专利名称：扩频接收器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种扩频接收器，更具体涉及一种多个用户提供多个分离多径接收组合器的扩频接收器。
在多路径环境中，所发射的无限信号被反射远离物体，使得多路径反射的无线波依据传播路径的长度在不同的时间到达接收方。在CDMA(码分多址)蜂窝通讯网络中，为了调制信号，多于一个的单元位置的发射机使用相同的PN码，并同时在相同的载波频率上发射扩频信号。其结果，移动位通过用相互延迟的相同顺序的PN码接扩频所接收到的信号从而可获得PN调制的特性，并使用所公知的分离多径接收组合器对接扩频多路径信号进行最大比的组合并产生高电平信号。因此，需要提供一种分离多径接收，其对于所接收的扩频信号可组合与传播路径数相等的分量信号。然而，所公知的是，单扩频信号的传播路径数会因信号的特定的多路径环境而发生较大的变化。
所公知的多用户扩频分离多径接收接收机包含多个解扩频器和多个分离多径接收组合器。这些分离多径接收组合器与多级用户采取一一对应的方式设置。由于在所接收的扩频信号中存在多路径分量，从而对每个用户提供固定数目的解扩频器。通常的，对每个用户提供5到10个解扩频器。由于此种的多路径分量的数量是由通过单接收机可检测到的单元位置发射机的数目(J)决定的，对多用户接收机所需要的总数为(J×M)，其中M为其用户数。
由于多路径分量数在一个扩频信号和另一个扩频信号之间存在很大的不同，如果实际的多路径分量的数目小于解扩频器数，则无法对分离多径接收的组合性能进行改进。
因此，需要减少多用户扩频分离多径接收接收机的解扩频器的数量。
本发明的一个目的在于提供一种具有数量减少的解扩频器的扩频接收器。
本发明的目的是通过在多级分离多径接收组合器中共享多个解扩频器而实现的。
根据本发明，所提供的扩频接收器包含多个分别与多个用户相关的解扩频器和多个分离多径接收组合器，并分别将多个扩频信号发送到多个用户。分配电路被提供用于所接收到的扩频信号的一个或多个多路径分量，并根据所检测的一个或多个多路径分量将解扩频器分配给分离多径接收组合器。所提供的所有的解扩频器的数目小于分离多径接收组合器的数目与每个扩频信号的可能的多路径分量的最大数的乘积，并大于所述分离多径接收组合器的数量。
在具体的方面，分配电路的结构使得将多个解扩频器分解为与所接收的扩频信号对应的多个组，每个组具有一个或多个与所检测的每个接收扩频信号的多路径分量对应的解扩频器，并将每组的解扩频器分配给分离多径接收组合器中对应的一个。
下面将结合附图对本发明进行详细的描述。
图1为根据本发明的第一实施例的用于接收扩频信号的多用户扩频接收器的方框图；图2为图1的控制处理器的工作流程图；图3为根据本发明的第二实施例的多用户扩频接收器的方框图；图4为根据本发明的第三实施例的多用户扩频接收器的方框图；图5为图4的分集控制器的详细方框图。
参考图1，其示出了为M个用户分别接收多个扩频信号的本发明的多用户CDMA(码分多址)分离多径接收接收机。从一个或多个诸如单元位置基站发射机的一个或多个发射源向扩频接收器的多个用户发射扩频信号。
由于地面特征和状况的不同，所发送的信号通过不同(长度)传播延迟时间的多个路径进行传播，或通过多路径衰落信道。对于一个给定的扩频信号，可能具有与单元位置发射机数目一样的多路径信道，或只有一个传播路径，这主要依据扩频信号的多路径环境。
在本发明第一实施例中，对多用户扩频接收器只使用一个天线10。扩频接收器包含多个解扩频器111到11k，他们都与天线10相连用于接收目的用于接收机用户的扩频信号。每个解扩频器包含一个相关器20和一个可变延迟器件21用于产生解扩频信号。
每个解扩频器的相关器20通过可变延迟元件21被提供有伪噪声码(PN)序列，用于使用PN码序列通过天线10与扩频信号相关。为了用多路径分量信号定时PN码序列，对可变延迟元件21提供由特定多路径衰减信道决定的外部提供的延迟时间值。因此，根据每个被传送的扩频信号的多路径环境对每个PN码序列至少具有一个延迟时间值。
为M个用户分别提供选择器121～12M，每个选择器具有K个分别与解扩频器111～11K的输出相连的输入端和J个输出端，其中J为单元位置发射机，或每个用户信号的最大多路径衰减信道数。分离多径接收组合器，或加法器131～13M分别与选择器121～12M相连。每个加法器13具有J个与相关选择器12的输出相连的输入端，对来自被定位的解扩频器组的输出信号进行组合，解扩频器的数目随路径的数目而发生变化，在所述路径上实际进行相关用户的扩频信号的传播。
更具体的，在每个加法器13中，通过该领域中所公知的方法使用最优系数进行加权平均和最大比组合以产生出高电平输出。需注意的是，整数K大于M而小于J×M。对多个用户分别分配伪噪声码PN1～PNM。
根据所传输扩频信号的多路径环境，将所有的解扩频器11分解为数量与用户数相对应的多个组，或分离多径接收组合器
。然而，在每组中的解扩频器的数目依据相对应的扩频信号的多路径分量的数目(即在传输期间扩频信号使用的多个传播路径)而彼此有所不同。
根据所构造的解扩频器的组，通过控制选择器12以在其K个输入端和K个输出端之间建立一个或多个连接，从而每个选择器12从一组解扩频器向相关的加法器13提供输出信号，其中相应的扩频信号的多路径分量是分离多径接收组合的。每个加法器13的输出被提供给判定装置141～14M中的一个，其中的判定装置与相关的用户相连，并将分离多径接收组合信号与判定阈值进行比较以产生出用于相关用户的解调信号。
更具体的，按照图2的流程进行控制处理器的操作。
如果接收到扩频信号(步骤201)，处理器确定所有的包括当前接收信号的接收的扩频信号(步骤202)并确定来自搜索器15的输出的当前接收的扩频信号的多路径成分的数目(步骤203)。在步骤204，控制处理器检查是否可获得分配给对应于当前接收的扩频信号的分离多径接收组合器的解扩频器。
如果在步骤204判定的结果是肯定的，流程进行到步骤205，把解扩频器分配给对应于检测的扩频信号的多路径分量的分离多径接收组合器。控制处理器返回到程序的起始点。
如果在步骤204判定的结果是否定的，流程进行到步骤206，根据每个接收的扩频信号的多路径分量数和多路径成分的相对强度将所有的解扩频器分解为与所接收的扩频信号对应的多个组，从而每个组具有一个或多个基本上与扩频信号的被检测多路径分量相对应的解扩频器。
在步骤207，控制处理器根据所构造的组将解扩频器分配给分离多径接收组合器，并返回到程序的启始点。
因此，通过M个用户共享可有效的利用所有的解扩频器11。被分配给每个用户的解扩频器的数目依据传播路径的多路径衰减环境的不同而时时发生变化。因此，在给定的时刻被分配给特定用户的解扩频器在另外一个时刻可被分配给另外一个用户。
通过多个搜索器151～15M、控制处理器16、开关17、PN码发生器18和时间数据存储器19并在选择器121～12M的帮助下完成解扩频器和延迟时间的分配。
所提供的搜索器15的数量对应于M个用户的数目。每个搜索器包含一个相关器25、将连续变化的延迟时间引入到来自PN码发生器18的相关用户的PN码的可变延迟元件26。为了搜索多路径分量，在延迟时间值的范围内周期性的对延迟时间进行扫描。用相位连续变化的每个用户的PN码对来自天线10的扩频信号进行解扩频，并当变化的相位与多路径信号分量相一致时将检测到一个或多个特征峰。
根据来自搜索器151～15M的输出信号，控制处理器16为每个用户确定要被分配的解扩频器数和要被提供到所分配的解扩频器的一个或多个延迟数据值。更具体的，控制处理器16检测在每个搜索器15i(其中i等于1，2，……M)的输出端按时间顺序出现的一个或多个特征多路径分量信号，并将所有的解扩频器分解为分别与用户相对应的M个组，在每组中的解扩频器的数目对应于相应用户的扩频信号的多路径分量的数目。控制处理器16还根据在所检测的传播路径中信号的时间位置确定每组的解扩频器的各个延迟时间值。
在预定的芯片速率，伪噪声发生器18分别对应多个用户产生多个不同的伪噪声码序列PN1到PNM，并将这些PN码分别提供给搜索器15和开关17。时间数据存储器19向开关17提供延迟时间值t1～tn。根据来自处理器16的控制信号，开关17建立PN发生器18和时间数据存储器19与解扩频器的连接，从而每组的解扩频器被提供有相关用户的PN码和延迟时间值。
因此，被分配给每个用户的解扩频器拥有用户的PN码，并分别对应针对用户的扩频信号的传播路径存储不同的延迟时间值。由于与用户相关的搜索器连续搜索特征值的多路径分量信号，开关17可被根据变化的传播路径和他们的变化的路径长度进行重组，从而先前被分配给一个用户的解扩频器被重新分配给另外一个用户。
因此，可看出本发明可节省解扩频器。如果对于每个用户信号的多路径信道的最大数(通常由可访问的单元位置发射器的数目决定)用J表示，而用A表示分配给每个用户的多路径信道的平均数，本发明的分离多径接收接收器可节省J到A个解扩频器和相关的电路。
图3为本发明的第二实施例的方框图。在此实施例中，搜索器151～15M时序输出在各个抽头延迟线路301～30M被转化为并行信号，并在比较器311～31M中与加法器121～12M的并行输出进行比较。每个比较器31的输出表示从由相应的搜索器15所检测的多路径信号恢复的实际多路径信号的时间差。将每个比较器31的输出提供给控制处理器16作为反馈信号。控制处理器16使用来自比较器31的反馈信号对开关17进行重组。由此可获得精确的反馈控制。
图4示出本发明的另外一个实施例，其中使用了多个分集天线401～40N，用于代替单个天线10。天线开关411～41K分别与解扩频器111～11K相连。每个天线开关41具有N个分别与天线401～40N相连的N个输入端，单输出端与相关解扩频器的输入相连。分集控制器42接收所有的由天线401～40N检测的信号和来自PN发生器18的用户PN码序列PN1～PNM以控制开关411～41K。
如图5中所示，分集控制器42包含多个分别与M个用户相连的搜索器单元501～50M。每个搜索器单元包含结构与图3中所使用的搜索器15相同的搜索器531～53N。搜索器单元501～50M分别被提供有PN码PN1到PNM。每个单元的搜索器531～53N分别与天线401～40N相连以用相同的PN码对各个天线信号进行解扩频，从而每个搜索器单元产生多个输出，每个输出包含为与搜索器单元相关的用户指定的系列信号多路径分量。选择器501～50M分别与搜索器单元501～50M相连用于接收相关单元的搜索器的输出信号。
每个最大选择器对所有天线的解扩频信号进行搜索并选出具有最高多路径分量强度的一个，除了确认所选的天线外还将所选信号的所有的多路径分量提供给控制器52。通过控制器52对最大选择器511～51M的输出进行分析，确定每个用户和所选天线的特征多路径分量数。控制器52通过将开关分配给所选的天线单独的控制开关411～41K，从而每个所选的天线通过多个开关41与相关的解扩频器相连。
权利要求
1.一种扩频接收器，其特征在于包含多个解扩频器(111～11K)；多个分别与多个用户相连的分离多径接收组合器(131～13M)，并分别将多个扩频信号发送到多个用户；和分配电路(121～12M，151～15M，16～19)，用于检测所接收到的扩频信号的一个或多个多路径分量，并根据所检测的一个或多个多路径分量将所述多个解扩频器分配给所述分离多径接收组合器，所述提供的所有的解扩频器的数目小于所述分离多径接收组合器的数目与每个扩频信号的可能的多路径分量的最大数的乘积，并大于所述分离多径接收组合器的数量。
2.根据权利要求1所述的扩频接收器，其特征在于所述分配电路被布置成其结构使得将所述多个解扩频器分解为与所接收的扩频信号对应的多个组，每个所述组具有一个或多个与所检测的每个接收扩频信号的多路径分量对应的解扩频器，并且将每组的解扩频器分配给所述分离多径接收组合器中对应的一个。
3.根据权利要求1所述的扩频接收器，其特征在于所述分配电路包含分别为所述多个用户提供的多个搜索器(151～15M)，每个所述的搜索器检测所述扩频信号的对应一个的多路径分量；多个被连接在所述多个解扩频器(111～11K)和所述分离多径接收组合器(131～13M)之间的选择器(121～12M)；及控制电路(16-19)，响应来自所述多个搜索器的输出信号用于将所述多个解扩频器分解为所述多个解扩频器组，并控制所述选择器，从而所述解扩频器组被通过所述选择器与所述分离多径接收组合器相连。
4.根据权利要求1所述的扩频接收器，其特征在于所述分配电路包含分别为所述多个用户提供的多个搜索器(151～15M)，每个所述的搜索器检测所接收的扩频信号的多路径分量；多个被连接在所述多个解扩频器(111～11K)和所述分离多径接收组合器(131～13M)之间的选择器(121～12M)；多个比较电路(301～30M，311～31M)，用于检测所述多个搜索器和所述多个选择器的输出信号之间的差；及控制电路(16-19)，响应由所述多个比较电路检测的差将所述多个解扩频器分解为所述多个解扩频器组，并控制所述选择器，从而所述解扩频器组被通过所述选择器与所述分离多径接收组合器相连。
5.根据权利要求3或4所述的扩频接收器，其特征在于所述控制电路包含伪噪声(PN)发生电路(18)，用于对应所述多个用户产生多个PN码序列；时间数据存储器(19)，用于存储延迟时间值；开关(17)，用于在所述PN发生电路(18)和所述时间数据存储器(19)和所述多个解扩频器(111～11K)之间建立连接；及控制处理器(16)，用于根据解扩频器的被分解的组控制所述开关(17)和所述选择器(121～12M)，从而每组的解扩频器被提供相应的一个所述PN码序列和被存储在所述时间数据存储器(19)中的一个或多个延迟时间值。
6.根据权利要求1，2，3，4或5中任何一个权利要求所述的扩频接收器，其特征在于包含多个天线(401～40N)；多个开关(411～41K)，分别与所述多个解扩频器相连，每个所述开关具有多个分别与所述天线相连的输入端和一个与相关的解扩频器相连的输出端；及分集控制电路(42)，用于控制所述开关(411～41K)，从而其中的所述的一个天线通过所述开关与所述解扩频器组的相应的一个相连。
7.一种在与多个用户相连的多个分离多径接收组合器(131～13M)之间共享多个解扩频器(111～11K)的方法，其中对多个用户分别发送多个扩频信号，所述被提供的解扩频器的数量小于所述分离多径接收组合器与扩频信号的可能的多路径分量的最大数的乘积并大于所述分离多径接收组合器的数量，该方法包含如下的步骤a)接收扩频信号；b)确定多个被接收的扩频信号；c)通过步骤a)确定所接收信号的多路径分量的数目和多路径分量的相对强度；d)确定对所述分离多径接收组合器的相应的一个是否可分配解扩频器；e)如果可以，向相应的分离多径接收组合器分配数量与所检测的多路径分量一致的解扩频器；以及f)如果不可以，根据在步骤c)确定的每个接收扩频信号的多路径分量数和每个接收扩频信号的多路径分量的相对强度将所述多个解扩频器分解为数量与接收扩频信号数相一致的多个组，其中所述的数量在步骤b)进行确定，并根据所构成的组向所述分离多径接收组合器分配解扩频器。
全文摘要
扩频接收机,包括分别与扩频信号相关的多级解扩频器、多级分离多径接收组合器。分配电路检测接收扩频信号的成分,并将解扩频器组划分为多个解扩频器组,从而被划分的组对应于所接收的扩频信号,每个组具有一个或多个多路径分量,并将每组的解扩频器分配给相应的分离多径接收组合器。所提供的所有的解扩频器的数量小于分离多径接收组合器的数量与扩频信号的可能的多路径分量的最大数的乘积而大于分离多径接收组合器的数量。
文档编号H04J13/04GK1263390SQ0010074
公开日2000年8月16日 申请日期2000年2月2日 优先权日1999年2月8日
发明者海野义博 申请人:日本电气株式会社