CN1173485C - 使用从扩频信号特性知识中得到的加权因子的瑞克合成方法和设备 - Google Patents

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Abstract

编码在包括在合成信号中的发射扩频信号中的信息被恢复。合成信号从通信媒质中被接收，并与一个期望的扩展序列相关以便产生多个时移相关。根据合成信号中的扩频信号的信息来产生加权因子。根据该加权因子把相关合成以便估计编码在被发射的第一扩频信号中的信息。按照一个方面，从期望扩展序列的知识中估计合成信道响应并且从干扰扩频信号的功率估计和合成信号中噪音的功率估计中确定损伤相关。合成信道响应和损伤相关被用来产生加权因子。按照另外一个方面，从估计的信道响应、估计的损伤相关以及先前确定的加权因子中迭代产生加权因子。

Description

使用从扩频信号特性知识中得到的加权因子的 瑞克合成方法和设备
发明领域
本发明涉及通信方法和设备，更特别涉及扩频通信方法和设备。
发明背景
无线通信系统通常被使用来向用户提供话音和数据通信。例如，诸如那些称为AMPS、ETACS、NMT-450、以及NMT-900之类的模拟蜂窝无线电话系统，已经被成功地在世界各地长时间推广应用。自从九十年代初以来，诸如那些符合北美标准IS 54和欧洲标准GSM之类的数字蜂窝无线电话就已经在使用中了。近来，广泛称为PCS(个人通信服务)的多种多样的无线数字业务已经被引入，包括符合诸如IS-136和IS-95之类标准的高级数字蜂窝系统、诸如DECT(数字增强无绳电话)之类的低功率系统以及诸如CDPD(蜂窝数字分组数据)之类的数据通信业务。在由Gibson编辑并由CRC出版社(1996)出版的移动通信手册中描述了这些以及其他的系统。
图1说明了一种典型的陆上蜂窝无线电话通信系统20。蜂窝无线电话系统20可以包括一个或多个无线电话(终端)22，与基站26服务的多个小区24以及一个移动电话交换局(MTSO)28通信。虽然在图1中只示出了三个小区24，但是典型的蜂窝网可以包括几百个小区，可以包括一个以上的MTSO并且可以服务数千个的无线电话。
小区24通常担任通信系统20中的节点，从它那里通过服务该小区24的基站26来在无线电话22与MTSO 28之间建立链路。每个小区24已经分配给它一个或多个专用控制信道和一个或多个业务信道。控制信道是用于发射小区识别和寻呼信息的专用信道。业务信道传送话音和数据信息。通过蜂窝网20，可以在两个移动终端22之间或者通过公共电话交换网(PSTN)34在移动终端22和地上通讯线电话用户32之间完成双工无线通信链路。基站26的作用是处理小区24和移动终端22之间的无线通信。在本性能下，基站26起数据和话音信号的中继站的作用。
如图2所示，例如，可以使用卫星42来对人口分配稀疏或者具有崎岖地形而使传统地上通讯线电话或陆上蜂窝电话下部构造在技术上或经济上不切实际的那些服务区域执行与由传统陆上基站执行的那些功能类似的功能。卫星无线电话系统40通常包括在一个或多个地面站44和终端23之间担任中继或转发器的一个或多个卫星42。卫星通过双工链路46传送无线电话通信到终端23和地面站44。地面站44可以依次被连接到一个公共电话交换网34上，允许在卫星无线电话之间通信以及在卫星无线电话和传统陆上蜂窝无线电话或地上通讯线电话之间通信。卫星无线电话系统40可以利用覆盖该系统服务的整个区域的单个天线射束，或者，正如所示出的，可以如此设计该卫星以使它产生多个最小重叠的射束48，每个射束服务该系统服务区域中的不同地理覆盖范围50。覆盖范围50服务为一个类似图1陆上蜂窝系统20的小区24的作用。
一些类型的接入技术照惯例被用来向诸如图1和2中说明的那些无线系统用户提供无线业务。传统的模拟蜂窝系统通常使用称为频分多址(FDMA)的系统来创建通信信道，其中，不连续的频带担任蜂窝终端在其上与蜂窝基站通信的信道。通常，这些频带在地理上分开的小区中被重复使用以便增加系统容量。
现代数字无线系统通常利用诸如时分多址(TDMA)和/或码分多址(CDMA)之类的各种多址技术来提供增加的频谱效率。在TDMA系统中，比如符合GSM或IS-136标准的那些系统，载波被分成连续时隙，该连续时隙被分配给多个信道如此以致可以把多个信道复用在单个载波上。CDMA系统，比如符合IS-95标准的那些系统，通过使用″扩频″技术来实现增加的信道容量，其中，通过唯一扩展码(即，把原始已调数据载波扩展到该通信系统操作的宽域频谱上的一个代码)来调制一个数据调制载波信号从而定义一个信道。
传统扩频CDMA通信系统通常使用所谓的″直接序列″扩频调制。在直接序列调制中，数据调制载波在被功率放大器放大并通过通信媒质(例如空中接口)被发射之前，直接由扩展码或者序列来调制。扩展码通常包括一个以通常比发送的数据比特率高许多的一个码片速率出现的″码片″序列。
这种系统的典型发送操作在图3中被说明。使用用户特定的扩展码和特定组的扰频码的组合来让来自不同用户的数据流经受各个信号处理步骤，比如纠错编码或者交织，以及扩展。来自用户的编码数据流然后被合成，经受载波调制并作为一个合成信号在通信媒质中发射。
所谓的瑞克接收机结构通常用于恢复与一个用户数据流相应的信息。在一个典型瑞克接收机中，接收的合成信号通常与分配给那个接收机的特定扩展序列相关连以便产生多个时移相关，其各个都与发射的扩频信号的回波相对应。那些相关然后以一种加权的形式被合成，即，各自的相关乘以各自的加权因子然后总计起来产生一个判决统计。
确定合适加权因子的多种方法已经被建议。古典的最佳瑞克接收机通常是在接收机处利用不相关噪音的基础假设来设计，并且因此把信道估计器估计的信道系数的复共扼使用作为加权因子。这种方法可以产生CDMA系统中不够理想的结果，因为通过扩散媒质干扰信号的传送通常在接收机处把相关引入到噪音中。因此，基于″有色″噪声的模型已经建议了一些接收机方法，例如，在如下文献中所述：IEEE期刊有关通信的选择领域，vol.12，第817-827页(1994年6月)上Monk等人的″A Noise Whitening Approach to MultipleAccess Noise Rejection-Part I：Theory and Background，″(多址噪声抑制的噪音白化方法--第I部分：理论和背景)；IEEE期刊有关通信的选择区域，vol.14，第1488-1499页(1996年10月)″上Monk等人的″A Noise Whitening Approach toMultiple Access Noise Rejection-Part II：ImplementationIssues，″(多址噪声抑制的噪音白化方法--第II部分：实施问题，)；IEEE车辆技术会议，Phoenix AZ(1997年5月4-7)上Klein的″Data Detection Algorithms Specifically Designed for theDownlink of CDMA Mobile Radio Systems″(为CDMA移动无线系统下行链路特别设计的数据检测算法)；Dent等人的美国专利No.5,572,552(1996年11月5日发布)；以及第43届IEEE车辆技术会议论文集(Secaucus NJ，1993年5月20日)中Bottomley的″Optimizing the Rake Receiver for Demodulation of Downlink CDMASignals″(最优化用于下行链路CDMA信号的解调的瑞克接收机)；Bruckert等人的美国专利No.5,809,020(1998年9月15日发布)；Bruckert等人的美国专利No.5,812,542(1998年9月22日发布)；Asanuma的公开欧洲专利申请EP-A-0 893 888(1999年1月27日公开)。
虽然这些方法能够有效改进扩频信号的接收，但是存在一种对改良技术的进一步需要，该改良技术用于处理引起来自其它扩频信号的干扰的扩频信号。
发明内容
根据前面所述，本发明的一个目的是提供改良的方法和设备，用于恢复由在通信媒质中发射的扩频信号来表示的信息。
本发明的另外一个目的是提供改良的方法和设备，用于恢复由扩频信号来表示的信息，其能够补偿来自在通信媒质中发射的其它扩频信号中的干扰。
通过该方法和设备，根据本发明，可以提供这些和其他目的、特征和优点，其中，通过利用根据在合成信号中出现的扩频信号的信息(包括脉冲整形信息)，例如，根据期望序列的统计性质和使用其它序列的干扰扩频信号的功率所产生的加权因子来把接收的合成信号与期望扩展序列的相关加权合成。更特别地，从使用期望序列的统计性质所估计出的合成信道响应和从至少一个其它扩频信号与合成信号中呈现的噪音的功率估计中确定的一个损伤相关中可以产生加权因子。根据本发明的一个方面，从先前计算的加权因子中迭代估计更新的加权因子，避免了对执行损伤相关矩阵的倒置的需要。
特别地，根据本发明，在通信媒质中按照第一扩展序列发射的第一扩频信号中被编码的信息被恢复。从该通信媒质中接收包括第一扩频信号在内的合成信号。合成信号与第一扩展序列相关以便产生合成信号与第一扩展序列的多个时移相关。根据包括脉冲整形信息在内的呈现在合成信号中的扩频信号的信息来产生加权因子。根据该加权因子把相关合成以便估计编码在被发射的第一扩频信号中的信息。
根据本发明的一个实施例，从第一扩展序列的信息中估计合成信道响应。从第一扩展序列的知识、合成信号中第二扩频信号的功率估计以及合成信号中噪音功率的估计中来估计损伤相关。然后从估计的合成信道响应和估计损伤相关中产生加权因子。
根据本发明另外一个实施例，多用户干扰相关和噪音相关被估计。估计的多用户干扰相关和估计的噪音相关然后被总计起来以便估计损伤相关。一个码间干扰相关也可以被估计，并加到估计的多用户干扰相关和估计的噪音相关上以便估计损伤相关。
按照本发明的另一方面，从估计的信道响应、估计的损伤相关以及先前确定的加权因子中迭代产生加权因子。从通信媒质中接收包括第一扩频信号在内的合成信号。合成信号与第一扩展序列相关以便产生合成信号与第一扩展序列的多个时移相关。根据迭代产生的加权因子把相关合成以便估计编码在被发射的第一扩频信号中的信息。信道响应可以是从第一扩展序列的知识中估计的合成信道响应，而损伤相关可以是从第一扩展序列的知识、合成信号中第二扩频信号的功率估计以及合成信号中噪音功率的估计中估计而来。
按照本发明的另一方面，用于恢复在通信媒质中发射的第一扩频信号中编码的信息的设备包括：装置，用于从通信媒质中接收包括第一扩频信号在内的合成信号。响应于用于接收的装置，提供装置用于把合成信号与第一扩展序列相关以便产生合成信号与第一扩展序列的多个时移相关。提供装置来用于根据在合成信号中包括脉冲整形信息在内的扩频信号的信息来产生加权因子。响应于用于相关的装置和用于产生加权因子的装置，还提供装置来用于根据加权因子把相关合成以便估计编码在发射的第一扩频信号中的信息。
按照本发明的另一方面，用于恢复编码在第一扩频信号中的信息的设备，包括：装置，用于从估计信道响应、估计损伤相关和先前确定的加权因子中迭代产生加权因子。提供装置来用于从通信媒质中接收包括第一扩频信号在内的合成信号。响应于用于接收的装置，还提供装置来用于把合成信号与第一扩展序列相关以便产生合成信号与第一扩展序列的多个时移相关。响应于用于产生第二组加权因子的装置和用于相关的装置，还提供装置来用于根据迭代产生的加权因子把相关合成以便估计编码在发射的第一扩频信号中的信息。
按照本发明的另一方面，用于恢复编码在根据第一扩展序列编码的第一扩频信号中的信息的设备，包括：一个相关单元，操作来将一个合成信号与第一扩频序列相关，以产生合成信号与第一扩展序列的多个时移相关。一个加权因子产生器，操作来根据在合成信号中包括脉冲整形信息在内的扩频信号的知识来产生加权因子。一个加权合成器，响应于相关单元和加权因子产生器，并且操作来根据加权因子把相关合成以便产生一个判决统计。一个检测器，响应于加权合成器，并且操作来从判决统计中产生编码在发射的第一扩频信号中的信息。
根据本发明的一个实施例，加权因子产生器包括：合成信道响应计算器，操作来从估计信道系数和第一扩展序列的知识中计算合成信道响应。一个损伤相关计算器，可操作来从估计信道系数、第一扩展序列的知识、合成信号中第二扩频信号的功率估计以及合成信号中噪音的功率估计中计算损伤相关。一个加权因子计算器，响应于合成信道响应计算器和损伤相关计算器来从计算出的合成信道响应和计算出的损伤相关中计算加权因子。
附图说明
图1是说明传统陆上蜂窝通信系统的示意图。
图2是说明传统基于卫星的无线通信系统的示意图。
图3是说明传统无线基站的示意图。
图4是说明根据本发明实施例的一个修改过的瑞克接收机的示意图。
图5是说明根据本发明实施例的一个加权因子产生器的示意图。
图6是说明根据本发明另外一个实施例的加权因子产生器的示意图。
图7是说明用于检测和/或确定干扰扩频信号功率的设备的示意图。
图8是一个流程图，说明根据本发明一个方面用于产生由扩频信号表示的信息估计的示范操作。
图9是一个流程图，说明根据本发明的另一方面用于产生瑞克接收机的加权因子的示范操作。
图10是一个流程图，说明根据本发明的另一方面用于迭代产生瑞克接收机的加权因子的示范操作。
最佳实施方式
现在将在下文中参考附图更完整地描述本发明，附图中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以被具体表达为许多不同的形式而不应该被解释为局限于在此处阐明的实施例；而是，提供这些实施例以使本公开将全面而完整，并且将把本发明的范围完全地表达给本领域技术人员。在附图中，同样的数字是指同样的元件。
在此的讨论涉及无线通信系统，并特别涉及无线码分多址(CDMA)系统，例如符合IS-95标准或者宽带CDMA(WCDMA，CDMA2000，等等)建议标准的系统。在这些无线通信系统中，天线发射由位于例如移动终端或者基站中的发射机产生的电磁波形。该波形在无线电传播环境中传播，并且通过一个或多个天线被接收机接收。应该理解，虽然在此处的描述是指一种无线环境，但是该设备和方法适用于其它环境，比如有线通信和磁存储介质中的数据复原之类的。
本发明是以这样的认识为基础：即，根据合成信号中扩频信号的知识，更特别地，根据用于扩展信号的扩展序列的统计性质可以明确地确定合成信号的损伤(噪音加干扰)性质。这个损伤性质估计可用来为合成处理产生加权因子，如此以使加权的合成消除干扰和噪音成分。根据本发明的实施例，加权因子是从反映合成信号中扩频信号性质的合成信道响应和损伤相关矩阵中被确定。根据本发明的另一方面，迭代产生加权因子，避免了对倒置损伤相关矩阵的需要。
图4说明了根据本发明一个实施例的一个修改过的瑞克接收机400，它从通信媒质中收到的合成信号r(t)中恢复由按照期望的扩展序列sd发射的扩频信号所表示的信息。接收机400包括：用于接收合成信号r(t)的装置，例如，一台处理器405，它执行放大信号r(t)、混频、滤波并产生接收信号r(t)的基带抽样r(k)此类的操作。相关单元410，在这里被表示为链接到一组相关器414a-414L上的一组延迟412a-412L，把基带信号r(k)的延迟形式与期望的扩展序列sd相关。应该理解，无线处理器405可以完成各种其它功能，并且相关单元410可以以其他形式(比如利用一个滑动相关器)来实现。
由相关单元410产生的相关x1，x2，...，xj在加权合成器420中被合成，加权合成器420使用由加权因子产生器430根据从中接收合成信号r(t)的通信媒质中发射的扩频信号的知识所产生的加权因子w。正如将在下面详细表示的，这可以包括有关期望的扩展序列sd的统计性质的信息，以及有关包含在合成信号r(t)中的其它扩频信号功率的信息。加权合成器420产生一个判决统计z，其然后可以被检测器440使用来估计相应于期望的扩展序列sd由最初发射的扩频信号所表示的信息。检测器440例如可以使用软判决解码，例如卷积或涡轮解码。
应该理解，图4的接收机400可以以许多不同的方式来实现。虽然在此处的描述是指在操作来与无线通信系统的基站通信的一个移动或其它终端中的接收机400的使用，但是接收机400也可以以若干其他形式来实现，这些形式包括但是不局限于：使用于蜂窝基站收发信机中的接收机、卫星收发信机、有线收发信机以及其它通信设备。例如可以使用一个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)芯片或者其它处理设备配置来实现相关单元410、加权合成器420、加权因子产生器430和检测器440从而执行所描述的处理功能。一般来说，还应该理解，可以使用在特殊的或一般用途的数据处理设备或其组合上执行的特殊用途的电路、软件或固件来实现接收机400的这些和其他组件。
由加权合成器420执行的合成操作可以表示成：
                     z＝wHx，或(1)
                     z＝Re{wHx}，
在此z是由合成器420产生的判决统计，w和x是分别表示加权因子和相关输出的向量，而Re{}表示变元的实部。判决统计例如可以被使用来确定比特值(例如，通过使用判决统计的符号)，或者用来提供后续解码的软数值。
根据本发明的优选实施例，由加权因子产生器430产生的加权因子W由首先估计信道响应和″自己小区″干扰扩频信号(例如，来自同一基站中的信号)和噪音的功率来确定。信道响应估计和期望的扩展序列sd的统计性质然后被用来确定一个″合成″信道(脉冲)响应h，它反映了发射脉冲整形滤波器和/或发送端上的其它元件的影响，以及通信媒质的影响和接收滤波器的响应。信道估计和功率估计被用来确定一个总体损伤相关R以便获得一个总体损伤相关矩阵R，总体损伤相关R包含归因于自己的小区干扰的各自分量、其他小区的干扰和热噪声。合成信道响应h和总体损伤相关R然后被用于计算加权因子w。
考虑了扩展序列的统计性质来导出加权因子w，并且特别地，可以使用与扩展序列和它们与之相关的发射的扩频信号相关的信息来明确地计算出加权因子w。例如，在延迟412a-412L和信道估计本质改变之后，可以间歇地计算出加权因子w。
可以看到给出了一组相关器延迟(d1，d2，...，dJ)，在此，J是相关器的数量，使用在加权合成器420中的最佳合成加权可以表示成：
w Δ = ( w 1 , w 2 , . . . , w J ) T = R - 1 h - - - - ( 2 )
在此，h是合成信道响应，包括发射滤波器、媒质和接收滤波器响应在内；和R是损伤相关矩阵。
它可以进一步示出合成信道响应h由如下给出：
h j = 1 N Σ l L - 1 C l Σ m = l - N N - 1 C ( m ) R P ( d i + m T c - τ ) - - - - ( 3 )
在此，c1和τ1与媒质响应 c ( t ) = Σ l = 0 L - 1 c 1 δ ( t - τ l ) 相关，L是多径数量，N是扩展因数，Tc是码片持续时间，RP(t)是码片波形的自相关函数，和C(m)是如下定义的扩展序列的非周期自相关函数：
在此，s(n)是扩展序列的第n个码片。
作为一个可能更简单的替换，可以利用一个导频信道、一个导频码元或者解码码元直接地估计hj。
损伤相关矩阵R可以被分解成为三项：
               R＝RISI+RMUI+Rn                    (5)
在此，RISI，RMUI和Rn分别是码元间干扰的相关，多用户(例如小区内)干扰的相关和附加白噪声的相关。
R的这些分量可以通过下列表达式来计算：
R ISI ( d 1 , d 2 ) = 1 N 2 Σ l = 0 L - 1 Σ q = 0 L - 1 Σ i - ∞ , i = 0 ∞ c l c q * Σ m = 1 - N N - 1 ( N - | m | ) ×
R p ( d 1 + m T c - iT - τ l ) R p * ( d 2 + m T c - iT - τ q )
R MUI ( d 1 , d 2 ) = γ 1 N 2 Σ l = 0 L - 1 Σ q = 0 L - 1 Σ i = - ∞ ∞ c l c q * Σ m = 1 - N N - 1 ( N - | m | ) ×
---(6)
R p ( d 1 + mT c - iT - τ l ) R p * ( d 2 + mT c - iT - τ q ) ( 1 - αδ ( m ) δ ( i ) )
---(7)
和
R n ( d 1 , d 2 ) = γ N N Σ m = 1 - N N - 1 C ( m ) R P ( d 1 - d 2 + m T c ) - - - - ( 8 )
在此γ1是多用户干扰与信号功率之比，和γN是噪音与信号功率之比。(12)中的变量α取{1，0}的数值；如果使用正交扩展，则α＝1，而如果使用伪随机扩展，则α＝0。通过考虑各种组合(包括除了d1，d2之外的组合)，损伤相关矩阵R的所有的成分可以被获得(i中的无限总计可以被缩短来只包括显著的项，例如，i＝-1，1)。从上面的方程式中，如果接收机具有(1)信道脉冲响应c(t)、(2)码片波形RP(t)的自相关函数、(3)干扰信号比(γ1)、(4)噪声信号比γN和(5)扩展序列C(m)的非周期自相关函数的知识，则可以明确地计算出加权因子w。
在许多应用中，多用户干扰比码间干扰更强。因此，损伤相关R矩阵可以被近似为：
                      R≈RMUI+Rn        (9)
在这种情况下，这些项包括公共的比例因子，比率γ1、γN中的信号功率S。这一项可以被省略，因此只需要估计干扰功率I和噪声功率。可替代地，信号功率可以被估计并被用于估计比率γ1、γN。
而且，实际上计算非周期自相关函数C(m)可能很麻烦，同样地一个函数通常从码元改变到码元。为了减少加权计算的复杂性，可以改为使用一个平均非周期自相关函数 C(m)，给出为：
                     C(m)＝Nδ(m)        (10)
使用方程式(9)和(10)，可以很大程度上简化方程式(7)和(8)。
在越区切换或者发送分集方案中，作为多个基站中多用户信号的结果的干扰通常以它自己的方式被信道响应染色，并且多用户干扰分量RMUI可以通过如下计算出来：
Figure C0081203100181
在此，上标k被用于标引基站，而k＝I对应于发射期望扩频信号的那个基站。通常，当使用正交扩展时，α1＝1同时αk＝0(k≠1)。
图5说明了根据本发明实施例的一个示范的加权因子产生器430。加权因子产生器430包括估计信道抽头系数c1的信道估计器510，和确定非周期自相关函数C(m)的数值的非周期自相关计算器520。信道抽头系数c1和周期自相关函数C(m)被提供给合成信道响应计算器530，其使用方程式(3)根据期望的扩展序列的统计性质(即，码片脉冲整形(波形)的自相关Rp(t))来计算合成信道响应h。正如上面所指出的，可以从相应于导频信道、导频码元、或者解码码元的相关中直接计算出合成信道响应。
加权因子确定器430还包括一个按照方程式(5)计算损伤相关R的损伤相关计算器540。损伤相关计算器540包括一个提供信号功率比γ1、γN的功率估计器542，信号功率比被提供给各自的多用户干扰相关和噪音相关计算器546，548中，多用户干扰相关和噪音相关计算器546，548根据等式(7)和(8)分别计算多用户干扰相关和噪音相关分量RMUI，RN。码间干扰相关计算器544计算码间干扰相关分量RMUI。码间干扰损伤相关、多用户干扰相关和噪音相关分量RMUI，RN，RISI通过一个加法器549被总和从而产生损伤相关R，它和合成信道响应h一起被使用来在加权因子计算器550中产生加权因子w。
应该理解，可以沿着上面建议的线路修改图5中所说明的设备。例如，非周期自相关计算器520可以被去除，用平均非周期自相关C(m)代替计算出的非周期自相关C(m)，如上面参考方程式(10)、(8)和(3)所述。沿着参考方程式(9)所描述的线路，码间干扰损伤相关计算器544也可以被去除。
另外，通过使用一种避免需要计算损伤相关R的逆R-1来确定加权因子w的迭代方法，可以获得在确定加权因子w时的简易性。如图6中所说明的，加权因子产生器430可以包括一个迭代加权因子计算器550’，它利用分别由合成信道响应计算器530和损伤相关计算器540所提供的合成信道响应h和损伤相关R来从先前计算的或者以别的方式提供的加权因子中迭代地计算加权因子w。由方程式(2)，加权因子w、损伤相关矩阵R和合成信道响应h形成如下形式的线性系统：
                      Ax＝b                     (12)
在此，A＝R，x＝w，b＝h。可以按照如上所述的技术计算损伤相关矩阵R。可替代地，可以使用其它技术来确定损伤相关矩阵R，比如在2000年4月13日公开的Bottomley的PCT国际申请WO00/21208中描述的技术。
因为方程式(12)描述了一个线性系统，所以许多用于解决线性系统的技术的任何一个都可用来得到加权。优选地，一种可以从不需要矩阵的逆的已有加权中计算出新加权因子的迭代技术被利用。例如，可以使用迭代Gauss-Seidel技术，在此加权因子w通过如下来计算出：
w j ( k + 1 ) = ( h i - Σ j = 1 i - 1 r ij w j ( k + 1 ) - Σ j = i + 1 n r ij w j ( k ) ) / r ij - - - - ( 13 )
在此，n是向量w和h的维数，rij是损伤相关矩阵R的第(i，j)个成分，而k是迭代的级数。如果最初的推测(前一级或以前的码元周期中w的值)接近正确的结果，则此迭代在仅仅一个或一些迭代之后就应该收敛。最初，相应于传统的瑞克合成，加权因子w可以被设置为信道系数估计。可以通过把计算出的wi(k+1)修改为如下形式来加速收敛：
          wi(k+1)＝λwi(k+1)+(1-λ)wi(k)           (14)
在此λ是一个张弛(relaxation)参数。对于1＜λ≤2，对于已经收敛的系统可以获得更快的收敛，并且如果正常迭代不收敛的话，则λ≤1可被用来获得收敛。在Springer-Verlag(纽约，1998)出版的Harris等人的“数学和计算科学手册”中(第456-457页)描述了线性系统的迭代解决方案的这些和其它技术。
再一次参见图5，功率估计器542估计干扰信号和噪声信号比γ1，γN，它们被使用在计算加权因子w中。如上所述，由于码间干扰损伤相关分量RISI可以被忽略，所以可足以确定干扰信号和噪声信号比之比γ1/γN来执行加权因子w的计算，把γN设置为某一标称数，比如1(等于估计干扰功率与噪声功率之比)。
在无线蜂窝通信系统中，基站(BS)可以向移动站或其它终端通知被发射的所有扩频信号的功率电平。终端然后可以使用传统装置来只计算它的接收功率，并且使用基站信息来确定干扰的相对接收功率。使用这些干扰功率估计和总的接收功率的估计(它也可以使用传统装置来被获取)，则可以获得噪声功率的估计(即，其它干扰和热噪声的功率)。
可是，如果基站不发射功率电平信息，它仍然可以通知终端当前正被使用的是哪些扩展码。使用这样的信息，可以利用诸如图7中说明的功率估计器542的设备来确定干扰信号的功率信息。相应于接收合成信号的基带信号r(k)经过延迟线710a-710L被传递，基带信号r(k)的每一延迟形式被一个解扰器720a-720L解扰并被一个快速沃尔什转换器730a-730L处理。产生的相关信息然后被最大比例合成器740使用信道估计来合成，合成值表示每个码维数中的能量。干扰功率估计器750计算有效码(除了期望码之外)横跨维数中的能量，而噪声功率估计器760计算待用码横跨维数中的能量。
如果有关有效码的信息未被提供给终端，那么图7的设备可以被修改来例如通过把定出最大比例合成器740输出的幅值平方的临界值从而检测哪些码是有效的。平滑待用码的最大比例合成器输出的幅值平方可以提供白噪声功率估计。可能存在从干扰和期望信号回波处的一个轻微偏置，其可以被去掉。平滑有效码的最大比例合成器740输出的幅值平方，可以获得Ii+N的估计，在此Ii是第i个用户的干扰功率而N是白噪声功率。利用N的估计，可以获得Ii的估计，并将其总和起来从而获得总体干扰功率估计。用于检测扩展序列以及估计与特定扩展码相关的功率的示范技术在2000年7月27日公开的Wang等人的PCT国际申请WO 00/44016中被描述。
再一次参见图4，最好在相关单元410和加权因子产生器430中使用最佳分支位置(即，延迟值)。各种延迟最佳化技术和准则可以被使用。一种优选的最优化尺度可以表示成：
                   M＝hHw或  (15)
                   M＝hHR-1h，
其中，通过选择将M最大化的那些延迟来获得最优化。
图8-10是根据本发明各个方面的示范操作的流程图说明。应该理解，这些流程图模块、以及这些流程图中的模块组合可以通过计算机程序指令来实现，这些计算机程序指令可以在诸如微型计算机、微处理器、ASIC、DSP芯片或使用来实现图4接收机400的其它处理电路之类的计算机或其它可编程数据处理设备上被装载并执行，从而产生一机器，以便在计算机或其它可编程数据处理设备上执行的指令产生用于实现流程图模块或模块组中规定功能的装置。计算机程序指令也可以被装载在计算机或其它可编程数据处理装置上，以便使一系列操作步骤在计算机或其它可编程设备上被完成，从而产生实现处理的计算机，以便在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现流程图模块或模块组中规定功能的步骤。
因此，图8-10的流程图模块提供用于执行规定功能的装置组合和用于执行规定功能的步骤组合。还应该理解，图8-10流程图的每一模块以及在其中的模块组合可以通过基于执行规定功能或步骤的专用硬件的计算机系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。
图8说明了用于恢复信息的示范操作800，该信息由在诸如无线传播媒质之类的通信媒质中根据期望扩展码来发射的扩频信号来表示。合成信号从通信媒质中被接收(模块810)，并与期望的扩展序列相关以便产生时移相关(模块820)。根据合成信号中呈现的扩频信号的知识，例如，根据期望扩展序列的统计性质和干扰扩频信号的功率来产生加权因子，如上参考方程式(1)-(11)所述(模块830)。根据加权因子合成相关以便产生一个判决统计(模块840)，其进而被用于产生最初发射信息的一个估计(模块850)。
图9说明了根据本发明一个方面用于产生此类加权因子的示范操作900。一个合成信道响应被估计(模块910)。至少一个干扰扩频信号和其它噪音的功率被确定(模块920，930)。然后从功率估计和合成信号中呈现的扩频信号的知识(包括由自相关函数Rp(t)表示的脉冲整形信息在内)来确定一个损伤相关(模块940)。损伤相关和信道响应被用来产生加权因子(模块950)。
图10说明了根据本发明另外一个方面用于迭代产生加权因子的示范操作1000。例如利用方程式(1)-(11)的计算或者通过如上所述的其他技术来产生第一组加权因子(模块1010)。一个合成信道响应(模块1020)和一个损伤相关(模块1030)一起被估计。然后从前一组加权因子、合成信道响应以及损伤相关中迭代产生新的加权因子直到获得可接受的收敛为止(模块1040)。
所描述的操作其他变化落在本发明范围之内。例如，信道估计也可以包括自动频率校正(AFC)。前向AFC可以被应用到与信号回波相关的每个相关器，在所导致的阶段，通过旋转信道估计，估计被用来形成加权因子，如1999年6月24日公开的Bottomley等人的PCT国际申请WO 99/31816中所述。压控振荡器的反馈校正可以以频率误差估计的组合为基础。本发明还可以与多个接收天线一起使用。相关器可以分配给不同的天线以及各种延迟，同时所有相关器的输出被集中在一起。相应的损伤相关估计和合成信道响应估计可用于确定合成的加权因子，这些加权因子包括相应于各个天线的子集。
在附图和说明书中，已经公开了本发明的典型优选实施例，并且，虽然使用了特殊的术语，但是只是以一种一般的并且描述性的意义而非限制性的目的来使用它们，本发明的范围在下列权利要求中被提出。

Claims (32)

1.一种恢复编码在根据第一扩展序列在通信媒质中发射的第一扩频信号中的信息的方法，该方法包括：从该通信媒质中接收包括第一扩频信号在内的合成信号，并把合成信号与第一扩展序列相关，以便产生合成信号与第一扩展序列的多个时移相关，其特征在于该方法还包括如下步骤：
根据包括脉冲整形信息的合成信号中存在的扩频信号的知识来产生加权因子；和
根据该加权因子把相关合成，以便估计编码在被发射的第一扩频信号中的信息。
2.如权利要求1所述的方法，其中，产生加权因子的所述步骤包括如下步骤：
接收有关在通信媒质中发射的扩频信号的信息；和
根据所接收信息产生加权因子。
3.如权利要求1所述的方法，其中，产生加权因子的所述步骤包括如下步骤：
检测合成信号中的扩频信号；
确定被检测扩频信号的特性；和
根据被检测扩频信号的确定的特性来产生加权因子。
4.如权利要求1所述的方法，其中，产生加权因子的所述步骤包括如下步骤：
从第一扩展序列的知识中估计合成信道响应；
从第一扩展序列的知识、合成信号中第二扩频信号的功率估计以及合成信号中噪音功率的估计中来估计损伤相关；
从估计合成信道响应和估计损伤相关中产生加权因子；和
估计第二扩频信号功率。
5.如权利要求4所述的方法，其中估计第二扩频信号功率的所述步骤包括如下步骤：
从一个基站接收关于第二扩频信号功率的信息；和
从所接收的信息中估计第二扩频信号的功率。
6.如权利要求4所述的方法，其中估计第二扩频信号功率的所述步骤包括如下步骤：
识别编码第二扩频信号的第二扩展序列；
把合成信号与识别的第二扩展序列相关以便产生相关；和
从该相关中确定第二扩频信号的功率。
7.如权利要求6所述的方法，其中，识别第二扩展序列的所述步骤包括从基站中接收识别第二扩展序列的信息的步骤。
8.如权利要求6所述的方法，其中，识别第二扩展序列的所述步骤包括从合成信号中检测第二扩展序列的步骤。
9.如权利要求4所述的方法，
其中，估计合成信道响应的所述步骤包括步骤：从第一扩展序列的非周期自相关函数或者第一扩展序列的平均非周期自相关值的其中一个之中估计合成信道响应；和
其中，估计损伤相关的所述步骤包括步骤：从第一扩展序列的非周期自相关函数或者第一扩展序列的平均非周期自相关值的其中一个之中估计损伤相关。
10.如权利要求4所述的方法，其中，估计损伤相关的所述步骤包括如下步骤：
估计多用户干扰相关；
估计噪音相关；和
把估计的多用户干扰相关和估计的噪音相关总和起来以便估计损伤相关。
11.如权利要求4所述的方法，其中，估计损伤相关的所述步骤包括如下步骤：
估计多用户干扰相关；
估计噪音相关；
估计码间干扰相关；和
把估计的多用户干扰相关、估计的噪音相关以及估计的码间干扰相关总和起来以便估计损伤相关。
12.如权利要求1所述的方法，其中，产生加权因子的所述步骤包括：从先前产生的加权因子中迭代产生加权因子的步骤。
13.如权利要求1所述的方法，还包括估计一个合成信道响应，其中，所述相关步骤包括：利用一组时延来把合成信号与第一扩展序列相关的步骤，这一组时延使与加权因子和合成信道响应之乘积成正比的尺度最优化。
14.如权利要求1所述的方法，
还包括估计一个损伤相关和一个信道响应，
其中产生加权因子的所述步骤包括：从所述估计的信道响应、所述估计的损伤相关和先前确定的加权因子中迭代产生加权因子；和
其中所述合成步骤包括：根据迭代产生的加权因子把相关合成，以便估计编码在被发射的第一扩频信号中的信息。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述迭代产生步骤包括：从为前一个迭代所确定的加权因子、为前一码元周期所确定的加权因子或者信道系数中的至少一个中产生加权因子的步骤。
16.如权利要求14所述的方法，还包括如下步骤：
从第一扩展序列的知识中产生估计的信道响应；和
从第一扩展序列的知识、合成信号中第二扩频信号的功率估计以及合成信号中噪音的功率估计中产生估计的损伤相关。
17.一种用于恢复编码在根据第一扩展序列在通信媒质中发射的第一扩频信号中的信息的设备，该设备包括用于从该通信媒质中接收包括第一扩频信号在内的合成信号的装置，和响应于用于接收的所述装置来把合成信号与第一扩展序列相关以便产生合成信号与第一扩展序列的多个时移相关的装置；其特征在于该设备还包括：
用于根据包括脉冲整形信息的合成信号中存在的扩频信号的知识来产生加权因子的装置；和
用于响应于用于相关的所述装置和产生加权因子的所述装置来根据加权因子把相关合成以便估计编码在发射的第一扩频信号中的信息的装置。
18.如权利要求17所述的设备，其中，用于产生加权因子的所述装置包括：
用于接收有关在通信媒质中发射的扩频信号的信息的装置；和
用于根据所接收信息产生加权因子的装置。
19.如权利要求17所述的设备，其中，用于产生加权因子的所述装置包括：
用于检测合成信号中的扩频信号的装置；
用于确定被检测扩频信号的特性的装置；和
用于根据被检测扩频信号的确定的特性来产生加权因子的装置。
20.如权利要求17所述的设备，其中，用于产生加权因子的所述装置包括：
用于从第一扩展序列的知识中估计合成信道响应的装置；
用于从第一扩展序列的知识、合成信号中第二扩频信号的功率估计以及合成信号中噪音功率的估计中来估计损伤相关的装置；
用于从估计的合成信道响应和估计的损伤相关中产生加权因子的装置；和
用于估计第二扩频信号功率的装置。
21.如权利要求20所述的设备，其中所述用于估计第二扩频信号功率的装置包括：
用于从一个基站接收关于第二扩频信号功率的信息的装置；和
用于从所接收信息中估计第二扩频信号的功率的装置。
22.如权利要求20所述的设备，其中所述用于估计第二扩频信号功率的装置包括：
用于识别编码第二扩频信号的第二扩展序列的装置；
用于把合成信号与识别的第二扩展序列相关以便产生相关的装置；和
用于从该相关中确定第二扩频信号的功率的装置。
23.如权利要求22所述的设备，其中，用于识别第二扩展序列的所述装置包括用于从基站中接收识别第二扩展序列的信息的装置。
24.如权利要求22所述的设备，其中，用于识别第二扩展序列的所述装置包括用于从合成信号中检测第二扩展序列的装置。
25.如权利要求20所述的设备，其中，用于估计损伤相关的所述装置包括：
用于估计多用户干扰相关的装置；
用于估计噪音相关的装置；和
用于把估计的多用户干扰相关和估计的噪音相关总和起来以便估计损伤相关的装置。
26.如权利要求20所述的设备，其中，用于估计损伤相关的所述装置包括：
用于估计多用户干扰相关的装置；
用于估计噪音相关的装置；
用于估计码间干扰相关的装置；和
用于把估计的多用户干扰相关、估计的噪音相关以及估计的码间干扰相关总和起来以便估计损伤相关的装置。
27.如权利要求17所述的设备，其中用于产生加权因子的所述装置包括：用于从先前产生的加权因子中迭代产生加权因子的装置。
28.如权利要求17所述的设备，还包括用于估计合成信道响应的装置，并且其中，用于相关的所述装置包括：用于利用一组时延来把合成信号与第一扩展序列相关的装置，这一组时延使与加权因子和合成信道响应之乘积成正比的尺度最优化。
29.如权利要求17所述的设备，其中用于相关的所述装置包括多个积分和转储相关器、滑动相关器或者选择性被禁止的滑动相关器中的至少一个。
30.如权利要求17所述的设备，
还包括用于估计损伤相关和信道响应的装置，
其中用于产生加权因子的所述装置包括：用于从估计的信道响应、估计的损伤相关和先前确定的加权因子中迭代产生加权因子的装置；并且
其中用于合成的所述装置包括：用于响应于用于迭代产生加权因子的所述装置和用于相关的所述装置来根据迭代产生的加权因子把相关合成以便估计编码在发射的第一扩频信号中的信息的装置。
31.如权利要求30所述的设备，其中，用于迭代产生加权因子的所述装置包括：用于从前一个迭代中所确定的加权因子、为前一码元周期所确定的加权因子或者信道系数中的至少一个中产生加权因子的装置。
32.如权利要求30所述的设备，还包括：
用于从第一扩展序列的知识中产生估计的信道响应的装置；和
用于从第一扩展序列的知识、合成信号中第二扩频信号的功率估计以及合成信号中噪音的功率估计中产生估计的损伤相关的装置。
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