专利名称：用于耙式接收机相关器耙齿锁定状态的混合业务和导频信号质量确定的装置和方法
技术领域：
本发明总体涉及扩频无线通信，并更具体地涉及用于确定码分多址(CDMA)中耙式(RAKE)接收机的耙齿(finger)处理元件或者组合器的耙齿锁定状态。
背景技术：
码分多址(CDMA)是一种在诸如数字蜂窝无线系统的移动无线通信系统中已经变得越来越普及的扩频通信技术。在CDMA系统中，由于基站在单一频带上向多个订户移动台同时发送不同的信息信号，所以时域和频域由所有用户同时共用。CDMA系统与诸如频分多址和时分多址的其他多址系统相比具有许多优点，例如增大的频谱效率以及如下文所讨论的使用路径分集技术来减轻信号衰落效应的能力。
在发送之前，CDMA基站将去往每个移动台的单独信息信号与称为伪随机噪声(PN)序列的唯一特征序列相乘。可以通过将长的伪随机噪声序列与用来在网络中区分各种基站的时间偏移以及每个移动台所特有的如沃尔什码的短码相乘来形成这一PN序列。信息信号与特征序列的相乘通过将发送速率从比特速率提高为码片速率来扩展信号的频谱。然后用于所有订户移动台的扩频信号由基站同时发送。一旦收悉，每个移动台就通过将所接收信号与该移动台的所分配唯一特征序列相乘来解扩所接收的扩频信号。然后合成结果以便将去往特定移动台的信息信号与去往其他移动台的其他信号相隔离。去往其他移动台的信号表现为噪声。CDMA系统的结构和操作众所周知。例如参见Andrew J.Viterbi，CDMAPrinciples of Spread Spectrum Communication，Addison-Wesley出版，1995；Marvin K.Simon，Jim K.Omura，Robert A.Scholtz和Barry K.Levitt，Spread Spectrum Communications Handbook，McGraw-Hill，Inc.，1994。
CDMA系统与其他多址电信系统相比的一个优点在于CDMA系统能够对输入射频(RF)信号的路径分集加以利用。CDMA信号包括了基站与移动台之间的导频信号和业务信号，该CDMA信号经由信道从发送机传送到接收机，该信道包括称为多个信号或者“多径”的数个独立路径。每个多径代表了信息信号在发送机与接收机之间采用的不同路由。所发送的信号因此在接收机处表现为多个多径信号或者多径。每个多径可以在任意的定时延迟到达接收机，而每个多径可能由于信号衰落而在任何时刻都具有不同的信号强度。
CDMA系统在移动单元和基站中使用“耙式(RAKE)”接收机以对此路径分集加以利用。耙式接收机通过与一些如视距延迟的基准做比较来估计由一个或多个多径中的每一个多径所引入的定时延迟，并继而使用所估计的定时延迟来接收具有最高信号强度的多径。典型的耙式接收机包括多个耙式支路或者“耙齿(fingers)”，通常是两个到六个耙齿。每个耙齿是常称为相关器的独立接收机单元，该相关器对分配给该耙齿的一个所接收的多径进行组装和解调。耙式接收机也包括分离的“搜索器”，该搜索器对使用接收机的分配特征序列所发送的信息信号的不同信号分量进行搜索，并且检测不同信号分量的相位。控制每个耙齿的定时使其与特定多径相关，该特定多径以略微不同的延迟到达接收机，这由搜索器在其对信息信号的接收中发现。因此，通过控制每个耙齿的定时以与特定多径的到达相符合而将该每个耙齿“分配”给该特定多径。来自每个耙齿的解调输出代表一个多径，然后被组合成高质输出信号，该输出信号组合了从解调的每个多径接收的能量。耙式接收机的实施对于正向和反向CDMA信道而言通常都是已知的。例如参见R.Price和P.E.Green，Jr.，ACommunication Techniquefor Multipath Channels，46 Proc.Inst.Rad.Eng.555-70(1958年3月)；GCooper和C.McGillem，Modern Communications and Spread Spectrum，Chapter 12，McGraw-Hill，NY，1986。
耙齿锁定算法被用来确定耙式中耙齿相关器的信号是否应当在耙式接收机组合器中使用。耙齿锁定算法基于信号质量的各种估计。典型的耙齿锁定算法简单地基于导频信号强度，例如为导频信号码片所确定的导频能量与在移动台接收的并由耙齿测量的干扰之比(Ec/Io)的估计，该估计间接地是为导频信号码片所确定的导频能量与在基站发送的干扰之比(Ec/Ior)的估计。例如，耙式接收机中每个耙齿的Ec/Io被估计并用来确定该耙齿是否应当在组合中使用。对于是否使用该耙齿的确定基于信号质量阈值。如果耙齿的估计Ec/Io在阈值之上，则对该耙齿进行锁定，意味着在组合器中使用在那一耙齿路径上的信号。如果耙齿的估计Ec/Io在阈值之下，则对该耙齿进行解锁，并且组合器将不使用来自该耙齿的数据。
确定阈值以防止向组合信号添加噪声。因此，阈值通常基于在噪声电平之上的所需信号强度建立。其结果是组合来自于任何可以有助于增加组合SNR的耙齿的信号数据。如果在路径上不存在信号，则使该耙齿锁定将减小组合器的输出SNR。然而，如果在解锁的耙齿上存在信号，则组合器将失去该信息，这减小了组合器的输出SNR。一个或多个阈值数值可以被用于对耙齿进行锁定还是解锁的逻辑判定。如果使用单个阈值数值，则如果估计的耙齿信号强度在阈值之上就对该耙齿进行锁定，而如果在阈值之下就对该耙齿进行解锁。为了防止耙齿在锁定状态与解锁状态之间波动，可以使用两个阈值，其中锁定阈值设置为大于解锁阈值，并且在介于两个阈值之间时耙齿保持当前的锁定或者解锁状态。例如，如果耙齿处于解锁位置，则在信号强度估计达到较高的锁定阈值之前不对耙齿进行锁定，而一旦耙齿锁定，在信号强度估计落到较低的解锁阈值之前不对耙齿进行解锁。
然而，在基站与移动台之间的导频信号和业务信号的信号强度可能改变，并且导频信号强度与业务信号强度之比可能改变。例如，导频信道的信号强度可能保持恒定，但是业务信道的信号强度可能基于移动台所发送的正向链路功率控制比特而变化以便在移动台处维持特定服务级。因此，在基站处的正向业务信道增益(FTCG)可能不断地变化。业务信道的类似信号强度在快速正向功率控制(FFPC)被启用或者具有某些IS-2000正向无线配置时有改变。例如，导频信号可能是弱的，但是业务信道可能很强并且可能对耙式接收机组合器的输出SNR起到作用。IS-95中对功率测量报告消息(PMRM)的使用也可能在弱信号条件下带来强的业务信道传输信号。因此，即使在导频信号强度可能很弱的情形下，在一些多径上也可能获得有效和充足的信号，这是由于正向功率控制，其可以改进对正向链路数据的解调。另外，以导频强度估计和根据导频强度估计所设置的阈值为基础的典型耙式接收机的耙齿锁定算法可能在至少一些多径上的信息可被耙式接收机组合器用以增大输出SNR时带来耙齿的解锁。
因而，在本领域中需要一种用于为耙式接收机组合器改进耙齿锁定状态确定、特别是与快速正向功率控制系统一起使用的系统和方法。
发明内容
根据前述背景，本发明的实施方式提供了用于耙式接收机组合器的耙齿锁定状态确定的改进的系统和方法。本发明一个实施方式的耙齿锁定确定将具有提高精度的Eb/No估计与基于导频的耙齿锁定算法相结合，在这里也称为基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定算法。本发明的一种用于耙齿锁定状态确定的系统或方法可以与CDMA移动通信一起使用，也可以用于其他扩频通信应用和多径接收机。
Eb/No一般是指由耙式接收机的耙齿所接收的业务信道的信号强度。具体而言，Eb/No通常定义为业务信道的每个比特能量(Eb)与耙齿上的噪声(No)之比。通过比较，Ec/No一般是指导频信道的信号强度并且通常定义为导频信道的每个码片能量(Ec)与耙齿上的噪声(No)之比。耙齿上的噪声No是指在匹配滤波之后的噪声。
本发明的一种用于确定耙齿锁定状态的方法的实施方式可以包括以下步骤确定对耙式接收机耙齿上的业务信道的在扩展时间段中经滤波的Eb/No估计；设置与该Eb/No估计反向的Ec/No耙齿锁定阈值；确定对导频信道的Ec/No估计；比较Ec/No估计与Ec/No耙齿锁定阈值；以及基于该比较来设置耙齿的耙齿锁定状态。可以周期性地重复这些步骤或者这些步骤中的子集以继续无线通信过程。可以以比用以设置耙齿锁定阈值的Eb/No步骤更高的频率周期性地重复用以对耙齿进行锁定或者解锁的Ec/No步骤。用以确定Eb/No估计的扩展时间段例如可以大于可以是1.25毫秒(ms)的功率控制组(PCG)，可以是固定时间段20ms或者一个传输帧。可以在可以是1.25ms的一个功率控制组(PCG)中确定对于Ec/No的估计。用于Eb/No估计的Eb/No测量可以重用针对正向功率控制如快速正向功率控制(FFPC)的Eb/No测量。可选地，用于Eb/No估计的Eb/No测量可以是在扩展时间段中获得的独立测量。
在本发明的一种用于确定耙齿锁定状态的方法的一个实施方式中，设置成与Eb/No估计反向的Ec/No水平的耙齿锁定阈值可以映射成在Eb/No估计增大时减小Ec/No阈值而在Eb/No估计减小时增大Ec/No阈值。在估计的Eb/No与Ec/No耙齿锁定阈值之间的反向关系例如可以是反比例线性关系、指数关系或者对数关系。可选地，在估计的Eb/No与Ec/No耙齿锁定阈值之间的反向关系例如可以使用Eb/No估计和Ec/No耙齿锁定阈值的预定数值赋值或者数值范围来进行映射。反向映射可能造成比使用完全基于导频的Ec/No阈值所设置的阈值水平更小的Ec/No耙齿锁定阈值，在使用完全基于导频的Ec/No阈值设置中主要基于Ec/No的测量和估计来确定阈值。
本发明的一个扩频通信实施方式可以包括以下步骤将导频信道和至少一个业务信道从基站发送到接收该导频信道和这些业务信道中的至少一个业务信道的移动台；使用耙式接收机在移动台上组合业务信道；以及使用基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定来设置耙式接收机的耙齿的耙齿锁定状态。可以周期性地重复用以设置把齿的耙齿锁定状态的步骤。在本发明的一个实施方式中，设置耙式接收机的耙齿的耙齿锁定状态的步骤包括以下步骤确定每个耙齿上的在扩展时间段中经滤波的Eb/No估计；为每个耙齿设置与Eb/No估计反向的Ec/No耙齿锁定阈值；确定每个耙齿的Ec/No估计；以及比较每个耙齿的Ec/No估计与每个耙齿的Ec/No耙齿锁定阈值。用以确定Eb/No估计的扩展时间段例如可以大于功率控制组(PCG)或者可以是固定时间段20ms。可以周期性地重复用以确定Eb/No估计和设置Ec/No耙齿锁定阈值的步骤。可以周期性地重复用以确定Eb/No估计和比较Ec/No估计与Ec/No耙齿锁定阈值的步骤。可以以比用以设置耙齿锁定阈值的Eb/No步骤更高的频率周期性地重复用以对耙齿进行锁定或者解锁的Ec/No步骤。
在本发明的一个扩频通信实施方式中，设置成与Eb/No估计反向的Ec/No水平的耙齿锁定阈值可以映射成在Eb/No估计增大时减小Ec/No阈值而在Eb/No估计减小时增大Ec/No阈值。
本发明的一种扩频通信系统的一个实施方式可以包括基站和多个移动台。移动台可以包括具有多个耙齿相关器的耙式接收机和基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定器。该耙式接收机可以包括组合器、耙齿Eb/No测量器和耙齿Ec/No测量器。该确定器可以包括Eb/No估计器、阈值映射器和Ec/No估计器。
提供了本发明的一种移动台的一个实施方式，包括扩频耙式接收机和基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定器。该耙式接收机可以包括组合器、耙齿Eb/No测量器和耙齿Ec/No测量器。该确定器可以包括Eb/No估计器、阈值映射器和Ec/No估计器。
提供了本发明的一种扩频耙式接收机的一个实施方式，包括组合器、多个耙齿、耙齿Eb/No测量器、耙齿Ec/No测量器和基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定器，该确定器包括Eb/No估计器、阈值映射器和Ec/No估计器。
参照这些和其他实施方式在这里进一步描述本发明的这些特性以及附加细节。
已经按通用术语如是描述了本发明，现在将参考附图，这些附图未必是按比例绘制的而在这些附图中图1是本发明实施方式的基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定的流程图；图2是能够根据本发明实施方式的基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定进行操作的实体的框图；图3是示出了根据本发明实施方式的基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定进行操作的扩频通信系统的控制流程图；图4是能够根据本发明实施方式的基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定进行操作的实体的框图；以及图5是能够根据本发明实施方式的基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定进行操作的移动台的框图。
具体实施例方式
现在将参照附图在下文中更完全地描述本发明，其中示出了本发明的一些但不是所有实施方式。实际上，这些发明可以用许多不同形式来实现而不应当理解为限于这里阐述的实施方式；事实上，提供这些实施方式使得本公开将满足适用的法律要求。相同标号在全文中指代相同的元件。
尽管本发明的主要用途可能在移动电话通信领域中，但是从以下描述中将理解到，本发明也可用于在技术上不同于移动电话通信的使用耙式接收机和多径的各种其他类型的扩频通信。另外，尽管本发明的移动台的主要用途可能在移动电话技术领域中，但是从下文的描述中将理解到，本文通称为移动台的许多类型的设备，例如包括移动电话、寻呼机、手持数据终端和个人数据助理(PDA)、便携个人计算机(PC)设备、电子游戏系统、全球定位系统(GPS)接收机、卫星和其他便携电子设备，包括前述设备之组合的设备，可以用来操作本发明的基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定。
如上文所讨论的，通常耙式接收机操作用以基于每个耙齿的导频Ec/No来对耙齿进行锁定和解锁。本发明的耙式接收机操作用以基于每个耙齿的扩展时间平均业务Eb/No估计和该Eb/No估计到Ec/No耙齿锁定阈值水平的映射来对耙齿进行锁定和解锁。
Eb/No一般是指由耙式接收机的耙齿所接收的业务信道的信号强度。具体而言，Eb/No通常定义为业务信道的每个比特能量(Eb)与耙齿上的噪声(No)之比。通过比较，Ec/No一般是指导频信道的信号强度并且通常定义为导频信道的每个码片能量(Ec)与耙齿上的噪声(No)之比。耙齿上的噪声No是指在匹配滤波之后的噪声。本领域技术人员将理解到，可以针对耙式接收机的耙齿锁定状态来测量和估计业务信道信号强度和导频信道信号强度的变体。因而，如这里所使用的，Eb/No也包括每个比特接收能量与噪声之比和每个比特能量与频谱噪声密度之比的业务信道信号强度的定义。类似地，如这里所使用的，Ec/No也包括每个码片总接收能量与噪声之比和每个码片能量与频谱噪声密度之比的导频信道信号强度的定义。
现在参照图1，本发明提供了基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定。图1示出了本发明一个实施方式的流程图。为了执行耙齿锁定确定，设备必须接收扩频多径发送信号，比如导频信道和业务信道信号202。一旦收到信号，就估计Eb/No204。耙齿锁定状态确定要求信道强度的可靠估计。另外由于为功率控制组(PCG)或者1.25ms所确定的Eb/No估计往往具有相当之大的差异，所以基于Eb/No的耙齿锁定状态确定可以有利地使用在扩展时间段如帧长或者20ms中确定的Eb/No估计，虽然这是有利的，但是可以在比功率控制组的长度1.25ms更长的任何时间段中确定Eb/No。扩展时间段可以基于Eb/No估计所需提高的精度来确定，该Eb/No估计具有更长的时段，一般提高了精度但是需要更久才能获得。Eb/No估计可以重用通常在功率控制组(PCG)的长度或者1.25ms中估计的为快速正向功率控制(FFPC)所获得的Eb/No测量和/或所确定的估计。
基于扩展时间平均Eb/No估计来设置耙齿锁定阈值206。由于基于Ec/No估计来对耙齿进行锁定或者解锁的确定，所以耙齿锁定阈值设置成Ec/No水平。另外由于Eb/No到Ec/No耙齿锁定阈值的映射可能以比帧更快的速率出现，所以Eb/No估计时段可以基于Eb/No和/或Ec/No估计的所需质量来调整。根据本发明，为了防止在存在充足的信号强度时对耙齿进行解锁，设置与Eb/No估计反向的Ec/No耙齿锁定阈值。具体而言，在Eb/No估计与Ec/No耙齿锁定阈值之间的关系是反向关系，该反向关系例如可以是反比例线性关系、反比例指数关系、反比例对数关系、Eb/No和Ec/No数值的预定反向赋值以及Eb/No和Ec/No数值的预定反向范围。随着Eb/No估计增大，Ec/No耙齿锁定阈值减小。随着Eb/No估计减小，Ec/No耙齿锁定阈值增大。如果检测到强的Eb/No信号，则即使导频信号强度Ec/No估计为弱时耙齿仍然应当锁定或者保持锁定。设置Ec/No耙齿锁定阈值水平的过程202、204、206可以在持续扩频通信过程中周期性地重复以便根据可能变化的条件，比如归因于正向功率控制操作的信号强度变化，来更新耙齿锁定阈值。本领域技术人员可知，设置耙齿锁定阈值水平实际上可能涉及到设置单个耙齿锁定阈值或者设置多个阈值，比如为耙齿锁定和耙齿解锁设置不同阈值。正如这里所使用的，设置耙齿锁定阈值包括其中使用单个耙齿锁定阈值水平的情形和其中针对耙齿锁定和耙齿解锁状态使用不同阈值的情形。
一旦已经为每个耙齿基于扩展时间平均Eb/No估计设置了Ec/No耙齿锁定阈值，可以估计每个耙齿的Ec/No并且将之与耙齿锁定阈值做比较。耙齿锁定状态可以基于可以是单个阈值水平或者多个阈值水平的耙齿锁定阈值来设置。例如，如果使用单个阈值数值，则如果估计耙齿的Ec/No信号强度在Ec/No阈值水平之上就对该耙齿进行锁定，而在该阈值之下就对该耙齿进行解锁。如果使用两个阈值来防止耙齿在锁定状态与解锁状态之间波动，则锁定阈值设置成大于解锁阈值，而耙齿保持在介于两个阈值之间的当前锁定或者解锁状态中。例如，如果耙齿处于解锁位置，则在Ec/No信号强度估计达到较高的Ec/No耙齿锁定阈值之前不对耙齿进行锁定，而一旦锁定了耙齿，在Ec/No信号强度估计落到较低的Ec/No耙齿解锁阈值之前不对耙齿进行解锁。一旦使用扩展时间平均Ec/No估计来设置耙齿锁定阈值，就可以利用常规基于导频的耙齿锁定算法。因而，当在扩展时间段中估计Eb/No而Eb/No估计和Ec/No阈值具有反向关系时造成基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定。使用Eb/No来设置耙齿锁定阈值，这提高了耙齿锁定阈值的精度，以便确保耙齿锁定阈值设置成低到足以捕获在弱导频信号强度的时段中接收强业务信号的情形。根据使用Eb/No估计所设置的耙齿锁定阈值来使用Ec/No设置耙齿的状态，这允许以小的时间增量来验证或者改变耙齿的锁定或者解锁状态。因此，Eb/No为接收的信号强度提供了精度而Ec/No为对耙齿进行锁定和解锁提供了速度。
图2是能够根据本发明一个实施方式的基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定进行操作的实体的框图。该实体如移动设备可以包括发送机148、接收机150以及分别向发送机148提供信号并且从接收机150接收信号的控制器152。控制器可以包括数值信号处理器设备、微处理器设备和各种转换器如模拟到数字转换器和数字到模拟转换器以及其他支持电路如扩频耙式接收机和耙齿锁定确定器。控制器中的元件可以是硬件元件、软件元件或者硬件和软件元件。示出了图2的控制器152包括模拟到数字转换器154、耙式接收机158和耙齿锁定确定器156。耙式接收机可以是典型配置，该典型配置包括多个耙齿相关器162、164、166、168和组合器160，其中耙齿相关器通常是两个到六个耙齿，每个耙齿具有耙齿相关器锁定和解锁开关182、184、186、188。每个耙齿相关器162、164、166、168可以包括用以确定如耙齿所接收的每个比特业务信道信号强度的Eb/No测量器170和用以确定如耙齿所接收的每个码片导频信道信号强度的Ec/No测量器172。控制器152也包括能够根据本发明的基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定进行操作的耙齿锁定确定器156。耙齿锁定确定器156可以包括用于在扩展时间段如20ms中估计业务信道信号强度的Eb/No估计器174、用于估计导频信道信号强度的Ec/No估计器178和用于基于反向关系将Eb/No估计映射到Ec/No阈值水平的阈值映射器176，其中该反向关系可以是反比例线性关系、反比例指数关系、反比例对数关系、Eb/No和Ec/No数值的预定反向赋值或者Eb/No和Ec/No数值的预定反向范围。耙齿相关器162、164、166、168向耙齿锁定确定器156发送信号强度信息，使得可以由控制器152进行在接收的导频Ec/No与设置的Ec/No耙齿锁定阈值水平之间的比较。该比较可以由耙式接收机158、确定器156或者控制器152的分立元件如软件例程来进行。该比较控制着耙齿相关器锁定和解锁开关182、184、186、188的锁定或者解锁状态，如果确定器156进行该比较则直接地由确定器156控制，或者如果该比较是由控制器152中除确定器156之外的另一元件进行则间接地由确定器156控制。组合器160为具有锁定状态的任何耙齿对耙齿所接收的信号进行组合或者求和。
图3是图示了根据本发明一个实施方式的基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定进行操作的扩频通信系统的控制流程图。基站将导频信道发送到接收该导频信道的移动台。基站也将业务信道发送到接收这些业务信道中的至少一个业务信道的移动台。移动台使用耙式接收机接收信号，并且使用基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定对来自耙式接收机的接收信号进行组合。为了针对耙齿相关器和组合器执行基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定，移动台估计在有利地比功率控制组(PCG)的长度更大的扩展时间段如20ms中经滤波的接收业务信号强度Eb/No。移动台然后基于Eb/No估计与Ec/No耙齿锁定阈值之间的反向关系将Eb/No估计映射到Ec/No耙齿锁定阈值。该反向关系可以是如这里进一步描述的各种类型的关系。移动台也估计所接收的导频信号强度Ec/No并且比较所估计的Ec/No与Ec/No耙齿锁定阈值。基于所估计的Ec/No与Ec/No耙齿锁定阈值的比较，移动台设置耙式接收机中每个耙齿的耙齿锁定状态，使得耙式接收机的组合器仅对来自具有锁定状态的耙齿的信号进行求和。
现在将对图4进行参照，该示了能够根据本发明一个实施方式的基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定进行操作的实体的框图。如图所示，能够根据基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定进行操作的实体一般可以包括连接到存储器44的处理器、控制器等42。处理器也可以连接到至少一个耙式接收机46，该接收机用于接收对数据、内容等进行发送的多径通信信道。存储器44可以包括易失性和/或非易失性存储器并且通常存储内容、数据等。例如，存储器44通常存储计算机程序代码如软件应用或者操作系统、信息、数据、内容等以便处理器42执行与根据本发明实施方式的实体操作相关联的步骤。又如，存储器44通常存储从网络节点发送或者由网络节点接收的内容。存储器44例如可以是随机存取存储器(RAM)、硬驱动或者其他固定数据存储器或者储存设备。处理器42可以与基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定器43一起操作。当该实体提供无线通信如CDMA移动网络时，处理器42可以与无线通信子系统(未示出)如蜂窝收发器一起操作，该子系统与耙式接收机46相联通。一个或多个处理器、存储器、储存设备和其他计算机元件可以作为同一平台的一部分由计算机系统和子系统共同使用，或者多个处理器可以作为多个平台的多个部分分布于计算机系统与子系统之间。
图5图示了能够根据本发明一个实施方式的基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定进行操作的移动设备的功能图。应当理解，图示的以及下文描述的移动设备仅仅是对将从本发明中受益的一类移动台进行说明，因此不应当理解为限制本发明的范围或者可以根据本发明进行操作的设备的类型。尽管出于举例的目的而在下文中描述移动设备的数个实施方式，但是其他类型的移动台如便携数字助理(PDA)、寻呼机、膝上型计算机以及其他类型的语音和文本通信系统都可以容易地加以利用以便根据本发明发挥作用。
该移动设备包括发送机48、接收机50以分别及向发送机48提供信号并从接收机50接收信号的控制器52。这些信号包括根据适用蜂窝系统空中接口标准的信今信息，比如CDMA网络的导频信道，也包括比如由CDMA网络的业务信道发送的用户语音和/或由用户生成的数据。就此而言，移动设备能够根据一个或多个空中接口标准、通信协议、调制类型和接入类型进行操作。具体而言，移动设备能够根据许多1G、2G、2.5G和/3G通信协议等中的任何协议进行操作。例如，移动设备能够根据无线通信协议IS-95(CDMA)以及利用多径和耙式接收机的其他扩频通信协议进行操作。
应当理解，控制器52如处理器等包括用于实施移动设备的视频、音频和逻辑功能所需要的电路元件。例如，控制器可以包括数字信号处理器设备、微处理器设备和各种模拟到数字转换器、数字到模拟转换器以及其他支持电路。移动设备的控制和信号处理功能在这些设备之间根据它们的相应功能进行分配。控制器52因此也包括在调制和发送之前对消息和数据进行卷积编码和交织的功能。控制器52还可以包括内部语音编码器(VC)52A，并且可以包括内部数据调制解调器(DM)52B。能够根据本发明进行操作的移动设备的控制器也包括扩频耙式接收机58，该接收机操作用以基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定来对耙式接收机的耙齿相关器进行锁定和解锁。另外，控制器52可以包括用以操作可以存储于存储器中的一个或多个软件应用的功能。
移动设备也可以包括用户接口，比如包括常规耳机或者扬声器52、振铃器56、麦克风60、显示器62，这些接口全部耦接于控制器52。允许移动设备接收数据的用户输入接口可以包括允许移动设备接收数据的许多设备如小键盘64、触摸显示器(未示出)、麦克风60或者其他输入设备中的任何设备。在包括小键盘的实施方式中，小键盘可以包括常规数字(0-9)和有关的键(#、*)以及用于操作移动设备的其他键，并且可以包括整个字母数字键集合或者可被激活用来提供整个字母数字键集合的键集合。
移动设备也可以包括通常存储与移动订户有关的信息元素的存储器，比如订户标识模块(SIM)66、可移动用户标识模块(R-UIM)(未示出)等。除SIM之外，移动设备可以包括其他存储器。就此而言，移动设备可以包括易失性存储器68以及可以嵌入和/或可以移动的其他非易失性存储器70。例如，其他非易失性存储器可以是嵌入或者可移动的多媒体记忆卡(MMC)、如Sony公司制造的记忆棒、EEPROM、闪存、硬盘等。存储器可以存储由移动设备使用的许多条或者大量信息和数据中的任何信息和数据用来实施移动设备功能。例如，存储器可以存储能够唯一地标识移动设备的标识符，比如国际移动设备标识(IMEI)代码、国际移动订户标识(IMSI)代码、移动设备综合服务数字网络(MSISDN)代码等。存储器也可以存储内容。存储器例如可以存储用于应用的计算机程序代码，比如用于应用的软件程序或者模块，例如用以实施本发明的基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定，并且可以存储用于移动设备的计算机程序代码的更新。
本领域技术人员将理解到，本发明可以结合于硬件和软件系统及子系统、硬件系统及子系统和软件系统及子系统的组合中以及结合于网络系统及其移动台中。在每个这些系统和移动台以及能够使用如上所述本发明的系统或者执行如上所述本发明的方法的其他系统中，系统或者移动台一般可以包括具有一个或多个处理器的计算机系统，这些处理器能够在软件控制之下操作用以提供上述技术，包括执行基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定。
用于本发明实施方式的软件控制的计算机程序指令可以加载到计算机或者其他可编程装置上以产生机器，使得在该计算机或者其他可编程装置上执行的指令产生用于实施这里所述功能的装置，比如一种利用耙式接收机的移动台，其中该接收机具有相关器，使用基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定对这些相关器进行锁定和解锁。计算机程序指令也可以加载到计算机或者其他可编程装置上以使一连串操作步骤在该计算机或者其他可编程装置上执行从而产生由计算机实施的过程，使得在该计算机或者其他可编程装置上执行的指令提供用于实施这里所述功能的步骤，比如一种用于基于混合Eb/No和导频信道信号强度来确定耙式接收机的耙齿相关器的耙齿锁定状态的方法。也应当理解到，每个块或者元件以及块和/或元件的组合可以由基于硬件的计算机系统、软件计算机程序指令或者硬件和软件的组合来实施，这些基于硬件的计算机系统、软件计算机程序指令或者硬件和软件的组合执行基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定中的指定功能或者步骤。
这里提供和描述了用于以基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定算法为基础来确定耙齿锁定状态的改进系统和方法。使用映射到Ec/No导频水平的用于每个耙齿的扩展时间平均Eb/No业务信号估计来周期性地设置本发明实施方式的耙齿锁定阈值，其中扩展时间平均Eb/No估计与映射的Ec/No水平成反比例，因此在Eb/No估计增大时减小所需Ec/No水平而在在Eb/No估计减小时增大所需Ec/No水平。现有基于导频的耙齿锁定算法可以与使用本发明实施方式的扩展时间平均Eb/No估计而设置的Ec/No阈值一起使用。当导频信号为弱但是业务信号保持为强时，本发明实施方式的耙齿将保持锁定以增大组合器输出信噪比。
从上文描述和相关附图所展示的教授中得以受益，本文所阐述的本发明的许多修改和其他实施方式对于这些发明所涉及领域中的技术人员而言将是可以想到的。因此，应当理解本发明不限于公开的具体实施方式
，并且修改和其他实施方式也将囊括于所附权利要求书的范围之内。虽然这里利用了具体术语，但是它们仅仅是在通用性和描述性的意义上使用而不是用于限制性的目的。
权利要求
1.一种确定耙式接收机耙齿的耙齿锁定状态的方法，包括以下步骤确定对所述耙齿上的业务信道的在第一时间段中经滤波的Eb/No估计用于耙齿锁定确定；设置与所述Eb/No估计反向的Ec/No耙齿锁定阈值；确定对导频信道的在第二时间段中经滤波的Ec/No估计；比较所述Ec/No估计与所述Ec/No耙齿锁定阈值；以及基于所述Ec/No与所述Ec/No耙齿锁定阈值的所述比较来设置所述耙齿的所述耙齿锁定状态。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤周期性地重复所述确定Eb/No估计和设置Ec/No耙齿锁定阈值的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤周期性地重复所述确定Ec/No估计、比较所述Ec/No估计与所述Ec/No耙齿锁定阈值以及设置所述耙齿的所述耙齿锁定状态的步骤。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括以下步骤周期性地重复所述确定Eb/No估计以及设置Ec/No耙齿锁定阈值的步骤，其中所述用于重复设置所述耙齿的耙齿锁定状态的周期小于所述用于重复设置Ec/No耙齿锁定阈值的周期。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤周期性地重复所述确定Eb/No估计、设置Ec/No耙齿锁定阈值、确定Ec/No估计、比较所述Ec/No估计与所述Ec/No耙齿锁定阈值以及设置所述耙齿的所述耙齿锁定状态的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一时间段大于一个功率控制组(PCG)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中一个功率控制组是1.25ms。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一时间段是20ms。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一时间段是一个帧。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二时间段大于一个码片的长度。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二时间段是1.25ms。
12.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤在用于快速正向功率控制(FFPC)的功率控制组(PCG)中确定Eb/No估计，其中所述用于FFPC的Eb/No估计被用来确定用于耙齿锁定确定的所述Eb/No估计。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述设置耙齿锁定阈值的步骤设置小于完全基于导频的Ec/No阈值的Ec/No阈值。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述设置耙齿锁定阈值的步骤包括基于所述Eb/No估计来映射Ec/No阈值。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述映射在所述Eb/No估计增大时减小所述Ec/No阈值而在所述Eb/No估计减小时增大所述Ec/No阈值。
16.根据权利要求15所述的方法，其中Ec/No阈值与Eb/No估计的所述映射关系从以下组中进行选择反比例线性关系、反比例指数关系、反比例对数关系、预定的反向赋值和预定的反向数值范围。
17.一种扩频通信方法，包括以下步骤接收导频信道和至少一个业务信道；使用耙式接收机在所述移动台上组合业务信道；以及使用基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定来设置所述耙式接收机耙齿的耙齿锁定状态，其中设置耙齿锁定状态包括为所述耙齿中的至少一个耙齿确定Eb/No估计；以及基于所述Eb/No估计设置Ec/No耙齿锁定阈值。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括以下步骤从基站发送所述导频信道和所述至少一个业务信道。
19.根据权利要求17所述的方法，其中移动台接收从基站所发送的所述导频信道和所述至少一个业务信道。
20.根据权利要求17所述的方法，还包括以下步骤周期性地重复所述设置所述耙式接收机的耙齿的耙齿锁定状态的步骤。
21.根据权利要求17所述的方法，其中所述设置耙齿锁定状态的步骤包括以下步骤确定对每个耙齿的在第一时间段中经滤波的Eb/No估计，用于耙齿锁定确定；设置与每个耙齿的所述Eb/No估计反向的Ec/No耙齿锁定阈值；确定对每个耙齿的在第二时间段中经滤波的Ec/No估计；以及比较每个耙齿的所述Ec/No估计与每个耙齿的所述Ec/No耙齿锁定阈值。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述第一时间段大于一个功率控制组(PCG)。
23.根据权利要求21所述的方法，其中所述第一时间段是20ms。
24.根据权利要求21所述的方法，还包括以下步骤周期性地重复所述确定Eb/No估计和设置Ec/No耙齿锁定阈值的步骤。
25.根据权利要求21所述的方法，还包括以下步骤周期性地重复确定Eb/No估计和比较所述Ec/No估计与所述Ec/No耙齿锁定阈值的步骤。
26.根据权利要求25所述的方法，还包括以下步骤周期性地重复所述确定Eb/No估计和设置Ec/No耙齿锁定阈值的步骤，其中所述用于重复设置所述耙齿的耙齿锁定状态的周期小于所述用于重复设置Ec/No耙齿锁定阈值的周期。
27.根据权利要求21所述的方法，其中所述设置耙齿锁定阈值的步骤包括基于所述Eb/No估计来映射Ec/No阈值。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述映射在所述Eb/No估计增大时减小所述Ec/No阈值而在所述Eb/No估计减小时增大所述Ec/No阈值。
29.一种扩频通信系统，包括基站，包括用于在多个路径上发送和接收无线通信信号的扩频收发器；以及通信地连接到所述基站的多个移动台，并且分别包括具有至少两个耙齿相关器的扩频耙式接收机；以及基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定器，用于为所述耙齿中的至少一个耙齿确定Eb/No估计并且基于所述Eb/No估计来设置Ec/No耙齿锁定阈值。
30.根据权利要求29所述的系统，其中所述耙式接收机包括组合器，耦接于所述耙齿相关器；耙齿Eb/No测量器，耦接于每个所述耙齿相关器；以及耙齿Ec/No测量器，耦接于每个所述耙齿相关器。
31.根据权利要求29所述的系统，其中所述基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定器包括Eb/No估计器，耦接于所述耙式接收机；阈值映射器，耦接于所述Eb/No估计器；以及Ec/No估计器，耦接于所述耙式接收机。
32.一种移动台，包括具有至少两个耙齿的扩频耙式接收机；以及基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定器，用于为所述耙齿中的至少一个耙齿确定Eb/No估计并且基于所述Eb/No估计来设置Ec/No耙齿锁定阈值，交互地耦接于所述耙式接收机。
33.根据权利要求32所述的移动台，其中所述耙式接收机包括组合器，耦接于所述耙齿相关器；耙齿Eb/No测量器，耦接于每个所述耙齿相关器；以及耙齿Ec/No测量器，耦接于每个所述耙齿相关器。
34.根据权利要求32所述的移动台，其中所述基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定器包括Eb/No估计器，耦接于所述耙式接收机；阈值映射器，耦接于所述Eb/No估计器；以及Ec/No估计器，耦接于所述耙式接收机。
35.一种扩频耙式接收机，包括组合器；两个或多个耙齿相关器，分别耦接于所述组合器；耙齿Eb/No测量器，耦接于每个所述耙齿相关器；耙齿Ec/No测量器，耦接于每个所述耙齿相关器；以及混合Eb/No耙齿锁定确定器，耦接于所述阈值映射器、所述Ec/No估计器和所述耙齿相关器，包括Eb/No估计器，耦接于所述耙齿Eb/No测量器；阈值映射器，耦接于所述Eb/No估计器；以及Ec/No估计器，耦接于所述耙齿Ec/No测量器。
全文摘要
提供了一种用于耙式接收机的利用了基于混合Eb/No和导频的耙齿锁定确定的用于扩频通信的改进的系统和方法。使用映射到Ec/No导频水平的用于每个耙齿的扩展时间平均Eb/No业务信道估计来周期性地设置耙齿锁定阈值，其中扩展时间平均Eb/No估计与映射的Ec/No水平成反比例，因此当Eb/No估计增大时减小所需Ec/No水平而当Eb/No估计减小时增大所需Ec/No水平。现有基于导频的耙齿锁定算法可以与使用扩展时间平均Eb/No估计而设置的Ec/No阈值一起使用。当导频信号为弱但业务信号保持为强时，耙齿将保持锁定以增大组合器输出信噪比。
文档编号H04B1/707GK101019337SQ200580030864
公开日2007年8月15日 申请日期2005年7月25日 优先权日2004年7月27日
发明者L·潘, J·沙, 刘峰华 申请人:诺基亚公司