专利名称：一种用于码分多址通信系统的联合接收机的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信系统干扰抑制技术，更具体地指一种用于码分多址通信系统的联合接收机。
背景技术：
随着移动通信的发展，DS-CDMA(直接序列扩频—码分多址)获得了广泛的应用。在DS-CDMA系统中，瑞克(RAKE)接收机是一种普遍的接收机。通过对接收信号做切片级的相关，可以解扩接收信号。通常解扩值还要乘以信道衰落的估计值，以去掉信道衰落造成的接收信号相位旋转，通常此时得到的输出在硬判或软判后被送去解码。
然而在典型的多用户环境中，瑞克接收机的应用受到一定的限制存在着，这是因为CDMA是一个干扰受限系统，各个用户信号之间存在多址干扰(MultipleAccess Interference，MAI)。随着用户数的增加，多址干扰就成为CDMA通信系统的主要干扰，严重地影响了系统性能。为了消除多址干扰影响，人们在瑞克接收机的基础上，提出了利用其他用户的已知信息去消除多址干扰的多用户检测技术。多级并行干扰对消(MPIC)作为一种性能优越且可实现性较高的多用户检测方法，长期以来一直受到工程界的关注。并行干扰对消能有效的抑制CDMA系统里的多址干扰，提高系统容量、改善系统通信质量，以及提高覆盖范围，降低功控要求等优点。
传统的瑞克接收机结构中并不包括干扰对消，多个信道独立处理，而带有干扰对消结构的接收机需要利用多个信道的信息进行联合处理。通常我们把前者称为传统接收机，把后者称为联合接收机。
一个典型的联合接收机的框图如图1所示。它主要包括两个部分匹配滤波器组100和多级干扰对消模块104，其中匹配滤波器组100包括了多个独立的模块106，每个模块106是一个匹配滤波器，每个匹配滤波器主要包括三个模块101、102、103。101是多径搜索模块，它的主要作用是搜索出每个用户的多径信息，包括多径的个数和延时信息。多径搜索模块101提取出的多径信息送往解扩模块102进行解扩。解扩模块102的主要作用是利用已知的扰码信息和延时信息对接收信号做相关，将调制信息从扩频信号中提取出来。103模块是信道估计和瑞克合并模块，它的主要作用是估计复信道的衰落值，并利用此估计值补偿信号经过信道遭受的相位旋转和幅度变化。当有多径存在时，模块103还执行瑞克合并的操作，即把各径的信号按某种准则进行叠加以提高信噪比。多级干扰对消模块模块104包括有多个干扰对消单元106，多级干扰对消模块104的作用是消除用户间的相互干扰。常见的干扰对消结构有并行干扰对消(PIC)；串行干扰对消(SIC)；混合干扰对消(GSIC)；其中并行干扰对消(PIC)应用最广。
图2是典型的并行干扰对消(PIC)内部框图。其工作原理如下首先利用匹配滤波器组100输出的各信道的符号判决进行干扰再生，在得到各用户的干扰再生后可以进行进行干扰消除，从而得到了消除来自其他用户的干扰的各个用户的扩频信号。对此信号进行解扩和瑞克合并，可以得到更准确的判决。
现有联合接收机中的干扰对消模块虽然能够抑制多用户干扰，使检测性能更佳。但是由于以下的原因，现有的联合接收机结构还受到较大的制约。
第一、作为干扰对消前端的多径搜索模块是在充满多址干扰的环境中进行的，多址干扰严重地影响着系统的多径搜索的性能，从而降低解扩后信号的信噪比。
第二、解扩后信号的信噪比降低直接导致了干扰对消的效率的降低。
第三、由于干扰对消需要精确的多径延时信息，所以多径搜索性能的降低进一步影响了干扰对消的效率。
第四、干扰对消使系统工作信噪比降低，整个系统就能容纳更多的用户，但这又导致多径搜索过程被迫工作在更多的多址干扰下，性能进一步下降，成为整个基带接收机的性能瓶颈。
发明内容
针对传统的联合接收机存在的上述多址干扰过多给多径搜索性能带来的影响以及多径搜索精度下降对后端干扰对消效率缺点，本发明的目的是提供一种用于码分多址通信系统的联合接收机。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案该联合接收机包括匹配滤波器组、多级干扰对消组和多径搜索器组，匹配滤波器组接收多用户信号，输出预判决信号至多级干扰对消组，多级干扰对消组输出判决信号和干扰消除信号，其中，干扰消除信号输入至多径搜索组，多径搜索组的搜索结果再分别反馈到匹配滤波器组和多组干扰对消组。
所述的匹配滤波器组包括多个独立的匹配滤波器模块，每一匹配滤波器模块中又含有解扩模块和信道估计和瑞克合并模块；所述的多级干扰对消组包括多个干扰对消单元；所述的多径搜索器组包括多个多径搜索模块；所述的匹配滤波器组中的每一匹配滤波器模块的解扩模块利用已知的扰码信息和延时信息对多用户接收信号做相关，将调制信息从扩频信号中提取出来送至信道估计和瑞克合并模块，信道估计和瑞克合并模块估计复信道的衰落值，并利用此估计值补偿信号经过信道时发生的相位旋转和幅度变化，执行瑞克合并叠加后送到多级干扰对消组中的第一级干扰对消单元，最后一级干扰对消单元在消除了多址干扰后输出多组信号，每一组信号包含判决信号和干扰消除信号，其中干扰消除信号再分别输入至多径搜索器组中的各多径搜索器，每一多径搜索器提取多径延时信息，并将结果分别反馈至匹配滤波器组中各相应的匹配滤波器的解扩模块和多级干扰对消组中每一级干扰对消单元。
在本发明的上述联合接收机中，将多径搜索器组置于多组干扰对消组之后，使得多径搜索在消除了多址干扰的信号中进行，所得到的延时信息将更加准确，更加准确的延时信息能有效地提高解扩和干扰对消模块的性能。而解扩和干扰对消性能的提高又反作用于多径搜索，使多径搜索精度更高，从而达到一种正反馈的效应。本发明有效地提高多径搜索以及解扩和干扰对消的性能，从而提高整个接收机的性能。
图1为传统的联后接收机方框原理示意图。
图2为传统联合接收机中的干扰对消单元方框原理示意图。
图3为本发明联后接收机方框原理示意图。
具体实施例方式
在联合接收机中，为了进行CDMA信号的解扩和干扰对消，接收机需要得到信号的多径延时信息，包括多径的个数和位置，有文献表明，多径延时信息对干扰对消的效率影响很大，当误差超过1/8chip就会严重的干扰对消的性能。传统接收机中，多径搜索是完全在解扩之前进行的，所以多径搜索的性能也受多址干扰的影响，在各用户信号之间存在的多址干扰比较严重的情况下，整个系统的性能将主要的受制于多径搜索的精度。对于传统接收机，这种情况无法避免，因为进入接收机的CDMA信号是唯一可以用来进行多径搜索的信号，但是，对于带有干扰对消的联合接收机，干扰消除之后的信号可以用来进行多径搜索。由于干扰消除后的信号具有更高的信噪比，所以对它进行多径搜索可以提高搜索性能。
基于上述的考虑，本发明的联合接收机的指导思想是将多径搜索放在干扰消除之后，具体来说，本发明的联合接收机包括匹配滤波器组200、多级干扰对消组204和多径搜索器组205，匹配滤波器组200接收多用户信号r，输出预判决信号d1、d2…dk至多级干扰对消组204，多级干扰对消组204输出判决信号d1′、d2′…dk′和干扰消除信号r-1、r-2、…r-k，其中，干扰消除信号r-1、r-2、…r-k输入至多径搜索组205，多径搜索组205的搜索结果p1、p2…pk再分别反馈到匹配滤波器组200和多组干扰对消组204。
匹配滤波器组200包括多个独立的匹配滤波器模块201，每一匹配滤波器模块201中又含有解扩模块和信道估计和瑞克合并模块，多级干扰对消组204包括多个干扰对消单元202，多径搜索器组205包括多个多径搜索模块，匹配滤波器组200中的每一匹配滤波器模块201的解扩模块利用已知的扰码信息和延时信息对多用户接收信号做相关，将调制信息从扩频信号中提取出来送至信道估计和瑞克合并模块，信道估计和瑞克合并模块估计复信道的衰落值，并利用此估计值补偿信号经过信道时发生的相位旋转和幅度变化，当有多径存在时，执行瑞克合并叠加，即把各径的信号按某种准则进行叠加，以提高信噪比，叠加后送到多级干扰对消组204中的第一级干扰对消单元，多级干扰对消组204的作用是再生并对多用户之间的干扰，最后一级干扰对消单元在消除了多址干扰后输出多组信号，每一组信号包含判决信号和干扰消除信号，其中干扰消除信号再分别输入至多径搜索器组205中的各多径搜索器，多径搜索器组205的作用是从再生信号{r_1，r_2，...，r_K}里提取多径延时信息，由于再生信号{r_1，r_2，...，r_K}是消除了多址干扰的用户信号，所以利用它们提取出的多径信息将更加准确。每一多径搜索器提取多径延时信息，并将结果分别反馈至匹配滤波器组200中各相应的匹配滤波器201的解扩模块和多级干扰对消组204中每一级干扰对消单元202。这样就使得多径搜索在干扰对消之后进行，所以搜索的结果将更加准确。又因为解扩和干扰对消的性能都依赖于多径延时的估计精度，所以提高搜索精度意味着提高解扩的性能(解扩后信号的信噪比)和干扰对消的效率。
设 j(t)是j用户的对k用户的干扰信号。则r_k(t)=r(t)-Σj≠ks^j(t)]]>是去除干扰之后的k用户的信号。利用r_k(t)而不是r(t)作为k用户的多径搜索器的输入，将能提高多径搜索的精度。
在本发明中，多径搜索器的输入信号是多级干扰对消输出的各个用户的再生信号{r_1，r_2，r_K}，而不是解扩前的CDMA信号。
根据多径信息变化缓慢的特性，利用有一定延时的多径信息来进行解扩和干扰对消，匹配滤波器组200和多级干扰对消组204接收由多径搜索器组205提取的多径信息，由于匹配滤波器组200和多级干扰对消组204引入了处理延时T0秒，所以解扩模块和信道估计和瑞克合并模块利用到的多径信息实际上是T0秒之前信号的多径信息。由于处理延时T0一般是小于几个ms，远远小于信号多径变化的周期几十ms，所以利用T0秒前的多径信息去预测当前的多径信息是可靠的。并且，启动阶段只需要将再生干扰赋予零值，即可获得与传统联合接收机相同的效果，待接收信号稳定后(所需时间主要取决于信道估计平滑长度)，可切换到正常的干扰对消模式。
本发明的联合接收机能提高多径搜索的精度，从而提高解扩信号的信噪比和干扰对消的效率，尤其在多址干扰严重，系统工作信噪比较低时，其效果更为明显，在这种情况下，经仿真证实，本发明能提高系统性能达0.5db～1db，大约折合成13％～25％的系统容量增加。
此外，本发明的联后接收机不增加系统复杂度，仅对处理结构做一定调整。由于模块之间接口清晰，可以较容易地在传统的联合接收机上进行修改升级。
权利要求
1.一种用于码分多址通信系统的联合接收机，其特征在于该联合接收机包括匹配滤波器组、多级干扰对消组和多径搜索器组，匹配滤波器组接收多用户信号，输出预判决信号至多级干扰对消组，多级干扰对消组输出判决信号和干扰消除信号，其中，干扰消除信号输入至多径搜索组，多径搜索组的搜索结果再分别反馈到匹配滤波器组和多组干扰对消组。
2.如权利要求1所述的用于码分多址通信系统的联合接收机，其特征在于所述的匹配滤波器组包括多个独立的匹配滤波器模块，每一匹配滤波器模块中又含有解扩模块和信道估计和瑞克合并模块；所述的多级干扰对消组包括多个干扰对消单元；所述的多径搜索器组包括多个多径搜索模块；所述的匹配滤波器组中的每一匹配滤波器模块的解扩模块利用已知的扰码信息和延时信息对多用户接收信号做相关，将调制信息从扩频信号中提取出来送至信道估计和瑞克合并模块，信道估计和瑞克合并模块估计复信道的衰落值，并利用此估计值补偿信号经过信道时发生的相位旋转和幅度变化，执行瑞克合并叠加后送到多级干扰对消组中的第一级干扰对消单元，最后一级干扰对消单元在消除了多址干扰后输出多组信号，每一组信号包含判决信号和干扰消除信号，其中干扰消除信号再分别输入至多径搜索器组中的各多径搜索器，每一多径搜索器提取多径延时信息，并将结果分别反馈至匹配滤波器组中各相应的匹配滤波器的解扩模块和多级干扰对消组中每一级干扰对消单元。
全文摘要
本发明公开了一种用于码分多址通信系统的联合接收机，该联合接收机包括匹配滤波器组、多级干扰对消组和多径搜索器组，在该接收机中，将多径搜索器组置于多组干扰对消组之后，使得多径搜索在消除了多址干扰的信号中进行，所得到的延时信息将更加准确，更加准确的延时信息能有效地提高解扩和干扰对消模块的性能。而解扩和干扰对消性能的提高又反作用于多径搜索，使多径搜索精度更高，从而达到一种正反馈的效应。本发明有效地提高多径搜索以及解扩和干扰对消的性能，从而提高整个接收机的性能。
文档编号H04B1/707GK1445948SQ0211104
公开日2003年10月1日 申请日期2002年3月15日 优先权日2002年3月15日
发明者王国林, 刘宇 申请人:华为技术有限公司