[发明专利]使用基于容量的信噪比预测和改善移动通信的系统与方法

说明书

发明领域

[0001]概括而言，本发明涉及通信，具体而言，本发明涉及的系统与方法确定基于容量的有效信噪比，并将其用作无线通信系统的性能度量。

背景技术

[0002]用于在移动通信网络(例如，蜂窝电话网络)中传输信息的常规技术包括基于频分、时分、码分的技术。总体来说，在基于频分的技术中，根据频分接入方法将呼叫区分开，其中，不同的呼叫处于不同的频率上。在基于时分的技术中，将呼叫分配在指定频率的某一时段上。在基于码分的技术中，使呼叫对应于唯一码，并将其扩展在可用频率上。不同的技术可满足单个或多个用户的多路接入。

[0003]具体地说，基于频分的技术通常将频谱划分为均匀的带宽块，从而将其分为不同的频道，例如，为无线蜂窝电话通信分配的频带可划分为30个频道，其中每个频道传输一路话音或数据(如果采用数据服务的话)。每个频道在某一时间只能分配给一个用户使用。常用的一种变型是正交频分技术，该技术将整个系统带宽有效地分为多个正交子带。这些子带也称为音频带、载波、子载波、频率段和频率信道。每个子带关联于一个子载波，后者上面可调制有数据。在基于时分的技术中，波段按时间分为连续的时间段或时隙。为频道的每个用户分配一个时间段，使其按照循环赛的方式发送和接收信息。例如，在给定的时刻t，一个用户可以得到在一个短突发时间内访问信道的权力。之后，访问权力切换至另一用户，他可以在一个短突发时间内发送和接收信息。这种“轮换式”循环继续进行，最终，每个用户都得到多个突发进行发送和接收。

[0004]基于码分的技术通常在某一范围内的任何时间在多个可用的频率上传输数据。一般来说，对数据进行数字化，将其扩展在可用的带宽上，其中，多个呼叫可在信道上重叠，每个呼叫分配到唯一的序列码。用户可在同样带宽的频谱块中传送信号，其中每个用户的信号以各自唯一的扩频码扩展在整个带宽上。该项技术可实现共享，其中一个用户或多个用户可同时发送和接收。这样的共享可通过扩频数字调制实现，其中，对用户的比特流进行编码，将其以伪随机的形式分布于一个很宽的频道上。接收机设计用来识别相关的唯一序列码，并消除随机化，从而以相干方式收集特定用户的比特。

[0005]一个典型的无线通信网络(例如，使用频分、时分、码分技术)包括一个或多个基站与一个或多个移动终端(例如，无线终端)，基站提供一定的覆盖区域，移动终端可在覆盖区域内发送和接收数据。一个典型的基站可同时为广播、多播和/或单播服务传输多个数据流，其中，数据流是移动终端可以独立接收的数据的流。所述基站覆盖区域内的移动终端可能对接收复合流携带的一个、多个或所有的数据流感兴趣。同样，移动终端可以发送数据到基站或另一个移动终端。基站与移动终端之间或移动终端与移动终端之间的这种通信，可能由于信道变化和/或干扰功率变化而降低质量。例如，前面提到的变化可能影响基站对一个或多个移动终端的调度、功率控制和/或速率估计。因此，有必要减轻信道和/或干扰功率变化带来的影响，以改善在有这些变化情况下的通信。

发明内容

[0006]本申请所描述的系统与方法涉及使用基于容量的有效信噪比(SNR)实现无线通信(例如，OFDMA，OFDM，FDMA，FDM，TDMACDMA等)。这种有效信噪比可用作性能度量，以用来对turbo码性能进行很好的预测。例如，当信道和干扰功率在单个码字的持续期间变化时，该码字的出错概率可通过构成该码字的一组调制符号的有效信噪比来准确预测。一般情况下，这组调制符号的基于容量的有效信噪比可针对这组调制符号加以定义，并可基于对应于特定调制模式的受约束(constrained)容量函数。在必要或期望的情况下，可使用受约束容量函数的近似。一个合适的近似是无约束(unconstrained)高斯容量(例如，假定加性高斯白噪声(AWGN))。进一步的简化是用log(SNR)来近似无约容量或log(1+SNR)。采用该式，所述基于容量的有效信噪比变为各个信噪比的几何平均值。应当理解的是，通过使容量函数适应相关信道，所述基于容量的有效信噪比可用于非高斯(非正态)信道。