专利名称：Rake接收机的制作方法
技术领域：
本发明涉及主要用于毫微微蜂窝基站的接收机，并且尤其涉及用于接收多路径信号的rake接收机。
背景技术：
毫微微蜂窝基站是设计用于住宅或者商业部署的小的、低功率的、室内蜂窝基站。 与在这样的环境下由覆盖的宏蜂窝网络可获得的网络覆盖和容量相比，它们提供了更好的 网络覆盖和容量。此外，毫微微蜂窝基站使用宽带连接，以从运营商的网络接收数据和将数 据发送回运营商的网络(被称为“回程”)。由于毫微微蜂窝基站的覆盖范围是非常小的，用于克服信道损坏的常规的信号均 衡技术可能并不是所需要的。在信号可以采用从发射机到接收机的多个路径(被称为多路径信号)的微蜂窝和 宏蜂窝系统中，rake接收机被用于提高多路径分集，其可以在噪声限制的系统中提高容量。常规的rake接收机具有多个耙齿(finger)，在多路径信号中每个耙齿被分配给 不同的路径。每个路径馈送最大比例组合器，在这里执行延迟和相位均衡。所有耙齿被连 贯地合成以产生所有多路径成分的合成总和，从而补偿多路径传播效应。上述路径是通过执行粗略的定时搜索进行识别的，该定时搜索产生对应于多路径 延迟的定时峰值，通常提供士 1/4码片(chip)或者更好的精度。在均衡之前，该粗略定时的rake耙齿通常使用精细耙齿跟踪器进行精细时间校 正，该精细耙齿跟踪器试图识别用于接收的多路径的最佳采样点。此外，精细耙齿跟踪器系 统防止由移动设备或者用户设备(UE)的瞬时移动所引起的定时漂移的影响。
发明内容
已经认识到，在发射区半径是很小的毫微微蜂窝基站中，可能的多路径的数目是 小的，从而覆盖发射区所需要的rake耙齿的数目将是小的。此外，由于在该发射区中的用户很可能是步行，而不是在车辆中，在该毫微微蜂窝 基站中的任何移动设备或者UE的移动将是比较低的(与微或者宏蜂窝相比)。由于这个缘 故，没有必要需要精细的耙齿跟踪器来校正瞬时移动。但是，在没有精细的耙齿跟踪的情况 下，将会有来自粗略的定时搜索的采样误差。为了克服这个问题，多个rake耙齿可以被分配给相同的路径。尤其是，额外的 rake耙齿可以以小于1码片的间隔大小分配给rake接收机。这对于次最佳采样的耙齿提 供额外的能量。分配多个rake耙齿给相同的路径是可行的，因为毫微微蜂窝基站需要的耙齿的 总数是小的(由于相对小的数目的多路径)，因此，对于路径使用额外的部分耙齿不会对需 要的处理复杂性造成严重的影响。因此，提供了一种用于接收多路径信号的毫微微蜂窝基站的rake接收机，该rake接收机具有多个耙齿，其中rake接收机适用于在多路径信号中分配多个耙齿给相同的路径。优选地，该rake接收机进一步包括粗略的定时搜索器，其适用于在接收的多路径信号中识别路径。优选地，该粗略的定时搜索器通过在接收的多路径信号中检测信号峰值来识别路径。优选地，如果多路径信号是次最佳采样，粗略的定时搜索器在接收的多路径信号 中从数据样值中每个路径检测两个信号峰值。优选地，该rake接收机适用于分配耙齿给用于至少一个识别的路径的检测的信 号峰值的每个。优选地，该rake接收机进一步包括用于从粗略的定时搜索器接收指示检测的路 径的输出、并且用于控制对检测的路径的耙齿分配的控制块。优选地，每个耙齿的输出被合成以产生合成信号。优选地，每个耙齿适用于在分配给其的路径上执行延迟和相位均衡。在优选实施例中，该rake接收机用于3GPP UMTS通信网络。本发明的另一个方面提供了一种包括如上所述的rake接收机的毫微微蜂窝基 站。本发明的又一个方面提供了一种包括用于接收多路径信号的rake接收机的用户 设备，该rake接收机包括多个耙齿，并且其中当用户设备与毫微微蜂窝基站通信的时候， rake接收机适用于在多路径信号中分配多个耙齿给相同的路径。
现在将仅仅以举例的方式，参考以下的附图来描述本发明，其中图1是举例说明在多路径环境下的毫微微蜂窝基站的图；图2是rake接收机的方框图；图3是按照本发明一个方面用于毫微微蜂窝基站的rake接收机的方框图；和图4是举例说明按照本发明由rake接收机获得的性能方面的改善的一组表格。优选实施例的详细说明虽然主要地参考用于3GPP UMTS通信网络的毫微微蜂窝基站设备来描述本发明， 但应该理解，本发明适用于在通常使用rake接收机的多路径环境下使用毫微微蜂窝基站 的任何类型的第二代、第三代或者后续代蜂窝通信网络。在其他类型的网络中，毫微微蜂窝 基站可以被认为是家用基站、接入点基站或者3G接入点。图1示出了按照本发明的网络2。该网络2包括移动终端(在下面称为用户设 备)4，该移动终端4可以无线地与毫微微蜂窝基站6通信。该毫微微蜂窝基站设备6经由 宽带或者类似类型的连接10连接到因特网8，该设备6使用其去接入服务提供者网络12。虽然在图1中示出了单个用户设备4，但应该理解，毫微微蜂窝基站6典型地可以 在任何给定的时间上处理与几个用户设备4的通信。如图所示，该用户设备4和毫微微蜂窝基站6处于一个环境之中，在该环境中从用 户设备4发送的信号可以采用多个路径到达毫微微蜂窝基站6。因此，在这个例子中，除了直接路径14之外，该信号可以通过在用户设备4和毫微微蜂窝基站6附近的物体20a和 20b的反射而采用间接路径16、18。从而，该毫微微蜂窝基站6接收多路径信号。用于接收这个多路径信号的rake接收机在图2中示出。rake接收机30包括多个 耙齿，每个分配给不同的多路径信号。进入的数据样值(包括来自不同路径的信号)典型 地以至少两倍于码片速率存储在样值缓存器32中，并且还提供给粗略的定时搜索器34。该粗略的定时搜索器34接收扰码，并且将进入的数据样值和扰码相关联，以确定 粗略的定时精度(即，检测在接收信号中的峰值)。取决于无线电环境，典型地可以达到四 个不同的、至少1个码片相隔的被检测的多路径。当然，检测的路径的数目将是由无线电环 境和发射区半径确定的。该发射区半径越大，越可能需要分配更多不同的耙齿以正确地均 衡该信号。
每一个该识别的路径在rake接收机30中被分配给相应的rake耙齿。为了确保 每个rake耙齿具有最佳采样点，数据样值使用内插器36被上采样“η”次，并且存储在另一 个缓存器38中。该上采样的数据还提供给精细定时耙齿跟踪器40，其为在接收信号中识别的每个 路径确定更加精确的采样点。该精细定时耙齿跟踪器40的细节在本领域中是已知的，并且 其足以说该跟踪器40基于当前选择的“准时”耙齿和两个紧接着相邻的粗略的采样点“早” 和“晚”的比较，做出是否调整该耙齿的采样点的决定。来自粗略的定时搜索器34和精细定时耙齿跟踪器40的输出被提供给耙齿控制/ 选择模块42，其控制该缓存器38去分配相关的路径给适当的耙齿44a、44b、44c和44d (即， 分别是路径0、路径1、路径2和路径3)。该耙齿44的每个馈送相应的最大比例组合器，在 这里执行延迟和相位均衡。得到的多路径成分在加法器46中合成以产生合成信号。但是，如上所述，已经认识到，在毫微微蜂窝基站中，可能的多路径的数目很可能 是小的，从而，覆盖发射区所需的rake耙齿的数目将是小的。此外，由于在毫微微蜂窝基站 中的任何用户设备4的移动将是比较低的(与微蜂窝或者宏蜂窝相比)，不是必然地需要精 细耙齿跟踪器以校正瞬时移动。因此，为了克服来自粗略的定时搜索的采样误差(其将通过图2中的rake接收机 中精细的耙齿跟踪来克服)，多个rake耙齿可以被分配给相同的路径。这导致rake接收机比微蜂窝或者宏蜂窝基站需要的更加简单。在图3中示出了按照本发明的用于毫微微蜂窝基站的rake接收机50。如在上述 的rake接收机中，进入的数据样值(包括来自不同路径的信号)典型地以至少两倍于码片 速率存储在样值缓存器52中，并且还提供给粗略的定时搜索器54。该粗略的定时搜索器54接收扰码，并且将进入的数据样值和扰码相关联，以确定 粗略的定时精度(即，检测在接收信号中的峰值)。如前所述，取决于无线电环境，典型地可 以达到四个不同的、至少1个码片相隔的检测的多路径。该识别的路径的每一个在rake接收机50中通过耙齿控制/选择模块58分配给 相应的rake耙齿56a、56b、56c或者56d，耙齿控制/选择模块58接收来自粗略的定时搜索 器54的输出。但是，按照本发明的一个方面，由于在毫微微蜂窝基站6上接收的信号中很可能会有很少的多路径(这意味着不是所有可利用的耙齿56会分配给相应的路径)，多个耙齿 56分配给相同的路径。例如，在图3中，耙齿56a和56b分配给路径0，并且耙齿56c和56d 分配给路径1。在一个优选实施例中，耙齿56基于来自粗略的定时搜索的定时峰值进行分配，而 不是将耙齿56分配为不同的一个码片相隔的多路径。由于每个路径很可能会有两个检测 的峰值(由于采样)，假如存在足够的可利用的耙齿56，这两个都将分配给耙齿56。每个耙齿56馈送执行延迟和相位均衡的相应的最大比例组合器，并且产生的多 路径成分在加法器60中合成以产生合成信号。因此，这个rake接收机50通过以次码片(即，小于1码片)精度分配耙齿来补偿 由粗略的定时搜索产生的定时误差。这提供了不需要复杂的精细定时耙齿跟踪器的优点， 耙齿控制/选择模块42可以被简化，并且还有该接收机对定时抖动更加有弹性(这里相邻 的峰值可能另外造成耙齿控制/选择块不断地建立和删除与该抖动一致的耙齿)。在图4中的表格示出了在按照本发明的多个耙齿分配和单个耙齿分配之间的性 能方面的改善。就误码率(BER)而言的性能是针对受到加性高斯白噪声(AWGN)影响的单 个路径给出的，并且图4 (a)示出了当单个耙齿分配给该路径(没有精细耙齿跟踪器)，并且 受到1/4码片定时误差影响的时候的误码率；图4(b)示出当由1/2码片分隔的两个耙齿分 配给相同的路径(即，具有1/4码片定时误差)的时候的误码率；并且图4(c)示出了用于 最佳采样的信号(即，该路径的定时偏移是0码片)的误码率。因此，可以看出，与一个耙齿分配给路径(图4(a))相比，当两个耙齿分配给路径 (图4(b))的时候，性能显著地改善，并且几乎趋近在图4(c)中示出的最佳性能。因此，提供了一种用于毫微微蜂窝基站的rake接收机，其对采样误差鲁棒，并且 提供具有相对低水平的复杂性的改善性能。应该理解，当用户设备4是移动的时，所不希望的是对其仅仅提供如图3所示的 rake接收机，因为该用户设备4必须能够工作在多路径的数目不小(如在微蜂窝和宏蜂窝 中)的环境下。但是，按照本发明的一个方面，用户设备4可以被提供有如图2所示的rake接收 机，其可以被动态地配置以作为如图3所示的rake接收机工作。因此，在图2中的rake接 收机可以提供有另一个控制单元，其能够配置该rake接收机，使得当用户设备4与毫微微 蜂窝基站6通信的时候，在rake接收机中的粗略的定时搜索器34、内插器36、数据缓存器 38和精细定时耙齿跟踪器40被关闭，或者从该信令路径中切断。当用户设备4与微蜂窝或 者宏蜂窝通信的时候，该控制单元可以配置rake接收机，使得在rake接收机中的粗略的定 时搜索器34、内插器36、数据缓存器38和精细定时耙齿跟踪器40被接通，或者将其切换回 至信令路径。以这种方法，当用户设备4与毫微微蜂窝基站6通信的时候，在用户设备4中的该 rake接收机的功率消耗可以被减小。根据附图、公开和所附的权利要求的研究，在实施所要求保护的发明时，本领域技 术人员可以理解和影响对公开的实施例的变化。在权利要求中，该措词“包括”不排除其它 的单元或者步骤，并且不定冠词“一”或者“一个”不排除多个。单个处理器或者其它的单 元可以满足在权利要求中列举的几项的功能。在相互不同的从属权利要求中仅仅列举某些措施的事实不表示这些措施的组合不能用于产生良好效果。计算机程序可以存储/发布在 适宜的介质上，诸如光存储介质，或者与其它的硬件一起或者作为其他硬件一部分提供的 固态介质，但是，也可以以其它的形式发布，诸如经由因特网或者其它的有线或者无线电信 系统。在权利要求中任何的附图标记不应该被解释为 是限制该范围。
权利要求
一种用于毫微微蜂窝基站的rake接收机，该rake接收机用于接收多路径信号，该rake接收机包括多个耙齿，并且其中该rake接收机适用于在多路径信号中分配多个耙齿给相同的路径。
2.根据权利要求1的rake接收机，进一步包括粗略的定时搜索器，其适用于在接收的 多路径信号中识别路径。
3.根据权利要求2的rake接收机，其中粗略的定时搜索器通过在接收的多路径信号中 检测信号峰值来识别路径。
4.根据权利要求3的rake接收机，其中如果多路径信号是次最佳采样，则粗略的定时 搜索器在接收的多路径信号中从数据样值中每个路径检测两个信号峰值。
5.根据权利要求4的rake接收机，其中rake接收机适用于分配耙齿给至少一个被识 别的路径的被检测的信号峰值的每个。
6.根据权利要求5的rake接收机，进一步包括用于从粗略的定时搜索器接收指示被检 测的路径的输出，并且用于控制对检测的路径的耙齿分配的控制块。
7.根据任何先前的权利要求的rake接收机，其中每个耙齿的输出被合成以产生合成 信号。
8.根据任何先前的权利要求中的rake接收机，其中每个耙齿适用于在分配给其的路 径上执行延迟和相位均衡。
9.根据任何先前的权利要求中的rake接收机，其中该rake接收机用于3GPPUMTS通信 网络。
10.一种毫微微蜂窝基站，包括如权利要求1至9的任何一个所要求的rake接收机。
11.一种包括用于接收多路径信号的rake接收机的用户设备，rake接收机包括多个耙 齿，并且其中当用户设备与毫微微蜂窝基站通信的时候，rake接收机适用于在多路径信号 中分配多个耙齿给相同的路径。
12.根据权利要求11的用户设备，其中当该用户设备与微蜂窝或者宏蜂窝基站通信的 时候，rake接收机适用于在多路径信号中分配单个耙齿给每个路径。
全文摘要
提供了一种用于毫微微蜂窝基站的rake接收机，该rake接收机供用于接收多路径信号，该rake接收机包括多个耙齿，并且其中rake接收机适用于在多路径信号中分配多个耙齿给相同的路径。
文档编号H04B1/707GK101820300SQ20101012156
公开日2010年9月1日 申请日期2010年1月5日 优先权日2009年1月5日
发明者D·S·缪尔黑德 申请人:皮科芯片设计有限公司