CN1208524A - 采用算法分集的无线电通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明的特征是,在包括接收天线、无线电部分以及数目与用户数相当且可利用具有多个扩展因数的扩展码的解调器的CDMA系统基站的接收部分中,配备算法分集控制器以及选择器,把与用户所利用的扩展码的扩展因数等有关的信息提供给算法分集控制器,算法分集控制器指令所配备的数目与用户数相当的解调器和所述选择器,在接收到利用扩展因数小的扩展码的用户所发射的信号,即具有高码元速率的信号时,通过在因扩展因数小而留下的解调器处以不同的接收方法或不同的参数来解调信号,从而选择质量最高的解调信号。

Description

采用算法分集的无线电通信设备

技术领域

本发明涉及用于诸如CDMA(码分多址)和其他通信系统中的采用算法分集的无线电通信设备。

背景技术

在CDMA系统中，由于以分配给每个用户的扩展码来扩展用户的信息信号，所以可通过扩展码来识别用户。这使得可在同一频带中复接多个用户的信号，从而可高效地利用频率。

在CDMA系统中的常规基站中，可发射以具有不同扩展因数的扩展码扩展的信息信号。在此CDMA系统中，在所有的用户发射以扩展因数最大的扩展码扩展的信息信号的情况下，用户的数目最大，这意味着信息信号具有最小的码元速率。

例如，使扩展因数减半，则码元速率变为两倍，而且由于码的正交性，要消耗扩展因数最小的两个扩展码。换句话说，通过梳理任何扩展因数，可使所发射信息的总信道容量不变。

另一方面，由于每个用户所需的解调器与扩展码的扩展因数无关，所以考虑所有的用户使用最低码元速率进行通信的情况，准备了此情况下所需的解调器数目。因此，在一些用户利用不同扩展因数的扩展码的情况下，可解调所有用户的信号，然而，将留下一些调制器。

图1是示出在CDMA系统中基站处的常规接收部分示意结构的方框图。此外，图2是说明该基站中操作的图。

在图1中，CDMA系统中基站处的接收部分主要由接收天线1、无线电部分2和第一到第八解调器3、5、7、9、11、13、15和17构成。从以上的每个解调器中提取每个用户的数据。例如，从第一解调器3中提取第一用户的用户数据4。同样，分别从第二到第八解调器5、7、9、11、13、15和17中提取第二到第八用户数据6、8、10、12、14、16和18。在此情况下，最大扩展因数假设为8。

用图1来说明CDMA系统中基站处的接收部分的操作概要。在无线电部分2处把接收天线1处接收到的接收信号转换成基带信号。在第一到第八解调器#1到#8(3、5、7、9、11、13、15和17)中的任一个处提取不同用户的用户信号，以分别获得第一到第八用户数据#1到#8(4、6、8、10、12、14、16和18)。

在此情况下，可允许的最大用户数为八。在八个用户都使用具有扩展因数8的扩展码来发射信号时，分别使用第一到第八解调器#1到#8来解调第一到第八用户#1到#8的数据。然而，在一些用户使用具有不同扩展因数的扩展码的情况下，所使用的扩展码的数目有所不同，因此信息容量也不同。例如，利用扩展因数为4的用户可发射的信息容量两倍于利用具有扩展因数为8的扩展码的用户。然而，这意味着该用户消耗了扩展因数为8的两个扩展码。同样，利用扩展因数为2的扩展码的用户可发射的信息容量四倍于利用扩展因数为8的扩展码的用户。然而，这意味着该用户消耗了扩展因数为8的四个扩展码。

图2是示出用户利用扩展因数不同的扩展码的情况的图。在图2中，第二用户#2利用扩展因数为4的扩展码，这意味着用户利用扩展因数为8的两个扩展码。此外，第五用户#5利用扩展因数为2的扩展码，这意味着用户利用扩展因数为8的四个扩展码。因此，可允许的用户数为四。相应地在第一解调器#1、第二解调器#2、第四解调器#4和第五解调器#5处分别解调第一用户#1的数据、第二用户#2的数据、第四用户#4的数据和第五用户#5的数据。然而，留下四个解调器；第三解调器#3、第六解调器#6、第七解调器#7和第八解调器#8(图2中的阴影部分)。

在CDMA系统的通信中，在使用扩展因数不同的扩展码来发射信号的情况下，由于扩展增益较小，所以尤其是相对于延迟波，利用扩展因数较小的扩展码的用户的信号通信质量容易降低。为了补偿通信质量相对于延迟波的降低，必须增加发射功率，这带来了对其他用户的干扰增大且容量降低的问题。

再者，由于最合适的解调方法和参数与诸如衰落间距和各种延迟的分布等线路状况等方面有关，所以难于对各种线路状况采取最适当的调制方法和参数，例如哪个调制方法或参数对哪种线路状况有用等。

发明内容

通过采用算法分集的通信设备来实现本发明的目的，该设备包括识别部分，用于识别所使用的扩展码的扩展因数的状态；控制部分，用于进行控制，以根据所使用的扩展因数的状态在留下的解调器处用扩展因数较小的扩展码来解调数据。

通过采用算法分集的通信设备来实现本发明的目的，该设备包括检测部分，用于检测接收数据的质量；控制部分，用于进行控制，以根据质量检测结果在留下的解调器处解调质量较低的数据。

附图概述

图1是示出CDMA系统中基站处常规接收部分的示意结构图；

图2是说明CDMA系统中基站处常规接收部分的操作图；

图3是示出使用本发明的通信设备的通信系统的示意结构图；

图4是示出本发明第一实施例中基站处接收部分的示意结构图；

图5是水解酶本发明第一实施例中基站处接收部分的操作图；

图6是说明本发明第一实施例的操作的流程图；

图7是示出本发明第二实施例中基站处接收部分的示意结构图；

图8是说明本发明第二实施例中基站处接收部分的操作图；以及

图9是说明本发明第二实施例的操作的流程图。

本发明的较佳实施方式

在CDMA系统中，依据所有用户利用扩展因数最大的扩展码情况的假设信道，在基站处准备数目与用户数目相当的解调器。然而，如上所述，在用户利用扩展因数小的扩展码的情况下，由于消耗多个扩展因数大的扩展码，所以用户的数目减少。因为无论扩展码因子是大还是小，只使用一个解调器来解调一个用户的信号，在此情况下留下一些调制器。

在本发明中，通过有效利用这些留下的解调器，以不同的算法或不同的参数来执行多个解调方法并选择最佳的解调结果，可提高接收质量。此方法叫做算法分集。

此外，在使用扩展因数相同的扩展码的情况下，当只有较少用户同时通信时，也留下一些解调器。在此情况下，可选择质量最低的用户并首先对该用户执行以上算法分集。

此外，本技术不仅适用于CDMA系统，还适用于TDMA(时分多址)系统、FDMA(频分多址)系统和其他系统。

即，本发明的特征是，在包括接收天线、无线电部分以及数目与用户数相当且可利用具有多个扩展因数的扩展码的解调器的CDMA系统基站接收部分中，配备算法分集控制器以及选择器，把与用户所利用的扩展码的扩展因数等有关的信息提供给算法分集控制器，算法分集控制器指令所配备的数目与用户数相当的解调器和所述选择器，在接收到利用扩展因数小的扩展码的用户所发射的信号，即具有高码元速率的信号时，通过在因扩展因数小而留下的解调器处以不同的接收方法或不同的参数来解调信号，从而选择质量最高的解调信号。

据此，可提高用户信号的质量而不必安装任何硬件。此外，可降低发射功率，从而可提高整个系统的质量。

此外，本发明的特征是，在包括接收天线、无线电部分以及数目与用户数相当且可利用具有多个扩展因数的扩展码的解调器的CDMA系统基站的接收部分中，配备算法分集控制器、选择器以及质量选择器，在质量选择器处检测用户信号质量的优劣并把它提供给算法分集控制器，算法分集控制器指令所配备的数目与用户数相当的解调器和所述选择器，在扩展因数相同时，通过在留下的解调器处以不同的解调方法或不同的参数来解调质量低的用户信号，从而选择质量最高的信号。

据此，在对所有用户使用扩展因数相同的扩展码的情况下，根据需要(容量许可时)，通过在留下的解调器处以不同的解调方法或不同的参数来解调质量显得低的信号，可提高质量。

以下将参考附图详细地说明本发明的实施例

(第一实施例)

在第一实施例中，说明基站使用扩展因数不同的扩展码来处理数据的情况。

图3是示出本发明第一实施例中所使用的CDMA系统的示意结构图。在此系统中，发射端包括扩展部分102，用于对发射数据101进行码扩展；调制部分103，用于调制码扩展数据；发射天线，用于发射调制信号。此外，在此系统中，接收端包括接收天线105，用于接收发射的信号；解调部分106，用于解调接收信号；解扩展部分107，用于以扩展码对解调数据进行解扩展。

接着，将说明具有上述结构的CDMA系统中的操作。首先，在扩展部分102以某个扩展码来扩展发射数据101。然后，把如此扩展的数据提供给调制部分103并通过例如BPSK(二进制相移键控)等调制方法进行调制。从发射天线104发射此调制信号。

在接收天线105处接收到发射的信号。在解调部分106解调接收信号，并在解扩展部分107以上述扩展码进行解调，以获得接收数据108。在如上所述构成的系统中，执行基站和移动电台之间的通信。

图4是示出CDMA系统基站接收部分的示意结果的方框图，图5是说明操作的图。在图中，基站接收部分主要包括接收天线201，用于接收码扩展信号；无线电部分202，用于把接收信号转换成基带信号；第一到第八解调器#1到#8(203、205、207、209、211、213、215和217)；选择器227，用于选择调制数据；算法分集控制器229。

第一到第八调制器分别把第一到第八解调结果204、206、208、210、212、214、216和218输出到选择器227。从选择器227输出调制结果分别作为第一到第八用户数据#1到#8(219到226)。此外，在本实施例中，接收扩展码的最大扩展因数假设为8。

用图4来说明上述基站处接收部分操作的概要。在无线电部分202处把接收天线201处接收到的接收信号转换成基带信号。分别在第一到第八解调器#1到#8中的任一个解调器处提取不同用户的用户信号，以获得第一到第八解调结果。

在此情况下，可允许的最大用户数目为8。在八个用户都使用扩展因数为8的扩展码来发射信号时，分别使用第一到第八解调器#1到#8来解调出第一到第八解调结果，以获得通过选择器227的第一到第八用户#1到#8的数据219到226。

然而，在一些用户利用扩展因数不同的扩展码的情况下，所使用的扩展码的数目不同，信息容量也不同。例如，利用扩展因数为4的扩展码的用户可发射的信息容量两倍于利用扩展因数为8的扩展码的用户。然而，这意味着用户消耗了扩展因数为8的两个扩展码。同样，利用扩展因数为2的扩展码的用户可发射的信息容量四倍于利用扩展因数为8的扩展码的用户。然而，这意味着用户要消耗扩展因数为8的四个扩展码。

图5是示出用户利用扩展因数不同的扩展码的情况的图。在图5中，第二用户#2利用扩展因数4的扩展码，这意味着该用户要利用扩展因数为8的两个扩展码。第五用户#5利用扩展因数为2的扩展码，这意味着该用户要利用扩展因数为8的四个扩展码。因此，可允许的用户数目为四。相应地，在第一解调器#1、第二解调器#2、第四解调器#4和第五解调器#5处分别解调第一用户#1的数据、第二用户带2的数据、第四用户#4的数据和第五用户#5的数据。然而，留下四个解调器：第三调制器#3、第六调制器#6、第七调制器#7和第八调制器#8。

在使用扩展因数小的扩展码来传送信号(用户#2或#5的数据)时，因码元速率高增加了所发射的信息容量，然而，由于对各种延迟造成的码间干扰的抑制效果小，所以容易使质量降低。为了补偿质量降低，在第三解调器#处解调来自用户#2的数据，并在第六到第八解调器#6到#8处解调来自用户#5的数据。

此时，在作为补偿的解调(通过第三解调器#3以及第六到第八解调器#6到#8进行的解调)，应用与原解调方法、参数等(通过第二解调器#2和第五解调器#5进行的解调)不同的解调方法、参数等。选择每个调制方法，以根据线路状况获得最佳的调制结果。例如，在下表中示出组合算法与所呈现效应的例子。

                               表

组合算法	呈现的效应
		检测方法(同步检测和延迟检测)	根据线路波动的程度，选择较有利的一种方法(在波动快的情况下，选择同步检测，在波动慢的情况下，选译延迟检测)
不同搜寻指分配方法的算法(尤其是对于邻近通过电平的选择方法)	选择在Rake组合后给出最佳SIR的分配方法(以抑制所需信号中同一增益的干扰信号等)
		不同线路假设方法的算法(内插的程度等)	根据线路波动的程度，依次选择最有利的内插方法

Viterbi解码的路径选择方法(近路径量度的选择逻辑)	选择Viterbi解码的最佳结果
		随机接入检测方法(在接近的时间发生多个接入的情况下的Rake组合方法等)	可改善随机接入的通过量
不同AFC方法的算法(解调器处频率偏移的检测方法)	选择基带信号中具有最佳AFC的方法(在该时线路条件下的最有利方法)
		扇区选择方法和扇区之间的切换	可选择除目的扇区以外的最有利扇区(从选择结果选择扇区之间切换的切换到达扇区)

接着，说明图5所示情况的操作。解调结果选择器230负责评价第二解调器#2的解调结果206和第三解调器#3的解调结果208的质量，以选择较好的一个。作为选择标准，可单独或组合地使用以下标准：相位似然性、幅度信息、解调后的差错信息、纠错的结果、同步信号的差错数目等。

这样，通过对各种线路状况执行最适当地解调，可使质量高于以单一解调方法或参数接收的情况。

此外，在具有不同解调方法或参数的第六到第八解调器#6到带8处以及第五解调器#5处解调第五用户#5的数据233，以获得解调结果，然后解调结果选择器231从这些结果中选择质量最好的一个。选择标准与以上情况的标准相同。依据上述方法，可以借助较多的调制方法用扩展因数小的扩展码(质量降低较大)来解调数据，以获得多个调制结果，并从这些结果中选择最好的一个，从而可获得与用扩展因数不同的扩展码解调数据所得结果的质量几乎相同的质量。

此外，图5是用于说明操作的图。实际的设备具有与图4中设备相同的结构，可与处理具有任何扩展因数的扩展码的组合相对应。

接着，以图6所示的流程图来说明本发明该实施例的操作．首先，把扩展码具有什么扩展因数、如何使用等有关信息从用于分配用户的控制器(未示出)提供给算法分集控制器229作为扩展码使用状态信号228，然后算法分集控制器229识别所使用的扩展码的状态(S1)。

接着，在算法分集控制器229处决定所使用的扩展码的扩展因数是否都相同(S2)。在所使用的扩展码的扩展因数不同的情况下，决定对实际可使用的解调器分配的用户数目(S3)。例如，在图4所示的基站中，解调器的数目为八，用户数目为四。

接着，在算法分集控制器229处，分配留下的解调器，以使用扩展因数小的扩展码来调制数据(S4)。此外，选择用于留下的解调器的解调方法(S5)，并在每个解调器处解调每个数据(S6)。在此情况下，根据线路状况选择与原方法不同的调制方法，以获得最佳的解调结果。

接着，在数据解调结果选择器230和231处，比较在多个解调器处解调的数据，即使用扩展因数小的扩展码的数据调制结果(S7)并从这些解调结果中选择具有最佳质量的调制结果(S8)。

相反，在所使用的扩展码的扩展因数都相同的情况下，在算法分集控制器229处，把待解调的数据分配给解调器(S9)并在解调器处对数据进行解调(S10)。

这样，在本实施例的通信设备处，有效地使用留下的解调器，以不同的算法或参数进行多种解调，然后选择最佳的解调结果。这样，能提高接收质量。

(第二实施例)

在第二实施例中，说明基站使用扩展因数相同的扩展码来处理数据的情况。

图7是示出CDMA系统基站接收部分的示意结构方框图，图8是说明操作的图。在图7中，基站处的接收部分主要包括接收天线301，用于接收码扩展信号；无线电部分302，用于把接收信号转换成基带信号；第一到第八解调器#1到#8(303、305、307、309、311、313、315和317)；选择器327，用于选择调制数据；质量选择器328，用于检测信号质量的优劣；算法分集控制器329。

第一到第八调制器分别把第一到第八解调结果304、306、308、310、312、314、316和318输出到选择器327和质量选择器328。从选择器327输出每个调制结果分别作为第一到第八用户数据#1到#8(319到326)。此外，在本实施例中，接收扩展码的最大扩展因数假设为8。

用图7来说明上述基站处接收部分操作的概要。在无线电部分302处把接收天线301处接收到的接收信号转换成基带信号。分别在第一到第八解调器#1到#8中的任一个解调器处提取不同用户的用户信号，以获得第一到第八解调结果。

在此情况下，可允许的最大用户数目为8。在八个用户都使用扩展因数为8的扩展码来发射信号时，分别使用第一到第八解调器#1到#8来解调出第一到第八解调结果，以获得通过选择327的第一到第八用户#1到#8的数据319到326。

图7所示的基站具有容纳最多八个用户的容量，然而，在少于八个用户在通信时，留下一些解调器。图8示出六个用户发射信号的情况，假设把这六个用户分配给第一解调器带1、第二解调器#2、第四解调器带4、第五解调器#5、第六解调器#6和第八解调器#8。在此情况下，留下两个解调器；第三解调器#3和第七解调器#7。

图8示出用户数目比基站处所配备的解调器数目少的情况。图8示出第二用户#2和第六用户#6的数据质量低的情况。相应地，为了提高第二用户#2和第六用户#6的数据的质量，在第三解调器#3处解调第二用户#2的数据，并在第七解调器#7处解调第六用户#6的数据。

此时，作为补偿的解调(通过第三解调器#3和第七解调器7进行的解调)，应用与通过第二解调器#2和第六解调器#6进行的解调中的解调方法和参数等不同的解调方法、参数等。用与第一实施例相同的方法，选择每个调制方法以根据线路状况来获得最佳的解调结果。

接着，说明图8所示情况的操作。解调结果选择器330负责评价第二解调器#2的解调结果306和第三解调器#3的解调结果308的质量，以选择较好的一个。解调结果选择器331负责评价第六解调器#6的解调结果314和第七解调器#7的解调结果316的质量，以选择较好的一个。作为选择标准，可单独或组合地使用以下标准：相位似然性、幅度信息、解调后的差错信息、纠错的结果、同步信号的差错数目等。

这样，通过对各种线路状况执行最适当的解调，可使质量高于以单一解调方法或参数接收的情况。依据上述方法，可以借助较多的调制方法用扩展因数小的扩展码(质量降低较大)来解调数据，以获得多个调制结果，并从这些结果中选择最好的一个，从而可获得与使用扩展因数不同的扩展码解调数据所得结果的质量几乎相同的质量。

此外，图8是用于说明操作的图。实际的设备具有与图7中设备相同的结构，可与处理具有任何质量的数据组合相对应。

接着，以图9所示的流程图来说明本发明该实施例的操作。首先，在算法分集控制器329处，决定用户的数目是否与基站处所配备的解调器的数目相同(S21)。接着，在质量选择器处，检测接收数据质量的优劣(S22)。

接着，分配留下的解调器来解调质量低的数据(S23)。例如，在图7中，用户#2和用户#6的数据质量低，而且留下第三解调器#3和第七解调器#7。因此，分配第三解调器#3来解调用户#2的数据，分配第七解调器#7来解调用户#6的数据。

接着，在算法分集控制器329处，选择留下的解调器的解调方法(S24)等，并在每个解调器处对数据进行解调(S25)。在此情况下，用与第一实施例相同的方法，根据线路状况选择与原方法不同的调制方法，以获得最佳的解调结果。

接着，在数据解调结果选择器330和331处，比较在多个解调器处解调的数据，即低质量数据的调制结果(S26)，并从这些解调结果中选择具有最佳质量的调制结果(S27)。

相反，在用户数目与基站处所准备的解调器数目相同的情况下，在算法分集控制器329处，把待解调的数据分配给解调器(S28)并在解调器处对数据进行解调(S29)。

这样，本实施例的通信设备中，在所处理的用户信号都具有扩展因数相同的扩展码的情况下，根据需要，在留下的解调器处通过以不同的解调方法或参数对质量显得低的信号进行解调，所以可提高质量。

本发明的实施例不只限于CDMA系统，也可应用于TDMA系统和FDMA系统。此外，可把本发明的本实施例与本发明的第一实施例组合起来实施．

本发明不限于本发明第一实施例和第二实施例，而可进行各种修改。即，可适当地改变基站所配备的解调器的数目，可允许的用户数目、所使用的扩展因数、数据的调制方法等。

如上所述，在使用本发明的算法分集的通信设备中，不必增加硬件，就可有效地使用留下的解调器并提高特定用户的接收质量。这提供了可提高整个系统质量的优良效果。

工业应用性

使用本发明的算法分集的通信设备可用于使用诸如移动电话和其他无线电通信设备的数据通信领域。

Claims (18)

1．一种采用算法分集的通信设备，其特征在于包括：

识别装置，用于识别所使用的扩展码的扩展因数的状态；

控制装置，用于根据所使用的扩展因数的状态控制留下的解调器以扩展因数较小的扩展码解调数据。

2．如权利要求1所述的通信设备，其特征在于识别装置决定所使用的扩展码的扩展因数是否都相同。

3．如权利要求1或2所述的通信设备，其特征在于在所使用的扩展码的扩展因数不同的情况下，决定分配给解调器的用户数目。

4．如权利要求1到3中任一项所述的通信设备，其特征在于比较使用扩展因数较小的扩展码的数据调制结果。

5．一种采用算法分集的通信设备，其特征在于包括：

检测装置，用于检测接收数据的质量；以及

控制装置，用于根据质量检测结果控制留下的解调器解调质量较低的数据。

6．如权利要求5所述的通信设备，其特征在于控制装置决定解调器的数目是否与用户的数目相同。

7．如权利要求1到6中任一项所述的通信设备，其特征在于控制装置选择留下的解调器的解调方法。

8．如权利要求7所述的通信设备，其特征在于从调制结果中选择质量最佳的解调结果。

9．一种移动电台，其特征在于与权利要求1到8中任一项所述的通信设备进行通信。

10．一种通信系统，其特征在于包括：

如权利要求1到8中任一项所述的通信设备；以及

与所述通信设备进行通信的移动电台。

11．一种使用算法分集的通信系统，其特征在于所述算法分集包括以下步骤：

识别所使用的扩展码的扩展因数的状态；以及

根据所使用的扩展因数的状态控制留下的解调器使用扩展因数较小的扩展码解调数据。

12．如权利要求11所述的通信系统，其特征在于决定所使用的扩展码的扩展因数是否都相同。

13．如权利要求11或12所述的通信系统，其特征在于在所使用的扩展码的扩展因数不同的情况下，决定分配给解调器的用户数目。

14．如权利要求11到13中任一项所述的通信系统，其特征在于比较使用扩展因数较小的扩展码的数据解调结果。

15．一种使用算法分集的通信系统，其特征在于所述算法分集包括：

检测接收数据的质量；以及

根据质量检测结果控制留下的解调器解调质量较低的数据。

16．如权利要求15所述的通信系统，其特征在于决定解调器的数目是否与用户的数目相同。

17．如权利要求11到16中任一项所述的通信系统，其特征在于选择留下的解调器的解调方法。

18．如权利要求17所述的通信系统，其特征在于从调制结果中选择具有最佳质量的解调结果。

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