在无线通信系统中，当既没有语音也没有数据呼叫时，移动终端保持在空闲模式下，以保存电池电量。在空闲模式下，移动终端周期性地唤醒(wake up)一小段时间(典型地是毫秒级)，以监控寻呼指示符来检测移动终端是否被寻呼。通常使用相对简单的预定算法来确定寻呼指示符指示是否存在有正在进行的或即将到来的(up-and-coming)语音或数据呼叫。如果预定算法的结果是肯定的，则唤醒移动终端以解码通过普通信道传递的信息，所述信息可能包括高达100ms的时间段中的专用或广播消息。如果基于简单算法的最终决定是否定的，则移动终端返回“睡眠模式”。其中在“睡眠模式”期间，大多数的移动终端组件关闭以保存电池电量，而使少量关键组件保持开启状态，以维持基本定时需求。如本领域的技术人员所了解的，移动终端越频繁地解码普通信道中的信息，则该移动终端必须消耗的电量就越多。这样，就需要增加移动终端的待机时间，或增加移动终端处于“睡眠模式”的时间量。
为了增加待机时间，有规律地与移动终端通信的无线通信系统，随着时间的流逝发送相同的寻呼指示符几次，以指示是否存在对于移动终瑞的寻呼。例如，第三代合作项目2(3GPP2)描述了在CDMA2000环境中为该目的而设计的快速寻呼信道(QPCH)。参见2000年3月的3GPP2 C.S0002“用于CDMA2000扩频系统的物理层标准”(“Physical Layer Standard for CDMA2000Spread Spectrum System，”3GPP2 C.S0002，March，2000)。也见2000年3月的3GPP2 C.S0005“用于CDMA2000扩频系统(2000)的上层(第3层)信令标准”(“Upper Layer(layer 3)Signaling Standard for CDMA2000 Spread Spectrum System(2000)，”3GPP2 C.S0005，March，2000)。QPCH指示符通常被键控打开/关闭，以降低传输功率。指示符将重复发送一次以获得时间轴上的分散效果。
为了保存电池电量，可靠而有效地检测寻呼指示符的存在是重要的。由于在空中通信中存在噪声和衰落，信噪比(SNR)可能变得很低，导致进行任何检测机制成为了颇具挑战的任务。通常存在两类与寻呼相关的错误。第I类错误，即假警报错误，是可能导致假警报进而导致使用更多电池电量的错误寻呼检测。第II类错误，即遗漏错误，是遗漏语音/数据呼叫的错误检测。在无线通信系统中，检测寻呼的机制不得不被设计为使得假警报最小化而同时还能使遗漏比率不会大幅地增加。
在现有的技术参考中公开了单级检测机制，其中为给定的假警报设置一个阈值，用于最大化检测概率。详情请见1993年3月Prentice Hall PTR的第1版“统计信号处理基础：检测理论”(“Fundamentals of Statistical Signal Processing：Detection Theory”，Prentice Hall PTR，1st Edition，March 1993)。然而，由于当信道增益比率改变时仅仅使用单个阈值，所以该机制对于多级寻呼指示符检测来说不能切实地最小化假警报和遗漏比率。其它现有方法在解决某些上述的问题的同时在寻呼指示符的多级检测中也是没有效率的。
在没有高效率的检测机制的情况下，可能需要消耗较多的电池电量，或者不可避免地导致高遗漏比率，从而导致较差的通信性能。这样，存在改进现有的用于检测寻呼指示符的方法的需要。

考虑到上述问题，下面提供了一种用于检测无线通信系统中的寻呼指示符的方法。
公开了一种用于使用多级和多阈值检测机制检测寻呼指示符的方法和系统，使得可以使移动终端从空闲模式适当地移除。在接收到第一寻呼指示符后，确定与第一寻呼指示符对应的第一指示符测量值是否在第一和第二预定阈值之间。在接收到作为第一寻呼指示符的时间分集对应部分的第二寻呼指示符后，将基于第一和第二寻呼指示符两者而获得的第二指示符测量值与第三预定阈值进行比较，其中，当适当地进行这两个比较时，将移动终端从空闲模式移除。其中，当第一指示符测量值小于第一阈值或该第二指示符测量值小于该第三阈值时，则移动终端停留在空闲模式或判定为关闭状态，和当第一指示符测量值大于第二阈值时，则唤醒移动终端或判定为打开状态。
以将寻呼信道的信道条件和预定结构都作为因素而考虑在内的方式获得指示符测量值和阈值。
于一实施例，公开了一种用于在无线通信系统中通过寻呼信道检测寻呼指示符的方法，以将移动终端从空闲模式中移除。该方法包括接收第一寻呼指示符(I1)；确定与第一寻呼指示符相应的第一指示符测量值(x1)是否介于第一和第二阈值(分别为t1和t2)之间，其中t1指示容忍遗漏呼叫的边界，t2指示容忍假报警的边界；接收第二寻呼指示符(I2)，其是第一寻呼指示符的时间分集对应部分；以及将基于第一和第二寻呼指示符所取得的第二指示符测量值(x3)与第三阈值(t3)进行比较。当x1处于t1和t2之间并且x3大于t3时，将移动终端从空闲模式中移除。基于分别与第一和第二寻呼指示符对应的信噪比(SNR)而得出t1和t2，并基于与第一和第二寻呼指示符都对应的SNR得出t3。其中，当第一指示符测量值小于第一阈值或该第二指示符测量值小于该第三阈值时，则移动终端停留在空闲模式或判定为关闭状态，和当第一指示符测量值大于第二阈值时，则唤醒移动终端或判定为打开状态。指示符测量值和基于SNR的阈值适应于各种信道条件和寻呼信道的预定结构。
于一实施例，公开了一种用于在CDMA无线通信系统中检测从空闲模式中移除移动终端的寻呼指示符的方法。该方法包括接收第一寻呼指示符(I1)；将与第一寻呼指示符(I1)相应的第一指示符信噪强度(SNR1)与第一低阈值(T1)比较，当SNR1小于T1，则消除不可靠的第一寻呼指示符；确定与第一寻呼指示符相应的第一指示符测量值(x1)是否介于第一和第二阈值(分别为t1和t2)之间，其中t1指示容忍遗漏呼叫的边界，t2指示容忍假报警的边界；接收第二寻呼指示符(I2)，其是第一寻呼指示符的时间分集对应部分；将与第二寻呼指示符(I2)相应的第二指示符信噪强度(SNR2)与第二低阈值(T2)比较，当SNR2小于T2，则消除不可靠的第二寻呼指示符；以及将基于第一和第二寻呼指示符所取得的第二指示符测量值(x3)与第三阈值(t3)比较。当x1处于t1和t2之间并且x3大于t3时，将移动终端从空闲模式中移除。基于分别与第一和第二寻呼指示符对应的信噪比(SNR)而得出t1和t2，并基于与第一和第二寻呼指示符都对应的SNR得出t3。其中，当第一指示符测量值小于第一阈值或该第二指示符测量值小于该第三阈值时，则移动终端停留在空闲模式或判定为关闭状态，和当第一指示符测量值大于第二阈值时，则唤醒移动终端或判定为打开状态。指示符测量值和基于SNR的阈值适应于各种信道条件和寻呼信道的预定结构。
于一实施例，公开了一种用于在无线通信系统中通过寻呼信道检测寻呼指示符的系统，以将移动终端从空闲模式中移除。该系统包括接收器，用于接收第一寻呼指示符(I1)和作为第一寻呼指示符的时间分集对应部分的第二寻呼指示符(I2)；测量标准生成器，用于计算与第一和第二寻呼指示符对应的指示符测量值；阈值生成器，用于生成与遗漏呼叫和假报警对应的一个或多个预定阈值；第一级单元，用于确定第一指示符测量值(x1)是否介于第一和第二阈值(分别为t1和t2)之间，其中t1指示容忍遗漏呼叫的边界，t2指示容忍假报警的边界；信噪比(SNR)计算器，用于计算与寻呼指示符对应的信噪比；以及第二级单元，用于将基于第一和第二寻呼指示符所取得的第二指示符测量值(x3)与第三阈值(t3)进行比较。当x1处于t1和t2之间并且x3大于t3时，将移动终端从空闲模式中移除。基于第一和第二寻呼指示符的信噪比而分别得出t1和t2，并基于第一和第二寻呼指示符二者的SNR得出t3。其中，当第一指示符测量值小于第一阈值或该第二指示符测量值小于该第三阈值时，则移动终端停留在空闲模式或判定为关闭状态，和当第一指示符测量值大于第二阈值时，则唤醒移动终端或判定为打开状态。
然而，当参照附图进行阅读时，通过下面对特定实施例进行描述，本发明的结构及操作方法，以及其附加目的和优点将变得更加易于理解。

图1描述了依据本发明的一个实施例的判定流程图。
图2描述了依据本发明的一个实施例的判定状态图。
图3A描述了依据本发明的一个实施例的第一判定级中的第一概率分布图表。
图3B描述了依据本发明的一个实施例的第二判定级中的第二概率分布图表。
图4描述了依据本发明的一个实施例的用于确定阈值的流程图。
图5描述了依据本发明的实施例的错误检测系统的框图。

下面将提供具有多个判定级的、用于确定无线通信系统中存在寻呼指示符的方法和系统的详细描述。这里所阐述的主题适用于使用时分多路复用(TDM)、码分多路复用(CDM)、以及频分多路复用(FDM)技术对信号进行多路复用的无线通信系统。为了说明的目的，使用CDMA2000系统作为一个例子。
在诸如CDMA2000系统的无线通信系统中，实现了多个寻呼指示符。本领域的技术人员理解寻呼指示符是用于检测寻呼信号存在的信号，并且被广泛定义为包括但不限于下面的寻呼指示符示例。例如，快速寻呼信道寻呼指示符被设计为用于寻呼信道(Paging Channel，PCH)。另一快速寻呼信道配置改变指示符被设计为用于公共控制信道(Common Control Channel，CCCH)。而另一快速寻呼信道广播指示符被设计为用于广播控制信道(Broadcast Control Channel，BCCCH)。在CDMA2000系统中的每个寻呼时隙周期中，发送I1和I2两个寻呼指示符，其中I2是I1的时间分集对应部分。这两个指示符跨越信道相干长度(大约20ms)，以获得时间分集。假定将所接收的符号信号表示为ri，k，l，其中i是寻呼指示符索引(对于I1或I2分别为1或2)，k是包括分集支路的多径的索引，l是正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying，QPSK)符号索引，其中QPSK被理解为是用于在通信信道上发送数字数据的数字调频技术，其相应的所估计的无线信道信息是ai，k，l，用于描述信道条件。然后，可以通过预定的组合方法得到与寻呼指示符对应的测量标准(metrics)。例如，通过简单的导频加权组合方法，可以将关于x1、x2和x3的三个快速寻呼指示符测量标准表示为：
$x_1=\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K1}{\Sigma }}(\mathrm{Re}(a_{1,k,l}^{*}·r_{1,k,l})+\mathrm{Im}(a_{1,k,l}^{*}·r_{1,k,l}))$(等式1a)
$x_2=\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K2}{\Sigma }}(\mathrm{Re}(a_{2,k,l}^{*}·r_{2,k,l})+\mathrm{Im}(a_{2,k,l}^{*}·r_{2,k,l}))$(等式2a)
$x_3=\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K1}{\Sigma }}(\mathrm{Re}(a_{1,k,l}^{*}·r_{1,k,l})+\mathrm{Im}(a_{1,k,l}^{*}·r_{1,k,l}))+\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K2}{\Sigma }}(\mathrm{Re}(a_{2,k,l}^{*}·r_{2,k,l})+\mathrm{Im}(a_{2,k,l}^{*}·r_{2,k,l}))$
(等式3a)
如果在信道条件a1和a2上以QPR归一化(normalize)该测量标准，我们获得下面等式：
$x_1=\frac{\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K1}{\Sigma }}(\mathrm{Re}(a_{1,k,l}^{*}·r_{1,k,l})+\mathrm{Im}(a_{1,k,l}^{*}·r_{1,k,l}))}{\mathrm{QPR}·\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K}{\Sigma }}{\left|a_{1,k,l}\right|}^2}$(等式1b)
$x_2=\frac{\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K2}{\Sigma }}(\mathrm{Re}(a_{2,k,l}^{*}·r_{2,k,l})+\mathrm{Im}(a_{2,k,l}^{*}·r_{2,k,l}))}{\mathrm{QPR}·\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K}{\Sigma }}{\left|a_{2,k,l}\right|}^2}$(等式2b)
$x_3=\frac{\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K1}{\Sigma }}(\mathrm{Re}(a_{1,k,l}^{*}·r_{1,k,l})+\mathrm{Im}(a_{1,k,l}^{*}·r_{1,k,l}))+\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K2}{\Sigma }}(\mathrm{Re}(a_{2,k,l}^{*}·r_{2,k,l})+\mathrm{Im}(a_{2,k,l}^{*}·r_{2,k,l}))}{\mathrm{QPR}(\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K1}{\Sigma }}{\left|a_{1,k,l}\right|}^2+\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K2}{\Sigma }}{\left|a_{2,k,l}\right|}^2)}$
(等式3b)
本发明也可以对QPR或信道条件a1和a2以及其它参数等进行归一化。从数学角度看，这些等式是相同的。归一化在数学分析和检测设备实现上作出了帮助，如在后面描述中所证明的。
其中K1和K2是分别用于I1和I2的多径的数目(包括分集支路)，L是每个寻呼指示符的QPSK符号的数目，QPR是快速寻呼指示符与导频信号的功率之间的比率，并且也被公知为是由基站所通知的信道增益。在CDMA2000系统中，QPR的数学表述为QPR＝10(QPCH_POWER_LEVEL PAGE+3)·20，并且QPCH_POWER_LEVEL_PAGE是在CDMA2000标准中定义的与正向导频信道寻呼指示符调制符号功率电平相关的寻呼指示符调制符号功率电平。应当明白，本发明基于由基站所通知的信道增益取得测量标准，并且所估计的无线信道信息与现有技术参考相比提供了显着的优点。上述的方法可被称为导频加权组合方法。使用该方法，因为已获得了加权的效果，所以不用设计显式噪声降低的加权以用于解决噪声问题。如本发明所示的，由于x1、x2和x3都是QPR的函数，且对于QPR进行归一化，所以存在能与任何通信系统进行工作的内在固有的自适应机制。与由上述等式描述的无线信道信息对应的总和提供了一个归一化处理，从而可以简化分析。也应该理解，该测量标准不是必须被归一化的，事实上，当确定测量标准要与其它的阈值进行比较时，可以考虑QPR(其将在下面作进一步的解释)。通过在求导中结合考虑QPR与信噪比(SNR)，并分析这些测量标准及它们相应的阈值，信道条件和信道配置两者都被计算在内，使得寻呼检测可以非常适用于各种通信环境。在另一实施例中，使用了最大比率组合(MRC，Maximum Ratio Combining)方法，三个类似的快速寻呼指示符测量标准x1、x2和x3如下给定：
$x_1=\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K1}{\Sigma }}(\mathrm{Re}\left(\frac{a_{1,k,l}^{*}·r_{1,k,l}}{{\sigma }_{1,k,l}^2}\right)+\mathrm{Im}\left(\frac{a_{1,k,l}^{*}·r_{1,k,l}}{{\sigma }_{1,k,l}^2}\right))$(等式1a)
$x_2=\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K2}{\Sigma }}(\mathrm{Re}\left(\frac{a_{2,k,l}^{*}·r_{2,k,l}}{{\sigma }_{2,k,l}^2}\right)+\mathrm{Im}\left(\frac{a_{2,k,l}^{*}·r_{2,k,l}}{{\sigma }_{2,k,l}^2}\right))$(等式2a)
$x_3=\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K1}{\Sigma }}(\mathrm{Re}\left(\frac{a_{1,k,l}^{*}·r_{1,k,l}}{{\sigma }_{1,k,l}^2}\right)+\mathrm{Im}\left(\frac{a_{1,k,l}^{*}·r_{1,k,l}}{{\sigma }_{1,k,l}^2}\right))+\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K2}{\Sigma }}(\mathrm{Re}\left(\frac{a_{2,k,l}^{*}·r_{2,k,l}}{{\sigma }_{2,k,l}^2}\right)+\mathrm{Im}\left(\frac{a_{2,k,l}^{*}·r_{2,k,l}}{{\sigma }_{2,k,l}^2}\right))$
(等式3a)
其中，是用于第i个寻呼指示符、第k个多径、以及第l个符号的噪声方差。如果对于QPR以及信道条件a1和a2对该标准进行归一化，我们得到下面等式：
$x_1=\frac{\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K1}{\Sigma }}(\mathrm{Re}\left(\frac{a_{1,k,l}^{*}·r_{1,k,l}}{{\sigma }_{1,k,l}^2}\right)+\mathrm{Im}\left(\frac{a_{1,k,l}^{*}·r_{1,k,l}}{{\sigma }_{1,k,l}^2}\right))}{\mathrm{QPR}·\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K}{\Sigma }}\frac{{\left|a_{1,k,l}\right|}^2}{{\sigma }_{1,k,l}^2}}$(等式1b)
$x_2=\frac{\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K2}{\Sigma }}(\mathrm{Re}\left(\frac{a_{2,k,l}^{*}·r_{2,k,l}}{{\sigma }_{2,k,l}^2}\right)+\mathrm{Im}\left(\frac{a_{2,k,l}^{*}·r_{2,k,l}}{{\sigma }_{2,k,l}^2}\right))}{\mathrm{QPR}·\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K}{\Sigma }}\frac{{\left|a_{2,k,l}\right|}^2}{{\sigma }_{2,k,l}^2}}$(等式2b)
$x_3=\frac{\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K1}{\Sigma }}(\mathrm{Re}\left(\frac{a_{1,k,l}^{*}·r_{1,k,l}}{{\sigma }_{1,k,l}^2}\right)+\mathrm{Im}\left(\frac{a_{1,k,l}^{*}·r_{1,k,l}}{{\sigma }_{1,k,l}^2}\right))+\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K2}{\Sigma }}(\mathrm{Re}\left(\frac{a_{2,k,l}^{*}·r_{2,k,l}}{{\sigma }_{2,k,l}^2}\right)+\mathrm{Im}\left(\frac{a_{2,k,l}^{*}·r_{2,k,l}}{{\sigma }_{2,k,l}^2}\right))}{\mathrm{QPR}(\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K1}{\Sigma }}\frac{{\left|a_{1,k,l}\right|}^2}{{\sigma }_{1,k,l}^2}+\underset{l=1}{\overset{L}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K2}{\Sigma }}\frac{{\left|a_{2,k,l}\right|}^2}{{\sigma }_{2,k,l}^2})}$
(等式3b)
也可以对QPR、或信道条件a1和a2、或其它等进行归一化。从数学角度看，这些等式是相同的。归一化在数学分析和检测设备实现上作出了帮助，如在后面描述中所证明的。
在导出x1、x2和x3的本方法中，将噪声计算在内并且适当考虑了所施加的权重。通常，如果噪声比较高，则所施加的权重应该比较低。从上面的矩阵中可以看出，噪声方差被放置在分母部分，以符合“反比”的关系。在该最大比率组合方法中，如上面所解释的，施加特定加权以降低噪声干扰，因而提高系统性能。
寻呼指示符I1和I2的有效信噪比(SNR)被分别地称为SNR1和SNR2。SNR3被定义为是I1和I2的组合SNR。在通信系统中，本领域的技术人员应当理解，常常依靠于移动终端解调器、信道条件、和固有噪声的特征来决定SNR。为了这种应用的目的，SNR用于与Eb/Nt进行相互交换，所述Eb/Nt是每比特的能量与有效噪声频谱密度的比率。
用于确定寻呼指示符的任何判定规则需要某种形式的SNR估计。例如，可以根据导频信号估计SNR。以dB表示总共接收的功率干扰比Ecp/Io，其中ECp和Io分别是导频码片能量和包括信号与干扰的总共接收的输入功率频谱密度。可以很容易地从移动终端搜索器中获得该比率。通过下式近似给出快速寻呼指示符SNR。
SNR＝n*(QPR)2*Ecp/Io           (等式4)
倍数n是正数，且等于(1+G)，其中G＝Ior/Ioc。在一个实施例中，倍数n等于2。由于Io＝Ior+Ioc，所以对于的恶劣的无线信道条件可以获得的近似，其中，术语Ior是后向信道发送的功率频谱密度。在前向链路中，Ior是软切换中用于基站的总发送功率频谱密度。比值Ior/Ioc被称为CDMA2000系统中的几何度量(geometry)。
因而，对于I1和I2的SNR近似值如下所示：
SNR1＝n*R*(QPR)2*Ecp1/Io1      (等式5)
SNR2＝n*R*(QPR)2*Ecp2/Io2      (等式6)
对于组合的I1和I2的SNR近似值如下所示：
SNR3＝n*R*(QPR)2*[Ecp1/Io1+Ecp2/Io2]    (等式7)
其中，对于CDMA2000系统来说，用于4800bps或2400bps的快速寻呼信道数据比率的R分别地等于256或512。当信号等于噪声加上干扰时，近似误差约为零。当几何度量(G＝Ior/Ioc)较低(例如，从-5dB到5dB)时，该估计相对准确，其对应于较低的SNR的区域并且主要与检测和解码有关。在下面所讨论的判定规则中，判定阈值在较高的SNR的区域中是恒定的，其对应于较高的几何度量。
图1提供了用于说明根据本发明的一个实施例的改进的检测处理的流程图100。在图1中，T1、T2、t1、t2、和t3是由一组预定最优化标准确定的五个阈值，以保证不出现假报警并最小化遗漏比率。对于导频加权组合方法，设计了阈值T1和T2作为可选择的改进机制，以排除具有较高噪声的信号，即SNR小到对于检测机制来说太不可靠而无法应用。在简单的导频加权组合方法中，可以将T1和T2这两个阈值设置为例如是相等的值。在诸如最大比率组合方法的其它处理方法中，为了减小擦除(erasure)机制的概率，可以将T1和T2设置为相对来说非常低的值。阈值t1、t2和t3是用于多级检测机制的关键阈值，并且是SNR的函数，且随着即时无线信道条件(例如，QPR、信道衰落)而变化。
流程图100通过经过判定步骤102而开始第一级的判定。如果SNR1非常低(例如，小于T1)，则在步骤104中擦除指示符I1，用于指示所接收的信号太小以至于不能被认为其是可靠的寻呼指示符。类似地，如果用于第二指示符I2的SNR2也小于T2，如在步骤124中所决定的，则如果SNR3小于T2，就在步骤120中擦除或不考虑指示符I2(在这种情况下，移动终端被唤醒)。可以通过降低T1或T2、或降低这两者而减小指示符擦除104和120的概率。为了说明的目的，本流程图的其它步骤意欲将多级和多阈值检测机制显示为被施加到具有合理SNR的信号上。
设置阈值以比较测量值。在该实施例中，设置三个阈值(其全部都是SNR和诸如QPR等的信道条件的函数)以改进系统性能。如上所解释的，可以基于QPR得到测量标准，其考虑到了信道配置的因素。当与所导出的测量标准进行组合时，阈值的导出也考虑到了信道配置因素(如SNR所表示的)的事实，使得这里所公开的寻呼指示符确定方法非常适用于任何网络环境。还应进一步理解，并且如上所提及的，如果测量标准的导出不依赖于QPR，则阈值的导出可以考虑SNR和QPR两者的因素，并且如本领域的技术人员所能容易理解的，尽管其确切的数学导出可能有所不同，但是所得到的解决方案是等价的。
在该实施例中，设置t1和t2以分别避免较高的遗漏与假报警比率。设置第三阈值t3，以在另一回合中同时考虑上述的两个比率。返回到步骤102，如果SNR1等于或大于T1，则流程跳到步骤104，其中，将所归一化的测量值x1与t1比较。如果x1小于t1，则指示存在寻呼指示符的概率极可能是“零”，在确定移动终端应为在步骤106中“关闭”或停留在空闲模式后，该流程结束。
如果x1等于或大于t1，则流程跳到步骤108。如果x1大于t2，则指示存在寻呼指示符的概率极可能是“1”，在确定移动终端应为步骤110中的“打开”或从空闲模式中移出后，该流程结束。
如果x1小于t2，则流程在步骤112中宣布I1未定义，并且必须进入第二判定级113。第一级使用第一寻呼指示符，第二级使用与第一寻呼指示符相组合的第二寻呼指示符，以进一步确定移动终端是否应当唤醒。在第一级中，信号被进行粗筛(screen)，从而在第二级中对具有t1与t2之间的SNR的指示符信号进行进一步的详细审查，以达到更好的性能。在第二级中，组合x1与x2以得到x3，作为相对于另一阈值而进行检查的唯一一个标准。在步骤114中，仍然透过比较组合SNR3与T2，以确定信号是否太嘈杂而不可靠。如果SNR3小于T2，则不考虑I2，并且在步骤120中将其擦除，并且在步骤118中可以可选地将移动终端强制为“打开”。
如在步骤114中所确定的，如果SNR3等于或大于T2，则在步骤116中将x3与t3比较。如果x3等于或大于t3，则保证寻呼指示符是真实的并且可将移动终端应唤醒，并且通过在步骤118中确定移动终端应为“打开”以最小化遗漏呼叫的概率而使该流程结束。如果x3小于t3，则通过在步骤122中确定移动终端应为“关闭”而使该流程结束。无论每种方法，都可完成第二级的检查。当在步骤104中擦除第一寻呼指示符I1时，余下的流程依赖于第二寻呼指示符I2。在步骤124中，如果第二寻呼指示符I1的SNR2大于或等于T2，则流程跳到步骤126；否则，在SNR1和SNR2二者都低于它们的相应阈值T1和T2的情况下，应在步骤120中擦除I2。此时，最好唤醒移动终端，以检查在接收两个噪声寻呼指示符时是否存在寻呼。然而，其依靠于实际的设计体系和/或实现考虑。在步骤126中，如果x2小于t3，则通过在步骤122中确定移动终端应为“关闭”而终止流程；否则，通过在步骤118中确定移动终端应为“打开”而终止流程。
如上所示，通过改变作为SNR函数的阈值t1和t2，可以设计用于I1的完整判定规则。使用较低的t1以最小化遗漏比率，而使用较高的t2宣告“打开”以最小化假报警率。当归一化的测量值x1位于t1和t2之间时，在步骤112中宣告未定义状态，并且移动终端需要移到第二判定级113并收集I2，以做出更可靠的判定。只要组合SNR等于或大于T2，组合测量值x3就被用于更可靠的判定。t3也是变化的，并且通过打开移动终端而被有利地用于实现最小化遗漏比率。
图2描述了依据本发明的一个实施例的判定状态图200。判定状态图200说明了可以如果应用上面关于图1所描述的判定规则的例子。
在状态202中，假定移动终端首先进入待机模式或“睡眠模式”。在经历如路径204所指示的由定时器所调度的某个等待时间段之后，系统在接收第一寻呼指示符I1后进入状态206，其中计算x1和SNR1。如果x1太小，则确定I1“关闭”，并且系统应返回睡眠模式(如路径208所指示的)，直到下一所调度的寻呼时间。如果x1等于或大于t2，则路径209确定I1指示移动终端应为“打开”且系统应唤醒，并且转到状态212，其中，系统解码任何寻呼信道消息或进入通信业务。在解码之后，路径214进入称为IDLE的状态216，其中将快速寻呼设置为不活动的。在路径218之后的某个点，系统返回状态202以等待判定循环的下一所调度的应用。
在状态206，如果SNR1大于或等于T1并且x1小于t2(即，宣告未定义I1)或如果SNR1小于T1(即，擦除第一寻呼寻呼指示符)，在路径220使得系统进入状态222，其中系统接着等待I2。当接收I2时，路径224使得系统进入状态226，其中系统计算x3和SNR3。
如果x3小于t3，则路经228确定该系统为“关闭”，这使得系统返回状态202。如果x3等于或大于t3，则路径230确定系统为“打开”，这使得系统进入状态212，其中，系统唤醒并且等待轮到它解码任何寻呼信道消息的时机。
也就是从状态222开始，如果擦除I1，则通过路径210输入另一状态211。在接收第二寻呼指示符I2后获得SNR2和x2，并且与T2和t3进行比较，以确定移动终端是否应保持睡眠(如路径213所表示的)或唤醒(如路径215所表示的)。
图3A描述了依据本发明的一个实施例的在仅仅具有I1作为指示符的第一判定级中的第一概率密度分布图300，图3B描述了依据本发明的一个实施例的在具有组合I1和I2作为指示符的第二判定级中的第二概率密度分布图302。应该理解，通过归一化处理，如果信号不存在，则高斯概率密度分布曲线的中心应当在“0”周围，而检测信号的曲线的中心应当在“1”周围。在300和302两个图中，高斯概率密度分布曲线的左边表示SNR指示移动终端为“关闭”状态的概率，而高斯概率密度分布曲线的右边表示SNR指示“打开”状态的概率。
在图3A中，大于t2的任何x1值指示系统应为“打开”，而低于t1的任何x1值指示系统应为“关闭”。因为小于t1的任何x1将不会导致移动终端唤醒，所以阈值t1的值确定移动终端的遗漏比率。类似地，阈值t2影响假报警比率。如在图3A中所看到的，当其更接近于“1”时，假报警比率将更低。也应该认识到，在通信系统中将总是存在遗漏呼叫和假报警，并且更好的检测机制提供了一种用于控制和管理这两个重要性能基准的手段。
在图3B中，大于t3的任何x3值指示移动终端应为“打开”，而小于t3的任何x3指示移动终端应为“关闭”。通过调整t1、t2、和t3，由下式给出总体遗漏比率(PM)：
PM＝PM{(x1＜t1)or[(t1＜x1＜t2)&(x1x2＜t3)]}
(等式8)
＝PM(x1＜t1)+PM(x1x2＜t3)[PM(x1＜t2)-PM(x1＜t1)]
通过下式给出总体假报警比率(PF)：
PF＝PF{(x1＞t2)or[(t1＜x1＜t2)&(x1x2＞t3)]}
(等式9)
＝PF(x1＞t2)+PF(x1x2＞t3)[PF(x1＞t1)-PF(x1＞t2)]
移动终端与第二寻呼指示符组合的概率为：
P2nd(H1)＝[PM(x1＜t2)-PM(x1＜t1)]，当实际发送“1”时
P2nd(H0)＝[PF(x1＞t1)-PF(x1＞t2)]，当实际发送“0”时   (等式10)
这样，在加性白高斯噪声(AWGN，Additive White Gaussian Noise)条件下，使用右端的概率，通过下式给出在x小于给定阈值条件下的遗漏的概率：
$P_M(x<t)=Q\left((1-t)\sqrt{\mathrm{SNR}}\right)$(等式11)
而在x大于给定阈值条件下的假报警的概率被给定为：
$P_F(x>t)=Q\left(t\sqrt{\mathrm{SNR}}\right)$(等式12)
可以通过各种方法获得阈值。例如，它们可以被导出为：
$t_1=1-\frac{Q^{-1}\left(P_M(x<t_1)\right)}{\sqrt{\mathrm{SNR}1}}$(等式13)
$t_2=\frac{Q^{-1}\left(P_F(x>t_2)\right)}{\sqrt{\mathrm{SNR}1}}$(等式14)
$t_3=1-\frac{Q^{-1}\left(\right({\alpha }_{m2})}{\sqrt{\mathrm{SNR}1+\mathrm{SNR}2}}$(等式15)
其中在第二级中使用的设置遗漏比率为
${\alpha }_{m2}=\frac{({\alpha }_m-P_M(x<t_1))}{Q\left((1-t2)\sqrt{\mathrm{SNR}1}\right)-Q\left((1-t1)\sqrt{\mathrm{SNR}1}\right)}$(等式16)
其中，αm是目标遗漏比率。
在瑞利平缓衰落(Rayleigh flat fading)条件下，概率为：
$P_M(x<t)=\frac{1}{2}[1-\sqrt{\frac{{\mathrm{SNR}(1-t)}^2}{1+\mathrm{SNR}{(1-t)}^2}}]$(等式17)
$P_F(x>t)=\frac{1}{2}[1-\sqrt{\frac{{\mathrm{SNR}·t}^2}{1+\mathrm{SNR}·t^2}}]$(等式18)
然后，可以得到阈值：
其中Cm＝(1-2PM(x＜t1))2      (等式19)
其中Cf＝(1-2PF(x＞t2))2      (等式20)
对于组合寻呼指示符，在瑞利平缓衰落条件下，所述概率为：
$P_M(x<t)=\frac{1}{2}[1-\sqrt{\frac{{\mathrm{SNR}(1-t)}^2{(\mathrm{SNR}{(1-t)}^2+3)}^2}{{(\mathrm{SNR}{(1-t)}^2+2)}^3}}]$(等式21)
$P_F(x>t)=\frac{1}{2}[1-\sqrt{\frac{{\mathrm{SNR}·t}^2{({\mathrm{SNR}·t}^2+3)}^2}{{({\mathrm{SNR}·t}^2+2)}^3}}]$(等式22)
可以获得阈值为：
其中Cm＝(1-2PM(x＜t3))2      (等式23)
在瑞利平缓衰落条件中的术语SNR表示平均输入SNR，可以使用等式5、6和7对其进行估计。可以看出，所述阈值是的函数。可以通过级数展开对其进行近似：
t＝c0+c1·SNRdB+c2·SNRdB2+...    (等式24)
其中，SNRdB是以dB表示的SNR，c0、c1和c2和其它类似的常数是预定系数。
基于上述级数展开方法的具体和有效的实现变化是使用分段线性表示，即：
t＝t(i)+(SNRdB-SNRdB(i))·Rs      (等式25)
其中，在该等式的线性表示中，(SNRdB(i)，t(i))是截断点，Rs是斜率。i是分段线性的段索引，且SNRdB(i)≤SNRdB≤SNRdB(i+1)，并且SNRdB是相应的SNR。可以生成查找表，并将其用于存储截断点和斜率。
本发明对于现有技术具有各种优势。使用多阈值的多级检测机制确保通信系统获得关于遗漏比率和假警报比率的最佳性能结果。此外，当确定阈值时，其被有目的地设置为SNR和/或QPR的函数。这样，检测机制相对地不依赖于各种信道条件。如上所述，虽然并不要求，但是对检测标准的测量值进行了归一化。该归一化使得其更适合于信道配置(如QPR所表示的)。所提出的发明允许通信系统用给定的遗漏比率和预定的假报警比率来配置最佳标准。
请参照图5，其是依据本发明的一个实施例的用于上述检测的系统500的示意性图。可以在任何移动终端中以各种类型的物理布局来实现系统500。该系统500包括至少两个模块：一个是接收器模块510，另一个是唤醒检测模块520。这样，接收器模块510被配置为分别通过寻呼指示符接收器502和导频信号接收器504而接收寻呼指示符和导频信号。例如，寻呼指示符接收器502可以被配置接收QPCH中的寻呼指示符，并将第一和第二寻呼指示符I1和I2传递到唤醒检测模块520。所传递的寻呼指示符包括在等式1、2和3中被表示为r1，k，l和r2，k，l的形式。此外，导频信号接收器504可以被配置为接收PCH和/或CPICH中的导频信号，并将它们发送到唤醒检测模块520中。类似地，导频信号可以包括在等式1、2和3中的a1，k，l和a2，k，l。另外，导频信号接收器504也可以传递噪声方差参数σ1，k，l和σ2，k，l，以及总共接收到的功率干扰比Ecp/Io。在该实施例中，接收器模块510可以包括传递QPR的QPR接收器506，所述QPR是快速寻呼指示符的功率和基于所接收的符号的导频信号之间的比率，且该QPR可以在多条路径中传播。本领域技术人员应当明白，QPR接收器506并不限于执行如等式1、2和3或1′、2′和3′中所描述的操作。
如图5所示，唤醒检测模块520被配置为基于接收器模块510提供的信息确定是否唤醒移动终端。在该实施例中，唤醒检测模块520还包括SNR计算器522、归一化测量标准生成器524、阈值生成器526以及控制器528。可以由SNR计算器522来计算被称为SNR1、SNR2和SNR3的寻呼指示符I1和I2的有效SNR及其组合。
在接收了QPR值、寻呼指示符和SNR值之后，归一化测量标准生成器524依据等式1、2和3或1′、2′和3′来生成测量标准x1、x2和x3。阈值生成器526向控制器528提供所有的五个阈值，T1、T2、t1、t2和t3。在该实施例中，预先确定所述阈值，以确保基于所期望的假报警和较低的遗漏比率的性能。然而本领域技术人员应当明白，可以依据移动终端周围的通信环境而动态地调节阈值。
本领域的技术人员应当明白，依据动态确定的参数，可以将多级检测降低到信号级，反之亦然。最后，通过从阈值生成器526中收集阈值，从生成器524中收集归一化的测量标准，并从SNR计算器522中收集SNR值，依据图1和/或图2中示出的实施例，控制器528可以确定是否应当唤醒移动终端。还应当明白，可以以硬件或软件手段实现各种计算器和生成器。例如，在移动终端中，可以由诸如控制器的微处理器来提供所有的处理功率。可选择地，可以用独立于控制器操作的分离硬件模块来实现某些模块。在本发明的一个实施例中，控制器528可以包括第一级单元，用于确定第一归一化指示符测量值(x1)是否在第一和第二阈值(分别为t1和t2)之间，其中，t1指示容忍遗漏呼叫的边界，t2指示容忍假报警的边界。控制器528也可以包括第二级单元，用于将基于第一和第二寻呼指示符而导出的第二归一化指示符测量值(x3)与第三阈值(t3)进行比较。为此，第一级单元可以还包括第一阈值比较单元，用于将第一归一化指示符测量值(x1)与第一阈值(t2)进行比较；第二阈值比较单元，用于将第一归一化指示符测量值(x1)与第二阈值(t2)进行比较。此外，控制器528可以包括第一SNR阈值比较单元，用于将与第一寻呼指示符(I1)对应的第一指示符信噪比强度(SNR1)与第一低阈值(T1)进行比较，以消除不可靠的第一寻呼指示符(I1)。类似地，控制器528可以包括第二SNR阈值比较单元，用于将与第二寻呼指示符(I2)对应的第二指示符信噪比强度(SNR2)与第二低阈值(T2)进行比较，以消除不可靠的第二寻呼指示符(I2)。
上面的描述提供了许多不同的实施例或用于实现本发明的不同特征的实施例。描述组件和处理的具体实施例以帮助阐明本发明。当然，这些仅仅是实施例，并不意欲背离权利要求书中所述的内容而限制本发明。
虽然此处已在一个或多个具体示例中作为实施例而解释和描述了本发明，但是其并不意欲被限制在所示出的细节中，因为在不背离本发明的精神并在权利要求书的等价物的范围和领域内的情况下，可以在其中做出各种修改和结构变化。因此，适当的是，依据本发明所附的权利要求书中所阐述的较宽范围来解释所附权利要求书。