CN1310888A - 码分多址通信系统的反向链路的差值多级检测的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种将计算功率最大化的同时将系统延迟最小化的多级检波器被披露。该差值多级检波器接收来自通信系统的小区中的多个用户的信号并且减小由小区中的其他用户的干扰引起的多个接入干扰对来自期望用户的信号的影响。该差值多级检波器包括多级,每一级包括一个干扰消除器,用于消除由小区中的其他用户引起的小区间干扰并产生一个估计输出矢量,其中除第一级外,当前级的估计输出矢量是基于当前级的干扰消除器的决定和前一级的干扰消除器的输出两者。通过把前一级的干扰消除器中的输出和当前级的干扰消除器的决定结合来产生当前级的估计输出矢量。除第一级外,每个干扰消除器通过计算接收信号和差值信号的互相关结果来计算多用户干扰的估计从而减少所需的乘法运算的数目。

Description

码分多址通信系统的反向链路的 差值多级检测的方法和装置

本发明一般涉及一种无线通信系统中的多级检波器，特别是涉及一种在码分多址通信系统的反向链路中用于提供差值多级检测的方法和装置。

就在过去没几年，蜂窝系统对数百万人的生活具有直接的影响。人们第一次能够不必被束缚在一个特定的位置上来进行电话呼叫和接收电话呼叫。移动电话，作为蜂窝系统的一部分，已经允许人们打破位置和接入通信之间的联系。同时移动电话已经允许人们联系到在移动中的另一个人。随着蜂窝系统的发展，人们已经被允许在任何时候在任意位置上联系到移动中的另一个人。

第一代移动通信系统诞生于十九世纪80年代早期。无线电与电话技术的结合产生了移动电话并且触发了电信中的转折点。把无线接入加到电话网中意味着在历史上第一次使处于网络中的一个固定点上的电话概念不再有效。能够在任意位置进行电话呼叫与接收到电话呼叫的益处已吸引了商人一最初的市场。在第一代蜂窝网络中，模拟无线技术被用于用户连接(称为＂空中接口＂)。利用一个称为频分多址(FDMA)的技术，每个音频信道具有它自己的窄频带。

可是，由于移动电话不断增长的需求，正式地超前预测，很明显可用的无线电频谱将不够容纳预期的移动电话用户的数目。数字技术就变成该问题的解决方案。答案在于在给定的频率分配内允许支持大数目的移动用户的新的数字无线技术中。时分多址(TDMA)技术被使用，在其中宽带频率信道被分成断续的时隙，即，在任何一个时间上，多个呼叫共享同一频率信道。该数字技术还提供其他重要的益处。它提供更好的话音质量和可防止未经认可的偷听的改良的安全性。另外一个技术，码分多址(CDMA)随后也已发展以便增加容量。

虽然今天的移动电话还可以以诸如传真和电子邮件的发送与接收之类的相对低速率的数据应用可以接受的速率用于数据传输，但是第一代和第二代移动通信系统主要被设计来支持话音通信。然而，这些系统不支持高速数据或视频应用。第三代移动通信系统正在发展以便消除带宽瓶颈并且支持话音、数据、视频、以及多媒体业务的一个完整的新范围。例如，敏捷的消息把互联网业务带到每个移动用户的指尖。由于人们逐渐习惯于移动通信已提供的自由，所以他们对于所需要的信息并且服务将变得更高要求以便有益于他们的生活。

遍及全世界的用户对于移动通信的需求正继续以飞快的速度扩展并且如此扩展将继续到至少下一个十年。为了满足这样的需求，在这个正在成长的产业中正在建造越来越多创新的移动电信网络。码分多址(CDMA)是作为第三代(3G)蜂窝系统的实施的主要技术之一出现的。在CDMA中，每个用户分配一个唯一码序列(扩展码)，其用于对信息承载信号(information bearing signal)进行编码。接收机，知道该用户的码序列，在接收之后对接收的信号解码并恢复原始数据。这是可能的，因为在期望用户的码和其他用户的码之间的互相关很小。由于码信号的带宽被选择为比信息承载信号的带宽宽许多，所以编码过程对信号频谱进行扩展，因此这也就是通常所说的扩频调制。

可以根据调制技术对CDMA分类。例如，该系统可以是直接序列(DS)扩频CDMA系统，其中，信息承载信号与高片速率扩展码直接相乘。另外一个调制技术是跳频扩频，其中，按照扩展码飞快地改变发射信息承载信号的载波产生器。跳时扩频包括以短脉冲的形式发射信息承载信号而不是连续地发射信息承载信号，其中，短脉冲的定时由扩展码决定。在使用两个或两个以上的上述调制技术时也可以使用混合调制。此外，也可以使CDMA与其它多种接入方法结合：TDMA，多载波(MC)或多音(MT)调制。

在DS-CDMA中，由一个数字、离散时间、离散数值的码信号来直接地调制该调制的信息承载信号(数据信号)。数据信号可以是模拟信号或者数字信号。典型情况下它是数字信号。对于数字信号，数据调制常常被省略而数据信号与码信号直接相乘并且结果信号去调制一个宽带载波。CDMA系统常常使用混合分集方案以便在同一蜂窝区域中既捕获强信号又捕获弱信号。为了在同一蜂窝区域中捕获强信号及弱信号，天线阵列分集和RAKE分集被应用。另外，在延迟扩展很显著的情形下，则为移动站和基站指定RAKE接收机以便改善接收。

当前CDMA接收机基于RAKE接收机原理，它把其他用户的信号看作干扰。然而，在最佳接收机中将连带地说明所有的信号或者通过从所需信号中减掉来自其他信号的干扰来将干扰去掉。因为信号间的相关性已知(即，干扰是确定性的而不是随机的)，所以这是可能的。

使用RAKE接收机的直接序列CDMA系统的容量是干扰有限的。实际上这意味着当一个新用户或者干扰信号进入网络时，其他用户的服务质量将降低。网络越抵制干扰则越可以服务更多的用户。干扰基站或移动站的多个接入干扰是小区内和小区间(intra-andintercell)干扰二者之和。

多用户检测(MUD)，也称为联合检测及干扰消除(IC)，提供减少多个接入干扰的影响的装置，并因此增加系统容量。在第一个地方，MUD仅考虑消除小区间干扰，意思是说在实际的系统中容量将由于算法效率和小区内干扰而受限制。

除了容量改善，MUD减轻了DS-CDMA系统典型的远/近问题。在基站附近的移动站由于使用太高发射功率而可能阻塞整个小区的通信量。如果首先检测到这个用户并且从输入信号中去掉，则其他用户将感觉不到该干扰。

多用户检波器中的传统匹配滤波器组方法经受过MAI(多个接入干扰)和远近问题。已被建议的最佳多用户检波器可以消除MAI并在传统的多用户检波器上提供明显的改善。然而，对于K用户、N比特的通信系统，它需要2^NK次的彻底搜索以便查找最大似然序列，其是计算集中的。这一点已经引导研究员去使用诸如去相关检波器和最小均方误差(MMSE)检波器之类的次最佳多用户检波器，其需要互相关矩阵的反向计算或者具有相同大小的矩阵的反向计算。

其他组的多用户检波器基于干扰消除(IC)。该想法是为了去掉由期望的用户以外的其它用户产生的干扰。较低的计算要求和硬件相关结构是这个策略的主要优点。最有效的IC之一是并行干扰消除(PIC)，其来自于迭代多级方法，其由M.K.Varanasi和B.Aazhang首先建议，在＂Multistage Detection in Asynchronous Code DivisionMultiple Access Communications＂，中(IEEE通信会报，第33卷，NO.4:509-519 1990年4月)。

一个特定级的输入是前一级的估计方案。在干扰消除之后，新的估计出现以便反馈到下一级，该新的估计应该更接近于被发射的比特。几乎所有现存的基于多级的算法都忽略了这样一个事实，即，作为迭代过程，该解决方案变得越来越无变化，即，输出矢量中越来越多的成分结果与输入矢量中的成分是相同的。理想来说，在上一迭代级处，如果算法收敛的话，则输出和输入应该完全相同。因此在前几级，多级检波器几乎把相同的输入进行计算而得到相同的结果。这是一个计算功率的极度浪费并且它还增加了系统延迟。

可以看出，需要一种将计算功率最大化的同时将系统延迟最小化的多级检波器。

还可以看出，需要一种在码分多址通信系统的反向链路中用于提供差值多级检测的方法和装置。

为了克服如上所述的现有技术的局限和克服在阅读并理解本说明之后的那些即将变得显而易见的其他限制，本发明批露了无线通信系统中的一种改进的多级检波器。

通过提供一种将计算功率最大化的同时将系统延迟最小化的多级检波器，本发明解决了如上所述的问题。该差值多级检波器既实现了干扰消除中的高性能又实现了计算效率，它导致了超大规模集成电路(VLSI)的实现。当该差值多级检波器的迭代算法收敛时，两个连续级之间的结果矢量的差值大部分是零。

根据本发明原理的一种系统，包括差值多级检波器，用于接收来自通信系统的小区中的多个用户的信号，该差值多级检波器减少由小区中的其他用户引起的多个接入干扰对来自期望用户的信号的影响，其中，该差值多级检波器包括多级，每一级包括一个干扰消除器，用于消除由小区中的其他用户引起的小区间干扰并产生一个估计输出矢量，其中除第一级外，当前级的估计输出矢量是基于当前级的干扰消除器的决定和前一级的干扰消除器的输出两者。

根据本发明原理的系统的其他实施例可以包括选择性的或者任选的附加方面。本发明这样的一个方面是：通过使来自前一级的干扰消除器的输出和当前级的干扰消除器的决定结合来产生当前级的估计输出矢量。

本发明的另外一个方面是：除第一级外，每一级干扰消除器通过计算接收信号与差值信号的互相关的结果来计算多用户干扰的估计。

本发明的另外一个方面是：差值信号包括0,+2，或者-2。

本发明的另外一个方面是：当差值信号为0时将省略结果的计算，而当差值信号是+2时则通过在寄存器中存储接收信号的互相关来执行结果的计算并把比特向前移动一个位置而当差值为-2时向前移动一个位置并改变符号。

本发明的另外一个方面是：干扰消除器是并行干扰消除器。

本发明的另外一个方面是：通过握手协议处理各级间的控制。

本发明的另外一个方面是：每一级的输入是二进制补码形式。

表示本发明特征的新颖性的这些和其他优点和特征在附加的权利要求中详细地提了出来并且形成本说明的一部分。然而，为了更好地理解本发明、它的优点以及通过它的使用而获得的目的，应该进行附图参考，这形成了本说明的另外一个部分并伴随描述的事件，其中说明并描述了根据本发明的装置的具体的实例。

现在参见附图，其中同样的参考数字表示在各处的相应部分：

图1说明了高级通信网的一个可能的实施例；

图2说明了移动通信系统的详细方框图，其说明了根据本发明的实施例的基站的细节；

图3说明了根据本发明的一种直接序列扩频发射机和直接序列扩频接收机；

图4表示根据本发明的多用户通信系统的模型系统；

图5说明了根据本发明的差值多级检波器的头两级；

图6说明了根据本发明的差值多级检波器的单个加法器实现；

图7说明了在五用户和十用户系统中BER与信噪比(SNR)和MAI的比较；以及

图8a说明了根据本发明在差值矢量中零的百分比的观测。

图8b说明了根据本发明利用多级检波器节省的计算数目。

在下列典型实施例的叙述中，对形成本说明的附图进行参考，且其中用说明具体实施例的方法表示，该具体实施例是可以实践发明的具体实施例。应该理解，可以利用可进行不偏离本发明范围的结构改变的其他实施例。

本发明提供一种用于无线CDMA通信系统的反向链路的差值多级检波器。该差值多级检波器既实现了干扰消除中的高性能又实现了计算效率，它导致了超大规模集成电路(VLSI)的实现。当该差值多级检波器的迭代算法收敛时，两个连续级之间的结果向量的差值大部分是零。

图1说明了高级通信网100，例如，第三代GSM发展的一个可能的实施例。本领域的技术人员将承认本发明不是意欲限制为在GSM移动通信系统中使用，而是也适用于其他移动通信系统。然而，在此将利用GSM作为例子描述本发明。

如图1所示，一般无线接入网(GRAN)的第一次实现可基于RAN和SGM/UMTS核心网的结合，其已经从GSM核心网通过汇集新的第三代容量发展起来。发展的GSM网络元件被称为3G MSC和3GSGSN。

移动单元110接收信号并向基站(BS)112发送信号。在无线接入网(RAN)116中，基站112顺序耦合到无线网络控制器(RNC)114上。与GSM/UMTS核心网的RAN接口通过lu接口(lu-interface)122，其符合GSM的A接口和GPRS的Gb接口。可以看到，无线接入130是独立于核心网120的，目的是使GSM/UMTS核心网将具有支持任何无线接入方案的灵活性。通过GSM的MSC140路由电路交换业务，通过GSM/UMTS核心网的GPRS部分150路由分组交换业务。

图2说明了移动通信系统200的详细方框图，其说明了根据本发明的实施例的基站的细节。系统200由连接到系统控制器201上的多个基站202以及移动终端203组成。移动通信系统200的服务区域被分成多个小区210-220。移动交换中心230连接到另外一个移动通信系统或者固定网232上并且调整对移动终端203的呼叫设置。移动终端203可以在由多个基站202形成的服务区域内移动以便通过分配的信道与附近的基站202通信。

基站202包括收发信机240,242,244。收发信机240,242,244,它们表示至少一个接收机与一个发射机，分别提供对小区210,212,214的覆盖，其中每个发射机/接收机对偶240,242,244包括一个信道单元。收发信机240,242,244也接收由相应的小区中移动的移动终端203发送的呼叫信号并检测该接收信号的上行链路载波功率。

图3说明了根据本发明的直接序列扩频发射机310和直接序列扩频接收机350。在发射机310中，二进制数据312与码产生器316产生的扩展码相乘314。在宽带调制器320中，把编码信号317调制到由载波产生器318产生的载波上。然后发射扩频信号322。

在接收机350处接收扩频信号352。在码同步/跟踪的方框354处，接收的信号352用于使接收扩频信号322与对接收的扩频信号322解扩的代码二者同步。码产生器356产生用于解扩接收扩频信号322的代码。然后在数据解调器362处利用载波产生器360产生的载波解调解扩信号以便还原数据信号364。

假设调制器使用K用户二元相移键控(BPSK)技术用于调制的DS-CDMA通信系统，则信道是具有加性高斯白噪声(AWGN)的单一路径信道。图4表示根据本发明的多用户通信系统的模型系统。

为了简化本发明的说明，本发明的叙述将限制为同步方案。可是，本领域的技术人员将承认通过简单地把延迟信息加到每个用户上就可以导出异步方案。

在图4中，通过信道编码器412对每个用户信号410进行编码。在扩频方框414处扩展来自信道编码器的信号。通过包括加性高斯白噪声(AWGN)418的信道416发射这些信号415。在接收机420中，接收信号422与用户扩展码的拷贝相关。接收信号可以通过互相关表示如下： $r\left(i\right)=\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_k{b}_k}\left(i\right)s_k(t-\mathrm{iT}-{\mathrm{\τ}}_k)+\mathrm{\η}\left(t\right)---\left(1\right)$

在此，K是用户数目而N是多用户检测的数据块大小。k个用户的信号功率的估计

可以通过参数估计方框获得。源数据比特通过b_k(i)表示。这里，因为BPSK调制是假定的，所以b_k(i)∈{-1,+1}。S_k是第k个用户的特征序列(扩展码)，在此，T是一个比特的持续时间。为了得到最佳性能，由伪随机数(PN)序列或者金色码产生S_k。由η(t)表示AWGN。

多用户检波器424的第一级总是一组匹配滤波器430，其是传统的单个用户的唯一元件，如同检波器。匹配滤波器组430的每一分支由接收信号与一个特定用户的特征序列的相关组成，它是： $y_i=\frac{1}{T}{\∫}_0^{T}r\left(t\right)s_i\left(t\right)\mathrm{dt}---\left(2\right)$

i=1,2,…,K   (2)

方程式(2)还可以以一个简单的矩阵形式表示：

y=RAd+η    (3)

在此，矢量y432和d分别是匹配滤波器组430的输出和发射的用户比特。在每一矢量中有K个元件。在一个一般异步系统中，矩阵R的大小是K×K的互相关。在互相关矩阵中的成分可以表示为： $r_{\mathrm{ij}}={\{}_{\mathrm{Oi}=j}^{\frac{1}{T}{\∫}_0^T{S}_i\left(t\right)S_i\left(t\right)\mathrm{dti}\≠j}---\left(4\right)$

在根据本发明的多级检波器424中，自相关不是一个系数。A是信号的幅度矩阵，它表示为 $\mathrm{diag}\{\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_{.},}\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_2,}...,\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_K}\}.$ 根据本发明的差值多级检波器424是基于求解线性方程(3)。

根据本发明的一个实施例，差值多级检波器500的头三级502,504以及506如图5所示。干扰消除利用前一估计来产生信号的新矢量。然后将所有的＂妨碍＂用户求和并将其从前一信号Z⁽¹⁾中减掉。最后，产生一个更好的估计

矢量。

在多级检波器500的每一级，干扰消除510,560,570(IC),例如并行干扰消除器(PIC)，对于一个特定的用户从接收信号中消除其他用户的小区间干扰以便得到一个更好的估计信号。因为对于任意用户来说准确的比特信息是未知的，所以可以使用各个级中的估计(硬判决)值。第Ⅰ个迭代540的输出是： $z^{\left(1\right)}=y-\mathrm{RA}{\hat{d}}^{(l-1)}\stackrel{\mathrm{def}}{=}y-{\hat{I}}^{(l-1)}---\left(5\right)$ ${\hat{d}}^{\left(0\right)}=\mathrm{sign}\left(y\right)$ ${\hat{d}}^{(l-1)}=\mathrm{sign}\left(z^{(l-1)}\right)$

术语 定义为由其他用户提供的到期望的用户的估计干扰。由于 ${\hat{d}}_k^{\left(1\right)}\∈\{-1,+1$ 和RA是预先计算出的，在方程式(5)中没有相乘。在迭代之后，很可能观测到 ${\hat{d}}^{\left(1\right)}={\hat{d}}^{(l-1)}.$ 这就是收敛的准确特性。因此取代处理每个估计比特矢量 和以前一样，计算连续两级中的比特的差值，即，每级的输入550变成 ${\hat{x}}^{\left(1\right)}={\hat{d}}^{\left(1\right)}-{\hat{d}}^{(l-1)}(j=\mathrm{1,2},...,K).{\hat{x}}^{\left(1\right)}$ 被称作差值矢量550。通过方程式(5)表示连续的两级相减。 $z^{\left(1\right)}=z^{(l-1)}=-\mathrm{RA}{\hat{x}}^{(l-1)}$

   (6)

更新的估计比特矢量

，可以通过下式计算出 ${\hat{d}}^{\left(1\right)}=\mathrm{sign}\left(z^{\left(1\right)}\right)---\left(7\right)$

使用此差值技术，通过使用方程式(5)来进行计可节约许多计算量，因为矢量 中越来越多的成分变成零。

中所有的非零成分等于+2或者-2。方程式(6)中此类常数乘法可以通过算术移位来实现，这实际上将不会引入任何相乘运算。另外，因为连续的两级的减法是一个线性变换，与传统的多级检测比较，在每级之后的比特差错率(BER)560/570将不会改变。这保证最终的BER是与传统的多级检测方法完全一样。

因此，根据本发明的用于执行多级检测的完整方法如下： ${\hat{d}}^{\left(1\right)}=\mathrm{sign}\left(y\right)$

k=1到K

j=K $z_k^{\left(1\right)}=y_k-\mathrm{\Σj}=1,j\≠k{R}_{\mathrm{ij}}{A}_j{\hat{d}}_j^{\left(0\right)}$

结果 ${\hat{d}}^{\left(1\right)}=\mathrm{sign}\left(z^{\left(1\right)}\right)$

而I=1到L ${\hat{x}}^{\left(l\right)}={\hat{d}}^{\left(1\right)}-{\hat{d}}^{(l-1)}$

而k=1到K

j=K $z_k^{(l+1)}=y_k^{\left(1\right)}-\mathrm{\Σj}=1,j\≠k{R}_{\mathrm{ij}}{A}_j{\hat{x}}_j^{\left(0\right)}$

结果 ${\hat{d}}^{(l=1)}=\mathrm{sign}\left(z^{(I+1)}\right)$

结束

在第一级510之后，差值多级检波器在输入中开始使用差值矢量(硬判决前馈)550/580。而且，当前一级的决定，例如，550，不仅基于当前PIC输出562/572，而且还基于前一PIC级的输出540(即，来自前一级的软决定)。

图6说明了根据本发明的差值多级检波器的单个加法器设备600。如果不使用差值矢量产生和最后的偏移，则该设备还可以使用为传统的多级检波器。如图6所示的本发明基于8用户的金色扩展码系统。可是，毫无疑问，本领域的技术人员将承认本发明不意指限制为如图6所示的特定设备，而是意指可以认为没有偏离本发明范围的其他类型的系统和其他数目的用户。

对于每个用户，软决定输入以比特的形式并行并且对于所有用户来说其是时间双工。因此，并串变换器(未表示)配置在匹配滤波器之后。这些输入和输出的定时由握手装置602,604控制。一旦当前级准备好，则前一级就开始发射硬输出610直到发送完所有的比特，其由握手信号604表示。输入数目612是二的求反格式并且它们被储存在数据寄存器组中。

同时，从数目的第一比特获得硬判决614并且通过组合逻辑产生差值矢量616。优先编码器618将查找第一个到来的命令中的非零成分，最高的优先级。根据优先编码器618引导的非零成分的位置来制定累加的定时630。如果一成分为非零，则累加器630将从所有的其他用户的记录中减掉它相应的互相关数目(一旦如果当前级是第二级或者更后面的级则将其左移)。存放、移位、累加以及写入被组建为一个简单的流水线机器，由流水线控制器640控制。流水线控制器640将不停止，因为没有数据以及控制相关性存在。最后，利用某些握手协议604逐一地产生软660和硬662判断到下一级。通过去掉差值矢量产生616和偏移方框650，此装置工作为传统的多级检波器。

差值多级检波器600的单个加法器设备的一个主要部分贡献为寄存器和算术逻辑部件(ALU)。对于一个八用户12比特固定点系统，晶体管的估计数目是5K。如果在该系统中的实现多于一个的ALU则需要更多的晶体管。

以硬件仿真为基础，利用差值算法的三级系统的延迟低于100次周期。工作在20MHz的时钟频率处，系统延迟大约是5Ts，其大大低于传统的多级检波器的12Ts左右的系统延迟。另外，系统吞吐量由第一级决定，因为它是系统中最慢的字块。根据本发明的多级检波器可以达到一个具有适当缓冲的高达200kb/s的吞吐量。这个速率符合宽带CDMA通信的144kb/s的要求。

差值多级检波器具有与传统的多级检波器完全相同的比特误差率。这是因为迭代法的框架和收敛速度都没有改变。图7表示在五用户720和十用户770系统中的BER 710,750与信噪比(SNR)和MAI 714,754的比较。图7表示当MAI 714增加或者用户数目增加(720到770)时匹配滤波器性能显著降低730,780。另一方面，差值多级检波器随着不同的MAI不断地执行。因此可以将它认为是远近抵抗的多级检波器。而且，它的性能接近单一用户通信系统的BER边界，其由 $P_e=Q(\sqrt{2E_b/N_0}$ 给出。

图8a说明了根据本发明在差值矢量中零812的百分比的观测810。在图8a中，零的百分比随着从820到830的迭代进程而递增。在第四级之后，在15个用户的通信系统中零的数目达到98％的点。它明确指出，如果使用传统的多级检波器的话，则会浪费大概98％的资源。

图8(b)给出了在一个实际的系统中我们将节省多少计算量的一个清楚的视图860。虚线870表示在传统的多级检波器中的每一级之后所需要的运算量的累积数目。正如前面解释的，对于每一级，计算数目保持常数，其使每秒总的漂移运算(猛落flops)线性上升。相反，线880说明差值多级检波器中的计算数目随着迭代的进行而减小。因此，在一个五级系统中总节省可高达75％。并且系统中的级数越多，则与传统的多级检波器比较就具有比传统的多级检波器的速度更大的速度。

总的来说，在CDMA通信中，与传统的单个用户检波器相比，多级多用户检波器表示出性能上的极大改善。然而，可以通过利用迭代算法的收敛来更大程度地减少多级检波器中的计算数目。根据本发明的新的差值多级检波器来计算连续两级之间的差值并在差值变成零时节省该计算。与基础的多级检波器对比，此技术显示出极大的节省。这个策略的硬件实现表明比特差错率与多级检波器相同，但是对于五级检波器的延迟周期将节省达75％，其符合宽带CDMA通信的要求。

为了说明和描述的目的，前面已经描述了本发明的典型实施例。它不表示是详尽的或者把本发明限制到该批露的精确形式。按照上面的教导，进行许多修改和变化是可能的。本发明范围不限制为此详细的叙述，而是由在此附加的权利要求来限制。

Claims (31)

1．一种差值多级检波器，用于接收来自通信系统的小区中的多个用户的信号，该差值多级检波器减少由小区中的其他用户引起的多个接入干扰对来自期望用户的信号的影响，该差值多级检波器包括：

第一级，包括用于接收来自多个用户的信号的第一级干扰消除器，第一级干扰消除器消除由小区中的其他用户引起的小区间干扰并且为小区中的每个用户产生第一级估计硬判决；

随后的N级，其中，随后的N级的每一个在输入处包括一个减法器，用于从在前一级中产生的每个用户的估计硬判决中减掉前一级的接收硬判决以便为每个用户产生一个差值信号，差值信号被提供到第N级干扰消除器，通过处理每个用户的差值信号用于消除由小区中的其他用户引起的小区间干扰以便为小区中的每个用户产生第N个估计硬判决；

其中，干扰消除器通过使干扰消除器的输入与用户互相关值和信道系数值相乘来为每个用户产生一估计硬判决，并且其中，差值信号去掉了由第N级干扰消除器执行的乘法运算。

2．如权利要求1所述的差值多级检波器，其中，由握手协议来处理各级间的控制。

3．如权利要求1所述的差值多级检波器，其中，每个级的输入是二进制补码形式。

4．如权利要求1所述的差值多级检波器，其中，每个第N个后来的干扰消除器通过计算接收信号和差值信号的互相关结果来计算多用户干扰估计。

5．如权利要求4所述的差值多级检波器，其中，差值信号包括0,+2或者-2。

6．如权利要求5所述的差值多级检波器，其中，当差值信号为0时将省略结果的计算，而当差值信号是+2时则通过在寄存器中存储接收信号的互相关来执行结果的计算并且把比特向前移动一个位置，而当差值为-2时向前移动一个位置并改变一个符号。

7．如权利要求1所述的差值多级检波器，其中，干扰消除器是并行干扰消除器。

8．一种差值多级检波器，用于接收来自通信系统的小区中的多个用户的信号，该差值多级检波器减少由小区中的其他用户引起的多个接入干扰对来自期望用户的信号的影响，其中，该差值多级检波器包括多级，每一级包括一个干扰消除器，用于消除由小区中的其他用户引起的小区间干扰并产生一个估计输出矢量，其中除第一级外，当前级的估计输出矢量是基于当前级的干扰消除器的决定和前一级的干扰消除器的输出两者。

9．如权利要求8所述的差值多级检波器，其中，通过把前一级的干扰消除器中的输出和当前级的干扰消除器的决定结合来产生当前级的估计输出矢量。

10．如权利要求8所述的差值多级检波器，其中，除第一级外，每个干扰消除器通过计算接收信号和差值信号的互相关结果来计算多用户干扰的估计。

11．如权利要求10所述的差值多级检波器，其中，差值信号包括0,+2或者-2。

12．如权利要求11所述的差值多级检波器，其中，当差值信号为0时将省略结果的计算，而当差值信号是+2时则通过在寄存器中存储接收信号的互相关来执行结果的计算并且把比特向前移动一个位置，而当差值为-2时向前移动一个位置并改变一个符号。

13．如权利要求8所述的差值多级检波器，其中，干扰消除器是并行干扰消除器。

14．如权利要求8所述的差值多级检波器，其中，由握手协议来处理各级间的控制。

15．如权利要求8所述的差值多级检波器，其中，每个级的输入是二进制补码形式。

16．一种基站，包括

至少一个天线，用于提供一个到移动台的无线电接口；和

至少一个收发信机，耦合到该至少一个天线上，用于处理移动站的信号，该收发信机进一步包括发射机和接收机，其中接收机进一步包括：

一个差值多级检波器，用于接收来自通信系统的小区中的多个用户的信号，该差值多级检波器减少由小区中的其他用户引起的多个接入干扰对来自期望用户的信号的影响，其中，该差值多级检波器包括多级，每一级包括一个干扰消除器，用于消除由小区中的其他用户引起的小区间干扰并产生一个估计输出矢量，其中除第一级外，当前级的估计输出矢量是基于当前级的干扰消除器的决定和前一级的干扰消除器的输出两者。

17．如权利要求16所述的基站，其中，通过把前一级的干扰消除器中的输出和当前级的干扰消除器的决定结合来产生当前级的估计输出矢量。

18．如权利要求16所述的基站，其中，除第一级外，每个干扰消除器通过计算接收信号和差值信号的互相关结果来计算多用户干扰的估计。

19．如权利要求18所述的基站，其中，差值信号包括0,+2或者-2。

20．如权利要求19所述的基站，其中，当差值信号为0时将省略结果的计算，而当差值信号是+2时则通过在寄存器中存储接收信号的互相关来执行结果的计算并且把比特向前移动一个位置，而当差值为-2时向前移动一个位置并改变一个符号。

-2.

21．如权利要求16所述的基站，其中，干扰消除器是并行干扰消除器。

22．如权利要求16所述的基站，其中，由握手协议来处理各级间的控制。

23．如权利要求16所述的基站，其中，每个级的输入是二进制补码形式。

24．一种在码分多址通信系统的反向链路中用于提供差值多级检测的方法，该方法包括：

接收来自码分多址通信系统的小区中的多个用户的信号；

通过多级来处理接收信号，每一级包括一个干扰消除器，用于消除由小区中的其他用户引起的小区间干扰；和

对于每一级产生一估计输出矢量，其中，除第一级外，当前级的估计输出矢量是基于当前级的干扰消除器的决定和前一级的干扰消除器的输出两者。

25．如权利要求24所述的方法，其中，产生当前级的估计输出矢量包括：把前一级的干扰消除器中的输出和当前级的干扰消除器的决定结合。

26．如权利要求24所述的方法，其中，产生估计矢量进一步包括：除了第一级之外，通过计算接收信号和差值信号的互相关结果来计算对于每个干扰消除器的多用户干扰的估计。

27．如权利要求26所述的方法，其中，差值信号包括0,+2或者-2。

28．如权利要求27所述的方法，其中，结果的计算包括：当差值信号为0时将省略该计算，并且结果的计算包括：当差值信号包括+2时则通过在寄存器中存储接收信号的互相关来执行结果的计算并且把比特向前移动一个位置，而当差值为-2时向前移动一个位置并改变一个符号。

29．如权利要求24所述的方法，其中，干扰消除器是并行干扰消除器。

30．如权利要求24所述的方法进一步包括使用握手协议来控制数据传输。

31．如权利要求24所述的方法，其中，每个级的输入是二进制补码形式。

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