专利名称：用于管理被分配的分支的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域。本发明特别涉及一种装置和方法，其通过使用一种分支(finger)锁定机制来用于管理无线通信设备中被分配的分支。本发明讨论了使用一个分支锁定机制来管理无线电信中被分配的分支。
参见现有技术的附
图1A，示出了一个传统基站和一台蜂窝电话之间的多径信号传播的实例。一个传统基站104把一个信号发射给移动单元102，例如，一部蜂窝电话。通常，该信号包含导频信息和诸如话音内容之类的数据信息，导频信息识别该基站。能够不受干扰地直接发射到移动单元102去的一个信号提供最强的信号，例如第一信号106a。可是，给定基站104可以发射信号的功率限制，并且给定信号可以获得的噪声，则需要提高移动单元处捕获的信号功率和SNR。
传统方法把经不同路径传播到移动单元102的发射信号进行合并。由于诸如建筑108、小山110和地面112之类的自然的和人造的障碍物的关系，引起了多路径，这使原始信号偏转。由于这些路径(这些其它信号通过这些路径进行传播)的原因，在从基站104发射给移动单元102的同步敏感和噪声敏感的数据中固有地出现时延和性能恶化。为了向移动单元提供最强的可能信号，可以把来自这些多路径(例如路径106a-106d)的两个或多个信号进行合并。
发射信号的恶化分成两种通常的种类缓慢改变的信道损失和快衰落变化。缓慢改变的信道损失由诸如移动或被物体阻碍所导致的对数正态衰落或阴影之类的因素(如现有技术的图1A所示)或者慢衰落引起。较慢的变化，例如，sub Hz，实际上确定信道的″有效性″。相反，只有快衰落变化影响接收波形结构的细节和一则消息内部的差错相互关系。通过移动暂时阻挡一个信号的物体可在该信号上引起干扰，例如移动干扰现有技术的图1A的信号106b的物体113。基于这些信号的特性差别，出现对如下一种方法的需要，该方法在捕获信号的同时，还避免在接收单元处遭遇的快衰落或短暂衰落变化的有害特性。
现在参见现有技术的图1B，示出了在时间上的两个传统多径信号的信号强度的曲线图。提供这些曲线来说明一个传统的解调分支将对衰落信号如何反应。曲线图100b和101b说明了管理被分配分支的传统方法的某些弱点。这些弱点将在随后的现有技术的图1C中更明确地描述。曲线图100b和101b具有时间横坐标122和信号强度(例如，信噪比(SNR))纵坐标120。SNR可以是每码片的接收导频能量，Ec，除以一个总的接收频谱密度(噪声和信号)，Io，从而产生一个Ec/Io比。
曲线图100b中的第三多径信号106c和曲线图101b中的第二多径信号106b作为移动单元102接收的示范多径信号被示出。第三多径信号106c在时间上较早超过门限值126，例如，正如实线改为虚线的地方所示。在时间122a处，第三多径信号106c不符合门限值126。在时间122a不久后，第三多径信号106c恢复它的信号强度值并且超过门限值126。
相反，曲线图101b中示出的第二多径信号106b只在时间122b之后满足门限值126。即便如此，其后不久第二多径信号106b在时间122c处低于门限值126。信号106b和106c二者都示出了快衰落变化，在信号106b的情况下，它由妨碍物体113所引起，如现有技术的图1A所示。第二多径信号106b将在它的信号强度低于门限值126时被解除分配(deassigned)123，然后当它回升到门限值126之上时被再分配124。在一个高频处的连续地分配、解除分配和再分配的这种状况被认为是推敲(thrashing)。信号10b和106c的这些性能将在后续的流程图中描述。
现在参见图1C，其中示出了用于实现通信设备中的分支的一种传统处理的流程图。流程图100c从步骤1002开始。在步骤1002，一个查询确定一个被分配的信号是否不符合用于合并的门限值。如果一个被分配的信号确实不符合一个门限值，那么流程图100c结束。如果该被分配的信号满足该门限值，那么流程图100c结束。在步骤1004，分支分配被立刻解除分配，例如由于它不符合该门限值。步骤1004之后，流程图继续到步骤1006。在步骤1006，通信设备等待搜索器分配一个新的分支。
现有技术的图1C呈现了与被分配分支的传统管理相关的好几个问题。第一问题涉及推敲(thrashing)。第二问题涉及不必要的等待时间。在步骤1002，唯一的标准(分支通过该标准被解除分配)是用于合并信号的单个门限值。此单个门限值在现有技术的图1B中被表示为门限值126。通过只使用单个门限值，第三多径信号106c不满足门限值126时，例如，在时间122a处，则经步骤1004它就立即被解除分配。由于此缺陷，解调分支之一现在必须等待搜索器识别被分配的一个新的多径信号，例如，经步骤1006。此等待时间被表示为时间122a和122b之间的延迟128，在此，第三导频106c被解除分配而第二多径信号106b被分配。
在现有技术的图1B中表示的情况中，由再分配引起的这个等待时间看起来是不必要的。这是因为第三多径106c在时间122a处解除分配后不久就返回到一个满意的SNR等级，例如，其是对于衰落性能的典型性能。相反，第二多径信号106b，代替第三多径信号106c，作为一个次级候选者出现，因为在时间上它更经常不满足该门限值。等待时间可能对移动单元102呈现给用户的信号的质量有一个反作用——尤其是如果它频繁地或不必要地发生时。因此，出现一种需要以便防止在分支分配中由频繁的或不必要的改变所引起的等待时间问题。
在另一个方案中，如果没有其它多径信号可用于解调，并且有一个解调分支是可用的，那么第二多径信号106b根据它的性能可以从给定的解调分支中不断地分配和解除分配。也就是说，第二多径信号106b频繁地穿过门限值，从而引起通信设备把一个多径信号频繁地分配、解除分配和再分配给没有其它有价值的候选多径信号的一个解调分支。这种频繁分配和解除分配的现象被称为“推敲”。不幸的是，由于不断地执行诸如分配和解除分配之类任务，推敲消耗了显著数量的系统资源(如CPU操作)。此外，推敲可能降低来自移动单元102的输出信号的质量等级。这是因为分支分配中的频繁改变以及与之相关的等待时间影响可能在由通信设备提供给用户的复合信号中引起一个可察觉的恶化。因此，需要一种管理被分配分支的方法，该方法避免了推敲及其相关的副作用的问题。
总的来说，需要一种装置和一种方法来提高数字通信的容量、保真度以及性能。特别地，需要提高移动单元处的捕获信号的功率和SNR。即，出现对如下一种方法的需要，该方法在捕获信号的同时，还避免在接收单元处遭遇的快衰落变化的有害特性。明确地，出现一种需要以便防止在分支分配中由频繁的或不必要的改变所引起的等待时间问题。最后，出现对于一种管理被分配分支的方法的需要，该方法避免了推敲的问题。
在一个实施例中，本公开叙述了一种方法，该方法利用一种分支锁定算法来用于管理码分多址(CDMA)电信系统中的被分配分支。该方法包括一系列步骤，包括从通信设备的搜索器部分接收一个分支分配的第一步。在下一步骤中，分支分配的信号强度被确定并且被(filter)过滤。然后，确定一个时间周期，该信号强度存在于该时间周期上。然后该分支分配可以与一个或多个信号强度门限值和/或与一个时间门限值进行比较。在下一步骤中，基于分支分配满足上述门限值的哪一个，来为一个合并操作估计该分支分配。
特别地，比较和估计分支分配的最后二个步骤包括好几个另外的步骤。如果分支分配是一个新的分支分配或者如果它继续满足一个“合并”信号强度门限值的话，则它可用于合并。可替代地，如果分支分配不满足合并信号强度门限值，但是却满足一个“锁定”信号强度门限值，而没有超过一个“时间”门限值的话，则该分支分配不可用于合并，但是它也不被解除分配(例如，一种锁定的状态)。最后，如果分支分配不满足锁定信号强度门限值或时间门限值，则把分支分配的控制传回搜索器。通过使用多个门限值和通过使用一个时间门限值，本公开提供一种管理被分配分支的方法，其避免了推敲和不必要的切换的等待时间影响。明确地，多个信号强度门限值和时间时间本质上提供信号强度和时间的一个缓存器，以便说明能快速恢复其信号强度的短衰落信号。因此缓存器本质上使一个不同地过响应的传统系统衰减。
在另外一个实施例中，本公开叙述了一种通信设备，其包括一个收发信机、一个处理器以及一个计算机可读存储器，所有的都彼此连接。该通信设备的存储器部分包含数据和程序指令，在由处理器执行这些程序指令时，实现在通信设备中用于管理被分配分支的上述方法。
在阅读了在各附图中说明的优选实施例的下列详细说明之后，在本公开中论述的这些和其他的目的、优点对本领域的技术人员来说将变得明显。
现有技术的图1A是在一个传统基站和一个传统移动单元之间的多径信号传播的实例。
现有技术的图1B是两个传统的多径信号强度的信号强度在时间上的曲线图。
现有技术的图1C是用于实现通信设备中的分支的一个传统处理的流程图。
图2是按照本发明的一个实施例，在通信设备中的分支分配上执行的管理功能的方框图。
图3是按照本发明的一个实施例，用在被分配分支的分支锁定管理上的通信设备的方框图。
图4是按照本发明的一个实施例，与多个性能门限值相比较的一个被分配分支在时间上的性能曲线图。
图5A是按照本发明的一个实施例，可以把一个分支分配分类到其中的分支锁定状态的状态图。
图5B是按照本发明的一个实施例，可以把一个分支分配分类到其中的定时状态的状态图。
图5C是按照本发明的一个实施例，在通信设备中用于实现分支锁定状态和定时状态的状态图的处理流程图。
图6是按照本发明的一个实施例，在通信设备中用在被分配分支的分支锁定管理上的处理的流程图。
最佳实施方式现在将对本发明优选实施例详细地进行讨论，实施例的例子在附图中被说明。虽然将协同优选实施例来描述本发明，但是应该理解，不是把本发明限制为这些实施例。相反地，本发明意欲覆盖那些可以被包括在由附加权利要求所定义的本发明的精神和范围之内的替换选项、修改和等价物。此外，在本发明的下列详细说明中，阐明了很多特殊的细节，以便提供本发明的一个全面的理解。可是，对本领域的一个普通技术人员来说很明显，没有这些特殊的细节也可以实践本发明。在其他实例中，没有详细描述熟知的方法、程序、组件以及电路，以便不使本发明的各方面不必要地变模糊。
接着的说明书的某些部分，例如，处理，被表现为程序、逻辑块、处理的形式以及在计算机或数字系统存储器内的数据比特上或者在通信设备内的信号上的另外一种符号表述。这些说明和表述是由数字通信技术领域的技术人员使用的方法以便把他们工作的实质最有效地传送给本领域的其他技术人员。程序、逻辑块、处理等等在此并且通常被认为是导致期望结果的有条理的一序列步骤。这些步骤是要求物理量的物理操作的那些步骤。虽然不是必需的，但是这些物理操作通常采取能够在通信设备或处理器中被储存、传送、合并、比较以及其它操作的电或磁信号的形式。出于对方便的考虑，并且参考公共用途，关于本发明把这些信号称为比特、数值、元素、码元、符号、项、号码等等。
可是，应该在头脑中知道，所有这些术语要被解释为参考的物理操作和数量并且只是通常使用在本领域中的术语的方便标记。除非明确规定否则从下列讨论中很明显的，应当理解，在本发明的整个下列论述中，诸如“接收”、“确定”、“启动”、“阻止”、“允许”、“解调”、“执行”、“分类”、“估计”等等之类的术语是指一个通信设备或者一个类似的电子计算设备的操作和处理，其操作并转换数据。数据被表示为通信设备组件内的物理(电子)量，并且被转换成同样表示为该通信设备组件或另外一个这样的信息存储、发射或显示设备内的物理量的另外一个数据。
现在参见图2，按照本发明的一个实施例，示出了在通信设备中的分支分配上执行的管理功能的方框图。方框图200接收从另外一个设备(例如，基站104)发射的信号240。SMC模块242(设置保持中央处理器软件)提供如下功能，例如信道估计和搜索器功能，以便为该通信设备从适当频带中的PN空间中恢复并分配多径信号。SMC模块242功能是本领域熟知的。
解调模块243连接到SMC模块242。解调模块243使用多个解调分支来执行解调多径信号的功能。可以广泛地改变所使用的分支数量和在特殊的应用目的和它的可用资源之上的分支数量。
信道估计(CHEST)模块244连接到解调模块243。CHEST模块244提供分支分配的一个信号强度指示。在一个实施例中，CHEST模块244是从由SMC模块242执行的信道估计器功能中分离的一个新的功能。在本实施例中，对于被分配分支的一个给定的多径信号，CHEST模块244执行专用信道估计，以及一个更精炼的和精确的滤波操作。CHEST模块244确定Ec/Io比(例如，每一码片的接收导频能量，Ec，除以总的接收频谱密度，Io)并提供之，或者一个分支质量指示符(FQI)，作为下一模块的输出数据245。在另外一个实施例中，CHEST模块244可以使用在SMC模块242中被执行的信道估计数据，并对该数据简单地执行一个附加的滤波操作。信道估计器包括在执行信号强度计算的领域中熟知的功能。例如，该CHEST模块执行诸如正交解扩、总和与转储功能以及无限脉冲响应(IIR)滤波功能之类的功能。IIR滤波器可以具有适当的系数，例如，忘记因子(forgetting factors)，是为一个特定的应用特别确定的，其给定了它的性能目标和可用资源。
分支锁定模块246连接到解调模块243，它接收FQI数据245。分支锁定模块246执行一个逻辑功能，该逻辑功能解释从CHEST模块244中收到的Ec/Io数据245和/或从定时器模块249中收到的定时器数据251。分支锁定模块估计对适当的信号强度门限值和/或时间门限值的信号强度数据245和定时器数据251，以便决定多径信号是否应该被解除分配、锁定或者随后被合并。在后续图中更详细地描述有关门限值的数量、类型和数值的细节。分支锁定模块246提供一个分支合并指示符(FCI)输出数据247给它所连接的下一模块，例如，合并器模块248。
如果由来自分支锁定模块246的FCI数据247引导，则合并器模块248合并由被分配分支所解调的多径信号。如果FCI数据表示由分支分配所解调的一个多径信号不应该被合并，那么合并器模块248不合并之。可替代地，如果来自分支锁定模块246中的FCI数据表示由分支分配所解调的一个多径信号应该被合并，那么合并器模块248合并之。合并器模块248提供由后续功能模块所解码的复合信号输出250，那些功能模块未示出但是是本领域所熟知的。
通过使用一个CHEST模块244来提供有关信号强度的更精确的数据，并且通过使用由分支锁定模块246与定时模块249实现的逻辑和多个门限值，本发明提供一种在短期衰落期间用于保持被分配分支的精确并有效的缓存器。相反，现有技术将在短期衰落期间丢失分支分配，并且当它们恢复时再分配它们，从而引起不期望的推敲影响。
现在参见图3，按照本发明的一个实施例，示出了用在被分配分支的分支锁定管理上的通信设备的方框图。通信设备300，例如，一个移动或者基本单元，包括两个通常部分固件/软件310和专用硬件320。固件/软件部分310包括彼此通过总线302连接的处理器314和存储器316。固件/软件部分310可以是一个一般用途的设备，或者是一个专门的数字信号处理(DSP)设备。可替代地，使用一个专门的状态机器可以实现由固件/软件部分310执行的功能。
图3的硬件部分320包括一天线303、一收发信机304以及一个瑞克接收机326。硬件部分320连接到通信设备310的固件/软件部分310，以便提供固件/软件部分可以数字地处理的原始数据。天线303连接到收发信机304，后者进而又连接到瑞克接收机326。
总线302提供通信系统300中的设备的一个典型连接配置。为了清楚，总线302被表示为单条总线。本领域的技术人员理解，总线302可以包括用于在适当设备之间传送命令和数据的特殊数据线和/或控制线的子组件。本领域的技术人员还应理解，总线302可以包括作为合适用于某个应用的很多的网关、互连以及变换器。
图3的实施例说明了瑞克接收机326包括三个分支，例如分支1321、分支2 322以及分支3 323。可是，本发明适于在瑞克接收机326中使用任意数量的分支。每个分支321-323被连接到收发信机304，以便它可以独立地识别并解调它各自的多径信号。通过使用硬件320和固件310的组合，本发明提供对于多径信号的分支分配的有效且灵活的管理，正如在下文中更完整描述的一样。
在一个实施例中，图3的收发信机304、处理器314和存储器316执行图2的SMC模块242的功能。同样地，在一个实施例中，通过图2的解调模块243、信道估计模块244、分支锁定模块246、定时器模块249以及合并器模块248完成的功能可以由图3的瑞克接收机326、处理器314和/或存储器316来实现。
还应理解，通信系统300只是示范的，并且本发明可以操作在许多不同的通信系统中。此外，本发明适于使用很多智能设备，其具有示范通信系统300一样的类似组件。
现在参见图4，按照本发明的一个实施例，示出了与多个性能门限值相比较在时间上的一个分配分支的性能曲线图。后续的图将利用此性能曲线作为一个示例来阐明功能和本发明的处理，例如管理被分配分支。
曲线图400具有时间422的横坐标和信号强度420的纵坐标。信号强度可以表示绝对信号功率或者某一形式的信噪比(SNR)，诸如上述的Eo/Ic之类的。第二多径信号106b被表示为在一时间周期上绘图而成的一个示范信号。曲线图400说明了使用在本发明中的多个门限值。第一信号强度门限值，即门限值合并(T_COMB)426，表示一个门限值，本发明的管理过程由该门限值批准对于一个后续合并操作的一个分支分配。
协同T_COMB 426门限值，本实施例还包括一个门限值锁定(T_LOCK)的第二信号强度门限值428。在本实施例中，T_LOCK 428具有一个比T_COMB 426低的数值。T_LOCK门限值428，表示一个门限值，通过它本发明的管理过程决定是否锁定或者解除分配一个分支分配。
第三门限值，也就是最后的门限值是一个时间门限值，N_LOCk424，它涉及多径信号存在于T_COMB 426和T_LOCK 428门限值之间的时间总值。尽管本实施例提供全部三个门限值用于估计一个分支分配的多径信号的状态(例如为了一个后续合并或者解除分配操作)，但本发明也适合使用三个以下的门限值。特定的数值T_LOCK 428、T_COMB 426、N_LOCK 424可以取一个宽的数值范围，依靠特定的应用、硬件和/或用于通信系统中的协议的规格和假设来选择该取值范围。
仍然参见图4，时间范围9 449、时间范围4 444、时间范围5 445以及时间范围7 447，表示超过T_COMB门限值426的第二多径信号106b的性能。相反，时间范围6 446表示不满足T_COMB门限值428的第二多径信号106b的性能。最后，时间范围1 441和时间范围10450表示超过T_COMB门限值426的第二多径信号106b的性能。多个系统周期可以发生在图4列出的任意时间取值范围上。后续的图将指出这些特殊的时间范围，以便说明本发明的分支分配管理的状态和过程。
现在参见图5A，按照本发明的一个实施例，示出了分支分配可以分类到其中的分支锁定状态的状态图。状态图500a表示状态之间的虚拟交互作用，其中通过本发明可以对一个分支分配进行分类和管理。状态图500a将被使用在后续的图中来解释本发明的过程和设备如何在这些状态中有效地对多径信号分支分配进行分类和转移。在图5A中所指出的门限值将被引用为图4中的典型信号的特定时间范围，以便提供状态分类和状态转移的清楚示例。
图5A的状态图500a表示可用于多径信号的状态，它们由SMC(设置保持中央处理器(CPU))软件(例如由如上所述的图2的SMC模块242)决定和提供。多径信号可以具有由图5A中的SMC模块242提供的两个状态的任一个。第一状态是一个分配的状态502，具有一个必须的条件多径信号的导频部分具有一个信号强度，例如Ec/Io，即，大于(＞)增加的门限值(T_ADD)。由搜索器使用的T_ADD门限值是本领域熟知的，为了清楚的目的，在此将其说明省略。在本实施例中，T_ADD具有一个比T_LOCK或T_COMB低的数值。
由图5A的SMC模块242提供的第二状态是一个解除分配状态504。在解除分配状态504中，在解除分配状态504中被预先分类的、用于保持一个多径信号的一个条件是，当多径信号的导频部分具有一个低于(＜)用于增加的门限值(T_ADD)的信号强度(例如Ec/Io)时。正如在下文中所描述的，被分类到锁定状态506或合并状态508中的多径信号可以被降级到解除分配状态504中。这些条件将在下文中描述。
分支锁定功能模块246还提供如状态图500a所示的一个多径信号的多个状态。本实施例说明了两个状态存在于分支锁定功能模块246中。第一状态是一个合并状态508。多径信号据其可以被分类到合并状态508中的一个条件是，通过一个初始条件550。当多径信号最初被SMC模块242分配时，初始条件550出现，例如在管理过程的前一周期中，正被讨论的多径信号没有处于合并或锁定状态中。在本实施例中，FQI，例如Ec/Io，未必需要满足T_LOCK或T_COMB门限值，虽然它可能满足。一个状态信号指示(即特定的PN偏移)进入被分配的状态时，初始条件头一次出现。图4的时间范围9 449说明了这个状态改变方案，在此，假定在时间范围9 449中正好已通过搜索器获得多径信号106d。图4的时间范围4 444也阐明了状态改变方案，在此，在时间范围6 446处第二多径信号106b已被SMC模块242解除分配，并因此作为来自SMC模块242的一个新的多径信号分配而出现。
因此另外一种情形是通过一个升级条件558，多径信号可以被分类在合并状态508中。明确地，当被分类在锁定状态506中的一个多径信号具有超过(＞)T_COMB门限值的一个分支质量指示符(FQI)时，升级条件558出现。图4的时间范围7 447说明了这个状态转移方案，在此，因为多径信号106b的FQI＞T_LOCK门限值，但是在此FQI处它的时间范围低于N_LOCK门限值，所以多径信号106b处于锁定状态中。允许多径信号保持被分类在合并状态508中的一个条件是一个保持条件552，它的标准是多径信号的FQI大于T_COMB门限值。图4的时间范围5 445说明了这个状态方案。被分类在合并状态508中的一个多径信号被提供用于后来的合并操作556。
对于被分类在合并状态508中的一个多径信号，把分支合并指示符(FCI)设置为一(1)，以便表示在后来的合并操作中可以合并多径信号的一个状态。FCI可以表示一个实际的二进制位，其可以是一个数字逻辑电路中或者软件中的一个设置或清除标记。
分支锁定功能246中的第二状态是一个锁定状态506。多径信号可以进入锁定状态506的一种情形是先前描述的降级条件562。预先分类在合并状态508中的多径信号可以被降级条件562降级到一个锁定状态506。如果多径信号具有低于T_COMB但是大于T_LOCK的FQI，则降级条件562出现。图4的时间范围1 441说明了这个状态改变方案。类似地，预先分类在合并状态508中的多径信号可以被降级到SMC功能模块242，在此，它可以被降级条件566分类在解除分配状态504中。如果对于任意的时间周期，多径信号具有低于T_LOCK的FQI，则降级条件566出现。图4的时间范围6 446说明了这个状态改变方案。
其中当前分类在锁定状态506中的一个多径信号可以停留于锁定状态506中的一个条件是保持条件560。如果预先分类在锁定状态506中的多径信号的FQI低于T_COMB但是大于T_LOCK门限值，并且它的定时器没有超过时间门限值，TL(例如，对于一个递减计数定时器结构，TL大于零)，则对于该多径信号，保持条件560出现。图4的时间范围10 450阐明了这个锁定状态方案，因为通过目测，它的时间范围没有大于N_LOCK 424。来自时间范围10的信号106b的恢复y说明了由于本发明的分支分配管理系统而在通信系统中不产生推敲的短衰落条件。
如果不满足锁定状态506的条件，则预先分类在锁定状态506中的多径信号从锁定条件506中降级。明确地，如果多径信号具有低于T_COMB但是大于T_LOCK门限值的FQI，但是其定时器已经超过时间门限值，TL(例如，图4的时间范围2 442说明了这个状态改变方案，因为通过目测，它的时间范围超过了N_LOCK 424门限值)，则第一降级条件564a出现。如果多径信号具有低于T_LOCK门限值的FQI，则第二降级条件564b出现。图4的时间范围6 446说明了这个状态方案，假定在时间范围9 449和时间范围6 446之间，它被分类在锁定状态506中至少一次。当多径信号从锁定状态406中被降级时，分支的控制被传给SMC功能242。SMC可以执行多径信号的任意功能或状态分类，例如将它分类在解除分配状态504中，在此，只要导频Ec/Io低于T_ADD则它将保持。
分类在锁定状态506中的多径信号由一个定时器监视，在初始分类到这个状态中之后被激活。另外，分类在锁定状态506中的多径信号将FCI设置为零(0)，以使正被讨论的多径信号不可用于后来的合并操作中。在一个实施例中，每个多径信号分支分配与其它多径信号分支分配无关。同样，一个以上的多径信号可以占据图5A中所示的任何一种状态。尽管图5A的实施例提供用于把一个多径信号分类到一个状态中并且用于在状态之间转移的特定需求，但本发明也适于使用替换的门限值或条件。
现在参见图5B，按照本发明的一个实施例，示出了分支分配可以分类到其中的定时状态的状态图。图5B的状态图500b与图5A的状态图500a互相配合工作，如后续图中更完整描述的，来提供状态分类所需要的条件的定时器状态部分，以及提供多径信号的合并状态改变以便满足本发明的分支管理过程。
时序图500b包括两个状态一个预加载状态570和一个递减计数状态572。本实施例利用一个递减计数定时器。可是，定时器功能可以由一个递增计数定时器来调节，该递增计数定时器利用适当的表示逻辑来与一个门限值进行比较。定时器功能可以由诸如图3的定时器模块328之类的硬件来实现。
预加载状态570把时间门限值TL设置为N_LCCK 424，如图4所示。如果多径信号没有进入锁定状态，那么它经保持条件573保持未锁定。可是，如果多径信号更改为锁定状态，那么定时器经条件574改变状态。如果多径信号经条件578变成未锁定，则定时器状态可以从递减计数状态572返回到预加载状态570。
对于一个给定的多径信号，递减计数定时器状态572对递减计数定时器进行递减。如果多径信号的信号强度使它停留于锁定状态，则它保持在递减计数状态中，如条件576所示。递减计数定时器中的递减可以是在其中信号质量被确定的一个取样出现，例如每一个系统操作循环一次。此递减可以与一个期望的特定的时间值相关联。例如，在一个5MHz系统中，可以把定时器门限值设置为10个循环或者在一个10MHz系统中为20个周期，从而获得相同的短衰落持续时间。如果定时器期满，定时器状态还可以改变，如图5B中的条件580所示。定时器期满还引起多径信号的分支锁定状态经图5A的改变。
虽然在本实施例中，图5A和5B的状态图500a和500b通过不等式来定义门限值，例如，诸如“＞”或“＜”的操作数，但是本发明也适于使用诸如“≥”或“≤”之类的运算数来定义一个门限值的通过/失败标准。
现在参见图5C，按照本发明的一个实施例，表示在通信设备中用于实现分支锁定状态和用于定时状态的状态图的一个处理流程图。流程图5000c本质上提供了查询序列的一个实施例，这些查询能满足图5A和5B的状态分类和状态转移。可是，本发明适于使用替换的序列、查询和处理来实现上述的状态条件。通过图3的通信设备300的各个组件可以实现流程图5000c的步骤。特别地，利用一个状态机或者通过与通信设备300的硬件320组件一起使用固件/软件310，可以实现过程5000c的查询和逻辑。
过程5000c从步骤5002开始。在本实施例的步骤5002中，在通信设备处接收一个分支分配。在一个实施例中，由如图2所示的瑞克接收机326中所表示的分支之一来执行步骤5002。多径信号已经由SMC模块242确定并分配给一个分支，这在通信设备300的固件/软件310中实现。步骤5002之后，过程5000c继续到步骤5003。
在本实施例的步骤5003中，由一个分支来对被分配的多径信号进行解调。在一个实施例中，步骤5003由通信设备300的瑞克接收机部分326来实现，如图3所示。明确地，在瑞克接收机326中，把多个分支的一个分配给一个信号分支，例如分支1 321。解调步骤是本领域的技术人员所熟知的。步骤5003之后，过程5000c继续到步骤5004。
在本实施例的步骤5004中，分支质量指示符(FQI)被确定。在一个实施例中，步骤5004由通信设备300的软件/固件310部分来实现。对于一个给定的多径信号，步骤5004提供连续的信号强度指示符，例如Eo/Ic计算。步骤5004之后，过程5000c继续到步骤5006。
在本实施例的步骤5006中，一个查询来确定多径信号是否是一个新分配的信号，例如该多径信号未被搜索器预先分配。如果多径信号是一新分配的信号，那么过程5000c继续到步骤5007。可替代地，如果多径信号不是一新分配的信号，那么过程5000c继续到步骤5008。步骤5006提供逻辑，用于立即解调一新获得的信号，并因此避免与过程5000c的后续步骤相关的等待时间。步骤5006是用于实现如图5A所示状态图500a的初始状态条件550的逻辑的一种实施。
如果经步骤5006多径信号是一新分配的信号，则步骤5007出现。在本实施例的步骤5007中，一个分支合并指示符(FCI)被设置为数值一(1)。通过设置FCI＝1，步骤5007提供一个比特标记，在本实施例中，其将使被分配的多径信号能够在后续操作中被合并。本发明适于使用替换的逻辑和替换的设备来实现在所必需的性能条件(例如经图5A和5B中的状态图的条件)被满足时使多径信号能够被合并的步骤。步骤5007之后，过程5000c继续到步骤5013。
在本实施例的步骤5013中，执行一个合并操作。只对FCI＝1的那些信号执行步骤5013，FCI＝1表示该信号有足够的质量来改善由合并操作所带来的整个复合信号。FCI＝0的可替代状态在后续步骤中讨论。步骤5013实现了如图5A所示的状态图500a的合并操作556。步骤5013之后，过程5000c结束。
如果经步骤5006多径信号不是一新分配的信号，则步骤5008出现。在本实施例的步骤5008中，一个查询来确定FQI是否大于T_COMB门限值。如果多径信号具有大于T_COMB门限值的一个FQI，那么过程5000c继续到步骤5009。可替代地，如果多径信号具有不大于T_COMB门限值的一个FQI，那么过程5000C继续到步骤5010。步骤5008提供逻辑，用于估计第一信号强度门限值，T_COMB，在图4中表示为T_COMB门限值426。步骤5008是用于区分合并状态5013和锁定状态506的逻辑的一种实施，这些状态是经如图5A所示的状态图500a的状态改变条件558、状态改变条件562和状态保持条件560得到的。
如果多径信号经步骤5008具有大于T_COMB门限值的一个FQI，则步骤5009出现。在本实施例的步骤5009中，定时器被清除。这个条件说明了这样一个方案在此，多径信号具有足够的信号强度(例如，在T_COMB门限值之上)，以致定时器门限值没有意义。因此，定时器被清除以便消除可能已经存在的任何剩余值或状态。这个步骤还可适用于经步骤5006的一新分配的信号，虽然它不是本实施例的部分。如上所述，步骤5009之后，过程5000c继续到步骤5007。
如果多径信号经步骤5008具有不大于T_COMB门限值的一个FQI，则步骤5010出现。在本实施例的步骤5010中，一个查询来确定正被讨论的多径信号的FQI是否低于T_LOCK门限值。如果多径信号具有低于T_LOCK门限值的一个FQI，那么过程5000c继续到步骤5011。这个条件说明了这样一个方案在此，多径信号不具有保持用于合并的一个可能候选的足够的信号强度(例如，低于T_LOCK门限值)。特别地，这个方案表示足够显著的深度衰落从而使得分配的多径信号不足取为锁定状态。可替代地，如果多径信号具有不小于T_LOCK门限值的一个FQI，那么过程5000C继续到步骤5012。这个条件说明了这样一个方案在此，多径信号具有足够的信号强度(例如，在T_LOCK门限值之上)，它具有快速返回甚至更高的信号强度(例如适合于后来的合并操作的T_COMB)的一个高概率。
步骤5010提供逻辑，用于估计第二信号强度门限值，T_LOCK，在图4中表示为T_LOCK门限值428。步骤5010是用于区分合并状态508和锁定状态506的逻辑的一种实施，这些状态是经如图5A所示的状态图500a的状态改变条件564b和状态保持条件560得到的。
在本实施例中，步骤5011能在好几个条件下出现。第一，如果多径信号经步骤5010具有低于T_COMB门限值的一个FQI，则步骤5011可以出现。第二，如果经步骤5014多径信号的定时器超过N_LOCK门限值，则步骤5011可以出现。在步骤5011中，分支分配的控制是听从于搜索器，它将把正被讨论的多径信号最大可能地解除分配。可是，本发明适于多径信号的替代处理，除了锁定状态之外。因为多径信号从锁定状态条件中移走，所以定时器定时器定时器被清除以便消除可能已经存在的任何剩余值或状态。这个步骤还可适用于经步骤5006的一新分配的信号，虽然它不是本实施例的部分。
如果多径信号经步骤5008具有低于T_COMB门限值的一个FQI，并且经步骤5010具有大于T_LOCK门限值的一个FQI，则步骤5012出现。在本实施例的步骤5012中，定时器被步进。这个条件说明了这样一个方案在此，多径信号具有足够的信号强度(例如，在T_LOCK门限值之上)，使得它具有快速返回适合于后来的合并操作的、甚至更高的信号强度(例如T_COMB的)的一个高可能性。可是，为了监视正被讨论的分配的多径信号的信号强度的恢复速度，定时器被步进，或者被递增。正如先前图2和3讨论的，该定时器可以是一个递增计数或者一个递减计数的定时器。可以与步骤5009的实现类似地实现步骤5012。步骤5012之后，过程5000c继续到步骤5014。
在本实施例的步骤5014中，一个查询来确定指定给正被讨论的多径信号的定时器是否不满足T_LOCK门限值。在本实施例中，N_LOCK门限值424在图4中被表示为一个给定的时间取值范围。因此，如果信号超过由N_LOCK门限值提供的时间量，则多径信号不满足该门限值。如果多径信号超过该N_LOCK门限值，那么过程5000c继续到步骤5011。可替代地，如果多径信号不超过该N_LOCK门限值，那么过程5000c继续到步骤5016。步骤5014提供逻辑，用于估计信号强度性能的一个时间门限值。即，如果分配的多径信号在给定的时间周期(例如N_LOCK)内没有改善它的信号强度，那么它具有从它的衰落条件中恢复的一个低概率。步骤5014是用于区分合并状态508和解除分配状态504的逻辑的一种实施，这些状态是经如图5A所示的状态图500a的状态改变条件564a和状态保持条件560得到的。步骤5014还提供用于适应图5B的定时状态图500b的逻辑的一种实施。
如果多径信号经步骤5014不满足定时门限值，N_COMB，则步骤5015出现。在本实施例中，步骤5015锁定分支分配。这个步骤可通过在步骤5013不允许分支分配被合并和通过不把被分配分支的控制屈从给搜索器来间接地实现，在此它将最大可能地被解除分配。因此，分支锁定的本实施例被暂时实现。步骤5015之后，过程5000c继续到步骤5016。
在本实施例的步骤5016中，分支合并指示符(FCI)被设置为数值零(0)。以类似于上面讨论的在步骤5007中描述的方式(不过是反方向)来实现步骤5007。通过设置FCI＝0，步骤5016提供一个比特标记，在本实施例中，其将禁止被分配的多径信号在后续操作中被合并。
步骤中的许多指令，以及从过程5000c的步骤中输入和输出的数据可以利用存储器316和利用处理器314来执行，如图3所示。本实施例的存储器存储可以是永久的(例如只读存储器(ROM))或者暂时的(例如随机访问存储器(RAM))存储器。存储器316还可以是能够包含程序指令的任何其它类型的存储器存储，例如硬盘驱动器、CD ROM或者闪存。此外，处理器314可以是一个现有的系统处理器，或者它可以是一个专用数字信号处理(DSP)处理器。可替代地，可以使用一台微控制器或一个状态机来执行指令。
虽然本实施例的过程5000c表示一个特定序列和数量的步骤，但是本发明适合于各替换实施例。例如，对于本发明，并非过程5000c提供的所有步骤都是必需的。并且可以把附加的步骤加到已存在的步骤中。同样地，根据应用可以修改步骤的顺序。此外，虽然过程5000c被表示为单个系列的过程，但是它还可以被执行为一个连续的或平行的过程。
现在参见图6，按照本发明的一个实施例，示出了用于通信设备中的被分配分支的分支锁定管理的处理流程图。通过使用过程6000的实施例，本发明提供一种实现包括一任选的时间门限值在内的多个门限值的方法来管理解调分支的一个分配的多径信号。通过自适应管理分配的多径信号，本发明避免了与传统通信系统相关的等待时间和推敲问题。作为实现本发明的结果，数字通信系统的容量、保真度和性能被提高。本发明的过程适用于任何类型的通信设备，例如移动单元(例如蜂窝电话)和基站。
过程6000从步骤6002开始。在本实施例的步骤6002中，在通信设备处接收一个分支分配，例如，一个有效的多径信号指示。在一个实施例中，利用图2中描述的功能块、利用图3中描述的设备和/或利用图5C中描述的方法，来执行步骤6002。步骤6002也适合于使用先前的图中的这些功能模块、设备和方法描述的替换选项。步骤6002之后，过程6000继续到步骤6003。
在本实施例的步骤6003中，把分支分配提供给一个解调分支，在此它被解调。在一个实施例中，通过图50的步骤5003来执行步骤6002。步骤6003之后，过程6000继续到步骤6004。
在本实施例的步骤6004中，分支分配的性能等级被确定。在一个实施例中，通过图5C的步骤5004来执行步骤6002。可是，步骤6004适于用于确定步骤5004提及的分支的性能等级的替换方法。来自步骤6004中的输出包括信号强度6004a和时间周期6004b，在该时间周期6004b上信号强度6004a存在。利用图2到5C提供的实施例和替换选项可以实现输出6004a和6004b。时间周期的输出6004b提供一个有用的工具，用于估计分支分配的信号强度上的衰落的持续时间。这进而又允许本发明根据时间和信号强度门限值来提供分支分配的自适应合并。步骤6004之后，过程6000继续到步骤6006。
在本实施例的步骤6006中，把分支分配分类到用于后来的合并操作的一个状态中。在一个实施例中，步骤6002包括信号强度6006a和时间周期6006b(在其上信号强度存在)的输入。在另外一个实施例中，仅仅依靠多个信号强度门限值就把一个分支分配分类到一个状态中。在另外一个实施例中，依靠一个附加的时间门限值就可以把一个分支分类到一个状态中。在一个实施例中，按照如图5A和5B所示的状态图500a和500b执行步骤6006。通过通信设备300的状态机和/或软件/固件310部分来有效地实现状态机。可是，本发明适于使用替换的状态图，该状态图对于一个给定的多径信号具有用于确定状态改变或状态保持的一个宽的条件范围。步骤6006提供锁定状态6006c和定时器状态6006d的输出。在一个实施例中，利用图5A和5B的状态图和利用图3的通信设备300的硬件320和软件/固件310部分来实现这些输出。步骤6006之后，过程6000继续到步骤6008。
在本实施例的步骤6008中，对于一个合并操作，基于分支分配的性能等级来估计该分支分配。在一个实施例中，通过估计分支分配已经被分类到其中的状态来执行步骤6008。正如图5C中描述的，使用分支合并指示符(FCI)标记来暗中实现这状态。如图3所示，使用通信设备300的硬件320和软件/固件部分310来实现这个实施例。标记比特的使用使得对于一个给定分支分配的合并操作的决定的状态实现方便又新式。可是，本发明适于使用一个替换方法，用于根据在本实施例中提及的多个门限值来实现合并、锁定或者解除分配一个分支分配的决定。步骤6008之后，过程6000继续到步骤6010。
在本实施例的步骤6010中，分支分配的状态被自适应更新。通过以平行的或串联的方式来重复实施图5C的过程5000c，从而实现步骤6010。状态可以在存储器316中被储存并更新，或者可以通过图3的通信设备300的硬件来实现。步骤6010之后，过程6000结束。
虽然本实施例的过程6000表示一个特定序列和数量的步骤，但是本发明适合于各替换实施例。例如，对于本发明，并非过程6000提供的所有步骤都是必需的。并且可以把附加的步骤加到已存在的步骤中。同样，根据应用可以修改步骤的顺序。此外，虽然过程6000被表示为单个系列的过程，但是它还可以被执行为一个连续的或平行的过程。
如图2所示，步骤中的许多指令，以及从过程6000的步骤中输入和输出的数据可以利用存储器216和利用处理器214来执行。本实施例的存储器存储216可以是永久的(例如只读存储器(ROM))218b或者暂时的(例如随机访问存储器(RAM))存储器218a。存储器216还可以是能够包含程序指令的任何其它类型的存储器存储，例如硬盘驱动器、CD ROM或者闪存。此外，处理器214可以是一个专用控制器、一个现有的系统处理器，或者它可以是一个专用数字信号处理(DSP)处理器。可替代地，可以使用某些形式的状态机来执行那些指令。
从在此提出的实施例看来，本发明有效地提供一种方法和装置，用于提高数字通信的容量、保真度和性能。更明确地，这些实施例示出了本发明如何提供一种改善在移动单元处接收的信号的功率和SNR的方法。本发明提供一种方法，该方法在捕获信号的同时还避免在接收单元处遭遇的快衰落变化的有害特性，正如通过实施例所说明的。值得注意的是，本发明解决了在分支分配中由频繁的或不必要的改变所引起的等待时间问题。最后，本发明实现了管理被分配分支的上述方法的同时，避免了推敲问题。
为了说明和描述的目的，以上描述了本发明的具体实施例。它们并非是详尽的，并且不能把本发明限制为此公开的明确形式，按照上面的教导，显然许多修改和变化都是可能的。选择并描述这些实施例，以便最好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的技术人员能够最好地利用本发明及具有适合于预期的特殊用途的各种修改的实施例。意欲通过附加于此的权利要求和它们的等价物来定义本发明的范围。
权利要求
1.一种在无线通信设备中管理分支分配的方法，所述方法包括步骤a)从所述通信设备中接收所述分支分配；b)确定所述分支分配的信号强度；c)如果所述分支分配的所述信令强度满足第一信号强度门限值，则对于一个合并操作启动所述分支分配；以及d)如果所述分支分配的所述信号强度满足一个第二门限值，则阻止所述分支分配被解除分配，所述第二信号强度门限值低于所述第一信号强度门限值。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述无线通信设备包括一个收发信机；一个处理器，所述处理器连接到所述收发信机；以及一个计算机可读存储单元，所述计算机可读存储单元连接到所述处理器，所述计算机可读存储单元包含储存在其中的程序指令，所述程序指令通过所述处理器执行，并使该处理器执行所述方法。
3.如权利要求1所述的方法，其中，通过一个计算机可读介质来实现该方法，该计算机可读介质包含在其中的计算机可读码，用于使一电子设备执行所述方法。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，还包括步骤e)确定一个时间周期，在该时间周期上，所述分支分配的所述信号强度满足所述第二信号强度门限值。
5.如权利要求4所述的方法，还包括步骤f)如果所述时间周期满足一个时间门限值，则阻止所述分支分配被解除分配。
6.如权利要求4所述的方法，还包括步骤f)如果所述分支分配不满足所述时间门限值，则允许所述分支分配被解除分配。
7.如权利要求1、2或3所述的方法，还包括步骤e)如果所述分支分配不满足所述第二信号强度门限值，则允许所述分支分配被解除分配。
8.如权利要求1、2或3所述的方法，还包括步骤e)解调所述分支分配。
9.如权利要求1、2或3所述的方法，还包括步骤e)对在步骤b)确定的所述分支分配的所述信号强度过滤。
10.如权利要求1、2或3所述的方法，还包括步骤e)基于所述分支分配的所述信号强度，把所述分支分配分类到多个状态之一中。
11.如权利要求4所述的方法，还包括步骤e)基于所述分支分配的所述信号强度以及基于所述信号强度存在的所述时间周期，把所述分支分配分类到多个状态之一中。
12.如权利要求10所述的方法，还包括步骤f)基于所述分支分配的状态，为所述合并操作或为解除分配估计所述分支分配。
全文摘要
使用一种分支锁定机制来在诸如码分多址(CDMA)之类的无线电信中管理被分配分支。该方法包括一系列步骤,包括从通信设备的搜索器部分接收一个分支分配的第一步。接下来,该分支分配的信号强度被确定,并且一个时间周期(在其上信号强度存在)被确定。然后该分支分配与多个信号强度门限值以及一个时间门限值进行比较。在下一步骤中,基于分支分配满足上述门限值的哪一个来为一个合并操作估计该分支分配。特别地,如果一个分支分配是新的分支分配或者如果它继续满足一个合并信号强度门限值,则该分支分配可用于合并操作。可替代地,如果分支分配不满足合并信号强度门限值,但是却满足锁定信号强度门限值而没有超过时间门限值,则该分支分配不可用于合并,但是它也不被解除分配(例如,一种锁定的状态)。最后,如果分支分配不满足锁定信号强度门限值,则把分支分配的控制传回搜索器。
文档编号H04B1/707GK1357177SQ00806335
公开日2002年7月3日 申请日期2000年12月15日 优先权日1999年12月17日
发明者L·阿尔达茨, D·希尔 申请人:皇家菲利浦电子有限公司