УЛУЧШЕНИЕ ОЦЕНОК ДЛЯ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ-ПОМЕХА ДЛЯ НЕЗАПЛАНИРОВАННЫХ МОБИЛЬНЫХ ТЕРМИНАЛОВ
IMPROVED EVALUATION OF SIGNAL-TO-INTERFERENCE RATIO FOR UNSCHEDULED MOBILE TERMINALS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение, в основном, относится к планированию мобильных терминалов на совместно используемом высокоскоростном канале с многолучевым распространением в системе радиосвязи и, более конкретно, к способу для вычисления оценки отношения сигнал-помеха (SIR, ОСП) для использования в создании решений по планированию.
Уровень техники
В обычных системах CDMA базовая станция (BS, БС) передает сигналы одновременно в множество мобильных терминалов на канале трафика с многолучевым распространением. В режиме совместно используемого высокоскоростного канала нисходящей линии связи (HS-DSCH) многолучевого распространения широкополосного множественного доступа с кодовым разделением каналов (W-CDMA), передачи пакета мультиплексируют по времени и передают на полной мощности, доступной для BS, но со скоростями передачи данных и длительностями временных интервалов, которые изменяются в зависимости от состояний канала. Соответственно, BS осуществляет передачу только в один мобильный терминал одновременно.
Для режима HS-DSCH планировщик в BS планирует передачу с многолучевым распространением в мобильные терминалы. Планировщик определяет, какой мобильный терминал обслужить в любой заданный момент времени. Далее, планировщик определяет скорость передачи данных для передачи с многолучевым распространением и длительность передачи с многолучевым распространением. Существует много различных подходов планирования для режима HS-DSCH, каждый из которых служит различным целям. Возможно, самым простым является циклическое планирование (планирование по круговому алгоритму), в котором каждый мобильный терминал запланирован по очереди (последовательно), для приема передачи с многолучевым распространением. Другие подходы планирования содержат планирование с максимальным C/I (отношением мощности несущей к уровню помехи) или пропорционально справедливое планирование. При подходе планирования с максимальным C/I планируется мобильный терминал с максимальным отношением C/I для максимизации пропускной способности данных. При подходе пропорционально справедливого планирования стремятся осуществить большую объективность посредством поддержки эффективной скорости передачи данных для всех мобильных терминалов в аналогичной пропорции к максимальному достигаемому отношению для планируемого мобильного терминала.
Большинство подходов планирования требуют знания SIR (отношения сигнал - помеха) или SINR (отношения сигнал - помеха плюс шум), соответствующих каналу трафика каждого запланированного мобильного терминала. BS получает оценки SIR из запланированных мобильных терминалов или вычисляет SIR из измерений уровня сигнала, сделанных мобильными терминалами и переданных в BS. Мобильный терминал, запланированный в текущий момент, определенный здесь как запланированный мобильный терминал, сужает по спектру канал трафика, сужает по спектру канал (передачи) пилот-сигнала, оценивает канал из канала пилот-сигнала, вычисляет SIR канала трафика с использованием оценок канала, сужает канал трафика и посылает в BS оцененное SIR канала трафика и/или некоторую другую информацию на основе SIR, то есть индикатор качества канала (CQI, ИКК). Мобильные терминалы, которые не запланированы в текущее время, определенные здесь как незапланированные мобильные терминалы, измеряют уровень принятого сигнала на прямом канале пилот-сигнала, оценивают SIR из измерений уровня пилот-сигнала и посылают в BS оцененные SIR пилот-сигнала. Поскольку мощности передачи на HS-DSCH обычно намного больше мощности передачи пилот-сигнала, SIR пилот-сигнала масштабируется для получения оценки SIR канала трафика. Масштабирование SIR пилот-сигнала для оценки SIR канала трафика создает достаточно точные оценки, когда пилот-сигнал и сигналы трафика проходят через один эффективный канал.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение содержит способ и устройство для планирования одного из множества мобильных терминалов, включая запланированные в текущее время и незапланированные мобильные терминалы, в системе радиосвязи, на основе ожидаемого SIR эффективного канала трафика, ассоциированного с незапланированным мобильным терминалом. Согласно настоящему изобретению или базовая станция или незапланированный мобильный терминал оценивает ожидаемое SIR эффективного канала трафика для каждого незапланированного мобильного терминала посредством вычисления ожидаемого SIR предполагаемого канала трафика с пред-фильтром, адаптированным для незапланированного мобильного терминала, который должен быть в результате, если бы был запланирован незапланированный мобильный терминал. Затем базовая станция планирует один из множества мобильных терминалов в системе радиосвязи на основе ожидаемого SIR из незапланированных мобильных терминалов и запланированного мобильного терминала.
В возможном варианте осуществления или базовая станция или мобильный терминал вычисляет ожидаемый SIR предполагаемого канала трафика для того, чтобы компенсировать несоответствие между предполагаемым каналом трафика и каналом пилот-сигнала, ассоциированным с незапланированным мобильным терминалом. Несоответствие в этом варианте осуществления по меньшей мере частично приписывается пред-фильтру, ассоциированному с эффективным каналом трафика незапланированного мобильного терминала.
В альтернативном варианте осуществления базовая станция или мобильный терминал вычисляет ожидаемое SIR предполагаемого канала трафика посредством оценки пред-фильтра предполагаемого канала трафика, который должен быть в результате, если бы был запланирован незапланированный мобильный терминал, и вычисляет ожидаемое SIR на основе оцененного пред-фильтра.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 иллюстрирует диаграмму системы радиосвязи W-CDMA.
Фиг.2 иллюстрирует возможную систему радиосвязи согласно настоящему изобретению.
Фиг.3 иллюстрирует возможный процессор SIR согласно возможному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.4 иллюстрирует график поправочных коэффициентов относительно отношений сигнал-помеха.
Фиг.5 иллюстрирует дополнительные детали возможного процессора SIR фиг.3.
Фиг.6 иллюстрирует блок-схему возможного способа, соответствующего фиг.2 и фиг.3-5.
Фиг.7 иллюстрирует другой возможный процессор SIR согласно возможному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.8 иллюстрирует возможный блок оценки шума настоящего изобретения.
Фиг.9 иллюстрирует блок-схему возможного способа, соответствующего фиг.2 и фиг.7-8.
Фиг.10 иллюстрирует другой возможный вариант осуществления системы радиосвязи фиг.2.
Фиг.11 иллюстрирует блок-схему возможного способа, соответствующего фиг.2 и фиг.10.
Осуществление изобретения
Фиг.1 иллюстрирует систему 10 радиопередачи, содержащую передатчик 20, запланированный мобильный терминал 30 и незапланированный мобильный терминал 40. Для простоты изображен только один незапланированный мобильный терминал 40. Однако для специалистов в данной области техники очевидно, что система 10 радиосвязи, может содержать множество незапланированных мобильных терминалов 40.
1
2
м
Передатчик 20 использует разнесение при передаче для передачи сигнала s(t), предназначенного для запланированного мобильного терминала 30. В иллюстрируемом варианте осуществления передатчик 20 сконфигурирован для режима HS-DSCH системы W-CDMA, причем высокоскоростной канал с многолучевым распространением совместно используется множеством мобильных терминалов 30, 40 посредством мультиплексирования по времени, как описано выше. Передатчик 20 также передает в запланированный мобильный терминал 30 и незапланированный мобильный терминал 40 сигналы, такие как сигналы канала пилот-сигнала, ассоциированного выделенного физического канала (ADPCH, АВФК) и сигналы канала дополнительной служебной сигнализации, представленные здесь как {d(t), d(t)... d(t)}.
Передатчик 20 содержит общий фильтр 22, фильтры 24 канала М, сумматор 26 М и антенну 28 М. Общий фильтр 22 предварительно фильтрует s(t) так, что полная энергия, передаваемая из всех антенн 28, является постоянной величиной. Каждый фильтр 24 канала согласован с m-м каналом с многолучевым распространением между m-й передающей антенной 28 и принимающей антенной запланированного мобильного терминала 30. Также, каждый фильтр 24 канала предварительно фильтрует s(t) для компенсации эффектов канала с многолучевым распространением между m-й антенной 28 и запланированным мобильным терминалом 30. Сумматор 26 объединяет сигнал d(t) с предварительно фильтрованным сигналом s(t). Объединенный сигнал передается в мобильные терминалы 30, 40 через антенны 28.
1
2
M
s
1
2
M
1
2
M
s
d
α
α
α
Согласно предварительно определенным коэффициентам мощности полное количество энергии передачи, излучаемое передатчиком 20, разделено между s(t) и сигналами d(t), d(t)... d(t). Например, коэффициент мощности трафика, представленный , может представлять долю полного количества передаваемой энергии, выделенной s(t). Оставшаяся энергия представляет передаваемую энергию, выделенную сигналам {d(t), d(t)... d (t)}. Также, коэффициент мощности, представленный , представляет долю полного количества передаваемой энергии, выделенной сигналам {d(t), d(t)... d(t)}. Возможные коэффициенты (отношения) мощности к полной энергии передачи могут составлять =0,7 и =0,3.
Далее, коэффициент мощности пилот-сигнала, представленный , может быть определен, как доля полной энергии, выделенной пилот-сигналу в m-й антенне 28. Возможный коэффициент (отношение) мощности пилот-сигнала к полной энергии передачи может составлять =0,1/M, что предполагает, что 10% полной энергии передачи выделено сигналам канала пилот-сигнала, причем энергия передачи пилот-сигнала разделена равномерно между М передающими антеннами 28. В обычных системах радиосвязи коэффициент мощности трафика, разделенный на коэффициент мощности пилот-сигнала, определенный здесь как отношение трафик-пилот, используется для оценки SIR HS-DSCH, когда мобильный терминал не запланирован в текущее время.
SIR канала трафика незапланированного мобильного терминала обнаруживают посредством масштабирования измеренного SIR пилот-канала на основе отношения трафик-пилот .
Как видно из фиг.1, общий фильтр 22 и фильтры 24 канала предварительно фильтруют сигналы канала трафика перед объединением сигналов канала трафика с
1
2
M
M
М
{d(t), d(t)... d(t)}. Из-за предварительной фильтрации канала трафика сигнал s(t) проходит через эффективный канал, отличный от пилот-сигнала р(t), одного из составляющих d(t). В результате возникает несоответствие между измеренным SIR канала пилот-сигнала и SIR канала трафика, что обусловлено отношением (коэффициентом) мощности трафик-пилот. Это несоответствие разрешается в соответствии с настоящим изобретением.
eff,0
eff,n
Эффективные каналы определены следующим образом. Сигнал, принимаемый в запланированном мобильном терминале из m-й передающей антенны 30, может быть представлен посредством , и сигнал, принимаемый в незапланированном мобильном терминале 40 может быть представлен посредством .Эффективный канал трафика, ассоциированный с запланированным мобильным терминалом 30, h(t), и с незапланированным мобильным терминалом 40, h(t), задается Уравнением 1а и Уравнением 1b соответственно,
w
m
0m
nm
m
m
0m
*
где h(t) представляет функцию фильтра, ассоциированную с общим фильтром 22, h(t) представляет функцию фильтра, ассоциированную с m-м канальным фильтром 24, g(t) представляет m-й канал с многолучевым распространением между передатчиком 20 и запланированным мобильным терминалом 30 и g(t) представляет m-й канал с многолучевым распространением между передатчиком 20 и незапланированным мобильным терминалом 40. Поскольку h(t) осуществляет компенсацию m-го канала с многолучевым распространением между передатчиком 20 и запланированным мобильным терминалом 30, h(t)=g (-t). Преобразование Уравнения 1а в частотную область обеспечивает частотную характеристику эффективного канала трафика для запланированного мобильного терминала 30, которая задается посредством:
Напротив, частотная характеристика эффективного канала трафика для незапланированного мобильного терминала 40 задается посредством:
w
Следует отметить, что в Уравнениях 2 и 3 неявно содержится фиксированный фильтр H(ω). В этом случае, .
Как показывают Уравнения 2 и 3, эффективный канал для запланированного мобильного терминала 30 зависит только от эффективного канала с многолучевым распространением для запланированного мобильного терминала 30, в то время как эффективный канал для незапланированного мобильного терминала 40 зависит от канала с многолучевым распространением и для запланированного мобильного терминала 30 и для незапланированного мобильного терминала 40.
0m
Напротив, пилот-сигнал, принимаемый запланированным мобильным терминалом 30 из m-й передающей антенны, проходит канал g(t). В результате возникает несоответствие между SIR, измеренным на канале пилот-сигнала, и SIR, измеренным на канале трафика. В то время как обычные способы оценки SIR, основанные на масштабировании SIR канала пилот-сигнала, должны осуществлять компенсацию несоответствия мощности, эти способы не направлены на дополнительное несоответствие, вызванное пред-фильтрами 22, 24.
Для принятия решения по планированию базовая станция должна иметь информацию об ожидаемом SIR незапланированного мобильного терминала 40, как если бы он был запланирован. По аналогии с Уравнением 2 частотная характеристика эффективного канала трафика незапланированного мобильного терминала 40, как если бы он был запланирован, задается посредством:
Как показано в Уравнении 4, она отличается от эффективного канала незапланированного мобильного терминала 40. Отличие дополнительно добавляется в несоответствие между измеренным SIR пилот-сигнала и SIR канала трафика. В результате этого несоответствия каналов измеренное SIR в незапланированном мобильном терминале 40 отличается от SIR, которое должно быть измерено в незапланированном мобильном терминале 40, если незапланированный мобильный терминал 40 был запланирован.
true,n
meas,n
T
Чтобы лучше понять, как измеренное SIR канала пилот-сигнала отличается от SIR канала трафика, которое должно испытываться, если бы был запланирован незапланированный мобильный терминал 40, рассматривают следующую математическую модель. Предполагается, что SIR представляет "истинное" SIR для незапланированного мобильного терминала 40, как если бы незапланированный мобильный терминал 40 был запланирован, и SIR представляет SIR, измеренное на канале пилот-сигнала, для незапланированного мобильного терминала 40. Далее, для простоты, предполагается, что на HS-DSCH используется только один код. (Следует отметить, что для случая многочисленных кодов истинное SIR просто масштабируется определенным количеством кодов, используемых на HS-DSCH). Среднее количество принимаемой энергии на символ, обусловленное одним кодом, задается посредством , где E представляет полную принятую энергию сигнала. Остаток от принятой энергии обусловлен пилот-сигналами, каналами ADPCH и каналами дополнительной служебной сигнализации и задается посредством .
nm
nmp
Предполагается, что мобильные терминалы 30, 40 используют многоотводный приемник G-RAKE, пусть Q представляет общее количество отводов (“пальцев”), используемых в приемнике G-RAKE, где q индексирует отводы. Как показано в Уравнении 4, эффективный канал для незапланированного мобильного терминала 40, как если бы незапланированный мобильный терминал 40 был запланирован, обозначен  и задается посредством обратного преобразования Фурье , которое зависит только от каналов с многолучевым распространением  для незапланированного мобильного терминала 40. Пусть P представляет количество ответвлений m-го канала с многолучевым распространением g(t) для незапланированного мобильного терминала 40, и пусть p индексирует каждое из этих ответвлений. Задержки и усиления ответвлений обозначены  и g соответственно. Далее, пусть L является общим количеством ответвлений эффективного канала  для незапланированного мобильного терминала 40, и пусть l индексирует каждое из ответвлений. Задержки и усиления ответвлений эффективного канала обозначены  и  соответственно.
Вектор сужения по спектру, содержащий значение сужения по спектру для каждого из отводов RAKE-приемника G-RAKE, задается посредством:
n
n
n
где c(i) является символом интереса в продолжение i-го интервала передачи сигналов, h является вектором усиления канала и z(i) является вектором искажения. Q-я составляющая вектора усиления канала h задается посредством:
где x является функцией автокорреляции формы импульса дискрета и  является задержкой q-го отвода приемника G-RAKE.
n
Вектор искажения z(i) содержит (1) межсимвольную помеху (ISI, МСП) на HS-DSCH, (2) помеху от сигналов, отличных от канала трафика, ассоциированных с М передающими антеннами, и (3) шум плюс помеху других ячеек, которые обычно моделируются как белый шум.
z,n
0
n
Ковариационная матрица искажения,  может быть определена при рассмотрении определений канала, представленных на фиг.1. Результирующим выражением является R=IR, где
n
1
2
s
Уравнение 7 содержит три составляющих матрицы, Rs, Rd, и Ro, которые соответствуют соответственно трем различным составляющим вектора искажения Z(i), описанным выше. (q, q)-й элемент R задается посредством:
1
2
d
(q, q)-й элемент R задается посредством:
1
2
o
(q, q)-й элемент R задается посредством:
c
s
d
где SF является коэффициентом расширения, T - периодом символа и T=T/SF - периодом дискрета. Как показано в Уравнении 8, R является функцией эффективного канала, который содержит пред-фильтры 22, 24, разработанные для незапланированного мобильного терминала 40, как если бы незапланированный мобильный терминал 40 был запланирован. R является непосредственно функцией каналов с многолучевым распространением, как показывает Уравнение 9.
n
Весовой вектор для приемника G-RAKE задается посредством . Применение весового вектора к вектору сужения y(i) дает статистическое решение
true,n
Из этого истинное SIR незапланированного мобильного терминала 40, как если бы незапланированный мобильный терминал 40 был запланирован, SIR, задается посредством:
true,n
T
o
n
o
true,n
T
o
Уравнение 12 подчеркивает зависимость SIRот входного отношения сигнал-шум (SNR), E/I. Для малых входных SNR, RR, и SIRнепосредственно пропорционально E/I.
true,n
T
o
Следовательно, SIRувеличивается прямо пропорционально E/I. Для очень больших входных SNR, .
true, n
meas,n
Теперь, когда SIR было определено, для целей сравнения получают выражение для измеренного SIR на каналах пилот-сигнала для незапланированного мобильного терминала 40, SIR. Измеренное SIR представляет сумму измеренных отношения SIR пилота-сигнала для каждого из m ∈ {1, М} каналов пилот-сигнала, как показано в Уравнении 13.
Для измерения SIR на канале пилот-сигнала, передаваемого из m-й антенны, в приемнике G-RAKE осуществляют корреляцию кода расширения на канале, приводящего к суженному вектору длиной -Q, что приводит к
m
mn
где c(i) является символом пилот-сигнала, передаваемого из m-й антенны в течение i-го интервала передачи сигналов, и g является вектором усиления канала с q-й составляющей, которая задается посредством
Следует отметить, что он отличен от вектора сужения для HS-DSCH, описанного выше (см. Уравнение 5), так как вектор усиления канала Уравнения 14 скорее является функцией каналов с многолучевым распространением, чем эффективного канала
eff
meas,n
true,n
sched
h (t), который содержит пред-фильтры 22, 24. Это одна причина несоответствия между SIR и SIR.
nm
z,n
0
n
-
-
Вектор искажения z(i) также отличен, так как он содержит (1) помеху от HS-DSCH с пред-фильтрами, разработанными для запланированного мобильного терминала 30, (2) ISI на m-м канале пилот-сигнала, (3) помеху от пилот-сигнала, каналов ADPCH и каналов дополнительной служебной сигнализации, ассоциированных с другими антеннами, и (4) шум плюс помеху других ячеек (обычно моделируемые как белый шум). Результирующая ковариационная матрица задается посредством R=I R, где
Первая составляющая Уравнения 16 содержит помеху от HS-DSCH с пред-фильтрами, разработанными для запланированного мобильного терминала 30. Вторая и третья составляющие идентичны Уравнению 7.
-
eff,n
Ковариационная матрица Уравнения 16 кажется подобной ковариационной матрице Уравнения 7. Однако Rs Уравнения 16 является функцией H (ω), определенного в Уравнении 3, тогда как Rs Уравнения 7 является функцией
eff,n
meas,n
true,n
sched
H  (ω), определенного в Уравнении 4. Это различие является другой причиной несоответствия между SIR и SIR.
eff,n
nl
nl
eff,n
-
-
-
Как описано выше, H(ω) является функцией каналов c многолучевым распространением и запланированного и незапланированного мобильных терминалов. Обозначая h и τ усиления и задержки ответвления канала эффективного канала H(ω),(q1, q2)-й элемент матрицы Rs задается посредством
которое имеет вид, идентичный Уравнению 8, за исключением усилений и задержек ответвлений канала, которые отличны.
Весовой вектор для приемника G-RAKE для m-го канала пилот-сигнала задается посредством .
nm
Применение весового вектора к вектору сужения y(i) дает статистическое решение
Отсюда измеренное SIR незапланированного мобильного терминала 40 на m-м канале пилот-сигнала задается посредством
tlu,an
meas,n
Как описано выше и показано в Уравнениях 12 и 19, существует несоответствие между истинным SIR (SIR) и измеренным SIR (SIR). Уравнение 20 обеспечивает сравнение Уравнения 12 и Уравнения 19, которое лучше иллюстрирует это несоответствие.
meas,n
true, n
s
p
Как показано Уравнением 20, SIR отличается от SIR более чем на простой коэффициент масштабирования α/α. В результате простой коэффициент масштабирования, ассоциированный с коэффициентами (отношениями) мощности, не будет достоверно компенсировать несоответствие, вызванное пред-фильтрами 22, 24. Другими словами, несоответствие эффективного канала между каналом пилот-сигнала незапланированного мобильного терминала 40 и эффективным каналом трафика, который должен быть в результате, если бы был запланирован незапланированный мобильный терминал 40, делает недостаточным для систем, которые предварительно фильтруют сигналы канала трафика, способ простого коэффициента масштабирования обычных систем.
Настоящее изобретение решает проблему несоответствия SIR в незапланированных мобильных терминалах 40, формируя ожидаемое SIR предполагаемого эффективного канала трафика незапланированного мобильного терминала 40, который должен быть в результате, если бы был запланирован незапланированный мобильный терминал 40. Хотя следующее описание сосредоточено на незапланированном мобильном терминале, понятно, что, поскольку запланированный мобильный терминал также сталкивается с проблемой несоответствия между каналом трафика и измеренным каналом пилот-сигнала, настоящее изобретение может быть применено также к запланированному мобильному терминалу.
Настоящее изобретение может быть осуществлено в любой системе радиосвязи, такой как возможная система 100 радиосвязи, изображенная на фиг.2. Система 100 радиосвязи содержит базовую станцию 110, запланированный мобильный терминал 150 и незапланированный мобильный терминал 160. Базовая станция 110 содержит приемопередатчик 112, антенну 114, планировщик 116 и дополнительный процессор 118 SIR. Приемопередатчик 112 содержит передатчик 130, то есть передатчик 20, изображенный на фиг.1, который передает сигнал через антенну 114 в множество мобильных терминалов 150, 160. В частности, передатчик 130 предварительно фильтрует сигнал s(t) и передает комбинацию d(t) и предварительно фильтрованного сигнала s(t) в запланированный мобильный терминал 150 и незапланированный мобильный терминал 160, как описано выше. В то время как фиг.2 изображает только одну антенну 114, ассоциированную с передатчиком 130, для специалистов в данной области техники очевидно, что, как и передатчик 20 фиг.1, передатчик 130 фиг.2 может содержать много антенн 114.
est
est
Дополнительно, приемопередатчик 112 содержит приемник 140, который принимает через антенну 114 сигналы связи из мобильных терминалов 150, 160. Приемник 140 также принимает информацию планирования, то есть оценки SIR (SIR) из запланированных мобильных терминалов 150 и незапланированного мобильного терминала 160, представление или отображение SIR, такое как индикатор качества канала (CQI) и/или, в некоторых случаях, переменные SIR из одного или большего количества незапланированных мобильных терминалов 160. Когда в базовую станцию 110 обеспечиваются переменные SIR, приемник обеспечивает переменные SIR в процессор 118 SIR в базовой станции 110 для формирования ожидаемого SIR для мобильных терминалов 150,160, как описано ниже. Затем планировщик 116 принимает ожидаемые SIR из приемника 140 и/или процессора 118 SIR и планирует один из множества мобильных терминалов 150, 160 на основе обеспеченных SIR.
0
0
0
n
nl
ol
eff,o
0m
m=1
0
0
M
Каждый мобильный терминал 150, 160 содержит приемопередатчик 152, антенну 154, схему 156 измерения и процессор 118 SIR. Каждый приемопередатчик содержит передатчик 157 для передачи сигналов в базовую станцию 110 через антенну 154 и приемник 158 для приема сигналов из базовой станции 110 через антенну 154. Согласно настоящему изобретению схема 156 измерения в запланированном мобильном терминале 150 сужает по спектру соответствующий канал трафика, оценивает SIR канала трафика и посылает оцененное SIR и/или представление или отображение оцененного SIR, то есть CQI, в базовую станцию 110 для обработки в планировщике 116. CQI обычно является числом в 5 бит, которое соответствует предварительно определенным значениям SIR. Поскольку запланированный мобильный терминал 150 сужает по спектру канал трафика, он имеет возможность оценить вектор h усиления и ковариационную матрицу R искажения и, соответственно, SIR на канале трафика. Вектор h усиления имеет форму, абсолютно идентичную h в Уравнении 6, за исключением того, что h заменяется на h, то есть усилениями ответвлений эффективного канала трафика h(t). Эти усиления ответвлений вычисляют посредством оценки усилений ответвлений каждого из каналов {g(t)}  с использованием пилот-сигналов и затем использования уравнения, заданного Уравнением 2, для вычисления эффективного канала (в частотной области). Ковариационная матрица искажения R может быть вычислена посредством усреднения по времени суженного по спектру канала трафика. Вектором сужения по спектру является y(i). Следовательно, оцененная ковариационная матрица искажения задается посредством:
0
где ĥ является оцененным вектором усиления, и (.) означает усреднение по времени. Тогда оценка SIR задается посредством:
0
o
z,0
где R=IR. Следовательно, в то время как запланирован запланированный мобильный терминал 150, процессор 118 SIR может оценивать SIR с использованием суженного по спектру канала трафика. Альтернативно, процессор 118 SIR может обрабатывать запланированный мобильный терминал 150 как незапланированный мобильный терминал 160 и оценивать SIR для запланированного мобильного терминала согласно вариантам осуществления, описанным ниже.
Так как незапланированный мобильный терминал 160 не имеет информации относительно канала с многолучевым распространением, ассоциированного с запланированным мобильным терминалом 150, SIR, измеренное схемой 156 измерения в незапланированном мобильном терминале 160, не соответствует ожидаемому SIR будущей передачи канала трафика. Поэтому для формирования ожидаемого SIR незапланированного мобильного терминала 160, процессор 118 SIR вычисляет ожидаемое SIR на основе предполагаемого канала трафика, который должен быть в результате, если бы был запланирован незапланированный мобильный терминал 160, как описано ниже. Затем вычисленное SIR обеспечивается в планировщик 116.
Согласно настоящему изобретению процессор 118 SIR может вычислять в незапланированном мобильном терминале 160 ожидаемое SIR и затем передавать вычисленное SIR в базовую станцию 110 для дальнейшей обработки в планировщике 116. Альтернативно, незапланированный мобильный терминал 160 может передать в базовую станцию 110 переменные SIR, сформированные схемой 156 измерения, для дальнейшей обработки процессором 118 SIR базовой станции. Затем процессор SIR 118 базовой станции вычисляет ожидаемое SIR и направляет вычисленное SIR в планировщик 116 для дальнейшей обработки, как описано выше.
p
d
d
n
s
p
p
В первом возможном варианте осуществления настоящего изобретения процессор 118 SIR в незапланированном мобильном терминале 160 или в базовой станции 110 вычисляет ожидаемое SIR предполагаемого канала трафика, ассоциированного с незапланированным мобильным терминалом 160, который должен быть в результате, если бы был запланирован незапланированный мобильный терминал 160, посредством применения поправочного коэффициента к измеренному SIR пилот-сигнала, ассоциированного с незапланированным мобильным терминалом 160. Поправочный коэффициент компенсирует несоответствие канала между каналом пилот-сигнала и эффективным каналом трафика, который должен существовать, если бы был запланирован незапланированный мобильный терминал 160. В основном, схема 156 измерения незапланированного мобильного терминала 160 измеряет переменные SIR, то есть SIR канала пилот-сигнала (SIR), и обеспечивает переменные SIR в процессор 118 SIR. Схема 156 измерения также может измерять разброс задержки Θ (другую переменную SIR), соответствующий сигналам канала пилот-сигнала. Альтернативно, в памяти может храниться номинальный разброс задержки Θ для использования процессором 118 SIR. Затем процессор 118 SIR определяет поправочный коэффициент ϕ на основе измеренных переменных SIR, как описано ниже, и применяет поправочный коэффициент и, возможно, скаляр мощности α/α к измеренному SIR пилот-сигнала для компенсации несоответствия канала и мощности между каналом пилот-сигнала и предполагаемым каналом трафика.
n
n
n
n
p
n
d
n
n
В возможном варианте осуществления, как изображено на фиг.3, процессор 118 SIR содержит вычислитель 120 SIR и память 122. Память 122 хранит в справочной таблице множество предварительно определенных поправочных коэффициентов ϕ. Каждый из сохраненных поправочных коэффициентов ϕ представляет соответствующий поправочный коэффициент ϕ для SIR, который должен быть в результате при определенной конфигурации приемника и сценарии канала. Например, можно показать, что поправочный коэффициент ϕ зависит от SIR пилот-сигнала (SIR), как изображено на фиг.4. Также, может быть сформирован и сохранен в справочной таблице поправочных коэффициентов, хранящейся в памяти, отличный поправочный коэффициент ϕ для каждого из множества проектируемых SIR пилот-сигнала для заданного коэффициента мощности α не трафика. В этом варианте осуществления вычислитель 120 SIR выбирает поправочный коэффициент ϕ из сохраненной справочной таблицы поправочных коэффициентов ϕ на основе вычисленного SIR пилот-сигнала.
d1
d2
dj
n
d
d
n
d
Дополнительно, различные коэффициенты мощности (α, α... α) не трафика соответствуют различным наборам проектируемых SIR пилот-сигнала и поправочным коэффициентам ϕ. Другими словами, как изображено на фиг.4, существует различный набор кривых поправочного коэффициента/SIR пилот-сигнала для каждого коэффициента мощности α. В результате, в памяти может храниться справочная таблица поправочных коэффициентов, основанная на различных значениях SIR пилот-сигнала и коэффициентах мощности α. В этом варианте осуществления вычислитель 120 SIR выбирает поправочный коэффициент ϕ из сохраненной справочной таблицы на основе известного SIR пилот-сигнала и коэффициента мощности α.
d
d
n
d
d
d
Еще дополнительно, набор кривых, изображенных на фиг.4, может соответствовать определенному разбросу задержки θ, соответствующему сигналам канала пилот-сигнала. Разброс задержки может быть измерен или задается номинальным значением. В результате, для каждого из множества проектируемых разбросов задержки θ в памяти может храниться справочная таблица поправочных коэффициентов ϕ, основанная на проектируемых SIR пилот-сигнала и коэффициентах мощности α. В этом варианте осуществления вычислитель 120 SIR выбирает поправочный коэффициент из сохраненной справочной таблицы на основе известного SIR пилот-сигнала, известного коэффициента мощности α и известного разброса задержки θ.
d
n
d
d
d
d
n
s
p
n
n
n
d
n
n
s
p
Согласно фиг.5 возможный вычислитель 120 SIR содержит селектор 124 поправочного коэффициента и корректор 126. Как изображено на фиг.5, селектор 124 поправочного коэффициента принимает из схемы 156 измерения одну или большее количество переменных SIR, таких как SIR пилот-сигнала и/или разброс задержки θ, и выбирает поправочный коэффициент ϕ из справочной таблицы, сохраненной в памяти 122, на основе известного коэффициента мощности α, измеренного SIR пилот-сигнала и/или измеренного разброса задержки θ; когда ожидаемое SIR вычисляют в незапланированном мобильном терминале 160, либо базовая станция посылает коэффициент мощности α в мобильный терминал 160, либо мобильный терминал 160 использует заданный коэффициент мощности α. Затем корректор 126 применяет выбранный поправочный коэффициент ϕ и, возможно, скаляр мощности, то есть α/α, к измеренному SIR пилот-сигнала для определения ожидаемого SIR для незапланированного мобильного терминала 160. Корректором 128 может быть умножитель, который применяет поправочный коэффициент ϕ, умножая измеренное SIR пилот-сигнала на поправочный коэффициент ϕ и скаляр мощности. Альтернативно, если SIR пилот-сигнала, поправочный коэффициент ϕ и скаляр мощности α выражены в единицах dB (Децибеллы), то корректором 128 может быть сумматор, который применяет поправочный коэффициент ϕ, добавляя поправочный коэффициент ϕ и скаляр мощности α/α к измеренному SIR пилот-сигнала. Как упомянуто выше, незапланированный мобильный терминал 160 может вычислять ожидаемое SIR незапланированного мобильного терминала 160 и может обеспечивать базовую станцию 110 или вычисленным SIR или представлением SIR, то есть CQI. Альтернативно, незапланированный мобильный терминал 160 для определения ожидаемого SIR может обеспечивать в базовую станцию 110 переменные SIR, сформированные схемой 156 измерения.
d
d
d
p
d
d
n
d
n
p
d
d
n
Вариант осуществления, описанный выше, компенсирует несоответствие SIR в незапланированном мобильном терминале 160, применяя поправочный коэффициент к измеренному SIR пилот-сигнала незапланированного мобильного терминала 160. Фиг.6 обеспечивает блок-схему, иллюстрирующую возможную процедуру 200, выполняемую в процессоре или программируемой схеме для незапланированного мобильного терминала 160. После того как незапланированный мобильный терминал 160 принимает пилот-сигналы, переданные из базовой станции 110 (блок 202), схема 156 измерения измеряет SIR пилот-сигнала (блок 204) принятого сигнала канала пилот-сигнала. Затем получают разброс задержки θ (блок 206). Разброс задержки θ может быть либо измерен в схеме измерения 156, либо он может быть номинальным значением, сохраненным в памяти. Затем процессор 118 SIR определяет, будет несоответствие исправлено в базовой станции 110 или в незапланированном мобильном терминале 160 (блок 208). Если несоответствие должно быть исправлено в незапланированном мобильном терминале 160, то вычислитель 120 SIR принимает из базовой станции 110 коэффициент мощности α (блок 210) и выбирает на основе измеренного SIR пилот-сигнала (SIR), разброса задержки θ и/или коэффициента мощности α поправочный коэффициент ϕ из справочной таблицы, сохраненной в памяти 122 (блок 212). Альтернативно, вычислитель 120 SIR может использовать номинальный коэффициент мощности α, сохраненный в памяти, и выбирать поправочный коэффициент ϕ из справочной таблицы, сохраненной в памяти 122, на основе измеренного SIR пилот-сигнала (SIR), разброса задержки θ и/или коэффициента мощности α (блок 212). Затем вычислитель 120 SIR применяет поправочный коэффициент ϕ к измеренному SIR пилот-сигнала (блок 214) и передает результирующее ожидаемое SIR в базовую станцию 110 (блок 216).
d
d
n
n
n
Если несоответствие должно быть исправлено в базовой станции 110, то незапланированный мобильный терминал 160 передает переменные SIR в процессор 118 SIR в базовой станции 110 (блок 220). Вычислитель 120 SIR в базовой станции 110 с использованием SIR пилот-сигнала, принятого из незапланированного мобильного терминала 160, разброса задержки θ (или измеренной или номинальной) и/или коэффициента мощности α (или измеренного или номинального) (блок 222) выбирает поправочный коэффициент ϕ из справочной таблицы, сохраненной в памяти 122, (блок 224) и применяет поправочный коэффициент ϕ к измеренному SIR пилот-сигнала (блок 226) для формирования ожидаемого SIR (SIR).
Этот процесс повторяется для каждого незапланированного мобильного терминала 160 в системе радиосвязи. Дополнительно, запланированный мобильный терминал 150 обеспечивает в базовую станцию 110 SIR, соответствующее запланированному мобильному терминалу 150. Затем планировщик 116 оценивает отношения SIR (блок 230) и планирует один из мобильных терминалов 150, 160 на основе отношений SIR (блок 232).
n
n
Т
d
o
o
Второй вариант осуществления настоящего изобретения осуществляет компенсацию для описанного выше несоответствия эффективного канала посредством предположения относительно эффективного канала трафика незапланированного мобильного терминала 160, который должен быть в результате, если бы был запланирован незапланированный мобильный терминал 160, и непосредственного вычисления ожидаемого SIR незапланированного мобильного терминала 160 на основе предполагаемого эффективного канала трафика с использованием Уравнения 12. Как описано выше, незапланированный мобильный терминал 160 имеет информацию относительного эффективного канала и может вычислять пред-фильтры 22, 24, которые должны использоваться, если бы был запланирован незапланированный мобильный терминал 160, и, следовательно, имеет информацию относительно вектора h усиления канала и ковариационной матрицы R шума. Поскольку незапланированный мобильный терминал 160 также может допускать некоторое известное значение полной принимаемой энергии сигнала Е и имеет доступ к коэффициенту мощности α, то незапланированный мобильный терминал 160 имеет доступ ко всем переменным, необходимым для вычисления SIR с использованием Уравнения 12, за исключением оценки основного уровня шума I. Следовательно, возможный процессор 118 SIR для второго варианта осуществления в дополнение к вычислителю SIR 120 дополнительно содержит средство для оценки основного уровня шума I.
o
o
o
Как изображено на фиг.7, возможная блок-схема процессора 118 SIR согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения содержит блок 180 оценки уровня шума и вычислитель 120 SIR. Блок 180 оценки (уровня) шума определяет оценку I основного уровня шума и обеспечивает оценку О шума в вычислитель 120 SIR. Затем вычислитель 120 SIR использует оценку шума О для вычисления ожидаемого SIR для незапланированного мобильного терминала 160 согласно Уравнению 12. Затем ожидаемое SIR передают в базовую станцию 110 для дополнительной обработки в планировщике 116, как описано выше.
o
o
o
Блок 180 оценки шума может формировать оценку шума О согласно любому известному способу. Например, оценка шума О может быть сформирована согласно способу, описанному в заявке на патент США с регистрационным номером *****, называемой "Method and Apparatus for Parameter Estimation in Generalized RAKE Receiver" и зарегистрированной *****, которая полностью включена в данное содержание по ссылке. Блок 180 оценки шума также может формировать оценку шума О согласно способу, раскрытому в заявке на патент США с регистрационным номером 09/660050, называемой "Apparatus for and Method of Adapting a Radio Receiver Using Control Functions"
и зарегистрированной 12 сентября 2000г., которая полностью включена в данное описание по ссылке.
o
o
o
Альтернативно, блок 180 оценки шума может формировать оценку шума О на основе оценки уровня шума помехи, комбинации помехи I и основного шума I по различным кадрам принятого сигнала. В этом варианте осуществления, изображенном на фиг.8, блок 180 оценки шума содержит блок 182 восстановления пилот-сигнала, объединитель 184 и минимальный процессор 186. В этом варианте осуществления блок 182 восстановления пилот-сигнала восстанавливает пилот-сигнал из принятого сигнала для формирования восстановленного пилот-сигнала по K кадрам. Объединитель 184 вычитает K кадров восстановленного пилот-сигнала из соответствующих K кадров принятого сигнала для формирования набора K оценок уровня шума помехи. Затем минимальный процессор 186 выбирает минимальный уровень шума помехи из набора K уровней шума помехи в качестве оценки уровня шума О.
o
Вариант осуществления, описанный выше, вычисляет SIR на основе оценки шума О. Хотя практические осуществления второго варианта осуществления могут выполнять такое вычисление в незапланированном мобильном терминале 160, для специалистов в данной области техники очевидно, что базовая станция 110 также может вычислять ожидаемое SIR незапланированного мобильного терминала 160 при условии, что незапланированный мобильный терминал 160 снабжает базовую станцию 110 необходимыми переменными SIR.
o
o
o
Второй возможный вариант осуществления настоящего изобретения компенсирует несоответствие SIR посредством непосредственного вычисления ожидаемого SIR для незапланированного мобильного терминала 160 на основе оценки шума О, как если бы был запланирован незапланированный мобильный терминал 160. Фиг.9 обеспечивает возможный способ 300 для планирования мобильных терминалов 150, 160 с использованием ожидаемых SIR, непосредственно вычисленных из основных оценок шума, как описано выше. Согласно возможному способу 300 незапланированный мобильный терминал 160 принимает сигналы из базовой станции 110 (блок 302). Блок 180 оценки шума из этих принятых сигналов формирует оценку основного уровня шума, О, согласно любому способу, описанному выше (блок 304). Затем вычислитель 120 SIR вычисляет непосредственно ожидаемое SIR для незапланированного мобильного терминала 160 на основе оценки шума О (блок 306). После того как каждый мобильный терминал передает свои ожидаемые SIR в базовую станцию 110 (блок 308), планировщик 116 оценивает каждое из ожидаемых SIR (блок 310) и планирует один из мобильных терминалов на основе ожидаемого SIR (блок 312).
o
est
Вместо оценки I процессор 118 SIR в каждом незапланированном мобильном терминале 160 может вычислить непосредственно ожидаемое SIR согласно Уравнению 12 с использованием заданного уровня шума, предварительно определенного базовой станцией 110 и сохраненного в памяти 122, как изображено на фиг.10. В этом варианте осуществления процессор 118 SIR в базовой станции 110 заменен компаратором 190, который сравнивает ожидаемые SIR, обеспеченные запланированными и незапланированными мобильными терминалами 150, 160. На основе этого сравнения компаратор 190 формирует набор относительных оценок SIR ΔSIR. Затем планировщик 116 оценивает набор относительных оценок SIR согласно предварительно определенным критериям для определения, какой мобильный терминал должен быть запланирован.
o
est
Фиг.11 иллюстрирует возможный способ 320 планирования мобильных терминалов с использованием набора относительных оценок SIR, описанных выше. Согласно возможному способу 320 незапланированный мобильный терминал 160 принимает сигналы из базовой станции 110 (блок 322). После извлечения из памяти (блок 324) заданного уровня шума вычислитель 120 SIR вычисляет ожидаемое SIR с использованием заданного уровня шума О (блок 326). После того как каждый мобильный терминал передает в базовую станцию 110 (блок 328) свое ожидаемое SIR, компаратор 190 сравнивает каждое из ожидаемых SIR из запланированных и незапланированных мобильных терминалов 150, 160 (блок 330) для формирования набора относительных оценок SIR ΔSIR. Планировщик 116 на основе набора относительных оценок SIR планирует один из мобильных терминалов (блок 332).
Описанное выше изобретение обеспечивает улучшенный способ и устройство для оценки ожидаемого SIR для незапланированного мобильного терминала 160 и, следовательно, обеспечивает улучшенный способ и устройство для планирования мобильных терминалов 150, 160 в системе радиосвязи 100. Хотя предшествующее описание сосредоточено на системах радиосвязи, которые используют режим HS-DSCH
системы W-CDMA, для специалистов в данной области техники очевидно, что способ и устройство, описанные выше, применимы к любой системе радиосвязи, которая предварительно фильтрует сигналы канала трафика отдельно от сигналов канала пилот-сигнала. Также описанная выше проблема присутствует в любой системе радиосвязи, где эффективный канал трафика отличен от эффективного канала пилот-сигнала из-за пред-фильтров, ассоциированных с сигналами канала трафика.
Безусловно, не отклоняясь от существенных характеристик изобретения, настоящее изобретение может быть выполнено способами, отличными от определенных изложенных здесь способов. Представленные варианты осуществления должны рассматриваться во всех отношениях как иллюстративные, а не ограничивающие, и все изменения, находящиеся внутри значения и диапазона эквивалентности приложенной формулы изобретения, предназначены для охвата ею.