CN1925344A - 含有智能天线和多用户检测的接收机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于CDMA原理的移动通信数字基带接收机系统对信号处理的方法，涉及到智能天线的接收波束成型技术、RAKE接收技术和多用户干扰检测技术。主要内容是通过接收天线阵组中的每根阵子接收下来的多径信号经过数模转换后，其每根阵子上的同一条多径数字信号首先是通过智能天线相关算法进行加权，而后不同阵子上的同一条多径数字信号进行合并；合并后的每一条多径信号进行RAKE接收处理，包括匹配无线传输信道，解扩并进行数学积分，信号的处理由chip级转换为符号级，通过一定的联合方式将多径信号合并；由于多用户的相互干扰，对前面经RAKE处理的符号进行多用户干扰取消或降低处理。
Description
技术领域：
本发明涉及一种基于CDMA原理的移动通信数字基带接收机系统结构的设计，尤其涉及含有智能天线技术的移动通信系统。
背景技术：
目前的CDMA移动通信系统的数字基带接收机没有同时将RAKE接收、智能天线和多用户检测技术综合在一起设计，因智能天线和多用户检测技术在W-CDMA中作为可选项，一般是仅有RAKE接收，或RAKE接收与智能天线，或RAKE接收与多用户检测。事实上，根据CDMA通信原理，RAKE接收是仅仅在时间域将承载相同信息不同时间到达的接收机的信号采用一定的分集方式利用起来，提高信号与噪声的比值；但在时间上同时到达接收机的信号有可能从不同的方向达到接收机的，这时仅仅靠时间域无法将到达的多径信号充分利用，利用智能天线将承载相同信息来自不同方向的信号联合起来，提高信号与噪声的比；由于空中障碍物的分布引起的多径时延打破了扩频序列的正交性，导致接收机尽管经过解扩后不能完全去除干扰，为了进一步提高接收信号质量，有必要采用多用户检测技术进一步消除干扰。由此看来，目前的仅有RAKE技术的数字基带接收机，一是不能充分利用由于障碍物引起的多径信号，二是不能进一步消除干扰；采用RAKE接收与形成接收波束的智能天线的接收机，不能进一步消除干扰；采用RAKE接收与多用户检测的接收机不能充分利用多径信号。
发明内容：
本发明的目的之一是提出一种基于CDMA原理的数字基带接收机的系统；
本发明的目的之二是提出一种用在数字基带接收机的系统中的智能天线的算法；
本发明的目的之三是提出一种用在数字基带接收机的系统中的多用户检测的算法；
本发明的目的之四是为了克服目前的仅有RAKE技术的数字基带接收机，不能充分利用由于障碍物引起的多径信号和进一步消除干扰缺点；
本发明的目的之五是为了克服目前的采用RAKE接收与形成接收波束的智能天线的接收机，不能进一步消除干扰的问题；
本发明的目的之六是为了克服目前的采用RAKE接收与多用户检测的接收机不能充分利用多径信号的缺点；
本发明所述基于CDMA原理的数字基带接收机的系统的技术方案如下：
核心算法是：通过接收天线阵组中的每根阵子接收下来的多径信号经过数模转换后，其每根阵子上的同一条多径数字信号首先是通过智能天线相关算法进行加权，而后不同阵子上的同一条多径数字信号进行合并；合并后的每一条多径信号进行RAKE接收处理，包括匹配无线传输信道，解扩并进行数学积分，信号的处理由chip级转换为符号级，通过一定的联合方式将多径信号合并；由于多用户的相互干扰，对前面经RAKE处理的符号进行多用户干扰取消或降低处理。主要步骤如下
第一步智能天线处理
1、首先是选取控制智能天线加权因子的算法
2、对多条路径到达的信号在不同的天线阵子上进行加权因子的计算和调整，达到收敛
3、将分布在不同天线阵子上的同一多径信号进行合并。
第二步RAKE接收处理
1、将上述每条多径信号首先进行无线信道的匹配，这可通过乘以信道冲击响应的共轭实现
2、通过乘以该用户的扩频序列的共轭实现解扩，降低部分干扰。
3、将上述chip级的信号进行积分，转换为符号级信号。
4、采用一定的方法将上述多径信号联合起来输出。
第三步多用户干扰消除或降低
其具体处理步骤由所采用的多用户干扰取消或降低的算法而定如图中所示，解相关干扰检测算法
1、通过上述RAKE接收处理的信号，由于多径原因造成到达接收端的扩频序列的正交性降低，从而导致解扩处理不能完全去除干扰部，
2、计算不同用户所用的扩频序列的互相关值；
3、将上述(2)相关值进行积分；
4、将上述(3)积分结果分别和RAKE接收处理的输出结果相乘
5、将(4)和RAKE接收处理的输出结果相减结果，即得到经多用户检测后的每个符号结果。
其处理流程图如图1所示。
采用本发明所述方法，与现有技术相比，提高了系统性能、改进了网络的容量和覆盖，达到了提高接收信号质量的效果，和传统的时空处理系统相比节省了运算量等。
具体实施方式：
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：
图2是单小区移动通信蜂窝网络结构示意图
图3是含有智能天线和多用户检测的基站接收机系统
参见图2，图中描述了一个典型移动无线通信系统的一个蜂窝小区的结构图，所有终端手机通过基站接入网络。这些终端手机在向基站发送信号时采用不同的扩频序列进行扩频。当终端手机向基站发送信号时，由于信号通过空中传输，一方面产生衰落的多径信号，另一方面由于多个终端手机向基站发送信号采用同频调制引入无线干扰。另外该图中的基站接收机采用了由多根天线组成的天线阵。
图3是根据图2的传播环境对在基站内通过多根天线组成的天线阵接收到的来自于所有手机的信号在数字基带进行处理的系统设计。首先是对多径信号通过天线阵进行空中处理，即采用一定的算法对每个阵子信号进行加权，其加权因子适时调整直至收敛；将不同天线阵子接收到的同一条多径信号在加权后进行合并输出。
上述输出的每个终端用户的多径信号接下来进行RAKE接收处理。首先是匹配衰落的无线信道的滤波，通过将多径信号乘以信道冲击响应的共轭实现；接着通过乘以每个终端用户的扩频序列的共轭实现解扩，由此降低一部分干扰，以达到识别各个终端手机信号的目的；而后对该CHIP级信号进行积分转换为符号级的信号，最后通过一定的方法将每个终端用户的多径信号联合起来输出。
上述通过RAKE处理的信号仅仅将多径信号利用起来，但对于多个终端手机通过无线信道引入由于时延破坏了扩频序列的正交性导致的干扰依然还存在这些符号级的信号中。为了进一步提高接收信号质量，采用一定的多用户检测算法，图3中给出的是其中一种算法：解相关多用户检测算法，该算法要求基站接收机知道各个终端手机发送信号时所采用的扩频序列；首先计算不同的终端手机所采用的扩频序列的互相关值，而后将上述RAKE接收输出的信号和这些扩频序列的互相关值相乘，其乘积再和RAKE接收输出的信号相减即为多用户干扰检测后的结果。
Claims (9)
1.一种基于CDMA原理的移动通信接收机系统的数字基带信号处理方法，它的特征是包括采用智能天线中的接收波束技术、RAKE接收技术和多用户干扰检测技术在内对数字基带的信号进行处理。其数字基带信号处理的方法和步骤如下：
a)智能天线中的接收波束成型：通过接收机侧的天线阵组中的每根阵子接收下来的多径信号经过数模转换后，其每根阵子上的同一条多径数字信号首先是通过智能天线相关算法进行加权，而后不同阵子上的同一条多径数字信号进行合并；
b)RAKE接收处理：合并后的每一条多径信号进行RAKE接收处理，包括匹配无线传输信道，解扩并进行数学积分，信号的处理由chip级转换为符号级，通过一定的联合方式将多径信号合并；
c)多用户干扰消除或降低：由于多用户的相互干扰，对上述经RKAE技术处理的符号进行多用户干扰取消或降低处理。
2.根据权利要求1所述基于CDMA原理的移动通信接收机系统的数字基带信号处理方法，其特征在于：所述的步骤a)，包括选取控制智能天线加权因子的算法。
3.根据权利要求1所述基于CDMA原理的移动通信接收机系统的数字基带信号处理方法，其特征在于：所述的步骤a)，对多条路径到达的信号在不同的天线阵子上进行加权因子的计算和调整，达到收敛。
4.根据权利要求1所述基于CDMA原理的移动通信接收机系统的数字基带信号处理方法，其特征在于：所述的步骤a)，将上述所处理的分布在不同天线阵子上的同一多径信号进行合并。
5.根据权利要求1所述基于CDMA原理的移动通信接收机系统的数字基带信号处理方法，其特征在于：所述的步骤b)，RAKE接收处理中将上述每条多径信号通过乘以信道冲击响应的共轭进行无线信道的匹配，再乘以该用户的扩频序列的共轭实现解扩，降低部分干扰。
6.根据权利要求1所述基于CDMA原理的移动通信接收机系统的数字基带信号处理方法，其特征在于：所述的步骤b)，RAKE接收处理中将上述chip级的信号进行积分，转换为符号级信号；并采用一定的方法将上述多径信号联合起来输出。
7.根据权利要求1所述基于CDMA原理的移动通信接收机系统的数字基带信号处理方法，其特征在于：所述的步骤c)，多用户干扰消除或降低对上述RAKE接收处理的信号，计算不同用户所用的扩频序列的互相关值。
8.根据权利要求1所述基于CDMA原理的移动通信接收机系统的数字基带信号处理方法，其特征在于：所述的步骤c)，多用户干扰消除或降低对上述相关值进行积分；并对积分结果分别和RAKE接收处理的输出结果相乘。
9.根据权利要求1所述基于CDMA原理的移动通信接收机系统的数字基带信号处理方法，其特征在于：所述的步骤c)，多用户干扰消除或降低对上述(8)结果和RAKE接收处理的输出结果相减结果，即得到经多用户检测后的每个符号结果。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2005101275106A CN1925344A (zh) | 2005-12-05 | 2005-12-05 | 含有智能天线和多用户检测的接收机系统 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1925344A true CN1925344A (zh) | 2007-03-07 |
Family
ID=37817844
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1925344A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016004588A1 (en) * | 2014-07-09 | 2016-01-14 | Qualcomm Incorporated | Apparatus and methods for iterative symbol detection and symbol-level mud inter-cell parallel interference cancellation in td-scdma |
-
2005
- 2005-12-05 CN CNA2005101275106A patent/CN1925344A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016004588A1 (en) * | 2014-07-09 | 2016-01-14 | Qualcomm Incorporated | Apparatus and methods for iterative symbol detection and symbol-level mud inter-cell parallel interference cancellation in td-scdma |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |