專利名稱：一種用于碼分多址通信系統(tǒng)的聯(lián)合接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信系統(tǒng)干擾抑制技術(shù)，更具體地指一種用于碼分多址通信系統(tǒng)的聯(lián)合接收機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)通信的發(fā)展，DS-CDMA(直接序列擴(kuò)頻—碼分多址)獲得了廣泛的應(yīng)用。在DS-CDMA系統(tǒng)中，瑞克(RAKE)接收機(jī)是一種普遍的接收機(jī)。通過(guò)對(duì)接收信號(hào)做切片級(jí)的相關(guān)，可以解擴(kuò)接收信號(hào)。通常解擴(kuò)值還要乘以信道衰落的估計(jì)值，以去掉信道衰落造成的接收信號(hào)相位旋轉(zhuǎn)，通常此時(shí)得到的輸出在硬判或軟判后被送去解碼。
然而在典型的多用戶環(huán)境中，瑞克接收機(jī)的應(yīng)用受到一定的限制存在著，這是因?yàn)镃DMA是一個(gè)干擾受限系統(tǒng)，各個(gè)用戶信號(hào)之間存在多址干擾(MultipleAccess Interference，MAI)。隨著用戶數(shù)的增加，多址干擾就成為CDMA通信系統(tǒng)的主要干擾，嚴(yán)重地影響了系統(tǒng)性能。為了消除多址干擾影響，人們?cè)谌鹂私邮諜C(jī)的基礎(chǔ)上，提出了利用其他用戶的已知信息去消除多址干擾的多用戶檢測(cè)技術(shù)。多級(jí)并行干擾對(duì)消(MPIC)作為一種性能優(yōu)越且可實(shí)現(xiàn)性較高的多用戶檢測(cè)方法，長(zhǎng)期以來(lái)一直受到工程界的關(guān)注。并行干擾對(duì)消能有效的抑制CDMA系統(tǒng)里的多址干擾，提高系統(tǒng)容量、改善系統(tǒng)通信質(zhì)量，以及提高覆蓋范圍，降低功控要求等優(yōu)點(diǎn)。
傳統(tǒng)的瑞克接收機(jī)結(jié)構(gòu)中并不包括干擾對(duì)消，多個(gè)信道獨(dú)立處理，而帶有干擾對(duì)消結(jié)構(gòu)的接收機(jī)需要利用多個(gè)信道的信息進(jìn)行聯(lián)合處理。通常我們把前者稱為傳統(tǒng)接收機(jī)，把后者稱為聯(lián)合接收機(jī)。
一個(gè)典型的聯(lián)合接收機(jī)的框圖如圖1所示。它主要包括兩個(gè)部分匹配濾波器組100和多級(jí)干擾對(duì)消模塊104，其中匹配濾波器組100包括了多個(gè)獨(dú)立的模塊106，每個(gè)模塊106是一個(gè)匹配濾波器，每個(gè)匹配濾波器主要包括三個(gè)模塊101、102、103。101是多徑搜索模塊，它的主要作用是搜索出每個(gè)用戶的多徑信息，包括多徑的個(gè)數(shù)和延時(shí)信息。多徑搜索模塊101提取出的多徑信息送往解擴(kuò)模塊102進(jìn)行解擴(kuò)。解擴(kuò)模塊102的主要作用是利用已知的擾碼信息和延時(shí)信息對(duì)接收信號(hào)做相關(guān)，將調(diào)制信息從擴(kuò)頻信號(hào)中提取出來(lái)。103模塊是信道估計(jì)和瑞克合并模塊，它的主要作用是估計(jì)復(fù)信道的衰落值，并利用此估計(jì)值補(bǔ)償信號(hào)經(jīng)過(guò)信道遭受的相位旋轉(zhuǎn)和幅度變化。當(dāng)有多徑存在時(shí)，模塊103還執(zhí)行瑞克合并的操作，即把各徑的信號(hào)按某種準(zhǔn)則進(jìn)行疊加以提高信噪比。多級(jí)干擾對(duì)消模塊模塊104包括有多個(gè)干擾對(duì)消單元106，多級(jí)干擾對(duì)消模塊104的作用是消除用戶間的相互干擾。常見(jiàn)的干擾對(duì)消結(jié)構(gòu)有并行干擾對(duì)消(PIC)；串行干擾對(duì)消(SIC)；混合干擾對(duì)消(GSIC)；其中并行干擾對(duì)消(PIC)應(yīng)用最廣。
圖2是典型的并行干擾對(duì)消(PIC)內(nèi)部框圖。其工作原理如下首先利用匹配濾波器組100輸出的各信道的符號(hào)判決進(jìn)行干擾再生，在得到各用戶的干擾再生后可以進(jìn)行進(jìn)行干擾消除，從而得到了消除來(lái)自其他用戶的干擾的各個(gè)用戶的擴(kuò)頻信號(hào)。對(duì)此信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)和瑞克合并，可以得到更準(zhǔn)確的判決。
現(xiàn)有聯(lián)合接收機(jī)中的干擾對(duì)消模塊雖然能夠抑制多用戶干擾，使檢測(cè)性能更佳。但是由于以下的原因，現(xiàn)有的聯(lián)合接收機(jī)結(jié)構(gòu)還受到較大的制約。
第一、作為干擾對(duì)消前端的多徑搜索模塊是在充滿多址干擾的環(huán)境中進(jìn)行的，多址干擾嚴(yán)重地影響著系統(tǒng)的多徑搜索的性能，從而降低解擴(kuò)后信號(hào)的信噪比。
第二、解擴(kuò)后信號(hào)的信噪比降低直接導(dǎo)致了干擾對(duì)消的效率的降低。
第三、由于干擾對(duì)消需要精確的多徑延時(shí)信息，所以多徑搜索性能的降低進(jìn)一步影響了干擾對(duì)消的效率。
第四、干擾對(duì)消使系統(tǒng)工作信噪比降低，整個(gè)系統(tǒng)就能容納更多的用戶，但這又導(dǎo)致多徑搜索過(guò)程被迫工作在更多的多址干擾下，性能進(jìn)一步下降，成為整個(gè)基帶接收機(jī)的性能瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)傳統(tǒng)的聯(lián)合接收機(jī)存在的上述多址干擾過(guò)多給多徑搜索性能帶來(lái)的影響以及多徑搜索精度下降對(duì)后端干擾對(duì)消效率缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種用于碼分多址通信系統(tǒng)的聯(lián)合接收機(jī)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案該聯(lián)合接收機(jī)包括匹配濾波器組、多級(jí)干擾對(duì)消組和多徑搜索器組，匹配濾波器組接收多用戶信號(hào)，輸出預(yù)判決信號(hào)至多級(jí)干擾對(duì)消組，多級(jí)干擾對(duì)消組輸出判決信號(hào)和干擾消除信號(hào)，其中，干擾消除信號(hào)輸入至多徑搜索組，多徑搜索組的搜索結(jié)果再分別反饋到匹配濾波器組和多組干擾對(duì)消組。
所述的匹配濾波器組包括多個(gè)獨(dú)立的匹配濾波器模塊，每一匹配濾波器模塊中又含有解擴(kuò)模塊和信道估計(jì)和瑞克合并模塊；所述的多級(jí)干擾對(duì)消組包括多個(gè)干擾對(duì)消單元；所述的多徑搜索器組包括多個(gè)多徑搜索模塊；所述的匹配濾波器組中的每一匹配濾波器模塊的解擴(kuò)模塊利用已知的擾碼信息和延時(shí)信息對(duì)多用戶接收信號(hào)做相關(guān)，將調(diào)制信息從擴(kuò)頻信號(hào)中提取出來(lái)送至信道估計(jì)和瑞克合并模塊，信道估計(jì)和瑞克合并模塊估計(jì)復(fù)信道的衰落值，并利用此估計(jì)值補(bǔ)償信號(hào)經(jīng)過(guò)信道時(shí)發(fā)生的相位旋轉(zhuǎn)和幅度變化，執(zhí)行瑞克合并疊加后送到多級(jí)干擾對(duì)消組中的第一級(jí)干擾對(duì)消單元，最后一級(jí)干擾對(duì)消單元在消除了多址干擾后輸出多組信號(hào)，每一組信號(hào)包含判決信號(hào)和干擾消除信號(hào)，其中干擾消除信號(hào)再分別輸入至多徑搜索器組中的各多徑搜索器，每一多徑搜索器提取多徑延時(shí)信息，并將結(jié)果分別反饋至匹配濾波器組中各相應(yīng)的匹配濾波器的解擴(kuò)模塊和多級(jí)干擾對(duì)消組中每一級(jí)干擾對(duì)消單元。
在本發(fā)明的上述聯(lián)合接收機(jī)中，將多徑搜索器組置于多組干擾對(duì)消組之后，使得多徑搜索在消除了多址干擾的信號(hào)中進(jìn)行，所得到的延時(shí)信息將更加準(zhǔn)確，更加準(zhǔn)確的延時(shí)信息能有效地提高解擴(kuò)和干擾對(duì)消模塊的性能。而解擴(kuò)和干擾對(duì)消性能的提高又反作用于多徑搜索，使多徑搜索精度更高，從而達(dá)到一種正反饋的效應(yīng)。本發(fā)明有效地提高多徑搜索以及解擴(kuò)和干擾對(duì)消的性能，從而提高整個(gè)接收機(jī)的性能。


圖1為傳統(tǒng)的聯(lián)后接收機(jī)方框原理示意圖。
圖2為傳統(tǒng)聯(lián)合接收機(jī)中的干擾對(duì)消單元方框原理示意圖。
圖3為本發(fā)明聯(lián)后接收機(jī)方框原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
在聯(lián)合接收機(jī)中，為了進(jìn)行CDMA信號(hào)的解擴(kuò)和干擾對(duì)消，接收機(jī)需要得到信號(hào)的多徑延時(shí)信息，包括多徑的個(gè)數(shù)和位置，有文獻(xiàn)表明，多徑延時(shí)信息對(duì)干擾對(duì)消的效率影響很大，當(dāng)誤差超過(guò)1/8chip就會(huì)嚴(yán)重的干擾對(duì)消的性能。傳統(tǒng)接收機(jī)中，多徑搜索是完全在解擴(kuò)之前進(jìn)行的，所以多徑搜索的性能也受多址干擾的影響，在各用戶信號(hào)之間存在的多址干擾比較嚴(yán)重的情況下，整個(gè)系統(tǒng)的性能將主要的受制于多徑搜索的精度。對(duì)于傳統(tǒng)接收機(jī)，這種情況無(wú)法避免，因?yàn)檫M(jìn)入接收機(jī)的CDMA信號(hào)是唯一可以用來(lái)進(jìn)行多徑搜索的信號(hào)，但是，對(duì)于帶有干擾對(duì)消的聯(lián)合接收機(jī)，干擾消除之后的信號(hào)可以用來(lái)進(jìn)行多徑搜索。由于干擾消除后的信號(hào)具有更高的信噪比，所以對(duì)它進(jìn)行多徑搜索可以提高搜索性能。
基于上述的考慮，本發(fā)明的聯(lián)合接收機(jī)的指導(dǎo)思想是將多徑搜索放在干擾消除之后，具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的聯(lián)合接收機(jī)包括匹配濾波器組200、多級(jí)干擾對(duì)消組204和多徑搜索器組205，匹配濾波器組200接收多用戶信號(hào)r，輸出預(yù)判決信號(hào)d1、d2…dk至多級(jí)干擾對(duì)消組204，多級(jí)干擾對(duì)消組204輸出判決信號(hào)d1′、d2′…dk′和干擾消除信號(hào)r-1、r-2、…r-k，其中，干擾消除信號(hào)r-1、r-2、…r-k輸入至多徑搜索組205，多徑搜索組205的搜索結(jié)果p1、p2…pk再分別反饋到匹配濾波器組200和多組干擾對(duì)消組204。
匹配濾波器組200包括多個(gè)獨(dú)立的匹配濾波器模塊201，每一匹配濾波器模塊201中又含有解擴(kuò)模塊和信道估計(jì)和瑞克合并模塊，多級(jí)干擾對(duì)消組204包括多個(gè)干擾對(duì)消單元202，多徑搜索器組205包括多個(gè)多徑搜索模塊，匹配濾波器組200中的每一匹配濾波器模塊201的解擴(kuò)模塊利用已知的擾碼信息和延時(shí)信息對(duì)多用戶接收信號(hào)做相關(guān)，將調(diào)制信息從擴(kuò)頻信號(hào)中提取出來(lái)送至信道估計(jì)和瑞克合并模塊，信道估計(jì)和瑞克合并模塊估計(jì)復(fù)信道的衰落值，并利用此估計(jì)值補(bǔ)償信號(hào)經(jīng)過(guò)信道時(shí)發(fā)生的相位旋轉(zhuǎn)和幅度變化，當(dāng)有多徑存在時(shí)，執(zhí)行瑞克合并疊加，即把各徑的信號(hào)按某種準(zhǔn)則進(jìn)行疊加，以提高信噪比，疊加后送到多級(jí)干擾對(duì)消組204中的第一級(jí)干擾對(duì)消單元，多級(jí)干擾對(duì)消組204的作用是再生并對(duì)多用戶之間的干擾，最后一級(jí)干擾對(duì)消單元在消除了多址干擾后輸出多組信號(hào)，每一組信號(hào)包含判決信號(hào)和干擾消除信號(hào)，其中干擾消除信號(hào)再分別輸入至多徑搜索器組205中的各多徑搜索器，多徑搜索器組205的作用是從再生信號(hào){r_1，r_2，...，r_K}里提取多徑延時(shí)信息，由于再生信號(hào){r_1，r_2，...，r_K}是消除了多址干擾的用戶信號(hào)，所以利用它們提取出的多徑信息將更加準(zhǔn)確。每一多徑搜索器提取多徑延時(shí)信息，并將結(jié)果分別反饋至匹配濾波器組200中各相應(yīng)的匹配濾波器201的解擴(kuò)模塊和多級(jí)干擾對(duì)消組204中每一級(jí)干擾對(duì)消單元202。這樣就使得多徑搜索在干擾對(duì)消之后進(jìn)行，所以搜索的結(jié)果將更加準(zhǔn)確。又因?yàn)榻鈹U(kuò)和干擾對(duì)消的性能都依賴于多徑延時(shí)的估計(jì)精度，所以提高搜索精度意味著提高解擴(kuò)的性能(解擴(kuò)后信號(hào)的信噪比)和干擾對(duì)消的效率。
設(shè) j(t)是j用戶的對(duì)k用戶的干擾信號(hào)。則r_k(t)=r(t)-Σj≠ks^j(t)]]>是去除干擾之后的k用戶的信號(hào)。利用r_k(t)而不是r(t)作為k用戶的多徑搜索器的輸入，將能提高多徑搜索的精度。
在本發(fā)明中，多徑搜索器的輸入信號(hào)是多級(jí)干擾對(duì)消輸出的各個(gè)用戶的再生信號(hào){r_1，r_2，r_K}，而不是解擴(kuò)前的CDMA信號(hào)。
根據(jù)多徑信息變化緩慢的特性，利用有一定延時(shí)的多徑信息來(lái)進(jìn)行解擴(kuò)和干擾對(duì)消，匹配濾波器組200和多級(jí)干擾對(duì)消組204接收由多徑搜索器組205提取的多徑信息，由于匹配濾波器組200和多級(jí)干擾對(duì)消組204引入了處理延時(shí)T0秒，所以解擴(kuò)模塊和信道估計(jì)和瑞克合并模塊利用到的多徑信息實(shí)際上是T0秒之前信號(hào)的多徑信息。由于處理延時(shí)T0一般是小于幾個(gè)ms，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于信號(hào)多徑變化的周期幾十ms，所以利用T0秒前的多徑信息去預(yù)測(cè)當(dāng)前的多徑信息是可靠的。并且，啟動(dòng)階段只需要將再生干擾賦予零值，即可獲得與傳統(tǒng)聯(lián)合接收機(jī)相同的效果，待接收信號(hào)穩(wěn)定后(所需時(shí)間主要取決于信道估計(jì)平滑長(zhǎng)度)，可切換到正常的干擾對(duì)消模式。
本發(fā)明的聯(lián)合接收機(jī)能提高多徑搜索的精度，從而提高解擴(kuò)信號(hào)的信噪比和干擾對(duì)消的效率，尤其在多址干擾嚴(yán)重，系統(tǒng)工作信噪比較低時(shí)，其效果更為明顯，在這種情況下，經(jīng)仿真證實(shí)，本發(fā)明能提高系統(tǒng)性能達(dá)0.5db～1db，大約折合成13％～25％的系統(tǒng)容量增加。
此外，本發(fā)明的聯(lián)后接收機(jī)不增加系統(tǒng)復(fù)雜度，僅對(duì)處理結(jié)構(gòu)做一定調(diào)整。由于模塊之間接口清晰，可以較容易地在傳統(tǒng)的聯(lián)合接收機(jī)上進(jìn)行修改升級(jí)。
權(quán)利要求
1.一種用于碼分多址通信系統(tǒng)的聯(lián)合接收機(jī)，其特征在于該聯(lián)合接收機(jī)包括匹配濾波器組、多級(jí)干擾對(duì)消組和多徑搜索器組，匹配濾波器組接收多用戶信號(hào)，輸出預(yù)判決信號(hào)至多級(jí)干擾對(duì)消組，多級(jí)干擾對(duì)消組輸出判決信號(hào)和干擾消除信號(hào)，其中，干擾消除信號(hào)輸入至多徑搜索組，多徑搜索組的搜索結(jié)果再分別反饋到匹配濾波器組和多組干擾對(duì)消組。
2.如權(quán)利要求1所述的用于碼分多址通信系統(tǒng)的聯(lián)合接收機(jī)，其特征在于所述的匹配濾波器組包括多個(gè)獨(dú)立的匹配濾波器模塊，每一匹配濾波器模塊中又含有解擴(kuò)模塊和信道估計(jì)和瑞克合并模塊；所述的多級(jí)干擾對(duì)消組包括多個(gè)干擾對(duì)消單元；所述的多徑搜索器組包括多個(gè)多徑搜索模塊；所述的匹配濾波器組中的每一匹配濾波器模塊的解擴(kuò)模塊利用已知的擾碼信息和延時(shí)信息對(duì)多用戶接收信號(hào)做相關(guān)，將調(diào)制信息從擴(kuò)頻信號(hào)中提取出來(lái)送至信道估計(jì)和瑞克合并模塊，信道估計(jì)和瑞克合并模塊估計(jì)復(fù)信道的衰落值，并利用此估計(jì)值補(bǔ)償信號(hào)經(jīng)過(guò)信道時(shí)發(fā)生的相位旋轉(zhuǎn)和幅度變化，執(zhí)行瑞克合并疊加后送到多級(jí)干擾對(duì)消組中的第一級(jí)干擾對(duì)消單元，最后一級(jí)干擾對(duì)消單元在消除了多址干擾后輸出多組信號(hào)，每一組信號(hào)包含判決信號(hào)和干擾消除信號(hào)，其中干擾消除信號(hào)再分別輸入至多徑搜索器組中的各多徑搜索器，每一多徑搜索器提取多徑延時(shí)信息，并將結(jié)果分別反饋至匹配濾波器組中各相應(yīng)的匹配濾波器的解擴(kuò)模塊和多級(jí)干擾對(duì)消組中每一級(jí)干擾對(duì)消單元。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于碼分多址通信系統(tǒng)的聯(lián)合接收機(jī)，該聯(lián)合接收機(jī)包括匹配濾波器組、多級(jí)干擾對(duì)消組和多徑搜索器組，在該接收機(jī)中，將多徑搜索器組置于多組干擾對(duì)消組之后，使得多徑搜索在消除了多址干擾的信號(hào)中進(jìn)行，所得到的延時(shí)信息將更加準(zhǔn)確，更加準(zhǔn)確的延時(shí)信息能有效地提高解擴(kuò)和干擾對(duì)消模塊的性能。而解擴(kuò)和干擾對(duì)消性能的提高又反作用于多徑搜索，使多徑搜索精度更高，從而達(dá)到一種正反饋的效應(yīng)。本發(fā)明有效地提高多徑搜索以及解擴(kuò)和干擾對(duì)消的性能，從而提高整個(gè)接收機(jī)的性能。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1445948SQ0211104
公開(kāi)日2003年10月1日 申請(qǐng)日期2002年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月15日
發(fā)明者王國(guó)林, 劉宇 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司