CN102694573A - 检测和消除由邻近相同扰码引起的潜在性能降低 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了检测和消除由邻近相同扰码引起的潜在性能降低。本发明的一个实施例涉及一种检测由邻近相同扰码引起的潜在性能降低的方法。所述方法包括：在用户设备处，在来自不同小区的接收的信号中检测相同扰码的存在；以及基于所述检测，在接收的信号的处理中，从考虑中选择性地消除一个或多个信号。本发明还包括一种被配置成检测由邻近相同扰码引起的潜在性能降低的接收机。所述接收机包括：检测部件，其被配置成在用户设备处在来自不同基站的接收的信号中检测相同扰码的存在；以及消除部件，其被配置成基于由所述检测部件进行的所述检测，在接收的信号的处理中，从考虑中选择性地消除一个或多个信号。
Description
技术领域
本发明总体上涉及通信***，并且更特别地涉及处理由在用户设备位置处的邻近相同扰码引起的问题的***和方法。
背景技术
在小区搜索期间，用户设备(UE)(例如移动通信手机)搜索小区，并确定该小区的下行链路扰码和帧同步。小区搜索典型地以下述三个步骤来进行：(1)时隙同步，(2)帧同步和码组识别，以及(3)扰码识别。
在时隙同步阶段中，UE使用SCH的主同步码以获得至小区的时隙同步。这典型地利用与所有小区所共有的主同步码相匹配的单个匹配滤波器(或任何类似设备)来完成。小区的时隙定时能够通过检测匹配滤波器输出的峰值而得到。在小区搜索过程的第二步骤中，UE使用SCH的辅助同步码以找到帧同步并识别在第一步骤中找到的小区的码组。这通过将接收的信号与所有可能的辅助同步码序列进行相关、并识别最大相关值来完成。因为序列的循环移位是唯一的，所以码组以及帧同步被确定。最后，在小区搜索过程的最终步骤中，UE确定由找到的小区所使用的确切的主扰码(PSC)。主扰码(PSC)典型地通过与第二步骤中识别的码组内的所***在CPICH上逐符号地相关而被识别。在已经识别主扰码(PSC)之后，能够检测主CCPCH并且能够读取***和小区特定的BCH信息。
一旦识别了主扰码(PSC)，在UE处接收的后续信号就经由主扰码(PSC)被识别为来自小区。因此，为了使UE区分不同的小区，每个小区(BTS)需要来自可用的512个码中的唯一的主扰码(PSC)。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种检测由邻近相同扰码引起的潜在性能降低的方法。所述方法包括：在用户设备处，在来自不同基站的接收的信号中检测相同扰码的存在；以及基于所述检测，在接收的信号的处理中，从考虑中选择性地消除一个或多个信号。
根据本发明的第二方面，提供一种被配置成检测由邻近相同扰码引起的潜在性能降低的接收机。所述接收机包括：检测部件，其被配置成在用户设备处在来自不同基站的接收的信号中检测相同扰码的存在；以及消除部件，其被配置成基于由所述检测部件进行的所述检测，在接收的信号的处理中，从考虑中选择性地消除一个或多个信号。
根据本发明的第三方面，提供一种被配置成检测由邻近相同扰码引起的潜在性能降低的接收机。所述接收机包括：路径延迟分布估计器，其被配置成接收信号以及生成在路径延迟范围上示出接收的信号的能量峰值的功率分布；检测部件，其被配置成在所述功率分布中识别一个或多个路径簇；RAKE接收机部件，其被配置成接收信号以作为所述RAKE接收机部件的相应手指的单独的多径分量，以及对每个识别的路径簇计算信噪比(SNR)；以及消除部件，其被配置成估计每个识别的路径簇的SNR，以及如果其SNR小于预定的SNR阈值则丢弃所识别的一个或多个路径簇。
附图说明
图1是示出在具有多个基站和毫微微小区的密集用户区域中的两座楼(building)的框图，其中基站和毫微微小区在重叠的区域中使用相同的主扰码(PSC)。
图2是示出根据本发明一个实施例的检测由邻近相同扰码所引起的潜在性能降低的方法的流程图。
图3示出根据本发明另一实施例的检测由邻近相同扰码所引起的潜在性能降低的方法的流程图。
图4是示出代表在预定的定时延迟范围内具有高的能量峰值的检测到的路径的多个路径簇(cluster)的图。
图5是示出根据本发明一个实施例的被配置成检测由邻近相同扰码所引起的潜在性能下降的接收机结构的框图。
具体实施方式
现在将参考附图描述本发明，其中相同的附图标记始终被用来指代相同的元件，并且其中所示的结构和设备不一定是按比例绘制的。
不同于先前的频分多址(FDMA)移动网络，宽带码分多址(WCDMA)网络不需要频率规划，因为公共载波可以在所有的小区中被使用。代之以，WCDMA依赖扰码的概念以在小区之中进行区分。WCDMA网络内的码规划有时由无线电网络规划组执行，然而，当蜂窝网络(NW)由于耗尽其固定数量的可用主扰码(PSC)而遭遇资源限制时，需要改进寻址实例。
本发明的发明人已经查明，蜂窝网络(NW)由于耗尽其固定数量(512)的可用主扰码(PSC)而遭遇资源限制。这种限制在一些有限的情况下由网络运营商缺乏网络规划而引起，或者由不在蜂窝网络的控制之下的PSC的分配而引起，或者由这二者的组合而引起。
为了使用户设备(UE)(例如手持通信设备)在蜂窝网络中的不同小区之间进行区分，每个小区或基站(BTS)需要来自512个可用PSC中的唯一的PSC。这一需要可能导致在下述情形中的困难：缺乏网络规划，或者在具有极高密度的位置，发生其中具有相同PSC的小区彼此重叠的覆盖情景。例如，在几座大的办公楼位于关键区域内的位置，有可能的是，UE可能看见具有相同PSC的不同小区。这种情景例如在图1中被示出。在图1中，相同区域或节点内的两座大楼10、12被示出。在处于节点内的每座楼10、12内存在大量基站14，其中每个基站14被配置成在给定的小区节点内使用来自512个可用的PSC中的它自己唯一的PSC。尽管适当的蜂窝网络规划应当避免在单个节点内的具有相同PSC的多个基站，但是有可能的是，规划中的错误可能导致多于一个基站使用相同的PSC。存在在NW自身控制之外的PSC的分配的更可能的情景。例如，私下建立的毫微微小区16常常被建造在大的办公楼内以增加容量。这种毫微微小区的建立未经NW供应商的许可或知晓，因此基站和毫微微小区使用相同的PSC的机会大大增加。
在多个基站在重叠区域中使用相同PSC的情况下，由于被错误地/疏忽地使用并被添加到来自正确小区的解调数据的相同PSC的解扩/解扰的干扰，严重地降低UE的解调性能。也就是，尽管对于不同的PSC(典型的情况)，信号干扰通过解扰而被减少(即白化)，但是错误地具有相同PSC的节点内的信号通过解扰被相干地(coherently)放大，因此产生大量的干扰。这种干扰能够导致UE性能的显著降低，例如导致正在进行的话音呼叫的掉话，其是UE和NW性能的最重要的质量标准之一。
因此，本发明的发明人已经认识到，尽管上面的问题能够典型地通过网络规划来避免，但是网络运营商不能控制选择建立他们自己的小区(例如毫微微小区)的第三方。由于这种毫微微小区的使用正在变得更普遍(因为它是一种桥接覆盖范围和解决缺乏带宽的相对容易的、成本有效的方式)，因此UE看见具有相同PSC的基站的可能性正在增加，从而导致性能降低。
现在转向图1，两座楼10、12被示出为彼此紧密的物理接近，使得两座楼位于重叠的小区区域内。每座楼10、12在其中具有多个内部节点或基站(BTS)14，其由网络运营商(NW)根据网络规划体制而定位于其中。因此，基站14中的每个都以唯一的扰码(PSC)进行操作。然而，除基站14之外，每座楼10、12很可能在其中还具有相当大数量的毫微微小区16，其由不在网络运营商的控制之下的第三方放置在那里。如图1中所示，楼12内的用户设备(UE)18可以从具有相同主扰码(PSC)的两个源(14a和16a)接收信号。本发明针对用于检测这种潜在的状况并采取校正性动作以避免否则将发生的性能的降低的方法和装置。
根据本发明的一个实施例，在图2中，公开了检测由邻近相同扰码引起的潜在性能降低的方法100。尽管示例性方法100在下面被示出和描述为一系列的动作或事件，但是将会认识到，本发明不受这样的动作或事件的所示次序的限制。例如，根据本发明，一些动作可以以不同的顺序和/或与除了在此所示出和/或描述的那些之外的其他的动作或事件同时地发生。另外，并非所有示出的步骤都会被需要以实施根据本发明的方法。
在高的抽象层次上，图2的方法100包括在102处检测接收的信号中相同扰码的存在。如果检测到这种状况(在102处为是)，方法100然后在104处在接收的信号的处理中从考虑中选择性地消除一个或多个信号。该处理(例如剩余的一个信号或多个信号的解调)可以然后在106处继续进行。可替换地，如果没有检测到相同扰码的存在(在102处为否)，那么所有接收的信号被随后处理，例如，这样的信号被解调。
根据本发明的另一实施例，检测由邻近相同扰码引起的潜在性能降低的方法200包括在202处在接收的信号的延迟分布(profile)中识别不同的路径簇，并且在图3中被示出。接收机被配置成检测路径簇，所述路径簇是在特定的定时延迟范围或窗口内具有高的能量峰值的路径。识别的路径簇的一个实例在图4中分别以附图标记204和206示出。如图4中所示，路径簇204和206可以被识别为在特定的定时延迟范围(例如240个半码片的窗口大小)内信号能量的高的峰值。在这样的预定义的延迟范围内超过预定的能量阈值208(其能够作为可配置参数而被调节)的能量峰值可以然后被识别为不同的路径簇。也可以使用识别路径簇的其他方式，并且所有这样的动作被设想为落入本发明的范围内。另外，本发明设想了路径簇可以包含单个路径的情况。在这样的实例中，可以执行与每个路径相关联的计算(将在下文讨论)。因此，术语“路径簇”打算被宽泛地解释。
在方法200中的这一点处，识别的路径簇中的任一个是否为“期望的”簇(即，将以积极的方式有助于后续的解调过程并且因此应当被保留的一个)不是结论性的。起作用的路径簇的实例是原始信号本身和/或来自中继器(即，来自具有相同的信号和数据信道的相同的基站BTS，其中原始信号仅仅被放大/重复)的信号。非期望的或干扰的路径簇的实例是来自不同基站的信号。这种信号或者生成噪声并且因此影响信噪比(SNR)，或者携带具有不同信令和数据信息的数据(例如另一用户的数据)，并且因此将可能导致CRC错误。
根据本发明的一个实施例，确定识别的路径簇是应当保留还是应当丢弃是基于在图3的方法200中在210和212处所计算出的SNR。在一个实施例中，在210处对于每个不同的路径簇进行SNR计算，并且然后在212处将所得到的SNR与预定的阈值进行比较。在一个实施例中，使用RAKE接收机内的每个RAKE手指来计算SNR，其中几个手指可以属于/有助于一个识别的路径簇。在这种背景下，簇SNR可被认为是与相应的簇相关联的所选择的手指SNR的平均或加权平均。在212处，任何具有落在预定的阈值之下的SNR的路径簇因为与非目标的BTS相关联而被丢弃。在一个实施例中，预定的SNR阈值是固定的，然而在可替换实施例中，阈值是可以作为一般噪声条件或其他***标准的函数而被修改的变量。
剩余的一个路径簇或多个路径簇(即具有比阈值大的SNR并且因此没有被丢弃的路径簇)分别包括一个或多个不同的数据段。根据本发明的一个实施例，相同扰码的检测进一步包括，在216处对剩余数据段中的每个执行循环冗余校验(CRC)。CRC有时被称为多项式码校验和，并且是被设计成检测数据的偶然改变的散列函数。CRC码对于每个数据块而言是短的、固定长度的二进制序列，并且与数据块本身一起被发送。当该块被接收到时，接收机重复生成了CRC码的计算，并且如果新的CRC与较早计算的不匹配，则作出该数据块包含数据错误的结论。
在一些独特的实例中，非期望的路径簇的SNR可能仍然相对较好，这导致可能超过预定的SNR阈值的SNR，并且因此这样的路径簇被保持。由于这种路径簇具有不同的数据内容(因为它来自不需要的BTS并且打算用于不同的用户)，因此该不同的数据内容将很可能经由CRC而被识别，这导致比否则将预期的高得多的CRC错误率。
在一个实施例中，在218处，与具有比预定的CRC错误阈值大的CRC错误率的数据段相关联的路径簇也被丢弃。在一个实施例中，预定的CRC错误阈值是固定值，然而在可替换实施例中，阈值可以是作为一个或多个***或环境条件的函数而变化的变量。在另一实施例中，与和一个阈值进行比较相对，多个路径簇的CRC错误率互相进行比较。如果一个CRC错误率超过另一个多于阈值数量或百分比，则该路径簇被丢弃。
方法200然后继续进行至还没有被丢弃的路径簇的解调，例如在图2的106处。
现在转向图5，公开了被配置成检测由邻近相同扰码引起的潜在性能降低的接收机300。接收机300包括：RF天线302，其被配置成接收RF信号；以及RF模块304，其被配置成将RF信号下变频至中频(IF)或基带频率。接收机300的另外的部分包括路径延迟分布估计器块306。在无线通信中，发射天线典型地在空间上不单独地朝向预期的接收机来狭窄地聚焦。因此，除了直接的路径以外，在发射机和接收机之间还存在许多其他的传播路径。这些可替换的传播路径常常由周围物体的信号反射而引起。典型地在RAKE接收机中，每个手指被分配多径分量中的一个，并且被提供扩频码的参考副本，其分别唯一地被延迟一个与多径分量中的每个相关联的延迟时间。路径延迟分布估计器块306进行操作以识别与多径分量中的每个相关联的延迟。
在一个实施例中，路径延迟分布估计器306进行操作以作为面向峰值检测的延迟估计器，其在可能延迟的整个范围(即延迟范围)上估计信道脉冲响应，并且然后生成功率延迟分布，所述功率延迟分布然后经受峰值检测。由于路径延迟分布估计器306已经生成功率延迟分布，所以可以如图4中所示的那样使用这样的功率延迟分布来识别不同的路径簇。因此在一个实施例中，在300处，路径延迟分布估计器306将功率延迟分布提供给检测/消除块308，该检测/消除块308估计在310处接收的功率延迟分布以识别一个或多个不同的路径簇。
检测/消除块308估计功率延迟分布并且在特定的定时延迟范围(例如240个半码片的窗口)内寻找高的能量峰值，以及如果在这样的范围内存在多个峰值，则识别出不同的路径簇。这样的路径簇展示出超过预定的阈值(例如图4中的阈值208)的能量。然后在线312处将识别的路径簇向回报告给路径延迟分布估计器306。
基于在313处提供的识别的路径簇，RAKE接收机块314分配与识别的路径簇的延迟相关联的适当的RAKE手指，并且计算路径簇的SNR。然后在316处，由RAKE接收机块314将SNR计算结果报告给检测/消除块308。检测块308然后将不同路径簇的SNR与预定的SNR阈值进行比较，并且具有低于阈值的SNR的簇被识别为要丢弃的簇。这种簇在一个实施例中在318处由检测块308向RAKE接收机块314发信号通知下述内容而被丢弃：与对应于丢弃的路径簇的多径分量相关联的特定RAKE手指可以被关掉。
RAKE接收机块314然后经由线321将接受的路径簇(即与接受的路径簇相关联的不同数据段)传递至外部接收机块320。外部接收机块320被配置成对与相应的路径簇相关联的不同数据段执行CRC计算。然后在322处，所得到的CRC错误率由外部接收机块320报告给检测/消除块308。检测/消除块308然后将不同段的CRC错误率与CRC阈值进行比较或者互相之间进行比较，以进一步确定是否要消除另外的路径簇。如果CRC错误率中的一些超出预定的阈值或超出其他数据段的错误率多于预定的数量，则检测/消除块308经由线318发送进一步的指令至RAKE接收机314，以停用与这种路径簇/数据段相关联的(一个或多个)手指。向前进行，RAKE接收机块314和外部接收机块320然后进行操作以解调期望的BTS的接收的信号并且在输出324处提供这样的数据，以及丢弃碰巧具有相同PSC的不需要的BTS的信号。
尽管已经相对于一个或多个实施示出和描述了本发明，但是可以对所示的实例作出变更和/或修改而不背离所附权利要求的精神和范围。特别是关于通过上述的部件或结构(组件、设备、电路、***等等)执行的各种功能，用来描述这样的部件的术语(包括对“装置”的提及)意图对应于(除非另有指示)执行所述的部件的规定的功能的任何部件或结构(例如其在功能上是等同的)，即使未在结构上等同于在本发明的在此所示的示例性实施中执行功能的所公开的结构。另外，虽然本发明的特定特征可能相对于几个实施中的仅仅一个已被公开，但是这样的特征可与其他实施的一个或多个其他特征相组合，这对于任何给定的或特定的应用而言可能是期望的和有利的。此外，就在详细描述和权利要求书中使用术语“包含”、“具有”、“有”、“带有”或其变型而言，这样的术语意图以与术语“包括”类似的方式而为包含性的。
Claims (20)
1.一种检测由邻近相同扰码引起的潜在性能降低的方法，包括：
在用户设备处，在来自不同基站的接收的信号中检测相同扰码的存在；以及
基于所述检测，在接收的信号的处理中，从考虑中选择性地消除一个或多个信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在接收的信号中检测相同扰码的存在包括：
在接收的信号的延迟分布中识别不同的路径簇；
估计所识别的不同的路径簇；以及
基于所述估计，识别与来自不是目标小区的小区的一个或多个信号相关联的一个或多个路径簇。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，估计所识别的不同的路径簇包括：
对所述不同的路径簇中的每个计算信噪比；以及
将计算出的信噪比与预定的信噪比阈值进行比较。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，识别与来自不是目标基站的基站的一个或多个信号相关联的一个或多个路径簇包括：识别具有落在所述预定的阈值之下的计算出的信噪比的一个或多个路径簇。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，估计所识别的不同的路径簇包括：
基于接收的信号，使所识别的不同的路径簇与不同的数据段相关联；
对所述不同的数据段中的每个执行循环冗余校验；以及
对所述不同的数据段中的每个确定循环冗余校验错误率。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，识别与来自不是目标基站的基站的一个或多个信号相关联的一个或多个路径簇包括：识别具有超过预定的错误率阈值的循环冗余校验错误率的一个或多个路径簇。
7.根据权利要求2所述的方法，其中，从考虑中消除一个或多个信号包括：消除与一个或多个所识别的路径簇相关联的一个或多个信号。
8.根据权利要求2所述的方法，其中，估计所识别的路径簇包括：
对所有所识别的路径簇计算信噪比；
将所识别的路径簇分成具有高于预定的信噪比阈值的信噪比的第一组、以及具有低于所述预定的信噪比阈值的信噪比的第二组；
基于接收的信号，使第一组所识别的路径簇与不同的数据段相关联；
对所述不同的数据段中的每个执行循环冗余校验；以及
对所述不同的数据段中的每个确定循环冗余校验错误率。
9.一种被配置成检测由邻近相同扰码引起的潜在性能降低的接收机，包括：
检测部件，其被配置成在用户设备处在来自不同基站的接收的信号中检测相同扰码的存在；以及
消除部件，其被配置成基于由所述检测部件进行的所述检测，在接收的信号的处理中，从考虑中选择性地消除一个或多个信号。
10.根据权利要求9所述的接收机，其中，所述检测部件包括：路径簇检测器，其被配置成在接收的信号的延迟分布中检测一个或多个不同的路径簇。
11.根据权利要求10所述的接收机，其中，所述路径簇检测器被配置成，在定时窗口中识别接收的信号的能量峰值，将所述能量峰值与预定的能量阈值进行比较，以及如果所述能量峰值或其一部分展示出比预定的能量水平更大的功率水平则将峰值识别为不同的路径簇。
12.根据权利要求10所述的接收机，其中，所述检测部件还包括：信噪比(SNR)检测器，其被配置成测量一个或多个检测的不同的路径簇中的每个的SNR。
13.根据权利要求12所述的接收机，其中，所述消除部件被配置成，将一个或多个检测的不同的路径簇中的每个的SNR与预定的SNR阈值进行比较，以及如果它们具有落在所述预定的SNR阈值之下的SNR，则丢弃所述不同的路径簇。
14.根据权利要求13所述的接收机，其中，所述检测部件还被配置成，基于接收的信号，使具有比所述预定的SNR阈值大的SNR的检测的不同的路径簇与不同的数据段相关联。
15.根据权利要求14所述的接收机，其中，所述检测部件还被配置成，对每个不同的数据段执行循环冗余校验(CRC)，以对每个数据段生成CRC错误率。
16.根据权利要求15所述的接收机，其中，所述消除部件还被配置成，将每个数据段的CRC错误率与CRC错误率阈值进行比较，以及丢弃与具有超过所述CRC错误率阈值的CRC错误率的数据段相关联的路径簇。
17.根据权利要求15所述的接收机，其中，所述消除部件还被配置成，将每个数据段的CRC错误率互相进行比较，以及丢弃与具有超过另一数据段的CRC错误率预定的数量或预定的百分比的CRC错误率的数据段相关联的路径簇。
18.一种被配置成检测由邻近相同扰码引起的潜在性能降低的接收机，包括：
路径延迟分布估计器，其被配置成接收信号以及生成在路径延迟范围上示出接收的信号的能量峰值的功率分布；
检测部件，其被配置成在所述功率分布中识别一个或多个路径簇；
RAKE接收机部件，其被配置成接收信号以作为所述RAKE接收机部件的相应手指的单独的多径分量，以及对每个识别的路径簇计算信噪比(SNR)；以及
消除部件，其被配置成估计每个识别的路径簇的SNR，以及如果其SNR小于预定的SNR阈值则丢弃所识别的一个或多个路径簇。
19.根据权利要求18所述的接收机，其中，所述消除部件被配置成，通过停用所述RAKE接收机部件的对应的手指来丢弃所识别的一个或多个路径簇。
20.根据权利要求18所述的接收机，还包括：外部接收机部件，其被配置成对分别与剩余的、未丢弃的路径簇相关联的一个或多个数据段执行循环冗余校验(CRC)，以及基于每个数据段的所得到的CRC错误率，选择性地移除数据段。
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