Способы и устройство для оценки шума в системе связи
Изобретение относится к функционированию систем связи, а точнее, к способам и устройству для оценки шума и помех в системе связи. Технический результат заключается в точном определении оценки шума и помех на принимающем устройстве в системе связи. Для этого способ содержит этапы, на которых идентифицируют одну или более немодулированные поднесущие в принимаемой форме волны, обрабатывают эти одну или более немодулированные поднесущие для порождения демодулированных выходных данных и определяют отклонение шума на основании демодулированных выходных данных 5 н. и 30 з.п. ф-лы, 7 ил.
Притязание на приоритет на основании параграфа 119 раздела 35 Кодекса законов США
По настоящей заявке на патент испрашивается приоритет по дате подачи предварительной заявки Номер 60/756071, озаглавленной "Способ и Устройство Оценки Шума и Помех в OFDM-Системе Связи", зарегистрированной 3 января 2006 года, и переуступается правопреемнику настоящей заявки, и включено в настоящее описание путем ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом имеет отношение к функционированию систем связи, а конкретнее, к способам и устройству для оценки шума в системе связи.
Уровень техники
Сети передачи данных, такие как сети беспроводной связи, должны находить компромисс между специализированными услугами для отдельного терминала и услугами, предоставляемыми большому числу терминалов. Например, распространение мультимедийного информационного наполнения для большого числа ограниченных в ресурсах переносных устройств (абонентов) представляет собой сложную проблему. Поэтому для администраторов сети, розничных продавцов информационного наполнения и поставщиков услуг является очень важным иметь способ распространения информационного наполнения и/или других сетевых услуг быстро и эффективно и так, чтобы повысить коэффициент использования полосы частот и отдачу по мощности.
В текущих системах доставки информационного наполнения/распространения аудиовизуальной информации услуги, предоставляемые в реальном времени и в нереальном времени, упаковываются в цикл передачи и доставляются на устройства по сети. Например, сеть связи может использовать уплотнение с ортогональным частотным разделением (OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplexing), чтобы обеспечить обмен информацией между узлом обслуживания сети и одним или более мобильными устройствами. Эта технология обеспечивает множество поднесущих, которые модулируются данными, представляющими услуги, которые должны быть доставлены через распределительную сеть в виде формы волны передачи. Таким образом, способность принимать и правильно обрабатывать передаваемую форму волны определяет, насколько хорошие эксплуатационные качества будет иметь система.
Отношение сигнал-смесь помехи с шумом (SINR - signal-to-noise-and-interference ratio) является одним из важнейших параметров, который характеризует качество сигнала и функциональные характеристики принимающего устройства в системе связи. SINR определяется как частное от деления мощности сигнала на мощность шума и помех.
Оценка мощности сигнала хорошо известна и относительно просто определяется. Традиционно в качестве оценки мощности сигнала измеряется и используется индикатор уровня принятого сигнала (RSSI - received signal strength indicator). Такая оценка может быть вполне точной, особенно когда мощность помех/шума относительно низкая, т.е. в среде связи с высоким SINR. Однако в такой окружающей среде труднее точно оценить мощность помех/шума, потому что слабая энергия шума и помех "скрыта" в сильном сигнале.
Один подход к оценке мощности помех/шума в такой окружающей среде состоит в том, чтобы останавливать передачу сигнала, чтобы уровень принятого сигнала, измеренный в таких условиях, отражал мощность шума и помех. Однако такой подход может быть неподходящим для некоторых приложений. Прежде всего, во время перерыва в передаче передающим устройством не передается никакая полезная информация, а это снижает коэффициент использования канала. Более того, в некоторых системах связи, например в OFDM-системе мультимедийного широковещания, остановка или периодическое изменение передач от передающих устройств большой мощности могут повредить оборудование и не рекомендуются.
Следовательно, было бы желательно иметь систему, которая выполняет операции для точного определения оценки помех и шума на принимающем устройстве в системе связи, не прерывая обычные сетевые операции, таким образом позволяя определять SINR для того, чтобы функциональные характеристики сети могли быть определены и/или оптимизированы.
Раскрытие изобретения
В одном или более аспектах предоставляется система оценки шума, которая выполняет операции для предоставления оценок шума в системе связи. Например, система может использоваться для предоставления отношения сигнал-смесь помехи с шумом в OFDM-системе связи. В одном аспекте система выполняет операции для измерения мощности шума и помех на немодулированных поднесущих. Затем измеренные величины используются для определения SINR системы связи, которое испытывается на принимающем устройстве. В результате функциональные характеристики системы связи могут быть определены и/или оптимизированы.
В одном аспекте предоставляется способ для оценки шума и помех. Способ содержит этапы, на которых идентифицируют одну или более немодулированные поднесущие в принимаемой форме волны, обрабатывают эти одну или более немодулированные поднесущие для порождения демодулированных выходных данных и определяют отклонение шума на основании демодулированных выходных данных.
В другом аспекте предоставляется устройство для предоставления оценки шума и помех. Устройство содержит логическую схему поиска, выполненную с возможностью идентификации одной или более немодулированных поднесущих в принимаемой форме волны, обрабатывающее устройство, выполненное с возможностью демодуляции этих одной или более немодулированных поднесущих для порождения демодулированных выходных данных, и логическую схему определения отклонения, выполненную с возможностью определения отклонения шума на основании демодулированных выходных данных.
В другом аспекте предоставляется устройство для предоставления оценки шума и помех. Устройство содержит средство для идентификации одной или более немодулированных поднесущих в принимаемой форме волны, средство для обработки этих одной или более немодулированных поднесущих для порождения демодулированных выходных данных и средство для определения отклонения шума на основании демодулированных выходных данных.
В другом аспекте предоставляется компьютерочитаемая среда, в которой имеется компьютерная программа, содержащая инструкции, которые при исполнении выполняют операции для предоставления оценки шума и помех. Компьютерная программа содержит инструкции для идентификации одной или более немодулированных поднесущих в принимаемой форме волны, инструкции для обработки этих одной или более немодулированных поднесущих для порождения демодулированных выходных данных и инструкции для определения отклонения шума на основании демодулированных выходных данных.
В другом аспекте предоставляется, по меньшей мере, одно обрабатывающее устройство, которое выполнено с возможностью выполнения способа для предоставления оценки шума и помех. Способ содержит этапы, на которых идентифицируют одну или более немодулированные поднесущие в принимаемой форме волны, обрабатывают эти одну или более немодулированные поднесущие для порождения демодулированных выходных данных и определяют отклонение шума на основании демодулированных выходных данных.
Еще в одном аспекте предоставляется способ для предоставления оценки шума и помех. Способ содержит этапы, на которых генерируют OFDM-цикл передачи, который содержит одну или более немодулированные поднесущие, кодируют позиционную информацию, сопоставленную с этими одной или более немодулированными поднесущими, в цикле передачи, и передают этот цикл передачи.
Другие аспекты станут очевидными после рассмотрения приведенных ниже Краткого описания чертежей, Осуществления изобретения и Формулы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеупомянутые аспекты, характеризуемые в настоящем описании, станут более очевидными исходя из последующего описания при рассмотрении совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:
Фиг.1 демонстрирует сеть, которая содержит аспект системы оценки шума;
Фиг.2 демонстрирует аспект цикла передачи для использования в системе оценки шума;
Фиг.3 демонстрирует аспект TDM-символа в частотной области, содержащей немодулированные поднесущие, для использования в системе оценки шума;
Фиг.4 демонстрирует принимающее устройство, которое содержит аспект системы оценки шума;
Фиг.5 демонстрирует аспект логической схемы оценки шума для использования в системе оценки шума;
Фиг.6 демонстрирует аспект способа для предоставления системы оценки шума и
Фиг. 7 демонстрирует аспект системы оценки шума.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном или более аспектах предоставляется система оценки шума, которая выполняет операции для определения оценок шума в системе связи. Например, в одном аспекте измеряются уровни мощности в известных немодулированных поднесущих в OFDM-системе связи, чтобы определить отклонение шума на принимающем устройстве. Определяемое отклонение шума используется для определения SINR, которое показывает функциональные характеристики системы связи. Дополнительно возможность оценивать отклонение шума также дает выигрыш в том, что касается оптимизации функциональных характеристик системы. В частности, различные алгоритмы, которые выполняют функции, такие как оценка канала или вычисление логарифмического отношения правдоподобия (LLR - log likelihood ratio), могут воспользоваться точной оценкой отклонения шума, что приведет к лучшим функциональным характеристикам.
Аспекты системы оценки шума излагаются в настоящем описании со ссылкой на систему связи, которая использует OFDM, чтобы обеспечить обмен информацией между узлом обслуживания сети и одним или более мобильными устройствами. В OFDM-системе связи задается OFDM-символ, который содержит множественные поднесущие. Поднесущие, которые модулируются данными или другой ненулевой энергией, называются модулированными поднесущими. Поднесущие, которые не модулируются данными или другой ненулевой энергией, называются немодулированными поднесущими (или "нулевыми" поднесущими). Например, немодулированные поднесущие не обладают энергией в элементах дискретизации по частоте, соответствующих этим поднесущим. Таким образом, аспекты системы оценки шума выполняют операции, чтобы определить уровни шума и/или помех, измеряя уровни мощности в известных немодулированных поднесущих. Затем уровни мощности в немодулированных поднесущих используются, чтобы определить отклонение шума и SINR на принимающем устройстве.
Для целей настоящего описания предлагается особая реализация OFDM-сети, чтобы упростить и прояснить аспекты. Однако нужно отметить, что аспекты системы оценки шума пригодны для использования в других реализациях сети. В конкретной реализации OFDM-системы задается цикл передачи, который содержит пилот-сигналы временного уплотнения (TDM - time division multiplex), пилот-сигналы частотного уплотнения (FDM - frequency division multiplex), глобальные идентификаторы (ГИД), локальные идентификаторы (ЛИД), позиционные сигналы (ПС), символы служебной информации (ССИ) и символы данных. Символы данных используются для транспортировки информационного наполнения и/или услуг от узла обслуживания на принимающие устройства.
В цикле передачи имеется ряд OFDM-символов, содержащих немодулированные поднесущие. Например, пилот-сигналы TDM, ГИД/ЛИД-символы, ПС-символы и другие символы в пределах цикла передачи содержат некоторое число известных немодулированных поднесущих. Аспекты системы оценки шума используют эти известные немодулированные поднесущие, чтобы измерить мощность шума и помех на принимающем устройстве.
Фиг.1 демонстрирует сеть 100, которая содержит аспект системы оценки шума, при этом сеть 100 содержит мобильные устройства 102, 104, 106, узел 108 обслуживания и сеть 110 связи. Для целей настоящего описания предполагается, что сеть 110 выполняет операции для обеспечения обмена информацией между узлом 108 обслуживания и одним или более мобильными устройствами, используя OFDM-технологию; однако аспекты системы оценки шума также пригодны для использования с другими технологиями передачи.
В одном аспекте узел 108 обслуживания выполняет операции для предоставления услуг, на которые могут быть подписаны устройства, установившие связь с сетью 110. Узел 108 обслуживания соединяется с сетью 110 по линии 112 связи, которая содержит любую подходящую линию связи. Сеть 110 содержит любую комбинацию проводных и/или беспроводных сетей, которые допускают доставку услуг от узла 108 обслуживания на устройства, установившие связь с сетью 110, такие как устройство 102.
Устройства 102, 104 и 106 в этом аспекте содержат мобильные телефоны, которые устанавливают связь с сетью 110 по линиям 114 радиосвязи. Линии 114 радиосвязи содержат прямые линии связи на базе OFDM-технологии и обратные линии связи на базе любой подходящей технологии передачи. Для остальной части настоящего описания аспекты системы оценки шума описываются со ссылкой на устройство 102, однако аспекты равно применимы к устройствам 104 и 106.
Нужно заметить, что сеть 110 может устанавливать связь с любым числом и/или любыми типами устройств. Например, другие устройства, пригодные для использования в аспектах системы оценки шума, включают в себя, но не ограничиваются этим, персональный цифровой помощник (PDA - Personal Digital Assistant), устройство электронной почты, устройство персонального вызова, блокнотный компьютер, mp3-проигрыватель, видеопроигрыватель или настольный компьютер.
Узел 108 обслуживания содержит информационное наполнение, которое включает в себя услуги, предоставляемые в реальном времени и в нереальном времени. Например, услуги содержат мультимедийное информационное наполнение, которое включает в себя новости, спортивную информацию, информацию о погоде, финансовую информацию, фильмы и/или приложения, программы, сценарии или любое подходящее информационное наполнение или услуги другого типа. Так, услуги могут содержать видео, звук или другую информацию, отформатированную в любой подходящий формат.
Информационное наполнение является входными данными для логической схемы 116 передачи, которая обрабатывает информационное наполнение для порождения цикла передачи, как описано выше. Логическая схема 116 передачи выполняет операции для передачи цикла передачи по сети 110 в виде формы волны передачи с использованием OFDM-технологии, которая изображена направляющей 118. В дополнение к модулированным поднесущим, содержащим данные и другую информацию, форма волны передачи содержит немодулированные поднесущие в известных позициях. Например, немодулированные поднесущие могут вмещаться в один или более специальные символы, такие как пилот-символы TDM, ГИД/ЛИД-символы или ПС-символы.
В одном аспекте позиции немодулированных поднесущих в цикле передачи задаются предварительно и известны устройствам, установившим связь с сетью 110. Например, позиции немодулированных поднесущих в ГИД/ЛИД-символах известны устройствам в сети 100. В другом аспекте позиции немодулированных поднесущих динамически сообщаются на устройства в сети 100. Например, в одном аспекте логическая схема 116 передачи содержит устройство 120 кодирования позиций поднесущих, которое выполняет операции для кодирования позиционной информации поднесущей в цикле передачи. Позиционная информация используется для идентификации позиции немодулированных поднесущих в цикле передачи. Таким образом, есть возможность динамически сообщать на устройства в сети 100 позицию немодулированных поднесущих в цикле передачи. Кроме того, нужно отметить, что позиция немодулированных поднесущих может сообщаться также с использованием любой другой подходящей технологии, такой как передача позиционной информации во внеполосной передаче.
Устройство 102 принимает форму волны передачи на логической схеме 122 оценки. Логическая схема 122 оценки выполняет операции для определения отклонения шума и предоставления оценки SINR системы связи, которое испытывается на принимающем устройстве 102, путем измерения мощности в немодулированных поднесущих. Например, система использует тот факт, что не все поднесущие в форме волны передачи являются модулированными. Как описано выше, форма волны передачи содержит несколько специальных OFDM-символов, в том числе символы TDM, ГИД/ЛИД и ПС, которые используются для синхронизации и других целей. В отличие от обычных OFDM-символов данных, в которых все поднесущие модулируются данными, эти специальные символы содержат некоторое количество известных немодулированных поднесущих (т.е. они не несут никакой сигнальной мощности).
Когда эти немодулированные поднесущие обрабатываются (или "демодулируются"), демодулированные выходные данные должны быть нулевыми, если нет никакого аддитивного шума и/или помех. Любые ненулевые величины в этих немодулированных поднесущих появляются вследствие шума и/или помех, которые испытываются на принимающем устройстве. Отклонение принятых шума и помех может быть оценено путем вычисления отклонения демодулированных выходных данных в этих нулевых поднесущих. SINR системы связи, которое испытывается на принимающем устройстве 102, может быть определено посредством деления мощности принимаемого сигнала на это отклонение принимаемого шума.
В одном аспекте позиция немодулированных поднесущих известна заранее. Например, логическая схема 122 оценки в устройстве 102 знает, что немодулированные поднесущие располагаются в специальных OFDM-символах. Однако в другом аспекте позиция немодулированных поднесущих предоставляется принимающему устройству динамически. Например, устройство 120 кодирования позиций поднесущих выполняет операции для кодирования позиций немодулированных поднесущих в форме волны передачи. В другом аспекте устройство 120 кодирования позиций поднесущих сообщает позиции немодулированных поднесущих во внеполосном канале или предоставляет эту информацию принимающим устройствам любым другим способом.
В одном аспекте логическая схема 122 оценки дополнительно содержит логическую схему 124 поиска поднесущей. Логическая схема 124 поиска поднесущей выполняет операции для обнаружения позиции немодулированных поднесущих. Например, логическая схема 124 поиска поднесущей выполняет операции для декодирования принимаемой формы волны передачи для определения позиции немодулированных поднесущих. В другом аспекте логическая схема 124 поиска поднесущей выполняет операции для приема позиции немодулированных поднесущих во внеполосной передаче. Таким образом, логическая схема 124 поиска поднесущей выполняет операции для определения позиции немодулированных поднесущих, когда их позиция динамически изменяется.
После определения позиции немодулированных поднесущих логическая схема 122 оценки выполняет операции для демодуляции этих поднесущих, чтобы измерить мощность шума/помех. Кроме того, определяется мощность принятого сигнала из модулированных поднесущих, которые могут быть символами данных. Значение SINR может быть вычислено путем деления мощности принятого сигнала на измеренную мощность помех/шума. Аналогично может быть вычислено распределение SINR по частотам путем деления мощности сигналов, принятых на различных частотах, на измеренную мощность помех/шума на соответствующих частотах. Предпочтительно, чтобы немодулированные поднесущие были распределены по всей ширине полосы частот OFDM-сигнала, чтобы была возможность вычислить распределение мощности шума/помех по частотам. Вычисленные значения SINR могут использоваться как индикатор качества сигнала и/или для масштабирования значений LLR как метрика декодирования. В системе с обратной связью, например OFDMA-системе, вычисленные значения SINR могут использоваться для адаптации скорости передачи и загрузки элемента дискретизации в показателе энергия/бит, чтобы улучшить пропускную способность системы.
В силу вышесказанного аспекты системы оценки шума выполняют операции для определения SINR посредством выполнения одной или более следующих функций на передающем устройстве.
a. Кодирование информационного наполнения/услуг в OFDM-цикле передачи, который содержит известные немодулированные поднесущие.
b. Дополнительное кодирование позиции немодулированных поднесущих в цикле передачи.
c. Передача цикла передачи по сети на принимающие устройства.
В силу вышесказанного аспекты системы оценки шума выполняют операции для определения SINR посредством выполнения одной или более следующих функций на принимающем устройстве.
a. Прием формы волны передачи, которая содержит немодулированные поднесущие.
b. Определение позиций немодулированных поднесущих.
c. Измерение мощности шума/помех в немодулированных поднесущих.
d. Измерение мощности принятого сигнала.
e. Определение SINR исходя из мощности шума/помех и мощности сигнала.
Как описано выше, отклонение демодулированных выходных данных в немодулированных поднесущих обеспечивает хорошую оценку отклонения шума/помех, принимаемых принимающим устройством. В одном аспекте немодулированные поднесущие равномерно распределены по всей полосе частот, что позволяет определить распределение шума/помех. Эта информация может быть полезна для дополнительного улучшения функциональных характеристик принимающего устройства. Система оценки шума действует, используя свойства специальных OFDM-символов, которые формируются с возможностью содержания немодулированных поднесущих. Как результат, нет прерывания нормального функционирования передающего/принимающего устройства. Дополнительно система является эффективным ресурсом, поскольку вычисление отклонения шума/помех является непосредственным и простым для реализации на принимающем устройстве.
В силу вышесказанного аспекты системы оценки шума выполняют операции для эффективного определения отклонения шума и соответствующих уровней SINR на принимающем устройстве. Нужно заметить, что система оценки шума не ограничивается реализациями, описанными со ссылкой на Фиг. 1, и что возможны другие реализации.
Фиг.2 демонстрирует один аспект цикла 200 передачи для использования в системе оценки шума. Например, цикл 200 передачи может использоваться в системе связи, использующей технологию передачи комплексной информации в полудуплексном режиме (FLO - Forward Link Only). Цикл 200 содержит пилот-сигналы 202 временного уплотнения (TDM), ГИД-символы 204, ЛИД-символы 206, пилот-сигналы 208 частотного уплотнения (FDM), символы 210 служебной информации (ССИ), символы 212 данных и ПС-символы 214. Символы 212 данных используются для транспортировки услуг от узла обслуживания на принимающие устройства.
В одном аспекте символы TDM 202, ГИД 204, ЛИД 206 и ПС 214 представляют собой специальные символы, в которых не все их поднесущие модулируются. Таким образом, эти символы уже предназначены для включения в себя известных немодулированных поднесущих и поэтому пригодны для использования в аспектах системы оценки шума. Также есть вероятность, что другие символы в цикле 200 передачи содержат немодулированные поднесущие, которые могли бы использоваться. Кроме того, при динамической реализации система оценки шума выполняет операции для динамического определения любых поднесущих в цикле 200, которые являются немодулированными, и кодирования в цикле 200 позиционной информации, которая идентифицирует эти немодулированные поднесущие.
Фиг.3 демонстрирует аспект TDM-символа 300, содержащего немодулированные поднесущие для использования в системе оценки шума. Например, TDM-символ 300 может быть одним из TDM-символов 202, показанных на Фиг.2.
TDM-символ 300 содержит модулированные поднесущие 302, разделенные выбранными частотными интервалами. Между модулированными поднесущими помещаются немодулированные поднесущие 304. Немодулированные поднесущие 304 не содержат в себе сигнальной мощности, так что любая мощность, принимаемая в позициях этих поднесущих, является следствием шума и помех.
Фиг.4 демонстрирует аспект принимающего устройства 400 для использования в системе оценки шума. Например, принимающее устройство 400 является подходящим для использования в устройствах 102, 104 и 106, показанных на Фиг.1.
Принимающее устройство 400 содержит логическую схему 402 обработки высокочастотных (ВЧ) сигналов, которая выполняет операции для приема и обработки формы волны передачи. Например, логическая схема 402 обработки ВЧ-сигналов является подходящей для приема и обработки формы волны передачи, изображенной направляющей 118 на Фиг.1. Логическая схема 402 обработки ВЧ-сигналов выполняет операции для порождения формы волны 404 во временной области, содержащей цикл передачи, который является входом для логической схемы 406 БПФ (быстрое преобразование Фурье).
Логическая схема 406 БПФ выполняет операции для преобразования формы волны 404 во временной области для порождения формы волны 408 в частотной области, которая содержит символы, имеющие в своем составе множество поднесущих. Форма волны 408 в частотной области является входом для логической схемы 410 оценки канала, которая выполняет операции для предоставления оценки канала. Форма волны 408 в частотной области также является входом для устройства 412 демодуляции данных, которое выполняет операции для демодуляции модулированных поднесущих в символах данных для порождения данных, которые переправляются для пользовательских приложений.
Форма волны 408 в частотной области также является входом для логической схемы 414 оценки. Например, логическая схема 414 оценки является подходящей для использования в качестве логической схемы 122 оценки, показанной на Фиг.1. Логическая схема 414 оценки содержит логическую схему 416 поиска поднесущей. Логическая схема 416 поиска поднесущей выполняет операции для идентификации немодулированных поднесущих в форме волны 408 в частотной области. Например, немодулированные поднесущие могут вмещаться в специальные символы, как описано выше, или могут быть идентифицированы в цикле передачи. Логическая схема 414 оценки также содержит оценочный модуль 418. В одном аспекте оценочный модуль 418 выполняет операции для обработки немодулированных поднесущих для оценки отклонения шума, которое испытывается на принимающем устройстве 400. Затем отклонение шума используется для определения оценки SINR.
Фиг.5 демонстрирует аспект логической схемы 500 оценки для использования в системе оценки шума. Например, логическая схема 500 оценки является подходящей для использования в качестве логической схемы 122 оценки, показанной на Фиг.1, или логической схемы 414 оценки, показанной на Фиг.4. Логическая схема 500 оценки содержит логическую схему 502 поиска поднесущей, логическую схему 504 определения мощности сигнала, устройство 506 демодуляции, логическую схему 508 определения отклонения и логическую схему 510 определения отношения сигнал-шум.
Логическая схема 504 определения мощности сигнала содержит любое подходящее аппаратное и/или программное обеспечение, которое выполняет операции для приема формы волны 512 в частотной области, содержащей множество поднесущих, и определения мощности сигнала. Например, форма волны 512 в частотной области может быть формой волны 408, показанной на Фиг. 4. Логическая схема 504 определения мощности сигнала выводит индикатор 514 мощности сигнала для логической схемы 510 определения отношения сигнал-шум.
Логическая схема 502 поиска поднесущей содержит ЦОУ (центральное обрабатывающее устройство), обрабатывающее устройство, вентильную матрицу, аппаратную логику, виртуальную машину, программное обеспечение и/или любую комбинацию аппаратного и программного обеспечения. Логическая схема 502 поиска выполняет операции для идентификации позиции немодулированных поднесущих в принимаемой форме волны 512. В одном аспекте логическая схема 502 поиска поднесущей идентифицирует известные немодулированные поднесущие в специальных символах, включенных в принимаемую форму волны 512. Например, известные немодулированные поднесущие могут быть частью символов TDM, ГИД, ЛИД, ПС или любого другого символа в принимаемой форме волны 512. Например, известные немодулированные символы могут быть частью TDM-символов, которые продемонстрированы на Фиг. 3. Логическая схема 502 поиска поднесущей предоставляет устройству демодуляции сигнал 516 выбора, который указывает позицию немодулированных поднесущих.
В другом аспекте логическая схема 502 поиска поднесущей выполняет операции для определения позиции немодулированных поднесущих с помощью декодирования принимаемой формы волны 512. Например, в одном аспекте позиция немодулированных поднесущих кодируется в принимаемую форму волны 512 логической схемой 116 передачи. В другом аспекте логическая схема 502 поиска принимает позицию немодулированных поднесущих по внеполосному каналу 518 связи.
Устройство 506 демодуляции содержит ЦОУ, обрабатывающее устройство, вентильную матрицу, аппаратную логику, виртуальную машину, программное обеспечение и/или любую комбинацию аппаратного и программного обеспечения. Устройство 506 демодуляции выполняет операции для приема сигнала 516 выбора и принимаемой формы волны 512 для выбора и обработки (т.е. демодуляции) немодулированных поднесущих. Например, сигнал 516 выбора идентифицирует поднесущие в специальных символах в принимаемой форме волны 512. Затем устройство 506 демодуляции демодулирует эти поднесущие для порождения демодулированных выходных данных 520, которые являются входом для логической схемы 508 определения отклонения.
Логическая схема 508 определения отклонения содержит ЦОУ, обрабатывающее устройство, вентильную матрицу, аппаратную логику, виртуальную машину, программное обеспечение и/или любую комбинацию аппаратного и программного обеспечения. Логическая схема 508 определения отклонения выполняет операции для приема демодулированных выходных данных 520 и определения отклонения 522, которое является входом для логической схемы 510 определения отношения сигнал-шум. В одном аспекте логическая схема 508 определения отклонения выполняет операции для исполнения алгоритма для определения отклонения 522. Более детальное описание алгоритма предоставляется в другом разделе этого документа.
Логическая схема 510 определения отношения сигнал-шум содержит ЦОУ, обрабатывающее устройство, вентильную матрицу, аппаратную логику, виртуальную машину, программное обеспечение и/или любую комбинацию аппаратного и программного обеспечения. Логическая схема 510 определения отношения сигнал-шум выполняет операции для приема отклонения 522 и индикатора 514 мощности сигнала и вычисляет SINR 524. Например, в одном аспекте логическая схема 510 определения отношения сигнал-шум выполняет операции для деления мощности 514 сигнала на отклонение 522, чтобы определить SINR 524.
В одном аспекте система оценки шума содержит компьютерную программу, содержащую одну или более программные инструкции ("инструкции"), хранящиеся в компьютерочитаемой среде, которые при исполнении, по меньшей мере, одним обрабатывающим устройством обеспечивают выполнение функций системы оценки шума, изложенных в настоящем описании. Например, инструкции могут загружаться в логическую схему 500 оценки из компьютерочитаемой среды, такой как дискеты, CD-ROM, карта памяти, устройство ЭППЗУ, ОЗУ, ПЗУ или запоминающее устройство любого другого типа. В другом аспекте инструкции могут пересылаться по линии связи в логическую схему 500 оценки от внешнего устройства или сетевого ресурса. При исполнении логической схемой 500 оценки инструкции выполняют операции для обеспечения аспектов системы оценки шума, которые изложены в настоящем описании.
Итак, логическая схема 500 оценки выполняет операции для определения отклонения шума и SINR системы связи, которые испытываются на принимающем устройстве. Нужно заметить, что логическая схема 500 оценки представляет собой только одну реализацию и что возможны другие реализации в пределах объема аспектов. Например, функции логической схемы 500 оценки могут быть осуществлены в компьютерной программе, которая исполняется одним или более обрабатывающими устройствами.
Алгоритм определения отклонения шума
В одном или более аспектах логическая схема 508 определения отклонения выполняет операции для выполнения алгоритма для вычисления отклонения шума на основании принятых немодулированных поднесущих. Нижеследующее является описанием одного аспекта алгоритма.
Допустим, что y0, y1, …, yN соответствуют отсчетам во временной области специального символа, который идентифицирован как содержащий в себе немодулированные несущие. k-я поднесущая частотной области может быть получена с помощью дискретного преобразования Фурье следующим образом:
Если логическая схема 502 поиска поднесущей идентифицировала поднесущие k1, k2,…, kP как соответствующие немодулированным поднесущим в частотной области, то оценка отклонения шума и помех может быть получена из следующего выражения:
Нужно заметить, что возможны другие реализации этого алгоритма, а также другие оценки отклонения шума и помех. В случае ГИД/ЛИД-символов только выбранные поднесущие могут быть немодулированными. В одном аспекте задается перемежение, которое идентифицирует выбранные поднесущие в символе. Например, перемежение 0 задает совокупность поднесущих с индексами вида 8m (где m=0, 1, 2, …, 511). Эта совокупность поднесущих модулируется с ненулевой энергией, в то время как все оставшиеся поднесущие в символе являются немодулированными поднесущими. Для снижения сложности реализации, а также предоставления достаточно достоверной оценки шума и помех, логическая схема 500 оценки выполняет операции для вычисления отклонения шума и помех на основании только перемежения (s), где перемежение s соответствует поднесущим с индексами вида 8m+s (где s=1, 2, …, 7 и m=0, 1, 2, …, 511). Аналогично перемежения или часть перемежений могут точно так же выбираться для оценки отклонения шума и помех в случае символов TDM и ПС.
Фиг.6 демонстрирует аспект способа 600 для предоставления системы оценки шума. Например, логическая схема 500 оценки выполняется с возможностью выполнения способа 600, который описывается ниже.
На этапе 602 принимается форма волны передачи, которая содержит цикл передачи, имеющий в своем составе специальные символы, которые содержат в себе одну или более немодулированных поднесущих. В одном аспекте передаваемая форма волны принимается на устройстве из OFDM-сети. Например, принимаемая форма волны передачи может быть формой волны 512, показанной на Фиг. 5.
На этапе 604 определяется позиция немодулированных поднесущих. В одном аспекте логическая схема 502 поиска идентифицирует позицию немодулированных поднесущих в форме волны передачи 512. Например, немодулированные поднесущие располагаются в фиксированных позициях в специальных символах формы волны 512, которые известны логической схеме 502 поиска. В другом аспекте позиции немодулированных поднесущих кодируются в форму волны 512 и декодируются логической схемой 502 поиска. В другом аспекте позиции немодулированных поднесущих предоставляются логической схеме 502 поиска во внеполосной передаче 518. Логическая схема 502 поиска выполняет операции для определения позиций немодулированных поднесущих в любой из вышеупомянутых реализаций и предоставляет сигнал 516 выбора, который идентифицирует позиции немодулированных поднесущих.
На этапе 606 немодулированные поднесущие обрабатываются (т.е. демодулируются). В одном аспекте устройство 506 демодуляции выполняет операции для демодуляции немодулированных поднесущих для порождения демодулированных выходных данных 520. Например, устройство 506 демодуляции принимает сигнал 516 выбора, который идентифицирует позиции немодулированных поднесущих, которые будут обрабатываться.
На этапе 608 определяется отклонение демодулированных выходных данных. Например, логическая схема 508 определения отклонения выполняет операции для определения отклонения демодулированных выходных данных 520 для порождения выходных данных 522 отклонения. В одном аспекте логическая схема 508 определения отклонения выполняет операции для выполнения алгоритма для отклонения шума, описанного выше, чтобы определить выходные данные 522 отклонения.
На этапе 610 определяется мощность сигнала, связанного с принимаемой формой волны. В одном аспекте логическая схема 504 определения мощности сигнала выполняет операции для определения мощности 514 сигнала принимаемой формы волны 512, используя любую подходящую технологию.
На этапе 612 определяется SINR. В одном аспекте логическая схема 510 определения отношения сигнал-шум выполняет операции для определения SINR 524 исходя из выходных данных 522 отклонения и мощности 514 сигнала. Например, мощность 514 сигнала делится на выходные данные 522 отклонения, чтобы определить SINR 524.
Итак, способ 600 выполняет операции для определения отклонения шума и SINR системы связи, которые испытываются на принимающем устройстве. Нужно заметить, что способ 600 представляет собой только одну реализацию и в пределах объема аспектов возможны изменения, добавления, исключения, комбинации или другие модификации способа 600.
Фиг.7 демонстрирует аспект системы 700 оценки шума. Система 700 оценки шума содержит средство 702 для идентификации немодулированных поднесущих, средство 704 для обработки немодулированных поднесущих, средство 706 для определения отклонения шума и средство 708 для определения SINR.
В одном аспекте средство 702 содержит логическую схему 502 поиска поднесущей, средство 704 содержит устройство 506 демодуляции, средство 706 содержит логическую схему 508 определения отклонения и средство 708 содержит логическую схему 510 определения отношения сигнал-шум. В другом аспекте средства 702-708 реализуются посредством, по меньшей мере, одного обрабатывающего устройства, выполненного с возможностью исполнения программных инструкций для обеспечения аспектов системы оценки шума, которые изложены в настоящем описании.
Следовательно, различные иллюстративные логические схемы, логические блоки, модули и контуры, описанные применительно к аспектам, раскрытым в настоящем описании, могут быть реализованы или выполнены с использованием обрабатывающего устройства общего назначения, цифрового сигнального процессора (ЦСП), специализированной интегральной схемы (СИС), программируемой вентильной матрицы (ПВМ) или другого программируемого логического устройства, логического элемента на дискретных компонентах или транзисторной логической схемы, дискретных аппаратных компонентов или любой их комбинации, выполненных с возможностью выполнения функций, изложенных в настоящем описании. Обрабатывающее устройство общего назначения может быть микропроцессором, но в качестве альтернативы обрабатывающее устройство может быть любым обрабатывающим устройством, управляющим устройством, микроконтроллером или конечным автоматом. Кроме того, обрабатывающее устройство может быть реализовано как комбинация вычислительных устройств например комбинация ЦСП и микропроцессора, множество микропроцессоров, один или более микропроцессоров в сочетании с ядром ЦСП, или любая другая подобная конфигурация.
Этапы способа или алгоритма, описанные применительно к аспектам, раскрытым в настоящем описании, могут быть осуществлены непосредственно в аппаратном обеспечении, в программном модуле, исполняемом обрабатывающим устройством, или в их комбинации. Программный модуль может размещаться в памяти ОЗУ, памяти ЭППЗУ, памяти ПЗУ, памяти СППЗУ, памяти ЭСППЗУ, регистрах, на жестком диске, съемном диске, компакт-диске или в среде для хранения любого другого вида, известного в данной области техники. Иллюстративная среда для хранения соединяется с обрабатывающим устройством, причем означенное обрабатывающее устройство может читать информацию из среды для хранения и записывать в нее информацию. В качестве альтернативы среда для хранения может быть составной частью обрабатывающего устройства. Обрабатывающее устройство и среда для хранения могут размещаться на СИС. СИС может находиться на пользовательском терминале. В качестве альтернативы обрабатывающее устройство и среда для хранения могут размещаться как отдельные компоненты на пользовательском терминале.
Описание раскрытых аспектов предоставляется, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники изготавливать или использовать настоящее изобретение. Специалисты в данной области техники легко могут увидеть различные изменения в этих аспектах, и общие принципы, определенные в настоящем описании, могут применяться к другим аспектам, например, для услуги мгновенного обмена сообщениями или приложений беспроводной передачи данных общего назначения без отступления от сущности или объема настоящего изобретения. Таким образом, подразумевается, что настоящее изобретение не ограничивается аспектами, продемонстрированными в настоящем описании, но соответствует самому широкому объему, согласующемуся с принципами и новыми признаками, раскрытыми в настоящем описании. Слово "иллюстративный" используется в настоящем описании исключительно в смысле "служит примером, вариантом или иллюстрацией". Любой аспект, охарактеризованный в настоящем описании как "примерный", не должен толковаться как предпочтительный или имеющий преимущества относительно других аспектов.
Соответственно, в то время как в настоящем описании были проиллюстрированы и описаны аспекты системы оценки шума, нужно принимать во внимание, что могут быть сделаны различные изменения в аспектах без отступления от их сущности или существенных характеристик. Следовательно, раскрытия и описания в настоящем документе предназначены для иллюстрации, но не для ограничения объема настоящего изобретения, который сформулирован в нижеследующей формуле изобретения.
1. Способ для предоставления оценки шума и помех, содержащий этапы, на которых:
идентифицируют в беспроводном мобильном устройстве одну или более немодулированные поднесущие в принимаемой форме волны; обрабатывают в беспроводном мобильном устройстве эти одну или более немодулированные поднесущие для порождения демодулированных выходных данных; и
определяют в беспроводном мобильном устройстве отклонение шума σ2, исходя из демодулированных выходных данных по следующему алгоритму:
, где
k-я поднесущая частотной области
,
yn соответствуют отсчетам во временной области символа, который идентифицирован как содержащий в себе немодулированные несущие;
N - количество временных областей символа; и
P - количество немодулированных поднесущих.
2. Способ по п.1, содержащий также этапы, на которых:
определяют в беспроводном мобильном устройстве мощность сигнала, связанного с принимаемой формой волны; и
определяют в беспроводном мобильном устройстве отношение сигнал-смесь помехи с шумом (SINR) путем деления мощности сигнала на отклонение шума.
3. Способ по п.1, в котором этап, на котором идентифицируют, содержит этап, на котором идентифицируют эти одну или более немодулированные поднесущие в известных позициях в принимаемой форме волны.
4. Способ по п.1, в котором этап, на котором идентифицируют, содержит этап, на котором идентифицируют эти одну или более немодулированные поднесущие на основании информации, закодированной в принимаемой форме волны.
5. Способ по п.1, в котором этап, на котором идентифицируют, содержит этап, на котором идентифицируют эти одну или более немодулированные поднесущие в одном или более символах, не являющихся символами данных, включенных в принимаемую форму волны.
6. Способ по п.1, в котором этап, на котором идентифицируют, содержит этап, на котором идентифицируют эти одну или более немодулированные поднесущие в одном или более символах мультиплексирования с временным разделением (TDM) глобальных идентификаторов (ГИД), локальных идентификаторов (ЛИД) и позиционных сигналов (ПС), включенных в принимаемую форму волны.
7. Способ по п.1, содержащий также этап, на котором принимаемую форму волны принимают в передаче по сети, использующей уплотнение с ортогональным частотным разделением (OFDM).
8. Устройство для предоставления оценки шума и помех, содержащее логическую схему поиска, выполненную с возможностью идентификации одной или более немодулированных поднесущих в принимаемой форме волны;
обрабатывающее устройство, выполненное с возможностью демодуляции этих одной или более немодулированных поднесущих для порождения демодулированных выходных данных; и логическую схему определения отклонения, выполненную с возможностью определения отклонения шума σ2, исходя из демодулированных выходных данных по следующему алгоритму
, где
k-я поднесущая частотной области
,
yn соответствуют отсчетам во временной области символа, который идентифицирован как содержащий в себе немодулированные несущие;
N - количество временных областей символа; и
P - количество немодулированных поднесущих.
9. Устройство по п.8, которое также содержит логическую схему определения мощности сигнала, выполненную с возможностью определения мощности сигнала, связанного с принимаемой формой волны; и
логическую схему определения отношения сигнал-шум, выполненную с возможностью определения отношения сигнал-смесь помехи с шумом (SINR) путем деления мощности сигнала на отклонение шума.
10. Устройство по п.8, в котором одна или более немодулированные поднесущие располагаются в известных позициях в принимаемой форме волны.
11. Устройство по п.8, в котором одна или более немодулированные поднесущие располагаются в динамических позициях на основании информации, закодированной в принимаемой форме волны.
12. Устройство по п.8, в котором одна или более немодулированные поднесущие располагаются в одном или более символах, не являющихся символами данных, включенных в принимаемую форму волны.
13. Устройство по п.8, в котором одна или более немодулированные поднесущие располагаются в одном или более символах мультиплексирования с временнным разделением (TDM), глобальных идентификаторов (ГИД), локальных идентификаторов (ЛИД) и позиционных сигналов (ПС), включенных в принимаемую форму волны.
14. Устройство по п.8, которое также содержит логическую схему приема, выполненную с возможностью приема принимаемой формы волны в передаче по сети, использующей уплотнение с ортогональным частотным разделением (OFDM).
15. Устройство для предоставления оценки шума и помех, причем устройство содержит:
средство для идентификации одной или более немодулированных поднесущих в принимаемой форме волны;
средство для обработки этих одной или более немодулированных поднесущих для порождения демодулированных выходных данных; и
средство определения отклонения шума σ2, исходя из демодулированных выходных данных по следующему алгоритму
, где
k-я поднесущая частотной области
,
yn соответствуют отсчетам во временной области символа, который идентифицирован как содержащий в себе немодулированные несущие;
N - количество временных областей символа; и
Р - количество немодулированных поднесущих.
16. Устройство по п.15, которое также содержит:
средство для определения мощности сигнала, связанного с принимаемой формой волны; и
средство для определения отношения сигнал-смесь помехи с шумом (SINR) путем деления мощности сигнала на отклонение шума.
17. Устройство по п.15, в котором средство для идентификации содержит средство для идентификации этих одной или более немодулированных поднесущих в известных позициях в принимаемой форме волны.
18. Устройство по п.15, в котором средство для идентификации содержит средство для идентификации этих одной или более немодулированных поднесущих на основании информации, закодированной в принимаемой форме волны.
19. Устройство по п.15, в котором средство для идентификации содержит средство для идентификации этих одной или более немодулированных поднесущих в одном или более символах, не являющихся символами данных, включенных в принимаемую форму волны.
20. Устройство по п.15, в котором средство для идентификации содержит средство для идентификации этих одной или более немодулированных поднесущих в одном или более символах мультиплексирования с временнным разделением (TDM), глобальных идентификаторов (ГИД), локальных идентификаторов (ЛИД) и позиционных сигналов (ПС), включенных в принимаемую форму волны.
21. Устройство по п.15, которое также содержит средство для приема принимаемой формы волны в передаче по сети, использующей уплотнение с ортогональным частотным разделением (OFDM).
22. Машиночитаемый носитель, содержащий инструкции для исполнения компьютером, которые, когда исполняются компьютером, побуждают компьютер осуществлять способ для предоставления оценки шума и помех, причем инструкции содержат:
инструкции для идентификации одной или более немодулированных поднесущих в принимаемой форме волны;
инструкции для обработки этих одной или более немодулированных поднесущих для порождения демодулированных выходных данных; и инструкции для отклонения шума σ2, исходя из демодулированных выходных данных по следующему алгоритму:
, где
k-я поднесущая частотной области
,
yn соответствуют отсчетам во временной области символа, который идентифицирован как содержащий в себе немодулированные несущие;
N - количество временных областей символа; и
P - количество немодулированных поднесущих.
23. Машиночитаемый носитель по п.22, в котором инструкции также содержат:
инструкции для определения мощности сигнала, связанного с принимаемой формой волны; и
инструкции для определения отношения сигнал-смесь помехи с шумом (SINR) путем деления мощности сигнала на отклонение шума.
24. Машиночитаемый носитель по п.22, в котором инструкции для идентификации содержат инструкции для идентификации этих одной или более немодулированных поднесущих в известных позициях в принимаемой форме волны.
25. Машиночитаемый носитель по п.22, в котором инструкции для идентификации содержат инструкции для идентификации этих одной или более немодулированных поднесущих на основании информации, закодированной в принимаемой форме волны.
26. Машиночитаемый носитель по п.22, в котором инструкции для идентификации содержат инструкции для идентификации этих одной или более немодулированных поднесущих в одном или более символах, не являющихся символами данных, включенных в принимаемую форму волны.
27. Машиночитаемый носитель по п.22, в котором инструкции для идентификации содержат инструкции для идентификации этих одной или более немодулированных поднесущих в одном или более символах мультиплексирования с временнным разделением (TDM), глобальных идентификаторов (ГИД), локальных идентификаторов (ЛИД) и позиционных сигналов (ПС), включенных в принимаемую форму волны.
28. Машиночитаемый носитель по п.22, который также содержит инструкции для приема принимаемой формы волны в передаче по сети, использующей уплотнение с ортогональным частотным разделением (OFDM).
29. Процессор, сконфигурированный для выполнения способа для предоставления оценки шума, содержащего этапы, на которых идентифицируют одну или более немодулированные поднесущие в принимаемой форме волны;
обрабатывают эти одну или более немодулированные поднесущие для порождения демодулированных выходных данных; и
определяют отклонение шума σ2, исходя из демодулированных выходных данных по следующему алгоритму:
, где
k-я поднесущая частотной области
,
yn соответствуют отсчетам во временной области символа, который идентифицирован как содержащий в себе немодулированные несущие;
N - количество временных областей символа; и
Р - количество немодулированных поднесущих.
30. Процессор по п.29, содержащий также этапы, на которых определяют мощность сигнала, связанного с принимаемой формой волны; и
определяют отношение сигнал-смесь помехи с шумом (SINR) путем деления мощности сигнала на отклонение шума.
31. Процессор по п.29, в котором этап, на котором идентифицируют, содержит этап, на котором идентифицируют эти одну или более немодулированные поднесущие в известных позициях в принимаемой форме волны.
32. Процессор по п.29, в котором этап, на котором идентифицируют, содержит этап, на котором идентифицируют эти одну или более немодулированные поднесущие на основании информации, закодированной в принимаемой форме волны.
33. Процессор по п.29, в котором этап, на котором идентифицируют, содержит этап, на котором идентифицируют эти одну или более немодулированные поднесущие в одном или более символах, не являющихся символами данных, включенных в принимаемую форму волны.
34. Процессор по п.29, в котором этап, на котором идентифицируют, содержит этап, на котором идентифицируют эти одну или более немодулированные поднесущие в одном или более символах мультиплексирования с временным разделением (TDM) глобальных идентификаторов (ГИД), локальных идентификаторов (ЛИД) и позиционных сигналов (ПС), включенных в принимаемую форму волны.
35. Процессор по п.29, содержащий также этап, на котором принимаемую форму волны принимают в передаче по сети, использующей уплотнение с ортогональным частотным разделением (OFDM).
