专利名称：估计信道质量的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及估计信道质量的方法和装置，尤其在应用具有多个天线部分的天线系统时。
背景技术：
在移动无线系统中，其是以频率双工驱动的、也即从基站到移动台的通信(所谓的下行链路)和从移动台到基站的通信(所谓的上行链路)是在不同频率上实现的，通常基站不能自己确定“下行链路”的信道质量，因为该“下行链路”具有另一频率并因此该信道的传输特性与“上行链路”的不同。所以对于“下行链路”的信道质量的估算由移动台实现并且随后作为测量或者信息被传给基站。
现在根据UMTS中的一个例子进一步详细地叙述信道质量的估算。下文将移动台理解为终端设备、即通信系统中的终端设备，例如移动通信设备、移动PC、PDA(个人数字助理)等等。将基站理解为通信系统中的、继续转接数据传输的装置。通信系统涉及例如蜂窝移动通信网、WLAN系统等。现在首先叙述什么是总导频信号。接下来探讨在所谓的“发射分集”中导频信号的应用、即通过多于一个天线的数据传输。随后讨论在所谓的高速数据传输信道中的特殊的边界条件。然后下面更详细地探讨信道质量的确定和如何能在发射分集模式中估计总导频信号，在所述的总导频信号基础上可以确定信道质量 a)总导频信号 例如在UMTS(通用移动通信系统)系统中，由基站发送的所谓的“总导频信号”可供移动台用于测量“下行链路”的信道估计。该总导频信号可以包括例如预定义的和移动台所熟知的比特序列，其在一个移动通信蜂窝中被均匀地向所有移动台发送。在UMTS中该总导频信号在CPICH(公用导频信道)上被发送。
移动台计算出导频信号的接收功率并由此计算给出信道质量的基准值。然后该基准值作为测量或者信息被传输到基站。
b)“发射分集” 在先进的基站上导频信号也可以通过多个天线传输。因而，如果导频信号通过多个天线被发送，则出现应该如何计算出导频信号的功率的问题。在UMTS(通用移动电信系统)标准中规定了应用发射分集、也称为应用多个天线来进行数据传输的各种方法。
发射分集的不同方法涉及例如STTD(空时发射分集)模式以及两个所谓的“闭环发射分集模式”1和2。大致来说有以下区别不同于STTD-模式，在闭环模式下考虑到移动台的反馈信号，将信号通过不同天线如此发送，使得发生单个天线信号的相长干扰，而在STTD-模式下，基站中的天线系统通过多个天线发射信号，而没有加上移动台的反馈信号。在STTD模式下也可以称为开环模式。
c)高速数据传输信道和发射分集 由于在UMTS中新引入的高速传输信道(HS-DSCH高速下行共享信道，HS-SCCH高速共享控制信道)对于高速下行分组接入(HSDPA)出现下列问题如何在该高速传输信道中应用不同的发射分集的方法。
在HSDPA时数据被分组传输。在此，如此选择传输一个分组的时刻，使得在各个接收分组的移动台中具有目前有利的接收条件。这在英语文献中也被称为“scheduling(调度)”。基站的“调度器”从目前为不同移动台的传输而排队等候的分组中选出在传输中可能期望有最好质量的那个。
另外，“调度器”也确定，利用哪种能量、哪种调制以及哪种编码来发送分组。通常，该“调度器”除了确定传输的时刻以外，还确定数据分组的格式。
在HSDPA时，对于下列情况必须匹配上行链路(从移动台到基站)中的信道质量信息(CQI)的信令，即通过两个天线发射CPICH(公用导频信道)。这既涉及对于高速传输信道本身而言不应用发射分集的情况，也涉及应用发射分集的情况。
目前，在UMTS标准中规定，一旦在移动通信蜂窝中将发射分集应用在任何传输信道上，那么就通过基站的天线系统的两个天线或者天线部分传输总导频信号(CPICH)。在此，通过天线2和天线1对导频信号不同地进行调制，像例如在3GPP标准中描述的那样(参见技术规程25.211的4.3.0版本中第5.3.3.1节)。在那里的图14中说明了所述情形。在不应用发射分集的情况下，也应用图14中天线的符号序列。图14在这里记作图1。
移动台可以根据不同调制的导频信号确定明确地分配给天线1和天线2的、传输信道的估计。该信道估计(对天线1和天线2)是必须的，由此移动台正确接收采用发射分集方法发射的物理信道。
d)信道质量的确定 传输的质量受到传输信道的消极影响，并且随时间出现波动。所以为了确定分组被发送给哪个移动台，基站必须了解传输信道或者传输的期望质量。因为基站只能很差地确定从基站到移动台的发送信号的质量，所以在UMTS标准中引入了从移动台到基站的“信道质量信息(CQI)”的信令。
移动台根据由基站发送的导频信号(公用导频信道)计算出信道质量的当前估计值。接着移动台通过CQI通知基站，目前在下行链路信道上期望哪种质量。这在UMTS中详细说明的HSDPA系统上通过下列方式实现，即移动台通知基站对于下一个数据分组应该最好选择哪种格式(即，调制、编码等等)。
如果在蜂窝中通过两个天线发射导频信号(CPICH)(参见前面章节)，则在使用发射分集的方法时不清楚，移动站以最佳的方式应该多精确地进行信道质量估计。
为此，迄今建议下列解决 对于CQI的信令的匹配，在相应的标准TS 25.214中下列规定是已知的。
在3GPP TS 25.214V5.2.0(2002-09)的6A.2章节中规定了“信道质量指示器定义”，其中在一定意义上描述如下“如果将发射分集应用于相关的HS-DSCH蜂窝的无线通信，那么PCPICH给出两个分集天线组合的CPICH的接收功率，另一方面PCPICH给出非分集天线的功率。” 这里PCPICH称作导频信道的接收的信号功率，其是一个参数，由它计算数据信道的接收质量的量度。对此，另外的参数是噪声功率和接收机的干扰功率以及导频信道和数据信道之间的功率关系。
该规程的该章节说明在采用发射分集时，应该使用两个天线的接收总功率，否则只应用第一个(也称作非分集天线)的功率。该解释解决了部分问题，但是一直没有提供接收质量的最佳预测，因为一方面在不同发射分集方法(STTD、模式1、模式2和其他的方法)之间没有进行区别，另一方面也没有考虑该方法的实际期望的非理想性。
e)发射分集时总导频信号的估计 如果基站为通向移动台的诸如DPCH(专用物理信道)或者HS-PDSCH(高速物理下行链路共享信道)等数据信道而在单个天线上使用与为传输CPICH(公用导频信道)时不相同的相移，那么在基站应用多个天线时，附加地存在问题。通常将在天线上的不同相位用于产生向移动台的“下行链路”信道的波束成形增益。
该问题可以通过在不同天线上以相互正交序列的形式传输导频信号来解决。因此，移动台可以分开地计算出每个天线的接收功率。然后将单个天线的、所计算出的功率相加 Ppllot＝P1+P2+…+Pn＝|h1|2+|h2|2+…+|hn|2 n......天线数量 h......信道的复值估计 其中使用正交序列以能够进行正确估计，即能够相互独立地接收单个天线的导频信号。
然而在多数情况下规定，对于导频信号的功率计算出一个极小的值。
发明内容
基于现有技术，本发明的任务是说明一种在通过多个天线部分进行数据传输时估计信道质量的方法，其与现有技术相比提供了更可靠的估计值。
据此，本发明提供一种用于估计从基站向移动台进行数据传输的信道的信道质量的方法， -其中所述数据传输通过所述基站的天线系统的至少两个天线元件实现， -并且借助于一导频信道的接收功率通过考虑在移动台方为数据传输所规定的天线加权来估计信道的质量，其中用于规定该天线加权的信息事先从移动台被传送给基站。
相应地，本发明提供一种用于估计从基站向移动台进行数据传输的信道的信道质量的装置，包括 -用于通过所述基站的天线系统的至少两个天线元件实现所述数据传输的装置， -用于借助于一导频信道的接收功率通过考虑在移动台方为数据传输所规定的天线加权来估计信道的质量的装置，其中用于规定该天线加权的信息事先从移动台被传送给基站。
本发明还提供另外一种用于估计在基站和移动台之间进行数据传输的信道的信道质量的方法， -其中所述数据传输通过天线系统的至少两个天线元件实现， -并且通过从在基站和移动台之间交换的反馈信息推导出的信道特性来估计信道的质量，其中所述反馈信息从天线加权中推导出来，并且用于规定天线加权的信息事先从所述移动台被传输给所述基站。
相应地，根据本发明的另一种用于估计在基站和移动台之间进行数据传输的信道的信道质量的装置，包括 -用于通过天线系统的至少两个天线元件实现所述数据传输的装置， -用于通过从在基站和移动台之间交换的反馈信息推导出的信道特性来估计信道的质量，其中所述反馈信息从天线加权中推导出来，并且用于规定天线加权的信息事先从所述移动台被传输给所述基站。
本发明的核心是在引入移动台和基站之间交换的反馈信息的情况下确定信道质量。
图1示出公用导频信道CPICH的调制模式。
具体实施例方式 现在应该借助于选出的例子进一步考察本发明，所述例子也在图中部分地示出。首先，该实施方案限制在两个天线元件，但是也可以使其扩展到多个天线元件。另外，该实施方案涉及对于每个天线部分具有唯一的传播路径的情况。如果存在多个传播路径(tap)，则通过将移动台在所有传播路径上所接收的能量相加，可以有意义地扩展该方法。在本实施方案中，对于相应的发射分集所讲述的计算公式适用于在每个单个传播路径上的关系 图1示出公用导频信道CPICH的调制模式(Modulation pattern)，其中规定A＝1+j。这里A是复值并且j是该复值的虚数部分。该图对应于3GPP标准的图14技术规程25.211的4.3.0版本第5.3.3.1章节。
对于解决信道质量信令的问题，考察下列替代 下面介绍优选的实施例，其中通过考虑波束成形增益提高信道质量的估计(信道估计)，所述波束成形增益是通过应用多于一个天线部分限制的。在本申请范围内，将天线的发射元件理解为天线部分，该发射元件与另一发射元件空间上是分离的。在复值的情况下，波束成形增益取决于单个天线的传输信道的-可能是复值的-估计。
如果信号例如由多个在空间上分离的天线元件如此发送，使得在一个方向上出现相长干扰，而在另一个方向上出现相消干扰，那么产生波束成形增益。
该实施例讨论如何根据各个所应用的发射分集模式在考虑通过单个天线元件定义的传输线路的情况下进行信道估计。
为了在包括至少两个部分的天线系统中改变信道，设置下列量 -天线部分的功率(幅值) -通过一个天线元件发送的信号相对于通过另一个天线元件发送的信号的相位移。
将幅值和相位这两个量称作天线加权。
可以在不使用或者使用反馈信息的情况下进行该匹配(开环以及闭环模式)，然而根据所应用的方法可以不同地确定信道质量，或者在一种情况下有意义的确定方法将会在另一种情况下导致令人不满意的结果。
在所谓的反馈方法中，移动台通过反馈信道将信息发送给基站，所述信息规定，应该如何设置相位和可能的天线间的幅值比。
在反馈方法中基于时间延迟出现下列问题 在反馈模式中信道质量的估计 所估计的信道质量的传输(在UMTS中通过参数CQI表示)应该在所有的方法中如此被实现，使得它尽可能准确地再现该质量，通过其接收由基站在接收(和分析)CQI之后发送的数据分组。下列实施方案尤其在应用闭环发射分集方法时有效。移动台应该假设，基站根据由移动台发送的(或者仍需要发送的)反馈信号设置天线加权。因为通过反馈信令出现延迟，所以天线加权在它的应用时刻可能不再是最佳的，因为已经“过时”。但是在CQI信令时也应该考虑该影响，从而这些得出的结果不是太乐观。在此有三种可能性 第一，移动台可以假设，基站不应用当前最佳的天线加权，而是应用移动台在过去通知的天线加权，其中所述过去恰恰对应于由反馈信令决定的延迟。通过移动台存储在前一时刻发送的反馈命令以及分配的天线加权以现在将它们用于传输质量的计算，移动台可以非常轻易地进行该估计。移动台总归必须要存储这些值，因为它以此为出发点正是在应用该天线加权的情况下来传输当前所传输的有效数据的。
第二，移动台可以假设，基站使用当前的(实际上需要变成信令的并因此在将来被使用的)天线加权，但是在确定质量时考虑信道特性将变化。然后在考虑传输信道在将来发生变化的情况下，移动台传输例如传输质量的期望值。当然移动台不知道在将来发生的传输信道的变化。因此，不是传输实际将来的质量，而只是传输将来的质量期望值，其根据传输信道的时间相关性的分析来进行确定。虽然第二方法花费有些高，但是可以提供较好的结果在第一方法中可能的是，传输信道在过去变化不大，在过去变成信令的和当前应用的随机天线加权也是当前最佳的。于是得到非常好的质量。在过去传输信道的微小变化并不意味着它在将来也变化微小，因此该质量可能是乐观的。类似地也可以发生下列情况，即传输信道在过去发生超过通常情况的变化，从而天线加权是相当不利的，并因此CQI特别差，但是这并不意味着信道在将来也必须变化得这么快。在第二方法中，在两种情况下计算出相同的、平均的CQI，这更匹配。还有使在移动台中的实现容易的第三方案。这里，在假设基站没有延迟而是立即设置天线加权的情况下，移动台传输CQI。这当然得出一个太过乐观的CQI，因为该假设不合乎实际。现在基站分析传输信号的时间相关性，并因此估算，传输质量的期望值是怎样的。基站也进行相应的分析和计算，如在第二方法中移动台所进行的那样。由此将实现的复杂性从移动台转移到基站，这对于整个系统更加有利，因为移动台比基站多，并因此所有移动台的总节省超过基站的额外耗费。
通过单个天线或者天线部分定义的传输线路的信道估计 可以注意的另一方面是反馈信息的最终离散化、即给单个天线元件的反馈信息的分配。通过在不同的天线上以相互正交序列的形式传输导频信号，移动台可以估算在通过不同天线进行发送时所经历的信道传输特性。从而移动台可以对每个天线分开地计算出信道特性和接收功率。
依据天线加权的设置对总导频信号的计算功率精确度的分析和由此推导出的功率计算方法 现在考察如何从单个天线的信号中计算出总导频信号的功率。这在规程25.214中已获知。这里进行分析以什么程度对导频信号进行正确描述，也即是依据天线参数(或多或少最佳)的设置。随后基于这种认识，描述用于单个发射分集模式的功率计算方法。
下面应用这些术语 n天线的数量 s需要传输的复值符号 si天线i的复值发送信号 ri基于天线i的发送信号、在移动台的复值接收信号 hi信道对天线i的发送信号的复值影响 r总接收信号 wi用于发射天线i的发送信号的天线加权 对于导频信号有 rpi＝spi hi 这里为了简化写法不讲述所述量的时间关系、例如ri(t)。从导频信号的已知发送信号spi和导频信号的接收值rpi，移动台可以推知信道hi。另外该移动台可以确定单个导频信号的接收功率 Ppi＝|rpi|2＝|spi|2|hi|2 和从中确定导频信号的总接收功率 Pp＝|rp1|2+|rp2|2+...+|rpn|2＝＝|sp1|2|h1|2+|sp2|2|h2|2+...+|spn|2|hn|2 不是如导频信号那样采用不同天线上的不同序列，而是采用相同序列来传输实际数据。因此，在接收机中信号被累加形成一个和信号。
所以在结构上进行上述累加，而发送符号在传输前与适当的天线加权进行相乘 r＝r1+r2+...rn＝s1 h1+s2 h2+...+snhn＝＝s w1 h1+s w2 h2+...+s wn hn＝＝s(w1 h1+w2 h2+...+wn hn) 由此在适当选择天线加权的情况下得到传输的放大。得到所述加权的最佳选择，如果该天线加权与信道系数的共轭复数相等(更精确地说是成比例)，也即如果有 wn＝a hn＊ 其中如此选择a，使得天线加权的平方和为1，(|w1|2+|w2|2+...+|wn|2)＝1，也即a＝(|h1|2+|h2|2...+|hn|2)-1/2，这导致所发射的总功率不依赖于信道系数或者天线加权而等于|s|2。
r＝s(w1 h1+w2 h2+...+wn hn)＝＝s(a h1＊h1+a h2＊h2+...+a hn＊hn)＝＝sa(|h1|2+|h2|2+...+|hn|2)＝＝s(|h1|2+|h2|2+...+|hn|2)1/2 于是和信号r的接收功率(在具有所述的最佳天线加权时)为 P＝|r|2＝s(|h1|2+|h2|2+...+|hn|2) 在假设通过单个天线发射的数据符号的功率和等于发射的导频符号的功率和的情况下，也即|s|2＝|sp1|2+|sp2|2+...+|spn|2＝n|sp1|2(否则在获知功率关系时可以相应地考虑区别)由此得出 P＝n|sp1|2(|h1|2+|h2|2+...+|hn|2)＝＝n(|sp1h1|2+|sp2h2|2+...+|spn hn|2)＝＝n(|rp1|2+|rp2|2+...+|rpn|2)＝＝n(Pp1+Pp2+...+Ppn)＝n Pp 在上述最佳情况下，信号的接收功率也与单个天线的导频信号的接收功率和的n倍成比例。所以在该情况下，在计算CQI报告时也以该n倍和功率为出发点。
但是这只适用于在应用最佳设置的天线加权时发射分集的理想情况。如果没有最佳设置该加权，或者如果甚至应用所谓开环的发射分集方法，则得到较差的接收信号。因此也应该传输相应较差的信道质量值，例如在CQI报告中。
因为没有反馈信息可供使用，所以在所谓的开环发射分集方法中不进行优化的天线加权。简单地说，按时间先后地通过不同天线发射发送信号，由此从通过不同天线发送的接收功率的平均值中得出信号的(平均的)接收功率，即 P＝s(|h1|2+|h2|2+...+|hn|2)/n＝Pp 这也是比闭环最佳情况差n倍的值。
分析结果 在规程25.214中，所谓的用于功率计算的方法也只是对应用开环发射分集方法的情况最佳，并由此经常是明显的次佳，因为在没有闭环发射分集方法的优点的的情况下，假设的是明显太消极的接收质量。
非最佳设置的天线加权的实施例 在实施例中，在应用开环发射分集时根据n个天线的导频信号的接收功率和的n倍来估算数据的接收功率。如果应用最佳的天线加权，则该实施例是最佳的。另外，在应用开环发射分集时只能应用n个天线的导频信号的接收功率和。
影响天线加权的因素 但是，在实际中由于各种影响不可能总是应用理想的天线加权。属于所述影响的有 1)离散化不能随意设置以及信号化天线加权，而只能采用一定的离散化，所述离散化例如依赖于可供使用的硬件。因此所应用的加权或多或少与最佳加权稍有偏离。
2)延迟最佳的天线加权在一定的时刻由移动台确定。但是通过必要的测量持续时间和加权的应用，该加权在稍后的时刻才有效，其中通过所述持续时间向基站反馈信号。但是在该时刻根据移动台的速度和环境情形，传输条件已经或多或少发生了变化，所以该加权在其应用时刻已不再是最佳的。
3)反馈误差通过反馈信道上的传输误差可能出现应用有误差的天线加权，所述有误差的天线加权导致减少的接收信号。
4)上述影响的组合也导致天线加权的非最佳设置。
下面指出如何能在计算接收质量时考虑这些影响。
对1)天线加权的离散化移动台不仅能辨认从当前信道参数中推导出的最佳天线加权，而且能辨认所传输的、离散化的天线加权。因此它可以在计算接收功率时考虑这些实际应用的离散化的天线加权。
所以对于数据符号的接收功率的估算得出 r＝s(w1 h1+w2 h2+...+wn hn) P＝|r|2＝s|2|(s w1 h1+s w2 h2+...+s wn hn)|2＝＝|(sp1 w1 h1+sp2 w2 h2+...+spn wn hn)|2＝＝|(rp1 w1+rp2 w2+...+rpn wn)|2 再次在假设导频符号的功率等于数据符号的功率的情况下，该方程有效。
对于有两个天线的情况则得出下列公式 P＝|r|2＝|(w1 h1+w2 h2)|2 在UMTS中，在具有P的本发明中，CPICH的功率在闭环发射分集的情况下被估算，并且被应用于计算反馈质量(CQI)。在已经提及的规程25.214第6A.2章节“信道质量指示器(CQI)定义”中规定了如何从CPICH的功率估计中计算CQI的通常方法。
严格说来，P在狭义上不是CPICH的功率，而是为了得到和具有发射分集的给定信道相同的接收功率而必须具有一个没有发射分集的发射信道的功率。但是下面不再进一步探讨这种定义的细微之处。
因此，根据离散化的加权在多好的程度上满足最佳加权，(估算的)接收质量或多或少地与所述的理想情况有所距离。但是因为这也适用于实际的传输数据，所以该实施例比假设理想天线加权的实施例提供了一种实际传输关系的更精确的估算。
对2)天线加权的延迟 移动台经过一定的时间间隔估计信道系数，从中确定天线加权，然后所述天线加权通过反馈信道由移动台传输到基站，并被基站应用。所有这些步骤产生一定延迟，使得天线加权在被应用时通常不再是最佳的，因为信道通常在此期间发生了变化。根据信道变化的速度，天线加权可以或多或少地与最佳选择偏离。
通过在上述实施例应用的公式中不应用当前确定的天线加权，而是应用当前由基站应用的天线加权，使在估算接收质量时可以容易地考虑到所述影响。这是先前所确定的天线加权，其中先前的时间正好对应于到应用天线加权时的时间延迟。如果例如在信道系数的测量到天线加权的应用之间出现3个时隙的延迟，那么对于接收质量的估计在一个时隙中应该应用来源于三个时隙之前进行的信道系数测量的天线加权。
为了确定在时间t处的接收功率、也即P(t)，在应用天线加权的时延T时计算 P(t)＝|(rp1(t)w1(t-T)+rp2(t)w2(t-T)+...+rpn(t)wn(t-T))|2 对3)反馈误差 通过反馈信道上的传输误差可能出现应用有误差的天线加权，所述有误差的天线加权导致减少的接收信号。通过移动台将实际接收信号与在无误差传输时所期望的接收信号比较，它能够辨认出这种传输误差。
这当然也对直线传输有消极的影响，使得在理想方式下应该将实际实现的传输质量应用于传输方法的参数选择。如果到移动台的传输质量的反馈比天线加权的反馈快，那么在考虑“错误的”天线加权的情况下反馈传输质量信息也是有意义的。然而在HSDPA中所述关系正好相反。天线加权的反馈信息的延迟只有2到3时隙，而CQI的延迟则要达到几个时隙。在这种情况下考虑这种传输误差就没有什么意义了，因为如果CQI的信息已经生效，则传输误差的影响已经过去了。取代其而在没有这种传输误差时确定接收质量则会更好一些在典型方式下传输误差不是太经常地出现(大约在所述情况的1％到10％)。正好一个误差出现的情况不意味在接收质量的反馈信息生效的这个时刻也正好再次出现传输误差。因为这种误差是少见的(否则闭环方法将不能令人满意地运行，并且因此可能根本不能被应用)，所以更可能在该时刻不出现传输误差。因此没有传输误差的信道质量信息更有意义。当然在具有传输误差的情况下，不能获得所估算的传输质量，但是更合理的是从通常状况出发并且为此调节传输参数。如果出现传输误差，那么传输的分组可能不能被解码，但是这可以根据HSDPA的HARQ协议通过分组的重复来补偿。
根据实施例，在确定接收质量时不反馈通过传输误差影响的实际接收质量，而是反馈没有给出传输误差的接收质量。
当然如果在UMTS、即CQI报告的情况下，信道质量的测定目的最初不是在于为将来传输的参数匹配来匹配传输质量，而是在于估算在已传输的分组中收到了多少信息，所以应该传输包括所有降级(degradation)在内的实际接收质量。于是根据该信息，在没有正确地接收的分组时，基站可以更好地估算在重复传输中必须发送多少附加的信息，从而在应用所有传输时可以解码该分组。
对4)所述影响的组合 实际上，在多数情况下同时出现多个或者甚至所有的上述影响。这可以得出特殊的组合影响例如离散化和延迟通过离散化不是传输当前最佳的天线加权，而是下一个最好的离散化的加权，所述下一个最好的离散化的加权多数不同于最佳的。通过直到应用加权时的延迟，信道发生变化。但是，现在最佳的离散化加权还总是可能与前面所确定的相同。于是延迟不产生附加的降级来进行以离散化为条件的降级。当然信道也可以如此改变，使得另外一个离散化变为最佳的。于是延迟产生附加的降级。如果初始最佳值大约位于两个离散值之间的中点，则通常出现上述情况。如果信道没有改变太多、也即仍然大约处于这些离散化值之间的中点，则不产生严重的降级。这也适用于通过离散化减小延迟的降级的情况，也即如果信道正好在离散化的值与天线加权最佳值偏离的方向上发生变化的情况。所以在推理上并不清楚，这样一种组合是怎样起作用的。通常最好在估算接收质量时考虑组合的影响，也即根据延迟的和离散化的天线加权来确定接收质量。然而在特殊情况下，只考虑一个所述影响也能比较好。是否存在这样的情况必须通过仿真弄清楚。
总导频信号PCPICH的计算例子 现在还要描述一些情况，如何计算总导频信号CPICH。也可以选择地相互组合用数字标出的方案。
1.为了计算总导频信号CPICH(PCPICH)的功率，在应用STTD或者另一种开环方法时使用下列的计算步骤，这里针对两个天线元件进行该计算步骤 PCPICH＝P1+P2＝|h1|2+|h2|2； 在应用闭环发射分集时进行下列计算，将该计算一般化到多于两个的天线元件 PCPICH＝|w1h1+w2h2|2 在闭环模式情况下，当没有任何一种传输干扰或者其他误差源时得出PCPICH＝(|h1|+|h2|)2 在HSDPA中，在应用发射分集方法时最简单的是，每次应用相同的发射分集方法，所述方法被用于所属的“通常”数据传输信道。这在HS-PDSCH的情况下是DPCH。这具有下列优点，即可以将迄今的信令重复应用于为DPCH选择发射分集方法。在优选的改进方案中，功率计算方法也取决于在所属一个或者多个数据传输信道上的发射分集方法。
2.从当前信道特性中确定天线加权wi。
3.从过去的信道特性中确定天线加权wi。
4.从过去传输的反馈信息中确定天线加权wi。
从如下过去传输的反馈信息中确定天线加权wi，所述过去传输的反馈信息在基站中被用于确定当前应用的天线加权。
5.在确定天线加权时选择地考虑或者不考虑反馈信息的传输误差。
6.在确定天线加权时考虑反馈信息的离散化。
7.在确定天线加权时不考虑反馈信息的离散化。
8.在确定天线加权时考虑反馈信息的延迟。
9.在确定天线加权时不考虑反馈信息的延迟。
10.在计算信道质量时不考虑反馈信息的延迟，但是为了传输，信道质量降低了一个总值。例如从过去的信道时间特性中确定所述总值。
在通信网中相应的终端设备应该适用于执行所述的方法，也即具有例如相应的存储装置和计算装置。在相应的基站中处理信道质量的信息、即在UMTS的情况下分析CQI报告和在该分析的基础上例如调节天线加权或者匹配发送功率或者调制。
文献目录
3GPP TS 25.214 V5.2.0(2002-09)
(3rd Generation Partnership Project；
Technical Specification Group Radio Acess Network；
Physical layer procedures(FDD)
(Release 5)，3GPP，650 Route des Lucioles-Sophia AntipolisValbonne-FRANCE)
3GPP TS 25.211 V4.3.0(2001-12)
Technical Specificaton
3rd Generation Partnership Project；
Technical Specification Group Radio Access Network；
Physical channels and mapping of transport channels ontophysical channels(FDD)
(Release 4))，
3GPP，650 Route des Lucioles-Sophia AntipolisValbonne-FRANCE)
权利要求
1.用于估计从基站向移动台进行数据传输的信道的信道质量的方法，
-其中所述数据传输通过所述基站的天线系统的至少两个天线元件实现，
-并且借助于一导频信道的接收功率通过考虑在移动台方为数据传输所规定的天线加权来估计信道的质量，其中用于规定该天线加权的信息事先从移动台被传送给基站。
2.按照权利要求1所述的方法，其中所述信道质量的估计通过分别由天线元件确定的传输线路实现，其中单独地估计每个传输线路。
3.按照权利要求1所述的方法，其中对于所述数据传输信道的估计在单个信道的基础上按照下列步骤进行
-借助于属于所述单个数据传输信道的导频信道获得第i个天线的单个估计hi，其中i是1和n之间的一个整数，并且n表示天线的总数；
-将hi与wi相乘，其中wi是属于所述第i个天线的天线加权；
-使单个乘积相加得到和
-求所述和的数值的平方
其中P’pilot的大小表示在所述导频信道上发送的导频信号的功率。
4.按照权利要求1所述的方法，其中为数据传输信道在单个信道的基础上进行信道质量的估计，并且求出和
其中wi是属于所述第i个天线的天线加权，
rpi是第i个接收到的导频信号。
5.按照权利要求3或4所述的方法，其中信道质量通过描述信道质量的参数给出。
6.用于估计从基站向移动台进行数据传输的信道的信道质量的装置，包括
-用于通过所述基站的天线系统的至少两个天线元件实现所述数据传输的装置，
-用于借助于一导频信道的接收功率通过考虑在移动台方为数据传输所规定的天线加权来估计信道的质量的装置，其中用于规定该天线加权的信息事先从移动台被传送给基站。
7.按照权利要求6所述的装置，具有用于通过分别由天线元件确定的传输线路实现所述信道质量的估计的装置，其中单独地估计每个传输线路。
8.按照权利要求6所述的装置，其中估计信道的质量的装置包括
-用于借助于属于所述单个数据传输信道的导频信道获得第i个天线的单个估计hi的装置，其中i是1和n之间的一个整数，并且n表示天线的总数；
-用于将hi与wi相乘的装置，其中wi是属于所述第i个天线的天线加权；
-用于使单个乘积相加得到和
的装置；
-用于求所述和的数值的平方
的装置，其中P’pilot的大小表示在所述导频信道上发送的导频信号的功率。
9.按照权利要求6所述的装置，其中估计信道的质量的装置包括用于为数据传输信道在单个信道的基础上进行信道质量的估计、并且求出和
的装置，其中wi是属于所述第i个天线的天线加权，
rpi是第i个接收到的导频信号。
10.按照权利要求8或9所述的装置，其中信道质量通过描述信道质量的参数给出。
11.按照上述权利要求6-9之一所述的装置，其是UMTS系统，并且描述所述信道质量的参数是CQI参数
12.用于估计在基站和移动台之间进行数据传输的信道的信道质量的方法，
-其中所述数据传输通过天线系统的至少两个天线元件实现，
-并且通过从在基站和移动台之间交换的反馈信息推导出的信道特性来估计信道的质量，其中所述反馈信息从天线加权中推导出来，并且用于规定天线加权的信息事先从所述移动台被传输给所述基站。
13.按照权利要求12所述的方法，其中所述信道质量的估计通过分别由天线元件确定的传输线路实现，其中单独地估计每个传输线路。
14.按照权利要求12所述的方法，其中从当前的或者过去的、在移动台和基站之间交换的信息中推导出所述的信道特性或/和天线加权。
15.按照权利要求12所述的方法，其中借助于至少一个导频信道进行所述估计，通过所述导频信道来传输已知的序列。
16.按照权利要求12-15之一所述的方法，其中对于所述数据传输信道的估计在单个数据传输信道的基础上按照下列步骤来进行
-借助于属于所述单个数据传输信道的导频信道获得第i个天线的单个估计hi，其中i是1和n之间的一个整数，并且n表示天线的总数；
-求hi数值的平方；
-使单个hi的平方值相加得到和
其中Ppilot的大小表示在所述导频信道上发送的导频信号的功率。
17.按照权利要求12至15之一所述的方法，其中对于所述数据传输信道的估计在单个信道的基础上按照下列步骤进行
-借助于属于所述单个数据传输信道的导频信道获得第i个天线的单个估计hi，其中i是1和n之间的一个整数，并且n表示天线的总数；
-将hi与wi相乘，其中wi是属于所述第i个天线的天线加权；
-使单个乘积相加得到和
-求所述和的数值的平方
其中P’pilot的大小表示在所述导频信道上发送的导频信号的功率。
18.用于估计在基站和移动台之间进行数据传输的信道的信道质量的装置，包括
-用于通过天线系统的至少两个天线元件实现所述数据传输的装置，
-用于通过从在基站和移动台之间交换的反馈信息推导出的信道特性来估计信道的质量，其中所述反馈信息从天线加权中推导出来，并且用于规定天线加权的信息事先从所述移动台被传输给所述基站。
19.按照权利要求18所述的装置，具有用于通过分别由天线元件确定的传输线路实现所述信道质量的估计的装置，其中单独地估计每个传输线路。
20.按照权利要求18所述的装置，具有用于从当前的或者过去的、在移动台和基站之间交换的信息中推导出所述的信道特性或/和天线加权的装置。
21.按照权利要求18所述的装置，具有用于借助于至少一个导频信道进行所述估计的装置，通过所述导频信道来传输已知的序列。
22.按照上述权利要求18-21之一所述的装置，其中用于估计信道的质量的装置包括
-用于借助于属于所述单个数据传输信道的导频信道获得第i个天线的单个估计hi的装置，其中i是1和n之间的一个整数，并且n表示天线的总数；
-用于求hi数值的平方的装置；
-用于使单个hi的平方值相加得到和
的装置；其中Ppilot的大小表示在所述导频信道上发送的导频信号的功率。
23.按照权利要求22所述的装置，其中用于估计信道的质量的装置包括用于考虑所述导频信号的功率而在开环发射分集的情况下来计算所述功率的装置。
24.按照权利要求18至21之一所述的装置，其中用于估计信道的质量的装置包括
-用于借助于属于所述单个数据传输信道的导频信道获得第i个天线的单个估计hi的装置，其中i是1和n之间的一个整数，并且n表示天线的总数；
-用于将hi与wi相乘的装置，其中wi是属于所述第i个天线的天线加权；
-使单个乘积相加得到和
的装置；
-求所述和的数值的平方
的装置，其中P’pilot的大小表示在所述导频信道上发送的导频信号的功率。
25.按照权利要求24所述的装置，其中用于估计信道的质量的装置包括用于考虑所述导频信号的功率在闭环发射分集的情况下来计算所述功率的装置。
26.按照上述权利要求18-21之一所述的装置，其是UMTS系统，并且描述所述信道质量的参数是CQI参数。
27.按照权利要求18所述的装置，其中用于估计信道的质量的装置取决于在所属的数据传输信道上空时发射分集或者闭环发射分集的应用而使用所述导频信号功率的计算方式。
全文摘要
估计信道质量的方法和装置，其中数据传输通过所述基站的天线系统的至少两个天线元件实现，并且借助于一导频信道的接收功率通过考虑在移动台方为数据传输所规定的天线加权来估计信道的质量，其中用于规定该天线加权的信息事先从移动台被传送给基站。由此与现有技术相比提供了更可靠的估计值。
文档编号H04L1/20GK101800610SQ20101012048
公开日2010年8月11日 申请日期2003年10月15日 优先权日2002年11月5日
发明者R·魏德曼, B·拉夫 申请人:西门子公司