CN1323466A - 移动台接收方法和移动台接收机 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是防止在信道失真的情况下因在不同定时接收的信号分量造成的通信质量下降和可管理的移动终端数量的减少。本发明涉及在CDMA(码分多址)蜂窝系统中的下行信道上的移动台接收方法,其中基站利用正交的伪噪声序列调制发射到多个移动台的信号,同时发射调制的信号,而移动台接收由延时不同的多个无线信道造成失真的调制信号。利用频率特性是无线信道的频率特性的倒数的滤波器均衡和解调由该基站发射的调制信号。

Description

移动台接收方法和移动台接收机

本发明涉及CDMA(码分多址)蜂窝系统中的下行信道上的移动台接收方法和移动台的接收机以及通信系统，其中用相互正交的伪噪声序列调制多个信号。

在码分多址蜂窝移动通信系统(CDMA蜂窝)的下行信道中，用相互同步的正交伪噪声序列来调制发送到终端的信号。

利用同步的正交码减小代码之间的干扰，从而获得高通信容量。移动终端利用设置有抽头系数的匹配滤波器对接收的信号滤波，该抽头系数对应于分配给该移动终端的伪噪声序列，以便选择指向该移动终端的信号。当由抽头系数表示的伪噪声序列与接收的信号之间相关时，来自匹配滤波器的输出变大。

从基站发射的信号通过多个传播路径会产生失真。因此，移动台接收多个延迟的信号分量。故此，从匹配滤波器输出的波形受传播损失和延迟的影响而包含多个峰值。如果移动台对多个峰值单独解调并将它们组合，移动台可充分利用接收的信号。RAKE接收方法是CDMA蜂窝所必需的，因为它有效地利用由多个延时分散的多个信号分量。例如在1958年3月的IRE报告集的第555-570页中描述了RAKE接收。

图5是设置有RAKE接收单元的常规移动台的例子。频率变换单元102把天线101接收的信号变换成基带信号。来自频率变换单元102的输出被输出到代码定时检测单元106，以便测量解调定时和多个延时的信号分量的接收信号强度。来自频率变换单元102的、包含多个延时的信号分量的输出还输入到解扩单元103～105，以便根据解调定时和代码定时检测单元106检测的接收信号强度对该信号解扩。

另外，来自解扩单元103至105的输出还输入到解码器107至109，以便对信号分量解码。组合单元110组合解码的信号分量以便输出接收的数据。

图6是由代码定时检测单元106测量的接收波形的实例。水平轴代表时间，垂直轴代表信号强度。波形″a″和″b″是在不同定时接收的信号分量。虽然在实际接收的波形中两个信号分量是重叠的，为简单起见，在图6中分开表示通过不同传播路径的两个信号分量。如图6所示，接收的波形因传播路径引起的失真而具有多个峰值。代码定时检测单元106检测峰值位置和峰值强度。

在CDMA发射机使用正交的同步代码时，由于原则上在无失真的下行信道上的蜂窝中不出现任何干扰，移动台的通信质量仅由来自其它蜂窝的干扰和噪声决定。然而，由于在CDMA中的宽带中扩展信号，信道失真的影响实际上是不可避免的。

由于信道失真产生干扰，接收不同的解码定时的信号分量。图7是当包括诸如指向其它终端的信号之类的多个不希望的信号时，代码定时检测单元106测量的波形的实例。为简单起见，分开表示来自不同传播路径的信号分量，以及希望的信号和不希望的信号。

实际的波形是图7所示的每个波形的叠加。希望的信号d-1与不希望的信号i-1被同时接收，而希望的信号d-2与不希望的信号I-2被同时接收。取样点s-1和s-2是希望的信号d-1和d-2变为最大的点。如果希望的信号的接收定时与不希望的信号的接收定时相同，不希望的信号i-1和i-2由于采用了正交的同步码而在取样点s-1和s-2变为零。相反，如果接收定时是不同，将不希望的信号i-1和i-2作为干扰信号接收。该干扰随着与基站连接的移动台的增加而增加。结果是，通信质量降低，并且肯定会不可避免地减少移动台的数量。

因此，本发明的目的是抑制由CDMA蜂窝系统中的信道失真引起的干扰，其中由正交的伪噪声序列扩展希望的信号和不希望的信号。

在本发明的在下行信道上使用同步正交码的CDMA蜂窝系统中的移动台的信号接收方法和装置中，移动接收机或下行信道接收机包括用于均衡信道失真的均衡器。

在码分多址蜂窝移动通信系统(CDMA蜂窝)的下行信道上，发射到移动终端的信号是由相互同步的正交码扩频的信号。移动终端通过多个传播路径接收由基站发射的信号，该多个传播路径产生使多个信号分量具有多个延时的信道失真。在不同解码定时的信号分量被作为干扰接收。在对接收的信号解码之前，均衡器对信道失真进行均衡。

本发明涉及CDMA蜂窝通信系统中的下行信道，其中基站利用正交码形成多个扩频信号，并通过在同步状态将它们叠加来发射这些扩频信号，而该多个移动台接收由具有不同延时的无线信道造成失真的扩频信号。在该通信系统中，移动台包括把由天线接收的信号变换成基带信号的频率变换单元，用于根据来自频率变换单元的输出检测该无线信道的频率特性的传播信道估算单元，用于产生与该无线信道特性相反的滤波单元，和用于对来自滤波单元的输出解码的解码单元。

根据本发明，由于通过产生相反频率特性对频率特性进行均衡，而消除了上述延迟，从而消除了由信道失真引起的干扰。因此，由于消除了干扰而使通信质量变高并使通信容量变大。

由于希望的信号的传播路径与干扰信号的传播路径相同，来自连接的基站的希望信号的失真与干扰信号的失真相同。因此，通过均衡由移动台接收的信号遇到的信道失真来消除干扰。

图1表示本发明的移动终端的一个实施例。

图2是从均衡滤波器输出的波形。

图3是接收的DUR对移动终端的用户数量的曲线图。

图4表示本发明的移动终端的另一个实施例。

图5表示常规的移动终端。

图6是从常规移动终端的匹配滤波器输出的波形。

图7是在存在干扰时从常规移动终端的匹配滤波器输出的波形。

图8是本发明的移动终端使用的均衡滤波器的方框图。

图9是本发明的移动终端使用的信道估算单元的方框图。

参考附图说明执行本发明的最佳方式。[第一实施例](第一实施例的结构)

图1表示本发明的第一实施例。在图1中，把天线201接收的信号输入到频率变换单元202，频率变换单元202可以是直接将接收信号变换成基带信号的直接系统，或可以是通过射频放大级、中频放大级和检测级把接收的信号变换成基带信号的超外差。把来自频率变换单元202的输出同时输入到均衡滤波器203和信道估算单元204两者。使均衡滤波器203的传递函数F(f)成为由信道估算单元204估算的传播信道的传递函数C(f)的倒数。因此，

    F(f)=1/C(f)…(1)其中″f″是频率。

接下来，把来自均衡滤波器的输出同时输入到解扩单元205和代码定时检测单元206两者。代码定时检测单元206测量由均衡滤波器203消除了失真的信号分量的解码定时，同时解扩单元205在解码定时对该信号分量解扩。把解扩的信号输入到解码单元207以便于输出接收的数据。

图8和9分别表示均衡滤波器203和信道估算单元204的实施例。图8中所示的均衡滤波器203是具有″n″个抽头的前馈滤波器。如图8所示，从频率变换单元202输出的基带信号通过串联的延迟电路T2031至2033。分别用抽头加权系数W1至W3乘以来自延迟电路的输出，然后在加法器2038中相加。来自加法器2038的输出被输出到解扩单元205和代码定时检测单元206。

从频率变换单元202输出的基带信号还输入到如图9所示的信道估算单元204。基带信号包括作为具有规定的伪噪声序列的扩频信号的导频信号。使匹配滤波器2041与导频信号匹配。因此，通过向匹配滤波器2041输入基带信号获得脉冲响应。把来自匹配滤波器2041的输出输入到加权系数判定单元2042，以便在如图8所示的均衡滤波器2041中决定抽头加权系数W1至Wn。在此，以均衡滤波器的特性是该信道的脉冲响应的倒数的方式决定抽头加权系数W1至Wn。加权系数判定单元2042向均衡滤波器203输出决定的抽头加权系数W1至Wn。

虽然图1中示出了一个唯一的解扩单元205和一个唯一的解码单元207，可采用包含多个解扩单元并组合解扩结果的RAKE接收系统，以改善数据误差率。(该实施例的操作说明)

图2表示由本发明的移动台的接收系统中的定时检测单元206测量的接收波形的实例。希望的信号是波形d-3，不希望的信号是波形i-3。

在图2中，虽然实际接收的波形是两个波形的叠加，为易于理解，将希望的信号与不希望的信号分开。在信道失真的情况下，来自匹配滤波器的输出包含由在如图7所示的取样点的不希望的信号分量引起的干扰。

然而，由于在本发明的移动台的接收系统中如图2所示均衡该信道失真，该干扰在接收信号变为最大的取样点消失。图3表示如图5所示的常规系统的DUR(希望与不希望信号的功率比)和如图1所示的本发明系统的DUR。

在图3中，曲线1-c是常规系统的DUR，而曲线1-p是本发明系统的DUR。如曲线1-c所示的DUR随着移动台的增加而降低，而如曲线1-p所示的DUR保持常数，与移动台的数量无关。另一方面，当移动台的数量减少时，由于RAKE接收的影响而使如曲线1-c所示的DUR变得比本发明系统的DUR大。总之，当一个基站控制许多移动台时，由于均衡消除了干扰，而使本发明的通信质量变得比常规系统的通信质量好。

因此，本发明中一个单个的基站可控制比常规系统中更多数量的移动台。[第二实施例]

图4表示本发明的第二实施例。如图4所示，频率变换单元302把天线301接收的信号变换成基带信号，将频率变换单元302的输出输入到RAKE接收机303和均衡接收机304。

RAKE接收机303可以是如图5所示的常规RAKE接收机，均衡接收机可以是如图1所示的均衡接收机。把来自RAKE接收机303和均衡接收机304的输出输入到选择器305以便输出高质量的数据。

在如图4所示的第二实施例中，将来自RAKE接收机的输出与来自均衡接收机的输出比较，以便选择高质量的信号。如图3所示，在由基站控制的移动台的数量较少的情况下仅通过该均衡对信号解码时，该信号质量变低。然而，根据第二实施例，即使在移动台的数量较少时，信号质量因RAKE接收的效果而较高。

工业实用性

根据本发明，通过均衡信道失真消除了由其定时与希望信号的定时不同的不希望信号造成的干扰。因此，因干扰的消除而使通信质量变高，并且下行信道的容量变大。

Claims (8)

1．码分多址蜂窝系统中的下行信道上的移动台接收方法，其中基站利用正交的伪噪声序列调制发射到多个移动台的信号，同时发射调制的信号，而所述移动台接收由延时不同的多个无线信道造成失真的调制信号，

其特征在于：利用频率特性与所述无线信道频率特性相反的滤波器，均衡和解调由所述基站发射的调制信号。

2．根据权利要求1所述的移动台接收方法，其中所述滤波器包括：

多个串联的延迟电路；

多个乘法器，每个乘法器将每个规定的加权系数与来自每个延迟电路的输出相乘；和

把来自所述乘法器的输出相加的加法器，

其中随着所述无线信道失真的改变自适应地均衡所述调制信号。

3．码分多址蜂窝系统中的下行信道上的移动台接收方法，其中基站利用正交的伪噪声序列调制发射到多个移动台的信号，同时发射调制的信号，而所述移动台接收由延时不同的多个无线信道造成失真的调制信号，

包括：

利用其频率特性与所述无线信道的频率特性相反的滤波器对来自所述基站的所述调制信号进行均衡和解调的第一方法；和

单独解调通过其延时不同的多个所述无线信道的每个所述调制信号，并将解调结果组合的第二方法，

其特征在于：从所述第一和第二方法的输出中选择具有较高通信质量的输出。

4．根据权利要求3所述的移动台接收方法，其中所述滤波器包括：

多个串联的延迟电路；

多个乘法器，每个乘法器将每个规定的加权系数与来自每个延迟电路的输出相乘；和

把来自所述乘法器的输出相加的加法器，

其中随着所述无线信道失真的改变自适应地均衡所述调制信号。

5．码分多址蜂窝系统中的下行信道上的移动台接收方法，其中基站利用正交的伪噪声序列调制发射到多个移动台的信号，同时发射调制的信号，而所述移动台接收由延时不同的多个无线信道造成失真的调制信号，其特征在于所述移动台包括：

频率变换单元，把由天线接收的所述调制信号变换成基带信号；

信道估算单元，根据所述调制信号检测所述无线信道的频率特性；

滤波单元，其频率特性与所述无线信道的频率特性相反；和

解调器，对所述滤波单元的输出进行解调，所述滤波单元的输入是所述基带信号。

6．码分多址蜂窝系统中的下行信道上的移动台接收装置，其中基站利用正交的伪噪声序列调制发射到多个移动台的信号，同时发射调制的信号，而所述移动台接收由延时不同的多个无线信道造成失真的调制信号，其特征在于所述移动台包括第一接收单元，第二接收单元和选择单元，其中：

所述第一接收单元包括：

频率变换单元，把由天线接收的所述调制信号变换成基带信号；

信道估算单元，根据所述调制信号检测所述无线信道的频率特性；

滤波单元，其频率特性与所述无线信道的频率特性相反；和

解调器，对所述滤波单元的输出进行解调，所述滤波单元的输入是所述基带信号，和

所述第二接收单元包括：

解调单元，对通过延时不同的多个所述无线信道的每个所述调制信号单独解调；和

组合单元，组合所述解调结果，

其特征在于：所述选择单元从所述第一和第二接收单元的输出中选择具有较高通信质量的输出。

7．码分多址蜂窝系统中的下行信道上的通信系统，其中基站利用正交的伪噪声序列调制发射到多个移动台的信号，同时发射调制的信号，而所述移动台接收由延时不同的多个无线信道造成失真的调制信号，其特征在于所述移动台包括：

频率变换单元，把由天线接收的所述调制信号变换成基带信号；

信道估算单元，根据所述调制信号检测所述无线信道的频率特性：

滤波单元，其频率特性与所述无线信道的频率特性相反；和

解调器，对所述滤波单元的输出进行解调，所述滤波单元的输入是所述基带信号。

8．码分多址蜂窝系统中的下行信道上的通信系统，其中基站利用正交的伪噪声序列调制发射到多个移动台的信号，同时发射调制的信号，而所述移动台接收由延时不同的多个无线信道造成失真的调制信号，其特征在于所述移动台包括第一接收单元，第二接收单元和选择单元，其中：

所述第一接收单元包括：

频率变换单元，把由天线接收的所述调制信号变换成基带信号；

信道估算单元，根据所述调制信号检测所述无线信道的频率特性；

滤波单元，其频率特性与所述无线信道的频率特性相反；和

解调器，对所述滤波单元的输出进行解调，所述滤波单元的输入是所述基带信号，和

所述第二接收单元包括：

解调单元，对通过其延时不同的多个所述无线信道的每个所述调制信号进行单独解调；和

组合单元，组合所述解调结果，

其特征在于：所述选择单元从所述第一和第二接收单元的输出中选择具有较高通信质量的输出。

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