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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein CDMA-(Codemultiplex-Vielfachzugriff)Kommunikationssystem und
insbesondere eine mehrstufige Interferenzunterdrückungsvorrichtung bzw. Interferenzkompensator,
die bzw. der eine Signalkomponente für einen jeweiligen Benutzer
durch Eliminieren von Signalkomponenten für andere Benutzer von einem
Empfangssignal extrahiert, das spreizmodulierte Signale für mehrere
Benutzer enthält.
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In
den vergangenen Jahren hat ein CDMA-Kommunikationssystem unter den
für Mobilkommunikationssysteme
verwendeten Kommunikationssystemen besondere Aufmerksamkeit gewonnen.
Im CDMA-Kommunikationssystem überträgt eine
Sendeseite ein Spektrumspreizsignal, das durch Spektrumspreizen
eines Benutzersignals mit einem Spreizcode erhalten wird, dessen
Chiprate einige zehn- bis hundertmal so groß ist wie die Bitrate des Benutzersignals,
und eine Empfangsseite gewinnt das originale Benutzersignal durch
Spektrum-Entspreizen des Spektrumspreizsignals unter Verwendung
des gleichen Spreizcodes wie an der Sendeseite zurück. Ein
als Information zu übertragendes
Benutzersignal wird hierin als Symbol und eine einen Spreizcode
bildende Einheit als Chip bezeichnet.
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Obwohl
im Allgemeinen als Empfänger
an einer Empfangsseite ein Einzelbenutzer-Empfänger verwendet wird, der ein
Signal für
einen einzelnen Benutzer demoduliert, kann auch ein Mehrfachbenutzer-Empfänger, der
gleichzeitig Signale für
mehrere Benutzer demoduliert, als empfangsseitiger Empfänger verwendet werden.
Zum Verbessern der Kommunikationsqualität, wenn Signale für mehrere
Benutzer in einem Mehrfachbenutzer-Empfänger
gleichzeitig demoduliert werden, wird eine mehrstufige Interferenzunterdrückungsvorrichtung
vorgeschlagen.
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Eine
mehrstufige Interferenzunterdrückungsvorrichtung
ist eine Vorrichtung, die Interferenz von Signalen der anderen Benutzer
vermindert, indem eine Verarbeitung, in der mit den Signalkomponenten
der anderen Benutzer identische Symbolkopiesignale erzeugt und die
Symbolkopiesignale von einem zu demodulierenden Empfangssignal subtrahiert
werden, mehrmals ausgeführt
wird, bevor das Empfangssignal, das Signale für mehrere Benutzer enthält, mit
einem Spreizsignal für
einen spezifizierten Benutzer demoduliert wird. Es sind zwei Typen
von mehrstufigen Interferenzunterdrückungsvorrichtungen bekannt,
d.h. ein serieller und ein paralleler Typ.
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Nachstehend
wird die Struktur einer herkömmlichen
mehrstufigen Interferenzunterdrückungsvorrichtung
des parallelen Typs unter Bezug auf 4 erläutert.
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Die
herkömmliche
mehrstufige Interferenzunterdrückungsvorrichtung
des parallelen Typs hat eine Struktur, die aus M Stufen für N Benutzer
besteht. Wie in 4 dargestellt ist, weist diese
herkömmliche
Interferenzunterdrückungsvorrichtung
des parallelen Typs M × N
(M Stufen × N
Benutzer) Interferenzschätzeinheiten
(IEUs) 11 ... 1N ,
M – 1
Verzögerungsschaltungen
(D) 21 ... 2M-1 ,
M – 1
Subtrahierer 31 ... 3M-1 und N Pfadsucheinheiten 241 ... 24N auf.
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Jeder
der Verzögerungsschaltungen
(D) 21 ... 2M-1 wird
ein Empfangssignal rin oder ein Restsignal 7 zugeführt, um
es um eine vorgegebene Zeitdauer zu verzögern. Die Zeitdauer, um die
jede der Verzögerungsschaltungen
(D) 21 ... 2M-1 das
Empfangssignal rin oder das Restsignal 7 verzögert, entspricht
der Zeitdauer, die erforderlich ist, um Symbolkopiesignale 51 ... 5M-1 und
Chipkopiesignale 6 in den IEUs 11 ... 1N zu erzeugen.
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Jeder
der Subtrahierer 31 ... 3M-1 subtrahiert eine Summe von Chipkopiesignalen 6 in
jeder Stufe vom Empfangssignal rin oder
Restsignal 7, das von einer entsprechenden der Verzögerungsschaltungen 21 ... 2M-1 ausgegeben
wird, um das derart subtrahierte Restsignal 7 an die nächste Stufe
auszugeben.
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5 zeigt
die Struktur der IEU 11 der ersten
Stufe und ihr zugeführte
Eingangssignale, und 6 zeigt die Struktur der IEU 11 der zweiten Stufe und ihr zugeführte Eingangssignale.
Die IEUs 11 ... 1N unterscheiden
sich nur darin voneinander, dass darin gesetzte Spreizcodes jeweiligen
Benutzern unter den ersten bis N-ten Benutzern zugeordnet sind,
ihre Verarbeitungen sind jedoch gleich. Daher wird nachstehend exemplarisch
die Struktur und Arbeitsweise der IEU 11 erläutert.
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Die
IEU 11 weist eine Entspreizer/Übertragungsleitungsschätzeinrichtung 101 ... 108 ,
einen Rake/Diversity-Synthetisator 11, einen Symbolkopiegenerator 12 und
einen Chipkopiegenerator 13 auf. Nachstehend wird vorausgesetzt,
dass die IEUs 11 ... 1N eine [2-Zweige] × [4-Pfade]-Struktur aufweisen.
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Die
IEU 11 der ersten Stufe und die
IEU 11 der zweiten Stufe unterscheiden
sich darin, dass die ihnen zugeführten
Eingangssignale sich voneinander unterscheiden, ihre Strukturen
sind jedoch gleich. Die IEU 11 der
M-ten Stufe ist mit den IEUs 11 der
anderen Stufen identisch, außer
dass der Chipkopiegenerator 13 in der IEU 11 der M-ten Stufe eliminiert ist.
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Jede
der Entspreizer/Übertragungsleitungsschätzeinrichtungen 101 ... 108 führt eine
Entspreizungsverarbeitung aus, addiert ein Symbolkopiesignal 51 und
schätzt
eine Übertragungsleitung
für jeden
Pfad und jeden Zweig auf der Basis einer durch ein Pfadzeitsignal 28 angezeigten
Pfadzeit.
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Die
IEUs 11 bis 1N sind
jeweiligen Signalen der ersten bis N-ten Benutzer zugeordnet. Die
Entspreizer/Übertragungs leitungsschätzeinrichtungen 101 ... 108 führen eine
Entspreizungsverarbeitung mit den Spreizcodes der jeweiligen Benutzer
aus.
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Der
Rake/Diversity-Synthetisator 11 führt eine Rake-Synthese und eine
Diversity-Synthese für
Signale von den Entspreizer/Übertragungsleitungsschätzeinrichtungen 101 ... 108 aus,
um ein synthetisiertes Signal auszugeben.
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Der
Symbolkopiegenerator 12 erzeugt ein Symbolkopiesignal 51 oder 52 auf
der Basis eines Signals vom Rake/Diversity-Synthetisator 11,
um das Symbolkopiesignal 51 oder 52 an die IEU 11 der
nächsten
Stufe auszugeben.
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Der
Chipkopiegenerator 13 erzeugt ein Chipkopiesignal 6 durch
Zurückspreizen
des durch den Symbolkopiegenerator 12 erzeugten Symbolkopiesignals 51 .
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Gemäß der vorstehend
beschriebenen Struktur erzeugt die IEU 11 der
ersten Stufe ein an die zweite Stufe auszugebendes Symbolkopiesignal 51 und ein an die zweite Stufe auszugebendes
Chipkopiesignal 6 vom Empfangssignal rin auf
der Basis des Pfadzeitsignals 28. Die IEU 11 der zweiten Stufe erzeugt ein an die dritte
Stufe auszugebendes Symbolkopiesignal 52 und
ein an die dritte Stufe auszugebendes Chipkopiesignal 6 vom
Restsignal 7 und vom Symbolkopiesignal 51 von
der ersten Stufe auf der Basis des Pfadzeitsignals 28.
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Die
Pfadsucheinheiten 241 ... 24N unterscheiden sich nur dadurch voneinander,
dass darin gesetzte Spreizcodes jeweiligen Benutzern unter den ersten
bis N-ten Benutzern zugeordnet sind, ihre Verarbeitungen sind jedoch
gleich. Daher wird nachstehend exemplarisch die Pfadsucheinheit 241 erläutert.
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Die
Pfadsucheinheit 241 weist, wie
in 7 dargestellt ist, einen Pfadzeitdetektor 14 auf.
Dem Pfadzeitdetektor 14 wird das Empfangssignal rin zugeführt,
und der Pfadzeitdetektor führt
unter Verwendung eines dem ersten Benutzer zuge ordneten Spreizcodes
einen Pfadsuchvorgang aus und gibt die erhaltene Pfadzeit als Pfadzeitsignal 28 aus.
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Nachstehend
wird die Arbeitsweise der in 4 dargestellten
herkömmlichen
mehrstufigen Interferenzunterdrückungsvorrichtung
beschrieben.
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Nachdem
dem Pfadzeitdetektor 14 in der Pfadsucheinheit 241 das Empfangssignal rin zugeführt wurde, führt der
Pfadzeitdetektor eine Pfadsuche unter Verwendung des dem ersten
Benutzer zugeordneten Spreizcodes aus und gibt die erhaltene Pfadzeit
als Pfadzeitsignal 28 aus. Die IEU 11 der
ersten Stufe entspreizt das Empfangssignal rin für jeden
Pfad und jeden Zweig auf der Basis der durch das Pfadzeitsignal 28 angezeigten Pfadzeit
und führt
außerdem
eine Übertragungsleitungsschätzverarbeitung,
eine Rake-Synthese und eine Diversity-Synthese aus, um ein Symbolkopiesignal 51 und ein Chipkopiesignal 6 zu
erzeugen.
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Der
Subtrahierer 31 subtrahiert die Summe der von den IEUs 11 ... 1N ausgegebenen
Chipkopiesignale vom von der Verzögerungsschaltung 21 erhaltenen
Empfangssignal rin, um das Restsignal 7 an
die zweite Stufe auszugeben.
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Die
IEU 11 der zweiten Stufe entspreizt
das Restsignal 7 für
jeden Pfad und jeden Zweig auf der Basis der durch das Pfadzeitsignal 28 angezeigten
Pfadzeit und addiert das Symbolkopiesignal 51 zum
entspreizten Restsignal 7 und führt außerdem eine Übertragungsleitungsschätzverarbeitung,
eine Rake-Synthese und eine Diversity-Synthese aus, um ein Symbolkopiesignal 52 und ein Chipkopiesignal 6 zu
erzeugen.
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In
der dritten und in den folgenden Stufen wird die gleiche Verarbeitung
wie in der zweiten Stufe ausgeführt.
Die M-te Stufe als Endstufe gibt die ersten bis N-ten Benutzersignale
von den jeweiligen IEUs 11 ... 1N aus.
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In
der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Interferenzunterdrückungsvorrichtung
werden nur in der ersten Stufe Pfadsucheinheiten 241 ... 24N bereitgestellt. Die IEUs 11 ... 1N führen bis
zur Endstufe Verarbeitungen unter Verwendung des durch eine einzige
Pfadsuche in den Pfadsucheinheiten 241 ... 24N erzeugten Pfadzeitsignals 28 aus.
Wenn eine Empfangsleistung eines bestimmten Benutzersignals schwach
ist, erfährt das
Benutzersignal jedoch Interferenzen von den anderen Benutzersignalen.
Weil die Pfadsucheinheiten 241 ... 24N eine Pfadsuche unter Verwendung des
Empfangssignals rin ausführen, das nicht frei ist von
Interferenzen von den anderen Benutzersignalen, kann es, wenn eine
Pfadzeit eines Benutzersignals mit schwacher Empfangsleistung erfasst
wird, vorkommen, dass keine exakte Pfadzeit erfasst wird und eine
fehlerhafte Erfassung auftritt. Dadurch wird das Empfangsverhalten
der CDMA-Empfangsvorrichtung aufgrund der fehlerhaften Erfassung
von Pfadzeiten verschlechtert.
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Die
vorstehend beschriebene herkömmliche
mehrstufige Interferenzunterdrückungsvorrichtung
hat den Nachteil, dass ihr Empfangsverhalten aufgrund der fehlerhaften
Erfassung von Pfadzeiten verschlechtert ist, wenn eine Empfangsleistung
eines bestimmten Benutzersignals schwach ist.
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In
einem Artikel von Sawahashi et al. mit dem Titel "Pilot symbol-assisted
coherent multistage interference canceller using recursive channel
estimation for DS-CDMA mobile radio" (IEICE Transactions on Communications,
IEICE, Bd. E79B, Nr. 9, Tokyo, JP) ist eine pilotsymbolunterstützte mehrstufige
Interferenzunterdrückungsvorrichtung
unter Verwendung einer rekursiven Kanalschätzung beschrieben.
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In
der EP-A-0823796 ist eine Mehrbenutzer-Empfangsvorrichtung zur Verwendung
in einem CDMA-Kommunikationssystem beschrieben, wobei eine mehrstufige
Interferenzunterdrückung
bereitgestellt wird.
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Außerdem ist
in einem Artikel mit dem Titel "Performance
of CDMA multistage interference cancellation with phase and timing
errors" von Buehrer
et al. (1995 Fourth IEEE International Conference on Universal Personal
Communications Record, Bd. Conf. 4, Tokyo, JP) eine mehrstufige
Interferenzunterdrückung
beschrieben.
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In
einem Artikel mit dem Titel "A
synchronous acquisition method für
the DS/SS system in large unknown sequence interference" (Electronics & Communications
in Japan, Part III-Fundamental Electronic Science, Scripta Technica,
Bd. 81, Nr. 9, New York, US) sind synchrone Erfassungssysteme beschrieben,
wobei ein Restsignal durch Subtrahieren eines Produkts aus einem über eine
kurze Zeitdauer gebildeten Mittelwert eines Eingangssignals und
einer Polarität
des Eingangssignals vom Eingangssignal erzeugt wird.
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Die
vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die vorstehend erwähnten Nachteile
zu eliminieren, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
mehrstufige Interferenzunterdrückungsvorrichtung
bereitzustellen, die durch Erfassen exakter Pfadzeiten auch für Benutzersignale
mit schwachen Empfangsleistungen ein verbessertes Empfangsverhalten
aufweist.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine mehrstufige Interferenzunterdrückungsvorrichtung
zum Extrahieren eines jeweiligen Benutzersignals von einem Empfangssignal,
das Spektrumspreizsignale mehrerer Benutzer enthält, durch Entfernen von Signalkomponenten
von von dem jeweiligen Benutzer verschiedenen Benutzern bereitgestellt,
wobei die Interferenzunterdrückungsvorrichtung
aufweist: eine erste Stufe mit: mehreren ersten Interferenzschätzeinheiten,
die jeweiligen Benutzern zugeordnet sind, wobei jede der ersten
Interferenzschätzeinheiten
auf der Basis primärer
Pfadzeiten ein erstes Symbolkopiesignal und ein erstes Chipkopiesignal
vom Empfangssignal erzeugt, wobei das erste Symbolkopiesignal einer
Signalkomponente eines jeweiligen Be nutzers gleicht, und wobei das
erste Chipkopiesignal ein vom ersten Symbolkopiesignals zurückgespreiztes
Signal ist; einer ersten Verzögerungsschaltung
zum Ausgeben des Empfangssignals, nachdem das Empfangssignal um
eine erste vorgegebene Zeitdauer verzögert worden ist; und einem
ersten Subtrahierer zum Subtrahieren einer Summe mehrerer erster
Chipkopiesignale, die von mehreren der ersten Interferenzschätzeinheiten
ausgegeben werden, vom von der ersten Verzögerungsschaltung ausgegebenen
Empfangssignal, um das Restsignal als erstes Restsignal auszugeben;
mehreren Pfadsucheinheiten, die jeweiligen Benutzer zugeordnet sind,
wobei jede der Pfadsucheinheiten aufweist: eine Einrichtung zum
Setzen von Pfadzeiten, die durch Ausführen einer Pfadsuche bezüglich des
Empfangssignals unter Verwendung eines Spreizsignals erhalten werden,
als die primären
Pfadzeiten; eine Einrichtung zum Setzen von Pfadzeiten, die durch
Ausführen
einer Pfadsuche bezüglich
des von der ersten Stufe zugeführten
ersten Restsignals erhalten werden, als vorläufige sekundäre Pfadzeiten
von Pfaden, die die primären
Pfadzeiten aufweisen; und eine Einrichtung zum Setzen der vorläufigen sekundären Pfadzeiten
als sekundäre
Pfadzeiten für
jeden Pfad, dessen gemessenes Signal-zu-Interferenz-Verhältnis kleiner
ist als ein erster vorgegebener Schwellenwert, und für den die
Zeitdifferenz zwischen seiner primären Pfadzeit und seiner vorläufigen sekundären Pfadzeit
kleiner ist als der zweite Schwellenwert, und zum Setzen der primären Pfadzeit
als eine sekundäre
Pfadzeit für
jeden Pfad, dessen gemessenes Signal-zu-Interferenz-Verhältnis nicht
kleiner ist als der erste vorgegebene Schwellenwert, oder für den die
Zeitdifferenz zwischen seiner primären Pfadzeit und seiner vorläufigen sekundären Pfadzeit
nicht kleiner ist als der zweite Schwellenwert; eine zweite Stufe
mit: mehreren zweiten Interferenzschätzeinheiten, die jeweiligen
Benutzern zu geordnet sind, wobei jede der zweiten Interferenzschätzeinheiten
auf der Basis sekundärer
Pfadzeiten ein zweites Symbolkopiesignal und ein zweites Chipkopiesignal
vom ersten Restsignal, das von der ersten Stufe zugeführt wird,
und vom ersten Symbolkopiesignal erzeugt, wobei das zweite Symbolkopiesignal
einer Signalkomponente eines jeweiligen Benutzers gleicht, und wobei
das zweite Chipkopiesignal ein vom zweiten Symbolkopiesignal zurückgespreiztes
Signal ist; einer zweiten Verzögerungsschaltung
zum Ausgeben des ersten Restsignals, nachdem das erste Restsignal
um eine zweite vorgegebene Zeitdauer verzögert worden ist; und einem
zweiten Subtrahierer zum Subtrahieren einer Summe mehrerer zweiter
Chipkopiesignale, die von mehreren der zweiten Interferenzschätzeinheiten ausgegeben
werden, vom von der zweiten Verzögerungsschaltung
ausgegebenen ersten Restsignal, um das Restsignal als einer dritten
Stufe zuzuführendes
zweites Restsignal auszugeben; und eine dritte Stufe mit: mehreren
dritten Interferenzschätzeinheiten,
die jeweiligen Benutzern zugeordnet sind, wobei jede der dritten Interferenzschätzeinheiten
das Benutzersignal vom von der zweiten Stufe zugeführten zweiten
Restsignal und vom von der zweiten Stufe zugeführten zweiten Symbolkopiesignal
erzeugt.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine mehrstufige
Interferenzunterdrückungsvorrichtung
zum Extrahieren eines jeweiligen Benutzersignals von einem Empfangssignal,
das Spektrumspreizsignale mehrerer Benutzer enthält, durch Entfernen von Signalkomponenten
von von einem jeweiligen Benutzer verschiedenen Benutzern bereitgestellt,
wobei die Interferenzunterdrückungsvorrichtung
aufweist: eine erste Stufe mit: mehreren ersten Interferenzschätzeinheiten,
die jeweiligen Benutzern zugeordnet sind, wobei jede der ersten
Interferenzschätzeinheiten
auf der Basis primärer
Pfadzeiten ein erstes Symbolkopiesignal und ein erstes Chip kopiesignal
vom Empfangssignal oder von einem ersten Subtraktionssignal erzeugt,
wobei das erste Symbolkopiesignal einer Signalkomponente eines jeweiligen
Benutzers gleicht, und wobei das erste Chipkopiesignal ein vom ersten
Symbolkopiesignal zurückgespreiztes
Signal ist; mehreren miteinander in Serie geschalteten ersten Verzögerungsschaltungen,
wobei jede der ersten Verzögerungsschaltungen
das Empfangssignal oder ein ihr zugeführtes Signal ausgibt, nachdem
das Empfangssignal oder das zugeführte Signal um eine erste vorgegebene
Zeitdauer verzögert
worden ist; und mehreren ersten Subtrahierern, wobei jeder der ersten
Subtrahierer einer entsprechenden ersten Verzögerungsschaltung nachgeschaltet
ist und das von der zugeordneten ersten Interferenzschätzeinheit
ausgegebene erste Chipkopiesignal von einem von einer vorangehenden
ersten Verzögerungsschaltung
ausgegebenen Signal subtrahiert, um das Restsignal als das erste
Subtraktionssignal an eine nachfolgende erste Verzögerungsschaltung
und eine entsprechende erste Interferenzschätzeinheit auszugeben; mehreren
Pfadsucheinheiten, die jeweiligen Benutzern zugeordnet sind, wobei
jede der Pfadsucheinheiten aufweist: eine Einrichtung zum Setzen
von Pfadzeiten, die durch Ausführen
einer Pfadsuche bezüglich
des Empfangssignals unter Verwendung eines Spreizsignals oder des
ersten Subtraktionssignals erhalten werden, als primäre Pfadzeiten;
eine Einrichtung zum Setzen von Pfadzeiten, die durch Ausführen einer
Pfadsuche bezüglich
eines Restsignals, das vom letzten der ersten Subtrahierer ausgegeben
wird, oder eines zweiten Subtraktionssignals erhalten wird, als
vorläufige
sekundäre
Pfadzeiten von Pfaden, die die primären Pfadzeiten aufweisen; und
eine Einrichtung zum Setzen der vorläufigen sekundären Pfadzeiten
als sekundäre
Pfadzeit für
jeden Pfad, dessen gemessenes Signal-zu-Interferenz-Verhältnis kleiner
ist als ein erster vorgegebener Schwellenwert, und für den die Zeitdifferenz
zwischen der primären
Pfadzeit und der vorläufigen
sekundären
Pfadzeit kleiner ist als der zweite vorgegebene Schwellenwert, und
zum Setzen der primären
Pfadzeit als eine sekundäre
Pfadzeit für
jeden Pfad, dessen gemessenes Signal-zu-Interferenz-Verhältnis nicht
kleiner ist als der erste vorgegebene Schwellenwert, oder für den die
Zeitdifferenz zwischen der primären
Pfadzeit und der vorläufigen
sekundären
Pfadzeit nicht kleiner ist als der zweite vorgegebene Schwellenwert;
eine zweite Stufe mit: mehreren zweiten Interferenzschätzeinheiten,
die jeweiligen Benutzern zugeordnet sind, wobei jede der zweiten
Interferenzschätzeinheiten
auf der Basis sekundärer
Pfadzeiten ein zweites Symbolkopiesignal und ein zweites Chipkopiesignal
vom ersten Restsignal oder vom zweiten Subtraktionssignal erzeugt,
wobei das zweite Symbolkopiesignal einer Signalkomponente eines
jeweiligen Benutzers gleicht, und wobei das zweite Chipkopiesignal
ein vom zweiten Symbolkopiesignal zurückgespreiztes Signal ist; mehreren
miteinander in Serie geschalteten zweiten Verzögerungsschaltungen, wobei jede
der zweiten Verzögerungsschaltungen
das erste Restsignal oder ein ihr zugeführtes Signal ausgibt, nachdem
das erste Restsignal oder das zugeführte Signal um eine zweite
vorgegebene Zeitdauer verzögert worden
ist; und mehreren zweiten Subtrahierern, wobei jeder der zweiten
Subtrahierer einer entsprechenden der zweiten Verzögerungsschaltungen
nachgeschaltet ist und das von der zugeordneten zweiten Interferenzschätzeinheit
ausgegebene zweite Chipkopiesignal von einem von einer vorangehenden
zweiten Verzögerungsschaltung
ausgegebenen Signal subtrahiert, um das Restsignal als das zweite
Subtraktionssignal an eine nachfolgende zweite Verzögerungsschaltung,
eine entsprechende zweite Interferenzschätzeinheit und eine entsprechende
zweite Einrichtung zum Setzen von Pfadzeiten auszugeben; und einer
dritten Stufe mit: meh reren dritten Interferenzschätzeinheiten,
die jeweiligen Benutzern zugeordnet sind, wobei jede der dritten Interferenzschätzeinheiten
auf der Basis sekundärer
Pfadzeiten das Benutzersignal und ein drittes Chipkopiesignal von
einem zweiten Restsignal, das ein Ausgangssignal des letzten der
zweiten Subtrahierer ist, oder von einem dritten Subtraktionssignal
und dem zweiten Symbolkopiesignal erzeugt, wobei das dritte Cipkopiesignal
ein vom Benutzersignal zurückgespreiztes
Signal ist; mehreren miteinander in Serie geschalteten dritten Verzögerungsschaltungen,
wobei jede der dritten Verzögerungsschaltungen
das zweite Restsignal oder ein ihr zugeführtes Signal ausgibt, nachdem
das zweite Restsignal oder das zugeführte Signal um eine dritte
vorgegebene Zeitdauer verzögert
worden ist; und mehreren dritten Subtrahierern, wobei jeder der
dritten Subtrahierer einer entsprechenden der dritten Verzögerungsschaltungen
nachgeschaltet ist und das von der zugeordneten dritten Interferenzschätzeinheit
ausgegebene dritte Chipkopiesignal von einem von einer vorangehenden
dritten Verzögerungsschaltung
ausgegebenen Signal subtrahiert, um das Restsignal als das dritte
Subtraktionssignal an eine nachfolgende dritte Verzögerungsschaltung
und eine entsprechende dritte Interferenzschätzeinheit auszugeben.
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Diese
und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden anhand der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
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1 zeigt
ein Blockdiagramm zum Darstellen der Struktur einer ersten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen mehrstufigen
Interferenzunterdrückungsvorrichtung;
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2 zeigt
ein Blockdiagramm zum Darstellen einer in 1 dargestellten
Pfadsucheinheit;
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3 zeigt
ein Blockdiagramm zum Darstellen der Struktur einer zweiten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen mehrstufigen
Interferenzunterdrückungsvorrichtung;
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4 zeigt
ein Blockdiagramm zum Darstellen der Struktur einer herkömmlichen
mehrstufigen Interferenzunterdrückungsvorrichtung;
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5 zeigt
ein Blockdiagramm zum Darstellen der Struktur einer in den 1, 3 und 4 dargestellten
IEU einer ersten Stufe;
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6 zeigt
ein Blockdiagramm zum Darstellen der Struktur einer in den 1, 3 und 4 dargestellten
IEU einer zweiten Stufe; und
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7 zeigt
ein Blockdiagramm zum Darstellen der Struktur einer in 4 dargestellten
Pfadsucheinheit.
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Nachstehend
werden unter Bezug auf die Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1 zeigt
ein Blockdiagramm zum Darstellen der Struktur der ersten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen mehrstufigen
Interferenzunterdrückungsvorrichtung.
In den 4–7 bezeichnen
gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente der erfindungsgemäßen mehrstufigen
Interferenzunterdrückungsvorrichtung und
der herkömmlichen
mehrstufigen Interferenzunterdrückungsvorrichtung.
Die vorliegende Ausführungsform
der Erfindung der mehrstufigen Interferenzunterdrückungsvorrichtung
ist eine mehrstufige Interferenzunterdrückungsvorrichtung des parallelen
Typs.
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Die
erfindungsgemäße mehrstufige
Interferenzunterdrückungsvorrichtung
ist der in 4 dargestellten herkömmlichen
mehrstufigen Interferenzunterdrückungsvorrichtung
gleich, außer
dass an Stelle von Pfadsucheinheiten 241 ... 24N Pfadsucheinheiten 41 ... 4N bereitgestellt werden.
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Jede
der Pfadsucheinheiten 41 ... 4N gibt ein primäres Pfadzeitsignal 8 und
ein sekundäres
Pfadzeitsignal 9 aus. Jeder der IEUs 11 ... 1N der ersten Stufe wird das primäre Pfadzeitsignal 8 zugeführt, und
jeder der IEUs 11 ... 1N der zweiten Stufe wird das sekundäre Pfadzeitsignal 9 zugeführt.
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2 zeigt
die Struktur einer Pfadsucheinheit 41 ,
die ein Merkmal der vorliegenden Ausführungsform ist. Die Pfadsucheinheiten 42 ... 4N sind
der Pfadsucheinheit 41 ähnlich,
außer
dass darin gesetzte Spreizcodes jeweiligen Benutzern zugeordnet
sind. Daher werden die Struktur und die Arbeitsweise der Pfadsucheinheiten 42 ... 4N nicht
näher erläutert.
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Die
Pfadsucheinheit 41 weist Pfadzeitdetektoren 14, 17,
eine SIR-(Signal-zu-Interferenz-Verhältnis) Messeinrichtung 15 und
eine Pfadzeitauswahleinrichtung 16 auf.
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Der
Pfadzeitdetektor 17, dem ein Empfangssignal rin zugeführt wird,
führt eine
Pfadsuche unter Verwendung des dem ersten Benutzer zugeordneten
Spreizcodes aus und gibt die erhaltenen Pfadzeiten als primäres Pfadzeitsignal 8 aus.
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Der
Pfadzeitdetektor 17, dem das Restsignal 7 zugeführt wird,
führt eine
Pfadsuche unter Verwendung des dem ersten Benutzer zugeordneten
Spreizcodes aus und gibt die erhaltenen Pfadzeiten als vorläufiges sekundäres Pfadzeitsignal 8 an
die Pfadzeitauswahleinrichtung 16 aus. Der Grund, warum
der Pfadzeitdetektor 17 für eine Pfadsuche das Restsignal 7 verwendet,
wird nachstehend erläutert:
Wenn
Interferenzen von den anderen Benutzersignalen nicht stark sind,
können
durch Erfassen von Pfadzeiten unter Verwendung des Empfangssignals
rin durch den Pfadzeitdetektor 14 exakte
Pfadzeiten erhalten werden. Wenn die Interferenzen von den anderen
Benutzersignalen stark sind, tritt jedoch ein Fall auf, gemäß dem durch
eine Pfadsuche unter Verwendung des Restsignals 7 erhaltene
Pfadzeiten exakter sind als durch eine Pfadsuche unter Verwendung
des Empfangssignals rin erhaltene Pfadzeiten.
Ein derartiger Fall kann aus zwei Gründe auftreten. Der erste Grund
ist, dass das Restsignal 7 eines Benutzersignals, dessen
Empfangsleistung schwach ist, weniger Interferenz von den anderen
Benutzersignalen aufweist, weil die anderen Benutzersignale vom
Empfangssignal rin subtrahiert wurden, um
das Restsignal 7 zu erhalten. Der zweite Grund ist, dass Benutzersignale,
die durch IEUs 11 ... 1N der ersten Stufe erzeugt werden und
deren elektrische Empfangsfelder schwach sind, ungenau werden, weil
in der ersten Stufe keine exakten Pfadzeiten erhalten werden, und diese
Benutzersignale werden vom Empfangssignal rin kaum
subtrahiert und verbleiben als Signalkomponenten im Restsignal 7.
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Die
SIR-Messeinrichtung 15 mißt den SIR-Wert des Empfangssignals
rin für
jeden Pfad. Der SIR-Wert kann beispielsweise folgendermaßen gemessen
werden: Zunächst
wird ein erstes Integral (S + I) der Gesamtleistung des Empfangssignals über eine
vorgegebene Zeitdauer (eine Pilotsymbolperiode oder einer ähnlichen Zeitdauer)
bestimmt. Dann wird ein zweites Integral S der Leistung nach dem
Entspreizen in jedem Pfad über die
gleiche vorgegebene Zeitdauer bestimmt, um den Wert I unter Verwendung
der Gleichung I = (S + I) – S und
den SIR-Wert durch Bestimmen des Verhältnisses von S zu I zu erhalten.
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Die
Pfadzeitauswahleinrichtung 16 wählt die Pfade, deren durch
die SIR-Messeinrichtung 15 gemessener SIR-Wert kleiner
ist als ein SIR-Schwellenwert α,
von mehreren durch den Pfadzeitdetektor 14 erhaltenen primären Pfadzeiten
aus, sucht jeden Pfad, für
den eine Zeitdifferenz zwischen einer primären Pfadzeit und einer vorläufigen sekundären Pfadzeit,
die im Pfadzeitdetektor 17 erhalten wird, kleiner ist als
ein Korrekturzeitdifferenzschwellenwert β, und gibt, wenn ein solcher
Pfad (solche Pfade) gefunden wird (werden), den (die) vorläufigen sekundäre(n) Pfadzeit(en)
dieses Pfades (dieser Pfade) als sekundäre Pfadzeitsignal 9 aus. Bezüglich eines
Pfades, dessen SIR-Wert größer ist
als der SIR-Schwellenwert α, wird eine
durch den Pfadzeitdetektor 14 erhaltene primäre Pfadzeit
unverändert
als sekundäres
Pfadzeitsignal 9 ausgegeben. Außerdem werden, auch wenn ein
Pfad (Pfade) existiert (existieren), dessen (deren) SIR-Wert kleiner
ist als der SIR-Schwellenwert α,
wenn unter dem (den) Pfad (Pfaden) kein Pfad vorhanden ist, für den die
Zeitdifferenz zwischen der primären
Pfadzeit und der sekundären
Pfadzeit, die im Pfadzeitdetektor 17 erhalten wird, kleiner ist
als der Korrekturzeitdifferenzschwellenwert β, die im Pfadzeitdetektor 14 erhaltenen
primären
Pfadzeiten unverändert
als sekundäres
Pfadzeitsignal 9 ausgegeben.
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Nachstehend
wird die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform der mehrstufigen
Interferenzunterdrückungsvorrichtung
beschrieben.
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Das
Empfangssignal rin wird den IEUs 11 ... 1N ,
den Pfadsucheinheiten 41 ... 4N und der Verzögerungsschaltung 21 der
ersten Stufe zugeführt.
Die Pfadsucheinheiten 41 ... 4N führen
eine Pfadsuche für
das Empfangssignal rin unter Verwendung
eines Spreizsignals der jeweiligen Benutzer aus und geben ein primäres Pfadsuchzeitsignal 8 an
die jeweiligen IEUs 11 ... 1N aus. Außerdem messen die Pfadsucheinheiten 41 ... 4N den
SIR-Wert der jeweiligen Pfade unter Verwendung der SIR-Messeinrichtung 15.
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Die
IEUs 11 ... 1N der
ersten Stufe geben jeweils ein Symbolkopiesignal 51 ... 5N und Chipkopiesignale 6 aus,
die vom Empfangssignal rin auf der Basis
der durch die jeweiligen primären
Pfadzeitsignale 8 angezeigten primären Pfadzeiten erzeugt werden.
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Der
Subtrahierer 31 subtrahiert die Summe der von den IEUs 11 ... 1N ausgegebenen
Chipkopiesignale 6 vom Empfangssignal rin,
das in der Verzögerungsschaltung 21 um
eine Verarbei tungszeit der IEUs 11 ... 1N verzögert wurde, um ein Restsignal 7 an
die zweite Stufe auszugeben.
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In
der zweiten Stufe wird das Restsignal
7 den Pfadsucheinheiten
41 ...
4N zugeführt, und
die Pfadsucheinheiten führen
unter Verwendung des Restsignals
7 Pfadsuchvorgänge für jeweilige
Benutzer aus. Dann sucht die Pfadzeitauswahleinrichtung
16 Pfade,
deren in der SIR-Messeinrichtung
15 gemessene SIR-Werte
kleiner sind als der SIR-Schwellenwert α von den im Pfadzeitdetektor
14 erhaltenen
Pfadzeiten. Außerdem
werden unter den derart gesuchten Pfaden Pfade gesucht, für die jeweils
eine Zeitdifferenz zwischen der primären Pfadzeit und der vorläufigen sekundären Pfadzeit
kürzer
ist als ein Schwellenwert β,
und wenn solche Pfade gefunden werden, werden durch den Pfadzeitdetektor
17 erhaltene
Pfadzeiten als sekundäre Pfadzeiten
dieser Pfade gesetzt. Hinsichtlich der anderen Pfade (Pfade, deren
SIR-Werte höher
sind als der SIR-Schwellenwert α),
werden die primären
Pfadzeiten unverändert
als sekundäre
Pfadzeiten verwendet. Nachstehend wird ein Beispiel dargestellt,
in dem die folgenden Pfade gesucht werden, wenn der SIR-Schwellenwert α = 3 [dB]
und der Korrekturzeitdifferenzschwellenwert β = 2 [Chipzeiten] beträgt. Hierbei
werden die Pfadzeiten basierend auf der Chipanzahl vom Beginn eines
Schlitzes gezählt. Primäre Pfadzeiten
und SIR-Werte im Empfangssignal r
in für jeden
Pfad
Vom
Restsignal 7 berechnete und der zweiten Stufe zugeführte Pfadzeiten
erster
Pfad: | 25
Chips |
zweiter
Pfad: | 36
Chips |
-
In
diesem Beispiel wird, weil unter den primären Pfadzeiten der SIR-Wert
des dritten Pfades kleiner ist als der SIR-Schwellenwert α, ein Ersatzpfadkandidat
für den
dritten Pfad von dem der zweiten Stufe zugeführten Restsignal
7 gesucht.
Weil eine Zeitdifferenz (36 – 35
= 1 Chipzeit) zwischen dem dritten Pfad unter den primären Pfaden
und dem zweiten Pfad unter den vorläufigen sekundären Pfaden
kleiner ist als der Korrekturzeitdifferenzschwellenwert β (2 Chipzeiten),
wird der zweite Pfad unter den vorläufigen sekundären Pfaden
als dritter Pfad unter den sekundären Pfaden ausgewählt. Dadurch
werden die sekundären
Pfadzeiten folgendermaßen
bestimmt: Sekundäre Pfadzeiten
| Pfadzeit |
erster
Pfad: | 10
Chips |
zweiter
Pfad: | 25
Chips |
dritter
Pfad: | 36
Chips |
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Den
IEUs 11 ... 1N der
zweiten Stufe werden das sekundäre
Pfadzeitsignal 9, das die gemäß der vorstehenden Beschreibung
erhaltenen sekundären
Pfadzeiten anzeigt, das Restsignal 7 bzw. die Symbolkopiesignale 51 ... 5N von
der ersten Stufe zugeführt
und die IEUs führen
eine ähnliche
Operation wie die IEUs der ersten Stufe aus.
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In
dieser Ausführungsform
werden die primären
Pfadzeiten durch eine Pfadsuche unter Verwendung des Empfangssignals
rin erhalten, und jede der IEUs 11 ... 1N der
ersten Stufe führt
unter Verwendung der primären
Pfadzeiten eine Ent spreizungsoperation aus. Jede der Pfadsucheinheiten 41 ... 4N führt erneut
eine Pfadsuche unter Verwendung des der zweiten Stufe zugeführten Restsignals 7 aus.
Wenn der SIR-Wert eines einer bestimmten primären Pfadzeit entsprechenden
Pfades kleiner ist als der SIR-Schwellenwert α und gleichzeitig eine vorläufige sekundäre Pfadzeit
existiert, die innerhalb eines Bereichs des Korrekturzeitdifferenzschwellenwertes β bezüglich der
primären
Pfadzeit liegt, wird die vorläufige
sekundäre
Pfadzeit an Stelle der primären
Pfadzeit als sekundäre
Pfadzeit verwendet.
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Außerdem besteht
der Grund, warum der SIR-Schwellenwert α und der Korrekturzeitdifferenzschwellenwert β gesetzt
werden, darin, dass ein Fall verhindert werden soll, gemäß dem ein
exakter Pfad fehlerhaft korrigiert wird, wodurch die Genauigkeit
der Pfadzeiten abnimmt. D.h., wenn der SIR-Wert eines Pfades, für den eine
primäre
Pfadzeit erhalten worden ist, groß ist, wird vermieden, dass
die primäre
Pfadzeit geändert wird.
Dadurch wird vermieden, dass eine sekundäre Pfadzeit sich wesentlich
von einer primären
Pfadzeit unterscheidet.
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[Zweite Ausführungsform]
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3 zeigt
die Struktur einer zweiten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen seriellen
mehrstufigen Interferenz-unterdrückungsvorrichtung.
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Diese
Ausführungsform
einer mehrstufigen Interferenzunterdrückungsvorrichtung des seriellen
Typs weist M × N
(M Stufen × N
Benutzer) IEUs (Interferenzschätzeinheiten) 11 ... 1N ,
M × N – 1 Verzögerungsschaltungen
(D) 21 ... 2N ,
M × N – 1 Subtrahierer 31 ... 3N und
N Pfadsucheinheiten 41 ... 4N auf.
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Nachstehend
wird die Arbeitsweise der mehrstufigen Interferenzunterdrückungsvorrichtung
des seriellen Typs erläutert:
In
der ersten Stufe subtrahieren die Subtrahierer 31 ... 3N sequentiell Chipkopiesignale 6,
die in den IEUs 11 ... 1N vom Empfangssignal rin erzeugt
werden, und der Subtrahierer 3N gibt
ein Restsignal 7 aus. Die Pfadsucheinheiten 41 ... 4N führen eine
Pfadsuche unter Verwendung des Restsignals 7 aus, um sekundäre Pfadzeitsignale 9 zu
erzeugen. Daher hat die erfindungsgemäße mehrstufige Interferenzunterdrückungsvorrichtung
des seriellen Typs eine ähnliche
Wirkung wie die erfindungsgemäße mehrstufige
Interferenzunterdrückungsvorrichtung
des parallelen Typs.
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, können
gemäß der vorliegenden
Erfindung exakte Pfadzeiten erfasst werden, und das Empfangsverhalten
kann verbessert werden, auch wenn ein Benutzersignal eine schwache
Empfangsleistung aufweist, weil einmal erfasste Pfadzeiten unter
Verwendung eines der zweiten Stufe zugeführten Restsignals korrigiert
werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung unter Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt und erläutert worden ist, sollen diese
nicht im einschränkenden
Sinne verstanden werden, sondern innerhalb des durch die Merkmale
der Patentansprüche
definierten Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung sind zahlreiche Änderungen
und Modifikationen möglich.