Система и способ для точного прогнозирования отношения сигнала к помехе и коэффициента шума для улучшения функционирования системы связи

Изобретение относится к радиотехнике. Технический результат заключается в повышении точности прогнозирования отношения сигнала к помехе. Сущность изобретения заключается в том, что система содержит первую схему для приема сигнала, передаваемого через канал через внешний приемопередатчик, вторую схему для генерирования последовательности оценок отношения сигнала к помехе и коэффициента шума на основании принятого сигнала, третью схему, определяющую зависимость между элементами последовательности оценок, а также четвертую схему, использующую эту зависимость для обеспечения прогноза отношения сигнала к помехе и коэффициента шума для последующего принимаемого сигнала. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Это изобретение относится к системам связи. Конкретно настоящее изобретение относится к системам для прогнозирования отношения сигнала к помехе и коэффициента шума (ОСПКШ) принимаемого сигнала для облегчения управления скоростью данных в системах радиосвязи.

Системы радиосвязи используются во множестве требующихся приложений, включая приложения и поиска, и спасения, и бизнеса. Кроме того, системы радиосвязи все больше и больше используются для передачи компьютерных данных в приложениях офисной сети и Internet. Такие приложения требуют эффективных и надежных систем связи, которые могут эффективно работать в окружающих средах с электрическим замиранием сигнала и с помехами и которые могут обрабатывать высокие скорости передачи данных.

Сотовые телекоммуникационные системы отличаются множеством подвижных станций (например, сотовых телефонов или радиотелефонов), находящихся в связи с одной или более базовых станций. Линия связи от базовой станции к подвижной станции является прямой линией связи. Линия связи от подвижной станции к базовой станции является обратной линией связи.

Сигналы, передаваемые подвижной станцией, принимаются базовой станцией и часто передаются в центр коммутации мобильной связи (ЦКМС). ЦКМС, в свою очередь, направляет сигнал в коммутируемую телефонную сеть общего пользования (КТСОП) или в другую подвижную станцию. Аналогично сигналы часто передаются из коммутируемой телефонной сети общего пользования в подвижную станцию через базовую станцию и центр коммутации мобильной связи. Каждая базовая станция управляет ячейкой, областью, внутри которой подвижная станция может связываться через базовую станцию.

В типичных системах мобильной связи информация кодируется, модулируется и передается через канал и принимается, демодулируется и декодируется приемником. Во многих современных системах связи, таких как сотовые сети множественного доступа с кодовым разделением (МДКР), информация кодируется в цифровом виде из-за причин помех канала, пропускной способности и секретности данных. Сверточный кодировщик или турбокодировщик часто выполняет кодирование информации.

Как хорошо известно в данной области техники, сверточный кодировщик преобразует последовательность бит входных данных в кодовое слово на основании свертки входной последовательности с помощью ее самой или с помощью другого сигнала. Скорость кода и генерирование полиномов используются для определения сверточного кода. Сверточное кодирование данных, объединенное с декодером Витерби, является хорошо известным способом для обеспечения кодирования и декодирования данных с коррекцией ошибок. Турбокодировщики используют турбокоды, которые являются последовательными или параллельными сцеплениями двух или более составляющих кодов, таких как сверточные коды.

Системы мобильной связи характеризуются движением приемника относительно передатчика или наоборот. Линия связи между передатчиками и приемниками в системе подвижной станции является каналом с замиранием сигнала. Системы мобильной спутниковой связи, имеющие передатчик на космическом аппарате, а приемник в наземном транспортном средстве, сотовые телефонные системы и наземные микроволновые системы являются примерами систем связи с замиранием сигнала. Канал с замиранием сигнала является каналом, который серьезно ухудшается. Ухудшение происходит в результате многочисленных эффектов, включая многомаршрутное замирание сигнала, серьезное ослабление из-за приема через множественные маршруты отражений передаваемых сигналов от объектов и конструкций в атмосфере и на поверхности Земли, и от помехи, вызванной другими пользователями системы связи. Другие эффекты, содействующие ухудшению канала с замиранием сигнала, включают доплеровский сдвиг из-за движения приемника относительно передатчика и аддитивный шум.

Обычно информационный сигнал сначала преобразуется в вид, подходящий для эффективной передачи через канал. Преобразование или модуляция информационного сигнала включает изменение параметра несущей волны на основе информационного сигнала таким образом, чтобы спектр результирующей модулированной частоты заключался в пределах ширины полосы частот канала. В местоположении пользователя сигнал исходного сообщения копируется из версии модулированной несущей частоты, принятой после распространения через канал. Такое копирование обычно достигается с помощью использования процесса, обратного модуляции, используемой исходным передатчиком.

В системе МДКР все частотные ресурсы выделяются одновременно всем пользователям сотовой сети. Каждый пользователь использует подобный шуму широкополосный сигнал, занимающий выделение всей частоты. Кодировщик облегчает кодирование необходимых избыточных данных внутри каждого кадра передачи для того, чтобы воспользоваться преимуществом выделения всей частоты, а также облегчает передачу с переменной скоростью на покадровой основе.

Для речевой связи пропускная способность системы МДКР максимизируется с помощью того, что каждый пользователь передает только столько данных, сколько необходимо. Это из-за того, что передача каждого пользователя способствует с малым приращением помехе в системе связи МДКР. Очень эффективным средством уменьшения бремени каждого пользователя в пропускной способности без уменьшения качества обслуживания для этого пользователя является посредством передачи с переменной скоростью. Использование канала связи переменной скорости уменьшает взаимную помеху с помощью исключения излишних передач, когда нет полезной передаваемой речи.

Из-за характеристик речевой связи управление мощностью обычно используется в системе МДКР для того, чтобы гарантировать каждому пользователю надежную линию связи для определенных постоянных скоростей данных. Вокодер может обеспечить исходное кодирование с переменной скоростью речевых данных, используя способ, описанный в патенте США №5414796, 9 мая 1995 г., озаглавленном "Вокодер переменной скорости". Когда вокодер генерирует последовательности информационных бит с определенной скоростью, управление мощностью будет пытаться настроить устройство пользователя на передачу как можно меньшей мощности, которая может надежно поддерживать эту скорость. Управление мощностью таким образом с помощью подавления вклада каждого пользователя в общую помеху облегчает максимальную пропускную способность речевой системы МДКР в том смысле, что число активных пользователей максимизируется.

Для передачи данных параметрами, которые измеряют качество и эффективность системы, являются задержка передачи, требуемая для передачи пакета данных, и коэффициент средней производительности системы. Задержка передачи является важным показателем для измерения качества системы передачи данных. Коэффициент средней производительности является измерением эффективности пропускной способности передачи данных системы связи. Для того чтобы оптимизировать вышеуказанные параметры для системы передачи данных, обычно используется управление скоростью вместо управления мощностью. Вышеуказанные различия между системами речевой связи и передачи данных могут быть лучше поняты с помощью следующих различных характеристик между речевой связью и передачей данных.

Существенным различием между речевыми обслуживаниями и обслуживаниями данных является факт, что первое налагает требования строгой и постоянной задержки. Обычно общая задержка в одном направлении речевых кадров должна быть меньше чем 100 мсек. Наоборот, задержка данных может стать переменным параметром, используемым для оптимизации эффективности системы передачи данных. Конкретно могут использоваться более эффективные способы кодирования с коррекцией ошибок, которые требуют существенно больших задержек, чем задержки, которые допустимы речевыми обслуживаниями. Примерная схема эффективного кодирования для данных раскрыта в заявке на патент США, серийный №08/743688, озаглавленной "Выходной декодер гибкого решения для декодирования кодовых слов, закодированных методом свертки", зарегистрированной 6 ноября 1996 г., по которой получен патент США №5933462 от 03/08/1999, права на который переданы владельцу настоящего изобретения и включенной в настоящее описание в качестве ссылки.

Другим существенным различием между речевыми обслуживаниями и обслуживаниями данных является то, что первое требует постоянного и общего качества обслуживания (УО) для всех пользователей. Обычно для цифровых систем, обеспечивающих речевые обслуживания, это преобразуется в постоянную и одинаковую скорость передачи для всех пользователей и максимальную допустимую величину для частот ошибок речевых кадров. Наоборот, для обслуживаний данных КО может быть различным от пользователя к пользователю и может быть параметром, оптимизируемым для увеличения общей эффективности системы передачи данных. КО системы передачи данных обычно определяется как полная задержка, вносимая при передаче заранее определенного количества данных, далее упоминаемого как пакет данных. Еще одним существенным различием между речевыми обслуживаниями и обслуживаниями данных является то, что первое требует надежной линии связи, которая в примерной системе связи МДКР обеспечивается с помощью мягкой передачи обслуживания. Мягкая передача обслуживания приводит к избыточным передачам из двух или более базовых станций для улучшения надежности. Однако эта дополнительная надежность не требуется для передачи данных, так как пакеты данных, принятые с ошибкой, могут быть переданы повторно. Для обслуживания данных мощность передачи, используемая для поддержки мягкой передачи обслуживания, может быть более эффективно использована для передачи дополнительных данных. Способ и устройство, которые оптимизированы для радиопередачи цифровых данных, описаны в заявке на патент США, серийный №08/963386, поданной 3/11/1997, по которой получен патент США №6574211 от 3/06/2003, озаглавленной "Способ и устройство для передачи пакетных данных с более высокой скоростью", права на которую переданы владельцу настоящего изобретения и включенной в настоящее описание в качестве ссылки.

В качестве вывода вышеописанных характеристик передачи данных система передачи данных, предназначенная для оптимизации средней производительности, будет пытаться обслуживать каждого пользователя из наилучшей обслуживающей базовой станции и с наивысшей скоростью R данных, которую пользователь может надежно поддерживать. Вышеприведенный вывод раскрыт в заявке на патент США, серийный №08/963386, поданной 3/11/1997, по которой получен патент США №6574211 от 3/06/2003, озаглавленной "Способ и устройство для передачи пакетных данных с более высокой скоростью", права на которую переданы владельцу настоящего изобретения и включенной в настоящее описание в качестве ссылки. В результате вышеприведенного вывода в современной системе высокой скорости данных (ВСД) базовая станция передает всегда максимальную мощность только одному пользователю в каждом интервале времени и использует управление скоростью для регулировки максимальной скорости, которую пользователь может надежно принять. Как характеристика передачи данных производительность является более важной для прямой линии связи, чем для обратной линии связи.

Подходящий алгоритм управления скоростью содержит 2 цикла: внутренний цикл и внешний цикл. Внутренний цикл управляет скоростью данных прямой линии связи на основании разности между средним ОСПКШ следующего пакета и порогов ОСПКШ всех скоростей данных, в то время как внешний цикл регулирует пороги ОСПКШ на основании PER прямой линии связи. Для удобства среднее ОСПКШ пакета и пороги ОСПКШ всех скоростей данных будут упоминаться как ОСПКШ пакета и пороги ОСПКШ соответственно.

Пороги ОСПКШ отражают производительность современного проектирования, но в основном определяются статистикой канала. Заявитель предполагает, что пороги ОСПКШ изменяются медленно с относительно малыми изменениями, следовательно, следящий цикл, основанный на PER, будет достигать хорошей производительности. Дополнительные детали и анализ относительно того, как может быть реализован внешний цикл, находится вне рамок этого изучения.

В заявленном изобретении заявитель предполагает, что пороги ОСПКШ являются постоянными. Заявитель будет сосредотачиваться на конструкции алгоритма внутреннего цикла. Основным способом внутри внутреннего цикла является прогнозирование канала.

В системе ВСД каналы трафика прямой линии связи поддерживают 11 скоростей данных, причем каждая скорость данных соответствует детерминированной длительности пакета, связанной с 1, 2, 4, 8 или 16 интервалами времени. Некоторые длительности пакетов могут поддерживать множественные скорости. Обычно более высокие скорости связаны с более короткими длительностями пакетов.

Прогнозирующее устройство будет прогнозировать ОСПКШ следующего пакета для всех длительностей пакетов. Подвижная станция будет пытаться запрашивать наивысшую скорость с помощью сравнения прогнозов с порогами ОСПКШ. Для удобства прогноз ОСПКШ следующего пакета для данной длительности пакета будет просто упоминаться как прогноз.

В системе ВСД информация запроса скорости данных посылается в БС (базовую станцию) через канал управления скоростью данных (УСД) обратной линии связи один раз в каждый интервал времени. БС включает планировщик, который планирует пакеты трафика прямой линии связи в соответствии с алгоритмом справедливого и эффективного приоритета. Когда планировщик решает обслужить подвижную станцию, подвижная станция обслуживается с той скоростью, которую она запросила через канал УСД (фактическая скорость может быть ниже, если БС не имеет достаточно информационных бит).

После приема сообщения запроса скорости данных базовая станция регулирует скорость передаваемых данных. Регулировки выполняются для следующего пакета в ответ на информацию, предоставленную о канале предыдущим пакетом. Передача базовой станцией недостаточных или излишних скоростей данных приводит к уменьшенной производительности канала или недостаточному использованию ресурсов сети соответственно.

Современные реализации вышеприведенного способа, однако, имеют существенные ограничения. ОСПКШ может изменяться быстро. Скорость данных, которая была подходящей для ранее переданного пакета, может не быть подходящей для следующего переданного пакета. Задержка между передачей одного пакета и генерацией и передачей сообщения запроса скорости данных для следующего пакета может привести к уменьшенной производительности канала, особенно когда канал отличается быстрыми флуктуациями шума или другой помехи.

Следовательно, существует потребность в данной области техники в эффективной системе и способе для максимизации производительности системы связи, которая является причиной изменения ОСПКШ, происходящего между определением сигнала управления скоростью на основании предыдущего пакета и приложением сигнала управления скоростью к последующему пакету. Существует дополнительная потребность в системе для регулировки скорости данных передаваемого сигнала в соответствии с изменением ОСПКШ.

Потребность в данной области техники заключается в обеспечении точного прогнозирования отношения сигнала к помехе и коэффициента шума, которое обеспечивает система в соответствии с заявленным изобретением. В предлагаемом осуществлении настоящего изобретения система используется в системе радиосвязи и включает первое устройство для приема сигнала, передаваемого через канал через внешний передатчик. Второе устройство генерирует последовательность оценок отношения сигнала к помехе и коэффициента шума на основании принятого сигнала. Третье устройство определяет зависимость между элементами последовательности оценок. Четвертое устройство использует зависимость для обеспечения прогноза отношения сигнала к помехе и коэффициента шума для следующего принятого сигнала.

Также система в соответствии с предлагаемым изобретением дополнительно содержит устройство для генерирования сообщения запроса скорости данных на основании прогноза отношения сигнала к шуму. Передатчик передает сообщение запроса скорости данных во внешний приемопередатчик. Внешний приемопередатчик включает схемы управления скоростью для приема сообщения запроса скорости данных и регулировки скорости передачи сигнала в ответ на сообщение запроса скорости данных.

В конкретном осуществлении настоящего изобретения зависимость между элементами последовательности оценок основана на усреднении элементов последовательности оценок. Третье устройство включает банк фильтров для вычисления среднего значения. Импульсные зависимости передаточных функций, связанные с каждым фильтром в банке фильтров, настраиваются для различных окружающих сред с замиранием сигнала. Различные окружающие среды с замиранием сигнала включают одну среду, связанную с быстро движущейся системой, вторую среду, связанную с медленно движущейся системой, и третью систему, связанную с системой, движущейся со средней скоростью.

Устройство выбора соединено с каждым из фильтров банка и выбирает выходной сигнал из одного из фильтров банка фильтров. Выбранный выходной сигнал связан с фильтром, имеющим передаточную функцию, наиболее подходящую для текущей среды с замиранием сигнала. В настоящем конкретном осуществлении наибольший выходной сигнал выбирается из выходных сигналов банка фильтров на основании наименьшего стандартного отклонения погрешности. Результирующее точное прогнозирование отношения сигнала к помехе и коэффициента шума облегчает генерирование точных запросов скорости.

На фиг.1 показана схема приемопередатчика системы радиосвязи, сконструированного в соответствии с настоящим изобретением и использующего прогнозирующее устройство отношения сигнала к помехе и коэффициента шума (ОСПКШ).

На фиг.2 показана более подробная схема прогнозирующего устройства ОСПКШ, фиг.1.

На фиг.3 показана более подробная схема прогнозирующего устройства ОСПКШ, фиг.1.

Несмотря на то, что настоящее изобретение описано здесь со ссылкой на конкретные варианты осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничивается ими. Специалисты, имеющие обычные знания в данной области техники и доступ к предоставленной в настоящем описании информации, поймут дополнительные модификации, приложения и осуществления в рамках настоящего описания и дополнительные области, в которых настоящее изобретение было бы существенно полезно.

Системы МДКР обычно используют один или два способа для передачи известного пилот-сигнала вместе с неизвестным сигналом данных. Способы включают способ с помощью пилот или контрольного символа и способ с помощью пилот-сигнала. В способе с помощью пилот-символа пилот-сигнал, содержащий известные символы, расширяется с помощью псевдошумовой (ПШ) последовательности и вставляется в последовательность данных, расширенную с помощью той же самой ПШ последовательности, при подготовке для передачи в одну или более подвижных станций. В способе с помощью пилот-сигнала пилот-сигнал и сигнал данных расширяются с помощью двух различных ПШ последовательностей, которые затем складываются вместе и передаются.

На фиг.1 показана схема системы 10 приемопередатчика в соответствии с настоящим изобретением, использующего прогнозирующее устройство 12 отношения сигнала к помехе и коэффициента шума (ОСПКШ). Система 10 представляет подвижную станцию МДКР. Сигналы, принимаемые системой 10 приемопередатчика, принимаются через прямую линию связи между базовой станцией (не изображена) и системой 10. Сигналы, передаваемые системой 10 приемопередатчика, передаются через обратную линию связи из системы 10 приемопередатчика в связанную базовую станцию.

Для ясности многие детали системы 10 приемопередатчика опущены, такие как схемы синхронизации, микрофоны, громкоговорители и т. д. Специалисты в данной области техники могут легко реализовать дополнительные схемы.

Система 10 приемопередатчика является телекоммуникационным приемопередатчиком двойного преобразования и включает антенну 14, соединенную с дуплексором 16. Дуплексор 16 соединен с приемным трактом, который включает слева направо приемный усилитель 18, смеситель 20 радиочастоты (РЧ) в промежуточную частоту (ПЧ), приемный полосовой фильтр 22, приемную схему 24 автоматического управления усилением (АУУ) и схему 26 преобразования ПЧ в основную полосу частот. Схема 26 преобразования ПЧ в основную полосу частот соединена с компьютером 28 основной полосы частот с сужающей/восстанавливающей схемой 64 в компьютере 28 основной полосы частот.

Дуплексор 16 также соединен с передающим трактом 65, который включает передающий усилитель 30, смеситель 32 ПЧ в РЧ, передающий полосовой фильтр 34, передающую схему АУУ 36 и схему 38 преобразования основной полосы частот в ПЧ. Передающая схема 38 преобразования основной полосы частот в ПЧ соединена с компьютером 28 основной полосы частот с кодировщиком 40.

Выходы сужающей/восстанавливающей схемы 64 в компьютере 28 основной полосы частот соединены со схемой 66 ОСПКШ и схемой 42 взвешивания маршрута и объединения. Выходы схемы 66 ОСПКШ соединены с прогнозирующим устройством 12 ОСПКШ, схемой 46 КЛВ (коэффициента логарифмической вероятности) и схемой 42 взвешивания маршрута и объединения.

Вход схемы 44 генерирования запроса скорости соединен с выходом прогнозирующего устройства 12 ОСПКШ. Выход схемы 46 коэффициента логарифмической вероятности (КЛВ) соединен с входом декодера 48, который является турбодекодером в настоящем конкретном осуществлении. Вход схемы 46 КЛВ соединен с выходом схемы 42 взвешивания маршрута и объединения. Выход декодера 48 соединен с входом контроллера 50, который также соединен со схемой 44 генерирования запроса скорости и с входом кодировщика 40.

Антенна 14 принимает и передает РЧ сигналы. Дуплексор 16, соединенный с антенной 14, облегчает разделение принимаемых РЧ сигналов 52 от передаваемых РЧ сигналов 54.

При работе РЧ сигналы 52, принятые антенной 14, направляются в приемный тракт 67, где они усиливаются с помощью приемного усилителя 18, смешиваются в промежуточные частоты через смеситель 20 РЧ в ПЧ, фильтруются с помощью приемного полосового фильтра 22, регулируются по усилению с помощью приемной схемы 24 АУУ, а затем преобразуются в цифровые сигналы 56 основной полосы частот через схему 26 преобразования ПЧ в основную полосу частот. Цифровые сигналы 56 основной полосы частот затем вводятся в цифровой компьютер 28 основной полосы частот.

В предлагаемом варианте осуществления система 10 приемопередатчика приспособлена для использования со способами расширения и сужения квадратурной фазовой манипуляции (КФМ), а цифровые сигналы 56 основной полосы частот являются сигналами квадратурной амплитудной модуляции (КАМ), которые включают как синфазную (I), так и квадратурную (Q) составляющие сигнала. Сигналы 56 I и Q основной полосы частот представляют как пилот-сигналы, так и сигналы данных, передаваемые из телекоммуникационного приемопередатчика МДКР, такого как приемопередатчик, используемый в базовой станции.

В передающем тракте 65 выходные сигналы 58 цифрового компьютера основной полосы частот преобразуются в аналоговые сигналы через схему 38 преобразования основной полосы частот в ПЧ, смешиваются в сигналы ПЧ, фильтруются с помощью передающего полосового фильтра 34, смешиваются с повышением частоты в РЧ с помощью смесителя 32 ПЧ в РЧ, усиливаются с помощью передающего усилителя 30, а затем передаются через дуплексор 16 и антенну 14.

Как приемный, так и передающий тракты 67 и 65, соответственно соединены с цифровым компьютером 28 основной полосы частот. Компьютер 28 основной полосы частот обрабатывает принятые цифровые сигналы 56 основной полосы частот и выводит выходные сигналы 58 цифрового компьютера 28 основной полосы частот. Компьютер 28 основной полосы частот может включать такие функции как преобразование сигнала в данные и/или наоборот.

Схема 38 преобразования основной полосы частот в ПЧ включает различные компоненты (не изображены), такие как цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), смесители, сумматоры, фильтры, фазовращатели и локальные генераторы. Выходные сигналы 58 компьютера основной полосы частот включают как синфазную (I), так и квадратурную (Q) составляющие сигнала, которые сдвинуты по фазе на 90. Выходные сигналы 58 вводятся в цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) (не изображены) в аналоговой схеме 38 преобразования основной полосы частот в ПЧ, где они преобразуются в аналоговые сигналы, которые затем фильтруются фильтрами нижних частот (не изображены) при подготовке для смешения. Фазы выходных сигналов 58 регулируются, смешиваются и суммируются через фазовращатель 90 (не изображен), смесители основной полосы частот в ПЧ (не изображены) и сумматор (не изображен), соответственно включенные в схему 38 преобразования основной полосы частот в ПЧ.

Сумматор выводит сигналы ПЧ в передающую схему 36 АУУ, где усиление смешанных сигналов ПЧ регулируется при подготовке для фильтрации через передающий полосовой фильтр 34, смешения с повышением частоты в РЧ через смеситель 32 ПЧ в частоту передачи, усиления через передающий усилитель 20 и конечной радиопередачи через дуплексор 16 и антенну 14.

Аналогично схема 26 преобразования ПЧ в основную полосу частот в приемном тракте 67 включает схемы (не изображены), такие как аналого-цифровые преобразователи (АЦП), генераторы и смесители. Принятые сигналы с отрегулированным усилением, выведенные из принимающей схемы 24 АУУ, передаются в схему 26 преобразования ПЧ в основную полосу частот, где они смешиваются в основную полосу частот через смешивающие схемы, а затем преобразуются в цифровые сигналы через аналого-цифровые преобразователи (АЦП) (не изображены).

Как схема 38 преобразования основной полосы частот в ПЧ, так и схема 26 преобразования ПЧ в основную полосу частот используют сигнал генератора, обеспечиваемый через первый генератор 60, для облегчения функций смешения. Приемный смеситель 20 РЧ в ПЧ и передающий смеситель 32 ПЧ в РФ используют сигнал генератора, введенный из второго генератора 62. Первый и второй генераторы 60 и 52 соответственно могут быть реализованы как устройства фазовой автоподстройки частоты, которые получают выходные сигналы из сигнала главного опорного генератора (не изображен).

Специалисты в данной области техники поймут, что другие типы приемного и передающего трактов 67 и 65 могут быть использованы вместо, не выходя за рамки настоящего изобретения. Различные компоненты, такие как усилители 18 и 30, смесители 20 и 32, фильтры 22 и 34, схемы 24 и 36 АУУ и схемы 26 и 38 преобразования частоты являются стандартными компонентами и могут быть легко сконструированы специалистами, имеющими обычные знания в данной области техники и имеющими доступ к настоящим урокам.

В компьютере 28 основной полосы частот принятые сигналы 56 I и Q вводятся в схему 64 сужения/восстановления, где пилот-сигнал, содержащий пилот-сигналы и сигнал данных, содержащий сигналы данных, извлекаются из принятых сигналов 56 I и Q. Пилот-сигнал и сигнал данных подаются в схему 66 ОСПКШ и схему 42 взвешивания маршрута и объединения из схемы 64 сужения/восстановления.

Схема 66 ОСПКШ выводит сигнал ОСПКШ, содержащий последовательность величин ОСПКШ, т.е. выборки, в прогнозирующее устройство 12 ОСПКШ и схему 46 КЛВ. Схема 66 ОСПКШ также выводит обратную величину энергии помехи (1/N) в схему 42 взвешивания маршрута и объединения.

Суженный и восстановленный сигнал канала данных, обеспеченный схемой 42 взвешивания маршрута и объединения, также подается в декодер 48, где он декодируется и передается в контроллер 50. В контроллере декодированный сигнал обрабатывается в выходную речь или данные, или для генерирования сигнала обратной линии связи для передачи в связанную базовую станцию (не изображена).

Схема 42 взвешивания маршрута и объединения вычисляет объединенные веса маршрутов оптимального коэффициента для многомаршрутных составляющих принятого сигнала данных, соотвествующего сигналу канала данных, взвешивает соответствующие маршруты, объединяет множественные маршруты и подает суммированные и взвешенные маршруты в качестве показателя в схему 46 КЛВ.

Схема 46 КЛВ использует показатели из схемы 42 взвешивания маршрута и объединения с оценкой ОСПКШ, обеспеченной схемой 66 ОСШКП, для генерирования оптимальных величин КЛВ и гибкого решения декодера. Конструкции применимых схем КЛВ известны в данной области техники. В предпочтительной реализации схема 46 КЛВ сконструирована в соответствии с уроками совместной ожидающей решения заявки на патент США, серийный №09/311793, зарегистрированной 13 мая 1999 г., по которой получен патент США №6377607 от 23/4/2002, озаглавленной "Система и способ для выполнения точной демодуляции турбозакодированных сигналов через когерентную демодуляцию с помощью пилот-сигнала", права на которую переданы владельцу настоящего изобретения и включенной в настоящее описание в качестве ссылки.

Оптимальная величина КЛВ подается в декодер 48 для облегчения декодирования принятых сигналов канала данных. Контроллер 50 затем обрабатывает закодированные сигналы канала данных для того, чтобы вывести речь или данные через громкоговоритель или другое устройство (не изображено). Контроллер 50 также управляет посылкой речевых сигналов и сигналов данных из входного устройства (не изображено) в кодировщик 40 при подготовке для передачи.

Схема 44 генерирования запроса скорости генерирует сообщение управления скоростью на основании спрогнозированной величины ОСПКШ для следующего пакета, как обеспеченной прогнозирующим устройством 12 ОСПКШ. Прогнозирующее устройство 12 ОСПКШ использует банк фильтров (как обсуждается более подробно ниже) для облегчения прогнозирования ОСПКШ, которое дает возможность схеме 44 генерирования запроса скорости обеспечить сообщения точного управления скоростью. Схема 44 генерирования запроса скорости сравнивает спрогнозированное ОСПКШ с множеством заранее определенных порогов. Схема 44 генерирования запроса скорости генерирует сообщение запроса управления скоростью на основании относительной величины спрогнозированного сигнала ОСПКШ относительно различных порогов. Точные детали схемы 44 генерации запроса скорости являются специфическими для приложения и легко определяются и реализуются обычными специалистами в данной области техники для того, чтобы удовлетворить потребности данного приложения.

Схема 44 генерирования запроса скорости затем выдает сообщение управления скоростью, также называемое сообщением запроса скорости, которое передается в контроллер 50. Контроллер 50 подготавливает сообщение запроса скорости для кодирования через кодировщик 40 и конечной передачи в связанную базовую станцию (не изображена) через канал запроса скорости данных (КЗСД) через передающий тракт 66, дуплексор 16 и антенну 14. Когда базовая станция принимает сообщение запроса скорости, базовая станция регулирует скорость передаваемых сигналов соответствующим образом.

Точные оценки ОСПКШ и оценки полной энергии N элементарной посылки шума помехи из схемы 66 ОСПКШ улучшают производительность схемы 44 генерирования запроса скорости и улучшают производительность декодера 48, таким образом улучшая производительность и эффективность системы 10 приемопередатчика и связанной телекоммуникационной системы.

Схемы оценки ОСПКШ известны в данной области техники. В предпочтительном осуществлении схема 66 ОСПКШ сконструирована в соответствии с заявкой на патент США, серийный №09/310053, зарегистрированной 11 мая 1999 г., по которой получен патент США №6661832 от 9/12/2003, озаглавленной "Система и способ для обеспечения точной оценки помехи принимаемого сигнала для использования в системах радиосвязи", права на которую переданы владельцу настоящего изобретения и включенной в настоящее описание в качестве ссылки.

Приемопередатчик 10, фиг.1, легко приспосабливается для использования в базовой станции вместо подвижной станции, в этом случае приемопередатчик 10 будет содержать функциональные средства регулировки скорости и мощности, встроенные в программное обеспечение, выполняемое в контроллере 50. Подходящее программное обеспечение легко конструируется специалистами, имеющими обычные знания в данной области техники и доступ к настоящим урокам.

Несмотря на то, что в настоящем конкретном осуществлении прогнозирующее устройство 12 обеспечивает прогнозы ОСПКШ в схему 44 генерирования запроса скорости, специалисты в данной области техники поймут, что прогнозы ОСПКШ могут быть использованы другим типом схемы, такой как схема управления мощностью, не выходя за рамки настоящего изобретения.

На фиг.2 показана более подробная схема прогнозирующего устройства 12 ОСПКШ, фиг.1. Прогнозирующее устройство 12 ОСПКШ включает усредняющий фильтр 70 скользящего окна, который принимает выборки из схемы 66 ОСПКШ, фиг.1, в качестве входного сигнала. Преобразователь и фильтр 72 децибел выборок ОСПКШ также принимает выборки ОСПКШ в качестве входного сигнала. Выход усредняющего фильтра 70 соединен с выходом преобразователя 74 децибел выхода фильтра. Выход преобразователя 74 децибел соединен параллельно с входом устройства 76 прогнозирования ОСПКШ быстрого замирания, входом устройства 78 прогнозирования ОСПКШ медленного замирания и блокировочным прогнозирующим устройством 80. Выходы устройства 76 прогнозирования ОСПКШ быстрого замирания, устройства 78 прогнозирования ОСПКШ медленного замирания и блокировочного прогнозирующего устройства 80 соединены с устройством 82 выбора прогноза. Другой выход устройства 76 прогнозирования ОСПКШ быстрого замирания соединен параллельно с входом устройства 78 прогнозирования ОСПКШ медленного замирания и с входом блокировочного прогнозирующего устройства 80. Выход преобразователя и фильтра 72 децибел выборок ОСПКШ соединен параллельно с входом устройства 78 прогнозирования ОСПКШ медленного замирания и входом блокировочного прогнозирующего устройства 80.

При работе усредняющий фильтр 70 и преобразователь и фильтр 72 децибел выборок ОСПКШ принимают выборки ОСПКШ из схемы 66 ОСПКШ, фиг.1. Усредняющий фильтр 70 вычисляет среднее значение принятых выборок ОСПКШ через заранее определенное число выборок. Заранее определенное число выборок является специфическим для приложения и легко определяется специалистами, имеющими обычные знания в данной области техники, для того, чтобы удовлетворить потребности данного приложения.

Усредненные выборки ОСПКШ, выведенные из усредняющего фильтра 70, преобразуются в шкалу децибел через преобразователь 74 децибел выхода фильтра. Результирующие отфильтрованные выборки ОСПКШ шкалы децибел затем подаются параллельно в прогнозирующее устройство 76 ОСПКШ быстрого замирания, прогнозирующее устройство 78 ОСПКШ медленного замирания и блокировочное прогнозирующее устройство 80.

Преобразователь и фильтр 72 децибел выборок ОСПКШ фильтрует принятые выборки ОСПКШ и создает величины децибел выборок ОСПКШ в качестве выходного сигнала, причем среднее значение величин децибел отрегулировано в ноль. Преобразователь и фильтр 72 децибел выборок ОСПКШ является специфическим для приложения и легко определяется специалистами, имеющими обычные знания в данной области техники. Результирующие преобразованные и отфильтрованные выборки подаются в прогнозирующее устройство 78 ОСПКШ медленного замирания и блокировочное прогнозирующее устройство 80.

Прогнозирующее устройство 76 ОСПКШ быстрого замирания, прогнозирующее устройство 78 ОСПКШ медленного замирания и блокировочное прогнозирующее устройство 80, образуют банк фильтров. В окружающих средах с быстрым замиранием сигнала прогнозирующее устройство 76 ОСПКШ быстрого замирания предназначено для создания наименьшего стандартного отклонения погрешности прогноза в качестве выходного сигнала. Аналогично во время окружающих сред с медленным замиранием сигнала прогнозирующее устройство 78 ОСПКШ медленного замирания создает наименьшее стандартное отклонение погрешности прогноза в качестве выходного сигнала, а во время окружающих сред среднего замирания сигнала блокировочное прогнозирующее устройство 80 создает наименьшее стандартное отклонение погрешности прогноза в качестве выходного сигнала.

Устройство 82 выбора прогноза выбирает из выходных сигналов прогнозирующих устройств 76, 78 и 80 сигнал, имеющий наименьшее стандартное отклонение величины погрешности прогноза, которое является наиболее представительным из текущей окружающей среды с замиранием сигнала. Выбранный прогноз является выходным сигналом из устройства 82 выбора прогноза, которое легко реализуется обычными специалистами в данной области техники. Выходные сигналы прогнозирующих устройств 76, 78 и 80 задерживаются на заранее определенные коэффициенты для того, чтобы исключить перерегулирование прогноза ОСПКШ, как обсуждается более подробно ниже.

Специалисты в данной области техники поймут, что один фильтр, имеющий коэффициенты передаточной функции, которые выборочно изменяются в соответствии с изменением окружающих сред с замиранием сигнала, может быть использован вместо банка фильтров, содержащего фильтры ОСПКШ, не выходя за рамки настоящего изобретения. Кроме того, могут быть использованы различные коэффициенты фильтра и/или дополнительные фильтры, не выходя за рамки настоящего изобретения.

Прогнозирующие устройства 76, 78 и 80 являются линейными прогнозирующими фильтрами, предназначенными для воспроизведения поведения фильтра Винера.

Обычно сигнал y(n) часто содержит составляющую х(n) сигнала и составляющую w(n) шума, так, что y(n)=x(n)+w(n), где n - число выборок. Требуемый сигнал является всегда линейной функцией от х(n) и может быть оценен из y(n). В настоящем случае х(n) представляет выборки ОСПКШ.

Прогнозирование является специальным случаем оценки требуемого сигнала раньше текущего наблюдения. Требуемый сигнал d(n+D) является D выборками впереди y(n), где D - заранее определенное число и большее чем или равное 5 выборкам в настоящем осуществлении. Разность между прогнозом d(n) требуемого сигнала d(n) и требуемого сигнала d(n) равна погрешности е(n). Хорошо известно в данной области техники, что оптимальный линейный фильтр является фильтром Винера в смысле того, что он приводит к минимальной среднеквадратичной погрешности.

Требуемый сигнал d(n) в настоящем осуществлении является средним ОСПКШ в течение длительности пакета. Различные длительности пакетов соответствуют различным требуемым сигналам. Приемопередатчик 10, фиг.1, выполняет прогнозы для пяти различных размеров пакетов (1, 2, 4, 8 и 16 интервалов времени). После приема оценки ОСПКШ объединенного маршрута, которая обновляется каждую половину интервала времени, приемопередатчик 10, фиг.1 (который соответствует подвижной станции) запускает прогнозирующее устройство 12 пять раз, соответствующих размерам пакетов (1, 2, 4, 8, 16) интервалов времени соответственно. Следовательно, прогнозирующее устройство 12 обновляет обработку, изображенную на фиг.3, пять раз для пяти различных длительностей пакетов с различными величинами параметров, как задержка прогноза и коэффициенты фильтра.

Фиг.3 - более подробная схема для прогнозирования ОСПКШ данной длительности пакета, реализованная через устройство 12 прогнозирования, фиг.2. Преобразователь и фильтр 72 децибел выборок ОСПКШ включает первый преобразователь 90 децибел, вход которого принимает выборки ОСПКШ из схемы 66 ОСПКШ, фиг.1, а выход которого соединен с положительным контактом устройства 92 вычитания и входом фильтра (F₁) 96. Выход фильтра 96 соединен с отрицательным контактом первого устройства 92 вычитания.

При работе преобразователь и фильтр 72 децибел выборок ОСПКШ преобразует принятые выборки ОСПКШ в шкалу децибел через преобразователь 90 децибел и фильтрует сигналы децибел через первый фильтр 96. Отфильтрованные выборки децибел вычитаются из выборок децибел, выведенных из преобразователя 90 децибел. Выходной сигнал преобразователя и фильтр 72 децибел выборок ОСПКШ описывается следующим уравнением:

где u₀(n) представляет выходные выборки преобразователя и фильтра 72 децибел выборок ОСПКШ; u(n) представляет выборки шкалы децибел, выведенные из преобразователя 90 децибел; a m_u(n) представляет среднее выборок шкалы децибел, выведенных из первого фильтра 96.

Передаточная функция F₁ (z) первого фильтра 96 описывается следующим уравнением:

где λ - постоянный коэффициент, а z - комплексная переменная. Коэффициент λ является специфическим для приложения и легко определяется специалистами, имеющими обычные знания в данной области техники, для того, чтобы удовлетворить потребности данного приложения.

Принятые выборки ОСПКШ из схемы 66 ОСПКШ, фиг.1, также вводятся в усредняющий фильтр 70 скользящего окна. Усредняющий фильтр 70 вычисляет среднее значение выборок ОСПКШ в течение L выборок, где L представляет данную длительность пакета.

Выход усредняющего фильтра 70 соединен с преобразователем 74 децибел выхода фильтра, который преобразует выходной сигнал усредняющего фильтра 70 в шкалу децибел в соответствии со способами, хорошо известными в данной области техники. Результирующие величины децибел, которые представляют требуемый сигнал, вводятся в прогнозирующее устройство 76 ОСПКШ быстрого замирания, прогнозирующее устройство 78 ОСПКШ медленного замирания и блокировочное устройство 80 прогнозирования.

В прогнозирующем устройстве 76 ОСПКШ быстрого замирания выход преобразователя 74 выхода фильтра соединен с отрицательным контактом второго устройства 106 вычитания. Выход преобразователя 74 децибел соединен с фильтром (F₃) 100. Выход фильтра 100 соединен с первым элементом задержки, первой схемой 104 выдержки и с первым сумматором 120 и вторым сумматором 150 в блокировочном прогнозирующем устройстве 80 и прогнозирующем устройстве 78 ОСПКШ медленного замирания соответственно. Выход первой схемы 104 выдержки соединен с входом устройства 82 выбора прогноза. Второй вход второй схемы 106 устройства вычитания соединен с выходом первого элемента 102 задержки. Выход второй схемы 106 устройства вычитания соединен с первой схемой 108 возведения в квадрат, которая имеет выход, соединенный с входом первого фильтра (F₄) 112. Выход фильтра 112 соединен с входом первой схемы 114 извлечения квадратного корня. Выход первой схемы 114 извлечения квадратного корня соединен с входом первой схемы 104 выдержки.

При работе прогнозирующее устройство 76 ОСПКШ быстрого замирания принимает выборки шкалы децибел из преобразователя 74 децибел выхода фильтра в фильтре F₃ 100 и на отрицательном контакте второго устройства 106 вычитания. Фильтр F₃ 100 вычисляет длительное среднее значение величин децибел и представляется следующим уравнением:

где m_d(n) - длительное среднее значение принятых выборок шкалы децибел в конкретной выборке n и представляет среднее значение прогноза ОСПКШ которое равно D выборкам в будущем, где D - заранее определенная задержка на основании данной длительности пакета; α - заранее определенный коэффициент передаточной функции (F₃) фильтра 100; d(n) - текущий выходной сигнал из преобразователя 74 децибел, а m_d(n-1) - длительное среднее значение одной выборки назад. Передаточная функция F3 фильтра 100 также описывается следующим уравнением:

где z - комплексная переменная, а α - заранее определенный коэффициент, как замечено выше, α легко определяется специалистами, имеющими обычные знания в данной области техники для того, чтобы удовлетворить потребности данного приложения. Результирующее длительное среднее значение m_d(n), выведенное из фильтра 100, задерживается на D выборок через первую схему 102 задержки и подается на положительный контакт второго устройства 106 вычитания. Второе устройство вычитания 106 вычитает d(n), выведенное из преобразователя 74 децибел выхода фильтра, из длительного среднего значения m_d(n) и выдает в ответ на это сигнал e₁(n) погрешности прогноза. Результирующий сигнал е(n) погрешности возводится в квадрат и фильтруется схемой 108 возведения в квадрат и первым фильтром F₄ 112 соответственно. Первый фильтр F₄ 112 является фильтром с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ), имеющим передаточную функцию F₄(z), описываемую следующим уравнением:

где β - коэффициент фильтра, а другие параметры являются, как описано выше.

Отфильтрованные, т.е. усредненные, возведенные в квадрат величины вводятся в схему 114 извлечения квадратного корня, которая вычисляет квадратный корень среднеквадратичного (rmse₁) сигнала ошибки e₁ (n). Корень среднеквадратичных погрешностей rmse подается в первую схему 104 выдержки, где rmse умножается на заранее определенную константу k₁. Точное значение для k₁ является специфичным для приложения и может быть константой или может быть динамически обновляемым в соответствии с изменением окружения сигнала с помощью другой схемы (не изображена) или программы программного обеспечения.

Значения корня среднеквадратичной погрешности rmse описывается следующим уравнением:

где β является, как дано для уравнения (5); среднеквадратичная погрешность mse₁(n-1) представляет выходной сигнал из первого фильтра F₄112 одну выборку назад.

Первая схема 104 выдержки уменьшает первый прогноз на k₁·rmse₁ для того, чтобы уменьшить перерегулирование прогноза. Уменьшенный первый прогноз обозначается и описывается следующим уравнением:

где переменные являются, как даны выше.

Конструкции прогнозирующего устройства 78 ОСПКШ медленного замирания и блокировочного прогнозирующего устройства 80 являются аналогичными конструкции прогнозирующего устройства 76 ОСПКШ быстрого замирания. Однако прогнозирующее устройство 78 ОСПКШ медленного замирания включает дополнительный фильтр F₂ 116 и первый сумматор 150. Блокировочное прогнозирующее устройство 80 включает дополнительный блокировочный фильтр 118 и второй сумматор 120. Первый сумматор 150 и второй сумматор 120 принимают длительное среднее значение m_d(n), выведенное из фильтра F₃ 100 прогнозирующего устройства 76 ОСПКШ быстрого замирания.

Прогнозирующее устройство 78 ОСПКШ медленного замирания слева направо и сверху вниз содержит третье устройство 122 вычитания, вторую схему 124 возведения в квадрат, второй фильтр F₄ 128, вторую схему 130 извлечения квадратного корня, фильтр F₂ 116, первый сумматор 150, второй элемент 132 задержки и вторую схему 134 выдержки.

При работе фильтр F₂ 116 фильтрует выходной сигнал из преобразователя и фильтра 72 децибел выборок ОСПКШ. Передаточная функция F₂(z) второго фильтра F₂ 116 описывается следующим уравнением:

где μ - заранее определенный коэффициент фильтра. Выходной сигнал второго фильтра F₂ 116 описывается следующим уравнением:

где μ является, как дано выше; - выходной сигнал задержанный на одну выборку; и u₀ (n) - выходной сигнал преобразователя и фильтра 72 децибел выборок ОСПКШ.

Выходной сигнал фильтра F₂ 116, который описывается уравнением (9), вводится в контакт первого сумматора 150, который суммирует выходной сигнал длительного среднего значения m(n), которое подается из устройства 76 прогнозирования ОСПКШ быстрого замирания. Результирующая сумма обозначается и описывается следующим уравнением:

где переменные являются, как даны выше.

Выходной сигнал первого сумматора 150, который задается уравнением (10), вводится параллельно во второй элемент 132 задержки и вторую схему 134 выдержки. Элемент 132 задержки задерживает выходной сигнал первого сумматора 150 на D и подает результат на положительный контакт третьего устройства 122 вычитания. Третье устройство вычитания вычитает выходной сигнал d(n) преобразователя 74 децибел выхода фильтра из задержанного результата для того, чтобы выдать второй сигнал ошибки е₂(n), который описывается следующим уравнением:

где - задержанный выходной сигнал первого сумматора 150, т.е. выходной сигнал второго элемента 132 задержки, и d(n) - выходной сигнал преобразователя 74 децибел выхода фильтра.

Результирующий сигнал е(n) ошибки возводится в квадрат и фильтруется второй схемой 124 возведения в квадрат и вторым фильтром F₄ 128 соответственно. Передаточная функция второго фильтра F₄ 128 является, как описано в уравнении (5). Квадратный корень выходного сигнала фильтра F₄ 128 вычисляется второй схемой 130 извлечения квадратного корня и выдает следующий выходной сигнал:

где rmse₂(n) - корень среднеквадратичной погрешности сигнала е₂ (n); среднеквадратичная погрешность rmse₂(n-1) - выходной сигнал второго фильтра F₄ 128, задержанный на одну выборку; а остальные переменные и константы являются, как даны выше.

Результирующий корень среднеквадратичной погрешности rmse₂(n) умножается на заранее определенный коэффициент k, и результат вычитается из выходного сигнала первого сумматора 150 для того, чтобы выдать следующий выходной сигнал:

где константы и переменные являются, как описано выше. Выходной сигнал второй схемы 134 выдержки подается в устройство 82 выбора прогноза.

Заранее определенный коэффициент k₂ является специфичным для приложения и легко определяется специалистами, имеющими обычные знания в данной области техники. Коэффициент k₂ может быть эквивалентен коэффициентам k₁ и k₃, используемым в первой схеме 104 выдержки и третьей схеме 148 выдержки, и может быть динамически изменяемым, не выходя за рамки настоящего изобретения.

Блокировочное прогнозирующее устройство 80 включает слева направо и сверху вниз четвертое устройство 136 вычитания, третью схему 138 возведения в квадрат, третий фильтр F₄ 142, третью схему 144 извлечения квадратного корня, третью схему 146 задержки, схему 118 блокировочного фильтра, второй сумматор 120 и третью схему 148 выдержки.

В настоящем конкретном осуществлении блокировочное прогнозирующее устройство 80 используется только, когда длительность пакета меньше чем или равна 2 интервалам времени. Блокировочное прогнозирующее устройство 80 выборочно активизируется схемой (не изображена), которая определяет, когда длительность пакета меньше чем или равна 2 интервалам времени, и выборочно включает выходной сигнал блокировочного прогнозирующего устройства 80.

При работе схема 118 блокировочного фильтра фильтрует выходной сигнал преобразователя и фильтра 72 децибел выборок ОСПКШ и подает результат на контакт второго сумматора 120, который суммирует выходной сигнал m (n) фильтра 100 устройства 76 прогнозирования ОСПКШ быстрого замирания. Выходной сигнал сумматора 120 описывается следующим уравнением:

где HoldWeight обеспечивается схемой 118 блокировочного фильтра, a u₀(n) - выходной сигнал преобразователя и фильтра 72 децибел выборок ОСПКШ.

Результирующий выходной сигнал задерживается на D выборок третьим элементом 146 задержки для того, чтобы выдать Выходной сигнал d(n) преобразователя 74 децибел выхода фильтра затем вычитается из задержанных выборок затем вычитается из задержанных выборок для того, чтобы выдать сигнал ошибки е₃ (n), описанный следующим уравнением:

где переменные являются, как даны выше.

Следующая третья схема 138 возведения в квадрат, третий фильтр F₄ 142 и третья схема 144 извлечения квадратного корня вычисляют корень среднеквадратичной погрешности сигнала rmse(n) сигнала ошибки е (n), который описывается следующим уравнением:

где среднеквадратичная погрешность mse₃ (n-1) является выходным сигналом третьего фильтра F₄ 142, задержанным на одну выборку, а остальные константы и переменные являются, как даны выше. Передаточная функция третьего фильтра F₄ 142 является как задана уравнением (5).

Результирующий корень среднеквадратичной погрешности rmse₃ (n) умножается на заранее определенную константу k₃ через третью схему 148 выдержки. Результат вычитается из выходного сигнала второго сумматора 120 для того, чтобы выдать следующий выходной сигнал:

где константы и переменные являются, как даны выше. Результат, заданный уравнением (17), подается в схему 82 устройства выбора прогноза.

Устройство 82 выбора прогноза выбирает прогноз с наименьшей величиной rmse в качестве окончательного прогноза для данной длительности пакета. Для пакетов 1 и 2 интервалов времени устройство 82 выбора прогноза выбирает из прогнозирующего устройства 76 быстрого замирания, прогнозирующего устройства 78 медленного замирания и блокировочного прогнозирующего устройства 80. Для пакетов 4, 8 и 16 интервалов времени устройство 82 выбора прогноза выбирает из быстрого фильтра 76 и фильтра 78 медленного замирания. Элементы 102, 132 и 146 задержки обеспечивают задержки D половин интервалов времени, где D - время ожидания прогноза для данной длительности пакета. Прогнозирующее устройство 12 принимает выборки оценки ОСПКШ один раз в каждую половину интервала времени, но создает прогнозы среднего ОСПКШ пакета только один раз в каждые две половины интервалов времени. Кроме того, фильтр F 96 применяется один раз в каждую половину интервала времени, фильтры 100, 112, 116, 128 и 142, имеющие передаточные функции F₂, F₃ и F₄ применяются один раз каждые 2 половины интервалов времени. Описания передаточных функций F₁(z), F₂(z), F₃(z) и F₄(z) не учитывают эффектов обработки прореживания. Однако специалисты, имеющие обычные знания в данной области техники, могут легко регулировать передаточные функции соответствующим образом.

Специалисты в данной области техники поймут, что прогнозирующее устройство 12 ОСПКШ может быть реализовано в программном обеспечении, не выходя за рамки настоящего изобретения, в этом случае фильтры 96, 100, 112, 128, 142 и 116 легко включаются и выключаются в соответствии с вышеприведенными правилами.

Следовательно, настоящее изобретение описано со ссылкой на конкретное осуществление для конкретного приложения. Специалисты, имеющие обычные знания в данной области техники и доступ к настоящему описанию, поймут дополнительные модификации, приложения и осуществления, не выходя за рамки настоящего изобретения.

Таким образом, прилагаемая ниже формула изобретения определяет любые приложения, модификации и варианты осуществления в рамках настоящего изобретения.

1. Способ прогнозирования сигнала к помехе, по которому измеряют сигнал для формирования последовательности оценок отношения сигнала к помехе, фильтруют упомянутые оценки в соответствии с каждой из множества заранее определенных окружающих сред с замиранием сигнала для формирования множества последовательностей прогнозирований отношения сигнала к помехе, в котором каждая из множества последовательностей прогнозирований отношения сигнала к помехе соответствует одной из множества заранее определенных окружающих сред с замиранием сигнала, сравнивают каждую последовательность из множества последовательностей прогнозирований отношения сигнала к помехе с по меньшей мере одной из оценок отношения сигнала к помехе, следующей за упомянутой последовательностью для формирования множества погрешностей прогноза, в котором каждая погрешность из множества погрешностей прогноза соответствует одной среде из множества заранее определенных окружающих сред с замиранием сигнала, выбирают спрогнозированное отношение сигнала к помехе на основании множества последовательностей прогнозирований отношения сигнала к помехе и множества погрешностей прогноза.

2. Способ по п.1, по которому множество заранее определенных окружающих сред с замиранием сигнала содержит среду с медленным замиранием сигнала.

3. Способ по п.2, по которому множество заранее определенных окружающих сред с замиранием сигнала содержит среду с быстрым замиранием сигнала.

4. Способ по п.1, по которому множество заранее определенных окружающих сред с замиранием сигнала содержит среду с быстрым замиранием сигнала.

5. Способ по п.1, по которому на этапе фильтрации усредняют упомянутые оценки.

6. Способ по п.1, по которому этап фильтрации включает фильтрацию упомянутых оценок посредством фильтра с конечной импульсной передаточной функцией.

7. Способ по п.1, по которому этап фильтрации включает фильтрацию упомянутых оценок посредством фильтра с бесконечной импульсной передаточной функцией.

8. Способ по п.7, по которому этап фильтрации далее включает фильтрацию упомянутых оценок посредством фильтра с конечной импульсной характеристикой.

9. Способ по п.1, по которому этап формирования спрогнозированного отношения сигнала к помехе включает выбор одной погрешности прогноза из упомянутого множества погрешностей прогноза.

10. Способ по п.1, по которому также регулируют спрогнозированное отношение сигнала к помехе по значению.

11. Способ по п.10, по которому упомянутое значение является постоянным.

12. Способ по п.10, по которому упомянутое значение выдержки регулируют в соответствии с изменением окружающей среды сигнала.

13. Устройство для прогнозирования сигнала к помехе, содержащее средство для измерения сигнала для формирования последовательности последовательных оценок отношения сигнала к помехе, средство для фильтрации упомянутых оценок в соответствии с каждой из множества заранее определенных окружающих сред с замиранием сигнала для формирования множества последовательностей прогнозирований отношения сигнала к помехе, при этом каждая из множества последовательностей прогнозирований отношения сигнала к помехе соответствует одной из множества заранее определенных окружающих сред с замиранием сигнала, средство для сравнивания каждой последовательности из множества последовательностей прогнозирований отношения сигнала к помехе с по меньшей мере одной из оценок отношения сигнала к помехе, следующей за упомянутой последовательностью, для формирования множества погрешностей прогноза, при этом каждая погрешность из множества погрешностей прогноза соответствует одной среде из множества заранее определенных окружающих сред с замиранием сигнала, средство для формирования спрогнозированного отношения сигнала к помехе на основании множества последовательностей прогнозирований отношения сигнала к помехе и множества погрешностей прогноза.

14. Устройство по п.13, в котором средство для фильтрации содержит средство для фильтрации упомянутых оценок в соответствии с окружающей средой с медленным замиранием сигнала.

15. Устройство по п.14, в котором средство для фильтрации далее содержит средство для фильтрации упомянутых оценок в соответствии с окружающей средой с быстрым замиранием сигнала.

16. Устройство по п.13, в котором средство для фильтрации содержит средство для фильтрации упомянутых оценок в соответствии с окружающей средой с быстрым замиранием сигнала.

17. Устройство по п.13, в котором упомянутое средство для фильтрации содержит средство для выполнения усреднения упомянутых оценок.

18. Устройство по п.13, в котором упомянутое средство для фильтрации фильтрует упомянутые оценки посредством фильтра с конечной импульсной передаточной функцией.

19. Устройство по п.13, в котором упомянутое средство для фильтрации содержит фильтр с бесконечной импульсной передаточной функцией.

20. Устройство по п.13, в котором упомянутое средство для фильтрации далее содержит фильтр с конечной импульсной передаточной функцией.

21. Устройство по п.13, в котором средство для формирования содержит средство для выбора одной погрешности прогноза из упомянутого множества погрешностей прогноза.

22. Устройство по п.13, которое также содержит средство для регулирования спрогнозированного отношения сигнала к помехе по значению.

23. Устройство по п.22, в котором упомянутое средство для регулирования выполнено с возможностью использования постоянного значения.

24. Устройство по п.22, которое также содержит средство для регулирования упомянутого значения в соответствии с изменением окружающей среды сигнала.