1344769 /九、發明說明： 、 ' 【發明所屬之技術領域】 ' 本發明係有關於數位通信，特別是關於一種用於無線 通信系統之頻道記憶長度選擇（channel memory length selection)方法及裝置。 【先前技術】 許多無線通信環境之傳輸頻道均遭遇隨時間變化之 頻率選擇性衰滅（selective fading)之問題。該等隨時間 • 變化之頻率選擇性衰滅於無線通信系統之接收端造成符 碼間干擾（inter-symbol interference; ISI)的問題。在 傳送之資料序列被等化器（equalizer)估算出來之前，必 須儘可能精確地先估計目前傳輸頻道之頻道記憶長度和 脈衝響應（impulse response)。 實務上’無線通信系統可能於具有相當不同之延遲擴 散（delay spread)特性之頻道上運作。舉例而言，在GSM/EDGE (Global System for MDbile cnniimication/Enhanced Data rates for 鲁 Global Evolution)系統中，於田野區域模式（rurai area (ra) model)中’最大之延遲時間可能是〇. 5微秒（us)，而山區 地帶模式（hilly terrain (HT) model)中，最大之延遲時 間卻可能高達20微秒❶由於GSM單一符碼（symbol)之持 續時間約為3. 69微秒，因此前述二模式之最大延遲時間 將分別涵蓋至第一階（tap)符碼和第六階符碼附近。此現 象使得其極難對所有可能之頻道分布設定一固定之頻道 記憶長度。對於頻道記憶長度之高估和低估都將導致後續 13.44769 .等化器處理品質之降低。 , 第一圖顯不依據習知技術之典型等化器1〇〇之方塊示 思圖。等化器100包含頻道估計單元110和資料估計單元 120。頻道估計單兀no輸入一接收信號r(k)和一調校序 列（training sequence) b(k)而輸出一估計頻道脈衝響應 (channel impuise response; CIR) h(k)至資料估計單元 12 〇以進行後續之等化處理。舉例而言’依據G s M之協定， 每一叢（burst;以下或稱叢訊）接收信號r(k)於其所對應 籲之時間槽（time slot)内平均包含15625位^之資料。調 板序列b(k)係位於叢訊内用以重建傳送信號之已知型樣 (pattern)。習於斯藝者應能理解，其可利用以下算式計 算接收信號r(k)和調校序列b(k)之交互關聯 (cross-corre 1 at 1 on)而獲得頻道脈衝響應h(k)包含之 有階值。 it=0,1,...1-1 、令N係依據系統設計而適當選定之數，而L則是指 ，以/函盍最嚴苛通信條件之頻道脈衝響應包含之禅階 二使用所有調校序列位元來估計頻 之一^ 考量下’通常僅用到調校序列位元 之一。ίΗ。其他習於斯藝者習知之 道脈衝響應。 μ用木估6十頻 产之習t圖顯示針對實際通信條件選擇適當頻道記憶長 又 °法^此方法包含計算初始頻道脈衝響應估計值 1344769 •(步驟20)、藉由初始頻道脈衝響應估計值之滑移窗口 / (sliding window)搜尋，以決定長度為Lm且具有 值E«之精確化頻道脈衝響應（refined CIR)(步驟22)、以 及剔除精確化頻道脈衝響應中，小於最大能量值L和一比 例R之乘積之階’其中頻道脈衝響應之能量係等於該頻道 脈衝響應所有階值之總和（sum)(步驟24)。選擇上述之精 確化頻道脈衝響應總階數為頻道記憶長度（步驟％)，意^ 該精確化頻道脈衝響應將使用於後續等化器之處理。 前述之方法並未考慮不同通信環境間之變里。在一 典型之低延遲擴散環境令，大部分能量均集中於有限之階 可，要一較大之比例來移除由衰滅效應 ，雜訊引起的夕餘階數。反之’於高延遲擴散之環境，能 ^能分散至較多之頻道階，此種㈣❹ ^以保留較多之階數。是故，其有必要提出改良之益線 =頻道記憶長度選擇方法’以更能適應不刪之 【發明内容】 、、本發明之-目的在於提出一種料無線通 選定。^擇方法’此方法即時調整頻道記憶長度之 本發明之另一目的在於提一 衝響應之能量比較之頻道記憶長度選擇土方法不同頻道之脈 憶長=方之法另 禪万法之頻道記憶長度選擇褒置。 1344769 • * =發明之一特色，本揭示提出—種用於無線通信 =^道記憶長度選擇方法。依據本發明之頻
法包含估計無線通信系統之初始頻道脈衝響 應，依據初始頻道脈衝響應決定具有第—群階值之第一 精確化頻道脈㈣應和具㈣二群階值之第 道脈衝響應，第二群階值之階數小於第—群階^階數頻 以及依據基於第-精確化頻道脈衝響應和第 道脈衝響應之-種能量集巾敎標準選擇帛—群階值之 階數或第二群階值之階數為頻道記憶長度，1中之第一精 確化頻道脈衝響應係於初始頻道脈衝響應中所有階數= 於第一群階值之階數之頻道脈衝響應選擇具有一最大特 徵值者’而第二精確化親脈衝響應係於初始頻道脈衝響 應中所有階數等於第二群階值之階數之頻道脈衝響應選 擇具有一前述之最大特徵值者。 曰一 本發明亦提出另一用於無線通信系統之頻道記憶長 度選擇方法。依據本發明之頻道記憶長度選擇方法包^估 計無線通信系統之初始頻道脈衝響應；於初始頻道脈衝 響應之所有階數等於第—階數之頻道脈衝響應選擇呈有 最大能量值者判定其為第一精確化頻道脈衝響應；二初 始頻道脈衝響獻所有階數等於第二階數之頻道脈衝響 應選擇具有最大能量值者判定其為第二精確化頻道脈i 響應’其中第二階數小於第—階數；纟目前叢訊之第—精 確，頻道脈衝響應之能量和前一叢訊之第一平滑化能量 估算（smoothed energy evaluati〇n)導出目前叢訊之第一 1344769 ..平滑化能量估算；由目前叢訊之第二精確化頻道脈衝響 :應之能量和前一叢訊之第二平滑化能量估算導出目前叢 訊之第二平滑化能量估算；以及依據基於第一平滑化能 量估算和第二平滑化能量估算之判定標準將頻道記憶長 度切換至第一階數或第二階數。 本發明亦提出一種用於無線通信系統之頻道記憶長 度選擇裝置。依據本發明之頻道記憶長度選擇裝置包含處 理單元和記憶單元。處理單元包含主控模組（mainc〇ntr〇1 • module)、用於估計初始頻道脈衝響應之估計模組 (estimating module)、用於判定精確化頻道脈衝響應之 判定模組（determining module)、用於計算平滑化能量估 异之導出模組（deriving module)、和用於切換頻道記憶 長度至某一精確化頻道脈衝響應之長度之頻道選擇模組 (channel selecting module)。 【實施方式】 以下將配合所附圖式詳細說明依據本發明之用於無 # 線通信系統之頻道記憶長度選擇方法之較佳實施例。 第二圖顯示依據本發明一較佳實施例之頻道記挽長 度選擇方法之流程圖。顯示於第三圖之方法包含估計初始 頻道脈衝響應h 0 (步驟3 0 )、以L1和L2之窗口大小於初 始頻道脈衝響應hO上執行滑移窗口搜尋二次以找出分別 具有最大能量E1和E2之二精確化頻道脈衝響應hl和h2, 其中L1大於L2(步驟32)、以及若比例值£2/El大於一特 定值Ra，則將頻道記憶長度設為L2，否則將頻道記憶長 1344769 . 度設為L1(步驟34)。步驟30和32將窗口尺寸設為L1和 :L2並執行滑移窗口搜尋之意義，在於初始頻道脈衝響應 h0中針對具有L1和L2階數之頻道脈衝響應的子集合做搜 尋。窗口尺寸L1可以選定為實際系統中可能之最大頻道 脈衝響應長度（階數），並將最長之延遲擴散路徑和對應之 等化器所需之複雜度一併列入考慮。同樣地，L2可以選擇 為具有極短延遲擴散特性之頻道中之頻道脈衝響應長 度，且一併考慮傳送器/接收器濾波器和傳輸環境之特性。 • 在一較佳實施例中，依據本發明，上述特定值Ra最 好大於0.9。Ra之一典型實例為0.95。當比例值E2/E1大 於此特定值Ra之時，其意味著大部分之頻道能量係集中 於數目為L2之階數中。因此，將頻道記憶長度設定為L2 是合理的，且可減少運算量。另一方面，當比例值E2/E1 小於於此特定值Ra之時，則應考慮無線信號延遲時間較 為複雜之情況，因此頻道記憶長度被設為較大之L1。 本發明之決定精確化頻道脈衝響應並不限於藉由檢 • 視其能量達成。本發明之其他變異實施例中，頻道脈衝響 應之其他特徵值亦可以用以決定精確化頻道脈衝響應。 本發明之實施例中，頻道記憶長度選擇方法係基於以 叢訊為基礎之方式執行。實務上，行動終端設備設備並不 會在諸如山區、城市或鄉間等不同信號特性區域間快速持 續變動。因此，頻道分布之統計特性於一段時間内應維持 相當穩定。是故，頻道記憶長度於該段時間内應保持不 變。不同頻道記憶長度間之切換不應過於頻繁。本發明之 11 1344769 .以下變異實例將會把此特性列入考慮。 ； 第四圖顯示依據本發明另一實施例之頻道記憶長度 選擇方法之流程圖。第四圖之方法包含估計初始頻道脈衝 響應hO(步驟40)、以L1和L2之窗口大小於初始頻道脈 衝響應h0上執行滑移窗口搜尋二次以找出分別具有最大 能量E1和E2之二精確化頻道脈衝響應hi和h2，其中L1 大於 L2(步驟 42)、利用算式 Ei_avg = r*Ei_avg_p+U-r)*Ei由叢訊能量El和E2分別導出平滑 φ 化能量估算El_avg和E2_avg，其中i表示1或2，r係線 性組合之加權係數（weighting coefficient)’ 而 Ei_avg_p 係對應至前一叢訊之平滑化能量估算（步驟44)、若比例值 E2_avg/El_avg於一特定數目之叢訊中均大於一特定值 Rb，則將頻道記憶長度切換至L2(步驟46)、以及若比例 值E2_avg/El_avg於上述特定數目之叢訊中均小於該特定 值Rb，則將頻道記憶長度切換至L1 (步驟48)。 在一較佳實施例中，依據本發明，上述特定值Rb最 # 好大於0. 9。Rb之一典型實例為0. 95。在一較佳實施例中， 該線性組合係其二加權係數均等於0.5之算數平均值 (arithmetic mean) ° 依據本發明之一較佳實施例，上述頻道記憶長度選擇 方法係以程式碼之形式實行，其利用一計數變數和一門檻 值追縱E2_avg/El_avg大於上述特定值Rb之次數以及/或 上述叢訊之特定數目。其他軟體機制亦可以用來達成相同 之目的。然'而本發明並未限於用以微調程式碼效率之變數 12 1344769 _總數。 ； 如上所述，依據本發明之方法可以程式碼之形式實 現，依據本說明書揭示之内容，習於該領域之人士應能輕 易地完成此等程式碼。執行所揭示之頻道記憶長度選擇方 法之程式碼可實現於諸如數位信號處理器（digital signal processor ; DSP)、泛用式微處理器（general purpose microprocessor)、或是類似特定用途積體電路 (application specific integrated circuit; ASIC)之 • 電腦架構。 本發明亦包含一種用於無線通信系統之頻道記憶長 度選擇裝置。第五圖顯示依據本發明一實施例之頻道記憶 長度選擇裝置500之方塊示意圖。頻道記憶長度選擇裝置 500包含處理單元510和記憶單元520。處理單元510包 含主控模組511、估計模組512、判定模組513、導出模組 514以及頻道選擇模組515。 處理單元500可以是諸如，但不限於，數位信號處理 • 器、特定用途積體電路、或微處理器架構中的一個次系 統。上述模組511至515可以是於處理單元500中執行之 程式（routines)或副程式（subroutines)。主控模組511 可以是用於掌控主要程式流程之軟體程式。揭示於前述各 實施例之方法可以藉由正確設計之邏輯運算元件或是程 式指令，於主控模組511中適度地召用（i nvoke)估計模組 512、判定模組513、導出模組514和頻道選擇模組515以 實現該方法欲達成之頻道記憶長度選擇功能。或者，模組 ，:：S ) 13 1344769 .511至515亦可以是特定用途積體電路中適當組構之邏輯 ；電路構件以實現本文所揭示之頻道記憶長度選擇方法。 具體而言，估計模組512係用以估算初始頻道脈衝響 應，例如以hO進行初始頻道脈衝響應。判定模組513係 用以決定精確化頻道脈衝響應，意即將於該初始頻道脈衝 響應所包含之具有特定階數之頻道脈衝響應中，將具有最 大能量值者選定為一精確化頻道脈衝響應。例如分別以L1 和L2之窗口大小於初始頻道脈衝響應hO上執行滑移窗口 • 搜尋二次以找出分別具有最大能量E1和E2之二精確化頻 道脈衝響應hi和h2，其中L1大於L2。導出模組514係 用於計算平滑化能量估算，意即用以自目前叢訊之該精確 化頻道脈衝響應之能量和前一叢訊之平滑化能量估算導 出目前叢訊之平滑化能量估算。例如以算式Ei_avg = r*Ei_avg_p+(l-r)*Ei由叢訊能量El和E2分別導出平滑 化能量估算El_avg和E2_avg，其中i表示1或2，r係線 性組合之加權係數，而E i _avg_p係對應至前一叢訊之平 • 滑化能量估算。頻道選擇模組515則適用於依據前述實施 例提及之方式將頻道記憶長度切換至某一精確化頻道脈 衝響應，意即依據基於該目前叢訊之平滑化能量估算之一 判定標準切換該頻道記憶長度。例如該判定標準為 E2_avg/El_avg大於一特定值Rb之次數以及/或叢訊之特 定數目。 記憶單元520包含，但不限於，動態隨機存取記憶體 (DRAM; dynamic random access memory)、靜態隨機存取 1:: S ) 14 1344769 •記憶體（SRAM; static random access memory)、或是普 •通用途之暫存器。前述實例中提及之特定值Ra和Rb等特 定常數可以儲存於記憶單元520中。 在一實施於增強式泛用封包射頻服務（EGPRS ; Enhanced General Packet Radio Service)系統之較佳實 施例中，上述之LI、L2、r、Rb以及特定數目之叢訊分別 被設為7、4、0. 5、0. 95和20。此實施例中，由於線性組 合加權係數r被設為0. 5，因此目前叢訊之平滑化能量估 # 算等於目前叢訊所對應之精確化頻道脈衝響應之能量和 前一叢訊之平滑化能量估算之算術平均值（ari thmetic mean)。本發明和固定式頻道脈衝響應（CIR)方法產生之區 塊錯誤率（BLER; Block Error Rate)比較結果如下表所 示： 傳輸環境和系統參數 BLER比較 頻道特性 頻道編碼 I/f 種類 I/f強度 本發明 固定式CIR 方法 HT100 MCS5 SI SNR= 19.5dB 0. 0181704 0. 6226775 (L=4) RA250 MCS5 CCI C/I= 17. 5dB 0.0394737 0.0538847 (L=7) TU50 MCS6 ACI C/I= 2dB 0.0499165 0. 0703843 (L=7) 其中SI、CCI和ACI分別表示"干擾敏感度 (Sensitivity Interference)"、，，共頻道干擾（c〇-Channel 15 1344769
Interference)"和”鄰近頻道干擾（Adjacent Channel Interference) 。I/f 表示干擾（interference)。由上表 可知，本揭示之方法在所有傳輸環境中之性能均優於未使 用頻道記憶長度選擇之系統。 以上實施例僅係可能之實作範例。許多變異或修改均 可在不脫離^揭示之原理τ達成。該等變異或修改均應視 為在本揭不範_之内而為所附之中請專 。 【圖式簡單說明】 χ 本發明之諸多特色可經由以下圖式更進一步被理 解，其中： 圖； 第一圖顯示依據習知技術之典型等化 器之方塊示意 第圖顯示針對實際通信環境選擇適當頻道記憶長 度之習知方法； 度選: = 本發明一較佳實施例之頻道記憶長 ^四圖顯示依據本發明另—實施例之頻道記憶長度 、擇方法之流程圖； 選 =五圖顯示依據本發明一實施例之頻道記憶長度 禪裝置之方塊示意圖。 【主要元件符號說明】 2〇~26習知頻道記憶長度選擇方法之步驟 3〇'34本發明頻道記憶長度選擇方法之步驟 48本發明頻道記憶長度選擇方法之步驟 16 1344769 100等化器 110頻道估計單元 120資料估計單元 500頻道記憶長度選擇裝置 510處理單元 511主控模組 512估計模組 513判定模組 514導出模組 515頻道選擇模組 520記憶單元 b(k)調校序列 h(k)頻道脈衝響應 r(k)接收信號
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