RU2256985C2

RU2256985C2 - Способ подавления помех на основе интеллектуальной антенны

Info

Publication number: RU2256985C2
Application number: RU2002106106A
Authority: RU
Inventors: Фенг ЛИ (CN); Фенг ЛИ
Original assignee: Чайна Акэдеми Оф Телекоммьюникейшнс Текнолоджи
Priority date: 1999-08-11
Filing date: 2000-06-22
Publication date: 2005-07-20
Also published as: HK1035102A1; MXPA02001465A; EP1220355A1; KR20020019962A; EP1220355B1; KR100584849B1; CA2381366C; US20020109631A1; AU771268B2; DE60036485D1; BR0013209A; JP2003507916A; ATE373879T1; AU5387300A; EP1220355A4; DE60036485T2; WO2001013466A1; CN1118201C; BRPI0013209B1; CA2381366A1

Abstract

В изобретении раскрыт способ подавления помех на основе интеллектуальной антенны. Способ заключается в формировании луча для выходного цифрового сигнала приемника на основе интеллектуальной антенны с помощью матрицы формирования луча, в получении ряда цифровых сигналов Nrk(m), подавлении сигналов главного луча других пользователей, содержащихся в Nrk(m), в получении другого ряда цифровых сигналов NSk(m), который содержит только необходимый сигнал и все сигналы помехи, в поиске в цифровом сигнале NSk(m) и получении всех сигналов многолучевого распространения, приходящих от других пользователей, в подавлении сигнала помехи от многолучевого распространения в Nsic(m), в совмещении сигнала главного луча и сигнала каждого многолучевого распространения с совпадением фазы, в получении цифрового сигнала с подавленными помехами, что при осуществлении изобретения должно обеспечить подавление помех. 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится в целом к технике беспроводной связи, и в частности, к технике обработки для подавления помех в базовой станции с интеллектуальной антенной или в терминале пользователя.

Уровень техники

В современных беспроводных системах связи, в частности в беспроводной системе связи CDMA (множественный доступ с кодовым разделением каналов) для повышения пропускной способности системы, чувствительности системы и обеспечения большей дальности связи при низкой мощности излучения обычно используют интеллектуальную антенну.

В патенте Китая под названием "Система беспроводной связи множественного доступа с временным уплотнением каналов, дуплексной синхронизацией, с кодовым разделением каналов с интеллектуальной антенной" (CN 97104039.7) раскрыта структура базовой станции беспроводной системы связи с интеллектуальной антенной. Она содержит интеллектуальную антенну, состоящую из одного или множества антенных модулей, соответствующих радиочастотных фидерных кабелей и ряда когерентных радиочастотных приемопередатчиков. В соответствии с различным для каждого антенного модуля откликом на сигнал, приходящий с терминала пользователя, процессор обработки основной полосы частот получает вектор пространственных характеристик и направление прихода сигнала (DOA); затем с помощью соответствующего алгоритма применяют формирование приемного луча антенны. При этом антенный модуль, соответствующий фидерный кабель и когерентный радиочастотный приемопередатчик в совокупности называют линией связи. С помощью использования весовых коэффициентов, полученных из формирования приемного луча каждой линии связи к центру для формирования передающего луча линии связи от центра, можно использовать все функциональные возможности интеллектуальной антенны в условиях симметричного распространения радиоволн.

Главной частью современных беспроводных систем связи является мобильная связь. Поскольку мобильная связь работает в сложных и изменяющихся условиях (см. ITU, предложение М1225), то следует учитывать сильное влияние изменяющегося во времени и многолучевого распространения волн. В указанном выше патенте и в других технических публикациях, относящихся к алгоритму формирования луча интеллектуальной антенны, делается вывод, что чем более сложен алгоритм, тем больше функциональные возможности. Однако в условиях мобильной связи формирование луча должно быть закончено в реальном времени, и время на выполнение алгоритма имеет уровень микросекунд. Вследствие ограничений, накладываемых современной микроэлектронной техникой, цифровая обработка сигналов или применение специальных интегральных схем не обеспечивает выполнение слишком сложной обработки в реальном времени в течение такого короткого периода времени.

С учетом указанного выше противоречия, используют простой составной алгоритм максимальной мощности, направленный на использование в системе мобильной связи; он не только прост, но и обеспечивает проблему задержки во времени композиции из компонентов многолучевого распространения внутри полосы чипа. Однако в современной системе мобильной связи CDMA в условиях мобильности задержка во времени композиции из компонентов многолучевого распространения является большой, амплитуда компонента многолучевого распространения выше, так что помехи все еще высоки. Это означает, что в условиях мобильной связи простой и осуществляемый в реальном времени алгоритм формирования луча интеллектуальной антенны не может решить не только проблему помех вследствие многолучевого распространения, но также не может удовлетворительно решить проблему пропускной способности системы мобильной связи CDMA.

С другой стороны, для решения проблемы помех многолучевого распространения интенсивно исследуются технологии, такие как приемник Rake и совместное обнаружение или обнаружение множества пользователей, для их использования в системе мобильной связи множественного доступа с кодовым разделением каналов. Однако приемник Rake или технологии обнаружения множества пользователей, указанные выше, нельзя непосредственно использовать в системе мобильной связи с интеллектуальной антенной. Основными причинами этого являются: техника обнаружения множества пользователей обрабатывает сигнал CDMA множества кодовых каналов, создает или подавляет главные компоненты многолучевого распространения, а в технологии интеллектуальной антенны, необходимо по отдельности формировать луч для каждого кодового канала CDMA, затем после оценки каналов и прохождения через согласованный фильтр сигналы всех пользователей определяются сразу с помощью инверсионной матрицы.

Имеется технология двумерной интеллектуальной антенны, однако она находится в стадии исследований и ее алгоритм является не доработанным и сложным.

Существует другой способ, в котором выполняют обработку обнаружения множества пользователей после использования интеллектуальной антенны; однако после разделения каждого кодового канала необходимо разделять обработку для каждого кодового канала; в результате не только нельзя использовать полностью функцию обнаружения множества пользователей, но и значительно усложняется обработка сигналов в основной полосе частот.

Сущность изобретения

Для обеспечения более высокой пропускной способности и более высоких характеристик системы мобильной связи CDMA необходимо найти более простой и выполняемый в реальном времени способ подавления помех, пригодный для использования в системе мобильной связи CDMA, на основе интеллектуальной антенны.

Поэтому задачей изобретения является создание способа подавления помех, основанного на интеллектуальной антенне, потому что в мобильной системе связи CDMA или в других мобильных системах связи используется интеллектуальная антенна и простой составной алгоритм максимальной мощности; за счет этого может быть лучше решена проблема подавления помех, вызванных многолучевым распространением, и может быть обеспечена более высокая эффективность.

Другой задачей изобретения является создание ряда новых способов цифровой обработки сигналов, которые можно использовать в системе мобильной связи CDMA или в другой беспроводной системе связи и которые позволяют решать различные проблемы помех из-за многолучевого распространения с использованием интеллектуальной антенны.

Способ подавления помех, согласно изобретению, на основе интеллектуальной антенны, содержит этапы:

A) выполнения с помощью матрицы формирования луча, исходя из алгоритма формирования луча в реальном времени, формирования луча для выходного цифрового сигнала приемника на основе интеллектуальной антенны, затем получения после формирования луча ряда цифровых сигналов, обозначаемых как NR_k(m), где k обозначает кодовый канал и m обозначает точку дискретизации;

B) подавления сигнала главного луча других пользователей, содержащихся в ряде цифровых сигналов NR_k(m) после формирования луча, получение другого ряда цифровых сигналов, обозначаемых как NS_k(m), который содержит только необходимый сигнал и все сигналы помехи, где k обозначает кодовый канал и m обозначает точку дискретизации;

C) поиска в цифровом сигнале NS_k(m) и получение всех сигналов многолучевого распространения в направлении сформированного луча;

D) подавления сигнала помехи от многолучевого распространения, входящих в цифровой сигнал NS_k(m) от других пользователей;

Е) совмещения сигнала главного луча и многолучевого распространения работающего терминала пользователя с совпадением фазы, получение цифрового сигнала с подавленными помехами.

На указанном этапе А выходной цифровой сигнал приемника на основе интеллектуальной антенны находится на уровне дискретизации.

Указанный этап А выполняют в процессоре обработки сигналов базовой станции, содержащий: синхронизацию и устранение передискретизации для выходного цифрового сигнала приемника на основе интеллектуальной антенны; дескремблирование, сжатие из состояния распределенного спектра и разделение его в сигнал каждого кодового канала; формирование приемного луча каждой линии связи с помощью составного алгоритма формирования луча в формирователе лучей и получение составного результата.

Указанный алгоритм формирования луча является составным алгоритмом максимальной мощности.

Указанный этап А дополнительно содержит: демодуляцию выходного сигнала интеллектуальной антенны, выдаваемого формирователем лучей, и регистрацию отношения сигнал/шум последовательности обучения; когда отношение сигнал/шум больше пороговой величины, то выдают непосредственно принятые данные и процедуру заканчивают; когда отношение сигнал/шум меньше пороговой величины, то выполняют следующие стадии.

Указанный этап В дополнительно содержит: определение главного луча сигнала, который приходит с терминала других пользователей и находится в сформированном луче работающего кодового канала; выполнение для него распределения спектра, добавление к нему кода скремблирования и восстановления его в цифровой сигнал на уровне дискретизации; вычитание сигнала главного луча других пользователей, энергия которого больше пороговой величины, из указанного цифрового сигнала NRk(m) и получение указанного цифрового сигнала NSk(m).

Указанное определение главного луча сигнала, который приходит с терминала других пользователей и находится в сформированном луче работающего кодового канала, является определением уровня напряжения сигналов других кодовых каналов в луче работающего кодового канала.

Указанный этап С дополнительно содержит: перемещение положения точки дискретизации по отдельности внутри одного символа и получение множества рядов сигналов на уровне чипа; определение для них корреляции с помощью известного кода скремблирования и получение множества рядов выходных сигналов с энергией больше пороговой величины; добавление известного кода скремблирования к выходному сигналу и восстановление помех от многолучевого распространения множества рядов с уровнем дискретизации; вычитание помех от многолучевого распространения, приходящих от другого пользователя, из цифрового сигнала NS_k(m), полученного на стадии В, совмещение сигнала главного луча и сигнала многолучевого распространения k-го канала с совпадением фазы и получение величины дискретизации k-го канала после подавления помех; дескремблирование, сжатие распределенного спектра и демодуляцию величины дискретизации k-го канала, где k является любым положительным целым числом.

Указанный поиск на этапе С выполняют только внутри одного символа, при этом время поиска должно быть равно числу выборок, внутри каждого чипа с умножением на коэффициент распределения спектра минус 1.

Указанный этап D дополнительно содержит: вычитание цифрового сигнала помех, приходящего из терминала других пользователей, из цифрового сигнала NS_k(m), полученного на стадии В, для подавления сигнала помех от многолучевого распространения, приходящего от терминала других пользователей.

Указанный этап D выполняют на уровне дискретизации и рассматриваемые сигналы преобразуют в сигнал уровня дискретизации.

Указанный этап Е дополнительно содержит: получение величины каждого чипа с помощью подавления величины дискретизации сигнала помех главного луча и многолучевого распространения, приходящих от других пользователей; после дескремблирования и сжатия распределенного спектра с помощью k-го кода распределенного спектра, совмещение сигнала главного луча и сигнала многолучевого распространения, приходящих из работающего терминала пользователя, с совпадением фазы, затем получение выходного сигнала после подавления помех; после демодуляции получение результата после подавления помех.

На указанных этапах А, В, С, D и Е подавляют помехи для всех каналов, отношение сигнал/шум которых меньше пороговой величины.

Указанные этапы А, В, С, D и Е используют для подавления помех в базовой станции мобильной связи; указанные этапы А, В, С, D и Е используют для подавления помех в терминале пользователя.

В способе, согласно изобретению, для системы мобильной связи CDMA, имеющей более длинную последовательность обучения (Пилот или Midamble) в кадровой структуре, поскольку в реальной системе мобильной связи не все рабочие кодовые каналы испытывают сильное влияние от многолучевого распространения, то качество сигнала может быть предварительно зарегистрировано на выходе интеллектуальной антенны, т.е. зарегистрировано отношение сигнал/шум (код ошибки) в принятой последовательности обучения (Пилот или Midamble); для каналов, в которых нет кода ошибки или число кодов ошибки является меньше заданной величины, дальнейшей обработки не требуется, таким образом значительно уменьшается число каналов, которые необходимо дополнительно обрабатывать, и сильно уменьшается сложность обработки сигнала основной полосы частот.

В способе, согласно изобретению, для системы мобильной связи CDMA, имеющей недлинную последовательность обучения (Пилот или Midamble) в кадровой структуре, или для системы мобильной связи CDMA, имеющей длинную последовательность обучения (Пилот или Midamble) в кадровой структуре, однако имеющей сильные помехи и кодовые каналы с большим кодом ошибки, необходимо использовать способ, согласно изобретению, для подавления помех от многолучевого распространения для обеспечения правильного приема.

Способ, согласно изобретению, предлагает простой составной алгоритм максимальной мощности, который обеспечивает формирование луча на символическом уровне и который можно осуществлять в реальном времени.

Использование новой технологии подавления помех от многолучевого распространения, предложенной в изобретении, обеспечивает подавление помех от многолучевого распространения, приходящих из этого канала или других каналов (помехи от многолучевого распространения, которые не подавлены, имеют задержку во времени, равную целому числу ширины символа, однако вероятность их появления является низкой), так что обеспечивается максимальное подавление влияние помех от многолучевого распространения и т.д., и обеспечивается правильный прием. Объем вычислений в изобретении ограничен, его можно выполнять с помощью современных коммерческих процессоров цифровой обработки сигналов.

Хотя способ, согласно изобретению, направлен на систему мобильной связи CDMA, однако после простых изменений его можно полностью использовать в системах мобильной связи множественного доступа с разделением частот (FDMA) и множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA).

Краткое описание чертежей

На фигурах изображено:

фиг.1 - блок-схема базовой станции мобильной связи CDMA с интеллектуальной антенной;

фиг.2 - блок-схема регистрации отношения сигнал/шум и процедуры обработки выходного сигнала интеллектуальной антенны, показанной на фиг.1;

фиг.3 - графическая схема способа подавления помех, согласно изобретению;

фиг.4 - блок-схема терминала пользователя для мобильной связи.

Варианты выполнения изобретения

Ниже приводится подробное описание способа, согласно изобретению, с помощью вариантов выполнения и чертежей.

На фиг.1 показана структура типичной базовой станции системы мобильной связи или беспроводной кольцевой системы связи для пользователей с интеллектуальной антенной. Она содержит в основном N идентичных антенных модулей 201А, 201В,..., 201N; N почти идентичных радиочастотных фидерных кабелей 202А, 202В,..., 202N; N радиочастотных приемопередатчиков 203А, 203В,..., 203N и процессор 204 основной полосы частот. Все приемопередатчики 203А, 203В,..., 203N используют один и тот же осциллятор 208 для гарантии того, что каждый радиочастотный приемопередатчик работает когерентно.

Каждый радиочастотный приемопередатчик имеет аналого-цифровой преобразователь (ADC) и цифроаналоговый преобразователь (DAC), так что все входные и выходные сигналы процессора 204 обработки сигналов основной полосы частот являются цифровыми сигналами; приемопередатчики 203А, 203В,..., 203N соединены с процессором 204 обработки сигналов основной полосы частот с помощью высокоскоростной цифровой шины 209.

Основные принципы работы базовой станции с интеллектуальной антенной и способ работы интеллектуальной антенны раскрыты в патенте Китая под названием "Система беспроводной связи множественного доступа с временным уплотнением каналов, дуплексной синхронизацией, с кодовым разделением каналов с интеллектуальной антенной" (CN 97104039.7), при этом в структуре базовой станции осуществлен также способ подавления помех, согласно изобретению, в сигнале, принимаемом интеллектуальной антенной. Изобретение не вносит изменений в принцип работы и характеристики интеллектуальной антенны, изобретение также не обсуждает обработку передаваемого сигнала, в нем описан только способ подавления помех в принимаемом сигнале.

Ниже приводится описание режима работы интеллектуальной антенны, выполняемого процессором 24 обработки сигналов основной полосы частот в структуре базовой станции, показанной на фиг.1, со ссылками на фиг.1 и на стадии 310-304 на фиг.3. При этом предполагается, что беспроводная система связи CDMA состоит из К кодовых каналов, и система интеллектуальной антенны состоит из N антенных модулей, N радиочастотных питающих кабелей, N радиочастотных приемопередатчиков, и что в качестве примера для описания выбрана линия i приема.

На стадии 301 после приема сигнала из антенного модуля 201i его преобразуют с помощью аналого-цифрового преобразователя в цифровой сигнал и дискретизируют с помощью радиочастотного приемопередатчика 203i, который выдает цифровой сигнал s_i(m), где m является точкой m дискретизации; на стадии 302 после синхронизации цифрового сигнала s_i(m) и устранения его передискретизации с помощью блоков 210, получают цифровой сигнал на уровне чипа, обозначаемый sl_i(n), где n обозначает чип n; на стадии 303 после дескремблирования и сжатия распределенного спектра цифрового сигнала sl_i(n) на уровне чипа с помощью блока 205 его разделяют на К сигналов символического уровня кодовых каналов, обозначаемых как x_ki(l), где l обозначает символ l; на стадии 304 К сигналов символического уровня кодовых каналов проходят через К формирователей 206 луча, соответственно, с определенным составным алгоритмом формирования луча, при этом формируют приемный луч линии i и получают ее составной результат по формуле (1):

где k=1, 2,..., К; w_ik(l) обозначает коэффициент формирования кодового k-го канала в линии i, при использовании составного алгоритма максимальной мощности справедливо

где

является сопряженной величиной комплексного числа x_ki(l), поэтому получают матрицу W_k формирования луча с символическим уровнем, где R_k(l) является выходным сигналом системы интеллектуальной антенны.

В дуплексной системе с разделением по времени (TDD), когда сформирован луч линии к центру (прием базовой станцией), то весовой коэффициент каждой линии можно использовать непосредственно для формирования луча от центра (передача базовой станцией), за счет чего полностью используется преимущество интеллектуальной антенны. После обработки, такой как демодуляция и т.д., указанного выходного сигнала R_k(l) можно получить принятый сигнал.

На фиг.2 и 3 показаны помехи, которые необходимо подавить в базовой станции системы CDMA с интеллектуальной антенной и новый способ обработки сигнала, относящийся к изобретению.

На стадии 306 выходной сигнал R_k(l) системы интеллектуальной антенны, выданный процессором 204 обработки сигнала основной полосы частот, демодулируют и регистрируют отношение сигнал/шум его последовательности обучения (последовательность обучения в любой системе мобильной связи известна, она может быть получена путем сравнения) с помощью К блоков 207А, 207В,..., 207К демодуляции и К блоков 221А, 221В,..., 221К регистрации отношения сигнал/шум; если отношение сигнал/шум выходного сигнала больше заданной пороговой величины (на фиг.3 стадия 307 и на фиг.2 блок в виде ромба), то это означает, что в соответствующем кодовом канале нет кода ошибки или число кодов ошибки меньше заданной величины, после этого можно выполнять стадию 308: выдают непосредственно принятый сигнал, тем самым выдают принятые данные и заканчивают обработку; если отношение сигнал/шум выходного сигнала меньше заданной пороговой величины (на фиг.3 стадия 307 и на фиг.2 блок в виде ромба), то выполняют стадию 305: переходят на следующую стадию обработки сигнала (если в беспроводной системе связи нет последовательности обучения, то нет необходимости в регистрации отношения сигнал/шум на стадиях 306 и 307).

На стадии 305 получают входной цифровой сигнал NR_k(m) после формирования луча, что выполняется в блоках 222А, 222В,..., 222К. Сначала предположим, что обрабатываемый кодовый канал является кодовым каналом, используемым терминалом пользователя k, тогда с помощью полученной матрицы w_ik(l) формирования луча кодового k-го канала выполняют непосредственно формирование луча принятого цифрового сигнала и формируют ряд новых данных NR_k(m):

где k=1, 2,..., К.; w_ik является средним значением матрицы формирования луча кодового k-то канала внутри одного окна, т.е.

где L является числом символов, необходимых для отсчета, очевидно, что L должно быть меньше или равно числу символов в одном окне; w_ik(l) определен формулой (1); s_i(m) является сигналом многоканальной системы CDMA, принятый линией i, как показано на фиг.1.

Полученный новый сигнал NR_k(m) подают в К процессоров 223А, 223В,..., 223К многолучевого распространения, где он обрабатывается с помощью нового способа обработки, согласно изобретению; процедура обработки в основном содержит: первая стадия состоит из стадий 310 и 312, вторая стадия - из стадии 314, третья стадия - из стадии 316 и четвертая стадия - из стадии 318, показанных на фиг.3.

Первая стадия: подавление в луче k-то компонента главного луча, приходящего от других пользователей, он содержится в уровне сигнала кодового канала, который находится в луче k-го рабочего кодового канала, т.е. вычисляют

где v=1, 2,..., К, при этом полная мощность другого канала в k-го кодовом канале равна

где

является сопряженной величиной комплексной величины F_v(l), L обозначает число символов, подлежащих отсчету, очевидно, что L должно быть меньше или равно числу символов в одном окне. Затем сравнивают p_v с пороговой величиной, заданной системой, если имеется U величин больше пороговой величины, называемых числом U сигналов, то это означает, что имеется U сигналов, которые нельзя подавить с помощью пространственного фильтра интеллектуальной антенны. Для символа l этот выходной сигнал может быть обозначен как F_u(l).

После выполнения распределения спектра для F_u(l) с помощью кода и распределения спектра и получения сигнала f_u(n) с распределенным спектром после распределения спектра, получают в линии i среднюю амплитуду каждого сигнала, подлежащего подавлению:

где R_u(l) определяется из формулы (1), u=1, 2,..., U.

Для этого сигнала снова выполняют распределение спектра и применяют к нему известный код скремблирования и затем записывают его входной цифровой сигнал:

2) В NR_k(m) подавляют сигналы другого главного луча и получают NS_k(m). Вычитают помеху из полного входного цифрового сигнала после формирования луча, затем получают входной цифровой сигнал после формирования луча, который содержит только необходимый кодовый канал (k-ый канал) и все помехи от многолучевого распространения:

Указанные выше операции выполняются на уровне дискретизации, сигнал s2_u(n) должен быть трансформирован на уровень дискретизации с образованием s2_u(m), при этом можно считать, что каждая величина дискретизации равномерно распределена.

На стадии 2 отыскивают и определяют все компоненты многолучевого распространения в NS_k(m). Выполняют поиск компонентов многолучевого распространения, распределенных в направлении этого сформированного луча; поиск выполняют в цифровом сигнале NSk(m), сформированным выше, перемещаясь каждый раз на одну точку m дискретизации, и получают новый ряд sl_kj(n); с помощью известного кода скремблирования

получают коррелированный y_kj(n) на символическом уровне и вычисляют полную энергию:

где М’=М-1, и М является числом всех чипов для считаемых L символов. В указанной выше формуле остается только Т помех, энергия которых превышает пороговую величину, затем скремблируют y_ki(n) с помощью известного кода скремблирования

и получают величину помехи t во входных данных s3_kt(n):

Очевидно, что поиск выполняется только внутри одного символа, необходимое число поиска равно числу выборок в каждом чипе, умноженному на SF-1, где SF является коэффициентом распределения спектра.

На стадии 3 подавляют сигнал многолучевого распространения. В NS_k(m) подавляют сигналы многолучевого распространения, приходящие от другого пользователя и получают SS_k(m). Вычитают сигналы помех, превышающие пороговую величину, из входного сигнала NS_k(m), полученного на стадии 2, в результате подавляют сигналы помехи от многолучевого распространения, приходящие от других пользователей:

Указанные выше операции выполняются на уровне дискретизации, сигнал s3_kt(n) должен быть трансформирован на уровень дискретизации с образованием s3_kt(m), при этом можно считать, что каждая дискретная величина равномерно распределена.

На стадии 4 получают выходной сигнал RS_k(l) после подавления помех. Из дискретной величины SS_k(m), в которой были подавлены сигналы помех многолучевого распространения от других пользователей, получают величину s4_k(n) цифрового сигнала на уровне каждого чипа; сигнал главного луча кодового k-го канала накладывают на сигнал многолучевого распространения с совпадением фазы, затем с помощью дескремблирования и сжатия распределенного спектра с использованием k-го кода распределения спектра получают выходной сигнал RS_k(l) после подавления помех.

Наконец, после демодуляции на стадии 320 получают результат после подавления помех; выдают данные и заканчивают процедуру на стадии 308.

Очевидно, что указанный процесс необходимо выполнять для всех кодовых каналов, которые имеют код ошибки, т.е. указанный выше процесс необходимо выполнять К раз (отношение сигнал/шум больше пороговой величины) для достижения цели подавления помех для всех кодовых каналов.

На фиг.4 показана структура терминала пользователя системы CDMA, в которой используется способ, согласно изобретению. Она содержит антенну 401, радиочастотный приемопередатчик 402, аналого-цифровой преобразователь 403, цифроаналоговый преобразователь 404 и процессор 405 обработки сигналов основной полосы частот.

В этой структуре можно использовать выходной сигнал аналого-цифрового преобразователя 403 в качестве входного цифрового сигнала NR_k(m), указанного выше, затем выполнять 1-4 стадии, указанные выше. На стадии 1, когда подавляют сигналы главного луча, приходящие от других пользователей, эти сигналы F_v(l) главного луча могут быть получены непосредственно с помощью дескремблирования и сжатия распределенного спектра без использования указанной выше формулы (5), и можно начинать непосредственно с указанной формулы (6).

В способе, согласно изобретению, выполняют формирование луча в базовой станции; когда способ, согласно изобретению, используют в терминале пользователя, то сигнал приема, принимаемый самим терминалом пользователя, является указанным выше цифровым сигналом NR_k(m) после формирования луча; в соответствии с числом k-ых кодовых каналов, которые должен принимать терминал пользователя, можно выполнить подавление помех с помощью указанных выше стадий.

Хотя способ, согласно изобретению, направлен главным образом на мобильную систему связи CDMA, его можно после простых изменений использовать в мобильной системе связи множественного доступа с частотным разделением каналов и в системе множественного доступа с разделением каналов по времени. Любой технический специалист, который работает в области исследования и разработки беспроводной системы связи, после усвоения основного принципа работы интеллектуальной антенны и основных принципов цифровой обработки сигналов может конструировать высококачественную систему интеллектуальной антенны с помощью способа, согласно изобретению, и использовать ее в различных системах мобильной связи или беспроводных кольцевых системах для пользователей.

Способ, согласно изобретению, является также новым способом цифровой обработки сигналов, который можно использовать в системе мобильной связи CDMA или в другой системе радиосвязи; это позволяет использовать в системе интеллектуальную антенну и в то же время подавлять различные помехи от многолучевого распространения, обеспечивая тем самым более высокие результаты.

Хотя в данном случае описан вариант выполнения изобретения, очевидно, что возможны различные изменения без отхода от идеи и объема изобретения.

Claims

1. Способ подавления помех на основе интеллектуальной антенны, содержащий этапы А) выполнения с помощью матрицы формирования луча исходя из алгоритма формирования луча в реальном времени, формирования луча для выходного цифрового сигнала приемника на основе интеллектуальной антенны и затем получения ряда цифровых сигналов, обозначаемых как NRk(m), после формирования луча, где k обозначает кодовый канал и m обозначает точку дискретизации; В) подавления сигнала главного луча других пользователей, содержащихся в ряде цифровых сигналов NRk(m) после формирования луча, получение другого ряда цифровых сигналов, обозначаемых как NSk(m), который содержит только необходимый сигнал и все сигналы помехи, где k обозначает кодовый канал и m обозначает точку дискретизации; С) поиска в цифровом сигнале NSic(m) и получения всех сигналов многолучевого распространения, распределенных в направлении сформированного луча; D) подавления сигналов помехи от многолучевого распространения, приходящих в цифровой сигнал NSk(m) от других пользователей; Е) совмещения сигнала главного луча и сигнала многолучевого распространения работающего терминала пользователя с совпадением фазы, и получения цифрового сигнала с подавленными помехами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на указанном этапе А выходной цифровой сигнал приемника на основе интеллектуальной антенны находится на уровне дискретизации.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный этап А выполняют в процессоре обработки сигналов основной полосы частот базовой станции, и он содержит синхронизацию и устранение передискретизации для выходного цифрового сигнала приемника на основе интеллектуальной антенны; дескремблирование, сжатие из состояния распределенного спектра и разделение его на сигналы каждого кодового канала; формирование приемного луча каждой линии связи с помощью составного алгоритма формирования луча в формирователе лучей и получение составного результата.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что указанный алгоритм формирования луча является составным алгоритмом максимальной мощности.

5. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что указанный этап А дополнительно содержит демодуляцию выходного сигнала интеллектуальной антенны, выдаваемого формирователем лучей, и регистрацию отношения сигнал/шум последовательности обучения; выдачу непосредственно принятых данных и окончание обработки, когда отношение сигнал/шум больше пороговой величины, и выполняют последующие этапы, когда отношение сигнал/шум меньше пороговой величины.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный этап В дополнительно содержит определение главного луча сигнала, который приходит с терминала других пользователей и находится в сформированном луче работающего кодового канала; выполнение для него распределения спектра, добавление к нему кода скремблирования и восстановление его в цифровой сигнал на уровне дискретизации; вычитание сигнала главного луча других пользователей, энергия которого больше пороговой величины, из указанного цифрового сигнала NRk(m) и получение указанного цифрового сигнала NSk(m).

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанное определение главного луча сигнала, который приходит с терминала других пользователей и находится в сформированном луче работающего кодового канала, является определением уровня напряжения сигналов других кодовых каналов в луче работающего кодового канала.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный этап В выполняют на уровне дискретизации.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный этап С дополнительно содержит перемещение положения точки дискретизации по отдельности внутри одного символа и получение множества рядов сигналов на уровне чипа; определение для них корреляции с помощью известного кода скремблирования и получение множества рядов выходных сигналов с энергией больше пороговой величины; добавление известного кода скремблирования к выходному сигналу и восстановление помех от многолучевого распространения множества рядов с уровнем дискретизации; вычитание помех от многолучевого распространения, приходящих от другого пользователя, из цифрового сигнала NSk(m), полученного на стадии В, совмещение сигнала главного луча и сигнала многолучевого распространения k-го канала с совпадением фазы и получение величины дискретизации k-го канала после подавления помех; дескремблирование, сжатие распределенного спектра и демодуляцию величины дискретизации k-го канала, где k является любым положительным целым числом.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный поиск на этапе С выполняют только внутри одного символа, при этом время поиска должно быть равно числу выборок, внутри каждого чипа с умножением на коэффициент распределения спектра минус 1.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный этап D дополнительно содержит вычитание цифрового сигнала помех, приходящего из терминала других пользователей, из цифрового сигнала NSk(m), полученного на стадии В, для подавления сигнала помех от многолучевого распространения, приходящего от терминала других пользователей.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный этап D выполняют на уровне дискретизации и рассматриваемые сигналы преобразуют в сигналы уровня дискретизации.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный этап Е дополнительно содержит получение величины каждого чипа с помощью подавления величины дискретизации сигнала помех главного луча и многолучевого распространения, приходящих от других пользователей; после дескремблирования и сжатия распределенного спектра с помощью k-го кода распределенного спектра, совмещение сигнала главного луча и сигнала многолучевого распространения, приходящих из работающего терминала пользователя, с совпадением фазы, затем получение выходного сигнала после подавления помех; после демодуляции получение результата после подавления помех.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что на указанных этапах А, В, С, D и Е подавляют помехи для всех каналов, отношение сигнал/шум которых меньше пороговой величины.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанные этапы А, В, С, D и Е используют для подавления помех в базовой станции мобильной связи.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанные этапы А, В, С, D и Е используют для подавления помех в терминале пользователя.