CN1300486A - 扩频型接收装置及接收方法 - Google Patents

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Abstract

由解扩电路104及109对A/D变换电路103变换为数字信号的接收信号进行解扩,由延迟分布测定电路105对一个解扩电路104的解扩信号进行平均化,由搜索电路106从该平均化信号中检测接收电平最高的几个样本的延迟波信号,由相位估计电路108估计另一个解扩电路109解扩过的信号中已知信号的相位量,由控制电路107通过对该估计相位量取复数共轭来求并设定与搜索电路106检测出的延迟波信号以扩频数据为单位进行乘法的解扩电路109的抽头系数。

Description

扩频型接收装置及接收方法
技术领域
本发明涉及特别适用于移动通信系统中的移动台及基站等的扩频型接收装置及接收方法。
背景技术
作为现有扩频方式之一，已知有导频内插型同步检波扩频方式。该方式是由日本(社)电子情报通信学会的信学技报：RCS94-98的“DS/扩频中的内插型同步检波RAKE的特性”提出的。
该导频内插型同步检波采用在图1所示的信息信号11中周期性地插入已知信号12、13所得的帧结构，用该已知信号12的tr1和已知信号13的tr2区间，来估计因多径衰落而变动的传播路径。
假设用区间tr1、tr2估计出的系数分别为Z1、Z2，在信息信号11的N个码元(シンボル)中，估计第k个码元的传播路径所得的系数Z(k)通过对Z1、Z2进行1次内插由下式(1)来求。 Z ( k ) = N - k N Z 1 + k N Z 2 - - - - - - ( 1 ) 导频内插型同步检波后的第k个解调数据Sk如下式(2)所示。 S k = Σ n = 1 path Z n , k * · r n , k - - - - - ( 2 )
这里，path是延迟波数，Z* n,k是第n个延迟波周内插估计出的相位的复数共轭。
接着，将采用这种导频内插型同步检波扩频方式的现有扩频型接收装置的结构方框图示于图2，对其进行说明。
该图2所示的现有扩频型接收装置20包括：接收天线21、接收电路22、A/D变换电路23、解扩电路24、延迟分布(プロファイル)测定电路25、搜索电路26、解扩电路27、以及解调电路28。
在这种结构中，接收天线21接收到的RF信号由接收电路22变换为基带信号后进行放大，由A/D变换电路23以采样间隔=n/T(1/T=码片速度，n：整数)进行A/D变换。
该变换过的数字信号由解扩电路24用与发送端相同的扩频数据进行相关检测后，由延迟分布测定电路25对扩频数据相位的分布进行平均化(接收信号的平均化)。
搜索电路26从该平均化过的信号中选择接收电平最高的几个样本的延迟波。在解扩电路27中，对该选择出的每个延迟波进行同步检波后在1个码元长度内进行积分后，由解调电路28通过导频内插型检波来解调出接收数据，从而进行对各路径进行解扩并合成的RAKE合成。
然而，在现有装置中，由于频偏或衰落引起的相位旋转，特别是在扩频长度长的情况下，在进行解扩(相关处理)的信号区间内前方部和后方部之间的相位差很大。因此，在进行积分时，由于频谱的方向偏移，而存在解扩处理后的信号能量减少、接收品质恶化的问题。
发明概述
本发明的目的在于提供一种扩频型接收装置及接收方法，能够抑制解扩处理后信号能量的减少，即使在频偏或衰落存在的状况下也能够降低接收品质的恶化。
该目的通过下述处理来实现。即，本发明用第1及第2解扩部件进行变换为数字信号的接收信号的解扩，用延迟分布测定部件对第1解扩部件的解扩信号进行平均化，用搜索部件从该平均化信号中检测接收电平最高的几个样本的延迟波信号，用相位估计部件来估计第2解扩部件解扩过的信号中已知信号的相位量，用控制部件通过对该估计相位量取复数共轭，来求并设定与搜索部件检测出的延迟波信号以扩频数据为单位进行乘法的第2解扩部件的抽头系数。
附图的简单说明
图1是导频内插型同步检波扩频方式中导频内插型信号的结构图；
图2是现有扩频型接收装置的结构方框图；
图3是本发明实施例1的扩频型接收装置的结构方框图；
图4是上述实施例1的扩频型接收装置的解扩电路的结构方框图；
图5是本发明实施例2的扩频型接收装置的结构方框图；
图6是本发明实施例3的扩频型接收装置的结构方框图；
图7是上述实施例3的扩频型接收装置的控制电路的结构方框图。
实施发明的最好形式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
(实施例1)
图3是本发明实施例1的扩频型接收装置的结构方框图。
该图3所示的实施例1的扩频型接收装置100包括：接收天线101、接收电路102、A/D变换电路103、解扩电路104、延迟分布测定电路105、搜索电路106、控制电路107、相位估计电路108、以及解扩电路109。
接收天线101接收来自未图示的发送端装置的电波。接收电路102将接收天线101接收到的RF信号变换为基带信号后进行放大。其中，假设接收信号是在现有例中说明的导频内插型信号。
A/D变换电路103通过以采样间隔=n/T(1/T=码片速度，n：整数)进行A/D变换将接收电路102的输出信号变换为数字信号。解扩电路104用与发送端相同的扩频码对从A/D变换电路103输出的数字信号进行解扩处理。
延迟分布测定电路105根据从解扩电路104输出的信号，对扩频数据相位的分布进行平均化(接收信号的平均化)。搜索电路106从延迟分布测定电路105平均化过的信号中选择接收电平高(品质好)的最大几个样本的延迟波(路径)。
解扩电路109进行解扩处理，即进行每个扩频数据(每个延迟元件)的同步检波后在1个码片长度内进行积分。该解扩电路109如图4所示，包括n个延迟元件201-1～201-n、n个复数乘法器202-1～202-n、以及加法器203-1及203-2。
延迟元件201-1～201-n用于将从A/D变换电路103输出的数字信号从1到n逐次延迟1个延迟周期。
复数乘法器202-1～202-n分别由控制电路107赋予值可变的复数抽头系数a1～an，用于对这些复数抽头系数a1～an、和从A/D变换电路103输出的数字信号及从各延迟元件201-1～201-n输出的信号进行复数乘法。加法器203-1及203-2用于将从各复数乘法器202-1～202-n输出的信号相加并输出。
再次参照图3，相位估计电路108用于通过检测接收信号中图2所示的信息信号11中插入的已知信号12、13的相位来估计时间上变动的相位量，将该估计出的相位量输出到控制电路107。
控制电路107用于指定搜索电路106选择出的路径的信号由解扩电路109进行解扩处理，并且通过对相位估计电路108估计出的相位量取复数共轭，来求与该指定的路径的信号进行复数乘法的复数抽头系数a1～an，将该求出的复数抽头系数a1～an输出到解扩电路109。
下面说明这种结构的扩频型接收装置100的操作。接收天线101接收到的RF信号由接收电路102变换为基带信号后进行放大，由A/D变换电路103变换为数字信号。
该变换所得的数字信号由解扩电路104进行解扩处理后，由延迟分布测定电路105进行平均化。搜索电路106从该平均化过的信号中选择接收电平最高的几个样本的路径，输出到控制电路107。
此外，在相位估计电路108中，通过检测解扩电路109的输出信号(接收信号)中已知信号12、13的相位，来估计时间上变动的相位量，该估计出的相位量被输出到控制电路107。
在控制电路107中，指定搜索电路106选择出的路径的信号由解扩电路109进行解扩处理，并且通过对相位估计电路108估计出的相位量取复数共轭来求与该指定的路径的信号进行复数乘法的复数抽头系数a1～an，该求出的复数抽头系数a1～an被输出到解扩电路109。
在解扩电路109中，用复数抽头系数a1～an对每个指定的路径进行同步检波后，在1个码元长度内进行积分，执行解扩处理。然后，在后级电路中，对通过该执行而输出的信号进行RAKE合成。其中，在上述中以接收信号是导频内插型信号为前提，但是也可以在接收信号上用与信息信号不同的信道来复用已知信号。
这样，根据本实施例，由A/D变换电路103将接收电路102接收到的信号变换为数字信号，由解扩电路104对该数字信号进行解扩后，由延迟分布测定电路105对各扩频数据相位的分布进行平均化，由搜索电路106从该平均化过的信号中选择接收电平最高的几个样本的延迟波信号，此外，由相位估计电路108检测另一个解扩电路109对上述数字信号解扩所得的信号中已知信号的相位，估计时间上变动的相位量，由控制电路107指定搜索电路106选择出的延迟波信号由解扩电路109进行解扩，并且在该解扩电路109中，通过对先前的估计相位量取复数共轭来求与先前指定的延迟波信号以扩频数据为单位进行复数乘法的复数抽头系数a1～an并设定到解扩电路109中。
由此，即使因频偏或衰落而使接收信号发生相位旋转，也能根据已知信号来估计该相位旋转量并用复数抽头系数a1～an进行校正，所以能够抑制解扩处理后的信号能量的减少，即使在频偏或衰落存在的状况下也能够降低接收品质的恶化，得到品质良好的信号。
(实施例2)
图5是本发明实施例2的扩频型接收装置的结构方框图。其中，对图5中与实施例1(图3)相同的结构附以与图3相同的符号，并且省略其详细说明。
该图5所示的实施例2的扩频型接收装置300除了实施例1(图3)所示的构成要素以外，还包括相位校正电路301。
相位校正电路301按照相位估计电路108估计出的时间上变动的相位量，通过向原来的方向旋转接收信号的相位来进行相位校正。
下面说明具有这种结构的扩频型接收装置300的操作。
接收天线101接收到的RF信号由接收电路102变换为基带信号后进行放大，由A/D变换电路103变换为数字信号，输出到解扩电路104及相位校正电路301。
在解扩电路104中，该数字信号被进行解扩处理后，由延迟分布测定电路105进行平均化，由搜索电路106从该平均化信号中选择接收电平最高的几个样本的路径，输出到控制电路107。
此外，在相位估计电路108中，通过检测解扩电路109的输出信号(接收信号)中已知信号12、13的相位，来估计时间上变动的相位量，该估计出的相位量被输出到控制电路107及相位校正电路301。
在相位校正电路301中，按照该估计出的时间上变动的相位量，通过向原来的方向旋转接收信号的相位来进行相位校正，该校正过的信号被输出到解扩电路109。
此外，在控制电路107中，指定搜索电路106选择出的路径的信号由解扩电路109进行解扩处理，并且通过对相位估计电路108估计出的相位量取复数共轭来求与该指定的路径的信号进行复数乘法的复数抽头系数a1～an，该求出的复数抽头系数a1～an被输出到解扩电路109。
在解扩电路109中，用复数抽头系数a1～an对每个指定的路径进行同步检波后，在1个码元长度内进行积分，执行解扩处理。然后，在后级电路中，对通过该执行而输出的信号进行RAKE合成。
这样，根据本实施例，除了实施例1的扩频型接收装置100的结构以外，还在解扩电路109的前级包括相位校正电路301，按照相位估计电路108估计出的相位量，通过向原来的方向旋转接收信号的相位来进行相位校正，所以在解扩电路109用复数抽头系数a1～an进行校正之前，校正接收信号的相位旋转，能够比实施例1进一步抑制解扩处理后的信号能量的减少，即使在频偏或衰落存在的状况下也能够降低接收品质的恶化，得到品质良好的信号。
这样，如果使用相位校正电路301，则即使不在解扩电路109中用复数抽头系数a1～an进行校正，也能校正接收信号的相位旋转，所以能够抑制解扩处理后的信号能量的减少，即使在频偏或衰落存在的状况下也能够降低接收品质的恶化。
(实施例3)
图6是本发明实施例3的扩频型接收装置的结构方框图。其中，对图6中与实施例1(图3)相同的结构附以与图3相同的符号，并且省略其详细说明。
该图6所示的实施例3的扩频型接收装置400包括：接收天线101、接收电路102、A/D变换电路103、解扩电路104、延迟分布测定电路105、搜索电路106、控制电路401、以及解扩电路402、403。
解扩电路402的结构与图4所示的解扩电路109相同，用于对A/D变换电路103数字变换过的接收信号中的导频信号进行解扩处理。即，本实施例3中的接收信号不像实施例1及实施例2那样是导频内插型，而是导频信道中插入的信号(导频信号)在信息信号上被复用所得的信号。
解扩电路403的结构与图4所示的解扩电路109相同，用于对A/D变换电路103数字变换过的接收信号中的信息信号进行解扩处理。
控制电路401进行控制，逐次更新解扩电路402、403的复数抽头系数a1～an，以便校正相位误差。该控制电路401如图7所示，包括：已知信号产生电路501、误差测定电路502、以及抽头系数控制电路503。
已知信号产生电路501用于产生与搜索电路106选择出的接收电平最高的几个样本的路径对应的已知信号。误差测定电路502测定接收信号的导频信号和来自已知信号产生电路501的已知信号之间的相位误差。抽头系数控制电路503用自适应算法等逐次更新解扩电路402的复数抽头系数a1～an，将该更新过的复数抽头系数a1～an设定到解扩电路403，使得从误差测定电路502输出的相位误差达到最小。
下面说明这种结构的扩频型接收装置400的操作。接收天线101接收到的RF信号由接收电路102变换为基带信号后进行放大，由A/D变换电路103变换为数字信号，输出到解扩电路104及402、403。
在解扩电路104中，对该数字信号进行解扩处理后，由延迟分布测定电路105进行平均化，由搜索电路106从该平均化过的信号中选择接收电平最高的几个样本的路径，输出到控制电路401。
在控制电路401中，由已知信号产生电路501产生与搜索电路106选择出的路径对应的已知信号。由误差测定电路502测定该产生的已知信号、和来自A/D变换电路103的接收信号的导频信号之间的相位误差。逐次更新解扩电路402的复数抽头系数a1～an，使得该测定的相位误差信号达到最小(或0)。该更新过的复数抽头系数a1～an被设定到解扩电路403。
在解扩电路403中，用对搜索电路106指定的每个路径设定的复数抽头系数a1～an进行同步检波后，在1个码元长度内进行积分并执行解扩处理。然后，在后级电路中，对通过该执行而输出的信号进行RAKE合成。
这样，根据本实施例，由A/D变换电路103将接收电路102接收到的信号变换为数字信号，由解扩电路104对该数字信号进行解扩后，由延迟分布测定电路105对各扩频数据相位的分布进行平均化，由搜索电路106从该平均化过的信号中选择接收电平最高的几个样本的延迟波信号，由控制电路401产生与搜索电路106选择出的路径对应的已知信号，逐次更新解扩电路402的复数抽头系数a1～an，将该更新过的复数抽头系数a1～an设定到解扩电路403，使得该产生的已知信号和接收信号的导频信号之间的相位误差达到最小(或0)。
由此，经常用校正过导频信号相位的复数抽头系数a1～an对信息信号进行解扩，所以能够抑制解扩处理后的信号能量的减少，即使在频偏或衰落存在的状况下也能够降低接收品质的恶化，得到品质良好的信号。
如上所述，根据本发明，能够抑制解扩处理后的信号能量的减少，即使在频偏或衰落存在的状况下也能够降低接收品质的恶化。
本说明书基于平成11年4月16日申请的特愿平11-108793号。其内容包含于此。
产业上的可利用性
本发明特别适用于移动通信系统领域。

Claims (11)

1、一种扩频型接收装置，包括：第1解扩部件及第2解扩部件，对接收信号进行解扩；延迟分布测定部件，对上述第1解扩部件解扩过的信号的数据相位的分布进行平均化；搜索部件，从平均化过的分布中选择接收电平高的延迟波信号；相位估计部件，检测上述第2解扩部件解扩过的接收信号中已知信号的相位，估计时间上变动的相位量；以及控制部件，指定上述搜索部件选择出的延迟波信号由上述第2解扩部件进行解扩，并且通过对上述估计出的相位量取复数共轭来设定与上述指定的延迟波信号以扩频数据为单位进行乘法的抽头系数。
2、如权利要求1所述的扩频型接收装置，其中，在第2解扩部件的前级包括相位校正部件，通过按照相位估计部件估计出的相位量向原来的方向旋转接收信号的相位来进行相位校正。
3、一种扩频型接收装置，包括：第1解扩部件及第2解扩部件，对接收信号进行解扩；延迟分布测定部件，对上述第1解扩部件解扩过的信号的各扩频数据相位的分布进行平均化；搜索部件，从平均化过的分布中选择接收电平高的延迟波信号；相位估计部件，检测上述第2解扩部件解扩过的接收信号中已知信号的相位，估计时间上变动的相位量；控制部件，指定上述搜索部件选择出的延迟波信号由上述第2解扩部件进行解扩；以及相位校正部件，在上述第2解扩部件进行解扩处理前，通过按照上述相位估计部件估计出的相位量向原来的方向旋转上述接收信号的相位来进行相位校正。
4、如权利要求1至3中任一项所述的扩频型接收装置，其中，接收信号是在信息信号中插入已知信号所得的导频内插型信号。
5、如权利要求1至3中任一项所述的扩频型接收装置，其中，接收信号是在与信息信号不同的信道中复用已知信号所得的信号。
6、一种扩频型接收装置，包括：第1解扩部件及第2解扩部件，对接收信号进行解扩；第3解扩部件，对上述接收信号中的导频信号进行解扩；延迟分布测定部件，对上述第1解扩部件解扩过的信号的各扩频数据相位的分布进行平均化；搜索部件，从平均化过的分布中选择接收电平高的延迟波信号；以及控制部件，产生与上述搜索部件选择出的延迟波信号对应的已知信号，逐次更新上述第3解扩部件使用的抽头系数，将该更新过的抽头系数设定为上述第2解扩部件使用的抽头系数，使得该产生的已知信号和上述导频信号之间的相位误差达到最小。
7、一种移动台装置，包括权利要求1至权利要求6中任一项所述的扩频型接收装置。
8、一种基站装置，包括权利要求1至权利要求6中任一项所述的扩频型接收装置。
9、一种接收方法，包括：第1解扩步骤及第2解扩步骤，对接收信号进行解扩；延迟分布测定步骤，对上述第1解扩步骤解扩过的信号的数据相位的分布进行平均化；搜索步骤，从平均化过的分布中选择接收电平高的延迟波信号；相位估计步骤，检测上述第2解扩步骤解扩过的接收信号中已知信号的相位，估计时间上变动的相位量；以及控制步骤，指定上述搜索步骤选择出的延迟波信号由上述第2解扩步骤进行解扩，并且通过对上述估计出的相位量取复数共轭来设定与上述指定的延迟波信号以扩频数据为单位进行乘法的抽头系数。
10、一种接收方法，包括：第1解扩步骤及第2解扩步骤，对接收信号进行解扩；延迟分布测定步骤，对上述第1解扩步骤解扩过的信号的各扩频数据相位的分布进行平均化；搜索步骤，从平均化过的分布中选择接收电平高的延迟波信号；相位估计步骤，检测上述第2解扩步骤解扩过的接收信号中已知信号的相位，估计时间上变动的相位量；控制步骤，指定上述搜索步骤选择出的延迟波信号由上述第2解扩步骤进行解扩；以及相位校正步骤，在上述第2解扩步骤进行解扩处理前，通过按照上述相位估计步骤估计出的相位量向原来的方向旋转上述接收信号的相位来进行相位校正。
11、一种接收方法，包括：第1解扩步骤及第2解扩步骤，对接收信号进行解扩；第3解扩步骤，对上述接收信号中的导频信号进行解扩；延迟分布测定步骤，对上述第1解扩步骤解扩过的信号的各扩频数据相位的分布进行平均化；搜索步骤，从平均化过的分布中选择接收电平高的延迟波信号；以及控制步骤，产生与上述搜索步骤选择出的延迟波信号对应的已知信号，逐次更新上述第3解扩步骤使用的抽头系数，将该更新过的抽头系数设定为上述第2解扩步骤使用的抽头系数，使得该产生的已知信号和上述导频信号之间的相位误差达到最小。
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