NO335958B1 - Fremgangsmåte og anordning for interferenskansellering i et spredtspektrumkommunikasjonssystem - Google Patents

Abstract

En sender utsender et spredtspektrumpilot- og datasignal. Hvert signal har en assosiert "chip"-kode. En mottaker mottar det utsendte pilot- og datasignalet. Det mottatte pilotsignalet filtreres ved bruk av pilot-"chip"-koden og vekter bestemmes for komponenter av det mottatte pilotsignalet ved bruk av en adaptiv algoritme. Det mottatte datasignalet vektes ved hjelp av de fastlagte vektene og filtrert med datasignalchip-koden for å gjenvinne data fra det mottatte datasignalet.

Description

Fremgangsmåte og anordning for interferenskansellering i et spredtspektrumkommunikasjonssystem.

Foreliggende oppfinnelse angår generelt signaloverføring og mottak i et trådløst kodedelt multippelaksesskommunikasjonssystem (CDMA). Mer bestemt angår oppfinnelsen mottak av signaler for å redusere interferens i et trådløst CDMA kommunikasj onssystem.

Et tidligere kjent CDMA kommunikasjonssystem er vist i figur 1. Kommunikasjonssystemet har flere basestasjoner 20-32. Hver basestasjon 20 kommuniserer ved bruk av spredtspektrum CDMA med brukerutstyr (U'er) 34-38 innenfor sitt virkeområde. Kommunikasjon fra basestasjonen 20 til hvert UE 34-38 henvises til som nedlinkskommu-nikasjon og kommunikasjon fra hvert UE 34-38 til basestasjonen 20 henvises til som opplinkskommunikasj on.

I figur 2 er det vist en forenklet CDMA sender og mottaker. Et datasignal med en gitt båndbredde blandes ved hjelp av en blander 40 med en pseudo-slumpmessig chip-kodesekvens som frembringer et digitalt spredtspektrumsignal for utsendelse ved hjelp av en antenne 42. Etter mottak ved en antenne 44, reproduseres dataene etter korrelering ved en blander 46 med den samme pseudoslumpmessige chipkodesekvensen som ble anvendt for å utsende dataene. Ved å anvende forskjellige pseudoslumpmessige chip-kodesekvenser, anvender mange datasignaler den samme kanalen/båndbredden. Spesielt vil en basestasjon 20 kommunisere signaler til flere UE 34-38 over den samme båndbredden.

For tidssynkronisering med en mottaker anvendes et umodulert pilotsignal. Pilotsignalet setter respektive mottakere i stand til å synkronisere seg med en gitt sender som tillater despredning av et datasignal hos mottakeren. I et typisk CDMA-system sender hver basestasjon 20 et unikt pilotsignal som blir mottatt av alle UE 34-38 innenfor kommunikasj onsrekke vidde for å synkronisere foroverlinkoverføringer. Derimot utsender hver UE 34-38 i noen CDMA-systemer, som for eksempel i B-CDMA™ etergrensesnittet, et unikt tildelt pilotsignal for å synkronisere reverslinkoverføringer.

Når en UE 34-36 eller en basestasjon 20-32 mottar et spesifikt signal, er alle de andre signalene innenfor den samme båndbredden støyliknende i forhold til det spesifikke signalet. Økning av effektnivået til et signal degraderer alle andre signaler innenfor den samme båndbredden. Imidlertid resulterer reduksjon av effektnivået for mye i en uønsket kvalitet av det mottatte signalet. En indikator som ble anvendt for å måle kvaliteten til det mottatte signalet er signal-til-støyforholdet (SNR). Hos mottakeren sammenlignes størrelsen av det ønskede mottatte signalet med størrelsen av den mottatte støyen. Dataene innenfor et utsendt signal som blir mottatt med en høy SNR gjenvinnes lett hos mottakeren. Et lavt SNR fører til tap av data.

For å opprettholde et ønsket signal-til-støyforhold ved minimum sendereffektnivå utnytter de fleste CDMA-systemer en form for adaptiv effektstyring. Ved å minimalisere sendereffekten reduseres støyen mellom signaler innenfor den samme båndbredden. Følgelig økes det største antall signaler som blir mottatt ved ønskede signal-til-støyforholdet innenfor den samme båndbredden.

Selv om adaptiv effektstyring reduserer interferens mellom signaler i den samme båndbredden, eksisterer fremdeles interferens som begrenser systemets kapasitet. En teknikk for å øke antallet signaler som anvender det samme radiofrekvensspekteret (RF) er å anvende sektorisering. I sektorisering anvender en basestasjon retningsvirkende antenner for å dele basestasjonens virkeområde i et antall sektorer. Som resultat reduseres interferens mellom signaler i forskjellige sektorer. Imidlertid interferens signaler innenfor den samme båndbredden og innenfor den samme sektoren med hverandre. I tillegg tildeler sektoriserte basestasjoner vanligvis forskjellige frekvenser til tilstøtende sektorer som reduserer spektraleffektiviteten for en gitt frekvensbåndbredde.

US patent nr. 5 809 020 beskriver en spredtspektrummottaker. Mottakeren mottar et spredt pilotsignal og despreder pilotsignalet ved bruk av forsinkede versjoner av pilot-chip-kodesekvensen. De despredte pilotsignalversjonene vektes ved bruk av fastlagte vektingskoeffisienter. De fastlagte vektingskoeffisientene anvendes også på et mottatt datasignal for å gjenvinne datasignalets data.

EP 0 899 894 A2 beskriver en smartantennemottaker. Flere antenner mottar et CDMA-signal. Hver antennes mottatte versjon vektes. De vektede signalversjonene kombineres. Det kombinerte signalet despredes og det kombinerte signalet subtraheres fra det despredte signalet for å frembringe et feilsignal. Feilsignalet anvendes for å justere vektene.

Følgelig eksisterer det et behov for et system som ytterligere forbedrer signalkvaliteten til mottatte signaler uten å øke sendereffektnivåene.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for å motta et trafikksignal i et kodedeltmultippelaksesskommunikasjonssystem, hvilket system sender et trafikksignal over et delt spektrum, hvilket trafikksignal har en assosiert kode, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved de trekk som er angitt i patentkrav 1.

Trekk ved utførelser av oppfinnelsens fremgangsmåte i henhold til patentkrav 1 er angitt i patentkravene 2-6.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et brukerutstyr konfigurert til å motta et trafikksignal i et kodedeltmultippelaksess-kommunikasjonssystem, hvilket brukerutstyr er kjennetegnet ved de trekk som er angitt i patentkrav 7.

Trekk ved utførelser av oppfinnelsens brukerutstyr i henhold til patentkrav 7 er angitt i patentkravene 8-11.

En sender utsender et spredtspektrumpilot- og datasignal. Hvert signal har en assosiert chip-kode. En mottaker mottar det utsendte pilot- og datasignalet. Det mottatte pilotsignalet filtreres ved bruk av pilot-chip-koden og vekter fastlegges for komponenter av det mottatte pilotsignalet ved bruk av en adaptiv algoritme. Det mottatte datasignalet vektes, ved hjelp av de fastlagte vektene og filtreres med datasignal-chip-koden for å gjenvinne data fra det mottatte datasignalet.

En fremgangsmåte for å redusere interferens i et mottatt spredtspektrumdatasignal i et spredtspektrumkommunikasjonssystem, sendes et spredtspektrum pilotsignal og datasignal som hver har en assosiert chip-kode, og en mottaker mottar de sendte pilot- og datasignalene, er kjennetegnet ved at fremgangsmåten innbefatter: å filtrere det mottatte pilotsignalet ved bruk av flere forsinkede versjoner av pilotsignal-chip-koden frembringende despredte pilotkomponenter og å vekte de despredte pilotkomponentene ved bruk av en algoritme;

å kombinere de vektede despredte pilotkomponentene som et kombinert signal og å sammenligne det kombinerte signalet med en idealpilotsignalverdi frembringende et feilsignal; hvor algoritmen anvender feilsignalet for å fastlegge pilotsignalets vekter; og

å filtrere det mottatte datasignalet med datasignal-chip-koden og å vekte det mottatte datasignalets komponenter med de pilotsignalfastlagte vektene for å gjenvinne data fra det mottatte datasignalet, hvori

vektingen av det despredte signalet bruker en adaptiv algoritme som er en minstemiddelkvadratalgoritme, og den adaptive algoritmen innbefatter å blande feilsignalet med hver av de despredte pilotkomponentene som et blandet signal, og integrere hvert blandet signal og å blande hvert integrert blandede signal med den respektive despredte pilotkomponenten som den vektede despredte pilotkomponent.

Fremgangsmåten som angitt over er kjennetegnet ved at idealverdien er 1+j.

Fremgangsmåten som angitt over er kjennetegnet ved at vektingen av de mottatte datasignalkomponentene forekommer forut for filtreringen av det mottatte datasignalet.

Fremgangsmåten som angitt over er kjennetegnet ved at filtreringen av det mottatte pilotsignalet utføres ved hjelp av en vektorkorrelator.

Fremgangsmåten som angitt over er kjennetegnet ved at filtreringen av det mottatte pilotsignalet utføres ved hjelp av en RAKE.

En mottaker for anvendelse i et spredtspektrumkommunikasjonssystem, en sender innenfor kommunikasjonssystemet sender et spredtspektrumpilot- og datasignal for mottak ved hjelp av mottakeren, hvilket pilot- og datasignal har assosierte chip-koder mottakeren har en antenne (502) for å motta pilot- og datasignalet, er kjennetegnet ved at mottakeren innbefatter: middel (504, 508) for å filtrere det mottatte pilotsignalet ved bruk av flere forskjellige versjoner av pilotsignal-chip-koden frembringende despredte pilotkomponenter;

middel (544i ...N, 546i ...n) for å vekte de despredte komponentene ved bruk av en algoritme;

middel (548,550) for å kombinere de vektede despredte pilotkomponentene som et kombinert pilotsignal og å sammenligne det kombinerte pilotsignalet med en idealpilotsignalverdi ved bruk av et feilsignal; hvor algoritmen anvender feilsignalet for å fastlegge pilotsignalets vekter; og

middel (510) for å filtrere det mottatte datasignalet med datasignal-chip-koden og å vekte det mottatte datasignalets komponenter med de pilotsignalfastlagte vektene for å gjenvinne data fra det mottatte datasignalet, hvori

middel (544i ...N, 546i ...n) for å vekte de despredte komponentene bruker en adaptiv algoritme som er en minstemiddelkvadratalgoritme, og den adaptive algoritmen

innbefatter å blande feilsignalet med hver av de despredte pilotkomponentene som et blandet signal, å integrere hvert blandet signal og å blande hvert integrert blandet signal med den respektive despredte pilotkomponenten som den vektede despredte pilotkomponenten.

Mottakeren som angitt over er kjennetegnet ved at pilotsignalfiltreringsmiddelet (504, 508) innbefatter en vektorkorrelator (504, 508).

Mottakeren som angitt over er kjennetegnet ved at pilotsignalfiltreringsmiddelet (504, 508) innbefatter en RAKE.

Et brukerutstyr for anvendelse i et spredtspektrumkommunikasjonssystem, hvilket kommunikasjonssystem har en basestasjon som sender et spredtspektrum pilot- og datasignal for mottak av brukerutstyret, hvilket pilot- og datasignal har assosierte chip-koder, hvilket brukerutstyr har en antenne (502) for å motta pilot- og datasignalet og en vektorkorrelator (504, 508) for å filtrere det mottatte pilotsignalet ved bruk av flere forsinkede versjoner av pilotsignal-chip-koden som tilveiebringer despredte pilotkomponenter, er kjennetegnet ved at brukerutstyret innbefatter: en adaptivalgoritmeblokk (506) for å vekte de despredte pilotkomponentene ved bruk av en adaptiv algoritme og for å kombinere de vektede despredte komponentene som et kombinert signal og å sammenligne det kombinerte signalet med en idealpilotsignalverdi som frembringer et feilsignal, hvor den adaptive algoritmen anvender feilsignalet for å fastlegge vektene til pilotsignalet,

et adaptivt filter (510) for å vekte det mottatte datasignalets komponenter med de pilotsignalfastlagte vektene, og

en despreder (516) for å filtrere det vektede mottatte datasignalet ved bruk av datasignal-chip-koden for å gjenvinne data fra det mottatte datasignalet hvori den adaptive algoritmen er en minstemiddelkvadratalgoritme, og den adaptive algoritmen innbefatter å blande feilsignalet med en av de despredte pilotkomponentene som et blandet signal, å integrere det blandede signalet og å blande det integrerte blandede signalet med denne ene despredte pilotkomponenten som den vektede despredte komponenten.

Oppfinnelsen vil bli beskrevet ved hjelp av de vedfølgende tegninger, hvor:

Fig. 1 viser et tidligere kjent trådløst spredtspektrum-CDMA-kommunikasjonssystem;

fig. 2 viser tidligere kjente spredtspektrum-CDMA-sender og mottaker;

fig. 3 viser oppfinnelsens sender;

fig. 4 viser oppfinnelsens sender som utsender flere datasignaler;

fig. 5 viser oppfinnelsens pilotsignalmottakskrets;

fig. 6 viser oppfinnelsens datasignalmottakskrets;

fig. 7 viser en legemliggjøring av pilotsignalmottakskretsen;

fig. 8 viser en minstemiddelkvadratsvektingskrets;

fig. 9 viser datasignalmottakskretsen som ble anvendt med pilotsignalmottakskretsen i

figur 7;

fig. 10 viser en legemliggjøring av pilotsignalmottakskretsen hvor utgangen fra hver

RAKE vektes;

fig. 11 viser datasignalmottakskretsen som ble anvendt med pilotsignalmottakskretsen i

figur 10;

fig. 12 viser en legemliggjøring av pilotsignalmottakskretsen hvor antennene hos

sendegruppen har små mellomrom;

fig. 13 viser datasignalmottakskretsen som ble anvendt med pilotsignalmottakskretsen i

figur 12;

fig. 14 viser en illustrasjon av strålestyring i et CDMA-kommunikasjonssystem;

fig. 15 viser en strålestyirngssender;

fig. 16 viser en strålestyringssender som utsender flere datasignaler;

fig. 17 viser datamottakskretsen som ble anvendt med senderen i figur 14;

fig. 18 viser en pilotsignalmottakskrets som blir anvendt når opplinks- og

nedlinkssignalene anvender den samme frekvensen;

fig. 19 viser en senderkrets som ble anvendt med pilotsignalmottakskretsen som er vist i

figur 18;

fig. 20 viser en datasignalmottakskrets som blir anvendt med pilotsignalmottakskretsen

i figur 18;

fig. 21 viser en forenklet mottaker for å redusere interferens; og

fig. 22 viser en illustrasjon av en vektorkorrelator-/adaptivalgoritmeblokk som anvender

en minstemiddelkvadratfeilalgoritme.

De foretrukne legemliggjøringene vil bli beskrevet med henvisning til tegningenes figurer hvor like henvisningstall representerer like elementer i samtlige.

Figur 3 er en av oppfinnelsens sendere. Senderen har en antennegruppe med antennene 48-52, fortrinnsvis 3 eller 4 antenner. For bruk til å skjelne hver antenne 48-52, er ulike signaler assosiert med hver antenne 56-60. Det foretrukne signalet som skal assosieres med hver antenne er et pilotsignal som vist i figur 3. Hvert spredt pilotsignal genereres ved hjelp av en pilotsignalgenerator 56-60 ved bruk av en ulik pseudoslumpmessig chip-kodesekvens og kombineres ved hjelp av kombinererne 62-66 med det respektive spredte datasignalet. Hvert spredt datasignal genereres ved bruk av datasignalgenerator 54 ved å blande hos blanderne 378-382 det genererte datasignalet med en ulik pseudoslumpmessig chip-kodesekvens pr. antenne 48-52, Di-Dn. De kombinerte signalene moduleres på en ønsket bærefrekvens og utstråles gjennom antennene 48-52 i gruppen.

Ved å anvende en gruppeantenne utnytter senderen romdiversitet. Hvis de er anbrakt med et tilstrekkelig mellomrom vil signalene som ble utstrålt fra hver antenne 48-52 bli gjenstand for forskjellig flerveisforvrengning mens de forplanter seg til en gitt mottaker. Fordi hvert signal som blir utsendt av en antenne 48-52 følger flere veier til en gitt mottaker, vil hvert mottatt signal ha mange flerveiskomponenter. Disse komponentene skaper en virtuell kommunikasjonskanal mellom hver antenne 48-52 hos senderen og mottakeren. Virkningsmessig, når signaler som blir overført fra en antenne 48-52 over en gitt kanal til en gitt mottaker svekkes, anvendes signalet fra de andre antennene 48- 52 for å opprettholde et høyt mottatt SNR. Denne virkningen oppnås ved hjelp av den adaptive kombineringen av de overførte signalene hos mottakeren.

Figur 4 viser senderen som ble anvendt i en basestasjon 20 for å sende flere datasignaler. Hvert spredt datasignal genereres ved hjelp av blanding hos blanderen 360-376 av et korresponderende datasignal fra generator 74-78 med forskjellige pseudoslumpmessige chip-kodesekvenser Dh-DnM. Følgelig spredes hvert datasignal ved bruk av en ulik pseudoslumpmessig chip-kodesekvens pr. antenne 48-52, i alt N x M kodesekvenser. N er antenneantallet og M er datasignalantallet. Deretter kombineres hvert spredt datasignal med det spredte pilotsignalet som er assosiert med antennen 48-52. De kombinerte signalene moduleres og utstråles ved hjelp av antennene 48-52 i antennegruppen.

Pilotsignalmottakskretsen er vist i figur 5. Hver av de overførte pilotsignalene mottas ved hjelp av antennen 80. For hvert pilotsignal anvendes en despredingsinnretning, slik som en RAKE 82-86 som vist i figur 5 eller en vektorkorrelator, for å desprede hvert pilotsignal ved bruk av en kopi av det korresponderende pilots ignalets pseudoslumpmessige chip-kodesekvens. Despredingsinnretningen kompenseres også for flerveisutbredelse i kommunikasjonskanalen. Hver av de gjenvunnede pilotsignalene vektes ved hjelp av en vektingsinnretning 88-92. Vekting viser til både størrelse og fase hos signalet. Selv om vektingen er vist som å være koblet til en RAKE, vekter vektingsinnretningen fortrinnsvis også hver finger hos RAKE'n. Etter vektingen kombineres alle de vektede gjenvunnede pilotsignalene i en kombinerer 94. Ved bruk av en feilsignalgenerator 98 anvendes et estimat for pilotsignalet tilveiebrakt ved hjelp av den vektede kombinasjonen for å skape et feilsignal. Basert på feilsignalet justeres vektene til hver vektingsinnretning 88-92 for å minimalisere feilsignalet ved bruk av en adaptiv algoritme, slik som minstemiddelkvadrat (LMS) eller rekursivt minstekvadrat (RLS). Som resultat maksimaliseres det kombinerte signalets signalkvalitet.

Figur 6 skildrer en datasignalmottakskrets ved bruk av vektene som er fastlagt ved hjelp av pilotsignalgjenvinningskretsen. Det utsendte datasignalet gjenvinnes ved hjelp av antennen 40. For hver antenne 48-52 hos sendegruppeantennen, anvendes vektene fra en korresponderende despredningsinnretning, vist som en RAKE 82-86, for å filtrere datasignalet ved bruk av en kopi av datasignalets spredekode som ble anvendt for den korresponderende sendeantennen. Ved bruk av de fastlagte vektene for hver antennes pilotsignal vekter hver vektingsinnretning 106-110 despredesignalet til RAKE'n med vekten som er assosiert med den korresponderende piloten. For eksempel korresponderer vektingsinnretningen 88 med senderantennen 48 for pilotsignalet 1. Vekten som er fastlagt ved hjelp av pilot-RAKE 82 for pilotsignal 1 anvendes også hos vektingsinnretningen 106 i figur 6.1 tillegg, hvis vektene til RAKE-fingrene ble justert for det korresponderende pilotsignalets RAKE 82-86, vil de samme vektene bli anvendt på fingrene til datasignalets RAKE 100-104. Etter vektingen kombineres de vektede signalene ved hjelp av kombinereren 112 for å gjenvinne det opprinnelige datasignalet.

Ved anvendelse av de samme vektene for datasignalet som ble anvendt med hver antennes pilotsignal, kompenserer hver RAKE 82-86 for kanalforvrengningen som hvert antennes signal ble utsatt for. Som resultat optimaliserer datasignalmottakskretsen datasignalmottaket over hver virtuell kanal. Ved å kombinere på optimalt vis hver virtuell kanals optimaliserte signal økes det mottatte datasignalets signalkvalitet.

Figur 7 viser en legemliggjøring av pilotsignalgjenvinningskretsen. Hver av de overførte pilotene gjenvinnes ved hjelp av mottakerens antenne 80. For å desprede hver av pilotene utnytter hver RAKE 82-86 en kopi av den korresponderende pilotens pseudoslumpmessige chip-konsekvens, Pi-Pn. Forsinkede versjoner av hvert pilotsignal produseres ved hjelp av forsinkelsesinnretninger 114-124. Hver forsinket versjon blandes ved hjelp av en blander 126-142 med det mottatte signalet. De blandede signalene passerer gjennom sum- og dumpkretser 424-440 og vektes ved bruk av blandere 144-160 med en størrelse som fastlegges ved hjelp av

vektjusteringsinnretningen 170. De vektede flerveiskomponentene for hver pilot kombineres ved hjelp av en kombinerer 162-164. Hver pilots kombinerte utgang kombineres ved hjelp av en kombinerer 94. Fordi et pilotsignal ikke har data, bør det kombinerte pilotsignalet ha en verdi lik 1+jO. Det kombinerte pilotsignalet sammenlignes med idealverdien 1+jO, hos en subtraktor 168. Basert på avviket hos det kombinerte signalet fra idealet, justeres vekten til vektingsinnretningene 144-160 ved bruk av en adaptiv algoritme ved hjelp av vektingsjusteringsinnretningen 170.

En LMS-algoritme som ble anvendt for å generere en vekt er vist i figur 8. Utgangen fra subtraktoren 168 multipliseres ved bruk av en blander 172 med den korresponderende despredte forsinkede versjonen av piloten. Det multipliserte resultatet forsterkes ved hjelp av en forsterker 174 og integreres ved hjelp av en integrator 176. Det integrerte resultatet anvendes for å vekte, Wim, RAKE-fingeren.

Datamottakskretsen som ble anvendt med legemliggjøringen i figur 7 er vist for en basestasjonmottaker i figur 9. Det mottatte signalet sendes til et sett med RAKE'er 100- 104 som respektivt er assosiert med hver antenne 48-52 i gruppeantennen. Hver RAKE 100-104 frembringer forsinkede versjoner av det mottatte signalet ved bruk av forsinkelsesinnretninger 178-188. De forsinkede versjonene vektes ved bruk av blandere 190-206 på grunnlag av vektene som er fastslått for den korresponderende antennens pilotsignal. De vektede datasignalene for en gitt RAKE 100-104 kombineres ved hjelp av en kombinerer 208-212. En kombinerer 208-212 er assosiert med hver av de N senderantennene 48-52. Hvert kombinert signal despredes N ganger ved å blande hos en blander 214-230 det kombinerte signalet med kopi av spredekodene som ble anvendt for å produsere de M spredte datasignalene hos senderen Dh-DNm. Hvert despredt datasignal passerer gjennom en sum- og dumpkrets 232-248. For hvert datasignal kombineres resultatene av de korresponderende sum- og dumpkretsene ved hjelp av en kombinerer 250-254 for å gjenvinne hvert datasignal.

En annen pilotsignalmottakskrets er vist i figur 10. Despredekretsene 82-86 hos denne mottakskretsen er de samme som i figur 7. Utgangen fra hver RAKE 82-86 vektes ved bruk av en blander 256-260 forut for å kombinere de despredte pilotsignalene. Etter kombinering sammenlignes det kombinerte pilotsignalet med idealverdien og resultatet av sammenligningen anvendes for å justere vekten til hver RAKE's utgang ved bruk av en adaptiv algoritme. For å justere vektene innen hver RAKE 82-86, sammenlignes utgangen fra hver RAKE 82-86 med idealverdien ved bruk av en subtraktor 262-266. På grunnlag av sammenligningsresultatet bestemmes vekten til hver vektingsinnretning 144-160 ved hjelp av vektjusteringsinnretninger 268-272.

Datasignalmottakskretsen som ble anvendt med legemliggjøringen i figur 10 er vist i figur 11. Denne kretsen tilsvarer datasignalmottakskretsen i figur 9 med tillegg av blandere 274-290 for vekting av utgangen fra hver sum- og dumpkrets 232-248. Utgangen fra hver sum- og dumpkrets 232-238 vektes med den samme størrelsen som den korresponderende pilotens RAKE 82-86 ble vektet. Alternativt kan utgangen fra hver RAKE's kombinerer 208-212 vektes forut for blanding ved hjelp av blandere 214-230 med størrelsen av den korresponderende pilotens RAKE 82-86 i stedet for vekting etter blanding.

Hvis mellomrommet til antennene 48-52 i sendegruppeantennen er lite, vil hver antennes signal gjennomgå et tilsvarende flerveismiljø. I slike tilfeller kan pilotsignalmottakskretsen i figur 12 utnyttes. Vektene for en valgt en av pilotsignalene fastlegges på samme måte som i figur 10. Imidlertid, fordi hver pilot vandrer gjennom den samme aktuelle kanalen, anvendes, for å forenkle kretsen, de samme vektene for å desprede de andre pilotsignalene. Forsinkelsesinnretninger 292-294 frembringer forsinkede versjoner av det mottatte signalet. Hver forsinket versjon vektes ved hjelp av en blander 296-300 med den samme vekten som den korresponderende forsinkede versjonen av det valgte pilotsignalet var vektet. Utgangene fra vektingsinnretningene kombineres ved hjelp av en kombinerer 302. Det kombinerte signalet despredes ved bruk av kopier av pilotsignalets pseudoslumpmessige chip-kodesekvenser, P2-Pn>ved hjelp av blanderne 304-306. Utgangen fra hver pilots blander 304-306 passeres gjennom en sum- og dumpkrets 308-310. På samme måte som i figur 10, vektes og kombineres hver despredt pilot.

Datasignalgjenvinningskretsen som ble anvendt ved legemliggjøringen i figur 12 er vist i figur 13. Forsinkelsesinnretninger 178-180 produserer forsinkede versjoner av det mottatte signalet. Hver forsinket versjon vektes ved bruk av en blander 190-194 med den samme vekten som ble anvendt av pilotsignalene i figur 12. Utgangene fra blanderne kombineres ved hjelp av en kombinerer 208. Utgangen fra kombinereren 208 innmates til hver datasignaldespreder i figur 13.

Oppfinnelsen tilveiebringer også en teknikk for adaptiv strålestyring som illustrert i figur 14. Hvert signal som blir sendt ved hjelp av gruppeantennen vil konstruktiv og destruktivt interferere i et mønster på grunnlag av vektene som er forsynt hver antenne 48-52 i gruppeantennen. Som resultat rettes strålen 312-316 hos gruppeantennen i en ønsket retning ved å velge de egnede vektene. Figur 15 viser strålestyringssendekretsen. Kretsen tilsvarer kretsen som er vist i figur 3 med tillegg av vektingsinnretninger 318-322. En målmottaker vil motta pilotsignalene som er utsendt ved hjelp av gruppeantennen. Ved bruk av pilotsignalmottakskretsen i figur 5 fastlegger målmottakeren vektene for å justere utgangen fra hver pilots RAKE. Disse vektene sendes også til senderen, slik som ved å anvende en signaleringskanal. Disse vektene anvendes på det spredte datasignalet som vist i figur 15. For hver antenne gis det spredte datasignalet en vekt ved hjelp av vektingsinnretningene 318-322 som korresponderer med vekten som ble anvendt for å justere antennenes pilotsignal hos målmottakeren som tilveiebringer romlig forsterkning. Som resultat vil det utstrålte datasignalet bli fokusert mot målmottakeren. Figur 16 viser strålestyringssenderen som anvendt i en basestasjon som sender flere datasignaler til forskjellige målmottakere. Vektene mottatt av målmottakeren anvendes på de korresponderende datasignalene ved hjelp av vektingsinnretningene 324-340. Figur 17 skildrer datasignalmottakskretsen for strålestyringssenderen i figurene 15 og 16. Fordi det utsendte signalet allerede har blitt vektet, vil datasignalmottakskretsen ikke ha behov for vektingsinnretningene 106-110 i figur 6.

Fordelen ved oppfinnelsens strålestyring er to-foldig. Det utsendte datasignalet fokuseres mot målmottakeren som forbedrer signalkvaliteten hos det mottatte signalet, derimot fokuseres signalet bort fra andre mottakere, hvilket reduserer interferensen med deres signaler. På grunn av begge disse faktorene økes kapasiteten til et system som anvender oppfinnelsens strålestyring. I tillegg, på grunn av den adaptive algoritmen som blir anvendt av pilotsignalmottakskretsen, justeres vektene dynamisk. Ved å justere vektene vil et datasignals stråle dynamisk reagere på en bevegelig mottaker eller sender så vel som på hindringer i flerveismiljøet.

I et system som anvender den samme frekvensen for nedlinks- og opplinkssignaler, slik som tidsdelt dupleks (TDD), anvendes en alternativ legemliggjøring. På grunn av resiprositet, opplever nedlinkssignaler det samme flerveismiljøet som opplinkssignaler som blir sendt over den samme frekvensen. For å dra fordel av resiprositet, anvendes vektene som er fastslått ved hjelp av basestasjonens mottaker på basestasjonens sender. I et slikt system er basestasjonens mottakskrets i figur 18 samlokalisert, slik som innenfor en basestasjon, med senderkretsen i figur 19.

I mottakskretsen i figur 18 mottar hver antenne 48-52 et respektivt pilotsignal som er sendt av en UE. Hver pilot filtreres ved hjelp av en RAKE 406-410 og vektes ved hjelp av en vektingsinnretning 412-416. De vektede og filtrerte pilotsignalene kombineres ved hjelp av en kombinerer 418. Ved bruk av feilsignalgeneratoren 420 og vektingsjusteringsinnretningen 422, justeres vektene som er assosiert med vektingsinnretningene 412-416 ved bruk av en adaptiv algoritme.

Sendekretsen i figur 19 har en datasignalgenerator 342 for å generere et datasignal. Datasignalet spredes ved bruk av blanderen 384. Det spredte datasignalet vektes ved hjelp av vektingsinnretningene 344-348 slik det ble bestemt av mottakskretsen i figur 19 for hver virtuell kanal.

Kretsen i figur 20 anvendes som en datasignalmottakskrets hos basestasjonen. Det utsendte datasignalet mottas av flere antenner 48-52. En data-RAKE 392-396 kobles til hver antenne 48-52 for å filtrere datasignalet. De filtrerte datasignalene vektes ved hjelp av vektingsinnretninger 398-402 med vektene som ble fastslått for den korresponderende antennens mottatte pilot og kombineres hos kombinereren 404 for å gjenvinne datasignalet. Fordi sendekretsen sender datasignalet med de optimale vektene, vil det gjenvunnede datasignalet hos denne UE ha en høyere signalkvalitet enn det som ble tilveiebrakt av den tidligere kjente teknikken.

En adaptiv algoritme kan også bli anvendt for å redusere interferens i mottatte signaler for et spredtspektrumkommunikasjonssystem. En sender i kommunikasjonssystemet, som kan være lokalisert i enten en basestasjon 20 til 32 eller UE 34 til 36, sender et spredt pilotsignal og et trafikksignal over det samme frekvensspekteret. Pilotsignalet spredes ved bruk av en pilotkode , P, og trafikksignalet spredes ved bruk av en trafikkode, C.

Den forenklede mottakeren 500 i figur 21 mottar både pilot- og trafikksignalene ved bruk av en antenne 502. De mottatte signalene demoduleres til et basisbåndsignal ved hjelp av en demodulator 518. Basisbåndsignalet omformes til digitale punktprøver, slik som ved hjelp av to analog-til-digitalomformere (ADC) 512, 514. Hver ADC 512, 514 punktprøver typisk med chip-takten. For å oppnå en halv-chip-oppløsning, forsinkes en ADC 514 i forhold til den andre ADC 512 med en halv chip-forsinkelse. Punktprøvene prosesseres ved hjelp av en filtreringsinnretning, slik som to vektorkorrelatorer 504, 508 som vist i figur 21 eller en RAKE, for å prosessere pilotsignalet. Vektorkorrelatorene 504, 508, anvendes for å desprede forskjellige flerveiskomponenter hos det mottatte pilotsignalet ved bruk av pilotkoden, P. Ved å anvende to vektorkorrelatorer 504, 508 som i figur 21, despredes hver halv-chip-komponent, slik for eksempel et 10 chip-vindu for å desprede 21 komponenter. Hver despredte komponent sendes til en adaptivalgoritmeblokk 506 for å fastlegge en optimal vekt for hver despredet komponent for å minimalisere interferens i det mottatte pilotsignalet. Adapativalgoritmeblokken 506 kan anvende en minimummiddelkvadratfeilalgoritme (MMSE)-algoritme slik som en minstemiddelkvadratfeilalgoritme.

En vektorkorrelator-/adaptivalgoritmeblokkombinasjon som anvender en LMS-algoritme og halv-chip-oppløsning vist i figur 22. Pilotkoden forsinkes ved hjelp av en gruppe med forsinkelsesinnretninger 520i til 544n og 5221til 522N. Hver av ADC-punktprøvene despredes slik som ved å blande dem med tidsstyrte versjoner av pilotkoden, P, ved hjelp av blanderne 524i til 524n OG 526i til 526n. De blandede signalene prosesseres ved hjelp av sum- og dumpkretser 528i til 528n og 530i til 530n for å frembringe despredte komponenter av pilotsignalet. Ved å anvende to ADCer 512, 514 med en halv-chip-punktprøvingsforsinkelse og to vektorkorrelatorer 504, 508, produseres despredte komponenter ved halv-chip-intervaller slik som 21 komponenter for et 10 chip-vindu. Hver despredt versjon vektes ved hjelp av en vekt Wntil W2n, slik som ved å anvende vektingsinnretningene, 544i til 544N og 546i til 546n. De vektede versjonene kombineres, slik som ved å anvende en summerer 528. Det kombinerte signalet sammenlignes med den komplekse sendte verdien til pilotsignalet, slik en 1+j for et pilotsignal i standarden for trådløs tredjegenerasjon, for å frembringe et feilsignal, e. Sammenligningen kan utføres ved hjelp av en subtraktor 550 ved å subtrahere det kombinerte signalet fra idealet, 1+j. Feilsignalet, e, blandes ved bruk av blandere 532i til 532N og 534i til 534N med hver despredt person. Hver blandet versjon forsterkes og integreres, slik som ved å anvende en forsterker 536i til 536n og 538i til 538n og en integrator 540i til 540n og 542i til 542N. De forsterkede og integrerte resultatene er raffinerte vekter, Wn til W2N, for ytterligere vekting av de despredte versjonene. Ved bruk av minstemiddelkvadratalgoritmen vil vektene, Wntil W2N, bli valgt for å drive det kombinerte signalet til sin idealverdi.

Det mottatte signalet prosesseres også ved hjelp av et adaptivt filter 510 med vektene, Wntil W2N, som er fastslått for pilotsignalkomponentene. Fordi pilotsignalet og trafikksignalet overføres over det samme frekvensspektrum, opplever de to signalene de samme kanalkarakteristika. Som resultat reduserer pilotvektene, Wn til W2N, anvendt på trafikksignalkomponentene interferens i det mottatte trafikksignalet. I tillegg, hvis pilot- og kanalsignalene blir sendt ved bruk av ortogonale spredekoder, gjenopprettes ortogonaliteten hos det mottatte kanalsignalet etter vektingen. Den gjenopprettede ortogonaliteten reduserer hovedsakelig korrelert interferens fra andre trafikkanaler som forekommer som resultat av deortogonaliseringen på grunn av kanalforvrengning. Det vektede mottatte signalet despredes ved hjelp av en trafikkdespreder 516 som anvender den korresponderende trafikkoden for å gjenvinne trafikkdataene.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for å motta et trafikksignal i et kodedeltmultippelaksess-kommunikasjonssystem, hvilket system sender et trafikksignal over et delt spektrum, hvilket trafikksignal har en assosiert kode, karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter å motta (502) signaler over det delte spekteret som inkluderer trafikksignalet og et referansesignal, hvilket referansesignal har en assosiert referansekode, hvori referansesignalet inkluderer et pilotsignal og referansekoden inkluderer en pilotkode, å punktprøve (512, 514) de mottatte signaler ved en chip-takt for å fremstille første punktprøver og punktprøver som er likt forsinket med et halv-chip-intervall i forhold til hverandre; å desprede (504, 508) respektive første og andre punktprøver med referansekoden og å fremstille derav respektive despredte komponenter av det mottatte signalet, å bestemme en vekt for hver despredte komponent ved bruk av en adaptiv algoritme (506), hvilken adaptive algoritme tilveiebringer en bestemmelse av en raffinert vekt for hver av de despredte komponentene for å minimere interferens i det mottatte pilotsignalet, og å adaptivt filtrere (510) de mottatte signalene ved bruk av trafikksignal ets assosierte kode og de raffinerte vektene for å fremstille trafikksignalets data.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori å bestemme vekten for hver despredt komponent ved bruk av den adaptive algoritmen inkluderer å sammenligne (550) en kombinasjon av de despredte referansekodekomponentene med en ideell verdi for å fremstille et feilsignal og å bruke feilsignalet for å bestemme den raffinerte vekten for hver despredt referansekodekomponent.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori å motta (502) signaler inkluderer å motta et pilotsignal og trafikksignalet, hvilket pilotsignal har en assosiert pilotkode, og å desprede (504, 508) inkluderer å desprede første (524i ... 524n) og andre (526i... 526n) punktprøver med pilotkoden slik at å bestemme vekten for hver despredt komponent tilveiebringer en raffinert vekt for hver i en flerhet av despredte komponenter, hvori den adaptive algoritmen inkluderer å sammenligne (550) en kombinasjon av de despredte pilotkodekomponentene med en ideell verdi for å fremstille et feilsignal og å bruke feilsignalet for å bestemme de raffinerte vektene for hver despredt pilotkodekomponent.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2 eller 3, hvori å sammenligne (550) bruker en ideell verdi lik 1+j.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori å bestemme en vekt for hver despredt komponent ved bruk av den adaptive algoritmen (506) utføres i henhold til en minimumsmiddelkvadratfeilalgoritme.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori å bestemme en vekt for hver despredt komponent ved bruk av den adaptive algoritmen (506) utføres i henhold til en minstemiddelkvadratfeilalgoritme.

7. Et brukerutstyr konfigurert til å motta et trafikksignal i et kodedeltmultippelaksess-kommunikasjonssystem, hvilket trafikksignal har en assosiert kode,karakterisert ved en anordning (502) for å motta signaler over et delt spektrum som inkluderer trafikksignalet og et referansesignal, hvilket referansesignal har en assosiert referansekode, hvori referansesignalet inkluderer et pilotsignal og referansekoden inkluderer en pilotkode, en første anordning (512) for å punktprøve de mottatte signalene ved en chip-takt for å fremstille første punktprøver, en andre anordning (514) for å punktprøve de mottatte signalene ved en chip-takt, forsinket i forhold til den første anordningen (512) for å punktprøve, for å fremstille andre punktprøver likt forsinket med et halv-chip-intervall i forhold til de første punktprøvene, en anordning for å desprede (504, 508) de første og andre punktprøvene med referansekoden for å fremstille respektive despredte komponenter av det mottatte signalet, en anordning (506) for å bestemme en vekt for hver despredt komponent ved bruk av en adaptiv algoritme (506), hvilken adaptive algoritme tilveiebringer en bestemmelse av en raffinert vekt for hver av de despredte komponentene, og en anordning (510) for å adaptiv filtrere de mottatte signalene ved bruk av trafikksignalets assosierte kode og de raffinerte vektene for å fremstille trafikksignalets data.

8. Brukerutstyr ifølge krav 7, hvori anordningen for å bestemme vekten for hver despredt komponent ved bruk av den adaptiv algoritmen (506) er innrettet til å sammenligne (550) en kombinasjon av de despredte referansekodekomponentene med en ideell verdi for å fremstille et feilsignal og å bruke feilsignalet for å bestemme den raffinerte vekten for hver despredt referansekodekomponent.

9. Brukerutstyr ifølge krav 7, hvori anordningen for å motta (502) signaler er innrettet til å motta et pilotsignal og trafikksignalet, hvilket pilotsignal har en assosiert pilotkode, anordningen for å desprede (504, 508) er innrettet til å desprede med pilotkoden, og anordningen for å bestemme vekten for hver despredt komponent (506) er innrettet til å tilveiebringe en raffinert vekt for hver av de despredte komponentene, hvori den adaptive algoritmen inkluderer å sammenligne (550) en kombinasjon av de despredte pilotkodekomponentene med en ideell verdi for å fremstille et feilsignal og å bruke feilsignalet for å bestemme den raffinerte vekten for hver despredt pilotkodekomponent.

10. Brukerutstyr ifølge krav 8 eller 9, hvori anordningen for å bestemme vekten er innrettet til å sammenligne (550) hver despredt komponent med en ideell verdi lik 1 + j.

11. Brukerutstyr ifølge krav 7, hvori anordningen for å bestemme en vekt for hver despredt komponent er innrettet til å bruke den adaptive algoritmen (506) i henhold til en minimumsmiddelkvadratfeilalgoritme.

12. Brukerutstyr ifølge krav 7, hvori anordningen for å bestemme en vekt for hver despredt komponent er innrettet til å bruke den adaptive algoritme (506) i henhold til en minstemiddelkvadratfeilalgoritme.