200841657 九、發明說明： •:： · · · 【發攝所履之技術領域】 *--；：·-：· 」杳释明係亂於直接序列展頻通信系統，尤其係:關.於分 碼多董歲象（CDMA ’ code division multiple acee盧3办接 收器。 【先前技術】 乂 - .… ： * ⑩ 各種不同類型的無線通信系統採用不同的架構以盡可
能同時支援更多的使用者。分碼多重擷取（CDMA，code division multiple access)就是其中一種架構。CDMA 係用於展頻通信系統中，使多個使用者同時共用相同的頻 段。在CDMA系統中，使用寬頻展頻信號將一窄頻信號轉 換為一旯頻彳§號傳輸。直接序列展頻(DSSS，direct sequence spread spectrum)系統使用一寬頻偽噪(pn，pseudo noise)序 列將一窄頻資料信號轉換為一寬頻信號。 鲁 k 號對干擾比（SIR ’ signal to interference ratio )估計 對CDMA接收器來說是一個很重要的技術。在CDMA接 收裔中’许多元件利用SIR估計結果作為比較臨界值或一 解碼參數，例如多重路徑搜尋器（Multi-Path Searcher)、單 元搜哥裔（Cell Searcher)、渴輪解碼器（Turbo decoder)或 功率控制（Power controller)。尤其在功率控制，SIR估計錯 誤係緊密的關係於功率控制錯誤，並因而直接關係到服務 能力（service capacity)。更精確的SIR估計可以增進系統效 能，且其有賴於更精確的干擾估計。 6 200841657 干擾估計係估計接收信號中存在的干擾能量。該干擾 可能包含傳輸通道中的加成性:白高斯雜訊（AWGN ’ additive white Gaussian noise)、:;减自相同通道信號的干 擾、來自多重路徑的干擾、來自:非_想解調程序的干擾， 以及/或任何型式的干擾。丄千:壤_奸:方法首先重建接收 機接收信號中純信號的部分，將接收信號減去重建的純信 號部分就可得到所要的干擾部分功率。然而，這種方法高; 度地依賴夠精確的通道估計以重建可信賴的純信號部分。 然而重建可信賴的純信號部分在快速衰減通道中是很難 的，因為通道估計演算法無法良好地追蹤快速改變的通道 效應。 因此，出現了另一種方法，其利用CDMA系統中展頻 碼的正交性。既然CDMA系統利用正交碼區別不同的通道 或使用者，故一定存在尚未使用的正交碼’此方法利用一 尚未使用的碼對接收信號展頻以消去純信號部分。例如’ 我們假設由共同導引通道（common pilot channel)完成干 擾估計並有傳送分集（transmit diversity )。在傳送分集模 式下的WCDMA系統中，由2個天線正交地傳送的共同導 引符元，如示於第1圖。我們可以使用與各天線均正交的 另一圖樣（pattern )，藉由以該另一圖樣對接收符元解圖 樣（de-patterning)以除去該純信號’如示於第2圖。在第 2圖中，圖樣21係由第1天線所傳送的圖樣，圖樣22係 由第2天線所傳送的圖樣，而圖樣23係用於對接收符—^ 圖樣的圖樣。假設該圖樣21與圖樣22係在穩定通道（μ . 200841657 〇1^111^1)中傳送，/^1，()〜/^1，9為圖樣21中第0個時槽中每 個符元的通道響應.，.而L2，G〜^2,9為圖樣22中第0値時槽3卩:::愚 中每個符樣威_、道響應，而好副，//响 =丑加2，1 %·二扣以复第1天線解圖樣輸出平均為0’而第去 天線解圖^輸:出#_為义武_/5。因該技術不需通道估讀更 結果，談方法大致止在快速衰落通道上更為強健。雖然此:;^:二 法在高速環境下運作良好，其在都卜勒頻率高時仍造成不 小的干擾功率估計偏移，如示於第3圖。在第3圖中，假 設該圖樣21與圖樣22係在快速衰落通道（fast-fading channel)中傳送，、凡_〜丑_，9為第1天線中因衰落而造 成各符元的通道偏移（channel shift)的通道響應，而Afi,,i2、 〜好_，9為第2天線中因衰落而造成各符元的通道偏移與 通道響應。第1天線解圖樣輸出平均為/.U2，而第2天 線解圖樣輸出平均為，(2丑_2，。+ 9Δ_2)/10。 因此，在高速環境中為求更精確的干擾估計需要新的 方法與裝置。 【發明内容】 本發明為估計一接收信號的干擾提供干擾估計電路與 方法。 根據本發明之一態樣，一用以估計一接收信號干擾的 干擾估計電路包含一信號產生器、一第一符元擷取器、一 第一混波器。該信號產生器產生與該接收信號的複數個導 引信號的部分符元正交的一正交信號。該第一符元擷取器 200841657 擷取解碼自該接收信號的一第一解碼信號的部分符元，並 〕瀚出一第一擷取信號，其中該第一解碼信號含索談複數個 導引信號其中之一。該第一擷取信號係實質上座交於譎正 :¾信號。該第:一混波器，耦接至該信號產生器议接收該玉 Μ信:號，…耦接至該.符元擷取器以接收該第一擷_银號，.輸 也、該正交信號與該第一擷取信號之一第广混波信麓作為子 擾估計用。 該干優估計電路更包含一解碼器、一第二符元擷取器 與一第二混波器。:該解碼器將接收信號分成該第一解碼狺 號與一第二解碼信號。該第二符元擷取器擷取該第二解碼 信號的部分符元並輸出一第二擷取信號，其中該第二解碼 信號含有該複數個導引信號其中之一。該第二擷取信號係 實質上正交於該正交信號。該第二混波器耦接至該信號產 生器以接收該正交信號，耦接至該第二符元擷取器以接收 該第二擷取信號，輸出該正交信號與該第二擷取信號之一 第二混波信號作為干擾估計用。 根據本發明之另一態樣，一用以估計一接收信號干擾 的干擾估計電路包含一信號產生器、一第一符元擷取器、 一第一混波器。該信號產生器產生實質上與該接收信號的 複數個導引信號正交的一正交信號。該第一混波器，耦接 至該信號產生器以接收該正交信號，其中該第一混波器更 設置成接收解碼自該接收信號的一第一解碼信號，並輸出 該正交信號與該第一解碼信號的一第一混波信號。該第一 解碼信號含有該複數個導引信號其中之一。該第一符元擷 200841657 取器，耦接至該第一混波器以接收該第一混波信號，根據 該第一解碼信號與該正交信德的正交性擷取該第一混波信 號的部分符元，並輸出^^第_赫取(信號作為干擾估計 該干擾估計電路更电含^解:碼器 > 一第二符元擷取器 與一第二混波器。該解丨碼器雜該:接收信號分成該第r解碼 信號與一第二解碼信猇。該第·己混波器，耦接至該信號產 生器以接收該正交信號，耦接至該解碼器以接收該第二擷 取信號，並輸出談正交信號與該第二擷取信號之一第二混 波信號。％第二符元擷取器，根據該第二解碼信號與該疋 交信號的正交性擷取該第二混波信號的部分符元，並輸出 一第二擷取信號作為干擾估計。 根據本發明之另一態樣，一千擾估計方法包含下列步 驟。步驟將接收信號分成一第一解碼信號與一第二解碼信 號。步驟產生與該接收信號的複數個導引信號的部分符元 正交的一正交信號。步驟擷取第一與第二擷取信號，含有 該第一與第二解碼信號的部分符元，該第一與第二揭取信 號係實質上正交於該正交信號。步驟輸出該正交信號與擷 取信號之混波信號作為干擾估計用。 根據本發明之另一態樣，一干擾估計方法包含下列步 驟。步驟將接收信號分成一第一解碼信號與一第二解碼信 號。步驟產生與該接收信號的複數個導引信號正交的一正 交信號。步驟輸出該正交信號與該第一解碼信號的一第一 混波信號以及輸出該正交信號與該第二解碼信號的一第二 混波信號。步驟根據該解碼信號與該正交信號的正交性擷 10 200841657 取混波信號的部分符元，並輸出擷取信號作為干擾估計 ” v τ· 貫碑方式】
：： '： V,· ' ； ；· .. . ·. . . . . . . ' · · ·.: 第4圖係根據本發明一實施例之一干擾估計電路的方 塊圖。在第4:圖中，一干擾估計電路400含有一信號產生 to 410 弟一付元掘取器420、一第一混波器430 ? Jt 接至該信號產生器410的輸出與該符元擷取器420的輪 出、一積分電路440耦接至該第一混波器430、與一平方/ 平均電路450耦接至該積分電路440。該信號產生器41〇 產生一正交信號正交於複數個導引信號的部分符元。該複 數個導弓丨信號包含某種控制信號或接收機已知的一組圖 樣。有許多種習知方法選擇符元與正交於所選擇的導引信 鲁 4刀付元的k號。在本發明的各實施例中’該信號產生 為二10可利用任何已知的方法產生這樣的正交信號。該第 付70擷取器420擷取一接收信號R的部分符元，其中該 接收，號R含有導引信號。該第一符元擷取器42〇包含— 二。1砧以接收该接收信號R，一輸出節點以輸出一梅取 L唬。。右忽略該擷取信號中所存在無法預測的干擾，該擷 =#u係實f上正交於該錢產生器4iQ所產生的該正交 應#注意到，本發_用—純信號與該正交信號間 在盔、乂〖生以消去該純信號，故即使在該該擷取信號中所存 預測的干擾大於存在於該擷取信號中的純信號這樣 200841657 的情況下，本發明依然可靠。第一混波器430輸出該正交 J二信號與該擷取信號的一混波信號。理論上、，自該第一混波 …..器，430輸出的該混波信號不含純信號，只有干擾與雜m。 · ·後續的積分電路440與該平方平均電路45ί)對該混波信號 ，進行處理作為干擾估計用。 \ 對於前述示於第4圖中的實施例運作更詳細的敘述係 示於第5圖。在第5圖，該傳送信號51係在一具有通道響 ；： , -·；·； · ； ； , ； .二.· ' ： .. 應Η與通道偏移Α的衰落通道中傳送。在衰落通道效應之 W 後，該接收信號52的每個符元具有不同的干擾。所擷取的 信號53係由該符元擷取器420自該接收信號52擷取。一 般來說，傳送信號在一碼框内含有複數個時槽，而一時槽 中含有複數個符元。因此，被選擇的部分導引信號，其可 含有Μ個時槽，而每一時槽可各含有N個符元，係實質上 正交於該接收機所產生的一正交信號。Ν與Μ均為正整 數，例如在一實施例中，一時槽之中間符元係用來表示在 0 此時槽中位於中間的8個符元。由該信號產生器410所產 生的該正交信號54係正交於該傳送信號中複數個導引信 號的一些被選擇的部分符元，例如（A，-A，A，-Α)。應 注意到該圖樣選擇並非唯一。例如，（A，A，-A，-A)係 另一選擇。該字母”A”或”-A”，代表各信號中的一符元。符 元階層的信號解碼僅為解釋說明之用。上述的程序也可在 碎碼（chip )階層或其他階層執行。該擷取信號53與該正 交信號54係傳送至該第一混波器430，而接著該混波信號 55係由該積分電路440與該平方平均電路450處理作為干 12 200841657 擾估計用。 第6圖顯示根攄本發明:另一實施例之一干擾估計電路 600之方塊圖。在第.6圖::：中+—千擾估計電路600包含一 解碼器602，一信號產生、器#10八一第一符元擷取器620, 一第二符元擷取器622，一第一混波器630，一第二混波器 632，積分電路6祕、642與平方/平均電路650、652。在一 實際的通訊系統中，例如，在CDMA系統中，通常使用傳 送分集技術以減低衰落效應。該解碼器602分別利用與各 傳送天線相應的正交圖樣將該楱收信號R分成一第一解碼 信號與一第二解碼信號。該信號產生器610產生一正交於 複數傭導引信號部分符元的一正交信號。該複數個導引信 號係控制信號或為接收機已知的一組圖樣。有許多種習知 方法選擇符元與正交於所選擇的導引信號部分符元的信 號。在本發明的各實施例中，該信號產生器610可利用任 何已知的方法產生這樣的正交信號。 該第一符元擷取器620與該第二符元擷取器622分別 擷取該第一解碼信號與該第二解碼信號的部分符元。假設 該接收信號R含有至少兩組互相正交的導引信號，該第一 解碼信號含有一導引信號，而該第二解碼信號含有另一導 引信號。該第一符元擷取器620與該第二符元擷取器622 各具有一輸入端以接收該接收信號R、一輸出端以分別輸 出一第一擷取信號與一第二擷取信號。該第一混波器630 輸出該正交信號與該第一擷取信號的一第一混波信號。該 第二混波器632輸出該正交信號與該第二擷取信號的一第 13 200841657 二混波信號。隨後的該積分電路640與該平方平均電路650 處理議第二混波信號作為干擾估計用。隨後的該積赛眞路 :㉚2輿:談平方平均電路652處理該第二混波信號:作屬參擾 .佑.愈瑜·(，A . y ΐ... 。 二：:對於前述示f於第6圖中的實施例運作更詳鈿的敘谜係 .亦於:爲7:眞。在第7霄，該傳送信號71係在一具有通填響 應Hr與通道偏移的衰落通道中傳送，而傳送信號,72係 在一具有通道響應H2與通道偏移Δ2的衰落通道中傳送。 在解碼與衰落通道效應之後，該第一與第二解碼信號73、 74的每個符元具有不同程度的干擾。該第一與第二擷取信 號75、76分別係由該第一與第二符元擷取器620、622所 擷取。由該信號產生器610所產生的該正交信號77係正交 於該第一與第二傳送信號中附設個導引信號中的所選的部 分符元，例如（A，-A，A，-Α)。應注意到該圖樣選擇並 非唯一。例如，（A，A，-A，-A)係另一選擇。該字母” A” 或”-A”，代表各信號中的一符元。符元階層的信號解碼僅 為解釋說明之用。上述的程序可在碎碼（chip)階層或其 他階層執行。 該第一與第二擷取信號75、76與該正交信號77係分 別傳送至該第一與第二混波器620、622，而接著該第一與 第二混波信號78、79分別係由該第一與第二積分電路 640、642與該第一與第二平方平均電路650、652處理作 為干擾估計用。 一擷取信號係由一符元擷取器所擷取一信號之部分符 14 200841657 元，而有許多種方法從該信號選擇部分符元。一般來說， 一傳送信號在一碼框内含有複數_Ιΐ_槽”而一時槽中含有 複數個符元。因此，被選擇的都分讓信號，含有Μ個時 槽:，每一時槽中含有Ν個符元，，係:着:質上正,,交於該接收機 所產生的一正交信號。Ν與Μ均'為赞整數，例如裉據本發， 明之實施例可選擇該Μ個時槽的申Μ個符元或該Μ個 時槽的頭Ν個符元。此外，連續地跨越碼框邊界.（例如第 8圖中，時槽14-時槽0)，或時槽邊界（例如第8圖中， 符元9-符元0)的信號圖樣可能會跟選自同時槽中的那些 圖樣有所不同，因此，在所選的Μ時槽跨越該碼框邊界或 該時槽邊界時需要特殊的處理程序。為了避免該碼框邊界 的問題，Μ的值可為一碼框中時槽數目的因數。 在實際上，依照某種通訊規範，特定的通訊系統存有 較佳的方法。例如，在存有俸送分集的CDMA通訊系統 中，一種選擇傳送自CDMA共用導引通道（common pilot channel)的信號部分符元的方法係選擇每個時槽的頭4個 符元。依照3GPPWCDMA規範的實施例，每個符元由512 個碎碼組成。如示於第8圖，一第一與第二傳送信號81、 82係分別由天線1、2所傳送。在解碼與個別的衰落通道 效應後，一第一與第二解碼信號83、84的各符元有不同的 干擾。此外，一第一與第二擷取信號85、86係基於前述的 選擇方式所擷取。 第9圖顯示根據本發明另一實施例之一干擾估計電路 900之方塊圖。在第9圖中，一干擾估計電路900包含一 15 200841657 解碼器902，一信號產生器910，一第一符元擷取器920， 一第二符元擷:取猶於2，一第一混波器930, 一第二混波器d 932，積分電赛94DV:942與平方/平均電路950、952。在; 實際的通訊::系統例如:，…在CDMA.系統中，通常使用#浪 送分集技術_減拠滾落效應。該解碼器902分別利用與各理 傳送天線相應的露交圖樣將該接敗信號R分嘁一第一解碼第1 信號與一第二解碼信號。該信號產生器910產生一實質上 正交於複數個導引信號的一正交信號。該正交信號係正交… 於該導引信號中的某部分位元，例如80%的位元。談複數 個導引信號係控制信號或接收機已知的一組圖樣。有許多 種習知方法選擇符元與正交於所選擇的導引信號部分符元 的信號。在本發明的各實施例中，該信號產生器910可利 用任何已知的方法產生這樣的正交信號。 該第一解碼信號含有其中之一種導引信號，而該第二 解碼信號含有的另一種導引信號。談第一混波器930輸出 該正交信號與該第一解碼信號的一第一混波信號。該第二 混波器932輸出該正交信號與該第二解碼信號的一第二混 波信號。該第一與第二符元擷取器920、922分別根據該第 一與第二解碼信號與該正交信號的正交性擷取該第一與第 二混波信號的部分符元。隨後的該積分電路940與該平方 平均電路950處理該第一擷取信號作為干擾估計用。隨後 的該積分電路942與該平方平均電路952處理該第二擷取 信號作為干擾估計用。 對於前述示於第9圖中的實施例運作更詳細的敘述係 16 200841657 示於第10圖。例如，在存有傳送分集的CDMA通訊系統 我 Λ 齡，:天線1、2透過共同導引通道分別傳送一第π.與涕二傳 务、遂傺號101、1Q2。在解碼與個別的衰落通道效感後麗1第 ί ΐ ★與第二解碼信號103、104具有不同程_ 兄:::::產邊器.9:1.0產生一正交信號105。該第/ , ;93Q、:::932分別:對讓正交信號.105與一第π解碼:倌 以及該正交信號105與一第二解碼信號104混波，並输出 一第“與第二混波信號106與107。依照3GPP WCDMA Β 規範的實施例，每個符元由542個碎碼組成。該第一與# 二符元擷取器920、922分別根據該第一與第二解碼信號 103、104與該正交信號的正交性，分別從該第一與第二混 波信號106、107擷取每個時槽頭4個符元，並分別輸出一 第一與第二擷取信號108、109。另一種擷取部分符元的方 法係選擇該信號個時槽中瑕個符元，例如一碼框中頭3個 時槽的頭14個符元。 _ 第11圖係一流程圖顯示根據本發明另一實施例之一 干擾估計方法1100。為了估計傳送自傳送分集天線的一接 收信號的干擾，步驟1110將接收信號分成一第一解碼信號 與一第二解碼信號。步驟1120產生一正交信號與該接收信 號的複數個導引信號的部分符元正交。步驟1130擷取第一 與第二擷取信號，含有該第一與第二解碼信號的部分符 元，該第一與第二擷取信號係實質上正交於該正交信號。 步驟1140輸出該正交信號與擷取信號之混波信號作為干 擾估計用。 17 200841657 第12圖係一流程圖顯示根據本發明另一實施例之一 干擾估計方法1200。為:了姑+詩傳送自傳送分集天線的一接 收信號的干擾，步驟12齡〗將携舰:信號分成一第一解碼信號 與一第二解碼信號。步驟:122 〇魏一正交信號與該接收信 號的複數個導引信號正遗。步驟i 12篆0輸出該正交信號與該 第一解碼信號的一第一混波嗜:號赚及輸出該正交信號與該 第二解碼信號的一第二混波信號。步驟12 4 0根據該解碼信 號與該正交信號的正交性擷取混波信號的部分符元，並輸 出擷取信號作為干擾估計。 在方法1100與1200中，該接收信號含有至少一碼框， 每一碼框内含有複數個時槽，而每一時槽中含有複數個符 元。該擷取信號係擷取自各接收信號實質上正交於正交信 號的Μ時槽中的N符元，其中N與Μ均為正整數。該符 元可以擷取自以下組合之一：每個碼框中頭Μ個時槽的頭 Ν個符元、每個碼框中頭Μ個時槽的中間Ν個符元或每個 碼框中頭Μ個時槽的後Ν個符元。 雖然本發明在此以一個或更多個特定的範例作為實施 例闡明及描述，不過不應將本發明侷限於所示之細節，然 而仍可在不背離本發明的精神下且在申請專利範圍均等之 領域與範圍内實現許多不同的修改與結構上的改變。因 此，最好將所附上的申請專利範圍廣泛地且以符合本發明 領域之方法解釋，在隨後的申請專利範圍前提出此聲明。 【圖式簡單說明】 第1圖2個天線正交地傳送的共同導引符元。 18 200841657 用〆、口天線均正交的另一圖樣，# 一圖樣對接:收翁分妒 水错由 卞付瓜解圖杈以除去該純信號。 斜.__本發明__之一干二2叶偏_等 塊圖丨u 夂叶電路的軟方4 1 ^' · ” >·%-- ； ·. .. -v、，·」 ." -- - ..， M： s ^ 7 ί 第6圖題千妞械士 a n 又坪細的:敘逑‘ 600之方塊圖。： 心估Φ電路丨 符元 第7圖對於示於第6圖中的實施例運作 弟8圖顯示自—第—與第二信號選擇每時槽的 的敘述… 頭4個 900之方塊圖 第9圖顯示根據本發明另—實施例之—干擾估計電路 述 第1〇圖對於示於第10圖中的實施例運作更詳 細的敘 • 第11圖係一流程圖顯示根據本發明另—银 干擾估計方法。 只鈿例之一 # ϋ圖係一流程圖顯示根據本發明另-實施例之-干擾估計方法。 【主要元件符號說明】 2i〜TX天線i圖樣、22〜τχ天線2圖樣、解 圖:衰圖二：400〜干擾估計電路、410〜信號產生器、42〇 〜弟-符元擷取器、43G〜第-混波器、糊〜―積分電路、 450〜平辦均電路。51〜傳送信號、52〜接收信號、53 19 200841657 〜所擷取的信號、54〜正交信號、55〜混波信號。600〜干 孤 ，::擾估計電路、602〜解碼器、610〜信號產;生器620〜第一 々准符元擷取器、622〜第二符元擷取翁I 。霞#C: :r:632〜第二混波器、640、642〜積蔡電路4:65^ ;/平均電路。71、72〜傳送信號、73、74〜第一與第二解碼 〜：:信號、75、76〜第一與第二擷取信號;ΐ、彳 79〜第一與第二混波信號、8卜82〜第一與第二傳送信號、 83、84〜第一與第二解碼信號、85、86〜第一與第二擷取 _ 信號。900〜千擾估計電路、902〜解碼器、910〜信號產生 器、920〜第一符元擷取器、922〜第二符元擷取器、930 〜第一混波器、932〜第二混波器、940、942〜積分電路、 950、952〜平方/平均電路。101、102〜第一與第二傳送信 號、103、104〜第一與第二解碼信號、105〜正交信號、106、 107〜第一與第二混波信號、108、109〜第一與第二擷取信 號。1100〜本發明另一實施例之一干擾估計方法、1110〜 0 將接收信號分成一第一解碼信號與一第二解碼信號、1120 〜產生一正交信號與該接收信號的複數個導引信號的部分 符元正交、1130〜擷取第一與第二擷取信號，含有該第一 與第二解碼信號的部分符元，該第一與第二擷取信號係實 質上正交於該正交信號、1140〜輸出該正交信號與擷取信 號之混波信號作為干擾估計用。1200〜本發明另一實施例 之一干擾估計方法、1210〜將接收信號分成一第一解碼信 號與一第二解碼信號、1220〜產生一正交信號與該接收信 號的複數個導引信號正交、1230〜輸出該正交信號與該第 20 200841657 « ^ 一解碼信號的一第一混波信號以及輸出該正交信號與該第 二解碼信號的一第二滿波/it號、1240〜根據該解碼信號與 該正交信號的正交性撒取'混,波信褫的部分符元，並輸出擷 取信號作為干擾锻對^> 二
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