CN101116260A - 扩频接收机中的干扰消除 - Google Patents

Abstract

一种在扩频接收机中消除由相干干扰源引起的干扰的方法包括以下步骤：量化(44；94)第一扩频物理信道(P－CCPCH；CPICH)上的码元中由相干干扰源(SCH)引起的第一干扰值；根据该第一干扰值计算(46，48，50；96，98，100)第二扩频信道(DPCH)上的码元中由相干干扰源引起的第二干扰值；以及对第二扩频信道上的码元施加(18；74)从第二干扰值导出的校正值。

Description

扩频接收机中的干扰消除

技术领域

本发明通常涉及无线通信系统，并且尤其涉及用于在扩频接收机中消除由相干干扰源引入的干扰的方法和设备。

背景技术

在无线通信系统、例如宽带码分多址(W-CDMA)系统中，各种信道一起被复用，并在单个频率信道上被传送。并行地，各种其它信道、例如同步信道通过公共空中链路被传送。这些信道在某些传输条件下可能引起彼此的干扰。例如，当同步信道未强制正交于其它物理信道时，同步信道可能将相干干扰引入到其它信道中。

发明内容

将希望提供一种以简单且有效的方式减少扩频系统中的信道间干扰的方法。

还将希望提供用于减少扩频系统中的信道间干扰的方法和设备，该方法和设备改善或克服已知的干扰减少方法和设备的一个或多个问题。

本发明的一个方面提供一种在扩频接收机中消除由相干干扰源引起的干扰的方法，所述方法包括以下步骤：

量化第一扩频物理信道上的码元中由相干干扰源引起的第一干扰值；

根据该第一干扰值计算第二扩频信道上的码元中由相干干扰源引起的第二干扰值；以及

对第二扩频信道上的码元施加从第二干扰值导出的校正值。

所述方法可以包括以下步骤：

确定相干干扰源与在第一扩频信道上所接收的码元之间的第一互相关；

从第一互相关和来自第一扩频信道的码元功率的估计导出缩放因子；

确定相干干扰源与在第二扩频信道上所接收的码元之间的第二互相关；

通过对第二互相关施加缩放因子来导出缩放后的第二互相关；以及

对第二扩频信道上的码元施加缩放后的互相关。

所述方法还可以包括以下步骤：

在缓冲器中存储缩放后的互相关值，用于当第一扩频信道上的码元的功率未能超过预定阈值时施加到第二扩频信道上的随后的码元。

所述方法还可以包括以下步骤：

针对每个无线电链路只确定一次第一互相关值。

所述方法还可以包括以下步骤：

针对每个无线电链路只确定一次第二互相关值，或者在与第二扩频接收机信道相关的信道化码变化时确定第二互相关值。

有利地，所述扩频接收机可以是W-CDMA接收机。

所述相干干扰源可以是在诸如W-CDMA系统中的同步信道SCH的公共控制信道上所传送的码元。

第二扩频信道可以是下行链路专用物理信道。在这种情况下，第二扩频信道可以是W-CDMA系统中的专用物理信道DPCH。

第一扩频信道可以是公共控制信道、例如W-CDMA系统中的主公共控制物理信道P-CCPCH，其中主公共控制物理通道P-CCPCH在同步信道SCH上的码元传输期间不传送码元。

在一个或多个实施例中，可以根据第一扩频物理信道上所引起的在时间上与同步信道SCH上所传送的码元交叠的码元来确定来自第一扩频信道(例如P-CCPCH)的码元功率的估计。

替代地，第一扩频信道可以是W-CDMA系统中的公共导频信道CPICH，其中公共导频信道CPICH在同步信道SCH上的码元传输期间传送码元。

在其它实施例中，可以根据第一扩频信道上的在时间上邻近于同步信道SCH上所传送的码元的一个或多个码元来确定来自第一扩频信道(例如CPICH)的码元功率的估计。

本发明的另一方面提供一种干扰信号处理模块，用于通过应用上述方法在扩频接收机中消除由相干干扰源引起的干扰。

下面的描述更详细地涉及本发明的各种特征。为了便于理解本发明，在描述中参照了附图，其中用于在扩频接收机中消除由相干干扰源引起的干扰的方法和设备在优选实施例中得到说明。应该理解的是，本发明无论如何不限于附图中所示的优选实施例。

附图说明

图1是构成W-CDMA接收机第一实施例的一部分的所选模块的示意图；

图2是表示图1中所示的模块之一的详细视图的示意图；

图3是说明图2中所示的模块所执行的步骤的流程图；

图4是表示图1和图2中所示的模块所接收和所处理的两个信道中的相对时隙和码元定时的定时图；

图5是构成W-CDMA接收机第二实施例的一部分的所选模块的示意图；

图6是表示图5中所示的模块之一的详细视图的示意图；

图7是说明图6中所示的模块所执行的步骤的流程图；以及

图8是表示图5和图6中所示的模块所接收和所处理的两个信道中的相对时隙和码元定时的定时图。

具体实施方式

W-CDMA下行链路包括一个或多个下行链路专用物理信道、一个共享信道和五个公共控制信道：下行链路专用物理信道(DPCH)、物理下行链路共享信道(DSCH)、主和次公共导频信道(CPICH)、主和次公共控制信道(CCPCH)和同步信道(SCH)。DPCH包含控制和数据信息。为了使W-CDMA接收机同步，基站传送具有预定码元序列的CPICH。SCH被用于小区搜索，并且由两个子信道、即主和次同步信道组成。SCH不正交于其它信道，并且只在每个时隙的前256个码片或码元期间被接通。主CCPCH(P-CCPCH)是固定速率的下行链路物理信道，被用于承载广播信道(BCH)。P-CCPCH在每个时隙的前256个码片期间不被传送。

如在图1中可以看到，W-CDMA接收机包括P-CCPCH处理模块10和DPCH处理模块12。这些模块中的每个模块都接收来自UE(用户设备)前端14的输入。前端14典型地包括模拟处理、采样和转换模块(未示出)，以便将UE所接收的模拟信号转换成数字信号。P-CCPCH处理模块10利用扰码和预定的信道化码对数字化信号进行解调。DPCH处理模块12利用用于相应的DPCH信道的扰码和信道化码对数字化信号进行解调。

在强信号条件下，SCH引起的对其它WCDMA下行链路信道的干扰变得显著。为了能够消除DPCH信道中的这种干扰，P-CCPCH处理模块10包括与干扰消除器模块18协作的干扰信号处理模块16，其中该干扰消除器模块18将DPCH处理模块12和DCH传输模块20互连。

在图2中以示意性的形式描绘了干扰信号处理模块16的更详细的视图。如在该图中所看到的，干扰信号处理模块16包括互相关模块30，用于确定P-CCPCH和SCH之间的互相关值以及DPCH和SCH之间的互相关值。码元功率测量模块32测量在P-CCPCH中所检测到的在时间上与SCH传输交叠的一个或多个复码元的功率。如上所述，P-CCPCH在每个时隙的前256个码片期间不被传送。替代地，主SCH和次SCH在此期间被传送。因此，P-CPCH中的在时间上与SCH传输交叠的复码元起因于由SCH在P-CCPCH中引起的不必要的干扰。

模块30和32的体系结构与操作根据常规W-CDMA接收机设计而众所周知。由模块30确定的互相关值和来自模块32的功率测量值被输入到阈值处理和干扰缩放(scaling)模块34，以便用于确定要由干扰消除器模块18施加给DPCH处理模块12所输出的码元的校正值。

现在将参照图3来描述干扰信号处理模块16的操作。在步骤40中，P-CCPCH功率测量模块32计算由P-CCPCH处理模块10自UE前端14所解调的正交I和Q P-CCPCH码元的功率的估计。只有P-CCPCH帧中的每个时隙的第一个码元被用于处理。每个码元的功率估计SP根据SP＝I²+Q²来计算。

在步骤42中，阈值处理和干扰缩放模块34确定所测量的码元功率是否超过预定阈值。如果情况如此，则互相关测量模块30在步骤44中起作用以便计算乘以如3GPP 25.213所规定的信道化码“1”的扰码与所传送的SCH模式之间的互相关。针对每个时隙的正交I和Q分量计算互相关，其中针对每个无线电帧计算15个正交I和Q互相关。针对每个无线电链路只执行一次这种计算。

所产生的表示正交I和Q码元在SCH传输期间P-CCPCH与SCH传送的模式之间的互相关的互相关值CP[1]～CP[15]被计算并被存储在帧缓冲器中，直到该无线电链路被释放。

在步骤46中，针对UE所接收到的每个DPCH信道，互相关测量模块30还计算乘以相应DPCH的信道化码的扰码与每个时隙所传送的SCH模式之间的互相关值CD1～CDN的正交I和Q分量。无线电帧中的每个时隙的互相关值的数量N取决于DPCH的扩频因子，其中N被计算为N＝256/DPCH_SF，其中DPCH_SF是DPCH的扩频因子。由互相关模块30在步骤46中所计算的互相关值针对每个时隙被计算，其中每个DPCH每个无线电帧有15×N个互相关。来自步骤46的互相关测量模块30的输出变为CD[I，J]，其中I具有从1至15的值(对应于1～15个时隙)，而J具有从1至N的值(对应于每个时隙的互相关的数量)。这些值被存储在帧缓冲器中，直到无线电链路被释放，或直到DPCH信道化码被改变。在这种情况下，这些值由互相关测量模块30重新计算。

在步骤48中，阈值处理和干扰缩放模块34起作用以便根据所存储的在步骤44中所计算的P-CCPCH/SCH互相关值CP[I]以及根据在步骤4 0中所计算的当前码元功率SP计算当前时隙I的缩放因子，其中缩放因子F由F＝sqrt(SP/CP[I])给出。缩放因子F每个时隙只计算一次。

在步骤50中，阈值处理和干扰缩放模块34每个时隙采用两个输入，即在步骤48中所确定的缩放因子F，以及所存储的从步骤46确定的当前时隙I的DPCH/SCH互相关值CD[I，1]～CD[I，N]。每个互相关的每个分量利用缩放因子F来缩放，以便根据下式计算缩放后的互相关值SD：

SD1_I＝F*CD_I[I，1]

SD1_Q＝F*CD_Q[I，1]

SDN_I＝F*CD_I[I，N]

SDN_Q＝F*CD_Q[I，N]

正交I和Q分量形式的SD1～SDN的值由阈值处理和干扰缩放模块34输出给干扰消除器模块18。输出速率是每个时隙正交I和Q分量的N个码元。

在步骤50中所计算的缩放后的互相关值在步骤52中也被存储在帧缓冲器中。如果在步骤42中所估计的码元功率SP被确定为低于上述的预定阈值，则随后在随后的帧期间在步骤54中从帧缓冲器读取这些值。

在步骤50中所计算的缩放后的互相关值然后被应用于在时间上与SCH传输交叠的时隙中的DPCH码元，以便消除由SCH引起的干扰。干扰消除器模块18使用三个输入，即来自与SCH传输交叠的时隙的DPCH码元、在步骤50中所计算的缩放后的互相关值、以及帧偏移F0，其中帧偏移F0是可从W-CDMA接收机的更高层获得的定时参数。在此实例中，帧偏移F0被规定为256个系统码片的倍数。在图4中示出了P-CCPCH与DPCH之间的定时的实例，示出这两个信道中的每个信道中的时隙之间的帧偏移。

在时间上与(对应于SCH传输的)P-CCPCH的第一个码元交叠的DPCH码元SI～SN由干扰消除器模块18根据下式进行处理：

S1_I＝S1_1-SD_I

S1_Q＝S1_Q-SD_Q

SN_I＝SN_1-SDN_I

SN_Q＝SN_Q-SDN_Q

所有剩余的DPCH码元不变地通过干扰消除器模块18。

应该从上文中理解的是，P-CCPCH中由SCH引起的干扰的消除不需要用于干扰测量的额外的电路。使用已经构成常规P-CCPCH解调器的一部分的电路来进行干扰测量。上述干扰消除的重要特征在于干扰信号从一个扩频接收机信道(在该情况下W-CDMA下行链路中的P-CCPCH)到另一信道(在该情况下相同的W-CDMA接收机中的DPCH)的有效转移。

在图5～图8中描绘了图1～图4中所示的实施例的替代实施例。图5示出CPICH处理模块70，该CPICH处理模块也构成W-CDMA接收机的一部分。如同P-CCPCH处理模块10，CPICH处理模块接收来自UE前端14的输入。CPICH处理模块70利用扰码和信道化码对来自UE前端14的数字化信号进行解调。如前所述，DPCH处理模块12利用用于相应的DPCH信道的扰码和信道化码对数字化信号进行解调。为了能够消除DPCH信道中SCH引起的干扰，CPICH处理模块70包括与干扰消除器模块74协作的干扰信号处理模块72，其中该干扰消除器模块74使DPCH处理模块12和DCH传输模块20互连。

在图6中以示意性的形式描绘了干扰信号处理模块70的更详细的视图。如在该图中看到的，干扰信号处理模块70包括互相关模块76，用于确定CPICH和SCH之间的互相关值以及DPCH和SCH之间的互相关值。码元功率测量模块78测量在CPICH中所检测到的在时间上邻近于SCH传输的复码元的功率。不同于P-CCPCH，当传送主和次SCH时，CPICH的传输不中断。

模块76和78的体系结构与操作根据常规W-CDMA接收机设计而众所周知。由模块76确定的互相关值和来自模块78的功率测量值被输入到阈值处理和干扰缩放模块80，以便用于确定要由干扰消除器模块74施加给DPCH处理模块12所输出的码元的校正值。

现在将参照图7来描述干扰信号处理模块72的操作。在步骤90中，CPICH码元功率测量模块78计算由CPICH处理模块70自UE前端14解调的正交I和Q CPICH码元的功率的估计。CPICH码元的I和Q分量的平均幅度分别被计算为：

$C_{\mathrm{Ave}}^I=\frac{1}{8}\underset{K=-4(k\≠0)}{\overset{4}{\mathrm{\Σ}}}{C}_k^I$

和

$C_{\mathrm{Ave}}^Q=\frac{1}{8}\underset{K=-4(k\≠0)}{\overset{4}{\mathrm{\Σ}}}{C}_k^Q$

其中k具有从-4到4的值(如图8中所示)。在其它实施例中，k的可能的值可以变化。应该注意，在该计算中未使用在时间上与SCH上码元的传输交叠的“零位置”码元，而是替代地使用了在时间上邻近于SCH上码元的传输的码元。

所测量的CPICH码元的平均功率P_Ave由CPICH码元功率测量模块78计算为：

$P_{\mathrm{Ave}}={\left(C_{\mathrm{Ave}}^I\right)}^2+{\left(C_{\mathrm{Ave}}^Q\right)}^2$

在时间上与SCH传输交叠的CPICH码元的输出功率SP然后如下被计算：

SP₀＝P₀-P_Ave

如果所测量的功率SP₀高于阈值(92)，则处理继续到(10)，否则从缓冲器(12)中读取根据前一帧所计算的一组值，并且将这组值用于消除。

如果情况如此，则互相关模块76在步骤9 4中起作用以便计算乘以如3GPP 25.213所规定的CPICH信道化码“0”的扰码与SCH模式发射机之间的互相关。针对每个时隙的每个正交I和Q分量计算互相关，其中对于每个无线电帧每个时隙的15个I和Q分量具有15个I和Q互相关。该计算针对每个无线电链路只执行一次。计算I和Q码元分量的所产生的互相关值CP[1]～CP[15]，并将这些互相关值存储在帧缓冲器中，直到无线电链路被释放。

在步骤96中，针对UE所接收到的每个DPCH信道，互相关测量模块76还计算乘以用于相应DPC的信道化码的扰码与每个时隙所传送的SCH模式之间的互相关值CD₁～CD_n的正交I和Q分量。无线电帧中的每个时隙的互相关值的数量N取决于DPCH的扩频因子，其中N被计算为N＝256/DPCH_SF，其中DPCH_SF是DPCH的扩频因子。针对每个时隙计算互相关值，其中每个DPCH每个无线电帧有15×N个互相关。来自步骤96的互相关测量模块30的输出变为CD_j[i]，其中i具有从1到15的值(对应于1～15个时隙)，并且j具有从1到N的值(对应于每个时隙的互相关的数量)。这些值被存储在帧缓冲器中，直到无线电链路被释放，或直到DPCH信道化码被改变。在这样的情况下，这些值由互相关测量模块76重新计算。

在步骤98中，阈值和干扰缩放模块80起作用以根据所存储的在步骤94中所计算的CPICH/SCH互相关值CP[i]以及根据在步骤96中所计算的当前功率SP₀来计算当前时隙i的缩放因子估计，其中缩放因子F由公式 $F_0=\sqrt{S{P}_0/\mathrm{CP}\left[i\right]}$ 给出。缩放因子F针对每个时隙只被计算一次。

在步骤100中，阈值和干扰缩放模块80针对每个时隙采用两个输入，即在步骤98中所确定的缩放因子F以及所存储的从步骤96确定的当前时隙i的DPCH/SCH互相关值CD₁[i]～CD_N[i]。每个互相关的每个分量利用缩放因子F来缩放，以便根据下式计算缩放后的互相关值SD：

$S{D}_{1\_0}^I=F_{0}C{D}_1^I\left[i\right]$

$S{D}_{1\_0}^Q=F_{0}C{D}_1^Q\left[i\right]$

......

$S{D}_{N\_0}^I=F_{0}C{D}_N^I\left[i\right]$

$S{D}_{N\_0}^Q=F_{0}C{D}_N^Q\left[i\right]$

正交I和Q分量形式的值SD_{1_0}～SD_{N_0}由阈值处理和干扰缩放模块80输出给干扰消除器模块74。输出速率是每个时隙正交I和Q分量的N个码元。在步骤100中所计算的缩放后的互相关值在步骤102中也被存储在帧缓冲器中。在所估计的码元功率SF₀在步骤92中被确定为低于上述的预定阈值的情况下，随后在步骤104中从帧缓冲器读取这些值。

在步骤100中所计算的缩放后的互相关值然后被应用于时隙中在时间上与SCH传输交叠的DPCH码元，以便消除该时隙中由SCH引起的干扰。干扰消除器模块74使用三个输入，即来自该时隙的与SCH传输交叠的DPCH码元、在步骤100中所计算的缩放后的互相关值、以及帧偏移F0，其中帧偏移F0是可从W-CDMA接收机的最高层获得的定时参数。在图8中示出了CPICH与DPC之间的定时的实例，示出这两个信道中的每个信道中的时隙之间的帧偏移。

在时间上与当前CPICH时隙的第一个码元交叠的DPCH S_{1_0}～S_{N_0}码元由干扰消除器模块74如下进行处理：

......

$S_{1\_0}^I{=S}_{1\_0}^I-S{D}_{1\_0}^I$

$S_{1\_0}^Q=S_{1\_0}^Q-S{D}_{1\_0}^Q$

$S_{N\_0}^I=S_{N\_0}^I-S{D}_{N\_0}^I$

$S_{N\_0}^Q=S_{N\_0}^Q-S{D}_{N\_0}^Q$

在上述方案的变型中，类似的处理步骤可以被应用于邻近于在时间上与SCH码元传输交叠的码元的码元(图8中标记为C₀)。例如，可以应用这些处理步骤的候选对象是图8中被标记为C_-1和C₁的那些码元。

本领域的技术人员将理解，可以存在上述用于测量和消除于此所述的所引入的干扰的方法和设备的许多在本发明的范围之内的变型和修改。

Claims (13)

1.一种在扩频接收机中消除由相干干扰源引起的干扰的方法，所述方法包括以下步骤：

量化第一扩频物理信道上的码元中由相干干扰源引起的第一干扰值；

根据该第一干扰值计算第二扩频信道上的码元中由相干干扰源引起的第二干扰值；以及

对第二扩频信道上的码元施加从该第二干扰值导出的校正值。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

确定相干干扰源与在第一扩频信道上所接收的码元之间的第一互相关；

从该第一互相关和来自第一扩频信道的码元功率的估计导出缩放因子；

确定相干干扰源与在第二扩频信道上所接收的码元之间的第二互相关；

通过对该第二互相关施加缩放因子来导出缩放后的第二互相关；以及

对第二扩频信道上的码元施加缩放后的互相关。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：

在缓冲器中存储缩放后的互相关值，用于当第一扩频信道上的码元的功率未能超过预定阈值时施加给第二扩频信道上的随后的码元。

4.根据权利要求2或3所述的方法，还包括以下步骤：

针对每个无线电链路只确定一次第一互相关值。

5.根据权利要求2～4中任一权利要求所述的方法，还包括以下步骤：

针对每个无线电链路只确定一次第二互相关值，或者在与第二扩频接收机信道相关的信道化码变化时确定第二互相关值。

6.根据权利要求1～5中任一权利要求所述的方法，其中，扩频接收机是W-CDMA接收机。

7.根据权利要求1～6中任一权利要求所述的方法，其中，相干干扰源是在W-CDMA系统中在同步信道SCH上所传送的码元。

8.根据权利要求1～7中任一权利要求所述的方法，其中，第二扩频信道是W-CDMA系统中的专用物理信道DPCH。

9.根据权利要求1～8中任一权利要求所述的方法，其中，第一扩频信道是W-CDMA系统中的主公共控制物理信道P-CCPCH，其中该主公共控制物理信道P-CCPCH在同步信道SCH上的码元传输期间不传送码元。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，根据在第一扩频物理信道上所引起的在时间上与同步信道SCH上所传送的码元交叠的码元来确定来自第一扩频信道的码元功率的估计。

11.根据权利要求1～8中任一权利要求所述的方法，其中，第一扩频信道是W-CDMA系统中的公共导频信道CPICH，其中该公共导频信道CPICH在同步信道SCH上的码元传输期间传送码元。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，根据第一扩频信道上的在时间上邻近于同步信道SCH上所传送的码元的一个或多个码元来确定来自第一扩频信道的码元功率的估计。

13.一种干扰信号处理模块，用于通过应用根据权利要求1～12中任一权利要求所述的方法在扩频接收机中消除由相干干扰源引起的干扰。

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