертежах Фиг.21A и Фиг.21Б значение ОСШ элементарных посылок данных равно -4 дБ, что соответствует значению ОСШ контрольного сигнала, равному -24 дБ, и отношению мощности в канале информационного обмена к мощности в канале передачи контрольных сигналов (T2P), равному 20 дБ. Равномерная оценка параметров канала дает лучшее качество по сравнению с обращением расширения по спектру с использованием элементарных посылок данных только в местах расположения каналов RAKE-приемника. При высоком значении ОСШ эффекты "толстой траектории прохождения сигнала" ("fatpath") ограничивают способность точного восстановления канала с использованием мест расположения каналов RAKE-приемника. Подход с равномерной выборкой является особенно полезным при высоком значении ОСШ оценки, что соответствует случаю обращения расширения по спектру с использованием элементарных посылок данных для высокого отношения T2P. Когда отношение T2P для конкретного абонента является высоким, то важна точность восстановления канала.
На Фиг.22A проиллюстрирован способ оценки параметров комбинированного канала с одинаковой разрешающей способностью с использованием восстановленных элементарных посылок данных. Блоки 2000-2006 и 2010 являются аналогичными соответствующим блокам из Фиг.20A, описание которых приведено выше. В блоке 2200 RAKE-приемник 314 (см. Фиг.4) или иной узел определяет промежуток времени для равномерного построения на основании задержки канала RAKE-приемника. В блоке 2202 демодулятор 304 или иной узел определяет уточненную оценку параметров канала путем обращения расширения входных выборок по спектру с использованием переданных элементарных посылок данных с равномерными задержками для соответствующего промежутка времени.
На Фиг.22Б проиллюстрировано устройство, содержащее средства 2020-2030, 2220, 2222 для выполнения способа из Фиг.22A. Средства 2020-2030, показанные на Фиг.22Б, могут быть реализованы аппаратными средствами, посредством программного обеспечения или посредством комбинации аппаратных средств и программного обеспечения.
h(t)
h(t)
В приведенном выше описании  представляет собой сам канал беспроводной связи с многолучевым распространением, в то время как  включает в себя не только канал беспроводной связи с многолучевым распространением, но также и фильтрацию в передатчике и приемнике: =свертка  с .
В приведенном выше описании, "выборки" могут производиться с любой произвольной частотой (например, два раза в каждой элементарной посылке сигнала), но "элементарные посылки данных" производится по одной в каждой элементарной посылке сигнала.
"Восстановленные элементарные посылки данных" формируют путем повторного кодирования, повторного перемежения, повторной модуляции и повторного расширения по спектру, как показано в блоке 2006 из Фиг.20A и описано выше. В принципе, "восстановление" имитирует процесс, в котором информационные биты являются прошедшими через передатчик мобильной связи (терминал доступа).
"Восстановленные отсчеты сигнала" представляют собой выборки, запомненные во ВхОЗУ (FERAM) 312 или запоминающем устройстве, которое отделено от ВхОЗУ 312 в приемнике (например, дважды за каждую элементарную посылку сигнала). Эти восстановленные выборки сформированы путем свертки (восстановленных) переданных элементарных посылок данных с оценкой параметров канала.
Слова "восстановленный" и "регенерированный" могут использоваться взаимозаменяемо при наличии контекста, в котором подразумевают преобразование переданных элементарных посылок данных или преобразование принятых выборок. Выборки или элементарные посылки могут быть преобразованы, так как преобразование "элементарных посылок сигнала" осуществляют путем повторного кодирования и т.д., а преобразование "выборок" осуществляют на основании использования преобразованных элементарных посылок и учета влияния канала беспроводной связи (оценки параметров канала) и фильтрации в передатчике и приемнике. Оба слова "восстанавливать" и " регенерировать", по существу, означают восстановление или преобразование. Какие-либо технические различия отсутствуют. В одном из вариантов осуществления изобретения термин "регенерировать" используют только для элементарных посылок данных, а термин "восстанавливать" используют только для выборок. Следовательно, приемник может содержать устройство регенерации элементарных посылок данных и устройство восстановления выборок.
Адаптация коэффициентов усиления подканалов передачи по обратной линии связи в системах МДКР с подавлением помех
Помехи от множества абонентов являются ограничивающим фактором в системе передачи МДКР, и любой предназначенный для приемника способ уменьшения этих помех может дать возможность существенного повышения достижимой пропускной способности. В этом разделе описаны способы адаптации коэффициентов усиления подканалов передачи в системе с подавлением помех (ПП).
При передаче по обратной линии связи каждый абонент передает контрольные сигналы, служебные сигналы и сигналы информационного обмена. Контрольные сигналы обеспечивают синхронизацию и оценку параметров канала передачи. Подканалы передачи служебных сигналов (такие как подканал указателя скорости передачи по обратному каналу, УСПОК (RRI), подканал управления скоростью передачи данных, УСПД (DRC), подканал управления источником данных, УИД (DSC) и подканал передачи сообщений о подтверждении приема, СПП (ACK)) необходимы для управления доступом к среде передачи, УДСП (MAC) и для настройки декодирования потока информационного обмена. Подканал передачи контрольных сигналов, подканал передачи служебных сигналов и подканал информационного обмена имеют различные требования к отношению "сигнал - помеха плюс шум" (ОСПШ). В системе МДКР одно средство управления мощностью может адаптивно регулировать мощность передачи контрольных сигналов, в то время как мощность в подканалах передачи служебных сигналов и информационного обмена имеет постоянный коэффициент усиления относительно контрольных сигналов. Когда СПБС оснащена средствами ППК (PIC), ППС (OIC) и ППИ (TIC), то различные подканалы имеют различные уровни помех в зависимости от порядка подавления помех (ПП) и от способности подавления помех. В этом случае статическое соотношение между коэффициентами усиления подканалов может ухудшить рабочие характеристики системы.
В этом разделе описаны новые стратегии регулировки усиления для различных логических подканалов в системе, в которой реализовано подавление помех (ПП). Способы основаны на системах МДКР, таких как, например, система стандарта EV-DO RevA (фаза эволюции с оптимизацией передачи данных, пересмотренный вариант А), и могут быть применены для систем стандарта EV-DV Rel D (фаза эволюции для передачи данных и речевых сигналов, версия D), стандарта W-CDMA EUL (широкополосного МДКР с усовершенствованным восходящим каналом связи) и стандарта cdma2000 (МДКР-2000).
В описанных способах реализована регулировка мощности и усиления в различных подканалах путем адаптивного изменения коэффициента усиления каждого подканала согласно измеренным рабочим характеристикам, выраженным через частоту появления ошибок в пакетах, ОСПШ или мощность помех. Задачей является обеспечение надежного механизма регулировки мощности и усиления, который позволяет полностью использовать потенциальные возможности подавления помех (ПП) при одновременном обеспечении надежности передачи по подканалу с изменяющейся во времени дисперсией.
Термин "подавление помех" относится к устранению вклада логических подканалов во входные выборки после того, как было выполнено декодирование этих подканалов, для уменьшения помех в других сигналах, которые будут декодированы позже. При ППК (PIC) переданный контрольный сигнал является известным для СПБС, и принятый контрольный сигнал восстанавливают с использованием оценки параметров канала. При ППИ (TIC) или ППС (OIC) помехи устраняют путем восстановления принятого подканала посредством его декодированной версии в СПБС.
cp
Ecp
Nt
T
T
Используемая в текущий момент времени СПБС (без подавления помех) осуществляет управление мощностью подканала E передачи контрольных сигналов таким образом, чтобы удовлетворить требованиям по частоте появления ошибок в канале информационного обмена. Мощность в подканале информационного обмена связана с мощностью контрольных сигналов постоянным коэффициентом T2P, который зависит от типа полезной нагрузки и от целевых задач оконечного устройства. Адаптацию мощности контрольных сигналов выполняют посредством механизма управления мощностью с обратной связью, содержащего внутренний и внешний контур. Внутренний контур стремится сохранять ОСПШ контрольных сигналов (/) на пороговом уровне , в то время как управление мощностью во внешнем контуре изменяет пороговый уровень , например, на основании частоты появления ошибок в пакетах, ЧОП (PER).
Когда в приемнике (см. Фиг.4) выполняют подавление помех (ПП), то адаптация коэффициентов усиления подканала может быть полезной для системы. Фактически, поскольку каждый из подканалов имеет различный уровень помех, то их коэффициент усиления относительно контрольных сигналов должен быть соответствующим образом адаптирован для обеспечения желательных рабочих характеристик. Этот раздел предоставляет возможность решения проблемы регулировки усиления для подканалов передачи служебных сигналов и контрольных сигналов, и в нем описаны способы адаптации отношения мощности в канале информационного обмена к мощности в канале передачи контрольных сигналов (T2P), которая приводит к увеличению пропускной способности системы за счет полного использования возможностей подавления помех (ПП).
Важные параметры в системе с подавлением помех (ПП)
G
G
Двумя параметрами, которые могут быть отрегулированы, являются коэффициенты усиления подканала передачи служебных сигналов и увеличение отношения мощности в канале информационного обмена к мощности в канале передачи контрольных сигналов (T2P). Когда приведено в действие ППИ (TIC), то коэффициенты усиления подканала передачи служебных сигналов могут быть увеличены (относительно варианта без ППИ (non-TIC)), чтобы обеспечить возможность более гибкого компромисса между рабочими характеристиками подканала передачи контрольных сигналов и подканала передачи служебных сигналов. Путем обозначения символом  исходного состояния , используемого в данной системе, новое значение коэффициента усиления канала передачи служебных сигналов будет равно:
.
T2P
В схемах без подавления помех подканалы передачи служебных/контрольных сигналов имеют тот же самый уровень помех, как и каналы информационного обмена и определенное отношение T2P/G может дать удовлетворительные рабочие характеристики для функционирования обоих каналов: канала передачи служебных сигналов и для канала информационного обмена, а также удовлетворительные оценки параметров канала передачи контрольных сигналов. При использовании подавления помех уровень помех является различным для служебных/контрольных сигналов и для сигналов информационного обмена, и отношение мощности в канале информационного обмена к мощности в канале передачи контрольных сигналов (T2P) может быть уменьшено для обеспечения возможности согласованного функционирования двух типов подканалов. Для заданной полезной нагрузки способ может позволить уменьшить отношение T2P на коэффициент Δ относительно табличного значения для удовлетворения установленным требованиям. Путем обозначения исходного значения отношения T2P, используемого для конкретной полезной нагрузки в данной системе, как T2P, новое значение отношения T2P будет равно:
.
T2P
Параметр Δ может быть дискретизирован с преобразованием в набор конечных или дискретных значений (например, от -0,1 дБ до -1,0 дБ) и передан в терминал 106 доступа.
Некоторыми величинами, которые могут быть удержаны под контролем, являются частота появления ошибок в пакетах (ЧОП) потока информационного обмена, ОСПШ контрольного сигнала и отношение общей мощности сигнала, принятого из беспроводного источника в базовой станции, к тепловому шуму, именуемое "превышением над тепловым шумом" (rise over thermal, ROT). ОСПШ контрольного сигнала не должно уменьшаться ниже минимального уровня, который является желательным для хорошей оценки параметров канала. "Превышение над тепловым шумом" (ROT) является важным для обеспечения стабильности и энергетического баланса линии связи для обратной линии связи системы МДКР с управлением мощностью. В приемниках без ППИ (non-TIC) значение ROT является заданным в принятом сигнале. В общем случае, значение ROT не должно выходить за пределы заранее заданного интервала значений для обеспечения возможности хорошего компромисса между пропускной способностью и зоной обслуживания.
Управление "превышением над тепловым шумом" (ROT)
0
0
I обозначает мощность сигнала на входе приемника. Подавление помех от принятого сигнала приводит в результате к снижению мощности. I' обозначает среднюю мощность сигнала на входе демодулятора 304 после подавления помех (ПП):
.
0
Значение I' может быть измерено по входным выборкам после того, как они были обновлены при подавлении помех (ПП). При выполнении ПП отношение ROT по-прежнему является важным для подканала передачи служебных сигналов, и следует регулировать значение ROT относительно порогового значения, то есть обеспечивать следующее:
,
N
0
где  - мощность шума.
Однако подавление помех (ПП) также является полезным для подканала информационного обмена и для некоторых подканалов передачи служебных сигналов. Эффективность декодирования этих подканалов связана с "превышением над тепловым шумом" (ROT), измеренным после подавления помех (ПП). Эффективное значение ROT представляет собой отношение мощности сигнала после подавления помех (ПП) к мощности шума. Эффективное значение ROT может быть отрегулировано посредством порогового значения, то есть
.
ROT
eff
Ограничение, налагаемое на , может быть эквивалентным образом выражено как ограничение, налагаемое на , при условии, что уровень шума не изменяется:
,
где  пороговое значение мощности сигнала, соответствующее .
Способы при наличии постоянного коэффициента усиления служебных сигналов
При увеличении значения ROT происходит уменьшение ОСПШ в каналах передачи контрольных и служебных сигналов (которые не получили пользу от подавления помех), что приводит к потенциально возможному увеличению частоты стирания. Для компенсации этого эффекта коэффициенты усиления канала передачи служебных сигналов могут быть увеличены либо на постоянную величину, либо путем адаптации к конкретному состоянию системы.
T2P
Описаны способы, в которых коэффициент усиления подканала передачи служебных сигналов является постоянным относительно контрольных сигналов. Предложенные способы обеспечивают адаптацию как уровня подканала передачи контрольных сигналов, так и значения Δ для каждого абонента.
Управление отношением мощности в канале информационного обмена к мощности в канале передачи контрольных сигналов (T2P) с обратной связью при постоянном значении Δ
=0 дБ
G
E
E
cp
T2P
G
T2P
cp
На Фиг.23 проиллюстрировано управление мощностью, УМ (PC) с обратной связью для  и Δ при постоянном значении Δ=0 дБ (блок 2308). Это первое решение для адаптации Δи  содержит:
E
E
cp.
cp
A. Внутренние и внешние контуры 2300, 2302 могут выполнить управление мощностью обычным образом для адаптации  Внешний контур 2300 получает целевую частоту появления ошибок в пакетах (ЧОП) и частоту появления ошибок в пакетах (ЧОП) в канале информационного обмена. Внутренний контур 2304 получает пороговое значение T 2302 и измеренное ОСПШ контрольного сигнала и осуществляет вывод .
T2P
eff
T2P
T2P
B. Средство 2306 регулировки усиления, РУ (GC) с обратной связью адаптирует Δ на основании измерения устраненных помех. Средство 2306 регулировки усиления получает измеренное значение ROT и измеренное значение ROT и выводит значение Δ. Приемник измеряет помехи, устраненные схемой подавления помех (ПП), и адаптирует Δ.
T2P
C. Значение Δ может периодически передаваться в сообщении во все терминалы 106 доступа, находящиеся в секторе.
T2P
Следовательно, для адаптации Δ в том случае, если помехи после подавления помех (ПП) уменьшены с  до , отношение T2P может быть уменьшено, имея следующее значение:
.
E
cp
увеличивается (за счет контура 2304 управления мощностью (УМ)) следующим образом:
.
Отношение между общей мощностью передачи для системы с подавлением помех и без подавления помех равно:
,
G
G
C
где  - коэффициент усиления канала передачи служебных сигналов. Для больших значений отношения T2P (относительно ), отношение  может быть аппроксимировано следующим образом:
.
T2P
eff
T2P
Что касается оценки эффективного значения ROT, то эффективное значение ROT быстро изменяется вследствие обеих причин: управления мощностью (УМ) и изменения состояния канала. Вместо этого, Δ отражает медленные изменения ROT. Следовательно, для выбора Δ эффективное значение ROT измеряют посредством длинного окна усреднения для сигнала после подавления помех (ПП). Окно усреднения может иметь длину, по меньшей мере, в два раза большую, чем период обновления данных для управления мощностью.
Управление отношением мощности в канале информационного обмена к мощности в канале передачи контрольных сигналов (T2P) с обратной связью при постоянном значении Δ
>0 дБ
G
G
T2P
cp
T2P
E
Чертеж Фиг.24 является таким же, как и чертеж Фиг.23, за исключением того, что средство 2306 регулировки усиления получает пороговое значение для эффективного значения ROT, и Δ>0 дБ (блок 2400). Этот альтернативный способ адаптации Δ основан на требовании наличия одинаковой зоны покрытия в ячейке сотовой связи для обеих систем: для системы с подавлением помех (ПП) и для системы без ПП. Распределение  является одинаковым в обоих случаях. В системе, работающей с полной нагрузкой, эффект от подавления помех (ПП) является двояким: i) мощность  сигнала перед подавлением помех (ПП) увеличивается относительно мощности сигнала в системе без подавления помех; ii) вследствие управления мощностью с обратной связью посредством регулировки частоты появления ошибок в пакетах (ЧОП)  стремится быть близкой к мощности сигнала в системе без подавления помех. Адаптацию Δ производят следующим образом:
.
Регулировка Δ
, основанная на СПП (ACK)
T2P
E
cp
T2P
На Фиг.25 проиллюстрировано управление мощностью (УМ) для  и Δ, основанное на подканале передачи СПП (ACK), при постоянном коэффициенте усиления подканала передачи служебных сигналов (блок 2506).
T2P
T2P
T2P
cp
0
0
E
Регулировка усиления, РУ (GC), для Δ с обратной связью требует наличия сигнала обратной связи, передаваемого из системы приемопередатчика базовой станции, СПБС (BTS), в терминал доступа (ТД), где все терминалы доступа (ТД) получают из СПБС одинаковое значение Δ, передаваемое способом широковещательной передачи. Альтернативное решение основано на средстве 2510 РУ для Δ без обратной связи и на средствах 2500, 2504 управление мощностью (УМ) с обратной связью для контрольных сигналов. Средство управления мощностью (УМ) контрольного сигнала с обратной связью содержит внутренний контур 2504, который регулирует согласно пороговому значению T 2502. Внешний контур 2500 средства управления управляется частотой стирания подканалов передачи служебных сигналов, например, вероятностью возникновения ошибок в подканале управления скоростью передачи данных, УСПД (DRC), или частотой стирания в подканале УСПД (DRC). T увеличивается всякий раз, когда частота стирания в подканале УСПД (DRC) превышает пороговое значение, но постепенно уменьшается, когда частота стирания в подканале УСПД (DRC) находится ниже порогового значения.
T2P
T2P
T2P
T2P'
Адаптацию Δ осуществляют посредством подканала СПП (ACK) прямой линии связи. В частности, путем измерения статистики сообщений о подтверждении приема, СПП (ACK), и сообщений о неподтверждении приема, СНП (NACK), ТД может оценить частоту появления ошибок в пакетах (ЧОП) информационного обмена (блок 2508) в СПБС. Средство 2510 регулировки усиления сравнивает целевое значение частоты появления ошибок в пакетах (ЧОП) информационного обмена с измеренной частотой появления ошибок в пакетах (ЧОП). Всякий раз, когда частота появления ошибок в пакетах (ЧОП) превышает пороговое значение, величину Δ увеличивают до тех пор, пока отношение  не достигнет исходного значения отношения T2P для системы без подавления помех. С другой стороны, для более низкой частоты появления ошибок в пакетах (ЧОП) величину Δ уменьшают для того, чтобы полностью использовать процесс подавления помех (ПП).
Способы с переменным коэффициентом усиления служебных сигналов
T2P
G
Дополнительная оптимизация приемопередатчика может быть получена путем адаптации не только Δ, но также и коэффициентов усиления подканала передачи служебных сигналов (служебных сигналов G) к процессу подавления помех (ПП). В этом случае необходим дополнительный сигнал обратной связи. Значения Δ могут быть дискретизированы от 0 дБ до 0,5 дБ.
Регулировка усиления служебных сигналов на основании мощности помех
E
cp
Чертеж Фиг.26 является аналогичным чертежу Фиг.24, за исключением средства 2600 регулировки усиления (РУ) для подканала передачи служебных сигналов. Способ 2600 регулировки усиления (РУ) подканала передачи служебных сигналов основан на измеренной мощности сигнала после подавления помех (ПП). В этом случае предполагают, что  обеспечивает ту же самую сходимость в ячейке сотовой связи, как и в системе без ПП. Перед подавлением помех (ПП) сигнал имеет увеличенную мощность , и коэффициент усиления служебных сигналов компенсирует возросшие помехи. В этом варианте реализации адаптацию коэффициента усиления служебных сигналов осуществляют путем задания:
.
G
Величина Δ может быть отрегулирована таким образом, чтобы она не была меньше 0 дБ, поскольку это соответствовало бы уменьшению мощности подканала передачи служебных сигналов, что вряд ли является полезным.
E
cp
G
T2P
T2P
T2P
Схема регулировки коэффициента усиления и управления мощностью может содержать внутренний контур 2304 и внешний контур 2300 управления мощностью (УМ) для , как и на Фиг.23, контур 2600 регулировки усиления (РУ) для Δ, описание которого приведено выше, средство 2306 регулировки усиления (РУ) для Δ без обратной связи, где Δ увеличивается всякий раз, когда частота появления ошибок в пакетах (ЧОП) превышает заданное значение, и уменьшается, когда частота появления ошибок в пакетах (ЧОП) является более низкой, чем заданное значение. Разрешен максимальный уровень Δ, соответствующий уровню приемника без подавлений помех.
Регулировка усиления служебных сигналов только в подканале управления скоростью передачи данных, УСПД (DRC)
На Фиг.27 проиллюстрирован видоизмененный вариант чертежа Фиг.26, в котором средство 2702 выполняет регулировку усиления для подканала передачи служебных сигналов только в подканале управления скоростью передачи данных, УСПД (DRC).
T2P
cp
T2P
E
Как описано выше, регулировка 2700 усиления для Δ с обратной связью может быть выполнена даже тогда, когда коэффициент усиления подканала передачи служебных сигналов адаптирован. В этом случае регулировку  и Δ выполняют так же, как и в схеме из Фиг.23, при этом адаптацию 2702 коэффициента усиления подканала передачи служебных сигналов выполняют посредством частоты стирания подканала УСПД (DRC). В частности, если частота стирания подканала УСПД (DRC) превышает пороговое значение, то коэффициент 2702 усиления подканала передачи служебных сигналов увеличивают. Когда частота стирания подканала УСПД (DRC) находится ниже порогового значения, то коэффициент 2702 усиления служебных сигналов постепенно уменьшают.
Управление величиной отношения мощности в канале информационного обмена к мощности в канале передачи контрольных сигналов (T2P) в сети с множеством ячеек и множеством секторов
T2P
T2P
Поскольку регулировку усиления (РУ) для Δ выполняют на уровне ячейки сотовой связи и терминал 106 доступа (ТД) может находиться в состоянии более мягкой передачи обслуживания, различные сектора могут осуществлять генерацию различных запросов на адаптацию. В этом случае могут быть рассмотрены различные возможные варианты для выбора запрашиваемого Δ для передачи в ТД. На уровне ячейки сотовой связи в способе может быть выбран вариант с минимальным уменьшением отношения T2P из тех, которые были запрошены секторами, работающими с полной нагрузкой, то есть
T2P
T2P
s
где  - величина Δ, затребованная сектором . ТД может получать различные запросы из различных ячеек, и в этом случае также могут быть выбраны различные критерии. В способе может быть выбрана такая величина Δ, которая соответствует обслуживающему сектору, для обеспечения максимально надежной связи с ним.
T2P
Для выбора Δ как в ячейке, так и в ТД, могут быть рассмотрены другие варианты выбора, в том числе минимальное, максимальное или среднее из запрошенных значений.
T2P
T2P
G
Один важный аспект для подвижных станций состоит в использовании T2P'=Т2P×Δ, где величина Δ вычислена в СПБС на основании измерения  и  (и, возможно, также на основании сведений об  и G'=G×Δ,
G
где Δ также вычислена в СПБС. При наличии этих дельта-коэффициентов, вычисленных в СПБС, каждая СПБС осуществляет их широковещательную передачу во все терминалы доступа, реагирующие надлежащим образом.
Раскрытые здесь концепции могут быть применены для системы широкополосного МДКР, ШМДКР (WCDMA), в которой используют каналы передачи служебных сигналов, например, выделенный физический канал управления, ВФКУ (DPCCH), усовершенствованный выделенный физический канал управления, У-ВФКУ (E-DPCCH), или высокоскоростной выделенный физический канал управления, ВС-ВФКУ (HS-DPCCH). В системе ШМДКР может быть использован формат выделенного физического канала передачи данных, ВФКПД (DPDCH) и/или формат усовершенствованного выделенного физического канала передачи данных, У-ВФКПД (E-DPDCH).
Раскрытое здесь изобретение может быть применено для систем ШМДКР с двумя различными структурами чередования, например, с временным интервалом передачи, равным 2 мс (миллисекундам), и с временным интервалом передачи, равным 10 мс, таким образом, входное запоминающее устройство, демодулятор и блок вычитания могут быть выполнены таким образом, что способны охватывать один или большее количество подпакетов из тех пакетов, которые имеют различные временные интервалы передачи.
Для ППИ (TIC) данные информационного обмена могут быть переданы одним или большим количеством абонентов, по меньшей мере, в одном из следующих форматов: в формате стандарта EV-DO, Release 0 (фаза эволюции с оптимизацией передачи данных, версия 0) или в формате стандарта EV-DO Revision A (фаза эволюции с оптимизацией передачи данных, пересмотренный вариант А).
Описанные здесь конкретные варианты порядка выполнения декодирования могут соответствовать порядку выполнения демодуляции и декодирования. Повторное декодирование пакета должно быть произведено из результата повторной демодуляции, поскольку процесс демодуляции пакета из ВхОЗУ (FERAM) 312 трансформирует подавление помех в лучший входной сигнал, подаваемый в устройство декодирования.
Для специалистов в данной области техники понятно, что информация и сигналы могут быть представлены с использованием любой из множества различных технологий и способов. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы и элементарные посылки сигнала, на которые может быть сделана ссылка в любом месте приведенного выше описания, могут быть представлены посредством напряжений, токов, электромагнитных волн, магнитных полей или частиц, оптических полей или частиц, или посредством любой их комбинации.
Кроме того, для специалистов в данной области техники понятно, что различные приведенные в иллюстративных целях логические блоки, модули, схемы и операции алгоритма, описанные применительно к раскрытым здесь вариантам осуществления изобретения, могут быть реализованы в виде электронных аппаратных средств, программного обеспечения или их комбинации. Для того, чтобы отчетливо пояснить эту взаимозаменяемость аппаратного и программного обеспечения, различные компоненты, блоки, модули, схемы и операции, приведенные в иллюстративных целях, были описаны выше, в общем случае, с точки зрения их функциональных возможностей. То, каким образом осуществляют реализацию этих функциональных возможностей: аппаратными средствами или посредством программного обеспечения, зависит от конкретного варианта применения и конструктивных ограничений, налагаемых на всю систему в целом. Специалисты в данной области техники могут реализовать вышеописанные функциональные возможности различными способами для каждого конкретного варианта применения, но такие решения относительно варианта реализации не следует истолковывать как приводящие к выходу за пределы объема патентных притязаний настоящего изобретения.
Различные логические блоки, модули и схемы, приведенные в иллюстративных целях, которые описаны применительно к раскрытым здесь вариантам осуществления изобретения, могут быть реализованы или выполнены с использованием универсального процессора, устройства цифровой обработки сигналов, УЦОС (DSP), специализированной интегральной схемы, СИС (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицы, ППВМ (FPGA), или иного программируемого логического устройства, дискретного логического элемента или транзисторной логической схемы, дискретных аппаратных компонентов или любой их комбинации, выполненной таким образом, что она реализует описанные здесь функции. Универсальным процессором может являться микропроцессор, но в альтернативном варианте процессором может являться любой обычный процессор, контроллер, микроконтроллер или конечный автомат. Процессор также может быть реализован в виде комбинации вычислительных устройств, например, комбинации из устройства цифровой обработки сигналов, УЦОС (DSP), и микропроцессора, в виде множества микропроцессоров, в виде одного или большего количества микропроцессоров в сочетании с ядром УЦОС, или в виде любой иной подобной конфигурации.
Операции способа или алгоритма, описанные применительно к раскрытым здесь вариантам осуществления изобретения, могут быть реализованы непосредственно аппаратными средствами, в виде программного модуля, исполняемого процессором, или в виде их комбинации. Программный модуль может находиться в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ), во флэш-памяти, в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), в стираемом программируемом постоянном запоминающем устройстве, СППЗУ (EPROM), в электрически стираемом программируемом постоянном запоминающем устройстве, ЭСППЗУ (EEPROM), в регистрах, на жестком диске, на съемном диске, в постоянном запоминающем устройстве на компакт-диске (CD-ROM) или в носителе информации любого иного типа. Носитель информации соединен с процессором таким образом, что процессор может считывать информацию с носителя информации и записывать информацию на носитель информации. В альтернативном варианте носитель информации может быть объединен с процессором. Процессор и носитель информации могут находиться в специализированной интегральной схеме (ASIC). Специализированная интегральная схема может находиться в абонентском терминале. В альтернативном варианте процессор и носитель информации могут находиться в абонентском терминале в виде отдельных компонентов.
Содержащиеся здесь заголовки предназначены для справки и для помощи в определении местонахождения определенных разделов. Подразумевают, что эти заголовки не ограничивают объем концепций, описанных под этими заголовками, и что эти концепции могут быть применены в других разделах во всем описании.
Вышеизложенное описание раскрытых вариантов осуществления изобретения приведено для того, чтобы предоставить любому специалисту в данной области техники возможность реализовать или использовать настоящее изобретение. Для специалистов в данной области техники очевидно, что существуют различные видоизменения этих вариантов осуществления изобретения и что описанные здесь основополагающие принципы могут быть применены для других вариантов осуществления изобретения, не выходя за пределы сущности или объема изобретения. Таким образом, подразумевают, что настоящее изобретение не ограничено продемонстрированными здесь вариантами осуществления, а ему следует предоставить максимально широкий объем патентных притязаний, соответствующий раскрытым здесь принципам и новым признакам.