移动通信系统中的信号路径搜索方法及其设备的制作方法

文档序号:7931919阅读:329来源:国知局
专利名称:移动通信系统中的信号路径搜索方法及其设备的制作方法
本申请要求2001年10月6日提交的韩国申请No.P01-61666的优先权,该申请在此结合作为参考。


图1显示的是常规基站接收机的结构。
参照图1,基站的常规接收机包括用于搜索多路径信号的扫描相关器101,用于对各个路径信号的频率进行下变频并将下变频后的信号转换为数字信号的基带处理单元102,以及对于各个路径在补偿数字信号的延迟和相位后对各个信号进行组合的组合器103。
扫描相关器101获得数字信号和伪噪声码(如扰码)之间的部分相关值,以在特定的时间假设(time hypothesis)上搜索每个信号路径。如果该部分相关值超过了一个特定的阈值,那么扫描相关器就会认为在特定的时间假设上有新的信号路径存在。基站接收机为这个新路径分配新的瑞克耙指(rake finger)。在时间轴上的每个路径中,各个耙指获得码元的能量值。
组合器103对所有路径中获得的码元能量值进行最大比率组合,而解调器(图中未显示)对该最大比率组合的值进行解调。
扫描相关器101作为搜索器分配给各个天线单元,并搜索连续识别的路径。
例如,在常规3G异步宽带码分多址(WCDMA)的扫描相关器的路径搜索算法中,一个帧(假定为15个时隙)中使用的扰码周期的码片长度是38,400码片,从而对应于一个时隙的码片段为2560。如果假定某个控制信道的扩展系数为256,则在每个时间假设上为256码片的一段时间获取部分相关值,以检查存在/不存在新的信号路径。
在搜索过程中,扫描相关器将部分相关值与一个特定阈值进行比较。如果部分相关值大于该阈值,就可以判定存在新的信号路径。
在此,为满足标准中确定的假警报可能性而设定该特定阈值。如果阈值设定得过高,就会减小假警报的可能性,但是会降低检测能力。
相反,如果阈值设定得过低,就会提高假警报的可能性,但是可以提高检测能力。
同时,在3G异步WCDMA系统中,为了与扰码的同步相匹配,基站利用了反向链路专用物理数据信道(DPDCH)的专用物理控制信道(DPCCH)。如图2所示,DPCCH由下列几项构成用于估计信道信息的导频码元;包含反向链路信道的扩展系数(SF)信息的传输格式组合指示符(TFCI);反馈信息(FBI),这是包含移动台的传输分集信息的反馈信号;以及包含功率控制信息的发射功率控制(TPC)字段。这种DPCCH的一帧由15个时隙构成。
然而,根据帧的格式,为每帧发射的时隙数目可以变化,下面将举例说明。
在移动台应该执行频率间切换的情况下,基站应该生成至少一个没有数据比特的空时隙。因为该至少一个空时隙是对于每个帧按不同的模式生成的,所以每一帧所包含的时隙数目是变化的。
因此,在基站接收机进行路径搜索的过程中,即使来自移动台的发射信号经过了调制,它仍然包括其平方成分。因此,发射信号对时隙的变化数目有影响。从而,如果知道哪个时隙是空的,则可以跳过相应的时隙,而搜索有数据存在的时隙。
与现有系统一样,这种操作应用于阵列天线的各个元件。
基站包括两种搜索器。一种是随机访问信道(RACH)路径搜索器,而另一种为业务信道路径搜索器。在移动台通过上行链路信道与基站进行初始连接,即移动台通过随机访问信道(RACH)向基站发送始发呼叫或终点呼叫的情况下,基站搜索器接收至少一个RACH报头,然后通过下行链路信道为该报头发送一个确认信号。
从而,移动台把要发射的信号发送到基站。
在上述过程中,需要基站准确地搜索从移动台发来的报头。为此,基站的RACH搜索器连续地执行搜索操作。这里,搜索器具有特定尺寸的搜索窗口以搜索RACH报头。
当在移动台和基站间建立呼叫时,业务信道路径搜索器连续地进行搜索以识别是否存在新的路径。
业务信道路径搜索器根据控制器的控制信号来接收何时搜索的时间假设。业务信道路径搜索器获得特定时间假设上的部分相关值,并将部分相关值与一个阈值进行比较。如果部分相关值大于该阈值,则业务信道路径搜索器确认在特定时间假设上有新的信号路径存在。然后业务信道路径搜索器把该新路径分配给瑞克接收机的耙指。组合器对多路径信号进行组合以将接收机的性能保持在最优状态。
此时,基站利用两个分集接收天线通过组合从各个天线接收到的信号的方法来获取组合的增益。即基站接收器包括为这两个天线独立工作的搜索器。基站的调制解调器最后对通过这些天线接收到的信号进行组合。
综上所述,包含常规RACH搜索器和业务信道路径搜索器的基站利用单独的接收天线搜索器进行新信号路径搜索,而不使用接收到的信号的空间信息。从而,通过最大比率组合、根据搜索到的路径来维持基站接收机的性能。
在与现有系统的搜索器一样的搜索器被应用于采用了智能天线的系统中的情况下,通过一个天线接收到的信号的组合信号的信号-干扰噪声比率(SINR)满足链路信道所需要的信号质量,但是通过各个天线接收到的信号的每个SINR降低了。
因此,利用一个天线接收信号的方法无法避免新路径搜索性能的降低。从而,接收到的信号的码元错误率会由于为信号的优化组合进行的信号路径搜索而提高。
如果利用通过一个天线元件接收到的信号来进行路径搜索,由于接收到的信号的功率水平的降低而导致新路径搜索性能的恶化也会变得严重。从而由于很长的搜索时间,这个恶化导致瑞克接收机性能的降低。

发明内容
因此,本发明针对的是一种在具有多个阵列天线元件的移动通信系统中的信号路径搜索方法及其设备,其从根本上消除了由于现有技术的限制和不足而带来一个或若干问题。
本发明的一个目的是提供一种在具有多个阵列天线元件的移动通信系统中的信号路径搜索方法及其设备,其适于利用接收到的信号的空间信息来减少信号路径搜索所需的时间。
本发明的另一目的是提供一种在具有多个阵列天线元件的移动通信系统中的信号路径搜索方法及其设备,其适于利用接收到的信号的空间信息来提高搜索性能。
本发明其它的优点、目的和特征将部分地在后面的说明中提及,一部分则对于本领域技术人员,在对以下内容的考察后会变得明了,或者通过本发明的实践而体验到。通过说明书、权利要求书和附图中特别指出的结构,可以实现和获得本发明的目的和其它优点。
为了实现这些目的和其它优点,根据本发明的目的,正如在此作为实施例并加以广泛说明的,在具有多个阵列天线元件的移动通信系统中的信号路径搜索方法包括如下步骤(a)在特定的时间对通过天线元件接收到的信号的解扩信号进行时间处理;(b)利用第一估计相位信息值和第二估计相位信息值对经过时间处理的信号进行空间处理,其中第二估计相位信息为第一估计相位信息值中一个的轻微增加和/或减小;(c)搜索在空间处理过的信号值中的第一和第二相位信息值的每个最大值超过一个相应阈值的特定时间上存在的信号路径。
在本发明的另一方面,在具有多个阵列天线元件的移动通信系统中的信号路径搜索方法包括以下步骤(a)在一个特定时间上利用第一估计相位信息值和第二估计相位信息值来对通过天线元件接收到的信号的码片级信号进行空间处理,其中第二估计相位信息为第一估计相位信息值中一个的轻微增加和/或减小;(b)在该特定时间为每个第一和第二估计相位信息值对经过了空间处理的信号进行时间处理;(c)搜索在空间处理过的信号值中的每个第一和第二相位信息值的最大值超过一个相应阈值的特定时间上存在的信号路径。
在本发明的另一方面,在具有多个阵列天线元件的移动通信系统中的信号路径搜索设备包括时间处理器,用于在特定时间对通过天线元件接收到的信息的解扩信号进行时间处理;空间处理器,利用第一估计相位信息值和第二估计相位信息值来对经过时间处理的信号进行空间处理,其中第二估计相位信息为第一估计相位信息值中一个的轻微增加和/或减小;组合器,用于对在特定时间上搜索到的信号路径的构成波束进行组合,这个特定时间是空间处理过的信号值中的第一和第二相位信息值的每个最大值超过一个相应阈值的时间。
在本发明的另一方面,在具有多个阵列天线元件的移动通信系统中的信号路径搜索设备包括(a)空间处理器,用于在特定时间上利用第一估计相位信息值和第二估计相位信息值对通过天线元件接收到的码片级信号进行空间处理,其中第二估计相位信息为第一估计相位信息值中一个的轻微增加和/或减小;(b)时间处理器,用于在特定时间上利用第一估计相位信息值和第二估计相位信息值对经过空间处理的信号进行时间处理;(c)组合器,用于对在特定时间上搜索到的信号路径的形成波束进行组合,其中特定时间是经过时间处理的信号值中的第一和第二相位信息值的各个最大值超过相应阈值的时间。
应该理解,上面对本发明的概述及下面对本发明的详述仅仅是示例性的,它们只是为权利要求所限定的本发明提供进一步的解释。
附图帮助更好地理解本发明,并构成本申请的一部分,附图显示了本发明的实施例,并与说明书一起解释本发明的原理。附图中图1显示的是常规基站接收机的结构;图2显示的是普通上行链路信号格式;图3显示的是普通阵列天线系统中根据接收到的信号的不同到达方向而产生的程差;图4显示的是根据本发明第一优选实施例的时/空处理搜索器的结构框图;图5显示的是图4中时/空处理搜索器的搜索处理的流程图;图6显示的是根据本发明第二优选实施例的时/空处理搜索器的结构框图;以及图7显示的是图6中时/空处理搜索器的搜索处理的流程图。
通过阵列天线元件从移动台入射到基站的多路径信号被认为是平面波,因为移动台和基站之间的距离为几百米到几十公里。
换句话说,如图3所示,由于每个多路径信号伴随着其相位被平面化而入射到每个天线元件,所以每个多路径信号根据它们的入射角有不同的程差(path difference)。当多路径信号从移动台传输到基站时,多路径信号的幅值基本不变,而只有其相位角根据它们的程差而变得不同。
从而,接收机通过相邻的天线元件接收具有相同幅值、不同相位角的多路径信号。
在此,天线元件之间的距离被设定为半波(λ/2),在此情况下,天线辐射场型在宽边方向上形成波束的地方形成数量为N-1的零点(N表示天线元件的数目)。
在此情况下,在天线表面的垂直方向上获得最大增益,而在垂直方向以外的其它方向上产生小的旁瓣。为了有效地抑制多用户的干扰,通过在特定的方向角处产生零点可以将接收机处的干扰信号成分降低到最低水平。这就能够设计出一种具有显著改善的接收性能的接收机。
与此同时,根据接收信号到达的方向角来确定信号间的程差,并且由于程差而导致相位角的差异。用于估计相位角的信号跟踪矢量被称为标记矢量(signature vector)。
为每个天线元件线性增加相位角。这是由于随着天线元件的指数增加,根据所接收信号的到达方向角的信号间程差也线性地增加或减小。
比如说,如果天线元件之间的距离(d)为半波(λ/2),并且波数为2π/λ,则第一和第二天线元件之间的程差变成了dsin(θ),相角差为πsin(θ)。
如图3所示,第一和第三天线元件间的信号程差为2dsin(θ),第一和第四天线元件之间的信号程差为3dsin(θ),而第一与第N天线元件之间的信号程差为(N-1)dsin(θ)。从而,获得下列接收信号的信号跟踪矢量(以下称为标记矢量)。
a(θ)=[1,e-jπsinθ,e-j2πsinθ,e-jπ(N-1)sinθ]T
根据信号到达方向,该标记矢量表示了各个天线元件的相角差,而干扰信号随同标记矢量一起被接收。从而,如果已知该标记矢量信息,则基站接收机就能获得通过天线接收到的信号的一个组合矢量。在此,组合矢量与所需信号的入射方向相匹配。与仅使用一个天线的情况相比,从组合矢量中得到的特定信号的SINR可以提高N倍。
在本发明中,由于搜索器在搜索开始时没有关于标记矢量的任何信息,为了找出被接收信号的到达方向角,它通过按预定的度数增加或减小角度来搜索信号的方向。
当初始呼叫连接时或呼叫连接后信号路径改变时,搜索器没有关于改变后路径的标记矢量信息。从而,搜索器开始利用信号标记矢量的某一估计值来进行搜索。该搜索可以通过下面两个实施例来进行。
下列两个实施例可以应用于RACH搜索器和业务信道搜索器。第一实施例图4显示的是根据本发明第一优选实施例的时/空处理搜索器的结构框图。
图5显示的是图4中时/空处理搜索器的搜索处理的流程图。
如图4所示,搜索器包括下变频器201,用于将通过各个天线元件接收到的信号转换成基带信号;模数转换器202,用于将基带的模拟信号转换为数字信号;时间处理器203,用于计算该数字信号和扰码时偏序列的部分相关值;空间处理器204,用于将该部分相关值与预定的标记矢量进行组合以获取组合的部分相关值,并确定组合部分相关值中的最大组合部分相关值;时间假设判定器205,用于判定是否认可提供了最大组合部分相关值的时间假设;时间跟踪模块208,用于跟踪要在被认可的时间假设上重新搜索的信号的码片级定时;波束形成模块206,通过将预先调整(或固定)的权值应用于时间处理器203中计算出的部分相关值来形成波束;耙指组合模块207,通过根据时间跟踪的结果组合存在于被认可的时间假设中的路径的成形波束,从而生成波束;以及信号检测器和解码器209,用于对耙指组合模块207的输出进行检测和解码。
图5显示的是由两个步骤组成的信号路径搜索过程。一个步骤是对通过各个天线接收到的信号进行时间处理,随后利用估计的标记矢量对经过时间处理的信号进行空间处理。另一步骤是对接收信号进行空间处理,随后利用估计的标记矢量对经过空间处理的信号进行时间处理。
如图4和图5所示,本发明对于时间假设Ti,在码元级别上对从各个天线获得的部分相关值进行空间处理,从而提高搜索性能。
参照图4和图5,下面将对信号路径搜索处理进行说明。
首先,通过各个天线元件接收到的信号被转换为基带数字信号,然后经过匹配滤波器(图中未显示)使该信号与传输脉冲波形相匹配。时间处理器203通过把匹配后的数字信号乘以具有上行链路时偏序列的扰码,从而获得以码元为单元的部分相关值。换句话说,在解扩后,时间处理器利用码元值开始初始路径搜索。随后时间处理器203通过各个(即N)元件对码元的部分相关值进行平均(步骤10)(第一时间处理)。各天线元件的平均部分相关值用C=[C1~CN]来表示。
在特定的时间假设Ti上,空间处理器204通过分别组合从各个天线元件获得的平均部分相关值和下列等式2-1到2-9的9个估计信号标记矢量 从而得到9个组合部分相关值。空间处理器204用L1来代替9个组合部分相关值中的最大值。Li为 (步骤11)。“i”表示用于估计标记矢量的估计标记矢量中的一个(第一空间处理)。
比如,如果天线覆盖的区域的角度范围为120o,搜索将首先按9个阶段开始。在此第一估计标记矢量在等式2-1中给出。
a‾(θ^1)=[1,e-jπsin12,e-jπ2sin12,K,e-jπ(N-1)sin12]T]]>等式2-1显示的是假定初始入射信号的到达角度为12o时的一个估计标记矢量。另外,假定其它天线元件的到达角度是呈整数倍增长的,则其它8个估计标记矢量在下列等式2-2到2-9表示出来。
因此,每12o得到一个估计标记矢量,并且利用其中一个估计标记矢量获得要测试的时间假设Ti上的最大组合部分相关值。
a‾(θ^2)=[1,e-jπsin24,e-jπ2sin24,K,e-jπ(N-1)sin24]T]]>[等式2-3]a‾(θ^3)=[1,e-jπsin36,e-jπ2sin36,K,e-jπ(N-1)sin36]T]]>[等式2-4]a‾(θ^4)=[1,e-jπsin48,e-jπ2sin48,K,e-jπ(N-1)sin48]T]]>[等式2-5]a‾(θ^5)=[1,e-jπsin60,e-jπ2sin60,K,e-jπ(N-1)sin60]T]]>[等式2-6]a‾(θ^6)=[1,e-jπsin72,e-jπ2sin72,K,e-jπ(N-1)sin72]T]]>[等式2-7]a‾(θ^7)=[1,e-jπsin84,e-jπ2sin84,K,e-jπ(N-1)sin84]T]]>[等式2-8]a‾(θ^8)=[1,e-jπsin96,e-jπ2sin96,K,e-jπ(N-1)sin96]T]]> a‾(θ^9)=[1,e-jπsin108,e-jπ2sin108,K,e-jπ(N-1)sin108]T]]>如果L1在时间假设Ti上大于预定的阈值LTH1(步骤12),则时间假设判定器205认可时间假设Ti。该认可表示在所认可的时间假设上存在新的信号路径。随后时间假设判定器205通知空间处理器204 Ti已被认可。
如果L1不大于预定的阈值LTH1,则时间假设判定器205通知时间处理器203 Ti不被认可。时间处理器203就在时间假设T(i+1)上重新计算部分相关值。随后,空间处理器204和时间假设判定器205重复处理步骤11和12。
从而,空间处理器204在已被认可的Ti上为特定的估计标记矢量的相位角获得多个具有递减值和递增值的估计标记矢量,其中被认可的Ti是在特定时间假设Ti上最大组合部分相关值超过特定阈值LTH1的时间。然后它将具有增量相位角和减量相位角的估计标记矢量与在时间处理器203中获得的部分相关值相组合,确定并用L2的值来代替最大组合部分相关值(步骤13)(第二空间处理)。比如,如果在特定时间假设Ti上通过等式a‾(θ^3)=[1,e-jπsin36,e-jπ2sin36,K,e-jπ(N-1)sin36]T]]>获得的最大组合部分相关值大于特定阈值LTH1,则把上述等式 划分为多个具有不同相位角的估计标记矢量,并且利用下列等式3-1到3-5的估计标记矢量来进行精确搜索。
然后,确定36o为中间相位角,并且对中间相位角前后2o间距处的估计标记矢量重新开始搜索。
a‾(θ^3,1)=[1,e-jπsin32,e-jπ2sin32,K,e-jπ(N-1)sin32]T]]>[等式3-2]a‾(θ^3,2)=[1,e-jπsin34,e-jπ2sin34,K,e-jπ(N-1)sin34]T]]>[等式3-3]a‾(θ^3,3)=[1,e-jπsin36,e-jπ2sin36,K,e-jπ(N-1)sin36]T]]>[等式3-4]a‾(θ^3,4)=[1,e-jπsin38,e-jπ2sin38,K,e-jπ(N-1)sin38]T]]>[等式3-5]a‾(θ^3,5)=[1,e-jπsin40,e-jπ2sin40,K,e-jπ(N-1)sin40]T]]>用 代替L2。空间处理器204为时间假设判定器205提供被代替的值L2。在此,“i”表示用于标记矢量估计的估计标记矢量之一,“j”表示根据具有最大组合部分相关值的特定估计矢量的相位角获得的多个估计标记矢量中的一个。换句话说,在被认可的Ti上获得的估计标记矢量对于特定估计标记矢量的相位角具有递减值和递增值。
时间假设判定器205将数值L2与阈值LTH2进行比较(步骤14)。如果数值L2大于阈值LTH2,则判定器205就认可相应的时间假设Ti。该认可就可以确认在该时间假设上有新的信号路径存在,而如果估计标记矢量具有最大组合部分相关值,它将是相应路径的相位信息。同时,如果包括阵列天线的系统开始执行步骤15和16,则时间假设判定器205通知空间处理器205 Ti已被认可。然而,如果L2不大于预定的阈值LTH2,则时间假设判定器205就通知时间处理器203 Ti不被认可。时间处理器203就在时间假设T(i+1)重新计算部分相关值。随后,空间处理器204和时间假设判定器205重复处理步骤11,12,13和14。
波束形成模块206通过将预先调整(或固定)的权值应用于时间处理器203中计算的部分相关值来为每个天线元件形成波束。
时间跟踪模块208在被搜索的信号路径中跟踪扰码的时间偏移。耙指组合模块207根据时间跟踪模块208执行的时间跟踪结果,通过组合存在于被认可的时间假设中的路径的成形波束来生成波束。同时,耙指组合模块207根据被认可的时间假设和相位信息为各个天线元件按最大比率组合这些路径的波束。通过这种最大比率组合,链路信道的目的错误率就可得以改善。
同时,在时间假设的精确搜索非常重要的地方,换句话说,在接收机的信干噪比(SINR)小于系统中确定的阈值的情况下,可以假设信号链路信道,即上行链路信道或下行链路信道,的时隙由于无线电信道的特性而相互独立,从而空间处理器204在Q个时隙周期中对各个天线元件的组合部分相关值进行累加(时间/空间处理),以对存在于被认可的时间假设上的信号路径进行详尽的验证(步骤15),并用L3代替累加的组合部分相关值。
如果值L3大于新的阈值LTH3(步骤16),则时间假设判定器205认可相应的时间假设Ti(S17)。该认可就可以确认在该时间假设上有新的信号路径存在。如上所述,耙指组合模块207根据被认可的时间假设和相位信息按最大比率为各个天线元件组合路径的波束。如果L3不大于预定阈值LTH3,则时间假设判定器205通知时间处理器203 Ti不被认可。时间处理器203再次计算时间假设T(i+1)处的部分相关值。空间处理器204和时间假设判定器205重复处理步骤11,12,13,14,15和16。第二实施例图6显示的是根据本发明第二优选实施例的时/空处理搜索器的结构框图。
图7显示的是图6中时/空处理搜索器的搜索处理的流程图。
如图6所示,搜索器包括下变频器301,用于将通过各个天线元件接收到的信号转换为基带信号;模数转换器302,将基带的模拟信号转换为数字信号;空间处理器303,用于组合数字信号和估计的标记矢量,这些数字信号在解扩前的码片级信号;时间处理器304,用于计算组合信号的部分相关值和扰码的时偏序列,并确定组合信号的部分相关值中的最大组合部分相关值;时间假设判定器305,判定是否认可具有最大组合部分相关值的时间假设;时间跟踪模块308,用于在各个天线元件中跟踪要在被认可的时间假设上重新搜索的信号的码片级定时;波束形成模块306,通过将预先调整(或固定)的权值应用于时间处理器303中计算的部分相关值来形成波束;耙指组合模块307,通过根据时间跟踪的结果组合存在于认可的时间假设上的路径的成形波束来生成波束;以及信号检测器和解码器309,用于对耙指组合模块307的输出进行检测和解码。
参照图6和图7,下面将对信号路径搜索处理进行说明。
首先,用于对通过各个天线接收到的信号进行空间处理的空间处理器303将估计标记矢量 与被接收信号的码片级信号a(θ)s(t)组合,并生成如下列等式4所示的组合信号(步骤20)(空间处理)。此时,使用了多个估计标记矢量,如上述等式2-1到2-9所示。
a‾H(θ^)a‾(θ)s(t)]]>在此,“a(θ)s(t)”用S(t)表示,“H”表示共轭操作。
时间处理器304利用等式4获得被考虑的时间假设Ti处的组合信号和扰码时偏序列的部分相关值(图7中用C表示),得到所获得的部分相关值中的最大值,并用L1代替该最大值(步骤21)。
如果L1大于确定的阈值LTH1,则时间假设判定器305就假定在时间假设Ti上存在新的信号路径(步骤22)。随后,时间假设判定器305通知时间处理器304 Ti已被认可。如果L1不大于预定的阈值LTH1,则时间假设判定器305通知空间处理器303 Ti不被认可。空间处理器303重新计算估计标记矢量和码片级信号的组合信号。时间处理器304和时间假设判定器305重复处理步骤20,21和22。
为了对上述处理中获得的新信号路径候选者的时间假设进行验证,空间处理器303进入更精确的信号路径搜索过程,并且此时使用的估计标记矢量与图4中时/空间处理结构中使用的估计标记矢量一样。
也就是说,时间处理器304获得多个对于被认可的Ti上的特定估计标记矢量的相位角具有递减值和递增值的估计标记矢量,其中被认可的Ti是在该时间假设上最大组合部分相关值大于特定阈值LTH1。然后它计算组合信号和所获取的估计标记矢量的部分相关值,确定并用L2代替最大组合部分相关值(步骤23)(第二空间处理)。
比如,如果大于下列等式中显示的阈值LTH1,a‾(θ^3)=[1,e-jπsin36,e-jπ2sin36,K,e-jπ(N-1)sin36]T]]>时间处理器304为组合信号执行第二时间处理,这些组合信号在相应的时间假设Ti上被应用了等式3-1到3-5的估计标记矢量。时间处理的结果在等式4中表示出来。这个时间处理结果被称为组合部分相关值。用 代替L2。时间处理器304为时间假设判定器305提供代替的值L2。在此,“i”表示用于标记矢量估计的估计标记矢量之一,“j”表示根据具有最大组合部分相关值的特定估计矢量而划分的估计标记矢量中的一个估计标记矢量。
如果值L2大于确定的阈值LTH2,则判定器305就认可相应的时间假设Ti。该认可确认在上述时间假设上有新的信号路径存在,而如果标记矢量估计数值具有最大组合部分相关值,则它是相应路径的相位信息。同时,如果包含阵列天线的系统开始执行步骤25和26,则时间假设判定器305通知时间处理器304 Ti已被认可。然而,如果L2不大于预定的阈值LTH2,则时间假设判定器305就通知空间处理器303 Ti不被认可。空间处理器303再次计算时间假设T(i+1)处的组合信号。时间处理器304和时间假设判定器305重复处理步骤20,21,和23。波束形成模块306通过将预先调整(或固定)的权值应用于来自空间处理器303的组合信号来为每个天线元件形成波束。时间跟踪模块308在搜索到的路径中跟踪扰码的时间偏移。
耙指组合模块307根据由时间跟踪模块308执行的时间跟踪结果,通过组合存在于被认可时间假设中的路径的成形波束来生成波束。同时,耙指组合模块307根据被认可的时间假设和相位信息对于各个天线元件按最大比率组合路径的波束。通过这种最大比率组合,链路信道的目的错误率就可得以改善。
同时,在时间假设的精确搜索非常重要的地方,换句话说,在接收机的信干噪比(SINR)小于在系统中确定的阈值的情况下,可以假设信号链路信道,即上行链路信道或下行链路信道,的时隙由于无线电信道的特性而相互独立,从而时间处理器304在Q个时隙周期中对各个天线元件的组合部分相关值进行累加(时间/空间处理),以对存在于被认可的时间假设中的信号路径进行详尽的验证(步骤25),并用L3代替累加的组合部分相关值。
如果L3大于新阈值LTH3(步骤26),则时间假设判定器205认可相应的时间假设Ti(步骤27)。该认可确认在该时间假设上有新的信号路径存在。如上所述,耙指组合模块307根据被认可的时间假设和相位信息按最大比率为各个天线元件组合路径波束。如果L3不大于预定阈值LTH3,则时间假设判定器305通知空间处理器303 Ti不被认可。空间处理器303再次计算时间假设T(i+1)处的组合信号。时间处理器304和时间假设判定器305重复处理步骤20,21,22,23,24和25。
综上所述,在本发明的第二实施例中,通过各个天线元件的多路径信号的传输延迟差异几乎为‘0’,并且如果一个信号对不同路径中的其它信号产生破坏性的干扰作用,则这些信号可以被分隔到属于独立路径的信号中去。
同样,在第二实施例中,第一空间处理、时间处理以及第二空间处理可以在一个时隙期间执行。
此外,根据第二实施例,对于Q个时隙期间的验证处理,需要Q个时隙的时间,并且根据第二个实施例整个快速搜索新路径的过程可以在(1+Q)个时隙期间执行。
综上所述,根据本发明,为各个天线元件搜索路径的时候可以避免预期搜索性能的恶化,并且干扰信号可以得以抑制,所以在多用户干扰存在的环境下搜索器的性能可以得到显著的提高。
从而,瑞克接收机的性能也能得以改善。
另外,以相同的延迟搜索导致破坏性干扰的路径也成为可能。虽然这样的路径组合在通常的瑞克接收机中是不可能实现的,但是可以利用使用了空间信息的搜索器实现对可以空间分离的信号的最大比率组合,从而在恶劣的无线电信道环境下瑞克接收机的性能可以得以改善。
对于本领域的技术人员,显然本发明可以有很多改进和变化。因此,本发明涵盖各种改进和变化,只要它们落入所附权利要求及其等同物的范围内。
权利要求
1.一种具有多个阵列天线元件的移动通信系统中的信号路径搜索方法,包括以下步骤(a)将解扩信号的部分相关值应用于为信号路径估计而估计的第一相位信息值;(b)判定被应用了所述第一相位信息值的部分相关值中的第一最大值是否大于一个第一阈值;(c)如果判定第一最大值大于所述第一阈值,则根据产生所述第一最大值的第一相位信息值将所述部分相关值应用于第二相位信息值;以及(d)根据被应用了所述第二相位信息值的部分相关值中的第二最大值与一个第二阈值的比较来搜索新的信号路径。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括以下步骤如果所述第二最大值大于所述第二阈值,则可选地在多个时隙期间内累加被应用了第二相位信息值的部分相关值;以及通过比较所述累加值与一个第三阈值来确认所述新的信号路径。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二相位信息值是某个相位角的整数倍。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第二相位信息值是12度的整数倍。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二相位信息值基于特定相位角呈前后2度的间隔。
6.一种具有多个阵列天线元件的移动通信系统中的信号路径搜索方法,包括以下步骤将扩频信号应用于为路径估计而估计的第一相位信息值;判定被应用了所述第一相位信息值的扩频信号的部分相关值中的第一最大值是否大于一个第一阈值;如果判定所述第一最大值大于第一阈值,则根据产生所述第一最大值的第一相位信息值将扩频信号应用于第二相位信息值;以及根据被应用了第二相位信息值的扩频信号的部分相关值中的第二最大值与一个第二阈值的比较来搜索新的信号路径。
7.根据权利要求5所述的方法,还包括以下步骤如果所述第二最大值大于第二阈值,则可选地在多个时隙期间内累加被应用了第二相位信息值的扩频信号的部分相关值;以及通过比较所述累加值与一个第三阈值来确认所述新的信号路径。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第二相位信息值是某个相位角的整数倍。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述第二相位信息值是12度的整数倍。
10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第二相位信息值基于特定相位角呈前后2度的间隔。
11.一种具有多个阵列天线元件的移动通信系统中的信号路径搜索方法,包括以下步骤(a)在特定时间将解扩信号的部分相关值应用于为路径估计而估计的第一相位信息值;(b)判定被应用了第一相位信息值的部分相关值中的第一最大值是否大于一个第一阈值;(c)如果判定第一最大值大于第一阈值,则根据产生第一最大值的第一相位信息值将所述部分相关值应用于第二相位信息值;(d)判定被应用了第二相位信息值的部分相关值中的第二最大值是否大于一个第二阈值;(e)如果判定第二最大值大于第二阈值,则认可该特定时间;以及(f)在该特定时间搜索新的信号路径。
12.根据权利要求11所述的方法,还包括以下步骤如果第二最大值大于第二阈值,则可选地在多个时隙期间内累加被应用了第二相位信息值的部分相关值;以及通过比较所述累加值与一个第三阈值来确认所述新的信号路径。
13.一种具有多个阵列天线元件的移动通信系统中的信号路径搜索方法,包括以下步骤(a)在特定时间将扩频信号应用于为路径估计而估计的第一相位信息值;(b)判定被应用了所述第一相位信息值的扩频信号的部分相关值中的第一最大值是否大于一个第一阈值;(c)如果判定第一最大值大于第一阈值,则根据产生第一最大值的第一相位信息值将扩频信号应用于第二相位信息值;(d)判定被应用了第二相位信息值的扩频信号的部分相关值中的第二最大值是否大于一个第二阈值;(e)如果判定第二最大值大于第二阈值,则认可该特定时间;以及(f)在该特定时间搜索新的信号路径。
14.根据权利要求13所述的方法,还包括以下步骤如果第二最大值大于第二阈值,则可选地在多个时隙期间内累加被应用了第二相位信息值的扩频信号的部分相关值;以及通过比较所述累加值与一个第三阈值来确认所述新的信号路径。
15.一种具有多个阵列天线元件的移动通信系统中的信号路径搜索方法,包括以下步骤(a)在特定时间对通过天线元件接收到的信号的解扩信号进行时间处理;(b)利用第一估计相位信息值和第二估计相位信息值对经过了时间处理的信号进行空间处理,其中第二估计相位信息为第一相位信息值中一个的轻微增加和/或减小;(c)搜索在该特定时间中存在的信号路径,其中在该特定时间中空间处理过的信号值中的第一和第二相位信息值的各个最大值大于相应的阈值。
16.根据权利要求15所述的方法,如果判定第二相位信息值的空间处理信号值中的最大值大于一个预定阈值,则可选地在多个时隙期间内累加第二相位信息的空间处理信号值;以及通过比较所述累加值与一个相应的阈值来确认所述新信号路径。
17.一种具有多个阵列天线元件的移动通信系统中的信号路径搜索方法,包括以下步骤(a)在一个特定时间利用第一估计相位信息值和第二相位信息值来对通过天线元件接收到的信号的码片级信号进行空间处理,其中第二估计相位信息为第一相位信息值中一个的轻微增加和/或减小;(b)在该特定时间对各个第一和第二相位信息值的空间处理信号进行时间处理;(c)搜索在该特定时间中存在的信号路径,其中在该特定时间中经过时间处理的信号值中每个第一和第二相位信息值的最大值都大于一个相应阈值。
18.根据权利要求17所述的方法,如果判定第二相位信息值的经过时间处理的信号值中的最大值大于预定的阈值,则可选地在多个时隙期间内累加第二相位信息的经过时间处理的信号值;以及通过比较所述累加值与一个相应的阈值来确认所述新信号路径。
19.一种具有多个阵列天线元件的移动通信系统中的信号路径搜索设备,包括时间处理器,用于对特定时间中通过天线元件接收到的信号的解扩信息进行时间处理;空间处理器,利用第一估计相位信息值和第二估计相位信息值来对经过时间处理的信号进行空间处理,其中第二估计相位信息为第一相位信息值中一个的轻微增加和/或减小;组合器,用于组合在所述特定时间中搜索到的信号路径的成形波束,其中所述特定时间中空间处理后的信号值中的第一和第二相位信息值的各个最大值都大于相应的阈值。
20.根据权利要求19所述的设备,如果判定空间处理后的信号值中第二相位信息值的最大值大于预定的阈值,则空间处理器在多个时隙期间内累加第二相位信息的空间处理信号值,组合器组合通过比较所述累加值与相应的阈值而确认的信号路径的成形波束。
21.一种具有多个阵列天线元件的移动通信系统中的信号路径搜索设备,包括(a)空间处理器,利用第一估计相位信息值和第二估计相位信息值来对通过天线元件接收到的信号的码片级信号进行空间处理,其中第二估计相位信息为第一相位信息值中一个的轻微增加和/或减小;(b)时间处理器,在特定时间利用第一估计相位信息值和第二估计相位信息值对经过空间处理的信号进行时间处理;(c)组合器,组合在该特定时间中搜索到的信号路径的成形波束,其中所述的特定时间中经过时间处理的信号值中第一和第二相位信息值的各个最大值都大于相应的阈值。
22.根据权利要求21所述的设备,其特征在于,如果判定经过时间处理的信号值中第二相位信息值的最大值大于预定的阈值,则时间处理器可选地在多个时隙期间内累加第二相位信息的时间处理信号值,组合器组合在该特定时间通过比较所述累加值与相应阈值而确认的信号路径的成形波束。
23.一种具有多个阵列天线元件的移动通信系统中的信号路径搜索设备,包括(a)时间处理器,用于计算在特定时间通过天线元件接收到的信号的解扩信息的部分相关值;(b)空间处理器,将所述部分相关值应用于为信号路径估计而估计的第一估计相位信息值和第二估计相位信息值,其中第二估计相位信息值为第一相位信息值中一个的轻微增加和/或减小;(c)时间假设判定器,用于判定分别应用了第一估计相位信息值和第二估计相位信息值的部分相关值中各个第一和第二相位信息值的最大值是否大于相应的阈值;以及(d)组合器,用于组合所述特定时间中根据时间假设判定器的输出而搜索到的信号路径的成形波束。
24.根据权利要求23所述的设备,其特征在于,空间处理器可选地在多个时隙期间内累加具有第二相位信息值的部分相关值,时间假设判定器还判定该累加值是否大于一个预定阈值。
25.根据权利要求23所述的设备,其特征在于,第二相位信息值是某个相位角的整数倍。
26.根据权利要求25所述的方法,其特征在于,第二相位信息值是12度的整数倍。
27.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,所述第二相位信息值基于特定相位角呈前后2度的间隔。
28.一种具有多个阵列天线元件的移动通信系统中的信号路径搜索设备,包括空间处理器,用于在特定时间中将扩频信号应用于为估计路径而估计的第一相位信息值和第二相位信息值,其中第二估计相位信息值为第一相位信息值中一个的轻微增加和/或减小;时间处理器,用于获取分别应用了第一相位信息值和第二相位信息值的扩频信号的部分相关值;时间假设判定器,用于判定经过时间处理的信号值中第一和第二相位信息值的最大值是否大于相应的阈值;以及组合器,用于组合在所述特定时间中根据时间假设判定器的输出而搜索到的路径的成形波束。
29.根据权利要求28所述的设备,其特征在于,时间处理器可选地在多个时隙期间内累加具有第二相位信息值的信号的部分相关值,时间判定器还判定所述累加值是否大于预定的阈值。
30.根据权利要求28所述的设备,其特征在于,第二相位信息值是某个相位角的整数倍。
31.根据权利要求30所述的方法,其特征在于,第二相位信息值是12度的整数倍。
32.根据权利要求28所述的方法,其特征在于,所述第二相位信息值基于特定相位角呈前后2度的间隔。
全文摘要
公开了一种具有多个阵列天线元件的移动通信系统中的信号路径搜索方法。根据本方法和设备,利用码片级信号或码元级信号来执行路径搜索,并根据该级别来判定先执行时间处理还是执行空间处理。
文档编号H04B1/707GK1413039SQ0214432
公开日2003年4月23日 申请日期2002年10月8日 优先权日2001年10月6日
发明者金正镐 申请人:Lg电子株式会社
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