CN1119882C - 在cdma系统中的接收方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种方法和装置，即使接收状态恶化和发生接收差错时，也能够提高接收质量估算的准确性并稳定地通信。通过解扩一个接收信号顺序地产生出接收符号，通过平均预定数量的接收符号的幅度而获得在该平均幅度基础上产生一个门限，通过将一个接收符号的幅度与一个加权系数相乘，产生一个加权的接收符号，并且根据接收符号的幅度与门限比较而得到结果，顺序地选择接收符号和加权的接收符号之一作为接收信号的一个接收符号。并且通过应用以这种方式选择的接收符号进行接收质量的估算和发射功率控制。

Description

在CDMA系统中的接收方法和设备
本发明涉及一种CDMA系统(码分多址)系统，尤其是在CDMA系统中的一个接收方法，一个接收质量估算方法，一个发射功率控制方法和发射/接收设备。
对于应用CDMA方案的一个数字移动/便携电话系统(蜂窝系统)来说，在多径衰减环境下，用于高质量接收的RAKE/分集接收技术，用于减少与距离有关的问题和抑制干扰的发射功率控制(TPC)技术等等，是必不可少的技术。
对于高精度进行发射功率控制的技术，在未审查的日本专利公开文本NO.7-221700公开了测量一个已知导频信号的接收功率并以该测量值为基础对发射功率进行控制的一种移动单元
在未审查的日本专利公开文本NO.9-135193上公开了即使用低信号与干扰比也允许稳定发射功率控制的接收装置。在这个接收装置中，一个需求的信号功率可通过对在去扩展接收信号中导频信号(唯一的字)的同相矢量相加来获得。同样，通过取导频信号和所需信号之间误差功率的平均可获得干扰信号功率。通过将干扰信号功率和2个不同系数相乘获得的值与所需信号功率相比较，决定信号与干扰功率比。合成的数据用来在片同步电路上进行速度控制或发射功率控制。
另外，在日本的未审查专利公开NO.7-321702中公开了即使在由于来自发射站的发射功率电平上偏差或起伏而出现了干扰的情况下也能够减少在解调数据中的误差的一种接收装置。这个接收装置利用过去从相关器中得到的多个估算符号值的平均来校正一个估算的现在的符号值的一种接收方法。
不过，在任何一种上述现有技术中，当接收电平因衰减等改变时，和接收状态恶化，由于接收差错因而不能很准确地得到接收符号的幅度的平均值。基于这个原因，一个所需接收功率的测量发生误差而且不可能很精确地估算出一个信号与干扰功率比。结果，不能很合适地进行发射功率控制等。
本发明已经考虑到现有技术的上述情况，其目的是提供一种方法和装置，即使接收状态恶化和发生接收差错时，也能够提高接收质量估算的准确性并稳定地通信。
为了达到上述目的，根据本发明的主要方面，提供一种方法和装置，通过解扩一个接收信号顺序地产生出接收符号，通过平均预定数量的接收符号的幅度而获得在该平均幅度基础上产生一个门限，通过将一个接收符号的幅度与一个加权系数相乘，产生一个加权的接收符号，并且根据接收符号的幅度与门限比较而得到结果顺序地选择接收符号和加权的接收符号之一作为接收信号的一个接收符号。根据本发明的方法和装置，在从接收符号中获得的门限的基础上决定是否加权接收符号，并且应用以这种方式选择出的接收符号进行接收质量的估算和发射功率控制。
根据本发明，即使当接收状态恶化和发生接收差错时，也能准确地估算接收质量，能够稳定地进行适当的发射功率控制。
在参考了下列结合本发明的原理通过说明性例子的最佳实施例的详细描述和附图后，将使本领域技术人员更加理解本发明上述和很多其它目的、特点和优点。
图1是显示根据本发明的一个实施例的接收装置的方框图；
图2是显示在本发明的接收装置上使用的接收符号转换器的方框图；
图3是显示根据本发明的一个实施例的一个接收质量估算方法的一个流程图。
参照附图将详细描述本发明的一个优选实施例。
图1是显示根据本发明的一个实施例在一个数字移动/便携电话CDMA系统中的一个移动单元的方框图。本实施例的移动单元由射频放大部分10，一个无线电部分11，一个基带信号处理部分12，一个终端接口13和一个控制处理器14构成的。根据存在存储器(没显示出来)中的程序控制处理器14控制整个移动单元的运行。
在移动单元的天线分集接收系统中，用于两个系统的天线101通过一个射频放大部分10的天线开关102连接到一个接收放大部分103。接收放大部分103由用于放大一个接收到的RF信号的一个低噪声放大器组成。放大的接收到的射频信号输出到无线电部分11的接收器104以经受准同步检测。经过准同步检测获得的基带接收信号通过A/D转换器105转换成一个数字信号。该数字信号然后输出到基带信号处理部分12。
基带接收信号通过基带信号处理部分12的一个解扩展频谱单元106进行解扩，而且通过一个执行分集转换合成功能的CDMA分集合成器107顺序地产生接收符号的估算值SRI。以这种方式获得的每一个接收信号的估算值SRI被一个接收的符号转换器108转换，这样提高了接收符号的幅度的平均值的计算精确性。每一个已转换的接收符号SRO输出到基带信号处理器109。
如同以后将要描述的，基带信号处理器109接收估算的接收符号值SRI和转换的接收符号SRO，并计算接收符号的幅度的平均值。基带信号处理器109然后计算一个信号与干扰功率比SIR作为一个在幅度平均基础上的接收质量，并且把它输出到控制处理器14。控制处理器14在射频放大部分10以信号与干扰功率比SIR的量为基础进行发射功率控制。另外，基带信号处理器109进行例如纠错解码的信号处理以及针对从接收的符号转换器108中接收到的每一个接收符号的数据分离。
以这种形式获得的接收数据是例如通过终端接口13作为语音从电话手机接收器输出，或者输出到同终端接口13连接的一个信息终端。
发射数据通过终端接口13输入到基带信号处理109，进行纠错编码和成帧。生成的数据被一个扩展频谱单元110扩展频谱调制，并且被输出到无线电部分11。已扩展调制的基带发射信号通过无线电11部分的D/A转换器111转换成一个模拟信号。该模拟信号被一个发射器112正交调制成为一个RF发射信号，输出到一个RF放大部分10的一个发射放大部分113，通过发射放大部分113。由发射放大部分111已功率放大的射频发射信号通过天线开关102从天线101中发射出去。根据接收信号的信号与干扰功率比SIR，由控制处理器14控制发射放大部分113的增益。
图2是显示在图1中的接收符号转换器的例子的方框图。虽然接收的符号转换器108通过在基带信号处理器109中的程序进行实施，在下面将参照图2描述转换器的功能安排。
在图2中的接收符号转换器108中，从RAKE分集合成器107顺序地输入的接收符号SRI以N(N是一个预定的整数)符号存贮在缓冲存贮器201中。相同的接收符号SRI被累加器202顺序地累加。产生值被一个1/N除法器203除，从而获得接收符号的幅度的平均值。一个乘法器204将该平均幅度乘以一个给定的系数α，产生一个门限DTH，并输出到一个比较器205。如果，例如α＝1/4，则相应于1/4接收的符号的幅度的平均值的一个值被设为一个门限。
存在缓冲存贮器201的接收符号SRI被顺序地读出，每一个符号作为一个接收符号DATA1输出到比较器205和选择器207，并由乘法器206与一个给定的系数β相乘。得出的结果作为加权的接收符号DATA2输出到选择器207。例如，设定加权系数β＝-1/2。比较器205将接收符号DATA1与门限DTH比较，将比较结果作为一个选择控制信号输出到选择器207上。选择器207根据比较结果选择接收符号DATA1或加权的接收符号DATA2，并将选出的符号作为转换的接收符号SRO输出到基带信号处理器109。特别是，如果接收的符号DATA1的幅度小于门限DTH，选择器207选择加权的接收符号DATA2，如果接收的符号DATA1的幅度大于或等于门限DTH，选择器207选择接收符号DATA1。
用于计算接收质量SIR的接收符号的幅度是依据接收符号DATA1的幅度的量而变化的。换句话说，如果接收符号DATA1的幅度小于门限DTH，即接收状态已恶化，用系数β加权接收符号DATA1所获得的接收符号DATA2被用来计算接收质量SIR。如果接收状态还没有太恶化，将不用任何变化地使用接收符号DATA1来计算接收质量SIR。在这样操作下，可进行适当的发射功率控制可以不考虑接收状态，因此实现了稳定通信。
图3是显示根据本发明的一个实施例的一个接收质量估算方法的流程图。本实施例中接收质量估算是通过包括接收的符号转换器108的基带信号处理器109来执行的。
基带信号处理器109接收从RAKE分集合成器107顺序输出的接收符号SRI，计算每个符号的功率，获得功率的平均值，因此计算一个总的接收功率值P0(步骤S301)。基带信号处理器109然后获得一个接收的符号SRI的平均幅度AAW1(步骤S302)，并设置通过将平均幅度AAV1乘以α(如：α＝1/4)作为门限DTH而获得的值(步骤S303)。
基带信号处理器109将每一个接收符号与设置的门限DTH相比较(步骤S304)相比较。如果接收符号的幅度大于或等于设置的门限DTH，基带处理器109不作任何变化地使用这个符号(步骤S305)。如果接收符号的幅度小于门限DTH，基带信号处理器109应用通过将符号乘以β(如β＝-1/2)作为接收符号获得的加权的接收符号(步骤S306)。对所有的接收符号重复步骤S304到S306从而获得已转换的接收符号SRO(在步骤S307中为是)。
基带信号处理器109计算通过这种方式获得的接收的符号SRO的一个平均幅度AAV2，并且获得平均幅度的平方和，因此获得一个所需的波形接收功率值Ps(步骤S308)。然后，基带信号处理器109通过从已经获得的总接收功率值PO中减去所需的波形接收功率值Ps计算出干扰波形接收功率值PI(步骤S309)。这样基带信号处理器109能获得信号与干扰功率比SIR，从所需的波形接收功率值Ps和干扰波形接收功率值PI中估算接收质量。这个接收质量SIR从基带信号处理器109中输出到控制处理器14中以决定发射功率控制的控制信号(步骤S310)。
如上所述，因为利用由接收的符号转换器108转换的接收符号SRO来计算平均幅度AAV2，并获得所需电波的接收功率值Ps，因此可减少接收状态中的恶化的影响，可稳定地实行适当的发射功率控制。
注意：通过在控制处理器14或终端接口13适当设定的用于接收的符号转换器108的系数α和β可以是可变参数。通过应用这种可变参数，软件和硬件中的变化可以减为最少，并且能更准确获得接收符号的平均幅度。这就允许更准确地接收质量的估算。除此之外，通过将加权系数β设为负值，例如：β＝-1/2，能进一步压缩幅度小于门限时的接收符号的对接收符号的变化影响。例如，能进一步压缩在干扰波形接收功率的计算中的误差。
上述的实施例已经举了数字移动/便携电话CDMA系统的例子进行说明，但是很清楚接收的符号转换器108用作在CDMA系统中的一个接收装置，而且还能用在基站的接收装置，也可以用作移动单元的接收装置。

Claims (15)

1.一种在码分多址系统中的接收处理方法，包括以下几个步骤：
(a)通过解扩展一个接收信号顺序地产生接收符号；
(b)以对预定数量的接收符号的幅度进行平均所获得的一个平均幅度为基础产生一个门限；
(c)通过将接收符号的幅度乘以一个加权系数产生一个加权的接收符号；并且
(d)按照接收符号的幅度与门限相比较所得到的结果，顺序地选择接收符号和加权的接收符号之一作为一个接收信号的接收符号。
2.根据权利要求1所述的接收处理方法，其特征在于，所述选择步骤由以下组成：当接收符号的幅度不小于门限时选择接收符号，当接收符号的幅度小于门限时选择加权的接收符号。
3.根据权利要求1所述的接收处理方法，其特征在于，通过将平均幅度乘以小于1的系数产生门限，并且其中所述加权系数和小于1的系数的至少其中之一是变量。
4.一种在码分多址系统中的接收质量估算处理方法，包括以下步骤：
(a)从解扩展一个接收信号所顺序地获得的接收符号的功率值中产生一个总的接收功率值；
(b)以对预定数量的接收符号的幅度进行平均所获得的一个平均幅度为基础产生一个门限；
(c)通过将接收符号乘以一个加权系数产生一个加权的接收符号；
(d)按照接收符号的幅度与门限相比较所得到的结果顺序地选择接收符号和加权的接收符号之一作为一个接收信号的接收符号；
(e)应用一个选择的接收符号的幅度产生一个所需波的接收功率值；以及
(f)以整个接收功率值和所需波接收功率值为基础估算一个接收质量。
5.根据权利要求4所述的接收质量估算处理方法，其特征在于，所述选择步骤由以下组成：当接收符号的幅度不小于门限时选择接收符号，当接收符号的幅度小于门限时选择加权的接收符号。
6.根据权利要求4所述的接收质量估算处理方法，其特征在于，通过将平均幅度乘以小于1的系数产生门限，并且其中所述加权系数和小于1的系数的至少其中之一是变量。
7.一种在码分多址系统中的发射功率控制处理方法，包括以下步骤：
(a)从经扩展一个接收信号所顺序地获得的接收符号的功率值中产生一个总的接收功率值；
(b)以对预定数量的接收符号的幅度进行平均所获得的一个平均幅度为基础产生一个门限；
(c)通过将接收符号乘以一个加权系数产生一个加权的接收符号；
(d)按照接收符号的幅度与门限相比较所得到的结果顺序地选择接收符号和加权的接收符号之一作为一个接收信号的接收符号；
(e)通过应用一个选择的接收符号的幅度产生一个所需波的接收功率值；
(f)以整个接收功率值和所需波接收功率值为基础估算一个接收质量；以及
(g)以估算的接收质量为基础控制发射功率。
8.根据权利要求7所述发射功率控制处理方法，其特征在于，所述选择步骤由以下组成：当接收符号的幅度不小于门限时选择接收符号，当接收符号的幅度小于门限时选择加权的接收符号。
9.根据权利要求7所述的发射功率控制处理方法，其特征在于，通过将平均幅度乘以小于1的系数产生门限，并且其中所述加权系数和小于1的系数的至少其中之一是变量。
10.一种用于码分多址系统的接收装置，包括：
(a)RAKE分集接收装置，用于通过解扩展一个接收信号顺序地产生接收符号；
(b)接收符号转换装置，用于以对预定数量的接收符号的幅度进行平均所获得的一个平均幅度为基础产生一个门限，通过将接收符号的幅度乘以一个加权系数产生一个加权的接收符号，以及按照每个接收符号的幅度与门限相比较所得到结果顺序地选择接收符号和加权的接收符号之一产生一个转换的接收符号；以及
(c)信号处理装置，通过应用转换的接收符号计算信号与干扰功率比。
11.根据权利要求10所述的接收装置，其特征在于，当接收符号的幅度不小于门限时所述接收符号转换装置选择接收符号，当接收符号的幅度小于门限时选择加权的接收符号。
12.根据权利要求10所述的接收装置，其特征在于，通过将平均幅度乘以小于1的系数产生门限，并且其中所述加权系数和小于1的系数的至少其中之一是变量。
13.一种用于码分多址系统的发射/接收装置，包括：
(a)发射装置，用于通过扩展发射符号产生一个发射信号，将发射信号进行功率放大，并发射该信号。
(b)RAKE分集接收装置，通过解扩展一个接收信号顺序地产生接收符号；
(c)接收符号转换装置，用于以对预定数量的接收符号的幅度进行平均所获得的一个平均幅度为基础产生一个门限，通过将接收符号的幅度乘以一个加权系数产生一个加权的接收符号，以及按照每个接收符号的幅度与门限相比较所得到的结果顺序地选择接收符号和加权的接收符号之一产生一个转换的接收符号；以及
(d)控制装置，通过应用转换的接收符号计算信号与干扰功率比，以及根据信号与干扰功率比的幅度在所述发射装置上进行发射功率控制。
14.根据权利要求13所述的发射/接收装置，其特征在于，当接收符号的幅度不小于门限时所述接收符号转换装置选择接收符号，当接收符号的幅度小于门限时选择加权的接收符号。
15.根据权利要求13所述的发射/接收装置，其特征在于，通过将平均幅度乘以小于1的系数产生门限，并且其中所述加权系数和小于1的系数的至少其中之一是变量。
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