СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОРРЕЛЯЦИЙ ЧИПОВЫХ ВЫБОРОК В ОДНОЙ ИЛИ НЕСКОЛЬКИХ ОПЕРАЦИЯХ ОБРАБОТКИ ПРИНЯТОГО СИГНАЛА
METHOD AND DEVICE FOR USE OF CORRELATIONS OF CHIP SAMPLES IN ONE OR SEVERAL OPERATIONS OF RECEIVED SIGNAL PROCESSING

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение, в общем случае, относится к обработке сигнала связи и, в частности, относится к использованию корреляций чиповых выборок в одной или нескольких операциях обработки принятого сигнала.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Некоторые типы приемников беспроводной связи повышают свои характеристики приема за счет подавления помехи. Например, обобщенный многоотводный приемник (G-RAKE) подавляет помеху в принятом сигнале множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) за счет включения информации о ковариации шума в генерацию весовых коэффициентов RAKE-объединения, которые используются для RAKE-объединения значений со снятым расширением принятого сигнала. Хотя приемники с чиповым выравниванием отличаются по конструкции от приемников G-RAKE, они сходным образом подавляют помеху за счет включения информации о ковариации шума в свою генерацию весовых коэффициентов объединения для фильтра.
Помеха, представляющая интерес, в общем случае, содержит компоненты помехи и шума, остающиеся после снятия расширения, т.е. неортогональные компоненты помехи и шума, которые появляются в значениях со снятым расширением, полученных из принятого сигнала CDMA. Таким образом, традиционные подходы к подавлению помехи предусматривают измерение корреляции шума после снятия расширения и использование измерений корреляции шума после снятия расширения для подавления помехи. Например, традиционный приемник G-RAKE оценивает корреляции шума из символов пилот-сигнала, полученных путем снятия расширения принятого сигнала CDMA, и затем генерирует весовые коэффициенты объединения сигнала данных отчасти на основании корреляций шума, оцененных из символов пилот-сигнала.
Однако один недостаток этого подхода к оценке корреляции шума, часто осуществляемой путем построения матрицы "ковариации шума", обусловлен сравнительно небольшим количеством символов пилот-сигнала, доступных на протяжении данного интервала времени. Например, в стандартах Wideband CDMA заданы передачи, разбитые на канальные интервалы длительностью 0,667 мс, в течение каждого из которых принимается десять символов пилот-сигнала. В общем случае, эти десять символов представляют недостаточно обширную базу, из которой приемник может получить, в общем случае, хорошую оценку. Усреднение этих оценок одного канального интервала по множественным канальным интервалам может снижать ошибку оценки. Однако в некоторых условиях приема, например, в определенных условиях быстрого замирания, это окно усреднения по множественным канальным интервалам просто оказывается слишком широким для отслеживания быстро изменяющегося состояния канала.
Один подход к вышеупомянутой проблеме отслеживания предусматривает использование корреляций чиповых выборок, вычисленных из чиповых выборок принятого сигнала, а не корреляций шума, вычисленных из символов пилот-сигнала со снятым расширением. Этот подход обеспечивает преимущества в условиях быстрого замирания, поскольку новые чиповые выборки, в общем случае, доступны с гораздо более высокой частотой, чем новые символы пилот-сигнала, - отношение может составлять 256 к 1. Увеличение количества точек данных в более короткий период времени приводит к снижению ошибки оценки, при одновременном сохранении окна оценки достаточно узким, чтобы можно было отслеживать быстро изменяющиеся канальные условия. Однако использование корреляций чиповых выборок вместо корреляций шума, оцениваемых из символов пилот-сигнала со снятым расширением, "теряет" информацию мягкого масштабирования, которая, в общем случае, необходима для надлежащего объединения значений данных со снятым расширением, фильтрации чипового выравнивания, вычислений отношения сигнал/помеха (SIR), и т.д.
Сущность изобретения
Согласно одному аспекту настоящего изобретения, в одной или нескольких операциях обработки принятого сигнала на приемнике беспроводной связи используются корреляции чиповых выборок вместо корреляций шума после снятия расширения, но они компенсируются посредством одного или нескольких масштабных коэффициентов, которые отражают соотношение между корреляциями чиповых выборок и корреляциями шума. Одно из преимуществ базирования операции(й) обработки принятого сигнала на корреляциях чиповых выборок, а не на корреляциях шума, состоит в том, что корреляции чиповых выборок лучше отслеживают определенные условия быстрого замирания, связанные с мобильной беспроводной связью.
Таким образом, в одном варианте осуществления приемника беспроводной связи, приемник сконфигурирован с возможностью обработки принятого сигнала множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), содержащего опорный сигнал и сигнал данных. Приемник содержит одну или несколько схем обработки, сконфигурированных с возможностью определения одного или нескольких масштабных коэффициентов, которые связывают корреляции чиповых выборок, определенные из чиповых выборок принятого сигнала CDMA, с корреляциями шума, определенными из значений со снятым расширением опорного сигнала, и компенсации одной или нескольких операций обработки принятого сигнала, которые используют корреляции чиповых выборок согласно соотношению между корреляциями чиповых выборок и корреляциями шума, на основании одного или нескольких масштабных коэффициентов.
По меньшей мере, один вариант осуществления схем обработки содержит схему вычисления, сконфигурированную с возможностью определения одного или нескольких масштабных коэффициентов, и одну или несколько схем масштабирования, сконфигурированных с возможностью компенсации одной или нескольких операций обработки принятого сигнала на основании одного или нескольких масштабных коэффициентов. Схемы обработки могут быть сконфигурированы с возможностью определения масштабного(ых) коэффициента(ов) на основании измерения корреляций чиповых выборок и корреляций шума на протяжении данного интервала, выражения корреляций шума в зависимости от корреляций чиповых выборок, масштабированных первым масштабным коэффициентом, и произведения канальных оценок, масштабированного вторым масштабным коэффициентом, и нахождения решения для, по меньшей мере, одного из первого и второго масштабных коэффициентов. Решение в этом контексте может содержать вычисление ошибки методом наименьших квадратов (LSE), но не ограничивается такими вычислениями.
Одна или несколько операций обработки принятого сигнала может содержать одну или несколько из операций обобщенного RAKE-объединения, операций чипового выравнивания и операций оценки отношения сигнал/помеха (SIR), но эти операции следует рассматривать как неограничительные примеры. Например, использование корреляций чиповых выборок для оценки SIR может содержать вычисление значения SIR в зависимости от корреляций чиповых выборок и канальной оценки с последующим масштабированием результирующего SIR в зависимости от одного или нескольких масштабных коэффициентов.
В другом примере, использование корреляции чиповых выборок для обобщенного RAKE-объединения значений со снятым расширением сигнала данных может содержать генерацию весовых коэффициентов обобщенного RAKE-объединения на основании корреляций чиповых выборок, а не корреляций шума. Эти весовые коэффициенты объединения можно масштабировать в зависимости от одного или нескольких масштабных коэффициентов с учетом соотношения между корреляциями чиповых выборок и корреляциями шума, или объединенные значения, генерированные из них, можно масштабировать с учетом упомянутого соотношения.
Аналогично, использование корреляций чиповых выборок для чипового выравнивания принятого сигнала CDMA может содержать генерацию весовых коэффициентов объединения для фильтра чипового выравнивания на основании корреляций чиповых выборок. Эти весовые коэффициенты объединения можно масштабировать в зависимости от одного или нескольких масштабных коэффициентов с учетом соотношения между корреляциями чиповых выборок и корреляциями шума, или фильтрованные (выровненные) чиповые выборки, генерированные из них, можно масштабировать с учетом упомянутого соотношения.
Конечно, настоящее изобретение не ограничивается вышеописанными признаками и преимуществами. Специалисты в данной области техники, ознакомившись с нижеследующим подробным описанием и рассмотрев прилагаемые чертежи, смогут понять дополнительные признаки и преимущества.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - блок-схема одного варианта осуществления приемника беспроводной связи.
Фиг.2 - логическая блок-схема одного варианта осуществления логики обработки, которую можно реализовать в приемнике беспроводной связи, например, показанном на Фиг.1.
Фиг.3 - блок-схема одного варианта осуществления схемы обобщенного (G-RAKE) приемника, которую можно использовать в приемнике беспроводной связи, например, показанном на Фиг.1.
Фиг.4 - блок-схема одного варианта осуществления схем компенсации мягкого масштабирования, которые можно использовать в схеме приемника G-RAKE, например, показанной на Фиг.3.
Фиг.5 - блок-схема одного варианта осуществления схем компенсации мягкого масштабирования для генерации масштабированных весовых коэффициентов объединения G-RAKE.
Фиг.6 - блок-схема одного варианта осуществления схем компенсации мягкого масштабирования для генерации масштабированных объединенных значений в процессе объединения G-RAKE.
Фиг.7 и 8 - блок-схемы двух вариантов осуществления схемы оценки SIR, которую можно использовать в приемнике беспроводной связи, например, показанном на Фиг.1.
Фиг.9 и 10 - блок-схемы двух вариантов осуществления схемы чипового выравнивания, которую можно использовать в приемнике беспроводной связи, например, показанном на Фиг.1.
Подробное описание изобретения
На Фиг.1 показана блок-схема варианта осуществления приемника беспроводной связи 10, который способен использовать корреляции чиповых выборок, а не корреляции шума после снятия расширения в одной или нескольких из своих операций обработки принятого сигнала, и компенсировать такие операции для сохранения информации мягкого масштабирования, которая иначе была бы утеряна при использовании корреляций чиповых выборок. В порядке неограничительного примера, приемник 10 может содержать приемник базовой станции сотовой связи. В другом примере, приемник 10 фактически может содержать портативное устройство связи, которое включает в себя функции приемника и передатчика, и может обеспечивать дополнительные функции пользовательского интерфейса, в зависимости от его предназначения.
Согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления, приемник беспроводной связи 10 содержит мобильную станцию или портативное устройство связи или телефонную трубку другого типа, которое предназначено для использования в сети беспроводной связи на основании стандартов W-CDMA. Поэтому сигнал CDMA, принятый приемником беспроводной связи 10, может содержать составной сигнал, который включает в себя опорный сигнал и сигнал данных. Например, принятый сигнал CDMA может включать в себя один или несколько сигналов канала трафика для передачи данных и сигнал общего канала пилот-сигнала (CPICH) в качестве опорного сигнала для оценки канала и т.д.
Согласно этому примеру, вариант осуществления приемника беспроводной связи 10, показанный на Фиг.1, содержит блок 12 приемопередающей антенны, элемент 14 коммутатора (и/или дуплексера), схему 16 приемника, которая включает в себя одну или несколько схем обработки 18, которые способны компенсировать мягкое масштабирование, как упомянуто выше, схему 20 передатчика, системный контроллер 22 одну или несколько схем 24 интерфейса ввода/вывода (I/O), микрофон 26, громкоговоритель 28, клавиатуру 30 и экран дисплея 32. Схема(ы) обработки 18 именуется здесь для удобства "схемами компенсации" 18, но следует понимать, что функции компенсации можно реализовать посредством нескольких схемных элементов, так что схема компенсации 18 частично располагается в каждой из двух или более функциональных схем в приемнике беспроводной связи 10. Кроме того, специалистам в данной области техники очевидно, что схему 16 приемника можно целиком или частично реализовать в одной схеме обработки высокого уровня интеграции, или в небольшом количестве таких схем, и что такие детали реализации будут определять конкретный вариант реализации схемы компенсации 18.
Согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления, схема 16 приемника имеет конфигурацию обобщенного многоотводного приемника (G-RAKE). Неограничительный пример обработки G-RAKE приведен в патенте США № 6,363,104, выданном Bottomley и др. Согласно, по меньшей мере, еще одному варианту осуществления, схема 16 приемника имеет конфигурацию приемника с чиповым выравниванием. В любом случае, схема 16 приемника может содержать совокупность аналоговых и цифровых схем и согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления включает в себя схемы цифровой обработка сигнала основной полосы частот. Аналогично, схема 20 передатчика может включать в себя совокупность аналоговых и цифровых схем и согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления включает в себя схемы цифровой обработка сигнала основной полосы частот.
Системный контроллер 22 может содержать микропроцессор, цифровой сигнальный процессор (DSP), программируемую пользователем вентильную матрицу (FPGA), специализированную интегральную схему (ASIC) или другую цифровую логическую схему, и его можно реализовать отдельно от схем обработки основной полосы частот, входящих в состав схем 16 и 20 приемника и передатчика соответственно, или можно интегрировать в такие схемы. В любом случае, следует понимать, что приемник беспроводной связи 10, в общем случае, включает в себя одно или несколько запоминающих устройств для хранения параметров, принятых по умолчанию, информации инициализации и программных команд для управления системой, обработки сигнала и т.д.
В общем случае, приемник беспроводной связи 10 использует корреляции чиповых выборок до снятия расширения, а не корреляции шума после снятия расширения, в одной или нескольких из своих операций обработки принятого им сигнала CDMA. Традиционный приемник, в общем случае, не использует корреляции чиповых выборок и, вместо этого, может использовать долгосрочную оценку измеренных корреляций шума, полученную из символов пилот-сигнала со снятым расширением. Однако такие долгосрочные оценки не позволяют отслеживать быстрые изменения состояния канала.
Напротив, показанный приемник беспроводной связи 10 использует корреляции чиповых выборок для отслеживания условий быстрого замирания и использует (кратковременные) измерения корреляции шума после снятия расширения, т.е. «снимки» корреляций шума, для поддержания надлежащего мягкого масштабирования. Таким образом, приемник беспроводной связи 10 обеспечивает преимущества улучшенного отслеживания некоторых условий быстрого замирания, которые лучше отражаются в корреляциях чиповых выборок до снятия расширения по сравнению с корреляциями шума после снятия расширения, в то же время сохраняя информацию мягкого масштабирования, в общем случае, необходимую для точного декодирования символов данных, оценки SIR и т.д.
d
d
С учетом вышесказанного и независимо от конкретного типа (или типов) схем обработки, используемых для реализации приемника беспроводной связи 10, на Фиг.2 показан один вариант осуществления логики обработки, реализованной в приемнике беспроводной связи 10, для компенсации операций над принятым сигналом для использования корреляций чиповых выборок. В течение данного интервала принятого сигнала CDMA, который включает в себя компоненты сигнала данных и опорного сигнала, обработка начинается с предположения о том, что кратковременные корреляции шума  доступны на основании измерений, полученных из набора значений опорного сигнала со снятым расширением, например, из набора значений символов пилот-сигнала со снятым расширением. Значения данных со снятым расширением также можно использовать с детектированными значениями символов для формирования опорного сигнала. Показанная обработка дополнительно предполагает, что набор корреляций чиповых выборок R доступен на основании измерений, полученных из набора чиповых выборок принятого сигнала, взятых по почти такому же интервалу принятого сигнала, который используется для кратковременных корреляций шума, и что соответствующие канальные оценки h также доступны. Заметим, что в этом рассмотрении мы используем термин "корреляция" в широком смысле и считаем, что корреляции чиповых выборок и шума можно вычислять как ковариации. Например,  можно выразить в виде матрицы ковариации шума, измеренной с использованием символов пилот-сигнала со снятым расширением, и R можно выразить в виде матрицы ковариации чиповых выборок, измеренной с использованием чиповых выборок основной полосы частот принятого сигнала CDMA.
d
Продолжая рассматривать детали обработки согласно иллюстрируемому варианту осуществления логики обработки, обратим внимание на то, что одна или несколько схем обработки в приемнике беспроводной связи 10 определяют один или несколько масштабных коэффициентов, которые связывают корреляции чиповых выборок до снятия расширения R, полученные их чиповых выборок принятого сигнала CDMA, с корреляциями шума после снятия расширения , полученных из значений со снятым расширением опорного сигнала, включенных в принятый сигнал CDMA (этап 100). Как отмечено выше, корреляции шума  можно вычислить на основании кратковременных, "грубых" измерений с использованием символов пилот-сигнала со снятым расширением, например, измерений взаимной корреляции символов пилот-сигнала, выполненных, например, по одному канальному интервалу принятого сигнала W-CDMA. При необходимости или по желанию, можно использовать больший или меньший интервал времени.
С одним или несколькими определенными, таким образом, масштабными коэффициентами, обработка "продолжается" на приемнике беспроводной связи 10 путем компенсации одной или нескольких операций обработки принятого сигнала, в которых используются корреляции чиповых выборок, в зависимости от масштабного(ых) коэффициента(ов) (этап 102). Эту логику обработки, или ее варианты, можно реализовать в виде компьютерной программы, программные команды которой хранятся в запоминающем устройстве или другом элементе хранения, включенном в приемник беспроводной связи 10.
Независимо от того, реализованы ли представленные здесь способы в оборудовании, программном обеспечении или какой-либо их комбинации, один вариант осуществления приемника беспроводной связи 10 включает в себя схему приемника G-RAKE, которая способна вычислять его весовые коэффициенты объединения на основании корреляций чиповых выборок и дополнительно способна компенсировать либо весовые коэффициенты объединения, либо объединенные выборки сигнала данных, генерируемые из них, на основании одного или несколько масштабных коэффициентов, которые связывают компоненты шума и/или помех, общие для корреляций чиповых выборок до снятия расширения и корреляций шума после снятия расширения. Определение этого соотношения, в общем случае, сохраняет, по существу, ту же информацию мягкого значения для объединенных значений, которую они имели бы, если бы генерировались напрямую из корреляций шума.
На Фиг.3 показан вариант осуществления G-RAKE приемника беспроводной связи 10, в котором его схема 16 приемника содержит входной каскад 40 приемника и схему G-RAKE 42. Хотя это и не показано, специалисты в данной области техники должны понимать, что схема G-RAKE 42 включает в себя совокупность корреляционных "отводов" (т.е. схем снятия расширения), которые снимают расширение на чиповых выборках принятого сигнала CDMA для получения значений со снятым расширением для опорного сигнала и сигнала трафика, включенных в принятый сигнал CDMA. Например, схема G-RAKE 42 может включать в себя ряд схем снятия расширения канала трафика для снятия расширения на компоненте принятого сигнала CDMA канала трафика и может включать в себя ряд схем снятия расширения для снятия расширения на компоненте принятого сигнала CDMA канала пилот-сигнала. Больший интерес для данного рассмотрения представляет случай, когда схема G-RAKE 42 включает в себя, или связанна с, вариант(ом) осуществления схемы компенсации 18, которая способна компенсировать операции объединения G-RAKE и/или компенсировать оценку SIR, для использования корреляций чиповых выборок.
d
d
В частности, на Фиг.4 показана часть схемы G-RAKE 16 согласно одному или нескольким вариантам осуществления этой схемы, в которой блок 46 оценки корреляций чиповых выборок генерирует корреляции чиповых выборок R, блок 48 снятия расширения пилот-сигнала генерирует символы пилот-сигнала со снятым расширением и канальные оценки h, блок 50 оценки корреляции шума генерирует корреляции шума , и схема 52 вычисления масштабных коэффициентов вычисляет один или несколько масштабных коэффициентов (например, "α" и "β"), которые связывают R,  и h. Кроме того, одна или несколько дополнительных схем обработки 54 способны объединять G-RAKE, оценивать SIR и т.д. и включают в себя одну или несколько схем масштабирования 56, которые способны компенсировать, по меньшей мере, одну операцию обработки принятого сигнала, которая использует корреляции чиповых выборок, в зависимости от масштабного(ых) коэффициента(ов).
В таких конфигурациях, схему компенсации 18, показанную на Фиг.3, можно рассматривать как содержащую схему вычисления 52 и схему(ы) масштабирования 56, хотя эти схемы могут физически или функционально распределяться в более широком контексте схемы G-RAKE 42, или всей схемы приемника 16. Согласно, по меньшей мере, одному варианту осуществления, схема компенсации 18 дополнительно включает в себя блок 46 оценки корреляций чиповых выборок и блок 50 оценки корреляции шума, и также может включать в себя блок 48 оценки канала. В других вариантах осуществления, один или несколько из этих элементов реализованы отдельно от схемы компенсации 18, но способны выдавать на нее свои выходные сигналы.
d
На Фиг.5 частично показан вариант осуществления схемы G-RAKE 42, в которой схема вычисления 52 находит решение для масштабных коэффициентов α и β на основании поступающих на нее кратковременных корреляций шума , канальных оценок h и корреляций чиповых выборок R. Определение обоих масштабных коэффициентов можно определить с использованием процесса оценки ошибки методом наименьших квадратов (LSE) согласно следующему выражению:
(Ур.1)
Масштабный коэффициент β можно рассматривать как масштабный коэффициент "преобразования", связывающий опорный сигнал и сигнал данных, включенные в принятый сигнал CDMA. В некоторых вариантах осуществления, масштабный коэффициент β может быть основан на известном соотношении масштабирования и может храниться как заданное значение в приемнике беспроводной связи 10. Зная β, проще найти α, который можно рассматривать как масштабный коэффициент "сигнала".
d
H
Согласно описанию Ур.1 на естественном языке, нахождение решения для масштабных коэффициентов α и β содержит измерение корреляций чиповых выборок (R) и корреляций шума () на протяжении данного интервала, выражение корреляций шума в зависимости от корреляций чиповых выборок, масштабированных первым масштабным коэффициентом (β), и произведения канальных оценок (hh), масштабированного вторым масштабным коэффициентом (α), и нахождение решения для, по меньшей мере, одного из первого и второго масштабных коэффициентов. В одном варианте осуществления, нахождение решения для первого и второго масштабных коэффициентов содержит обработку ошибки методом наименьших квадратов (LSE), при этом корреляции чиповых выборок, корреляции шума и канальная оценка известны из измерений.
Рассмотрев более подробно решение LSE, можно видеть, что Ур. 1, по существу, связывает отдельные элементы используемых в нем матриц, проиндексированных (i, j) согласно
(Ур.2)
H
2
2
где H=hh. С учетом того, что это квадратные матрицы, например N×N, в каждой матрице существует N элементов, в результате чего Ур.2 выражается в виде N уравнений. Скорее всего, не существует α и β, обеспечивающих точное решение каждого такого уравнения, но обработка LSE дает значения масштабных коэффициентов, которые обеспечивают наименьшую величину среднеквадратической ошибки в системе всех таких уравнений. Матричное уравнение, полезное для обработки LSE, можно выразить в виде
(Ур.3)
В упрощенной форме, Ур. 3 можно выразить в виде
(Ур.4)
где
(Ур.5)
Поскольку α и β являются строго действительными (не комплексными), предпочтительно рассматривать каждое комплексное уравнение как два действительных уравнений, чтобы A и p были действительными.
Порядок строк в Ур.5 не имеет значения. Действительно, поскольку исходные матрицы являются эрмитово-симметричными, почти половина строк повторяется в каждой матрице (хотя и являются комплексно-сопряженными). Поскольку повторяющиеся строки не добавляют никакой информации в решение, при обработке LSE их можно опустить, тем самым, сократив количество необходимых расчетов. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления может быть достаточным просто вычислить решение LSE с использованием диагоналей матриц.
Независимо от того, используется ли сокращение размера, иллюстративное решение LSE для Ур.4 задается в виде:
(Ур.6)
Если β известен, приемник беспроводной связи 10 может иметь возможность выражать задачу LSE как
(Ур.7)
где A и x переопределены как
(Ур.8)
где
(Ур.8A)
В дополнение к вышеописанным деталям для реализации решения LSE в одном или нескольких вариантах осуществления приемника беспроводной связи 10 заметим, что первый и второй масштабные коэффициенты можно сглаживать или иначе усреднять для улучшения масштабирования мягкого значения. Таким образом, в одном варианте осуществления, приемник беспроводной связи 10 способен поддерживать усредненные масштабные коэффициенты в виде
(Ур. 9, 10)
В вышеприведенных выражениях, масштабные коэффициенты без нижнего индекса представляют наиболее недавно полученное вычисление, т.е. усредненные масштабные коэффициенты обновляются согласно текущим измерениям.
AVG
AVG
AVG
AVG
Усредненные масштабные коэффициенты α и β можно использовать для получения "синтезированной" матрицы корреляции шума R′. В свою очередь R′ можно использовать для генерации весовых коэффициентов объединения w, которые включают в себя правильное масштабирование мягкого значения, поскольку генерируются из R′. Синтез матрицы корреляции шума R′ может осуществлять схема масштабирования 56, на основании усредненных масштабных коэффициентов α и β. Эти усредненные масштабные коэффициенты может генерировать схема масштабирования 56 или схема вычисления 52. В любом случае, генерацию R' можно выразить в виде
(Ур.11)
Схема объединения 62 способна принимать правильно масштабированные весовые коэффициенты объединения w и использовать их для генерации объединенных значений из выборок со снятым расширением опорного сигнала. Поскольку R′ используется для генерации весовых коэффициентов объединения w, эти объединенные значения имеют, по существу, ту же информацию мягкого значения, которую они имели бы, если бы генерировались из должным образом сглаженных корреляций шума после снятия расширения.
d
На Фиг.6 частично показан другой вариант осуществления схемы G-RAKE 42, в которой немасштабированные весовые коэффициенты объединения v генерируются из корреляций чиповых выборок R генератором 64 весовых коэффициентов объединения. Немасштабированные весовые коэффициенты объединения можно генерировать в виде
(Ур.12)
где, как очевидно, обращение матрицы не является абсолютно необходимым, и весовые коэффициенты можно получить практическими средствами, например, посредством алгоритма Гаусса-Зайделя.
Схема масштабирования 58 может использовать масштабные коэффициенты α и β или их средние значения для вычисления действительного масштабного коэффициента f, который используется для компенсации операций RAKE-объединения схемы объединения 66. Например, f можно генерировать в виде
(Ур.13)
Постольку, поскольку канальная оценка h и/или весовые коэффициенты объединения v могут быть зашумлены, такой шум можно подавлять, вычисляя f в виде
(Ур.14)
где λ - параметр подавления в пределах 0≤λ≤1 и где вычисленное значение f можно обрезать или иначе ограничивать, чтобы оно никогда не становилось отрицательным. (Отрицательное значение f означало бы "обращение" знака информации мягкого значения символа сигнала данных.)
Благодаря вышеописанной генерации масштабного коэффициента f из масштабных коэффициентов α и β, схема объединения 66 может иметь возможность создавать весовые коэффициенты объединения w, имеющие надлежащую информацию мягкого масштабирования, и затем использовать эти весовые коэффициенты объединения для генерации объединенных значений из выборок со снятым расширением сигнала данных. Альтернативно, генератор 64 весовых коэффициентов объединения может иметь возможность использовать немасштабированные весовые коэффициенты объединения v для генерации объединенных значений и затем масштабировать эти объединенные значения в зависимости от f.
SCALED
В первом случае, масштабированные весовые коэффициенты объединения w можно генерировать из немасштабированных весовых коэффициентов объединения v с использованием выражения w=f·v. Во втором случае, предполагая, что каждое объединенное значение сигнала данных представлено как x, значение можно масштабировать с использованием выражения x=f·x. Третий вариант заключается в масштабировании значений со снятым расширением до объединения, а четвертый вариант заключается в масштабировании чиповых выборок. В любом случае, схема объединения 66 выводит надлежащим образом масштабированные объединенные значения, пригодные для дальнейшей обработки, например декодирования и т.д.
d
Конечно, следует понимать, что, дополнительно или альтернативно, можно компенсировать другие операции обработки принятого сигнала согласно соотношению между корреляциями чиповых выборок и корреляциями шума. Например, на Фиг.7 показана схема 70 оценки SIR, способная вычислять оценку SIR для принятого сигнала CDMA или для его компонента сигнала данных, в частности, на основании использования корреляций чиповых выборок R.
d
В иллюстрируемом варианте осуществления, схема 70 оценки SIR принимает в качестве входных сигналов канальные оценки h, корреляции чиповых выборок R и действительный масштабный коэффициент f.
Схема 70 оценки SIR способна использовать эти входные параметры для вычисления оценки SIR, которая реагирует на изменение условий быстрого замирания и опирается на надлежащую информацию мягкого значения. Например, оценку SIR, выполняемую схемой 70 оценки SIR, можно выразить в виде
(Ур.15)
d
Заметим, что на Фиг.8 показан альтернативный вариант осуществления, в котором схема 70 оценки SIR производит аналогично скомпенсированное вычисление SIR, но использует немасштабированные весовые коэффициенты объединения v, канальные оценки h и корреляции чиповых выборок R для вычисления оценки SIR.
При рассмотрении оценки SIR в качестве примера одного типа операции обработки принятого сигнала, которую можно скомпенсировать для использования корреляций чиповых выборок, заметим, что приемник беспроводной связи 10 может быть способен использовать корреляции шумовых выборок для одной или нескольких из своих операций обработки принятого сигнала и может использовать корреляции чиповых выборок для одной или нескольких других операций обработки принятого сигнала. Например, операции обработки G-RAKE могут опираться на корреляции шума, полученные из символов пилот-сигнала, тогда как оценка SIR может опираться на корреляции чиповых выборок, полученные из чиповых выборок основной полосы частот принятого сигнала CDMA, или наоборот.
Поэтому периоды времени, в течение которых берутся корреляции чиповых выборок и шума, могут различаться для разных операций обработки принятого сигнала. Действительно, операции обработки G-RAKE могут использовать другие канальные оценки, другие корреляции шума и т.д., отличные от используемых для оценки SIR. Один фактор принятия решения, следует ли использовать в той или иной операции обработки принятого сигнала корреляции чиповых выборок вместо более традиционных корреляций шумовых выборок, связан с оценкой выгоды, приносимой таким использованием для этого процесса. Например, оценка SIR может понадобиться для отслеживания условий быстрого замирания с высокой степенью реакции в определенных типах сетей беспроводной связи, тогда как объединение G-RAKE может быть более толерантно к изменяющимся условиям и может хорошо работать с использованием более традиционных корреляций шума.
В любом случае, следует понимать, что представленные здесь способы можно избирательно применять к конкретным операциям над принятым сигналом. Кроме того, следует понимать, что разнообразные архитектуры приемника, помимо вариантов осуществления G-RAKE, можно адаптировать согласно представленным здесь способам. Например, на Фиг.9 показан вариант осуществления приемника беспроводной связи 10, в котором его схема приемника 16 имеет конфигурацию согласно архитектуре чипового выравнивания. Таким образом, частично проиллюстрированная схема приемника 16 содержит фильтр чипового выравнивания 72, коррелятор 74 и генератор 76 весовых коэффициентов объединения и дополнительно включает в себя вариант осуществления ранее рассмотренной схемы компенсации 18.
Согласно иллюстрируемому варианту осуществления схемы приемника 16, генератор 76 весовых коэффициентов объединения генерирует немасштабированные весовые коэффициенты объединения для фильтра чипового выравнивания v, на основании корреляций чиповых выборок принятого сигнала CDMA. Схема компенсации 18 генерирует масштабированные весовые коэффициенты объединения w в зависимости от масштабных коэффициентов α и β или в зависимости от выведенного из них действительного масштабного коэффициента f. Фильтр чипового выравнивания 72, таким образом, использует правильно масштабированные весовые коэффициенты объединения, чтобы фильтрованные значения принятого сигнала CDMA на его выходе имели надлежащее мягкое масштабирование. Конечно, следует понимать, что некоторые вспомогательные схемы, например блоки оценки канала, блоки оценки корреляций чиповых и шумовых выборок и т.д., для простоты не показаны на Фиг.9.
Альтернативно масштабированию весовых коэффициентов объединения для фильтра чипового выравнивания, на Фиг.10 показана архитектура блока чипового выравнивания, в которой один или несколько элементов схемы компенсации 18 размещены на выходе коррелятора 74. Таким образом, в этом варианте осуществления, фильтр чипового выравнивания 72 использует немасштабированные весовые коэффициенты объединения v для чипового выравнивания принятого сигнала CDMA. Затем схема компенсации 18 применяет надлежащую информацию мягкого масштабирования к значениям символа со снятым расширением, в зависимости от масштабных коэффициентов α и β или в зависимости от выведенного из них действительного масштабного коэффициента f. Другие альтернативы, которые не показаны, предусматривают применение масштабирования на входе или выходе фильтра чипового выравнивания 72. Масштабирование, применяемое до фильтра чипового выравнивания 72, также можно реализовать в виде регулировок коэффициента усиления, применяемых процессом автоматической регулировки усиления (АРУ) в приемнике.
Таким образом, в одном или нескольких вариантах осуществления чипового выравнивания, компенсация одной или нескольких операций обработки принятого сигнала содержит компенсацию процесса чипового выравнивания, используемого для выравнивания принятого сигнала CDMA согласно пропорциональному соотношению. В порядке неограничительного примера, для компенсации процесса чипового выравнивания (a) масштабируют весовые коэффициенты объединения для фильтра чипового выравнивания в зависимости от одного или нескольких масштабных коэффициентов, или (b) масштабируют фильтрованные значения принятого сигнала CDMA на выходе фильтра чипового выравнивания в зависимости от одного или нескольких масштабных коэффициентов, или (c) масштабируют значения символа со снятым расширением в зависимости от одного или нескольких масштабных коэффициентов, или (d) масштабируют чиповые выборки в зависимости от одного или нескольких масштабных коэффициентов.
Конечно, как описано выше, компенсация одной или нескольких операций обработки принятого сигнала может содержать компенсацию процесса объединения (например, процесса RAKE объединения), который используется для объединения значений со снятым расширением сигнала данных согласно соотношению. В порядке неограничительного примера, для компенсации процесса объединения можно (a) масштабировать весовые коэффициенты объединения в зависимости от одного или нескольких масштабных коэффициентов, или (b) масштабировать объединенные значения сигнала данных в зависимости от одного или нескольких масштабных коэффициентов, или (c) масштабировать значения данных со снятым расширением в зависимости от одного или нескольких масштабных коэффициентов, или (d) масштабировать чиповые выборки в зависимости от одного или нескольких масштабных коэффициентов.
Таким образом, с учетом вышеприведенных вариантов осуществления чипового выравнивания и G-RAKE, специалисты в данной области техники должны понимать, что настоящее изобретение применимо к широкому кругу архитектур приемника и к широкому кругу операций обработки принятого сигнала. Хотя в этих разных архитектурах и для этих разных операций обработки масштабированию могут подлежать разные конкретные значения или величины, все подобные вариации базируются в широком смысле на генерации одного или нескольких масштабных коэффициентов, которые связывают корреляции чиповых выборок с корреляциями шума, для сохранения информации мягкого масштабирования. Поэтому настоящее изобретение не ограничивается ни вышеприведенным описанием, ни прилагаемыми чертежами. Напротив, настоящее изобретение ограничивается только нижеследующей формулой изобретения и ее законными эквивалентами.