CN1205774C - 接收装置和接收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种接收装置和一种接收方法，在该方法中，诸如加权乘法之类的计算频率可以降低，帧缓冲器的存储容量可以缩小。为此，基准相位信息和数据分别由基准相位反向扩展单元和数据部分反向扩展单元进行分离。加权系数计算单元基于作为SNR计算单元中的传输线信息的SNR值计算加权系数，并将如此计算出的加权系数发送到乘法器，在那里基于基准相位信息将相位校正值乘以加权系数以得到校正系数。乘法器将数据部分反向扩展单元中的接收数据乘以校正系数，乘法器中的输出数据的位宽度由位宽度限制单元进行限制。相干接收单元位宽度被限制的输出数据和相干接收单元中的输出数据由所有加法器相加，然后加法器中的输出数据被发送到帧缓冲器进行存储。然后，帧缓冲器中的输出数据被发送到软决策输入误差校正单元。

Description

接收装置和接收方法

技术领域

本发明涉及适用于移动通信系统等等的接收装置和接收方法，特别是，涉及使用基准相位信息进行相干解调的接收装置和接收方法。

背景技术

在用于移动通信系统(如便携电话系统)的CDMA(码分多址)方法中，进行相干解调过程中使用导频信号作为相位基准。导频信号是由专用导频信道来进行传输的，导频信道不同于用于传输诸如音频信息之类的数据的信道。

此外，在其他传输方法和多路复用方法中，基准相位信息和数据是同时传输的，并且基准相位信息由接收装置分离以执行相干接收。

在下文中，我们将参考附图对使用基准相位信息执行相干解调的接收装置进行介绍。

图2显示了经改装用于进行相干接收的接收装置的方框图，该装置具有两个相干接收单元：相干接收单元201和相干接收单元221。

在图2中，相干接收单元201包括一个天线202用于接收无线电波，一个RF(射频)接收单元203用于从天线202接收信号，一个正交调制器204用于正交调制从RF接收单元203接收到的信号，一个AD转换器205用于将正交调制器204输出的模拟信号转换为数字数据，一个基准相位反向扩展单元206，和数据部分反向扩展单元207，它们分别从AD转换器接收输出数据，一个相位校正值计算单元208，用于从基准相位反向扩展单元206接收数据，以及一个乘法器209用于将从数据部分反向扩展单元207的输出数据或接收数据乘以相位校正值计算单元208中的输出数据或相位校正信息。然后，乘法器209中的输出数据从相干接收单元201输出。此外，相干接收单元221的配置类似于相干接收单元201的配置，这里就不再累述。

相干接收单元201中的输出数据和相干接收单元221的输出数据由加法器210相加，然后加法器210的输出数据被发送到帧缓冲器211进行存储。当存储在帧缓冲器211中的相干接收单元201和221的输出数据量达到预先确定的单位，例如，1个单位，即可执行软决策输入误差校正(稍后介绍)，存储在帧缓冲器211中的数据即被发送到乘法器214。此外，相干接收单元201的基准相位反向扩展单元206和数据部分反向扩展单元207中的相应的输出数据以及相干接收单元221的基准相位反向扩展单元和数据部分反向扩展单元中的相应的输出数据被发送到SNR计算单元212，在那里计算出SNR(信噪比)。然后，如此计算出的SNR被发送到加权系数计算单元213。加权系数计算单元213中的加权系数被发送到乘法器214，在那里帧缓冲器211中的输出数据用加权系数相乘。如此乘法器214中所乘得的输出数据被发送到位宽度限制单元216。此外，SNR计算单元212中的输出数据被发送到位宽度计算单元215，在那里计算出位宽度。然后，位宽度计算单元215中的输出数据被发送到位宽度限制单元216，在那里乘法器214中的输出数据的位宽度被限制。位宽度限制单元216中的输出数据被发送到去交织器217进行去交织，然后去交织器217中的输出数据被发送到软决策输入误差校正单元218。

如上文所描述，帧缓冲器211中的输出数据用加权系数计算单元213中的加权系数相乘，进行这种处理是为了改善接收特征。下面将描述是如何改进接收特征的。

例如，假设1个块单位或1个单位的数据被卷积编码并进行交织以待传输，然后如图2所示的配置的接收装置接收如此传输的信号，然后1个块单位的数据被去交织以待维特比解码以便恢复原数据。在这种情况下，当考虑1位原数据时，此1位的信息被包括在卷积编码之后的(限制长度+1)/编码速率)的编码位中，然后此1位的信息被散落在1块中以便在交织之后传输和接收。当用于传输和接收的1块分成N个分区块，每一分区块的大小相等并计算出SNR(信噪比)时，高SNR的分区块中的数据误差比较小，因为它的传输状态是理想的，而低SNR的分区块中的数据的误差比较大，因为它的传输状态是不理想的。基于此信息，通过将接收数据的接收强度值乘以为块的每一个分区块计算出的加权值，对高SNR使用大加权值，对低SNR使用小加权值，并去交织块的数据以便恢复原数据，那么误差大的数据的影响就会降低。即，通过使用误差小的数据在维特比解码之后改善位差错率是可以实现的。

通常，在进行相干接收时，接收数据会乘以相位校正信息，所产生的数据在帧缓冲器中进行缓冲。然后，基于接收数据的SNR计算出用于进行软决策输入误差校正的加权系数，然后帧缓冲器中的输出数据在软决策输入误差校正单元的上游阶段乘以加权系数。

因此，在这种传统的方式中，对于一个数据，需要两次乘法，即对于相位校正使用的乘法以及对于加权使用的乘法。

此外，在对要经历相位校正的乘法数据进行缓冲时，因为数据的位宽度由于动态范围宽要被放大，乘法器和RAM的下游电路也要被放大。

具体来讲，在图2中，两相干接收单元(或相干接收单元201和相干接收单元221)中每一个都执行两次乘法，即，在乘法器209上对于相位校正使用的乘法以及乘法器214上对于加权使用的乘法，加法器210和帧缓冲器211的电路由于位宽度放大而要被放大。

发明内容

相应地，本发明的目的是通过提供一种接收装置和一种接收方法克服上文提及的现有技术缺点，在该方法中，诸如乘法之类的计算的频率会降低，因而存储器的电路的大小也会缩小。

上述目的可以通过提供一种接收装置和一种接收方法来实现，该方法用于接收同时传输的包括基准相位信息和数据的信号，该方法

分离接收到的信号中的基准相位信息和数据；

基于分离出的基准相位信息计算相位校正值；

基于接收到的信号计算加权系数；

基于相位校正值和加权系数计算校正系数；

将分离出的数据乘以校正系数；

限制乘法处理后所乘得输出数据的位宽度；

存储位宽度限制处理中预先确定的单位的数据；以及

校正存储处理中的输出数据的误差。

根据本发明，基于基准相位信息的相位校正值乘以加权系数，该加权系数基于接收到的信号的SNR(信噪比)预先计算出来，得出校正系数，然后分离出的数据乘以(相位校正乘法)如此获取的校正系数。因此，诸如乘法之类的计算的频率就会降低。此外，所乘得的输出数据的位宽度被限制，即，由于缩放效应位宽度被限制。因此，在诸如乘法之类的下游阶段计算的频率就会降低，帧缓冲器的存储容量也会降低。

本发明和这些目的和其他目的，特点和优点通过下文对本发明的具体实施方式的详细描述将变得一目了然。

附图说明

图1显示了本发明的接收装置的方框图。

图2显示了传统的使用CDMA方法的接收装置的方框图。

具体实施方式

下面将参考附图对本发明的最佳模式作进一步的描述。

图1显示了使用CDMA(码分多址)方法的接收装置的方框图，该装置具有两个相干接收单元：相干接收单元101和相干接收单元121。在此特定的实施例中，使用了预先确定的信号模式的导频信号作为相位基准，并由专用导频信道(不同于用于传输诸如音频信息之类的数据的信道)进行传输。另一方面，本发明不仅限于这种情况，并适用于如下情况，例如，数据和基准相位信息被多路复用以安排在时间域上的不同的位置以便进行传输。即，本发明可以适用于数据和基准相位信息同时传输的情况，并且如此传输的数据和基准相位信息可以由接收装置进行分离或多路分解。

在图1中，相干接收单元101包括一个天线102用于接收无线电波，一个RF(射频)接收单元103用于从天线102接收信号，一个正交调制器104用于正交调制从RF接收单元103接收到的信号，一个AD转换器105用于将正交调制器104输出的模拟信号转换为数字数据，一个基准相位反向扩展单元106，和数据部分反向扩展单元107，它们分别从AD转换器接收输出数据，一个相位校正值计算单元108，用于从基准相位反向扩展单元106接收数据，以及一个乘法器109用于从相位校正值计算单元108接收输出数据或相位校正信息再将相位校正信息乘以加权系数(下文描述)，一个系数寄存器110用于从乘法器109接收输出数据或校正系数以存储校正系数，以及乘法器111用于将数据部分反向扩展单元107的输出数据或接收数据乘以系数寄存器110的输出数据或校正系数，以及一个位宽度限制单元112用于从乘法器111接收输出数据。然后，位宽度限制单元112中的输出数据从相干接收单元101输出。此外，相干接收单元121的配置类似于相干接收单元101的配置，这里就不再累述。

相干接收单元101中的输出数据和相干接收单元121的输出数据由加法器117相加，然后加法器117的输出数据被发送到帧缓冲器118进行存储。帧缓冲器118中的输出数据被发送到去交织器119进行去交织，然后去交织器119中的输出数据被发送到软决策输入误差校正单元120。然后，其误差被校正的输出数据从软决策输入误差校正单元120输出。

此外，用于从相干接收单元101的基准相位反向扩展单元106和数据部分反向扩展单元107中获取传输线信息的相应的输出数据以及用于从相干接收单元121的基准相位反向扩展单元和数据部分反向扩展单元中获取传输线信息的相应的输出数据被发送到SNR计算单元114，在那里计算出SNR(信噪比)。然后，如此计算出的SNR被发送到加权系数计算单元115。加权系数计算单元115中的加权系数被发送到相干接收单元101的乘法器109，在那里相位校正值计算单元108中的输出数据用加权系数相乘。相干接收单元121中的这种数据流和处理类似于相干接收单元101中的数据流和处理。

此外，SNR计算单元114中的输出数据被发送到位宽度计算单元116，在那里计算出位宽度。然后，位宽度计算单元116中的输出数据被发送到相干接收单元101的位宽度限制单元112，和相干接收单元121的位宽度限制单元。

接下来，我们将讲述采用图1所示的配置的接收装置的工作。

在相干接收单元101中，RF接收单元103中的信号(它们是天线102接收的)由正交调制器104进行正交调制成为复杂的基带信号。然后复杂基带信号由AD转换器105转换为数字数据。基准相位信息和数据由不同的扩展代码或PN(伪噪声)代码进行扩展，并由彼此不同的信道(即，导频信道和话务信道)进行传输。此外，通过使用对应的扩展代码进行反向扩展，基准相位信息由基准相位反向扩展单元106进行分离，而数据由数据部分反向扩展单元107进行分离。

基准相位反向扩展单元106中的基准相位信息被发送到相位校正值计算单元108，在那里计算出相位校正值。此外，SNR计算单元114基于基准相位反向扩展单元106中的基准相位信息和数据部分反向扩展单元107中的数据计算出SNR值作为传输线信息。然后，加权系数计算单元115基于SNR值计算出加权系数。然后，乘法器109将相位校正值计算单元108中的相位校正值乘以加权系数计算单元115中的加权系数，并将所得到的数据发送到系数寄存器110。然后，系数寄存器110存储乘法器109中的输出数据作为校正系数。然后，系数寄存器110将校正系数发送到乘法器111，然后乘法器111将数据部分反向扩展单元107中的输出数据或接收数据乘以如此发送的校正系数。即，不是如传统的方式那样直接将接收数据乘以加权系数，而是首先，将相位校正值乘以加权系数以产生校正系数，然后，将接收数据乘以如此产生的校正系数。正如稍后要讲述的，在乘法器111上的乘法是对于每一数据进行的，而在乘法器109上的乘法只在每次SNR更新时才进行。如此，乘法的频率就会降低。

乘法器111中的输出数据被发送到位宽度限制单元112，在那里数据的位宽度被限制以使它对于在下游阶段进行误差校正的效果最佳。决定在位宽度限制单元112中从数据中去掉的位的位置的位宽度限制信息，将由位宽度计算单元116使用SNR计算单元114中的输出数据计算出。然后，位宽度限制单元112中的输出数据从相干接收单元101输出到加法器117。

此外，相干接收单元121的运行类似于相干接收单元101的运行，这里就不再累述。

相干接收单元101中的输出数据和相干接收单元121的输出数据被发送到加法器117进行相加，然后加法器117的输出数据被发送到帧缓冲器118进行存储。当如此存储的数据量达到预先确定的单位，例如，1个单位，即可由软决策输入误差校正单元120执行软决策输入误差校正，存储在帧缓冲器118中的数据被发送到去交织器119进行去交织。然后，去交织器119中的输出数据被发送到软决策输入误差校正单元120。软决策输入误差校正单元120基于1个单位使用维特比算法执行误差校正。

如上文所描述，对于到软决策输入误差校正单元120的输入数据基于传输线信息(如接收数据的SNR)进行加权处理，进行这种处理是为了改善接收特征。即，当用于传输和接收的1块或1个单位分成N个分区块，每一分区块的大小相等，并计算出SNR(信噪比)时，高SNR的分区块中的数据误差比较小，因为它的传输状态是理想的，而低SNR的分区块中的数据的误差比较大，因为它的传输状态是不理想的。如此，通过将接收数据乘以为块的每一个分区块计算出的加权值，对高SNR使用大加权值，对低SNR使用小加权值，并去交织块的数据以便恢复原数据，通过必要的处理，那么误差大的数据的影响就会降低。因此，通过使用误差小的数据在软决策输入误差校正单元120上维特比解码之后改善位差错率是可以实现的。在图1所示的实施例中，相位校正值将基于SNR乘以加权值得到校正系数，然后用接收数据乘以校正系数。

接下来，我们将讲述图1所示的如此配置的接收装置的乘法的频率。

基准相位反向扩展单元106中输出的1个单位的基准相位信息的符号数Nr和数据部分反向扩展单元107中的1个单位的输出数据的符号数Nd之间的关系是Nr＜Nd。如此，在图2所示的传统的接收装置中，由于乘法器209的乘法的频率是Nd次，两个相干接收单元(相干接收单元201和相于接收单元221)的乘法的频率变成2×Nd次。乘法器214的乘法的频率是Nd次。因此，1个单位的传统的接收装置的乘法的总频率是3×Nd次。另一方面，在图1所示的本发明的接收装置中，乘法将在乘法器109和乘法器111上执行。由于乘法器109的乘法的频率是Nr次，乘法器111的乘法的频率是Nd次，因此两个相干接收单元(相干接收单元101和相干接收单元121)的乘法的频率变成2×(Nr+Nd)次，这是本发明的1个单位的接收装置的乘法的总频率。在Nr＝10、Nd＝1000的情况下，图2所示的1个单位的传统接收装置的乘法的总频率是3000次，而本发明的图1所示的接收装置的总频率是2020次。因此，可以减少980次乘法。

一般来讲，在Nr＜Nd/2的情况下，可以减少(Nd-2×Nr)次乘法。在Nr＜＜Nd的情况下，乘法减少的效果很大，在该情况下大约可以减少Nd次乘法。

接下来，我们将讲述乘法、加法的运算中的位宽度。假设作为接收装置中需要的位宽度的具体例子，AD转换器105中的输出数据是8位，基准相位反向扩展单元106中的输出数据和数据部分反向扩展单元107的输出数据都是8位，相位校正值计算单元108中的相位校正值是8位，加权系数计算单元115中的加权系数是8位，到软决策输入误差校正单元120的输入数据是6位。

在图2所示的传统的接收装置中，由于数据部分反向扩展单元207中的输出数据是8位，相位校正值计算单元208中的相位校正值是8位，乘法器209中的输出数据是16位。那么，相干接收单元201的乘法器209中的输出数据和相干接收单元221的乘法器中的输出数据由加法器210相加得到的数据为17位，然后加法器210中的输出数据被发送到帧缓冲器211进行存储。然后，帧缓冲器211中的输出数据乘以加权系数计算单元213中的8位加权系数得到的数据为25位。然后，乘法器214中的输出数据由位宽度限制单元216将其位宽度限制为6位，然后位宽度限制单元216中的输出数据被发送到软决策输入误差校正单元218。

另一方面，在图1所示的本发明的接收装置中，由于相位校正值计算单元108中的相位校正值是8位，加权系数计算单元115中的加权系数是8位，乘法器109中的输出数据是16位。然后，乘法器109中的输出数据被发送到系数寄存器110进行存储。然后，数据部分反向扩展单元107中的8位输出数据在乘法器111中乘以系数寄存器110中的16位系数得到的数据为24位。然后，乘法器111中的输出数据由位宽度限制单元112将其位宽度限制为6位数据。然后，相干接收单元101的位宽度限制单元112中的输出数据和相干接收单元121的位宽度限制单元中的输出数据由加法器117进行相加并四舍五入为6位数据，加法器117中的输出数据被发送到帧缓冲器118进行存储。

如此，在图2所示的传统的接收装置中，帧缓冲器211的位宽度必须是25位，而在图1所示的本发明的接收装置中，帧缓冲器118的位宽度必须是6位。因此，诸如RAM之类的的存储器的大小大约可以缩小1/4。

正如上文所描述，根据本发明，在基于传输线信息(如SNR)将接收数据(数据部分反向扩展单元中的数据)乘以加权系数时，预先将相位校正值乘以加权系数成为校正系数，而且将接收数据乘以如此产生的校正系数。如此，乘法的频率就会降低。此外，如此相乘后得到的输出数据在位宽度上是受限制的，然后再加到另一个相干接收单元中的输出数据，得到的值存储到帧缓冲器中。如此，帧缓冲器的存储容量就会降低。因此，诸如便携电话之类的接收装置的功率消耗就会降低，硬件的成本也会降低。

本发明不仅限于上述情况。在上面描述的实施例中，数据和基准相位信息由彼此不同的信道进行传输。另一方面，本发明不仅限于这种情况，并适用于数据和基准相位信息被多路复用以安排在时间域上的不同的位置以便进行传输。此外，相干接收单元的数量不仅限于两个，也可以是三个或更多。此外，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。

工业应用前景

正如上文所述，根据本发明，预先基于基准相位信息将相位校正值乘以加权系数得到校正系数，然后将分离的数据乘以如此获取的校正系数。如此，诸如乘法之类的计算的频率就会降低，存储器等等的电路的大小也会缩小。

Claims (8)

1.一种接收装置，用于接收同时传输的包括基准相位信息和数据的信号，包括：

用于分离接收到的信号中的基准相位信息和数据的装置；

用于基于分离出的基准相位信息计算相位校正值的装置；

用于基于接收到的信号计算加权系数的装置；

用于基于相位校正值和加权系数计算校正系数的装置；

用于将分离出的数据乘以校正系数的装置；

用于限制乘法装置中的乘得的输出数据的位宽度的装置；

用于存储位宽度限制装置中的预先确定的单位的数据的装置；以及

用于校正存储装置中的输出数据的误差。

2.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于分离装置具有基准相位反向扩展单元和数据部分反向扩展单元。

3.根据权利要求1所述的接收装置，该装置具有许多相干接收单元，每一个相干接收单元都包括分离装置、相位校正值计算装置、校正系数计算装置、乘法装置，以及位宽度限制装置，其中相应的相干接收单元中的输出数据相加以存储在存储装置中。

4.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于加权系数计算装置基于接收到的信号的信噪比计算出加权系数。

5.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于位宽度限制装置根据基于接收到的信号的信噪声比计算出的位宽度限制乘法装置中的乘得的输出数据的位宽度。

6.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于误差校正装置使用维特比算法执行软决策输入误差校正。

7.一种接收方法，用于接收同时传输的包括基准相位信息和数据的信号，包括下列步骤：

分离接收到的信号中的基准相位信息和数据；

基于分离出的基准相位信息计算相位校正值；

基于接收到的信号计算加权系数；

基于相位校正值和加权系数计算校正系数；

将分离出的数据乘以校正系数；

限制乘法步骤中的乘得的输出数据的位宽度；

存储位宽度限制步骤中的预先确定的单位的数据；以及

校正存储步骤中的输出数据的误差。

8.根据权利要求7所述的接收方法，该方法由具有许多相干接收单元的接收装置来执行，每一个相干接收单元执行分离步骤、相位校正值计算步骤、校正系数计算步骤、乘法步骤，以及位宽度限制步骤，其中相应的相干接收单元中的输出数据相加以在存储步骤中进行存储。

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