专利名称：通信装置及信号处理方法
技术领域：
本发明是有关于无线通信系统中的功率测量及报告(r印orting)，更具体地，是关 于一种通信装置及信号处理方法。
背景技术：
术语“无线，，通常指电气或电子操作，该操作的完成无需使用“硬布线 (hardwired)，，连接。“无线通信”是信息在没有使用电导体或电线的情形下进行一段距离 的收送。此处所提及的距离可为短距离(例如，用于电视遥控的几米)或较长的距离(例 如，用于无线电通信的几千甚或几百万千米)。无线通信的典型例子是蜂窝电话(cellular tel印hone)。蜂窝电话可使用无线电波启动(enable)操作，以便用户可以从全球范围内的 许多位置均向另一方发起电话呼叫。只要存在具有发送及接收信号的基站设备，蜂窝电话 就可在任何地方使用，其中，该信号被处理以用于蜂窝电话发送及接收语音和数据。目前已有多种移动通信技术发展完备及定义完善，例如全球移动通信系统 (Global System for Mobile Communications,GSM)即为一种定义完善且广泛采用的通信 系统,GSM采用时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)技术，TDMA是一种移动电 话与基站之间用以传送语音、数据及发信号(signaling)数据(如已拨电话号码)的数字 无线电多重存取方式。CDMA2000是一种混合移动通信2. 5G/3G (代)技术标准，CDMA2000使 用码分多址(Code Division MultipleAccess,CDMA)技术。通用移动通信系统(Universal Mobile TelecommunicationsSystem,UMTS)是一种3G移动通信系统，可于GSM系统上提供 多重服务的加强型范围(enhanced range)。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种通信装置及信号处理方法。本发明提供一种通信装置，用于无线通信网路中，包含无线收发模块；以及处理 器，经由该无线收发模块接收测量控制消息，该测量控制消息承载滤波系数，且该处理器测 量至少一个基站的信号质量以获取多个测量结果，根据第一测量周期对该多个测量结果进 行周期性滤波，以获取多个滤波结果，并根据该多个滤波结果决定是否向该无线通信网路 中的系统控制器发送测量报告，其中，该滤波系数由该系统控制器分配，用于根据第二测量 周期对该多个测量结果进行滤波，以及其中，该第二测量周期比该第一测量周期长。本发明另提供一种信号处理方法，包含获取滤波系数；测量至少一个单元的信 号质量以获取多个测量结果；根据第一测量周期对该多个测量结果进行周期性滤波，以获 取多个滤波结果；以及根据该多个滤波结果决定是否向无线通信网路中的系统控制器发送 测量报告；其中，该滤波系数由该系统控制器所分配，用于根据第二测量周期对该多个测量 结果进行滤波，以及其中，该第二测量周期比该第一测量周期长。利用本发明所提供的通信装置及信号处理方法，其目的之一可减少有效集 (active set)更新(update)的等待时间(latency)，从而可以提高通信质量。
以下是根据多个图式对本发明的较佳实施例进行详细描述，本领域技术人员阅读 后应可明确了解本发明的目的。
图1为根据本发明一实施例的无线通信系统的网络拓扑示意图。图2为根据本发明一实施例的通信装置的示意图。图3为根据本发明一实施例的信号处理方法的流程图。
具体实施例方式在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通 常知识者应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及权利 要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的 准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包 含但不限定于”。此外，“耦接” 一词在此包含任何直接及间接的电性连接手段。因此，若文 中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电性连接于该第二装置， 或透过其它装置或连接手段间接地电性连接至该第二装置。说明书后续描述为实施本发明 的较佳实施方式，然该描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范 围。本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。图1为根据本发明一实施例的无线通信系统的网络拓扑示意图。如图1所示，无 线通信系统100包含位于一个或多个区域(如图1所示的区域105和区域106)中的一个 或多个基站(Base Station, BS)(或称为节点-B)，如图1所示的基站101和基站102，该 一个或多个基站可对无线通信信号进行接收、传送、中继或其它操作，并互相提供服务及/ 或向一个或多个通信装置(如图1所示的通信装置200)提供服务。无线通信系统100进 一步包含在主网络中的一个或多个网络装置(如图1所示的网络装置107)，该一个或多个 网络装置可作为系统控制器与一个或多个基站/节点-B进行通信，用以为该一个或多个基 站/节点-B提供并维持服务。根据本发明的一实施例，通信装置200可以是个人电脑、膝 上型电脑、笔记本电脑、移动电话、蜂窝电话、个人数字助理或其它，总称为移动台(Mobile Station，MS)。因此，本发明并不以此为限。基站101与基站102可连接至主从式网络，例 如因特网(Internet)，从而提供与因特网的连接。网络装置107可为无线网络控制(Radio Network Control, RNC)，用于控制与其连接的一个或多个基站/节点-B。图2为根据本发明一实施例的通信装置的示意图。通信装置200可包含无线收发 模块201、基带模块202，并选择性包含用户识别卡203。无线收发模块201接收射频信号， 并将接收到的射频信号转换为基带信号，以便于基带模块202的处理。或者，无线收发模块 201接收来自基带模块202的基带信号，并将接收到的基带信号转换为射频信号，以传送至 同级装置。无线收发模块201可包含多个硬件装置以执行射频转换。例如，无线收发模块 201可包含一混频器(图中未示)，该混频器使基带信号与载波相乘，其中该载波由无线通 信系统中的无线频率振荡产生。基带模块202可将基带信号转换为多个数字信号，并对数 字信号进行处理，反的亦然。基带模块202也可包含多个硬件装置以执行基带信号处理。基 带信号处理例如模数转换(Analog to Digital Conversion，ADC) /数模转换(Digital toAnalog Conversion, DAC)、增益调整、调制/解调、编码/译码等。基带模块202可包含处 理器221、测量单元222及存储器223。存储器223可储存多个软件/固件代码或指令，处 理器221执行该多个软件/固件代码或指令以维持通信装置200的运作。请注意，存储器 223也可配置于基带模块202的外部，本发明并不以此为限。处理器221执行存储器223中 所储存的代码或指令并分别控制基带模块202、无线收发模块201及已插入的用户识别卡 203的运作。处理器221可从已插入的用户识别卡203中读取数据或将数据写入已插入的 用户识别卡203。请注意，通信装置200也可包含其它类型的识别模块，而非仅包括用户识 别卡203，本发明并不以此为限。与一个或多个基站相关的无线连接形成通信装置200的有效集。在无线通信网路 中，有效集为同时包含于通信装置200的特定通信服务中的一组无线连接。通常，通信装 置200维持一个基站列表，用以达到监视(monitor)潜在的切换(handover)目的。通信装 置200所维持的基站列表可包含在有效集中的多个基站，及尽管不在有效集中但属待监视 的相邻基站。监视过程可由如图2所示的测量单元222及处理器221来实施。测量单元 222可为硬件和/或固件模块，测量单元222测量基站列表中的基站的信号质量。例如，测 量单元222可测量接收到的信号功率，以获取接收信号强度(Received Signal Strength Indication,RSSI)值。通信装置200基于从网络通信获取的信息，连续性更新基站列表以 用于监视。例如，网络可经由消息(例如，测量控制消息MEASUREMENT CONTROL)提供初始 基站列表。初始基站列表可以是，例如与通信装置200所在的基站相邻的基站的列表。通 信装置200经由消息(例如，测量报告消息MEASUREMENTREP0RT)报告多个测量结果。此 后，根据应包含于有效集中的单元为哪个，网络可使用消息(例如，有效集更新消息ACTIVE SET UPDATE)来更新通信装置200。当满足至少一个预设准则时，即可触发有效集更新。通信装置200根据某些滤波操作决定是否满足至少一个预设准则。如 3GPPTS25. 331标准中所定义，通信装置200接收“滤波器系数”，并依靠测量数量，根据以下 公式对测量数量进行测量滤波Fn = (1-a) · F(^1)+a · Mn Eq. 1公式Eq. 1中的变量定义如下Fn为更新后的滤波结果，Filri)为先前的滤波结果， MnS从实体层测量(physical layer measurement)最新接收到的测量结果，且Mn所使用 的单元与测量报告消息MEASUREMENT REPORT中的报告单元或事件评估中所使用的单元为 同一个单元，以及其中a = I(/^)Eq. 2 其中，k为从测量控制消息MEASUREMENT CONTROL中所获取的参数“滤波器系数”。 通常，滤波操作由基带模块202中的无线资源控制(Radio ResourceControl, RRC)层软件 /固件模块来完成，并可由处理器221来执行。其中无线资源控制层也称为第三层(L3)，因 此上述滤波操作也称为“L3滤波”。当对由测量单元222所获取的多个测量结果进行滤波 后，处理器221可决定是否满足至少一个预设准则，例如，特定相邻基站的滤波结果是否大 于预设门坎值。当在一时段内连续性满足该准则以触发TTT周期时，处理器221可发出事件 触发的测量报告消息MEASUREMENT REPORT至网络(例如，如网络装置107的系统控制器)。 根据在测量报告消息中所承载的信息，系统控制器可进一步决定将无线连接加入有效集还是将无线连接从有效集移除。如3GPP TS25. 331标准所定义，实体层测量结果在每个测量周期取样一次。内频率 测量(intra frequency measurement)的测量周期在 3GPP TS25. 331 标准中定一为 200ms。 基于这个标准，在传统设计中，测量单元222测量在基站列表中的基站的信号质量，处理 器221在每个测量周期执行一次L3滤波。然而，由于测量与L3滤波的时间分辨率(time resolution)受200ms的限制，有可能发生不必要的等待时间。举例而言，当由网络所配置 的TTT周期为640ms时，处理器221需要等待800ms (200ms X 4)以覆盖TTT周期，这就浪费 了额外的160ms (800ms-640ms)来发出事件触发的测量报告消息MEASUREMENTREPORT，从而 降低了服务质量，特别是当通信装置200在快速移动并跨越两个基站之间的边界时。因此， 为了减少有效集更新的等待时间，需要一种新的L3滤波公式，无需从Eq. 1所示的初始公式 中分离，但具有更优良的时间分辨率。图3为根据本发明一实施例的信号处理方法的流程图。当从网络中(例如，系统 控制器)接收到测量控制消息MEASUREMENT CONTROL后，通信装置200的处理器221为L3 滤波和/或待监视的基站列表获取滤波系数a (步骤S301)。滤波系数a可根据滤波器系 数k来获取(请参照Eq. 2)，并由网络所分配且承载于测量控制消息MEASUREMENT CONTROL 中。接着，处理器221测量至少一个基站的信号质量以获取多个测量结果(步骤S302)，其 中，该至少一个基站包含于基站列表中。如上所述，测量过程可由测量单元222来实现。然 后，处理器221周期性执行L3滤波，也就是处理器221根据第一测量周期对多个测量结果 进行周期性滤波，以获取多个滤波结果(步骤S303)。最后，处理器221根据多个滤波结果 决定是否向无线通信网路中的系统控制器发送测量报告(步骤S304)。如上所述，当多个滤 波结果满足至少一个有效集更新准则时，处理器221向基站(如图1所示的基站101或基 站102)发送测量报告。由系统控制器所分配的滤波系数a用于根据预设测量周期(第二 测量周期)对多个测量结果进行滤波。如标准所定义，预设测量周期为200ms。根据本发明 一实施例，为了减少有效集更新的等待时间，处理器221根据第一测量周期执行基站测量 及L3滤波，其中，第一测量周期比预设测量周期(第二测量周期)短。以此方式，实现了具 有更优良的时间分辨率的L3滤波。以下将详细介绍本发明所提出的信号处理方法。根据本发明一实施例，第一测量周期的数值可取决于预设测量周期(第二测量周
期)的数值。举例而言，当预设测量周期为200ms时，第一测量周期的可选数值可包括，
200ms的因子(factor)，如100ms、50ms、40ms或其它数值。为了更加清楚地介绍本发明所
提出的信号处理方法，下文以50ms作为第一测量周期为例进行描述。根据本发明的一实施
例，测量单元222每50ms (—个第一测量周期)测量一次信号质量，以获取多个测量值S0,
S1, S2, S3, S4等。该多个测量值可进一步取平均以获取多个平滑(smooth)后的测量结果。
该多个测量结果可根据当前测量值与在一个预设测量周期(第二测量周期)内所获取的至
少一个先前测量值的动态平均值，利用下式来获取
权利要求
一种通信装置，用于无线通信网路中，其特征在于，所述通信装置包含无线收发模块；以及处理器，经由所述无线收发模块接收测量控制消息，所述测量控制消息承载滤波系数，且所述处理器测量至少一个基站的信号质量以获取多个测量结果，根据第一测量周期对所述多个测量结果进行周期性滤波，以获取多个滤波结果，并根据所述多个滤波结果决定是否向所述无线通信网路中的系统控制器发送测量报告，其中，所述滤波系数由所述系统控制器分配，用于根据第二测量周期对所述多个测量结果进行滤波，其中所述第二测量周期比所述第一测量周期长。
2.如权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述第一测量周期的数值取决于所述 第二测量周期的数值。
3.如权利要求1所述的通信装置，其特征在于，当所述多个滤波结果满足至少一个有 效集更新准则时，所述处理器向所述系统控制器发送所述测量报告。
4.如权利要求1所述的通信装置，其特征在于，每个测量结果为当前测量值与至少一 个先前测量值的动态平均值，以及其中所述多个测量值为每个所述第一测量周期取样一次 所获取的信号质量。
5.如权利要求1所述的通信装置，其特征在于，在每个所述第一测量周期对所述多个 测量结果进行滤波产生第一滤波回路带宽，以及在每个所述第二测量周期对所述多个测量 结果进行滤波产生第二滤波回路带宽，其中所述第一滤波回路带宽与所述第二滤波回路带 宽相等。
6.如权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述处理器根据第一预设算法对所述多个测量结果进行滤波，所述第一预设算法表达如下一 1Fixj = (I-XiXJ)Fix^+XixJ-XMiXj ；^ix； =flxJ一 2FiXJ+1 = (l-xiXJ+1)Fiχ^!+XiχJ+1XMiχJ+1,"axJ ；至FiXj.(j-l) — (l_XiX j+(j-l)) ^iX j-l+XiX j+(j-l) ^ χ j+fj-!) j XiXj+(j-l) — a，其中，a为所述滤波系数，Mixj, MiXJ+1至为根据所述第一测量周期所获取的所 述多个测量结果，FiXJ_i; Fixj至为根据所述第一测量周期所获取的所述多个滤波 结果，i和j为正整数，以及其中j为商数，所述商数经由将所述第二测量周期的数值分为 所述第一测量周期的数值而获取。
7.如权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述处理器根据第二预设算法对所述 多个测量结果进行滤波，所述第二预设算法表达如下其中，a为所述滤波系数，Mixj, MixjtlMMixjij^为根据所述第一测量周期所获取的所 述多个测量结果，Fixj^Fixj至Fixjt^1)为所述多个滤波结果，i和j为正整数，以及其中j 为商数，所述商数经由将所述第二测量周期的数值分为所述第一测量周期的数值而获取。
8.如权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述处理器根据第三预设算法对所述 多个测量结果进行滤波，所述第三预设算法表达如下Fixj = (l-a)F(i_1)XJ+aXMiXJ ；FiXJ+1 = (l-a)F(i_1)XJ+l+aXMiXJ+1 ；至Fixj+(j-i) = (l~a) F(^1) XJ+(J_1)+aXMiXJ+(J_1),其中，a为所述滤波系数，Mixj, MiXJ+1至为根据所述第一测量周期所获取的所 述多个测量结果，Fa^ xj至FiXH、Fixj至为根据所述第一测量周期所获取的所述 多个滤波结果，i和j为正整数，以及其中j为商数，所述商数经由将所述第二测量周期的 数值分为所述第一测量周期的数值而获取。
9.一种信号处理方法，其特征在于，所述信号处理方法包含获取滤波系数；测量至少一个单元的信号质量以获取多个测量结果；根据第一测量周期对所述多个测量结果进行周期性滤波，以获取多个滤波结果；以及根据所述多个滤波结果决定是否向无线通信网路中的系统控制器发送测量报告；其中，所述滤波系数由所述系统控制器所分配，用于根据第二测量周期对所述多个测 量结果进行滤波，以及其中所述第二测量周期比所述第一测量周期长。
10.如权利要求9所述的信号处理方法，其特征在于，所述第一测量周期取决于所述第 二测量周期的数值。
11.如权利要求9所述的信号处理方法，其特征在于，当所述多个滤波结果满足至少一 个有效集更新准则时，向所述系统控制器发送所述测量报告。
12.如权利要求9所述的信号处理方法，其特征在于，每个测量结果为当前测量值与至 少一个先前测量值的动态平均值，以及其中所述多个测量值为每个所述第一测量周期取样 一次所获取的信号质量。
13.如权利要求9所述的信号处理方法，其特征在于，在每个所述第一测量周期对所述 多个测量结果进行滤波产生第一滤波回路带宽，以及在每个所述第二测量周期对所述多个 测量结果进行滤波产生第二滤波回路带宽，其中所述第一滤波回路带宽与所述第二滤波回 路带宽相等。
14.如权利要求9所述的信号处理方法，其特征在于，所述处理器根据第一预设算法对 所述多个测量结果进行滤波，所述第一预设算法表达如下F . = (\ — χ. )F. . , + χ. . χ M .γ _ 八 γ 1IXJ VI^J ^ /Χ./-1IXJ Χ./ ，ixj — " x ~Γ ·^ix /+1 = O —义/χ/十+ Xixj+l X ^ ixj+]X. +1 = α X — .__ … ’._ ΙΧ' j 'Fixj+(j-1) — (l_xixj+(j-i))Fixj-i+xixj+(j-i) ^Mixj+fj^ j Xixj^(J1) — a，其中，a为所述滤波系数，Mixj, MiXJ+1至为根据所述第一测量周期所获取的所 述多个测量结果，FiXJ_i; Fixj至为根据所述第一测量周期所获取的所述多个滤波 结果，i和j为正整数，以及其中j为商数，所述商数经由将所述第二测量周期的数值分为所述第一测量周期的数值而获取。
15.如权利要求9所述的信号处理方法，其特征在于，所述处理器根据第二预设算法对 所述多个测量结果进行滤波，所述第二预设算法表达如下
16.如权利要求9所述的信号处理方法，其特征在于，所述处理器根据第三预设算法对 所述多个测量结果进行滤波，所述第三预设算法表达如下
全文摘要
一种通信装置及信号处理方法，其中，通信装置包含无线收发模块；以及处理器，接收测量控制消息，测量控制消息承载滤波系数，且处理器测量至少一个基站的信号质量以获取多个测量结果，根据第一测量周期对多个测量结果进行周期性滤波，以获取多个滤波结果，并根据多个滤波结果决定是否向系统控制器发送测量报告，其中，滤波系数由系统控制器分配，用于根据第二测量周期对多个测量结果进行滤波，其中第二测量周期比第一测量周期长。利用本发明可减少有效集更新的等待时间，提高通信质量。
文档编号H04W24/10GK101959231SQ200910180298
公开日2011年1月26日 申请日期2009年10月13日 优先权日2009年7月15日
发明者何远, 张怡萍, 殷伟盛, 蔡政仪, 许家祯, 黄铿铭 申请人:联发科技股份有限公司