CN1234929A - 进行数据速率确定的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种在可变速率通信系统的接收机上确定数据信号的发射速率的系统和方法。发射机上的声码器根据一组离散的数据速率之一将数据的帧编码为符号。当数据速率低于最大值时,每个符号按照需要重复若干次以实现每个帧中有恒定数目的符号。数据信号是在与帧的数据速率成正比的功率下发射的。还发射参考信号,参考信号是在恒定功率下发射的。此外,数据信号具有与参考信号相同的载波频率,所以它们通过通道发射时显露出相同的衰落特性。在接收机上,参考信号的功率是由导频测量元件(36)测量的,数据信号的功率是由话务功率测量元件(38)测量的。速率处理器(46)确定数据信号功率与参考信号功率之比率,将测得的比率与最大速率数据信号功率与参考信号功率之预定比率进行比较。比较结果将指示数据的接收帧的编码数据速率。然后,解码器(40)采用比较结果所表示的速率对数据的帧进行适当解码。接收机上的声码器为了与用户接口对数据进行进一步处理。

Description

进行数据速率确定的方法和装置

                           发明背景

Ⅰ发明领域

本发明涉及数字通信，更具体地说，本发明涉及在可变速率通信系统的接收机上确定用于发射而对数据编码的速率的新颖和改进系统和方法。

Ⅱ现有技术的描述

采用码分多址(CDMA)调制技术是便于存在大量系统用户的通信的几种技术之一。尽管诸如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)的其它技术和诸如幅度压扩单边带(ACSSB)的AM调制方案是已知的，但是，同其它这些技术相比CDMA具有显著优点。在题目为“利用卫星和陆上转发器的扩展频谱多址通信系统”的第4,901,307号美国专利中揭示了CDMA技术在多址通信系统中应用，该专利转让给本发明的受让人，在此将其引作参考。

CDMA系统通常采用可变速率声码器对数据进行编码，所以数据速率可以从一个数据帧到另一个数据帧变化。在题目为“可变速率声码器”的第5,414,796号美国专利中描述了可变速率声码器的一个示范实施例，该专利转让给本发明的受让人，在此将其引作参考。采用可变速率通信信道当无有用的话音发送时通过取消不必要的发送可降低相互干扰。按照语音活动的变化在声码器中采用算法来产生每一帧中数目可变的信息位。例如，一组具有四个速率的声码器可以根据发话者的活动产生包括20、40、80或171信息位的20毫秒数据帧。需要通过改变通信的发射速率以固定的时间量发射每个数据帧。

在题目为“对发送数据格式化的方法和装置”的第5,511,073号美国专利中对将声码器数据格式化为数据帧作了更详细描述，该专利转让给本发明的受让人，在此将其引作参考。正如题目为“CDMA蜂窝式电话系统中产生信号波形的系统和方法”的第5,103,459号美国专利中所述，可以对数据帧作进一步处理、扩展频谱调制和发射，该专利转让给本发明的受让人，在此将其引作参考。

可以研制出含有显速率信息的可变速率系统。如果包含的速率作为可变速率帧一部分，那么，该速率是不可恢复的，直至已经对该帧正确解码之后，在这一点上已经确定速率。作为在可变速率帧中包含速率的替代，速率可以在帧的非可变速率部分中发送。然而，通常仅需要几个位来表示速率，不能有效地对这些位进行编码和交织，以便为衰落通信信道提供差错防止。此外，速率信息只能在解码延迟或遭受差错之后提供。

另一方面，可以研制出不含有显速率信息的可变速率系统。在1994年4月26日提交的题目为“确定通信接收机中所发送可变速率数据的数据率的方法和装置”的08/233,570美国专利申请中描述了一种接收机确定所接收数据帧的速率的技术，这里，在帧中不明显地包括速率信息，该专利申请转让给本发明的受让人，在此将其引作参考。在1993年9月24日提交的题目为“码分多址系统应用的多速率串行维特比解码器”的08/126,477美国专利申请中描述了另一种技术，该专利转让给本发明的受让人，在此将其引作参考。根据这些技术，在每一种可能的速率下对每个所接收的数据帧进行解码。将差错度量提供给处理器，它描述以每一种速率解码的每一帧的解码符号的质量。差错度量可以包括：循环冗余校验(CRC)结果、Yamamoto质量度量(Quality Metrics)和符号差错率(Symbol ErrorRate)。这些差错度量在通信系统中是众所周知的。处理器对差错度量进行分析并确定发送人局符号的最大可能性速率。

在每一种可能的数据速率下对每个已接收数据帧进行解码最终将产生所需的解码数据。然而，通过对所有可能速率的搜索没有最有效地利用接收机中的处理资源。此外，由于采用较高的发射速率，确定发射速率的功耗也增大。这是因为每一个有待处理的帧都存在很多位。另外，由于技术的发展，可变速率系统对于通信信息可以利用更大的数据速率组。利用更大的速率组将使在所有可能速率上进行穷竭解码变得不可行。对于有些系统应用而言，解码延迟是不容许的。因此，在可变速率通信环境中需要更有效的速率确定系统。通过以下所述的方式本发明可以解决现有技术中显然存在的这些问题和缺陷。

发明概要

本发明提供一种在可变速率通信系统中确定通信信息发射速率的新颖和改进的系统和方法。尽管本发明可以用于许多通信系统中，但是，在采用可变速率声码器以多个离散速率对语音进行编码和解码的蜂窝式通信系统中是尤其有用的。这种通信系统包括移动电话、个人通信设备、无线本地回路和专用小交换机。对本发明的描述以码分多址(CDMA)通信系统为背景的，但是，同样可以用于其它的发射格式。

电信工业协会(TIA)已经提供了一个CDMA通信标准，题目为双模式宽带扩展频谱蜂窝系统的IS-95-A移动台-基地台兼容标准，以下称为IS-95-A。IS-95-A提供可变速率数据的发射。这里对本发明的描述是针对复用任选1数据的发射，它提供以9600、4800、2400和1200比特/秒的数据发射，这里分别称为全速率、二分之一、四分之一和八分之一速率。

在IS-95-A兼容系统中以20毫秒帧提供数据发射。全速率帧包含的位数是二分之一速率帧包含位数的两倍，而二分之一速率帧又是四分之一速率帧包含位数的两倍，四分之一速率帧又是八分之一速率帧包含位数的两倍。在IS-95-A正向链路上，引入符号重复来占据出局帧的全部容量。所以，在二分之一帧中每个符号在出局帧中提供两次，在四分之一帧中每个符号提供四次，在八分之一帧中每个符号提供八次。

由于接收机能够利用帧中冗余性的优点，因此，以低于全速率发射的帧可以以小于全速率帧的能量来发射。在示范实施例中，二分之一速率帧是以全速率帧能量的一半发射的，四分之一速率帧是以全速率帧能量的四分之一发射的，八分之一速率帧是以全速率帧能量的八分之一发射的。

除了发射数据帧以外，可变速率通信系统中的发射机还以与数据信号基本相同的载波频率发射参考信号。参考信号是以恒定能量发射的。

在接收机上，将所接收的数据的每一帧与参考信号进行比较。更具体地说，将所接收数据帧的功率与参考信号的功率之比率同在最大速率下编码的数据帧的功率与参考信号的功率之预定比率进行比较。根据两个比率之间的关系，能够在解码前确定所接收数据帧的发射速率。本发明的速率确定操作的一种用途是把发射速率的信号指示提供给解码器，用于对所接收数据帧进行适当又有效的解码。

附图简述

从以下结合附图给出的详细描述中，本发明的特征、目的和优点将更加清楚，在整个附图中相同的参考字符表示相应的部件，其中：

图1是CDMA蜂窝式电话系统的示范示意图。

图2a-2d示出一系列图形，表示在全速率、二分之一、四分之一和八分之一速率下数据帧的能量大小。

图3是可变速率接收系统的方框图，具体参考了本发明的速率确定特征。

图4是一幅流程图，说明在由图3所述处理部件进行的速率确定中所涉及的处理步骤的示范实施例。

图5是说明可变速率接收系统的各部件的方框图，这里采用了RAKE接收机。

较佳实施例的详细描述

图1示出体一个现本发明的示范蜂窝式移动电话系统。为了举例说明，这里对这一系统的描述以CDMA蜂窝式通信系统为背景。然而，应当明白，本发明可用于其它类型的通信系统中，如个人通信系统(PCS)、无线本地回路、专用小交换机(PBX)或其它已知系统。此外，采用诸如TDMA和FDMA的其它众所周知发射调制方案的系统以及其它扩展频谱系统可以采用本发明。

在图1中，系统控制器和交换机10通常包括将系统控制信息提供给小区站点的合适接口和处理硬件。控制器10控制着从公共交换电话网(PSTN)到合适的小区发射站点到合适的移动单元的电话呼叫的路由。控制器10还控制从移动单元经至少一个小区站点到PSTN的呼叫的路由。控制器10可以经合适的小区站点基台指挥移动用户之间的呼叫，因为这些移动单元相互之间通常不直接通信。

控制器10可以通过诸如专用电话线、光纤链路的各种手段或者通过射频通信与小区站点相耦合。在图1中，示出了两个示范小区站点12和14以及两个示范移动单元16和18，它们包括蜂窝式电话机。箭头20a-20b和22a-22b分别限定小区站点12与移动单元16和18之间的可能通信链路。同样，箭头24a-24b和26a-26b分别限定小区站点14与移动单元18和16之间的可能通信链路。

图1中所示的蜂窝式系统对于小区站点12、14与移动单元16、18之间的通信可以采用可变速率数据信道。例如，根据在数据的20毫秒(ms)帧期间语音活动情况，声码器(未示出)可以以约8550每秒比特(bps)、4000bps、2000bps和800bps四种不同速率将取样的话音信息编码为符号。正如以上在IS-95-A标准中所述，用额外的位把声码器数据的每一帧格式化为9600bps、4800bps、2400bps和1200bps。如上所述，将对应于9600bps的最高速率数据帧被称作全速率帧，将4800bps的数据帧称为二分之一速率帧，将2400bps的数据帧称为四分之一速率帧，将1200bps数据帧称为八分之一速率帧。尽管这个例子描述了具有四个数据速率的一个组，应当明白，可以采用不同个数的可变速率代之。

图2a-2d示出了采用四个速率的系统中可变速率数据帧的另外特征。如图2a-2d所示，数据帧中能量随数据信号的数据速率的变化而变化。此外，当数据速率低于最大值时，除了降低能量外，按照需要将帧中的每个数据符号重复若干次，从而在待发射的每个帧获得固定个数的符号。在图2a中，表示为话务分组的数据帧是由符号P₁-P₁₆编码的。图2a的数据帧已经在全速率下编码，它具有最高能量，而没有符号重复。图2b示出二分之一速率数据帧，它具有最高能量的二分之一，每个符号(P₁-P₈)重复两次。图2c示出四分之一速率数据帧，它具有最高能量的四分之一，每个符号(P₁-P₄)重复四次。图2d示出八分之一速率数据帧，它具有最高能量的八分之一，每个符号(P₁-P₂)重复八次。尽管图2a-2d示出在一帧中能量的分数与数据符号的分数相同，但是，应当明白，可以采用不同的能量分数代之。

除了用数据符号编码外，用额外的位对数据帧格式化，它通常包括差错校正和检测的另外的位，如循环冗余校验(CRC)位。解码器可以用CRC位来确定是否已经正确地接收数据的帧。通过用预定的二元多项式对数据块进行相除，正如IS-95-A中详细描述的，可以产生CRC代码。检测是否已经正确接收帧的其它方法包括Yamamoto质量度量和符号差错率。通过将维特比解码每个步骤中重新合并的路径度量之间差值与一阈值进行比较，如果度量差值小于一质量阈值将一条路径标示为不可靠的，可确定Yamamoto度量。如果在任一步骤中被维特比解码器所选的最终路径已经标示为不可靠的，那么，解码器输出被标示为不可靠的。否则，将其标示为可靠的。通过取得解码位、对这些位重新编码以提供重新编码符号、以及将这些重新编码符号与硬决策接收符号进行比较，可确定符号差错率。符号差错率是重新编码符号与接收符号之间失配的一个测量指标。

已经格式化的数据帧在发射前经过进一步处理，这包括频率向上转换到射频(RF)频带和对数据帧的信号的放大。

当诸如图1所示的移动单元16和18的移动单元接收可变速率数据帧的信号时，移动单元必须确定发射速率，以便对信号进行正确解码。然而，移动台事先不知道所接收帧的速率。此外尽管功率与发射速率成正比，但是通过查看接收信号的绝对功率不能确定速率。这是因为在传播路径上的变化，例如衰落和阻挡。出现衰落是因为发射信号是从物理环境的许多不同特性反射的。因此，信号到达移动单元的接收机上具有多个反射分量。在通常用作移动无线电通信，包括蜂窝式移动电话系统的UHF频带上，会出现在不同路径上传播的信号存在显著的相位差。增加相位外的分量会不利地、极大地降低接收信号的功率。在上述的第4,901,307和5,103,459号美国专利中更深入地说明了衰落。出现阻挡是因为障碍物进入传播路径的视线中。

尽管通过查看接收数据信号的绝对功率不能确定数据帧的编码速率，但是，如果衰落特性是已知的，那么，就能够确定该速率。本发明通过将数据信号的功率与从同一源发射的参考信号的功率进行比较而进行速率的确定。参考信号应当是在所有时间上以相当恒定的功率发射的信号。此外，由于衰落与频率有关，因此，参考信号应当以与数据信号基本相同的频率发射。这样的话，数据信号和参考信号将呈现相似的衰落特性，根据数据信号功率相对于参考信号功率，能够确定数据信号的速率。

在一个较佳实施例中，参考信号包括在上述的第4,901,307和5,103,459号美国专利中所述的导频信号。导频信号在CDMA系统中的使用是众所周知的。正如在上述专利中所揭示的，采用导频载波信号给通信链路提供相干相位参考基准。在CDMA蜂窝式系统中，每个小区或扇区发射相同扩展代码的导频信号，但是，具有不同的代码相位偏移。相位偏移允许对导频信号作相互区分，因而区分始发的小区站点或扇区。采用相同的导频信号代码通过对所有导频信号代码相位的一次搜索允许移动单元发现系统定时同步。导频信号还可以用作对特定小区站点发射的数字语音信号进行解调的时间参考。

现在参考图3，图中示出揭示可变速率通信信号的示范接收系统。例如，在CDMA环境中，在移动单元中可以实施图3所示的接收系统，以确定从小区站点发射的信号的数据速率。本发明提供了移动台中的特定优点，因为在解码前通过确定速率，能够避免在所有速率下进行穷竭的解码。这降低了解码处理中的功耗，从而能够延长接收机电池的寿命。此外，提高了速率确定的速度。

为了讨论图3，将把其中实施速率确定系统的移动单元称为移动单元N，这里，移动单元N可以用图1中移动单元16或是18表示。可变速率数据从系统控制器和交换机10经一个或多个小区站点发射到移动单元N。将把小区站点称为小区站点N’并用图1中小区站点12或是14表示。尽管在图3中示出速率确定系统是移动单元N的一部分，但是，应当明白，速率确定系统可以代之以在小区站点中实施，确定从移动单元发射的信号的数据速率。此外，速率确定系统也可以被用在其它通信系统中。

图3中所示的可变速率接收系统包括收集小区站点发射信号的接收机30。由接收机30接收的信号包括由小区站点N’发射的导频和数据信号的RF信号。接收机30对接收信号进行放大并将其从RF频带频率向下转换到中频(IF)频带。

将IF信号提供给导频解调器32和话务解调器34。解调器32和34的设计和实施在题目为“在能够接收多路信号的系统中解调元件的分配”的第5,490,165号美国专利中作了详细描述，该专利已转让给本发明的受让人，这里将其公开内容引作参考。导频解调器32对IF信号进行解调，产生由小区站点N’发射的导频信号，并将该导频信号提供给导频功率测量元件36。话务解调器34对IF信号进行解调，产生数据或话务信号，它由小区站点N’发射的一帧数据的符号组成。话务解调器34通过用识别小区站点N’的导频信号对IF信号进行去扩展和相关而产生数据信号。将话务解调器34产生的数据信号提供给话务功率测量元件38。还将该数据信号提供给解码器40。

在本示范实施例中，解码器40是一个能够对可变速率数据进行解码的网格解码器，如维特比解码器。在上述的美国专利申请08/126,477和08/233,570中描述了多速率维特比解码器的设计和实施，这种解码器在速率组的所有速率下对接收信号进行穷竭解码。本领域的专业人员应当明白，可以将多速率维特比解码器改进为在所选速率下进行解码。这可以由维特比解码器实现，它接收速率指示输入，解码器根据该速率指示对数据信号进行解码。

导频功率测量元件36和话务功率测量元件分别测量已解调导频信号和已解调话务信号的功率。将功率电平的信号提供给速率确定元件42。

针对这一讨论，将速率确定元件42描述为确定数据速率，这里，采用四种可能的速率组。应当明白，可以将速率确定元件42改进为容纳不同数目的可能数据速率。进一步的改进则允许速率确定元件42首先从所有可能的速率集合中选择一个数据速率子集，然后，从该数据速率子集中确定正确的数据速率。

速率确定元件42包括存储器44和速率处理器46。存储器44存储由小区站点N’发射的全速率帧的功率与小区站点N’发射的导频信号的功率之间的参考比率(P_全速率/P_导频)。存储器44还存储二分之一、四分之一和八分之一速率帧的功率与导频信号的功率之间的参考比率(P_{二分之一速率}/P_导频、P_{四分之一速率}/P_导频、P_{八分之 一速率}/P_导频)。后三个比率是尤其有用的，这里，二分之一速率、四分之一速率和八分之一速率帧的发射功率并不精确地分别是全速率帧的功率的1/2、1/4和1/8。

在较佳实施例中，在建立移动单元N与小区站点N’之间的链路时，小区站点N’发射一个全速率帧功率与导频功率之间的起始比率。将这一起始比率存储在存储器44中，作为全速率参考比率。小区站点N’还可以发射二分之一速率、四分之一速率、和八分之一速率帧功率与导频功率之间的起始比率，将这些比率存储在存储器44中，分别作为二分之一速率、四分之一速率和八分之一速率的参考比率。

速率处理器46接收表示解调导频信号和解调数据信号功率大小的信号。对于接收数据信号(也称为话务信号)的每一帧，速率处理器46计算数据信号的功率与导频信号的功率之间的帧比率(P_话务/P_导频)。然后，速率处理器46将帧比率P_话务/P_导频与全速率参考比率P_全速率/P_导频进行比较。这里，也提供二分之一速率、四分之一速率和八分之一速率的参考比率，也将帧比率与它们进行比较。如果帧比率等于参考比率，那么，处理器46的结论将是已经接收数据的全速率帧，并将指示全速率的信号提供给解码器40。同样，如果帧比率是指示二分之一速率、四分之一速率和八分之一速率帧的一个比例，那么，将把指示所选速率的信号提供给解码器40。

应当明白，不是将参考比率定义为P_全速率/P_导频，而是可以将参考比率定义为P_导频/P_全速率。这里，参考比率是P_导频/P_全速率，速率处理器46将计算是导频信号的功率与数据信号的功率之间的帧比率，P_导频/P_话务。可以将帧比率再次与参考比率进行比较，以估算帧速率，然后将其提供给解码器40。

解码器40接收已解调数据帧和由速率确定元件42提供的指示该帧估计数据速率的信号。解码器40在已解调数据帧上进行解码和差错校正。在速率确定元件42所提供的速率下对由数据符号组成的已解调数据帧进行解码，产生信息位。此外，产生差错度量，这可以包括循环冗余码位、Yamamoto质量度量和符号差错率。差错度量将指示信息位的帧的质量。

如果差错度量指示已经将数据符号正确地解码为信息位，那么，解码器40把信息位的信号提供给可变速率声码器48。然而，如果差错度量指示没有将数据符号正确地解码为信息位，那么，解码器40将在所有的速率下对已解调数据进行穷竭地解码，以确定可能性最大的数据速率。在08/233,570和08/126,477美国专利申请中描述了在所有速率下进行穷竭解码的方法。然后，将对应于最大可能数据速率的已解码信息位的信号提供给可变速率声码器48，收到信息位的信号，可变速率声码器48对信息位作进一步处理，以供用户接口。

图44简要地说明了按照以上实施例中所述的涉及速率确定的步骤。图4以方框图的形式示出了流程图，说明参考图3所讨论的涉及处理过程的一些步骤。

在另一个实施例中，处理器44可以将这些可能速率按照几率出现的降序排列，而不是让速率处理器44仅产生一个指示由速率确定元件42所确定速率的信号。把这种排序提供给解码器40，然后，解码器40根据排序最前的速率对数据符号的信号进行解码，产生解码位的差错度量。如果差错度量表示解码成功，那么，把信息位提供给声码器48。否则，按照排序在其它速率下依次地对数据符号的信号进行解码，产生每次解码的差错度量。一旦差错度量指示了高的质量，那么就不必进行进一步解码。

在另一个实施例中，速率确定系统42与一个不同速率确定系统一起实施，提供一个根据已接收帧的速率的附加度量的判决。例如，速率确定系统42可以与美国专利申请08/233,570和08/126,477中所述的穷竭解码方法一起使用。在需要十分准确地进行速率确定的地方，这是尤其有用的。

以上对速率确定系统的描述假设：在通信链路连接期间全速率话务信道功率与导频信道功率之比保持不变。在CDMA系统中，小区站点可以响应于移动单元的功率调节请求而调节其发射信号的功率。作这样的调节以维持通信的质量。在CDMA系统的另一个实施例中，移动单元可以将从特定小区站点接收的信号功率与干扰和噪声功率进行比较。在信号-干扰比偏离理想值的情况中，移动单元可以向小区站点发出一个调节小区站点发射功率的请求。在题目为“控制CDMA蜂窝式移动电话系统中发射功率的方法和装置”的第5,485,486号美国专利中对功率控制作了更详细的描述，该专利已转让给本发明的受让人，这里将其内容引作参考。

当小区站点调节其发射信号的功率时，通过调节存储器44中所存储的参考比率P_全速率/P_导频的值，对图3中速率确定元件42进行更新。回想一下这是导频信号功率与全速率话务信号功率之比。在利用附加参考比率P_{二分之一速率}/P_导频、P_{四分之一速率}/P_导频和P_{八分之一速率}/P_导频的系统中，也可以相应地调节这些比率。在本发明速率确定系统的一个改进实施例中，移动单元对其发往小区站点的功率控制请求进行跟踪。指示功率控制请求的信号传送给速率确定元件42的速率处理器46。根据功率控制请求，速率处理器46将估算更新后的参考比率P_全速率/P_导频并将更新值提供给存储器44进行存储。同样，速率处理器46也可以估算更新后的参考比率P_{二分之一速率}/P_导频、P_{四分之一速率}/P_导频、P_{八分之一速率}/P_导频。根据更新后的参考比率进行数据帧的下一个速率确定。

应当明白，图3中所示的接收系统不需要每一帧一次确定接收帧的速率。上述系统能够在时间帧期间多次测量接收信号的功率。话务功率测量元件38可以设定为从帧开始到帧结束对功率测量结果进行累积。因此，话务功率测量元件38将对每次所作的新的话务帧的功率测量计算新功率测量结果的平均值，同样，导频功率测量元件36可以对数据帧期间导频信号的功率测量结果进行累积。然后，在帧的任何时刻，根据至该时刻已经接收的一部分数据帧，可以计算P_话务/P_导频，得到最佳估算值。基于P_话务/P_导频，能够确定任何时刻的话务帧的数据速率。对于需要十分快速地确定速率的应用而言，这是很重要的。例如，在帧期间多次测量数据信号强度的功率控制方案就需要知道实际帧速率，以评价通信链路的质量。数据信号的功率下降可以是由于衰落或是数据速率更低造成的。这就需要在发出功率控制命令前确定。

在本发明的速率确定系统的进一步改进实施例中，小区站点保持对其发射的导频信号功率相对于其全速率话务信号功率的跟踪。然后，小区站点间歇地发射估计比率P_全速率/P_导频的信号，表示所发射信号的相对功率。比率信号被移动单元所接收。仍然参考图3，速率确定元件42的速率处理器46获得参考比率。将新收到的比率值与从存储器44检索的参考比率值进行比较。如果参考比率不同于新收到的比率，那么，参考比率将被新收到的比率所更新。然后将更新后的参考比率用于作下一个接收数据帧的速率确定。除了发射P_全速率/P_导频之外，小区站点还可以间歇地发射估计比率P_{二分之一速率}/P_导频、P_{四分之一速率}/P_导频和P_{八分之一 速率}/P_导频的信号。在这种情况中，也可以将附加比率与存储在存储器44中的参考比率进行比较，如果必要的话，将对参考比率进行更新。

在本发明的又一个实施例中，将RAKE接收机用在进行速率确定的接收系统中。正如题目为“CDMA蜂窝式电话系统的分集接收机”的第5,109,390号美国专利中所述，RAKE接收机对多个导频和话务信号进行解调，该专利已转让给本发明的受让人，这里将其引作参考。图5示出了RAKE接收机的应用。在图5中，接收机30收集小区站点发射的RF信号，对它们进行放大并将其频率下转换，产生IF信号。不是象如图3所示那样将IF信号提供给一个导频解调器32和一个话务解调器34，而是将IF信号提供给多个(k个)导频解调器，由图5中导频解调器32a-32c表示，而多个(k个)话务解调器，则由图5中话务解调器34a-34c表示。

图5的系统可以在移动单元中实施。在移动单元中，k个导频解调器32a-32c能够对多个导频信号进行解调，它们可以对应于从一个给定小区站点发射的经一个以上传输路径的发射信号或者从一个以上小区站点发射的信号。同样，k个话务解调器34a-34c能够对从一个给定小区站点发射的经一个以上传输路径的或者从一个以上小区站点发射的话务信号进行解调。配置k个话务解调器来接收同一个源的话务信号的多个传输信号，用k个导频解调器对对应于该源话务信号的多个传输路径的导频信号进行解调。

把导频解调器32a-32c产生的已解调导频信号提供给相应的导频功率测量元件36a-36c，它们测量已解调导频信号的功率。把表示导频信号测量功率的信号提供给加法器50，它计算导频信号功率之和。尽管多个(k个)导频功率测量元件36a-36c是已知的，但是，应当明白可以用单个导频功率测量元件接收所有的已解调导频信号，测量每个信号的功率，将功率求和。将和的信号提供给速率处理器46，它按照如上所述对信号进行处理。

同样，把话务解调器34a-34c产生的已解调话务信号提供给相应的话务功率测量元件36a-36c，它们测量已解调话务信号的功率。把表示话务信号测量功率的信号提供给加法器52，它计算话务信号功率之和。与导频信号的情况一样，应当明白，可以用单个话务功率测量元件接收所有的已解调话务信号，测量每个话务信号的功率，将功率求和。将表示话务信号功率之和的信号提供给速率处理器46。由于已经接收了导频信号功率之和和话务信号功率之和，速率处理器46按照如上所述确定话务信号的速率。

以上给出对较佳实施例的描述，使得本领域的任何专业人员能够制造和使用本发明。对于这些专业人员而言，显然能够方便地作出对这些实施例的各种改进，可以将这里限定的一般原理应用到其它实施例中，而无需使用创造才能。因此，不希望将本发明限制于这里所给出的实施例，而是与这里所揭示的原理和新颖特征相一致的最宽范围。

Claims (25)

1．一种在可变速率通信系统中在接收机上确定所接收话务信号的数据速率的子系统，其特征在于，所述系统包括：

测量所述话务信号的功率并提供所述测量话务功率的信号指示的装置；

测量导频信号的功率并提供所述测量导频功率的信号指示的装置；以及

接收所述话务功率信号和所述导频功率信号、根据所述话务功率信号和所述导频功率信号确定所述话务信号的数据速率和产生所述话务信号的所选数据速率的信号指示的速率确定装置。

2．如权利要求1所述的速率确定系统，其特征在于：所述的速率确定装置包括：

存储全速率话务信号功率与所述导频信号功率参考比率的存储器装置；和

产生所述话务功率信号和所述导频功率信号的帧比率并将所述帧比率与所述参考比率进行比较以确定所述话务信号的数据速率并产生所述所选数据速率的速率处理器装置。

3．如权利要求1所述的速率确定系统，其特征在于进一步包括基于所述所选数据速率对所述话务信号进行解码以产生解码话务信号的解码器装置。

4．如权利要求3所述的速率确定系统，其特征在于：所述的解码器装置进一步产生所述解码话务信号的质量的差错度量指示。

5．如权利要求4所述的速率确定系统，其特征在于：所述的解码器装置基于至少一个非所选发射速率对所述话务信号进行进一步解码，所述的进一步解码是在产生所述差错度量的负指示时进行的。

6．如权利要求1所述的速率确定系统，其特征在于进一步包括接收所述话务信号和所述导频信号的CDMA接收机装置。

7．如权利要求2所述的速率确定系统，其特征在于：

所述存储器装置进一步存储在小于全速率的速率下话务信号的功率与所述导频信号的功率的附加参考比率；以及

所述速率处理器装置将所述帧速率与所述附加参考速率作进一步比较以确定所述话务信号的数据速率并产生所述所选数据速率。

8．如权利要求2所述的速率确定系统，其特征在于：所述速率处理器进一步跟踪从所述接收机传送到发射机的功率控制请求并响应于所述功率控制请求调节存储在所述存储器装置中的所述参考比率。

9．如权利要求2所述的速率确定系统，其特征在于进一步包括：

间歇地接收以全速率发射话务信号的功率与所述导频信号的功率之更新比率的信号指示的接收机装置；

这里，所述速率处理器装置采用所述更新比率进一步替代存储在所述存储器装置中的所述参考比率。

10．如权利要求8所述的速率确定系统，其特征在于进一步包括：

间歇地接收以全速率发射话务信号的功率与所述导频信号的功率之更新比率的信号指示的接收机装置；

这里，所述速率处理器装置采用所述更新比率进一步替代存储在所述存储器装置中的所述参考比率。

11．如权利要求1所述的速率确定系统，其特征在于：

所述的测量所述话务信号功率的装置在所接收数据帧期间多次测量所述话务信号的功率，每一次测量所述话务信号的功率时获得所述话务信号功率的平均值；

所述的测量所述导频信号功率的装置在所接收数据帧期间多次测量所述导频信号的功率，每一次测量所述导频信号的功率时获得所述导频信号功率的平均值；

所述的速率确定装置根据所述话务信号功率的所述平均值和所述导频信号功率的所述平均值确定所述话务信号的数据速率。

12．一种供可变速率通信使用的接收系统，其特征在于所述系统包括：

接收宽带信号的接收机；

对所述宽带信号进行解调以产生话务信号和导频信号的解调器，这里所述话务信号已经以一组可能发射速率之一发射，所述导频信号已经以恒定功率发射并具有与所述话务信号相同的载波频率；

测量所述话务信号功率和所述导频信号功率的功率测量装置；

根据所述话务功率信号和所述导频功率信号确定所述话务信号的数据速率以便产生所述话务信号的所选数据速率的信号指示的速率确定装置；

根据所述所选数据速率对所述话务信号解码的解码器。

13．如权利要求12所述的接收系统，其特征在于：所述速率确定装置包括：

存储全速率话务信号功率与所述导频信号功率的参考比率的存储器装置；

产生所述话务功率信号和所述导频功率信号的帧比率并将所述帧比率与所述参考比率进行比较以确定所述话务信号的数据速率并产生所述所选数据速率的速率处理器装置。

14．如权利要求12所述的接收系统，其特征在于：所述解调器是CDMA解调器。

15．一种在可变速率通信系统的接收机上确定所接收话务信号的数据速率的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

测量所述话务信号的功率以提供所述测量话务功率的信号指示；

测量导频信号的功率以提供所述测量导频功率的信号指示；以及

根据所述话务功率信号信号和所述导频功率信号确定所述话务信号的数据速率以提供所选数据速率的信号指示。

16．如权利要求15所述的方法，其特征在于：所述的确定数据速率的步骤包括步骤：

将全速率话务信号功率与所述导频信号功率之参考比率存储在存储器中；和

产生所述话务功率信号和所述导频功率信号之帧比率；以及

将所述帧比率与所述参考比率进行比较，以确定所述话务信号的所述数据速率。

17．如权利要求15所述的方法，其特征在于进一步包括根据所述所选数据速率对所述话务信号进行解码以产生解码话务信号的步骤。

18．如权利要求17所述的方法，其特征在于进一步包括产生所述解码话务信号的质量的差错度量指示的步骤。

19．如权利要求18所述的方法，其特征在于进一步包括基于至少一个非所选发射速率对所述话务信号进行解码的步骤，所述的进一步解码是在产生所述差错度量的负指示时进行的。

20．如权利要求16所述的方法，其特征在于进一步包括步骤：

将在小于全速率的速率下话务信号的功率与所述导频信号的功率之附加参考比率存储在所述存储器中；以及

将所述帧速率与所述附加参考速率进行比较以确定所述话务信号的所述数据速率。

21．如权利要求16所述的方法，其特征在于进一步包括步骤：

跟踪从所述接收机传送到发射机的功率控制请求；以及

响应于所述功率控制请求调节存储在所述存储器装置中的所述参考比率。

22．如权利要求16所述的方法，其特征在于进一步包括步骤：

间歇地接收以全速率发射话务信号的功率与所述导频信号的功率之更新比率的信号指示；

如果所述参考比率不同于所述更新比率，用所述更新比率替代存储在所述存储器装置中的所述参考比率。

23．如权利要求21所述的方法，其特征在于进一步包括步骤：

间歇地接收以全速率发射话务信号的功率与所述导频信号的功率之更新比率的信号指示；

如果所述参考比率不同于所述更新比率，用所述更新比率替代存储在所述存储器装置中的所述参考比率。

24．如权利要求15所述的方法，其特征在于：确定所述话务信号所述数据速率的所述步骤包括：

在接收的数据帧期间多次测量所述话务信号的功率和所述导频信号的功率；

计算每一次在所述接收数据帧期间测量所述话务信号功率和所述导频信号功率时所述话务信号功率的平均值和所述导频信号功率的平均值；

根据所述话务信号功率的所述平均值和所述导频信号功率的平均值确定所述数据速率。

25．一种在可变速率通信系统中在接收机上确定接收话务信号的数据速率的装置，其特征在于所述装置包括：

具有一个输入和一个输出的导频功率测量器；

具有一个输入和一个输出的话务功率测量器；

具有耦合到所述导频功率测量器输出端的第一输入、耦合到所述话务功率测量器输出端的第二输入和一个提供所述话务信号速率的输出的速率处理器。

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