专利名称：接收方法和接收机的制作方法
技术领域：
本发明涉及在采用码分多址方法的系统中的接收方法，在该系统中接收的传输被数字化，该接收的传输包括想要的信号和多个干扰信号，这些信号中的每一个与已知的多个码中的一个相乘，在这个方法中，至少某些会干扰想要的信号的信号被抵消，从而在干扰抵消以后可检测想要的信号。
现有技术描述本发明具体地被应用到CDMA数据通信系统。CDMA是基于扩频技术的多址接入方法，除了先前使用的FDMA和TDMA以外，CDMA最近已被使用于蜂窝无线系统。CDMA比起现有的方法有许多优点，例如，频率规划的简明性和频谱有效性。
在CDMA方法中，用户的窄带数据信号通过具有比数据信号宽得多带宽的扩频码被增扩到相对较宽的频带。在已知的测试系统中，使用了诸如1.25MHz，10MHz，和25MHz的带宽。通过增扩，数据信号被扩频到要被使用的整个频带。所有的用户同时通过相同的频带来发送。在基站与移动台之间的每个连接上使用单独的扩频码，以及不同用户的信号可在接收机中根据每个用户的扩频码而被互相区分开。打算这样地选择扩频码，以使得它们互相正交，即，它们互相不相关。
在传统实施的CDMA接收机中的相关器是与想要的信号同步的，相关器根据扩频码来识别这些信号。在接收机中，通过把数据信号与在发送步骤时相同的扩频码相乘而把数据信号恢复到原先的频带。理想地，与某些其它扩频码相乘的信号并不相关，因此不会被恢复到窄带。从想要的信号来看，它们因而呈现为噪声。目的是从多个干扰信号中间检测出想要的用户的信号。实际上，扩频码是相关的，因而其它用户的信号使得通过使接收的信号线性失真来检测想要的信号更困难。这种由用户相互造成的干扰被称为多址干扰。
已经开发了几种接收方法来消除由多址干扰造成的信号质量的恶化。这包括传统的一个用户接收和允许同时多用户检测的方法，在传统的一个用户接收中，接收的传输与线性匹配滤波器相关，它除了想要的用户的信号以外，该滤波器忽略了所有的其它信号。这可简单地实施，但它易于受到所谓的远-近现象的影响，其中接近基站的发射机可能阻塞位于更远的发射机的信号。
最佳多用户检测器(MUD)包括多个线性的匹配滤波器和一个维特比检测器。一个已知的线性多用户检测器是LS检测器(最小平方检测器)，它被称为去相关检测器。这个检测器需要所使用的码的互相关值。另外，根据最小均方误差(MMSE)准则，开发了其它的线性检测器。这些方法也类似于子空间方法，其目的是估值接收信号的信号子空间。这些方法的缺点是它随用户数目而指数地增长的复杂性。
发明概述本发明的目的是提供一种接收方法，采用这个方法可以消除已知方法的缺点。本发明的目的是提供一种接收方法和接收机，它在实施上不太复杂，并有效地从想要的信号中消除多用户干扰的影响。
这是通过采用前言中所描述的那种类型的方法达到的。这种方法的特征在于，干扰信号的数目和它们所使用的代码在接收的传输中被估值，并且从想要的信号中除去所觉察到的信号的影响。
本发明也涉及在应用码分多址方法的系统中的接收机，该接收机包括用于对接收的传输进行数字化的装置，该接收的传输包括想要的信号和干扰信号，这些信号中的每一个被与已知码组中的一个码相乘，以及该接收机包括用于从想要的信号中消除至少某些干扰信号的装置，和用于在干扰抵消后检测想要的信号的装置。按照本发明的接收机的特征在于，它包括用于在接收传输中估值干扰信号数目与它们所使用的码的装置，和用于从想要的信号中除去所觉察的信号的影响的装置。
通过本发明的方法可以得到一些优点。为达到这一点，本发明的方法只需要关于所使用的码组的信息。例如，不需要将工作的用户的码信息或用户数目通知接收机。这样，系统的信令负载不增加。本发明的方法也不易受到错误的影响。在估值时由于某种原因造成错误数量增长的情况下，信号质量不会突然改变，而是逐渐恶化。
在进行每个符号检测时，代码和工作用户的数目也不一定需要被估值，因为这些参量比起符号速度是很慢地改变的。从而，如果希望的话，所需要的处理容量可被减小。因此，本方法可以以想要的精度被应用，这完全取决于所涉及的接收机的处理容量。
附图简述下面将按照附图参照实例更详细地描述本发明，其中
图1显示了可以利用本发明的系统，图2显示了时间窗的使用，图3是显示按照本发明的接收机结构的方框图。
优选实施例描述因此本发明可被应用到采用码分多址方法的系统中，例如，应用到蜂窝无线系统中。图1显示了典型的CDMA无线系统结构的实例，其中考虑一个小区。在一个小区中，系统典型地包括一个基站100，和多个终端102到106，它们具有与基站的双向连接108到112。由所有终端使用的分开的频段被保留用于两个传输方向(下行链路和上行链路)。
在以下的例子中假定，本发明被应用到终端102。终端接收来自基站100的信号108。由于对于所有的连接使用相同的频带，终端102所接收的复合信号中也包括打算供给终端104和106的信号110和112。当发送信号时，基站用在所涉及的连接中使用的扩频码乘以要供给每个终端的信号。因此，每个连接使用互相不同的独立的扩频码，这些码这样地被选择，以使得它们互相之间的干扰尽可能小，换句话说，它们尽可能地互相正交。在任何给定时间，基站正在使用的扩频码构成一个码组。
在终端，所接收的复合信号被从射频变换到中频，以及被采样。为了找出信号分量的延时，要测量信号的冲击响应，此后，信号被加到多个现有技术的匹配滤波器，在其中，计算用于检测的适当的参量，参量数目是在M＝∑iKiLi，其中Ki和Li是指码组的数目和基站i的传播路径。因此，接收的信号包括打算用于多个终端的信号，这些信号在射频路径上多径地传播。
为了干扰抵消，接收机的用途首先是找出工作的用户数目和用户信号所乘以的代码。接收机知道基站所使用的码组。接收机根据匹配滤波器的输出确定工作用户和干扰用户的数目。存在着不同的可被应用的替换例。接收信号通过滑动观察窗被观察。这是指，选择一定数目的样本，例如十个接连的样本，并根据使用这十个样本而得到的匹配滤波器的输出而作出判决。
信号数目和所使用的代码通过由多个匹配滤波器把接收传输与已知码组的代码相关而被估值，得到的结果在预定的时间窗上(即，在样本数目的范围)进行平均，把平均的滤波器输出与预定的门限值进行比较，以及选择其功率超过预定门限值的代码。或者，如果接收机被设计用于例如抵消十个用户干扰，则定位十条最坏的超过门限值的干扰路径，并将它们包括在干扰抵消中。
在本发明的另一个替换例中，干扰信号数目和所使用的代码通过由多个匹配滤波器把接收传输与已知码组的代码相关而被估值，对于预定的时间窗，一次一个样本。得到的结果是按特定的样本以幅度的次序排列的，以及选择那些在最强的幅度中间最经常出现的代码和路径。例如，如果时间窗长度是十个样本、以及对应于任何一个代码的匹配滤波器的输出例如在四个最强幅度中间至少出现5次，则可以假定，所涉及的代码正使用于某些干扰连接中。当采用这个方法时，不需要预定的门限值。在以上的实例中，所使用的数字值正好通过一个例子给出。
当干扰连接数和连接中所使用的代码已被确定时，任务是从想要的信号中抵消干扰的影响。为此目的，在代码之间的互相关值必须通过测量的延时来计算。
在已知码组的代码之间的对于不同延时的互相关值可提前被存储在接收机的存储器中，以及当从想要的信号中除去觉察到的信号的影响时，通过使用被存储在存储器中的互相关值，对于每个码的不同延时，计算在代码之间的互相关值。另一个替换例是每当需要时就直接计算互相关值。在这种情况下，计算数增加，但另一方面，对存储器的需要少得多。
在本发明的一个实施例中，互相关矩阵的函数(例如，其逆矩阵或在已知码组的代码之间根据扩频码比特的精度的与不同延时值的互相关值)将被提前存储在接收机的存储器中。如果延时差值处在两个预存储的数值之间，则从被存储在存储器中的数值通过插值而得出正确值。
图1所显示的例子可根据终端102来一步加以研究。这样，终端102从基站接收信号108，该终端自然地知道其扩频码，而且它知道基站所使用的码组。自然地，终端也接收基站用相同频率发送的所有其它信号，在此情况下即是打算供给终端104和106的信号110和112。然而，终端102在这之前不知道这些信号的存在，而把这些信号看作为未识别的干扰。这样，在本发明的解决办法中，终端弄清楚信号数目和由它们以上述方式使用的扩频码。图2显示了这个过程。接收的复合信号通过利用滑动时间窗这样被检验。在图2中，假定时间TW窗测量十个样本。想要的信号108包括符号200到206。终端通过匹配滤波器组审查基站所使用的码组，并且观察到找到对于某个特定的扩频码的良好的相关，这些相关值相应于信号110和112。当使用其它的扩频码208，210时，高的有效数值不出现在匹配滤波器的输出中。然后，对于想要的数目的样本进行时间窗移动，以及再次地进行测量，这样地重复进行想要数目的次数。根据这些结果，终端能够得出干扰信号的数目和由它们使用的代码，并且根据这个信息，可以执行干扰抵消。
图3是显示按照本发明的接收机结构的实例的方框图。接收机包括天线300，它通过射频部件302提供接收信号给采样装置304，典型地这是模拟-数字变换器，在其中信号以想要的采样频率进行采样。采样的信号被加到滤波器组306，该滤波器组包括多个匹配滤波器。匹配滤波器可以用现有技术来实现。从采样装置304，采样的信号也被加到延时估值装置308，在其中通过使用已知的方法来计算冲击响应。估值的延时被加到滤波器组306。
在滤波器组中，接收的传输与预定的码组的代码进行相关。滤波器组的输出被加到处理装置310，后者通过使用上述的方法从接收的传输中估值干扰信号的数目和由它们使用的代码。处理装置310例如可以借助于信号或通用处理器，或替换地，借助于附加部件，优选地如程序那样地被实施，这对于本领域技术人员是显而易见的。
在处理装置310中，从滤波器组306接收的结果可因此在预定的时间窗上被平均，滤波器的平均输出可以与预定门限值比较，然后可以选择其功率超过预定门限值的代码。
按照本发明的另一个优选实施例，在处理装置310中，从滤波器组得到的结果是按特定的样本以幅度的次序排列的，以及在几个接连的测量的时间窗期间，选择在最强的幅度中间的最经常出现的代码。
而且，接收机包括用于通过使用已知的干扰抵消的方法从想要的信号中抵消所检测的信号的影响的装置312。用于干扰抵消的装置312可优选地，例如借助于信号和通用处理器按程序方式被实施。接收机也包括存储器314，它存储了具有按扩频码比特持续时间的精度的不同延时值的已知码组的代码之间的互相关值。如果延时差值处在两个存储的数值之间，则用于干扰抵消的装置312通过插值计算出正确值。
再者，接收机包括用于在干扰抵消后检测想要的信号的装置316。检测装置316可用传统方法实施。信号从检测装置被加到接收机的其它部分。
自然地，接收机也包括其它部件，例如，滤波器和放大器，这对于本领域技术人员是显而易见的。由于它们对于本发明是无关的，所以它们不被包括在图3中，也不包括在说明中。
虽然按照附图参照本例描述了本发明，但很明显，本发明不限于此，而是可以在附属权利要求中揭示的本发明性概念的范围内以许多方式被修正。
权利要求
1.在采用码分多址方法的系统中的接收方法，其中接收的传输被数字化，接收的传输包括想要的信号和多个干扰信号，这些信号每个与已知的多个码中的一个码相乘，以及在该方法中至少某些干扰信号从想要的信号中被抵消，以及在干扰抵消以后检测想要的信号，其特征在于，干扰信号的数目和由它们使用的代码在接收的传输中被估值，以及从想要的信号中抵消被检测信号的影响。
2.权利要求1中要求的方法，其特征在于，干扰信号的数目和由它们使用的代码是通过由多个匹配滤波器(306)把接收的传输与已知码组的代码进行相关而估值的，所得到的结果在预定的时间窗上进行平均，平均的输出与预定门限值进行比较，以及选择其功率超过预定门限值的代码。
3.权利要求1中要求的方法，其特征在于，干扰信号的数目和它们使用的代码是通过由多个匹配滤波器(306)把接收的传输与已知码组的代码进行相关而估值的，对于预定的时间窗，一次一个样本地进行，所得到的结果是按特定的样本以幅度的次序排列的，以及选择在最强的幅度中间最经常出现的代码。
4.权利要求1中要求的方法，其特征在于，在已知码组的代码之间的对于不同延时的互相关值可提前被存储在接收机的存储器(314)中，以及当从想要的信号中除去觉察到的信号的影响时，通过使用被存储在存储器中的互相关值，对于每个码的不同延时，计算在代码之间的互相关值。
5.权利要求4中要求的方法，其特征在于，在已知码组的代码之间对于根据扩频码比特持续时间的精度的不同延时值的互相关值可提前被存储在接收机的存储器(314)中，以及如果延时差值处在两个存储的数值之间，则通过插值得出正确值。
6.权利要求1中要求的方法，其特征在于，当从想要的信号中抵消觉察的信号的影响时，在代码之间的互相关值是对于每个码的延时差值通过使用被存储在存储器(314)中的相关值来进行计算的。
7.在采用码分多址方法的系统中的接收机，包括用于数字化所接收的传输的装置(304)，所接收的传输包括想要的信号和多个干扰信号，这些信号每个与已知的多个码的一个码相乘，以及该接收机包括用于从想要的信号中抵消至少某些干扰信号的装置(312)，以及用于在干扰抵消以后检测想要的信号的装置(316)，其特征在于，该接收机包括用于在接收的传输中估值干扰信号的数目和由它们使用的代码的装置(306，310)，以及用于从想要的信号中抵消被觉察的信号的影响的装置(312)。
8.权利要求7中要求的接收机，其特征在于，接收机还包括多个估值装置(306)，用于通过多个匹配滤波器把接收的传输与已知码组的代码进行相关；用于在预定的时间窗上平均所得到的结果的装置(310)；用于把平均的输出与预定门限值进行比较的装置(310)；以及用于选择其功率超过预定门限值的代码的装置(310)。
9.权利要求7中要求的接收机，其特征在于，接收机还包括多个估值装置(306)，用于通过多个匹配滤波器把接收的传输与已知码组的代码进行相关，对于预定的时间窗，一次一个样本地进行；用于按特定样本以幅度的次序排列所得到的结果的装置(310)；以及用于选择在最强的幅度中间最经常出现的代码的装置(310)。
10.权利要求7中要求的接收机，其特征在于，接收机还包括存储器装置(314)，用于存储在已知码组的代码之间的对于根据扩频码比特持续时间的精度的不同延时值的互相关值。
全文摘要
本发明涉及在采用码分多址方法的系统中的接收机,它包括一个用于数字化所接收的传输的装置(304)。接收的传输包括想要的信号和多个干扰信号,这些信号中的每一个与已知的多个码中的一个码相乘。为了有效地抵消多址干扰,接收机包括用于从想要的信号中抵消至少某些干扰信号的装置(312),和用于在干扰抵消以后检测想要的信号的装置(316)、用于在接收的传输中估值干扰信号的数目和由它们使用的代码的装置(306,310)、以及用于从想要的信号中抵消检测信号的影响的装置(312)。
文档编号H04B1/707GK1249868SQ98802941
公开日2000年4月5日 申请日期1998年2月25日 优先权日1997年2月28日
发明者R·维希曼, A·霍蒂恩 申请人:诺基亚流动电话有限公司