CN1250560A

CN1250560A - 组合信号的方法,和接收机

Info

Publication number: CN1250560A
Application number: CN98803456A
Authority: CN
Inventors: 劳利·思陶勒
Original assignee: Nokia Telecommunications Oy
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1997-03-17
Filing date: 1998-03-06
Publication date: 2000-04-12
Also published as: NO994493D0; NO994493L; AU735999B2; JP2001516534A; WO1998042155A3; AU6625098A; WO1998042155A2; US5983105A; EP0968574A2

Abstract

本发明涉及一种组合信号的方法和按瑞克原理实现的接收机。该接收机包括多个分支,借助于这些分支该接收机接收一个信号。该接收机包含:预组合装置,该装置按照需要组合经接收机的各分支接收的信号;发送装置,用于按照需要发送再发送该预组合的信号到第二接收机;和组合装置,用于组合经接收机的各分支接收的信号与该预组合的信号。

Description

组合信号的方法，和接收机

发明领域

本发明涉及在软越区切换状态的下蜂窝式无线系统所用的组合信号的方法。

工作在瑞克原理的接收机具有若干个分支，每个分支能够同步一个不同的信号分量。因此，该接收机能够同时接收若干个信号。瑞克接收机特别被用在CDMA接收机中。

CDMA(码分多址)系统是一种基于扩频技术的多址连接方法和随着早期的FDMA(频分多址)和TDMA(时分多址)技术，CDMA技术不久前在蜂窝式无线系统开始应用。CDMA技术具有一些优于各个早期方法的优点，诸如频谱效率和简单的频率规划。

在CDMA方法中，用户的窄带数据信号被非常宽的频带的扩频码相乘，得到一个相当宽的频带。在已知的各实验系统中，所用的带宽包括，例如1.25MHz、10MHz和25MHz。在相乘的处理中，数据信号扩频到所用的整个频带。所有用户同时利用相同的频带发送。分别的扩频码被用于一个基站与一个移动站之间的连接，和来自各个用户的信号基于每个连接的扩频码可以被各个接收机彼此之间进行识别。作出选择各扩频码使得它们互相正交，即它们彼此不相关的一种尝试。

在诸如蜂窝式无线系统之类的一般无线系统中，一个用户终端仅与一个基站进行通信。但是，在例如CDMA系统中，一个用户终端可能同时还与若干个基站进行通信。在现有技术的软越区切换中，与越区切换无关地维持着与一个基站不断开的连接。在这样一种越区切换中，一般基站改变了。在现有技术中还已知一种比较软的越区切换，其中基站并不改变，但基站的扇区改变了。软和比较软的越区切换都属于在断开前作出越区切换型的，这意味着在以前的基站被断开前，对用户终端建立一个新的连接。在这些越区切换的任何一种都使得所使用的频段不发生变化。

蜂窝式无线系统包括已经被划分各个扇区的各小区。比较软的越区切换可能例如通过在每个扇区中设置一个接收信号的瑞克接收机来实现。由设置在各扇区中的瑞克接收机接收的信号经各个总线被择径到达对各个信号进行分集组合的组合器。分集组合降低了由信号衰落引起的缺点。但是，实际上经总线信号择径到组合器实现起来是困难的，因为这种实现要求非常快的总线。在蜂窝式无线系统中，基站借助于天线接收来自无线路径的信号。通过天线接收的信号再连接到瑞克接收机引起一些附加的问题。这些问题特别是在高容量的，意味着大量信号将被连接的CDMA基站的情况下就会遇到。

已经进行了通过按照适当的方式分组瑞克接收机的尝试克服上述问题。利用一些接收机仅接收特定扇区的天线信号已经实现这种分组。但是，分组又带来一些新的问题。通过组合不同扇区中各接收机组的瑞克接收机接收的各信号，一个问题已经被克服。特别是在各高容量CDMA接收机中，具体在较软的越区切换情况下，组合信号又表现出一些问题。已经试图克服这些问题，通过择径各信号到组合器进行分集组合，满足上述状态。但是，择径又产生涉及如上所述的总线容量的类似的问题。

较软越区切换可以利用例如首先在瑞克接收机检测一个信号，此后代替分集组合而选择基本上最好的分集信号来实现。但是，这种方法无法提供足够好的性能。第二个可供选择的越区切换方案是瑞克信号的最佳组合和信号检测。但是，信号最佳组合实现起来是困难的。一般使用在瑞克接收机中的沃尔什-哈德玛(Walsh-Hadamard)变换的输出，例如经由总线结构被连接到组合器。此外，这种实现还受到总线结构必须可能动态地组成不同较软越区切换的类型的限制。因为对总线要设置非常高的速率要求，所以实际上实现上述解决方案是非常困难和成问题的。实际上，通过对各瑞克接收机的信号直接进行求和，这种组合已经被执行。此外，在求和时各个信号可以被按不同方式进行加权。

因此本发明的一个目的是借助于在较软越区切换中优化地进行信号组合实现一种瑞克接收机。

这个目的是通过使用在包括接收信号的第一接收机和第二接收机的至少两个接收机的蜂窝式无线系统中的信号组合方法实现的，该接收机是按瑞克原理实现的和包含多个分支并借助于该各分支接收机接收信号，该方法包括以下各个步骤：预组合经各接收机分支接收的信号；按照需要再发送第一接收机的预组合信号到第二接收机和组合所述预组合信号与经第二接收机的各分支预组合的信号。

该目的是附加地通过使用在包含接收信号的第一接收机和第二接收机的至少两个接收机的蜂窝式无线系统中的组合信号的方法实现的，该接收机是按瑞克原理实现的和包括多个分支并借助于该各分支接收机接收信号，该方法包括以下各个步骤：预组合经第一接收机的各分支接收的各信号；按照需要再发送预组合信号到第二接收机和组合所述预组合信号与经第二接收机的各分支接收的信号。

本发明还涉及一种按瑞克原理实现的接收机和包括多个分支并借助于这些分支接收机接收信号，该接收机还包括：一个预组合装置，用于预组合经接收机的各分支接收的信号；一个发送装置，用于按照需要再发送预组合信号到第二接收机；和用于组合所述各预组合信号的组合装置。

本发明还涉及一种按瑞克原理实现的接收机和包括多个分支并借助于这些分支接收机接收信号，该接收机还包括：一个预组合装置，用于预组合经接收机的各分支接收的信号；一个发送装置，用于按照需要再发送预组合信号到第二接收机；和组合装置，用于组合经各个分支接收的信号与预组合的信号。

如上所述的接收机结构，使得它可能被利用在低容量和高容量CDMA基站的两种情况下。该接收机工作在不同的操作模式下，和该接收机进行分集组合。该分集组合在正在使用的工作模式的基础上被分配到在不同位置上进行执行。在较软越区切换状态下，接收始终是最佳的。分集组合的分配使得有可能利用一种总线结构组合各个接收机；但该总线结构的速率不必限制总线结构的实际实施。这种解决办法能够利用一个组合器组合接收机的所有瑞克分支。有可能在一个瑞克接收机的正常信号组合中利用一个组合器。另外，在较软越区切换状态下，组合从蜂窝式无线系统的一个小区的多于一个扇区发送的信号时有可能使用一个组合器。

附图简述

下面，本发明将参照在各个附图中的一些例子进行描述，其中

图1通过示意性方框图的形式表示本发明的扩频接收机；

图2和3表示按照本发明的接收机的比较详细的结构；

图4表示按照本发明的两个瑞克接收机，这两个接收机利用一个总线进行互连；

图5表示使用按照本发明的接收机的蜂窝式无线网络。

优选实施例的描述

首先，借助于图1的方框图对按照本发明的接收机20提供一般的描述。该图表示用户终端的接收机，但是本发明的接收机自然地也可能位于例如基站。按照本发明的接收机20包括天线100，该天线接收一个信号，将被施加到射频部分102，在该部分中信号被变换到中频频率。来自射频部分102的信号被馈送到模数变换器104，在该变换器中信号被取样和被变换为数字形式。被变换的信号106被施加到检测装置108，在检测装置108中检测该信号的信道参数和含在该信号中的所希望的符号。

在图1的接收机检测到信号被施加到信道解码器110和话音解码器112，在此之后解码的信号被施加到扬声器114。如果所述的终端是数字终端，显然话音解码器被某些其它的解码器所替代。另外，如果所述接收机是基站接收机，在信道编码方框后，信号被施加到接收机是其它部分。本发明的接收机另外包括控制其它部分操作的控制器116。按照本发明的接收机自然还包括一些其它部件，诸如滤波器和放大器，这些部件对于本专业技术人员是显然的，但是由于清楚的缘故，它们没有被表示在图中。

下面，按瑞克原理实现的本发明接收机的结构借助于图2的示例性方框图进行更为详细的说明。图中的接收机包括4个瑞克分支200-203。此外，该接收机包括预组合器206和组合器207。各瑞克分支利用线210-213连接到预组合器206。组合器206和207功能上被连接到各分支200-203。该各分支200-203被连接到相同的输入总线106。每个分支独立地接收分配给所述分支200-203上的信号，这些信号的互相进行延迟的。瑞克分支200-203形成来自使用例如沃尔什-哈德玛变换信号的输出信号，然后该输出信号经线210-213被施加到预组合器206。实际上，分支200-203是一些能够同步到所接收的信号上的相关器。每个分支独立地接收一个信号，与其它分支不发生关系。在较软的越区切换模式中，表示在图中的组合器207起到实际信号组合器的作用。

图3表示包括组合装置206的接收机。组合装置206组合经各分支200-213接收的信号。组合装置206可能还组合由其它接收机预组合的信号。

图4表示两个通过H总线250互连的接收机20、30。表示在图中的接收机装置是基于分布式信号组合的。与集中式组合比较，分布式组合能够降低在H总线250中使用的速率。按照本发明的接收机能够工作在不同的模式。这些接收机的模式包括：例如正常模式、较软的越区切换传输模式和较软的越区切换接收模式。在较软的越区切换状态下，按照本发明的分布信号组合能够优化信号组合。在正常模式中，预组合器206仅组合所述瑞克接收机的分支200-203的信号。接着，组合的信号在检测装置108进行检测。除了检测外，检测装置108还解码该信号。

在图4中，接收机20、30两者接收一个信号和通过预组合装置206预组合所接收的信号。接收机20包括发送预组合的信号到接收机30的发送装置210。接收机30可能也包括发送装置210。接收机20经总线250发送一个信号到接收机30。在按照该图的解决方案中，接收机30通过组合装置207接收由接收机20发送的信号。在这种情况下，由接收机20预组合的信号不需要发送到接收机20的组合器207。

预组合装置206从接收的各信号中选择，例如选择其质量适合预组合的要求的信号。这种选择可以是基于信噪比、比特差错比、测量的信号能量、或类似上述的测量值。除了预组合外，预组合装置206可能还组合各个预组合的信号，因此并不需要分别的组合器207。上述如图4所示的解决方案还可能利用接收机20首先发送已被它预组合的信号到接收机30的方式实现。接着，接收机30的组合装置206组合经它的各分支200-293接收的信号与从接收机20发送的信号。

图5表示包括用户终端50的蜂窝式无线系统，该系统同时连接到两个瑞克接收机20、30。该蜂窝式无线系统还包括一个基站60。以下假设接收机20、30位于不同的扇区。还假设，用户终端50和接收机30位于相同的扇区。接收机30接收由用户终端50发射的信号，该信号在接收机30的预组合装置206、207中进行预组合。接收机30经H总线250发送已经被它预组合的信号到接收机20而将被进行组合。在这种状态下，接收机30处于较软的越区切换发射模式。在这种情况下，由接收机20接收的各预组合信号与由接收机30发送的预组合信号进行组合。因此，在这种情况下，信号的组合是在接收机20的组合器207或206中进行的。在按该图的解决方案中，用户终端50包括瑞克接收机40。用户终端40实际上例如是一个移动电话。在按照该图的状态下，瑞克接收机20、30与基站60进行通信。瑞克接收机30还可能位于例如基站60中。

接收机20还组合由它的不同分支200-203接收的信号。接收机20接收由接收机30发送的预组合信号。在上述状态下，接收机20处于较软的越区切换接收状态，接着，接收机20组合预组合信号与从所述接收机20的不同分支200-203获得的信号。在上述状态下，接收机30工作在较软的越区切换模式。在该两种较软的越区切换模式中，各个信号按分布的方式进行组合。由预组合各个信号进行分布式的组合，此后经预组合的信号被发送，与一个接收的信号，例如由另外的接收机接收的信号进行进一步组合。

互连各个瑞克接收机的H总线可以按不同的方法设计。该总线可以是，例如工作在时分原理的64比特宽的并行总线。各瑞克接收机将预组合处理中获得的结果写到总线上。此外，各接收机从总线读出所述结果。假设蜂窝式无线网络的小区被分为例如6个扇区，和在每个扇区中放置30个瑞克接收机。如果接收机从每秒4800次的信号中进行的取样为8比特长，则组合的数据速率将是2.4576Mb/s。在小区中的所有180个接收机都被连接到相同串行模式总线的情况下，该总线的总的速率将是442.368Mb/s。如果该总线是64比特宽，则总线速率将是6.912MHz。如果该总线是128比特宽，则总线速率将是3.456MHz。上述总线速率在实际中是可以实现的。

按照本发明的瑞克接收机可以在一个ASIC电路上实现。接收机也可以被用于要求高容量的基站中。但是，构成高容量也并不是总是合理的，多扇区基站系统在多个位置上要求高容量。通过组合含有较少小区的各个基站系统，按照本发明的接收机使得有可能建立一种多扇区的基站系统。

虽然本发明参照附图中的例子进行了上述的描述，但是显而易见，本发明并不仅限有此，而在所附的权利要求限定的本发明的思想范围内可以作出多种方式的修改。

Claims

1.一种使用在包含至少两个接收信号的接收机即第一接收机和第二接收机的蜂窝式无线系统中的组合信号的方法，所述接收机是按瑞克原理实现的和包括多个分支并通过这些分支所述接收机接收一个信号，该方法包括以下步骤：

预组合经接收机的各分支接收的信号；

按照需要再发送第一接收机的预组合信号到第二接收机；和

组合所述预组合的信号与所述第二接收机的预组合信号。

2.一种使用在包含至少两个接收信号的接收机即第一接收机和第二接收机的蜂窝式无线系统中的组合信号的方法，所述接收机是按瑞克原理实现的和包括多个分支并通过这些分支所述接收机接收一个信号，该方法包括以下步骤：

预组合经第一接收机的各分支接收的信号；

按照需要再发送预组合的信号到第二接收机；和

组合所述预组合的信号与经第二接收机的各个分支接收的信号。

3.按照权利要求1或2所述的方法，用在一种较软的越区切换状态。

4.按照权利要求1或2所述的方法，其中检测和解码由各预组合的信号形成的组合信号。

5.按照权利要求1或2所述的方法，其中每个分支独立地与其它分支无关地接收一个信号，和其中所接收的各个信号被分集组合。

6.按照权利要求1或2所述的方法，其中信号在接收后，通过沃尔什-哈德玛变换，或通过类似所述变换的一种变换。

7.按照权利要求1或2所述的方法，该方法被使用在一种蜂窝式无线系统中，该系统包含已经被分为一些扇区的一些小区，在各个扇区中设置有许多接收机，和该方法包括以下步骤，即发送预组合的信号将与经位于另外的扇区中的一个接收机的各个分支接收的各个信号进行组合。

8.按照权利要求1或2所述的方法，其中各个接收机是经一个总线互连的，和其中第一接收机的预组合信号被沿着各总线发送到第二接收机。

9.按照权利要求1或2所述的方法，该方法由包括至少两个基站的蜂窝式无线系统所使用，基站的各接收机从其各自的扇区接收一个信号，其中各基站是这样组合的，即使得有可能该基站还接收由其它基站所接收的信号。

10.一种按瑞克原理实现的和包含多个分支的接收机，通过这些分支该接收机接收一个信号，和该接收机还包括：

一个预组合装置，用于预组合由该接收机的各个分支接收的信号；

一个发送装置，用于按照需要再发送该预组合信号到第二接收机；和

一个组合装置，用于组合所述各个预组合信号。

11.一种按瑞克原理实现的和包含多个分支的接收机，通过这些分支该接收机接收一个信号，和该接收机还包括：

一个预组合装置，该装置按照需要预组合经该接收机的各个分支接收的信号；

一个组合装置，用于组合经各分支接收的信号与该预组合的信号。

12.按照权利要求10或11所述的接收机，包括一个检测装置，用于检测和解码由该组合装置组合的信号。

13.按照权利要求10或11所述的接收机，其中该预组合装置预组合在预组合信号被发送的情况下通过各个分支接收的待进行组合的信号与另外接收机的一个分支所接收的信号。

14.按照权利要求10或11所述的接收机，其中该预组合装置从所述接收机的各分支接收信号，和组合所述各个信号与该预组合信号。

15.按照权利要求10或11所述的接收机，包括一个检测装置，用于检测和解码由该组合装置组合的信号，在发送装置发送预组合信号到另一接收机以便进行组合的情况下，所述检测装置防止检测和解码在所述接收机中的信号。

16.按照权利要求10或11所述的接收机，其中预组合装置和组合装置起到分集组合器的作用，和其中接收机的每个分支独立地接收一个信号，与其它分支无关。

17.按照权利要求10或11所要求的接收机，其中分支利用沃尔什-哈德玛变换，或利用类似所述变换的一种变换，变换一个接收的信号。