专利名称：接收机、通信系统，以及接收方法
技术领域：
本发明涉及在使用码分多址方式的信号传输中用于提高通信质量的接收机及通信系统，以及接收方法。
背景技术：
当今，码分多址(CDMACode Division Multiple Access)作为移动通信方式得到了应用。在CDMA方式中，利用扩频码对数据信号和非数据信号(例如导频信号以及其它控制信号)在同一时间和频率上进行复用从而传输。
在这种CDMA中，各个信号使用的扩频码是相互正交的，因此在没有多径的信道中，可以在接收机中无干扰地检测出数据信号。
然而，在存在多径的信道中，由于扩频码之间的正交性受到破坏，出现了数据信号的码间干扰，还出现了由非数据信号引起的干扰，接收质量大大降低。
为了消除这种接收质量的降低，提出了使用非数据信号的接收信号副本的接收方法。首先，参照图1对这种使用非数据信号的接收信号副本的接收方法进行说明。
从发射机以码分多址方式发送的数据信号和导频信号通过多径信道在接收机10的天线13处被接收。在图1中，示出了2个路径的情况。在接收机10的第一级11中，首先由信道估计器11-2利用导频信号进行信道估计，然后，由数据信号检测器11-1利用所估计的信道估计值进行数据信号的检测(包括解扩、RAKE组合、解码等处理)。在该数据信号检测器11-1中检测出的数据信号被输出，并输入到多径干扰副本生成器11-3中。
在多径干扰副本生成器11-3中，利用所输入的数据信号和信道估计值生成各路径的数据信号的接收信号副本。另外，导频信号副本生成器11-4利用导频信号和信道估计值生成各路径的导频信号的接收信号副本。
接着，对第一路径接收信号副本进行反相，在加法器11-5中加到接收信号全体上，从而输出第二路径接收信号，对第二路径接收信号副本进行反相，在加法器11-6中加到接收信号全体上，从而输出第一路径接收信号。
所输出的第一路径和第二路径接收信号被输入到第二级12的模块，进行同样的信号检测。通过上述的多级处理，可以提高解调数据信号的质量。
非专利文献1樋口等，W-CDMA下りリンク超高速パケツト伝送におけるマルチパス干涉キヤンセラの特性評価，RCS2000-167，2000年11月17日非专利文献2P.W.Wolniansky，G.J.Foschini，G.D.Golden，P.W.Wolniansky，″V-BLASTAn architecture for Realizing Very High Data RatesOver the Rich-Scattering Wireless Channels″，ISSSE-98，Pisa Italy.
但是，上述背景技术中存在以下问题。
在接收机的第一级中，导频信号的接收信号副本的减法运算是在数据信号的检测之后进行的。因此，可以改善第二级和第二级以后的数据信号检测特性，但是在第一级的数据信号检测中，接收信号中存在由导频信号引起的干扰，因此存在信号检测特性不能得到改善的问题。
因此，本发明的目的在于提供改善了数据信号检测特性的接收机及通信系统，以及接收方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的接收机是对从发射机发送的信号中包含的数据信号进行检测的通信系统中的接收机，包括用于进行信道估计的信道估计装置；干扰信号去除装置，其利用所估计的信道估计值，生成接收信号中包含的非数据信号的接收信号副本，并从接收信号中除去非数据信号的接收信号副本；以及数据信号检测装置，其利用干扰信号去除装置的输出信号检测数据信号。
另外，干扰信号去除装置生成导频信号及控制信号中至少一方的接收信号副本，并从接收信号中除去导频信号及控制信号中至少一方的接收信号副本。
另外，具有多个接收天线，信道估计装置对各个接收天线的接收信号进行信道估计，干扰信号去除装置生成上述各个接收天线的接收信号中包含的非数据信号的接收信号副本，并分别从各接收天线的接收信号中除去非数据信号的接收信号副本。
此外，本发明的通信系统是具有发射机和用于对从发射机发送的信号中包含的数据信号进行检测的接收机的通信系统，其中接收机具有用于进行信道估计的信道估计装置；干扰信号去除装置，其利用所估计的信道估计值，生成接收信号中包含的非数据信号的接收信号副本，并从接收信号中除去非数据信号的接收信号副本；以及数据信号检测装置，其利用干扰信号去除装置的输出信号检测数据信号。
另外，本发明的接收方法是检测从发射机发送的信号中包含的数据信号的通信系统的接收机中的接收方法，包括进行信道估计的步骤；利用所估计的信道估计值，生成接收信号中包含的非数据信号的接收信号副本，并从接收信号中除去非数据信号的接收信号副本的步骤；以及利用去除了非数据信号的接收信号副本的接收信号来检测数据信号的步骤。
通过本发明的实施例，可以实现改善了数据信号检测特性的接收机和通信系统，以及接收方法。
图1是用于说明传统的接收机结构的框图。
图2是用于说明根据本发明第一实施例的通信系统中的接收机的结构的框图。
图3是用于说明根据本发明实施例的通信系统中的接收方法的流程图。
图4是用于说明根据本发明第二实施例的通信系统中的接收机的结构的框图。
图5是用于说明根据本发明第三实施例的通信系统中的接收机的结构的框图。
图6是用于说明根据本发明实施例的通信系统中的接收方法的效果的说明图。
具体实施例方式
接下来参照附图对本发明的实施例进行说明。
在用于对实施例进行说明的全部附图中，用相同的标号表示具有相同功能的要素，并省略重复的说明。
根据本发明实施例的通信系统包括发射机和接收机100。
发射机向接收机100发送包含数据信号和非数据信号的信号。接收机100基于从发射机发送的信号检测数据信号。
接下来，参照图2对本发明第一实施例的通信系统中的接收机100的构成进行说明。
根据本发明实施例的通信系统中的接收机100在第一次数据信号检测之前从接收信号全体中除去接收信号中包含的非数据信号(例如导频信号)的接收信号副本。
根据本实施例的通信系统中的接收机100包括天线103、与天线103连接的输入导频信号的信道估计器101-1、与信道估计器101-1连接的输入导频信号的导频信号副本生成器101-2、与导频信号副本生成器101-2和天线103连接的加法器101-3、与加法器101-3和信道估计器101-1连接的数据信号检测器102。在此，信道估计器101-1、导频信号副本生成器101-2和加法器101-3构成了第一级101。
在接收机100中，首先，信道估计器101-1利用从发射机发送的信号和该信号中包含的导频信号进行信道估计，把所估计的信道估计值输入到导频信号副本生成器101-2和数据信号检测器102中。
在导频信号副本生成器101-2中，利用所输入的信道估计值和导频信号生成各路径的导频信号的接收信号副本，把所生成的接收信号副本输入到加法器101-3中。在加法器101-3中，从接收信号全体中除去(减去)所输入的导频信号的接收信号副本，消除由导频信号引起的干扰。也就是说，对导频信号的接收信号副本进行反相并加到接收信号全体中。减去了导频信号的接收信号副本的接收信号被输入到数据信号检测器102中。
在数据信号检测器102中，利用输入信号(即减去了导频信号的接收信号副本的接收信号)和信道估计值，进行数据信号的检测。在此，可以经过多级进行数据信号的检测，也可以进行单级的检测。
如上所述，在根据本实施例的通信系统中的接收机100中，不是在第一次数据信号检测之后进行导频信号的接收信号副本的减法运算，而是在第一次数据信号检测之前进行导频信号的接收信号副本的减法运算，因此可以消除由导频信号引起的干扰，从而可以提高第一次数据信号检测的特性。
接下来，参照图3对本实施例的通信系统的接收机中的接收方法进行说明。
从发射机发送出的信号被接收机100的天线103接收，并被输入到信道估计器101-1。在信道估计器101-1中，利用所输入的接收信号和导频信号进行信道估计，所估计的信道估计值被输入到导频信号副本生成器101-2和数据信号检测器102中(步骤S301)。
接下来，在导频信号副本生成器101-2中，利用所输入的信道估计值和导频信号生成各路径的接收天线的导频信号的接收信号副本，针对每个路径把所生成的导频信号的接收信号副本输入到加法器101-3中(步骤S302)。
接下来，在加法器101-3中，从接收信号全体中除去(减去)所输入的导频信号的接收信号副本，把所得到的信号输入到数据信号检测器102中(步骤S303)。
接下来，在数据信号检测器102中利用输入信号进行数据信号检测(步骤S304)。
接下来，参照图4对根据本发明的第二实施例的通信系统中的接收机进行说明。
根据本实施例的通信系统中的接收机100在第一实施例中说明的接收机100中包括与天线103和信道估计器101-1连接的控制信号检测器101-3，与控制信号检测器101-3、信道估计器101-1和加法器101-3连接的控制信号副本生成器101-4。在此，信道估计器101-1、导频信号副本生成器101-2、控制信号检测器101-3、控制信号副本生成器101-4和加法器101-3构成了第一级101。
在实际通信系统中的非数据信号中存在接收机侧已知的导频信号和其它的控制信号。在接收机100中，首先，利用从发射机发送出的信号和导频信号，由信道估计器101-1进行信道估计，把所估计的信道估计值输入到控制信号检测器101-3、控制信号副本生成器101-4和导频信号副本生成器101-2。
在控制信号检测器101-3中，利用接收信号和所输入的信道估计值检测出控制信号，输出所检测的控制信号，并输入到控制信号副本生成器101-4中。
在控制信号副本生成器101-4中，利用所输入的信道估计值和控制信号生成各路径的控制信号的接收信号副本，针对每个路径把所生成的控制信号的接收信号副本输入到加法器101-4中。
另外，在导频信号副本生成器101-2中，利用所输入的信道估计值和导频信号生成各路径的导频信号的接收信号副本，把所生成的接收信号副本输入到加法器101-4中。
在加法器101-4中，从接收信号全体中除去(减去)所输入的控制信号的接收信号副本和导频信号的接收信号副本，去除由非数据信号引起的干扰。把所得到的信号输入到数据信号检测器102中。
在数据信号检测器102中，利用输入信号(即去除了控制信号和导频信号的接收信号副本的接收信号)进行数据信号检测。在此，可以通过多级来进行数据信号的检测，也可以通过单级进行。
接下来，对根据本实施例的通信系统的接收机中的接收方法进行说明。
根据本实施例的通信系统的接收机中的接收方法是在第一实施例中说明的接收方法中的步骤S301中，把信道估计值施加给导频信号副本生成器101-2，并输入到控制信号副本生成器101-3和控制信号副本生成器101-4。在该步骤S301之后还有这样的步骤利用所估计的信道估计值和接收信号检测出控制信号，利用所检测的控制信号和信道估计值生成控制信号的接收信号副本。
另外，在步骤S303中，在加法器101-3中，从接收信号全体中除去导频信号和控制信号的接收信号副本，把所得到的信号输入到数据信号检测器102中。
接下来参照图5对根据本发明第三实施例的通信系统进行说明。
根据本实施例的通信系统包括具有多个天线的发射机和接收机。
下面对发射机和接收机都具有两个天线的情况进行说明。
发射机例如从第一发射天线发送控制信号、第一发射天线用第一导频信号和第一数据信号，从第二发射天线发送第二发射天线用第二导频信号和第二数据信号。
在此，对于第一及第二数据信号使用相同的扩频码a，对于第二导频信号使用扩频码b，对于第一导频信号使用扩频码c，对于控制信号使用扩频码d，在相同的时间和频率上进行复用传输。
接收机100在第二实施例中说明的接收机100中具有分别与导频信号副本生成器101-2及控制信号副本生成器101-4连接的加法器101-4、与信道估计器101-1、控制信号检测器101-3和加法器101-4连接的天线103-2。
在此，信道估计器101-1、导频信号副本生成器101-2、控制信号检测器101-3、控制信号副本生成器101-4、加法器101-3和加法器101-4构成了第一级101。而且，天线103-1与信道估计器101-1、控制信号检测器101-3和加法器101-3连接。
在接收机100中，首先，由各接收天线103-1、103-2接收从发射机发送来的信号。接着，信道估计器101-1利用各接收天线103-1、103-2接收到的接收信号和该接收信号中包含的导频信号进行信道估计，所估计的信道估计值被输入到控制信号检测器101-3、控制信号副本生成器101-4和导频信号副本生成器101-2。
在控制信号检测器101-3中，利用接收信号和输入的信道估计值检测控制信号，输出所检测到的控制信号，并输入到控制信号副本生成器101-4中。
在控制信号副本生成器101-4中，利用所输入的信道估计值和控制信号，对于每个接收天线，生成各路径的控制信号的接收信号副本。在所生成的控制信号的接收信号副本中，由第一接收天线的接收信号得到的控制信号的接收信号副本被输入到加法器101-3，由第二接收天线的接收信号得到的控制信号的接收信号副本被输入到加法器101-4。
另外，在导频信号副本生成器101-2中，利用所输入的信道估计值和导频信号，对于每个接收天线生成各个路径的导频信号的接收信号副本。所生成的接收信号副本中，由第一接收天线的接收信号得到的导频信号的接收信号副本被输入到加法器101-3，由第二接收天线的接收信号得到的导频信号的接收信号副本被输入到加法器101-4。
在加法器101-3中，从第一接收天线的接收信号全体中除去(减去)所输入的控制信号的接收信号副本以及导频信号的接收信号副本，去除由非数据信号引起的干扰。通过该处理，仅仅输出第一接收天线的接收信号的第一数据。把该输出信号输入到数据信号检测器102中。
另外，在加法器101-4中，从第二接收天线的接收信号全体中除去(减去)所输入的控制信号的接收信号副本以及导频信号的接收信号副本，去除由非数据信号引起的干扰。通过该处理，仅仅输出第二接收天线的接收信号的第二数据。把该输出信号输入到数据信号检测器102中。
在数据信号检测器102中进行第一和第二数据的检测。在该数据信号检测器102中进行的数据信号检测中，可以使用例如V-BLAST(Vertical-Bell Laboratories Layered Space Time)等(例如，参照非专利文献2)。在此，可以经过多级进行数据信号的检测，也可以进行单级的检测。
接下来对根据本实施例的通信系统的接收机中的接收方法进行说明。
根据本实施例的通信系统的接收机中的接收方法，在第二实施例中说明的接收方法中，在步骤S301中，第一接收天线103-1、第二接收天线103-2接收从发射机发送出的信号，利用各接收天线103-1、103-2接收到的接收信号和该接收信号中包含的导频信号进行信道估计。
另外，在步骤S301之后还有以下步骤利用估计的信道估计值和各接收天线接收到的接收信号检测控制信号，利用检测出的控制信号和信道估计值，对于每个接收天线生成各个路径的控制信号的接收信号副本。
另外，在步骤S302中，利用所输入的信道估计值和导频信号，对于每个接收天线生成各个路径的导频信号的接收信号副本。
另外，在步骤S303中，从各个接收天线的接收信号全体中除去针对每个接收天线生成的各个路径中控制信号及导频信号的接收信号副本。
使用多个发射天线的信号传输与使用单个发送信号的信号传输相比，接收信号中含有更多的干扰信号。因此，通过本实施例，在数据信号检测之前，从接收信号中除去(减去)非数据信号(例如导频信号、其它控制信号)的副本，从而可以消除由非数据信号引起的干扰，由此可以提高检测出的数据信号的接收质量。
接下来说明本实施例的效果。
图6中示出了包括具有4个发射天线的发射机和具有4个接收天线的接收机的通信系统中的SNR(信噪比)对DATA Throughput特性。
在接收机中，在数据信号检测中使用BLAST，信道估计器中的信道估计是完全的。另外，使用了自适应调制/解调。
作为结果，得到由黑色圆点表示的去除(消除)了导频信号及控制信号的接收信号副本的情况下的特性，以及白色三角表示的没有去除(消除)导频信号及控制信号的接收信号副本的情况下的特性。
如图6所示，与未在数据信号检测之前从接收信号中除去导频信号及控制信号的接收信号副本的情况相比，在数据信号检测之前从接收信号中除去导频信号及控制信号的接收信号副本的情况下的数据吞吐量更大。
在本实施例的接收机中，说明了接收天线为2个的情况，但是，即使在2个以上接收天线的情况下，通过在从各接收天线的接收信号全体中除去了控制信号的接收信号副本和导频信号的接收信号副本之后进行数据信号检测，可以提高检测出的数据信号的接收质量。
另外，在本实施例的接收机中，说明了经由2个路径到达的接收信号被接收天线接收的情况，但是，即使对于经由1个路径到达的接收信号和经由2个以上路径到达的接收信号，通过在从各接收天线的接收信号全体中除去每个接收天线生成的各路径中的控制信号的接收信号副本和导频信号的接收信号副本之后进行数据信号检测，也可以提高检测出的数据信号的接收质量。
产业应用性根据本发明的接收机和通信系统以及接收方法可以应用于采用码分多址方式的通信系统。
权利要求
1.一种通信系统中的接收机(100)，用于检测所接收到的从发射机发送出的信号中包含的数据信号，其特征在于，包括信道估计装置(101-1)，用于进行信道估计并输出信道估计值；干扰信号去除装置(101-2，101-3)，其利用所述信道估计值，生成接收信号中包含的非数据信号的接收信号副本，并从所述接收信号中除去所述非数据信号的接收信号副本；以及数据信号检测装置(102)，其利用所述干扰信号去除装置的输出，检测所述的数据信号。
2.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于所述干扰信号去除装置生成导频信号和控制信号中至少一方的接收信号副本，并去除所述导频信号和控制信号中至少一方的接收信号副本。
3.根据权利要求1所述的接收机，其特征还在于，具有多个天线；其中所述信道估计装置对于各个天线接收到的接收信号进行信道估计；并且所述干扰信号去除装置生成各个天线接收到的接收信号中包含的非数据信号的接收信号副本，并从各个天线接收到的接收信号中除去所述非数据信号的接收信号副本。
4.一种通信系统，其包括发射机和用于检测所接收到的由所述发射机发出的信号中包含的数据信号的接收机(100)，所述接收机的特征在于，包括信道估计装置(101-1)，用于进行信道估计并输出信道估计值；干扰信号去除装置(101-2，101-3)，其利用所述信道估计值，生成接收信号中包含的非数据信号的接收信号副本，并从所述接收信号中除去所述非数据信号的接收信号副本；以及数据信号检测装置(102)，其利用所述干扰信号去除装置的输出，检测所述的数据信号。
5.一种通信系统中的接收机(100)中的接收方法，用于检测所接收到的从发射机发出的信号中包含的数据信号，其特征在于，包括以下步骤进行信道估计并输出信道估计值的步骤；利用所述信道估计值生成接收信号中包含的非数据信号的接收信号副本，并从所述接收信号中除去所述非数据信号的接收信号副本的步骤；以及利用所述干扰信号去除步骤的输出检测数据信号的步骤。
全文摘要
本发明的目的是提供改善了数据信号检测特性的接收机、通信系统和接收方法。本发明的接收机包括进行信道估计的信道估计装置；利用所估计的信道估计值，生成接收信号中包含的非数据信号的接收信号副本，并从接收信号中除去非数据信号的接收信号副本的干扰信号去除装置；以及利用干扰信号去除装置的输出信号检测数据信号的数据信号检测装置。
文档编号H04J13/04GK1661993SQ20051005103
公开日2005年8月31日 申请日期2005年2月25日 优先权日2004年2月27日
发明者阿部哲士 申请人:株式会社Ntt都科摩