CN1943134B - 无线通信中的多天线接收分集控制 - Google Patents

Abstract

一种移动装置，其包括具有至少两个用于实现多天线接收分集的接收机的接收单元。控制单元在移动装值估计由该移动装置的业务信道所使用的基站的总发送功率容量的数量。移动装置根据功率容量使用量在移动装置中应用多天线接收分集。移动装置估计网络相对于导频参考向移动装置发送的功率量。其它指示符是根据在移动装置和网络之间的业务信道质量、容量限制资源、无线系统中的软切换的扇区数目等得到的。使用指示符以控制移动装置中的多天线接收分集的应用。

Description

无线通信中的多天线接收分集控制

根据35U.S.C.119所要求的优先权

本申请要求于2004年3月5日提交的临时申请号为60/550,756的题目为“METHOD AND APPARATUS FOR RECEIVER DIVERSITYCONTROL IN WIRELESS COMMUNICATIONS”和于2004年6月28日提交的临时申请号为60/583,902的题目为“METHOD ANDAPPARATUS FOR RECEIVER DIVERSITY CONTROL IN WIRELESSCOMMUNICATIONS”的优先权，其被转让给受让人并且在此明确结合以供参考。

技术领域

本发明一般涉及无线通信，并且，更确切地，涉及在无线通信系统中的多天线接收分集。

背景技术

移动多天线接收分集指使用无线通信装置中的多个接收机。不同天线向每一个单个接收机提供输入，由此提供通信链路分集。该分集改进了呼叫和数据传输质量并且还增加了网络容量。由于每个多路径不同地出现在每个天线上，则多个天线提供了空间分集。因此，多路衰减作用在接收机之间不强相关。组合多个接收机链的输出以在解码之前提供更好的符号估计。在本领域中已知的组合方法包括但不限于最小均方误差(MMSE)组合、最大比率组合、相等增益组合和选择组合。移动接收分集的主要缺点在于每一个接收机链都消耗功率，特别是在该链的射频(RF)和模拟部件中。

研究表明多天线接收分集显著地增加了前向链路容量。容量增加可为更高吞吐量、更低基站发送功率、更低误帧率(FER)或其组合的条件。多天线接收分集的一个缺点是用于实现并操作这种接收机的功率消耗。另外，可能并不总是利用或者甚至不需要用到多天线接收分集的好处。

因此，需要控制何时使用接收分集和何时不使用接收分集。在本领域中，控制方法和设备在需要获得更大链路容量、更高吞吐量、更低发送功率和更低错误率等好处时需要使用移动分集，并且在该好处与更高的功率消耗不相抵时不使用移动分集。此外，需要控制分集以优化无线通信装置中的多个多天线接收分集和功率消耗之间的平衡。

发明内容

一种移动装置包括具有至少两个用于实现多天线接收分集的接收机的接收机单元。连接以控制接收机的控制单元，在移动装置估计由移动装置的业务信道所使用的基站的总发送功率容量的数量。移动装置根据功率容量利用量控制在移动装置中的多天线接收分集的应用。在一个实施例中，移动装置估计网络相对于例如导频的参考向移动装置发送的功率量。在其它实施例中，使用根据在移动装置和网络之间的业务信道质量、容量限制资源、无线系统中的软切换的扇区数目的指示符以控制在移动装置中的多天线接收分集的应用。

附图说明

图1为其中使用多天线接收分集的无线通信系统；

图2为具有多天线接收分集的移动台；

图3为显示出多天线接收分集考虑因素的高层框图；

图4为显示出用于估计业务能量与导频能量的比率的一个实施例的框图；

图5为显示出生成用于控制多天线接收分集的一个能量度量的框图；

图6为显示出用于关断多天线接收分集的一个实施例的流程图；

图7为显示出用于动态控制多天线接收分集的应用的一个实施例的状态图。

具体实施方式

图1为其中可以使用多天线接收分集的无线通信网络100的一个实例。移动的或静止的移动台(MS)110可与一个或多个基站(BSs)120通信。移动台110，此处称为“移动装置”，通过连接到基站控制器(BSC)130的一个或多个BS 120发送和接收语音或数据或其两者。BS 120和BSC 130是被称作接入网络(AN)的网络的一部分。BSC 130连接到有线网络140，有线网络140可包括多种电路技术中的任何技术。接入网络向BS 120以及在BS 120之间传送语音或数据。接入网络可进一步被连接到接入网络之外的附加网络，例如有线电话系统、公司内部网或因特网，该附加网络组成了有线网络140的一部分。接入网络可在每个访问移动装置110和该外部网络之间传输语音和数据。已经与一个或多个基站120建立有效业务信道连接的移动装置110被称作有效移动台，并且被认为处于业务状态。处于与一个或多个基站120建立有效业务信道连接的过程中的移动装置110被认为处于连接建立状态。MS 110向BS 120发送信号所经的通信链路被称作反向链路(RL)150。基站向移动台发送信号所经的通信链路被称为前向链路(FL)160。

多天线接收分集可显著增加无线通信系统的前向链路容量。虽然多天线接收分集引起开销，然而无线系统的操作环境可认识到多天线接收分集操作相对于仅操作单个接收机链的好处。为了平衡降低功率使用同时利用在这种环境下多天线接收分集的好处的目标，希望控制移动装置110中的多天线接收分集操作。多天线接收分集控制可操作以在其提供较少好处时关断分集，由此节约功率，并且在可能有益时打开该分集。

目前说明的实施例包括用于控制多天线接收分集的应用的方法和设备，控制多天线接收分集的应用是为了与在需要时保持分集的好处的同时节约功率。与操作条件、传输需求和用户设置以及其它标准相应，控制多天线接收分集。触发分集操作中的开关的特定条件可取决于如此处所说明的MS操作所依据的标准规范和协议。

此处说明的用于控制MS多天线接收分集的方法适用于使用多种多址技术的任何无线通信系统，多址技术例如但不限于码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、正交频分多路复用(OFDM)或时分多址(TDMA)。CDMA多址技术的实例包括但不限于支持标准协议的系统，标准协议例如TIA/EIA/IS-95、TIA/EIA/IS-2000或cdma2000、1xEV-DO、1xEV-DV和WCDMA。此处所说明的实施例可被用于任何具有两个或多个操作接收机(即，在给定通信技术的移动台中，一个接收机加上一个或多个分集接收机)的无线系统。

图2为如图1中所示的具有两个或多个天线和两个或多个接收机的移动装置110的一部分的框图。其中此处说明的特定实施例相对于二分集度来说明，(即，两个天线、两个接收机或两个接收机链)，这些实施例用于清楚说明，并不意味着排除其它分集度。此处说明的本发明应用于具有两个或更多天线、两个或更多接收机或两个或更多接收机链的多天线接收分集。在此公开中，术语“主接收机”被用于指示主接收机链，以及接收机链用于接收操作的部分，无论在那时是否使用多天线接收分集。术语“分集接收机”指示用于在多天线接收分集可操作时提供分集的附加接收机、接收机链或附加接收机链的一部分。因此，具有二分集度的通信装置具有一个主接收机加上一个分集接收机。此外，主接收机、分集接收机链或分集接收机链的一部分可以被集成到单个芯片中或分配到多个芯片中。主接收机、分集接收机链或分集接收机链的一部分也可以连同无线装置的其它功能一起被集成到芯片中。

在图2中所示的一个实施例中，主接收机210和分集接收机220-240向解调制器/组合器250提供输入。主接收机210可包括接收机的RF模拟前端部分以及其它功能和操作，包括RF处理、模拟、解调、解码和任何组合形式的其它接收机任务，解调制器/组合器250组合主接收机210和任何或所有分集接收机220-240的输出，并向解码器260提供输出符号。注意，当禁止多天线接收分集时，主接收机210继续向解调制器/组合器250提供输出。解码器260把符号转换为比特。向数据接收器/应用程序280提供该比特。分集控制单元270从解调制器/组合器250或解码器260或两者的输出中接收指示符。分集控制单元270还接收以下将要说明的其它指示符。如图2的实施例中所示的分集控制单元270使用符号和比特来确定是否开启或关断多天线接收分集。此外，分集控制单元270分别或组合地使用多种其它操作条件和设置。分集控制单元270向分集接收机220-240输出控制信号295以控制它们各自的操作。控制信号295可为单个或多个信号。此外，控制信号295可为到每个分集接收机220-240的单独信号，或可为到所有分集接收机220-240的共用信号。还可以使用本领域中已知的多种技术对控制信号295多路复用、编码或格式化。

在一个实施例中，可以使用计时器或时钟272来实现用于分集操作的时间段。计时器272可在使能分集控制时启动，并且保持预定或动态确定的时间段，在此之后分集控制被禁止。注意，计时器可被实现以跟踪分集控制以优化分集控制过程。依照该方法，计时器272可允许分集控制单元270存储操作的分集控制方案，使分集控制单元270预测将来的操作。例如，计时信息可允许分集控制单元270调整时间段，在该时间段之后分集被禁止。

在一个实施例中，分集控制单元270包括被称为网络容量负载估计器274的第一估计器和被称为容量使用估计器276的第二估计器。分集控制单元270还包括控制装置278，其用于控制例如分集接收机220、230、240的至少一个分集接收机的操作，以分别响应于第一和第二估计器274和276。一个实施例包括在图4中详细显示的负载估计器500。估计器500提供在网络的负载条件环境下由给定移动台所使用的容量部分的指示。随后这种估计被用于做出MRD控制判决。

其它实施例可使用或多或少的估计器以估计多种操作参数中的任何操作参数，包括但不限于网络和/或无线设备(例如MS 10)参数。

多天线接收分集考虑因素概述：

此处说明的技术使用一个或多个指示符以确定是否开启或关断多天线接收分集。图3为显示出多天线接收分集考虑因素的高层框图。多天线接收分集控制300从网络容量指示符310、质量(例如用户经验)指示符320和/或移动装置电池电平指示符330中接收一个或多个指示符。在一些实施例中，使用网络容量指示符310以控制多天线接收分集的应用。在一些实施例中，使用也被称为用户经验的质量指示符320以控制多天线接收分集的应用。在一些实施例中，使用例如移动装置电池电平指示符330的其它考虑因素。在其它实施例中，可以使用质量、网络容量、移动装置中的电池电平及其它指示符的不同组合。

通常，在确定是否应用多天线接收分集时，考虑两个网络容量参数。一个参数识别由网络所分配的资源总量，并且第二个参数识别移动装置对网络资源的使用。如果网络没有负担在网络资源(例如传输功率)上的高负载，则网络具有资源以向用户分配更多功率。结果，系统可决定关断多天线接收分集。作为第二网络容量考虑因素，如果移动装置使用大量可用容量，则移动装置可开启多天线接收分集。如果移动装置只使用少量的网络可用容量，则系统可决定关断多天线接收分集。在传输语音的无线系统的一个实施例中，使用网络资源负载和移动装置对网络资源的使用以控制多天线接收分集。因此，如果移动装置使用大量网络容量，则系统可从多天线接收分集的应用中获益。

用于控制多天线接收分集的网络容量指示符：

在一个实施例中，移动装置估计网络资源上的负载量。网络容量负载的估计可以被表示为：

$\frac{I_{\mathrm{OR}}}{E_{\mathrm{CP}}}$

其中，I_or表示从给定基站发送的从例如BS 120的基站传输的所有信道的每个码元(chip)的总能量；其中这种总能量是来自导频信道、所有业务信道等的能量和；并且其中E_CP表示导频信道的每个码元(chip)的能量。MS 110还估计由移动装置所使用的容量。由MS 110所使用的容量的估计，即，指向给定移动台的发送功率部分可被表示为：

$\frac{E_{\mathrm{CT}}}{I_{\mathrm{OR}}},$

其中，如上所述的I_or表示从基站传输的所有信道的每个码元的总发送能量；并且，其中，E_CT表示给定移动台的业务信道的每个码元的能量。To估计网络容量负载和由移动装置使用的容量，移动装置估计：

${\mathrm{Capacity}}_{\mathrm{Estimate}}=\frac{I_{\mathrm{OR}}}{E_{\mathrm{CP}}}\left(\mathrm{dB}\right)+\frac{E_{\mathrm{CT}}}{E_{\mathrm{OR}}}\left(\mathrm{dB}\right)$

在一个实施例中，移动装置加权每个估计值以获得：

${\mathrm{Capacity}}_{\mathrm{Estimate}}={\mathrm{\α}}_1\frac{I_{\mathrm{OR}}}{E_{\mathrm{CP}}}\left(\mathrm{dB}\right)+{\mathrm{\α}}_2\frac{E_{\mathrm{CT}}}{I_{\mathrm{OR}}}\left(\mathrm{dB}\right),$

其中α1表示用于估计网络容量负载的加权系数，并且α2表示用于由移动装置所使用的容量的加权系数。再次以分贝表示显示出公式。可以应用多种度量来生成加权系数α1和α2。可以配合系统设计、优先级和/或系统操作以调整加权系数。在一个实施例中，两个估计值被相等地加权(即，α1＝α2)，得到：

${\mathrm{Capacity}}_{\mathrm{Estmate}}=\frac{E_{\mathrm{CT}}}{E_{\mathrm{CP}}}$

业务与导频功率的比率的估计，即，E_CT/E_CP的估计在图4中显示，下面将要详细说明。I_OR/E_CP的大值表示大网络负载，即，均具有业务信道容量E_CT的许多移动台促进产生较大的I_OR；并且E_CT/I_OR的大值表明给定移动装置消耗大部分容量。希望使用多天线接收分集控制机制以当移动台消耗大部分容量(即E_CT/I_OR为大值时)时启用分集，除非网络负载轻，即I_OR/E_CP为小值时，在这种情况下不会出现给定移动台消耗大部分容量的情况。如关于图4的详细说明所示，估计负载条件的方便方式为组合度量，如下所示：

$\frac{E_{\mathrm{CT}}}{E_{\mathrm{CP}}}=\frac{E_{\mathrm{CT}}}{I_{\mathrm{OR}}}*\frac{I_{\mathrm{OR}}}{E_{\mathrm{CP}}}$

一个实施例包括估计前向功率使用。在该实施例中，移动台估计分配给以MS 110为目的地的前向链路数据信道的功率比例。前向链路功率的估计可涉及总前向链路功率，该总前向链路功率只考虑分配给特定移动台(在本实例中例如MS 110)的功率，或者可包括其它移动台的功率测量。功率计算可涉及已知的参考信号。分集控制算法随后可在度量超过给定阈值时开启分集，并且在度量低于给定阈值时关断分集。

在一个实施例中，系统估算业务能量与导频能量的比率。业务能量与导频能量的比率测量网络相对于参考，导频(E_CP)向移动装置(E_CT)发送的功率。通常，在移动装置，业务能量与导频能量的比率估计网络向移动装置分配的功率。在一个实施例中，根据从功率控制比特(PCB)的估计计算业务能量与导频能量的比率。如从功率控制前向链路所测量的业务与导频能量比率可被表示为：

$\frac{E_{\mathrm{CT}}}{E_{\mathrm{CP}}}$

其中：

E_CT为给定移动台的业务的每个码元的能量的估计；以及

E_CP为导频信道的每个码元的能量的估计。

在一个实施例中，从前向链路上的功率控制子信道估计业务与导频能量比率。功率控制比特并不被噪声所淹没，并因此适于此估计。功率控制比特数值由标准技术(例如，CDMA中的展开和累加)估计。在每个业务信道帧具有16个功率控制比特的系统(例如，cdma2000)中，业务与导频的能量比率可被估计为总和，如下所示：

$\mathrm{SumOfEstimates}={\left[\frac{\underset{16}{\mathrm{\Σ}}\sqrt{E_{\mathrm{CT}}}}{\underset{16}{\mathrm{\Σ}}\sqrt{E_{\mathrm{CP}}}}\right]}^2$

在一个实施例中，每20毫秒从十六个(16)功率控制比特获取样本以获取估计和。

图4为显示包括在图2的分集控制器270内的至少一个估计器500的一个实施例的框图。估计器500的输入来自解调制器/组合器250。估计器500用于估计业务能量与导频能量的比率。在一个实施例中，使用从MS或移动装置中的数字信号处理器中提取的加权的导频数值以估计业务能量与导频能量的比率。加权的导频数值是截断前向功率控制子信道的平均数值而不是能量。每20ms帧，加权的业务比特数值E_BT在寄存器510中累加，并且加权的导频数值E_CP在寄存器515中累加。加权的业务比特数值被重新调节以将功率控制比特(PCB)数值转换为等效的前向控制信道(FCH)，E_CT数值。换言之，比特比例缩放512将比特数值E_BT转换为与E_CT相同的单位。比例缩放计算PCB长度(例如在cdma2000中的128码元)和功率控制子信道和FCH的码元能量的比率。如图4所示，16比特整数E_BT被输入到乘法器520以转换为32比特的Q12整数。16比特整数E_CP与1被输入到加法器530，以避免当计算比率时除以零。FCH与导频的数值的比率在除法器540中从比例缩放值生成，随后在块550中被转换为16比特无符号Q12整数。此值在计算单元560中被平方以产生作为32比特无符号Q24整数的功率比率。32比特无符号Q24整数表示支持从-72dB到+24dB的E_CT/E_CP比率。然而，分辨率在该范围的低端降低。

在另一实施例中，系统计算业务能量与导频能量的比率的另一估计，作为用于判断是否开启或关断多天线接收分集的至少部分指示符。对于该实施例，系统估计噪声能量与导频能量的比率。在一个实现方式中，噪声能量与导频能量的估计比率乘以常数T_fixed。对于该实施例，指示符可以被表示为：

$\frac{N_T}{E_{\mathrm{CP}}}T\_\mathrm{fixed},$

其中，N_T是每个码元的接收噪声的估计；E_cp是导频的每个码元的能量的估计；T_fixed是常数。值T_fixed比例缩放比率，并且可包括任何预定常数。在一个实施例中，T_fixed包括根据业务信道的数据速率的比例缩放比例。在一个实现方式中，T_fixed被设置为值

例如cdma2000的许多无线标准使用功率控制以调制移动装置和基站的发送功率，以在提供增加的网络容量同时，在改变操作条件下满足目标性能标准。在估计噪声能量与导频能量的比率的另一实现方式中，移动装置计算快速前向功率控制设置点的估计。对于该实施例，指示符可以被表示为：

$\frac{N_T}{E_{\mathrm{CP}}}(T\_\mathrm{adapt}),$

其中由估计的T_adapt表示快速前向功率控制设置点的信噪比的目标值。在一个实施例中，对特定FER从功率控制外环估计T_adapt。一般情况下，给定外环功率控制设置点以作为每噪声能量的每比特能量E_b/N₀。E_b/N₀提供在接收机满足FER需求的目标。前向链路功率控制设置点的较大值表明移动装置需要更高的E_b/N₀以从功率控制内环实现目标FER。在此情况下，移动装置可获益于多天线接收分集，因为组合两个或多个接收链降低了接收机所需的信噪比(SNR)的值。

噪声与导频的比例缩放比率是移动装置所计算的从网络接收的业务功率的估计值。因此，噪声能量与导频能量的比率测量移动装置是否需要来自网络的小部分功率或大部分功率。如果移动装置不需要来自网络的大部分前向链路功率分配，则移动装置可决定不开启多天线接收分集。因此，根据前向功率控制内环已经收敛的假设，噪声能量与导频能量的比例缩放比率可被用作开启或关断多天线接收分集的指示符。

在另一实施例中，生成并分析附加能量度量以决定是否开启或关断多天线接收分集。图5为显示出生成用于控制多天线接收分集的一个能量度量的框图。对于该实施例，帧被解码，并且在二十(20)毫秒周期内，比特被提取出来。比特是输入符号序列的数字表示。对于图5的实施例，比特在符号解码器600中被解码。随后比特被符号解码器610重新编码为帧。假定帧被适当地解码，来自重新编码帧的信号表示信号无噪声。重新编码比特与原始接收的符号相关以将能量度量估计提供到符号比较单元620中。开始和结束信号之间的差别用于表示信道质量。例如，在开始和结束信号之间的大差别表示差的信道质量。相反地，在信号之间的小差别表明好的信号质量。

符号比较产生每个符号的能量的估计。每个符号的能量估计与每个码元的能量E_CT成比例。因此加权每个符号的能量以生成每个码元的能量的估计。阈值被应用于E_CT估计以在阈值/控制单元630中生成用于开启或关断多天线接收分集的至少部分指示符。

在一个实施例中，在图2中所显示的解码器260内配置块600、610和620。可替换实施例可在移动台或移动装置内配置这些块以执行相同的功能。在一个实施例中，在分集控制单元270内配置阈值/控制630。可替换实施例可以使用可替换的配置。

多天线接收分集控制的软切换扇区指示符：

在另一实施例中，系统测量软切换中的扇区数目作为决定是否开启或关断多天线接收分集的指示符。通常，在软切换中所使用的更多的扇区数目表示对网络资源更多的利用。此时，分配给移动装置的网络资源量可被用于决定是否开启或关断多天线接收分集。指示符可被计算为：

$\frac{F_1\left(\frac{E_{\mathrm{CT}}}{E_{\mathrm{CP}}}N\right)}{F_2\left(N\right)}$

其中，N表示软切换中的扇区数目，

表示业务能量与导频能量的比率的估计，F₁为用于过滤软切换加权的业务与导频的比率

的过滤器，并且F2为过滤软切换中的扇区数目以产生长期平均软切换数目的过滤器。通常，F₂具有比F₁更长的时间常数。

在另一实施例中，指示符可被计算为：

$\frac{F_1(\frac{N_T}{E_{\mathrm{CP}}}*(T\_\mathrm{adapt})*N)}{F_3\left(N\right)}$

其中，N表示软切换中的扇区数目， $\frac{N_T}{E_{\mathrm{CP}}}*(T\_\mathrm{adapt})*N$ 表示噪声能量与导频能量的估计比率乘以变量T_adapt和N，F₁为过滤软切换加权的业务与导频的比率 $\frac{N_T}{E_{\mathrm{CP}}}*(T\_\mathrm{adapt})*N$ 的过滤器，并且F₂为过滤软切换中的扇区数目以产生长期平均软切换数目的过滤器。在一个实施例中，由图2中所显示的分集控制单元270执行过滤。注意，在CDMA系统中，例如支持IS-95或cdma2000的系统，扇区的数目在切换信息消息中被直接传送到移动台。有效集中的每个扇区被发送到移动台。移动台使用切换信息以接收不同信号。

网络容量限制作为多天线接收分集的指示符：

多天线接收分集的一个优点在于它降低了前向链路功率。然而在特定点，前向链路功率的进一步降低不会增加系统的容量和质量，这是由于系统中的调制自由度所加的限制。通常，每秒自由度数目测量系统每秒可发送的正交信号或基信号的数目。在cdma2000中，信道的自由度数目是根据Walsh码分配的。类似地，这些技术应用于其它系统，该系统向用户分配正交基信号资源(例如，用于宽带CDMA(WCDMA)的正交可变扩频码)。

如果系统使用资源以向移动装置分配正交基信号(例如，Walsh码)，则正交基信号的使用量可为系统容量的限制。在一个实施例中，系统用正交基信号的使用量确定关断多天线接收分集的阈值。例如，在cdma2000中，当从网络Walsh资源集中分配的Walsh资源的部分超过从网络功率资源所分配的业务能量E_CT的部分时，关断多天线接收分集。因此，对于该实施例，Walsh的使用量被用于调整关断多天线接收分集的最小前向链路功率的目标阈值。

用于控制多天线接收分集的质量指示符：

在某些实施例中，多天线接收分集控制的应用是根据在移动装置和一个或多个基站之间的业务连接的质量进行的。

一个质量指示符为前向链路业务信道的FER。当错误数目在特定时间窗内超过阈值时，多天线接收分集可被开启指定时间量或直到FER降到可接受的阈值以下。可动态实现多天线接收分集的控制以达到所需的FER。可替换地，FER目标可为固定的。当目标FER超过阈值时，可开启多天线接收分集。可实现任何过滤、平均或平滑方法以控制多天线接收分集的应用。

在一个实施例中，多天线接收分集的应用是根据连续帧错误数目实行的。对于该实施例，如果移动装置检测到预定数目的连续帧错误，则开启多天线接收分集。预定数目的帧可与由系统设置的其它阈值相符。例如，如果在预定连续数目的帧错误(例如12帧)后，系统关断发送机，则在小于12的连续数目的帧错误(例如6帧)后，移动装置可开启多天线接收分集以试图保持呼叫。可替换地，可使用术语FER用作指示符，而不是使用连续帧错误。在此情况下，过滤器应用单独的帧错误作为输入，提供在由过滤时间常数所给定的时间段上的FER的估计。如果FER超过阈值，则开启多天线接收分集。

一旦多天线接收分集被开启，由于不足的FER，可以借助多种手段关断多天线接收分集。在一个实施例中，多天线接收分集保持一段时间，在此之后多天线接收分集被关断。在一个可替换实施例中，根据例如FER低于“关断”阈值的给定标准关断多天线接收分集。注意，使用其它信道的FER指示符可能产生不同的阈值，因为每个信道可能具有不同的可接受的FER。

在一些实施例中，多天线接收分集的控制是根据在移动装置和一个或多个基站之间的连接“状态”实现的。在一些实施例中，当移动装置处于与基站的访问状态时，开启多天线接收分集。应用多天线接收分集，直到移动装置被连接到基站。在一个实现方式中，移动装置使用协议状态以确定移动装置是否与基站连接。

可以使用例如符号错误率的其它质量指示符以控制多天线接收分集的应用。

关断多天线接收分集：

当多天线接收分集被关断时，增加移动装置所需的前向链路功率量。突然关断多天线接收分集可导致前向链路质量的下降。为了保持服务质量，在一个实施例中，系统执行关断多天线接收分集的步骤。图6为显示出关断多天线接收分集的一个实施例的流程图。对于该实施例，在关断多天线接收分集之前调整功率控制的设置点。特别地，当控制指示关断多天线接收分集时，增加移动装置中的功率设置点(图6中的块700和710)。特别地，对于关断判决来说，在块710中增加MS中的功率控制设置点。此时，移动装置向基站发送控制功率命令以增加前向链路中的功率(图6的块720)。作为执行功率命令的结果，基站增加前向链路功率，并且随后关断多天线接收分集(图6的块730和740)。方法在块730检查是否经过一帧，并且如果是，则在块740关断多天线接收。当移动装置关断多天线接收分集时，前向链路功率的等级处于足够的等级以使性能不会下降，并且设置点被恢复到其先前值。

应用多天线接收分集的步骤：

多天线接收分集无线系统可使用任何一个指示符或一个或多个指示符的组合，以决定是否开启或关断多天线接收分集。例如，在一个实施例中，系统选择(1)噪声能量与导频能量的比例缩放比率的最小值或(2)业务能量与导频能量的过滤比率的最小值以关断多天线接收分集。每个参数潜在地提供了关断多天线接收分集的阈值。例如，业务能量与导频能量的比率测量从基站看来的功率分配。如果基站基本上不会从前向链路功率的降低上获益，如噪声能量与导频能量的比率所指示，则操作多天线接收分集的优点减少，并关断多天线接收分集。

图7显示出动态控制多天线接收分集的应用的一个实施例的状态图。在一个实施例中，每20毫秒(帧)计时状态机。用于状态机操作的两个主要条件是系统的容量和传输质量。图7的状态机仅描述了前向业务估计的多天线接收分集控制的操作。多天线接收分集在图7的以下状态中开启：RD_ONCT 1110、RD_ONQT 1130、RD_FON 1160、RD_ON 1115。多天线接收分集在以下剩余状态关断：RD_POFF 1120、RD_FOFF 1135、RD_OFFT 1125、RD_EOFF 1105。

在1105的初始状态被称作多天线接收分集被关断(RD_EOFF)。如果网络容量的测试为真(即，容量度量大于开启多天线接收分集的阈值)，则状态机转换到1110的多天线接收分集开启容量计时器状态(RD_ONCT)，如转换箭头“A”所指示。在多天线接收分集开启容量计时器状态1110中，多天线接收分集被开启，并且设置容量计时器。如果容量计时器超时并且业务质量的测试为真(即，质量度量小于开启多天线接收分集的阈值)，则状态机转换到在1115的多天线接收分集开启状态(RD_ON)(转换箭头“B”)。

在多天线接收分集开启状态1115中，控制单元测试容量阈值。如果容量和质量测试都不激活多天线接收分集的应用，则状态机从RD_ON状态1115转换到准备关断多天线接收分集(RD_POFF)状态(1120)(转换箭头“C”)。当处于RD_POFF状态1120时，控制单元调整前向功率控制设置点。状态机保持在RD_POFF状态1120中一个状态机周期(例如，一帧)。在一个状态机周期之后，如果质量测试没有指示多天线接收分集的应用，则状态机从RD_POFF状态1120转换到多天线接收分集关闭计时器状态(RD_OFFT)(1125)(转换箭头“D”)。在进入RD_OFFT状态1125时，控制单元关断多天线接收分集，将前向功率控制设置点返回到先前值，并且开启计时器(例如，短时间段)。

从RD_OFFT状态1125，如果计时器超时并且质量测试不指示多天线接收分集的应用，则状态机进入多天线接收分集被关闭状态(RD_EOFF)1105(转换箭头“E”)。如果质量测试指示多天线接收分集的应用，则状态机从RD_EOFF状态1105或RD_OFFT 1125状态，进入多天线接收分集开启质量计时器(RD_ONQT)1130状态(转换箭头“F”)。在此方案下，控制单元开启多天线接收分集，并且开启质量计时器相对长的时间段。如果质量测试指示多天线接收分集的应用，则状态机还重新进入RD_ONQT状态1130(即，从RD_ONQT状态)(转换箭头“G”)。对于重新进入的情况，质量计时器被复位。并且，如果质量测试指示多天线接收分集的应用，则状态机从RD_POFF状态1120进入RD_ONQT状态1130(转换箭头“H”)。当从RD_POFF 1120状态进入RD_ONQT 1130状态时，控制单元开启质量计时器，并且将前向功率控制设置点返回为初始值。当多天线接收分集从RD_ONCT1110和RD_ON 1115状态被开启时，状态机也进入RD_ONQT状态1130(分别为转换箭头“I”和“J”)。如果质量测试指示多天线接收分集的应用，则从RD_ONCT 1110和RD_ON 1115状态进入RD_ONQT 1130状态。从这些状态中，控制单元开始质量计时器。如果质量计时器超时，并且质量测试不指示多天线接收分集的应用，则状态机从RD_ONQT 1130状态转换到RD_ON 1115状态(转换箭头“K”)。

如图7所示，来自多天线接收分集“关闭”状态的强制关闭命令导致从RD_EOFF 1105、RD_OFFT 1125或RD_POFF 1120状态转换到多天线接收分集强制关闭(RD_FOFF)1135状态(转换箭头“L”、“M”和“N”)。在从“关闭”状态转换的强制关闭条件下，禁止多天线接收分集。可以发出强制关闭命令，因为移动装置不能启用多天线接收分集或混合模式正在使用接收机资源。

如果多天线接收分集处于如图7中的任何RD开启状态1140所表示的任何“开启”状态中，则状态机响应于关闭命令，转换到RD_POFF1120状态(转换箭头“O”)。另外，控制单元在关断多天线接收分集之前，调整前向功率控制设置点。如果发出释放强制关闭命令，则状态机从RD_FOFF状态1135转换到RD_EOFF状态1105(转换箭头“P”)。系统还可发出强制开启命令。如果发出强制开启命令，则状态机从如图7中的1150所示的任何状态转换到多天线接收分集强制开启(RD_FON)状态1160(转换箭头“Q”)。如果系统发出释放强制开启命令，则状态机从RD_FON状态1160转换到RD_ON状态1115(转换箭头“B”)。

那些本领域的技术人员应当理解可使用多种不同的技术中的任何技术表示信息和信号。例如，以上说明所提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码元可由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或其任何其组合表示。

那些技术人员应当进一步理解，结合此处公开的实施例进行描述的多种的说明性逻辑块、模块、状态图、电路和算法步骤可被实现为电子硬件、计算机软件或两者的结合。为了清楚地显示该硬件和软件的互换性，上面已经按照其功能总体上说明了多种说明性组件、块、模块、电路和步骤。这种功能是被实现为硬件还是软件取决于特定应用和在对整个系统上的设计约束。技术人员对每个特定应用可以不同方式实现所述功能，但该实现判决不应当被解释为导致脱离了本发明的范围。

结合此处公开的实施例所描述的多种说明性逻辑块、模块、状态图和电路可由通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、分立硬件组件或被设计为用于执行此处所述功能的其任何组合实现。通用处理器可为微处理器，但可替换地，处理器可为任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可被实现为计算装置的组合，例如DSP和微处理器的组合，多个微处理器、一个或多个结合DSP核心的微处理器，或任何其它这种配置。

结合此处所公开的实施例进行说明的方法或算法的步骤可直接用硬件、处理器执行的软件模块、或两者的组合实现。软件模块可存在于随机存取存储器(RAM)、闪存存储器、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动磁盘、压缩光盘只读存储器(CD-ROM)或在本领域中已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被连接到处理器，该处理器可从存储介质中读取信息，并且向存储介质中写入信息。可替换地，存储介质可被集成到处理器中。处理器和存储介质可存在于ASIC中。ASIC可位于用户终端中。可替换地，处理器和存储介质可作为分立元件位于用户终端中。

提供公开的实施的以上说明以使任何本领域的技术人员实施或使用本发明。对这些实施例的多种更改对那些本领域的技术人员来说是显见的，并且在不脱离本发明的实质或范围下，可以将此处定义的一般性原理应用于其它实施例。因此，本发明并不意在限于此处所示出的实施例，而是符合与此处公开的原理和新颖特性相一致的最广泛的范围。

Claims (16)

1.一种无线设备，其包括：

主接收机；

第二接收机，所述第二接收机适于所述无线设备中的多天线接收分集；

分集控制器，其被连接到所述第二接收机，并且适于启用并禁止所述第二接收机，所述分集控制器包括：

第一估计器，其用于估计所述无线设备的容量使用，其中，所述无线设备的所述估计的容量使用由E_CT/I_OR给出，其中，I_OR表示从网络中的发送机传输的所有信道的每个码元的总能量，并且E_CT表示业务信道的每个码元的能量；

第二估计器，其用于估计网络容量负载，其中，所述估计的网络容量负载由I_OR/E_CP给出，其中，E_CP表示导频信号的每个码元的能量；和

控制装置，其如下式计算容量估计：Capacity_Estimate＝I_OR/E_CP+E_CT/I_OR，并且所述控制装置基于所述容量估计的函数启用所述第二接收机。

2.如权利要求1所述的无线设备，其中，所述控制装置还适于如下式计算加权的容量估计：

Capacity_Estimate＝α₁I_OR/E_CP+α₂E_CT/I_OR；并且

其中，α₁和α₂分别为对应于网络容量负载和所述无线设备的容量使用的加权系数，并且

其中，基于所述加权的容量估计的函数启用所述第二接收机。

3.如权利要求1所述的无线设备，其中，所述控制装置还用于基于所述容量估计的函数禁止所述第二接收机。

4.如权利要求1所述的无线设备，其中，所述第二估计器还适于估计对所述无线设备的总功率分配，并且将对所述无线设备的所述估计的总功率分配与参考值相比较，其中，所述控制装置响应于所述比较启用所述第二接收机。

5.如权利要求1所述的无线设备，其还包括：

计时器，其当禁止所述第二接收机时被启动，其中，当所述计时器超时时，所述控制装置启用所述第二接收机。

6.一种无线设备，其包括：

主接收机；

第二接收机，所述第二接收机适于所述无线设备中的多天线接收分集；

分集控制器，其被连接到所述第二接收机，并且适于启用和禁止所述第二接收机，所述分集控制器包括：

第一估计器，其用于估计业务能量；

第二估计器，其用于估计导频能量；和

控制装置，其用于基于所述估计的业务能量与所述估计的导频能量的比率的函数启用所述第二接收机。

7.如权利要求6所述的无线设备，其中，根据从功率控制比特(PCB)的估计，计算所述估计的业务能量与所述估计的导频能量的所述比率。

8.如权利要求7所述的无线设备，其中，从前向链路上的功率控制子信道估计所述估计的业务能量与所述估计的导频能量的所述比率。

9.如权利要求8所述的无线设备，其中，所述第一估计器估计所述功率控制子信道的功率控制比特数值，并且把平均数值比例缩放为等效的能量数值。

10.一种无线设备，其包括：

主接收机；

第二接收机，所述第二接收机适于所述无线设备中的多天线接收分集；

分集控制器，其被连接到所述第二接收机，并且适于启用和禁止所述第二接收机，所述分集控制器包括：

第一估计器，其用于估计噪声能量；

第二估计器，其用于估计导频能量；并且

所述控制装置用于基于所述估计的噪声能量与所述估计的导频能量的比率的函数启用所述第二接收机。

11.如权利要求10所述的无线设备，其中，所述控制装置还适于基于所述估计的噪声能量与所述估计的导频能量的比例缩放的比率的函数启用所述第二接收机。

12.如权利要求11所述的无线设备，其中，比例缩放因子对应于业务信道的数据速率。

13.如权利要求12所述的无线设备，其中，比例缩放因子对应于来自功率控制外环的设置点。

14.如权利要求6或10所述的无线设备，其中，所述第一估计器适于计算业务信道的误帧率。

15.如权利要求6所述的无线设备，其中，所述分集控制器还适于：

估计业务能量与导频能量的比率；

用软切换中的扇区数目乘以所述比率以生成调整的比率；

使用第一时间常数过滤所述调整的比率以生成分子；

使用第二时间常数过滤所述软切换中的扇区数目以生成分母；并且

由所述分母除所述分子以生成指示符；并且

使用所述指示符以控制所述第二接收机。

16.如权利要求10所述的无线设备，其中，所述分集控制器还适于：

估计噪声能量与导频能量的比率；

用软切换中的扇区数目乘以所述比率以生成调整的比率；

使用第一时间常数过滤所述调整的比率以生成分子；

使用第二时间常数过滤所述软切换中的扇区数目以生成分母；并且

由所述分母除所述分子以生成指示符；并且

使用所述指示符以控制所述第二接收机。

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