专利名称：确认基站天线权重的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明系有关于UMTS移动无线接收器中确认被用于基站之两天线之天线权重之方法及装置。
背景技术：
包含具两天线之一基站及一移动无线用户之移动无线系统中，各与基站天线之一产生相关之两传输信道之间系具有固定相位关系。
UMTS(通用移动电信系统)标准中，被发射自两天线之信号间之关系可藉由所谓封闭回路模式传输分集(CLTD)功能以达成两传输信道间之建设性干扰方式来影响。封闭回路模式传输分集功能可以模式1及模式2来操作。模式1中，两天线之一之相位可改变，而另一天线之相位维持固定。大体而言，此导致两天线间之相位关系改变。除了从模式1得知之相位关系改变之外，模式2可提供从天线被发出之信号振幅变异。两天线之振幅可于模式2中被改变。
封闭回路模式传输分集功能系被说明于UMTS说明书3GPP TS25.214中。此说明书，特别是段落7及附录A，在此系被包含于本申请案之揭示内容中。此说明书系被重复参考于下文。此例中所有细节系有关V5.6.0版本(2003-09)。
封闭回路模式传输分集功能可使回馈信号信息(FSM)数据文字被形成自移动无线中之被估计信道脉冲响应，且这些系被传送至基站。两信道之信道脉冲响应一直被用于回馈信号信息数据文字。回馈信号信息数据文字包含被预期用于基站有关最佳相位关系，及可能有关从天线被传送之信号最佳振幅之信息。
两天线系针对在此被考虑传输分集方法而被用于基站传输。基站可从一回馈信号信息数据文字形成两天线权重w1及w2，且这些系被加诸至被预期从该两天线发出之信号上。此被说明于第1图。为了避免来自两天线之信号间之破坏性干扰可能，两传输路径中之有效荷载数据(DPDCH)及所谓专用控制数据(DPCCH)系被乘上复合权重因子w1及w2。专用控制数据系包含训练符号，其于下文中被称为专用前导。为符合此，所谓CPICH符号或共享前导系被当作训练数据传输，而这些不被乘上权重因子。由于CPICH符号之正交特性，有关两传输天线之信道参数h1.i(p)及h2.i(p)可被决定于接收器中。相对地，以专用前导为基础估计之信道参数系被标示为h1.i(d)及h2.i(d)。模式2例中，仅可以专用前导为基础来估计两天线之最终信道，而其信道参数系于下文中被标示为。
天线权重系以从移动部件被传回之信息为基础被计算于基站中。各最佳传输权重系藉由评估CPICH符号被决定于移动部件中，且使用已知于基站中之准则被量化，被映像至位序列，及被传送至基站。此例中，一位(所谓FBI位)于各例中被传送给各UMTS时隙，基站中之权重接着被采用。模式1例中，目前权重系藉由具两位{b1，b2}之向量来决定，因此其视目前被传送位及先前位而定。模式2例中，目前权重系藉由具四位{b1，b2，b3，b4}之向量来决定，也就是说此例中，内存为四位。这些传输权重于解调移动部件中之被接收数据期间必须被考虑。先前被决定之量化权重可被用于此例中。信道影响于传送FBI位基站期间可能产生传输错误。此导致用于解调移动部件中之被假设权重不同于实际被使用传输权重。仿真显示标准所需接收器效能无法以此方式达成。为了避免此，所谓天线确认系被用于接收器来检查被用于发送器之天线权重是否实际匹配被计算于移动部件中之路径权重。矛盾事件中，权重系被适当修正。
模式1及模式2之天线确认方法最初系于上述标准之附录A中被提出。两假设测试系明确地以不等式为基础针对模式1被提出 用于偶数UMTS时隙及 用于奇数UMTS时隙。
实际被使用之位接着可以此假设测试结果为基础被推演。因为天线1之权重于模式1中为固定，且天线2之权重可假设仅为具有大欧几里得(Euclidean)距离之四分离值，所以藉由公式(1)及(2)说明之确认处理可靠性本质上非常高。
16假设测试系针对模式2被提出。此例中，最大值(w^1,w^2)=arg<maxw1,w2∈T{ln(P^(w1,w2))+ln(p‾(w1,w2))}>---(3)]]>系被执行，其中p(w1，w2)系为权重对(w1，w2)先验发生机率。此可于传送FBI位期间从(已知)被传送FBI位及从错误机率假设来计算。可以训练符号为基础被计算之特定权重对出现机率系使用以下来计算ln(p^(w1,w2))=-(Σi=1Npath|hi(d)-γ(w1h1,i(p)+w2h2,i(p)|2σi2(1+γ2(|w1|2+|w2|2)))---(4)]]>其中hi(d)系为专用前导信道为基础针对两天线最终信道被计算之信道参数，h1.i(p)及h2.i(p)系为共享前导信道为基础针对天线1及2被决定之信道参数，γ2系为DPCH前导信道及CPICH信道之信号干扰及噪音比间之比率，Npath系为传播路径数，而σ22为第i传播路径上之噪音及干扰功率总和。
此程序涉及以下两缺点。被使用之决定度量仅以目前被接收训练符号为基础。因为两权重系被修改于模式2例中，且可能权量因子安排具有较模式1为短之欧几里得距离，所以具有权重被错误决定之主要风险。特别是模式2例中，待讨论之权重间之相位差较小，仅一被接收符号为基础之度量例中，错误侦测风险相当高。再者，模式2例中，因为16度量必须使用方程式(4)来计算，由于各度量其本身本质上之计算系较模式1为复杂，所以解之复杂性亦相当高。因此，本发明之目的系明确说明于UMTS移动无线接收器中确认基站天线权重，藉此错误侦测风险可被降低之方法。
此目的系藉由权利要求1之特征来达成。具有优点发展及改进系被明确说明于附带权利要求中。执行该方法之装置同样被明确说明。
发明内容
本发明系以目前被使用权重不仅视目前被传送FBI位亦视先前被传送位而定之概念为基础。本质上，此使天线确认处理不仅以一亦以若干被接收训练符号为基础，因此大大改进侦测可靠性。
于是本发明系有关确认从移动站传送至具有两天线之基站之包含从天线被发出之信号振幅及/或相位之权重因子(w1，w2)之位向量，其中位向量之更新系藉由一次改变位向量中一及仅一位位置，及藉由将此以位b型式(0或1)从移动站传送至基站来产生。由于目前及先前被传送训练符号被考虑于此方法中，所以该方法系以被传送自基站且被移动站接收之训练符号为基础来实施来决定何权重因子被使用于基站。
此例中，位b最初可被提及之UMTS标准中之标准FBI位。因此，一FBI位系于各UMTS时隙中从移动站被传送至基站来更新位向量。
如上述，依据本发明之方法将针对标准模式2例被解释于下文，因为其应用系特别有利于此目的。然而，本质上，该方法亦可被用于模式1。模式2中，由于各例中位向量{b1，b2，b3，b4}之位之一被连续更新，所以一FBI位系被传送于各时隙中。依据本发明之方法基础系不可达到从一特定状态开始之任何预期接续状态。
除了仅以移动站中目前被接收训练数据为基础决定已被用于基站之天线权重之外，来自先前UMTS时隙之训练数据亦被考量。因为仅位向量之一位曾经被改变于一时隙中，所以位向量仅可以特定方式改变其状态。因此，封闭回路模式传输分集方法之内存被用于依据本发明方法之特定程度。对应方式中，该问题不再与单值侦测相关而与值序列侦测相关，所以可将最大可能序列估计(MLSE)原则应用至该问题。
维特比算法可被用于实施依据本发明之方法。针对此，包含位向量之可能状态及可能状态改变或状态间之分支之格构图首先可被设立。维特比算法可藉由将累积度量与各状态相关，藉由定义分支度量为被接收训练符号之函数，藉由计算各通达至状态之分支之分支度量，藉由计算各状态之累积度量，藉由计算具有最大累积度量之状态，及藉由选择与此状态相关之权重因子来决定被基站使用之权重因子。
分支度量Δmp，kb可被定义为Δmp,kb={ln(p^(w‾1,w‾2))+ln(p‾(w‾1,w‾2))}---(5)]]>其中(w1，w2)系为对应状态转变之权重因子，而p(w1，w2)为权重对(w1，w2)发生之先验机率，而p(w1，w2)被计算自被传输位b及传输位b之错误机率之假设，且ln(p^(w‾1,w‾2))=-(Σi=1Npath|hi(d)-γ(w‾1h1,t(p)+w‾2h2,i(p)|2σi2(1+γ2(|w‾1|2+|w‾2|2)))]]>为可被决定自训练符号之(w1，w2)发生机率；其中h(d)i系为专用前导信道为基础针对两天线最终信道被计算之信道参数，h1.i(p)及h2.i(p)系为共享前导信道为基础针对天线1及2被决定之信道参数，γ2系为DPCH前导信道及CPICH信道之信号干扰及噪音比间之比率，Npath系为传播路径数，而σ22为第i传播路径上之噪音及干扰功率总和。
以上方程序(5)之分支度量仅代表以标准中以上方程序(3)为基础计算分支度量之一例。实务上，可具有优点使用被导源自此之简化分支度量。
用于一状态之累积度量Δmp，k可被计算为Δmp,k=mp,k-1+maxb(Δmp,kb)---(6)]]>其中p为状态指针，k为时间步骤指针，mp，k-1为先前状态之累积度量，而maxb(Δmp，kb)为通达该状态之分支之分支度量Δmp，kb最大值。
被用于实施之维特比算法可藉由适应性仅进一步追踪被各M最可能状态涵盖之格构图而非完整格构图来简化。若状态总数为N，则仅M≤N/2状态变量被遵循；其中接续状态系以格构图中之启始化状态为基础被制造于连续时间步骤中，直到M状态变量各被分配累积度量值为止。具累积度量之2M接续状态系针对这些M状态变量被计算，该累积度量系以其大小为基础被分类，且仅M最大状态被分配至M状态变量，而剩余状态被拒绝且不被进一步跟随。
用于执行依据本发明方法之装置系具有一度量计算单元(1)，可自被接收训练符号来计算分支度量Δmp，kb及累积度量，权重因子配对发生之先验机率p(w1，w2)，及以分类及累积度量大小为基础用于其及用于发出对应具有最高累积度量之状态之权重因子配对(w1，w2)之分类及选择单元。
由于分类及选择单元被设计供应其度量具有最高值之M状态至状态单元存储单元，所以装置可额外具有可储存其累积度量具有最高值之M状态之状态存储单元，且状态存储单元被设计供应被跟随之M状态变量及相关M被储存累积度量至度量计算单元。
本发明将使用实施例及附图被更详细解释于下文，其中第1图显示标准封闭回路模式传输分集方法之简单方块图；第2图显示被应用至标准模式2之依据本发明方法之格构图；及第3图显示可执行依据本发明方法之装置实施例。
具体实施例方式
由于各例中之位向量{b1，b2，b3，b4}之位之一被连续更新，所以被显示于第2图之格构图系有关一FBI位依据标准模式2被传送于各UMTS时隙中。更新可包含对应位位置保持不变或发生于对应位位置处之从0至1或从1至0之改变。此例中之各位向量独一辨识一配对天线权重(w1，w2)。状态sp，k系与下文中之各位向量{b1，b2，b3，b4}相关。此例中，k表示第k接收时隙，且p∈{0，1，…，M-1}，其中M＝16。依据被明定于标准中之量化准则，不可能达成开始自特定状态sp，k之隔一接续状态。开始自状态s0，0→{0，0，0，0}之格构图系被显示于第2图。
以此问题建构为基础，如维特比算法之最大可能方法可被用来决定目前被传送之天线权重。累积度量Δmp，k系以对应方式与各状态sp，k相关。如第2图所示，各例中之两状态改变(分支)本质上通达各状态，且各对应被基站侦测之FBI位(b＝1或b＝0)之假设。若可取得先验信息被插入计算中，则此使可能分支度量成为Δmp,kb={ln(p^(w‾1,w‾2))+ln(p‾(w‾1,w‾2))}---(5)]]>其中(w1，w2)系为对应状态转变且对应被传送FBI位b之假设之权重对。如最初提及者，而p(w1，w2)为权重对(w1，w2)发生之先验机率或信息，其可被计算自已知被传输FBI位及传输FBI位之错误机率之假设，而 为可以训练符号为基础被计算且被方程式(3)给定之权重对(w1，w2)之发生机率。以上方程序(5)中，(w1，w2)系为对应状态转变且对应被传送FBI位b之假设之权重对。
各状态之被累积度量现在系以依据准则之维特比算法结构为基础来计算Δmp,k=mp,k-1+maxb(Δmp,kb)---(6)]]>相对于古典维特比方法，直到进一步(未来)被接收值评估之后才决定权重，但于考虑目前度量增量之后被直接决定。此例中，具有最大累积度量Δmp，k之状态sp，k系首先被决定。对应此之权重对(w1，w2)接着被推荐为最可能权重对。
可使用上述用于各天线权重之解来达成之决定信心系颇高于具有被提出于标准中之假设测试者。然而，若格构图中所有N状态被考虑及遵循，则最初复杂性仍相当高。因为信号噪音功率比与该决定相较下相当高，所以方法可以下列方式来简化。
除了必须考虑所有N＝16状态之外，仅M≤N/2状态变量sp，k被遵循。这些状态变量系假设所有N状态sp，k为其值。启始化处理期间，首先分配s0，0＝s1，0，s1，0为依据标准之启始化状态。以可应用格构图为基础，接续状态接着针对假设b＝0及b＝1被决定，且被分配至两状态变量s0，1及s1，1。如原始算法中之程序最初被继续直到所有状态变量sq，k均被分配一值为止。2M接续状态s′a，k接着针对这些M状态变量被计算。2M状态接着以被累积度量mp，k大小之递减顺序被分类，而M最大状态系被分配至M状态变量sq，k。剩余状态系被拒绝。依据此准则，对应状态so，k之权重对接着于各例中被当作被传送权量对之假设。例如，若M现在被选择等于N/4，则被计算之度量数与完整假设测试相较系被降低2之因子，且甚至较佳结果可考虑内存来达成。
第3图说明如更上述用于执行限制M最可能测试之方法之装置。
度量计算单元1不仅被提供专用前导信号亦被提供共享前导信号。再者，度量计算单元1系被提供被储存于状态存储单元3之先验机率p(w1，w2)及状态变量sq，k-1，及其相关累积度量mp，k-1。下一时间步骤中，度量计算单元1使用这些变量来计算新状态变量sq，k及其相关累积度量mp，k，并将这些变量转移至分类及选择单元2，其中累积度量系被分类，而权重因子w1及w2系以具有最高值之累积度量为基础被发出。再者，分类及选择单元2可发出具有最大值之累积度量mp，k及其相关状态变量sq，k至状态存储单元3。
权利要求
1.一种确认从一移动站被发射至包含两天线的一基站并包含自该天线所发出的信号振幅及/或相位的权重因子(w1，w2)的位向量的方法，其中-该位向量之更新乃是藉由一次改变该位向量中的一而且仅一位位置并藉由以位b(0或1)型式将其从该移动站发射至该基站来制造，及-该方法乃以由该基站发射且被该移动站接收的训练符号为基础来实施，进以决定何权重因子将于该基站中被使用，其特征在于-该方法考虑目前被传送及先前被传送的训练符号。
2.如权利要求1之方法，其特征在于-包含该位向量的可能状态及在其间的可能状态改变或分支的格构图乃被设立，-透过将累积度量与各状态相联结定义分支度量为该被接收训练符号之函数并计算各通达至一状态的各分支的分支度量计算各状态之累积度量决定具有最大累积度量之该状态，及选择与该状态相关之权重因子(w1，w2)而利用维特比算法来决定被使用的该权重因子。
3.如权利要求1之方法，其特征在于-分支度量Δmp，kb被定义为Δmp,kb={ln(p^(w‾1,w‾2))+ln(p‾(w‾1,w‾2))}]]>其中(w1，w2)乃为对应状态转变之权重因子，而p(w1，w2)为权重对(w1，w2)发生之一先验机率，而p(w1，w2)乃自被发射的位b及发射的位b的错误机率的假设中所计算出来，且ln(p^(w‾1,w‾2))=-(Σi=1Npath|hi(d)-γ(w‾1h1,i(p)+w‾2h2,i(p)|2σi2(1+γ2(|w‾1|2+|w‾2|2)))]]>其中h1(d)为以专用前导信道为基础所决定的两天线的最终信道的信道参数，h1，i(p)及h2，i(p)乃为以共享前导信道为基础而针对天线1及2所决定的信道参数，γ2为DPCH前导信道及CPICH信道的信号干扰噪音比(SINR)的间比率，Npath为传播路径数，而σ22为第i传播路径上之噪音及干扰功率总和。
4.如权利要求2或3之方法，其特征在于-一状态的累积度量Δmp，k乃藉由以下来计算Δmp,k=mp,k-1+maxh(Δmp,kh)]]>其中p为状态指针，k为时间步骤指针，mp，k-1为先前状态之累积度量，而maxb(Δmp，kb)为该分支度量Δmp，kb最大值。
5.如权利要求2至4任一所述之方法，其特征在于-若该状态总数为N，则仅M≤N/2状态变量被遵循，其中-接续状态乃以该格构图中的一启始的状态为基础而于连续时间步骤中产生，直到M状态变量各被分配该累积度的一量值为止，-具有累积度量之2M接续状态乃针对该M状态变量而被计算，该累积度量乃以其大小为基础被分类，且仅该M最大状态被分配至该M状态变量，而该剩余状态则被拒绝且不被进一步遵循。
6.一种用以执行如权利要求2至5之一项的方法的装置，具有-一度量计算单元(1)，用以自该被接收训练符号来计算该分支度量Δmp，kb及该累积度量mp，k，并计算出该权重因子对发生之先验机率p(w1，w2)，-一分类及选择单元(2)，用以依累积度量大小为基础而将其分类并用以发出对应与具有最高累积度量之该状态相对应的之该权重因子对(w1，w2)。
7.如权利要求5及6之装置，其特征在于-一状态存储单元(3)，被提供来储存累积度量具有最高值的M状态，-该分类及选择单元(2)被设计以提供其度量具有最高值的该M状态至该状态存储单元(3)，且该状态存储单元(3)被设计用以提供被遵循的M状态变量以及该相关M储存累积度量至该度量计算单元(1)。
全文摘要
一移动站乃传送包含自天线发出的信号振幅及/或相位的权重因子(w
文档编号H04B7/04GK1612497SQ200410089829
公开日2005年5月4日 申请日期2004年11月1日 优先权日2003年10月31日
发明者M·斯佩斯 申请人:因芬尼昂技术股份公司