專利名稱：分集接收機及其控制方法
技術領域：
本發明涉及用于實現分集接收根據直接序列CDMA(碼分多址聯接)方案來發送的數據信號的分集接收機及其控制方法。
本發明特別適用于使用擴頻技術的碼分多址聯接(CDMA)方案中的接收，尤其適用于使用蜂窩結構的移動通信領域。
更準確地說，本發明適用于分集接收技術領域，分集接收技術對輸入到設置在基站處的多個分集接收機天線上的接收信號進行反擴頻(despread)，用適當的加權系數乘以反擴頻的信號，并對最終結果進行組合。本發明特別涉及基站的分集接收機和基站區域中的移動臺之間同步的建立，并涉及設置加權系數的初始值的程序。
DC-CDMA是一種使用多用戶共享的單個頻帶進行通信的方案，且采用擴頻碼來標識個體用戶。此處，象Gold碼這樣的正交碼用作用戶的擴頻碼。
在接收機中的反擴頻處理中，通過一個平均處理增益(PG)因數來降低來自其它用戶的干擾信號功率。在移動通信環境中(尤其是在反向鏈路異步環境下)，用戶的接收信號會因獨立衰落、短期波動和距離波動而經受瞬時波動。相應地，為滿足用戶預期的接收質量，有必要實施發送功率控制來保持基站的接收機的輸入處的SIR的恒定，SIR定義成各用戶的接收信號功率對來自其它同時用戶的干擾信號功率的比率。
但是，即使發送功率控制很理想，并因此將接收機輸入處的SIR保持恒定而無故障，在移動通信中的多徑環境下，擴頻碼也決不會完全正交，且由于具有被每個用戶的處理增益因數降低的平均功率的互相關性(cross-correlation)，干擾也是不可避免的。
因此，干擾信號功率隨同一頻帶中同時用戶的數目而增加。因此，以每小區同時用戶的數目為單位的容量由接收質量來確定，而接收質量又由所要求的系統質量來確定。為增加以同時用戶數目為單位的容量，必須降低因其它用戶產生的互相關性。
干擾消除技術被推薦為降低來自其它用戶的互相關性的方法之一。對干擾消除技術有如下了解1、不僅解調預期信道的有用信號、而且也解調在接收機輸入處使用其它用戶的擴頻碼信息而接收到的其它同時用戶的信號的多用戶檢波器；2、僅使用預期信道的擴頻碼使平均互相關性和來自其它同時用戶的噪聲分量達最小的單用戶檢波器。其中，第二項的單用戶檢波器校正擴頻復制碼，使得在反擴頻有用用戶信號的過程中產生的來自其它用戶的互相關性通過接收機中的正交濾波器而降低。


圖1所示的自適應分集技術被認為是另一種降低來自其它用戶的互相關性而增加以同時用戶數目為單位的容量的技術。在圖1中，參考編號101A-101D各代表一個天線，102A-102D各代表一個RF級，103A-103D各代表一個A/D轉換器，104A-104B各代表一個加權系數乘法器，105代表一個加法器，106代表一個解調器，107代表一個恢復數據輸出終端，108代表一個加權系數控制器，110代表一個基準信號。
圖1所示的常規示例通過給天線101A-101D的輸入信號加上適當的加權(WA-WD)，然后對它們進行組合來降低來自其它用戶的干擾功率。
知道有這樣一種方法作為DS-CDMA方案中的另一種自適應分集技術在其中，輸入到天線的接收信號在被要組合的適當加權系數相乘之前被反擴頻。
在這種情況下，要相乘的加權系數被連續更新以使接收到的SIR變為最大。這種更新使得加權系數最終匯聚在這樣一個值上它將增加來自移動臺的入射電波方向上的增益，而降低輸入干擾電波方向上的增益。
這等效于通過控制加權系數的值來給天線提供自適應的方向性。
但是，這種自適應的控制是在反擴頻信號上實施的。相應地，必需在啟動基站處的自適應控制之前建立擴頻碼同步。
此外，加權系數匯聚在使接收到的SIR為最大的值上所需的時間周期根據設置成要被反擴頻信號相乘的加權系數的初始值的值而改變。
而且，常規技術沒有清楚地揭示從建立基于從移動臺發送的信號的擴頻碼同步到設置加權系數的初始值的程序，該程序由在反擴頻后執行信號的自適應分集接收的基站實施。
圖1所示的常規自適應分集技術包括乘法器104A-104D和用于用加權系數乘以各支路的信號并對最終結果求和的加法器105。解調器106在加法之后解調信號。
控制這些加權系數WA-WD，以使加法器105處求和信號的SIR變為最大。但是，在此之前尚無研究報告清楚地揭示一種產生一個參考信號用于控制加權系數的方法，或一種實現那些的方法。
鑒于這點，本發明的第一個目的是提供一種能夠通過執行各支路加權系數的反饋控制使理想信號功率對干擾功率的比率(SIR)變為最大而改善接收質量并增加以小區中同時用戶的數目為單位的容量的分集接收機。
本發明的第二個目的是提供一種用加權系數乘以反擴頻信號并組合最終結果的自適應分集接收機的控制方法。該目的尤其在于建立擴頻碼同步并設置適當的加權系數控制的初始值。
根據本發明的第一個方面，分集接收機在接收一個按直接序列CDMA方案發送的數據信號時，采用對各支路反擴頻多個衰落的接收電波的相關器和用加權系數乘以從相關器輸出的反擴頻信號的多個乘法器，分集接收機包括恢復數據信號的判決裝置；和將根據判決裝置的輸出信號和輸入信號而獲得的判決差錯信息用作控制加權系數的反饋信息的加權系數計算裝置。
根據本發明的第二個方面，分集接收機執行按直接序列CDMA方案發送的數據信號的分集接收，分集接收機包括對各支路反擴頻多個衰落的接收電波的相關器；用加權系數乘以從相關器輸出的反擴頻信號的多個乘法器；一個對從多個乘法器輸出的加權信號求和的加法器；給從加法器輸出的信號補償衰落的接收電波的相位波動的相位補償裝置；從一個從相位補償裝置輸出的補償信號中恢復數據信號的判決裝置；計算與恢復數據信號和補償信號之差相應的誤差向量分量的減法裝置；和根據衰落的接收信號的相位波動及誤差向量分量來產生加權系數的加權系數發生裝置。
在分集接收機中，其中相關器可以各安排在提供給各支路的RF信號處理器之后，并在符號信息速率上使用擴頻信號序列復制品來進行相關性檢測。
根據本發明的第三個方面，分集接收機對于L個多徑包括L組相關器、乘法器、加法器、相位補償裝置和加權系數發生裝置，并且還包括組合從對應于各路徑的相位補償裝置輸出的相位補償信號的RAKE組合裝置；通過判決RAKE組合裝置的輸出來恢復輸入數據信號的判決裝置；從判決裝置的輸入信號和輸出信號中或從與各通路相關的RAKE組合裝置的輸入信號和判決裝置的輸出信號中計算誤差向量分量的誤差向量計算裝置；和為加權系數發生裝置提供反饋判決信息用于從誤差向量分量和各路徑的接收相位分量中計算加權系數的反饋信號計算裝置。
這里，分集接收機還可包括M組天線和RF級，其中權利要求4中的分集接收機共同安排在RF級之后。
根據本發明的第四個方面，分集接收機使用通過使用速率高于信息速率的擴頻碼來將窄帶信號擴展成寬帶信號而實現多址傳輸的直接序列CDMA方案來實現與移動臺的移動通信，分集接收機包括接收從移動臺發送的直接序列擴頻信號的多個接收天線，這些接收天線設置成定向狀態；實現對應于多個接收天線中的每個天線的輸入信號的反擴頻的擴頻碼同步建立的擴頻碼同步建立裝置；用通過擴頻碼同步建立裝置的反擴頻而獲得的信號來乘以加權系數的加權系數乘法裝置；在加權系數乘法裝置的乘法之后組合信號的信號組合裝置；和控制加權系數以使接收的SIR變為最大的自適應分集接收控制裝置。
這里分集接收機還可包括從由自適應分集接收控制裝置獲得并使接收的SIR最大的加權系數中產生前向鏈路傳輸加權系數的裝置，前向鏈路傳輸加權系數在實現從分集接收機到移動臺到傳輸時使用；和使用從移動臺發送給分集接收機的反向鏈路控制信號來校正前向鏈路傳輸加權系數的裝置。
根據本發明的第五個方面，分集接收機控制方法使用通過使用速率高于信息速率的擴頻碼來將窄帶信號擴展成寬帶信號而實現多址傳輸的直接序列CDMA方案來實現移動臺和分集接收機之間的移動通信，分集接收機控制方法包括以下步驟用多個接收天線接收從移動臺發送的直接序列擴頻信號，接收天線設置成定向狀態；建立與多個接收天線中的每個天線的輸入信號的反擴頻相對應的擴頻碼同步；用通過建立擴頻碼同步步驟的反擴頻而獲得的信號來乘以加權系數；在與加權系數乘法步驟的乘法之后組合信號；和通過控制加權系數使接收的SIR成為最大來控制自適應分集接收。
在分集接收機控制方法中，其中用多外接收天線接收的步驟可包括用設置成非定向狀態的天線接收從移動臺發送的直接序列擴頻信號的步驟；且控制自適應分集接收的步驟包括將加權系數的初始值設置成與非定向狀態相對應的值的步驟。
在分集接收機控制方法中，其中用多個接收天線接收的步驟可包括用設置成非定向狀態的天線接收從移動臺發送的直接序列擴頻信號的步驟；且控制自適應分集接收的步驟包括將加權系數的初始值設置成在分集接收機將其增益轉向一個方向時獲得的值的步驟。
在分集接收機控制方法中，其中用多個接收天線接收的步驟可包括用設置成這樣一種狀態的天線接收從移動臺發送的直接序列擴頻信號的步驟分集接收機具有在一個方向上有預定角度范圍的方向性，并通過在建立擴頻碼同步之后在以預定間隔旋轉天線的方向性時一次或多次測量接收SIR來設置提供最大接收SIR的方向性；且控制自適應分集接收的步驟包括將加權系數的初始值設置成在分集接收機將其增益轉向提供最大接收SIR的方向時獲得的值。
這里，分集接收機控制方法還可包括以下步驟從控制自適應分集接收的步驟中獲得的、并使接收SIR達最大的加權系數中產生前向鏈路傳輸加權系數，前向鏈路傳輸加權系數在實現從分集接收機向移動臺的傳輸時使用；和使用從移動臺向分集接收機發送的反向鏈路控制信號校正前向鏈路傳輸加權系數。
圖1是表示常規自適應分集技術結構的框圖；圖2是表示根據本發明的自適應分集系統的第一實施例的框圖；圖3是說明適用于根據本發明的自適用分集系統的幀結構的簡圖；圖4是說明根據本發明的實施例中的相位誤差補償方法的簡圖；圖5是表示根據本發明的第二實施例的框圖；圖6是表示根據本發明的第三實施例的框圖；圖7是說明在根據本發明的第四實施例中建立擴頻碼同步的程序和加權系數的自適應控制的簡圖；圖8是說明在根據本發明的第四實施例中建立擴頻碼同步的程序和加權系數的自適應控制的簡圖9是表示根據本發明的自適應分集系統的第五實施例的框圖；圖10是說明在根據本發明的第五實施例中建立擴頻碼同步的程序和加權系數的自適應控制的簡圖。
實現本發明的最佳方式在以下將參照附圖作為本發明所適用的一個實施例來進行描述的示例中，我們假設它具有一種可運用絕對相干檢測的相干自適應分集結構。在這種結構中，抗衰落的相位波動補償是通過使用現有的導頻符號來估計相位波動而實現的。然后，控制加權系數使誤差向量變成最小(即接收SIR變成最大)，這里誤差向量定義成其因衰落而產生的相位波動得到補償的信號與通過判決而獲得的信號之差。
這樣，在根據本發明的分集接收機中，可通過使經判決反饋而獲得的誤差向量達最小而使各符號獲得最大的SIR。換句話說，可通過各分集支路的加權系數的自適應反饋控制來降低來自其它同時用戶的干擾功率的影響。于是，可增加在一個小區中以同時用戶數目為單位的容量。
更準確地說，根據本發明的實施例采用一種通過使用速率高于信息速率的擴頻碼來將信息擴展成寬帶信號而實現多址傳輸的CDMA(碼分多址聯接)方案。發送端通過將一個現有的導頻信號以幾個符號的間隔周期性地插入一個信息數據信號中而形成一個幀，并使用擴頻碼以與信息符號周期相同的周期來擴頻帶寬。
另一方面，接收N個多徑信號的接收機包括M個天線和RF接收電路，其中M等于或大于2；各用于使用與各天線相關的理想接收信號中的擴頻碼序列同步的擴頻碼序列復制品來獲得相關性的相關器；用于用一個復加權系數來乘以各相關器的輸出的M個加權系數乘法器；用于對加權系數乘法器的輸出求和的加法器；用于通過內插包含在來自加法器的輸出序列的幀內的現有模型的導頻信號的接收相位來估計各信息信號的接收相位誤差，從而補償接收相位誤差的相位誤差估計補償器；用于做出信號已經過相位誤差估計補償器的逐符號的相位誤差補償的判決的判決部分；用于產生相位誤差補償后的接收信號向量與判決后的信號向量之間的誤差向量的誤差向量發生器；用于用由相位誤差估計補償器估計的相位波動估算乘以由誤差向量發生器產生的誤差向量的相位波動估計乘法器；和用于獲得復加權系數以使乘法器的均方誤差變為最小的復加權系數控制器。
上述接收機的自適應分集塊包括L個用于要進行RAKE組合的多徑的相關器，其中L是多徑的數目；L個加權系數乘法器；L個加法器和L個相位誤差估計補償器。它還包括一個用于在用用作加權系數的估計復包絡乘以從L個相位誤差估計補償器輸出的信號之后對它們進行求和的RAKE組合器；一個用于對來自RAKE組合器的輸出信號做出判決的判決部分；一個用于產生誤差向量(即相位誤差補償后的接收信號向量與判決后的信號向量之差)的誤差向量發生器；一個用于用由相位誤差估計補償器估計的相位波動估算乘以由誤差向量發生器產生的誤差向量的相位波動估計乘法器；和用于獲得各支路的復加權系數以使乘法器的均方誤差變為最小的復加權系數控制器。
根據本發明所適用的實施例1、由使誤差向量達最小的反饋控制來判決用于各支路的加權系數；和2、在已經反擴頻的信息符號上實施加權處理。換句話說，它如同實施基帶處理。因此，其硬件結構比在要求以芯片速率處理的反擴頻級之前的級上進行加權的常規系統的結構要簡單得多。
現在將參照附圖對根據本發明的實施例進行更詳細的描述。
實施例1圖2示出了本發明所適用的一種分集接收機的實施例。在圖2中，參考編號201A-201C各代表一個天線，202代表一個RF級，203A-203C各代表一個匹配濾波器，204A-204C各代表一個加權系數乘法器，205代表一個加法器，206代表一個相位波動估計器，207代表一個相位波動補償器，208代表一個判決部分，209代表一個恢復數據輸出終端，210代表一個誤差向量發生器，ek代表一個誤差向量，211代表一個估計相位波動放大器，212代表一個加權系數控制器。此外，圖中*號表示一個共軛復處理。在說明過程中，為打字方便起見，我們將用普通型式代表向量信號而不使用黑體型式。
現在將描述圖2所示的分集接收機，假設它作為一個基站接收機使用。此外，假設基站的天線遠高于移動臺的天線。在這種情況下，小區中從移動臺輸入到基站的信號從能被基站接收的各種方向到達。從其它用戶接收的信號成為在預期信道上的有用接收信號的干擾信號。在DS-CDMA系統中，反擴頻處理中的用戶擴頻碼之間的相關性較小，且反擴展后其它用戶的信號功率平均降低一個處理增益因數。但是，殘留干擾功率將使接收質量降級，因為它隨著同時用戶數目的增加而增加。
從小區中的移動臺到基站天線的入射電波從各隨機的方向到達。相應地，可通過使用于預期信道的多個天線的組合增益達最大以及通過將干擾臺的接收方向設置在干擾信號的零點上來增加有用接收信號的信號對干擾功率的比率(SIR)。來自M個天線的接收信號(圖2僅示出了三個天線201A-201C)具有由天線間距、入射角度和載波頻率所決定的延時。當天線間距較小時，可如對每個天線一樣對因衰落傳輸路徑所引起的幅度波動和相位波動進行處理。
通過天線201A-201C獲得的輸入RF信號各由RF級202進行放大和頻率轉換，從而轉換成基帶信號。而后，基帶信號各由匹配濾波器203A-203C使用預期信道(特定信道)的擴頻碼復制品來進行反擴頻。反擴頻信號作為rA，rB和rC輸出，并由乘法器204A-204C用與各支路相關的復加權系數相乘。復加權系數在由乘法器204A-204C相乘之前經歷共軛復處理(用*號表示)。乘以加權系數的M個信號(在這種情況下，M＝3)由加法器205求和。
求和后的信號被送入相位波動估計器206，它對其接收相位進行估計，用于“絕對相干檢測”。它特別使用周期性地插入到發送幀中(其結構示例在圖3中說明)的已知模式的導頻符號PS來估計衰落接收電波的接收相位，并進而通過對信息符號兩側的導頻符號PS進行內插來估計因衰落而引起的各信息符號的接收相位波動，從而由相位波動補償器207(圖2中)來補償接收相位波動。
圖4說明了一個使用導頻符號對信息數據的相位誤差進行補償的方法。在圖4中，橫坐標I代表同相分量，而縱坐標Q代表正交分量。
其相位因衰落而波動的信號由判決部分208進行判決以恢復發送數據。例如，對于二進制PSK(BPSK)，做出是為+1或-1的判決。一般來講，當因較大的干擾功率而使SIR較小時，在相位波動補償信號向量與判決信號向量之間相位誤差增加。考慮到這點，代表相位誤差的誤差向量ek從誤差向量發生器(減法器)210輸出。然后，在以下將詳細描述的過程中對加權系數進行控制，使得誤差向量ek變為最小。
誤差向量ek是通過由估計相位波動乘法器211用從相位波動估計器206輸出的估計相位波動量乘以判決信號以及通過獲得其結果與相位波動補償前信號之差而產生的。加權系數控制器212使用誤差向量ek來控制加權系數，并使用乘法輸出信號來更新各符號的加權系數。至于更新算法，可使用LMS(最小均方準則)算法或RLS(遞歸最小平方)算法。可如下實施使用LMS算法的加權系數的更新(1)wk(m+1)＝wk(m)+μ·r(m)·ek*(m)其中，wk(m)是用戶k在時間系列m中的加權系數向量，r(m)是擴頻信號向量(匹配濾波器的輸出)，ek(m)是用戶k的誤差向量，μ是判決平均時間的固定值。
本發明所適用的分集接收機可使用任何類型的擴頻碼，與其類型無關，因為它在反擴頻之后實施對符號的加權系數控制。
實施例2圖5是一個具有用于多徑信號的RAKE函數(function)的實施例的結構框圖。圖5中的結構包括天線501A-501C；一個RF級502；一個A/D轉換器503；延時電路518A/518C；用于第一至第L個路徑信號的基帶處理器504-1-504-L，它們中的每個處理器包括匹配濾波器505A-505C，加權系數乘法器506A-506C，一個加法器507，一個電平調整器508，一個相位波動估計器509，一個相位波動補償器510，一個RAKE組合器511，一個判決部分512，一個恢復數據輸出513，一個誤差向量發生器515，一個估計相位波動乘法器516和一個加權系數控制器517。
如果接收天線的高度受周圍建筑的影響，則經多個路徑接收到來自移動臺的無線電波。為處理多徑信號，該實施例具有匹配濾波器505A-505C，加權系數乘法器506A-506C，加法器507，相位波動估計器509，相位波動補償器510，誤差向量發生器515，估計相位波動乘法器516和加權系數控制器517，每個用戶都需要有等于多個路徑數目的所有這些裝置。這里，以下處理與圖2所示的實施例相似(單路徑情況)由匹配濾波器反擴展；用復合加權系數乘以各支路信號，后隨對結果求和；使用幀中的導頻符號實現相位波動估計(見圖3)；和根據信息符號的位置實施相位波動補償。只是多徑信號有必要在與各路徑傳輸延時時間相對應的接收擴頻碼相位上進行反擴展，以實現RAKE組合。
各路徑的相位波動補償信號經歷RAKE組合器511的最大限度比率的組合，以便使用路徑的復包絡來實現功率加權。各用戶的RAKE組合信號被送入判決部分512，它對信號進行判決以恢復發送數據。
可通過估計相位波動乘法器516用從相位波動估計器509輸出的估計相位波動乘以從判決部分512輸出的判決數據以及通過獲得其結果與相位波動補償前的信號之差來獲得從誤差向量發生器515輸出并送入加權系數控制器517的誤差向量ek。
實施例3圖6是在本發明所適用的分集接收機用作基站接收機時整個接收機結構的框圖。由于本實施例采用基帶數字信號處理來實現各支路的加權控制，因此可如圖6所示那樣使用各支路的RF級(包括IF電路)602A-602C和A/D轉換器603A-603C。這樣，各支路的A/D轉換器輸出被輸入到基帶接收部分604-1-604-P，用于對各用戶實現加權控制、組合和解調。基帶接收部分604-1-604-P如圖5所示各對應于實施例2。
根據這種安排，有可能降低設備的尺寸和花費，因為分集接收可通過基帶數字信號處理來實現。
下面，將描述在移動臺出現在基站覆蓋區域內且基站建立起與從移動臺發送的直接序列信號之間的擴頻碼同步的情況下開始對基站中的加權系數進行自適應控制的過程。
實施例4圖2是在本實施例中基站中的分集接收機的結構框圖。基站中的分集接收機具有許多接收天線，通過為各天線準備的匹配濾波器建立擴頻碼同步，并對來自移動臺的信號進行反擴頻。分集接收可通過用適當的加權系數乘以與天線相關的擴頻信號以及通過用加法器組合其結果來實現。
本實施例采用可運用絕對相干檢測的相干自適應分集結構。更準確地說，本實施例包括一個用于估計因衰落而引起的相位波動的相位波動估計器和一個用于實現補償的相位波動補償器。相位波動估計器通過內插已知導頻符號的接收相位來估計信息信號的接收相位誤差。各支路的加權系數由加權系數控制器來確定。MMSE判決反饋控制是通過由估計相位波動乘法器211用從相位波動估計器206輸出的估計相位波動乘以從判決部分208輸出的判決信號以及通過使誤差向量達最小來實現的，誤差向量是結果信號與相位波動補償前信號之差。結果，接收信號的SIR匯聚在一個使SIR達最大的值上。
圖7和圖8說明了實現自適應分集接收的過程，其中本實施例的基站701建立起基于從移動臺702發送的信號的擴頻碼同步，并設置加權系數的初始值。
如圖7所示，從移動臺702發送的信號從360度的全方向到達基站701。因此，基站701為建立起擴頻碼的同步而將其天線設置成非定向狀態來接收信號，從而建立起擴頻碼同步。隨后，對反擴頻的信號實施加權系數的自適應控制。
但是，入射電波的方向不能在建立擴頻碼同步時檢測到。因此，加權系數的初始值首先設置成與一個相對于分集接收機的特定方向相關的值(703)。然后，加權系數的該值匯聚在將使接收SIR達最大的這樣一個值上(704)。
另外，如圖8所示，加權系數的初始值首先設置在非定向狀態(803)。然后，加權系數的值匯聚在將使接收的SIR達最大的這樣一個值上(804)。
實施例5圖9示出了在本實施例中基站中的分集接收機的結構。
除實施例4中與圖2一起描述的那些裝置外，基站中的分集接收機的結構還包括一個使相位波動補償前的接收信號發送給接收SIR測量器914并使天線方向性控制器913能根據測量的SIR通過天線方向性發生器915A，915B和915C來控制天線的方向性的裝置。
圖10說明了實現自適應分集接收的過程，其中本實施例的基站1001建立起基于從移動臺1002發送的信號的擴頻碼同步，并設置加權系數的初始值。
基站1001將天線設置在特定角度的定向狀態，并以一個預定間隔旋轉其方向以接收來自移動臺1002的信號，從而建立起擴頻碼同步。在天線的每個方向實施擴頻碼同步，并在那個方向檢測信號電平(SIR)，從而將天線定向在達到最大接收SIR的方向上。
隨后，開始對擴頻信號的加權系數進行自適應控制。在這種情況下，由于眾所周知入射電波從接近于天線的方向到達，因此可將加權系數的初始值設置在對應于天線方向的值上來開始自適應控制(1003)。加權系數匯聚在將使SIR達最大的這樣一個值上(1004)。
如上所述，本發明通過判決反饋使誤差向量達最小，以便對各分集支路的加權系數進行控制而使各符號的SIR達最大。因此，可降低來自其它同時用戶的干擾功率的影響。這使得有可能增加以小區中的同時用戶數目為單位的容量。
此外，根據本發明，可獨立于入射電波的方向而開始擴頻碼的同步和加權系數的自適應控制，這些對于實現來自移動臺的信號的自適應分集接收是必要的。這使得擴頻碼的同步能更快地建立起來。
而且，由于當天線指向入射電波的方向時SIR增大，因此即使在大量干擾噪聲的環境下也能建立起擴頻碼同步。緊隨擴頻碼同步建立之后的加權系數控制可將其初始值設置成接近于那些對應于電波的入射方向的值，因為這幾乎是已知的。這樣就縮短了加權系數的匯聚時間。
權利要求
1.一種在接收根據直接序列CDMA方案發送的數據信號時采用用于對各支路反擴頻多個衰落的接收電波的相關器和多個用于用加權系數乘以從所述相關器輸出的反擴頻信號的乘法器的分集接收機，所述分集接收機包括用于恢復所述數據信號的判決裝置；和用于將根據所述判決裝置的輸出信號和輸入信號而獲得的判決誤差信息用作控制所述加權系數的反饋信息的加權系數計算裝置。
2.一種用于實現根據直接序列CDMA方案發送的數據信號的分集接收的分集接收機，所述分集接收機包括用于對各支路反擴頻多個衰落的接收電波的相關器；許多用于用加權系數乘以從所述相關器輸出的反擴頻信號的乘法器；一個用于對從所述多個乘法器輸出的加權信號求和的加法器；用于為從所述加法器輸出的信號補償衰落接收電波的相位波動的相位補償裝置；用于從從所述相位補償裝置輸出的補償信號中恢復所述數據信號的判決裝置；用于計算與恢復的所述數據信號與所述補償信號之差相對應的誤差向量分量的減法裝置；和用于根據所述衰落接收信號和所述誤差向量分量的所述相位波動而產生所述加權系數的加權系數產生裝置。
3.權利要求1或2所述的分集接收機，其中所述相關器各放置在提供給各支路的RF信號處理器之后，并使用以符號信息速率的擴頻信號序列的復制品來實現相關檢測。
4.一種包括用于L個多路徑的L組所述相關器、所述乘法器、所述加法器、所述相位補償裝置和所述加權系數產生裝置的分集接收機，并且還包括用于組合從對應于各路徑的所述相位補償裝置輸出的相位補償信號的RAKE組合裝置；用于通過判決所述RAKE組合裝置的輸出來恢復輸入數據信號的判決裝置；用于從所述判決裝置的輸入信號和輸出信號或者從與各路徑相關的所述RAKE組合裝置的輸入信號和所述判決裝置的所述輸出信號計算出誤差向量分量的誤差向量計算裝置；和用于給各通路的所述加權系數發生裝置提供反饋判決信息以從所述誤差向量分量和各通路的接收相位分量計算出所述加權系數的反饋信號計算裝置。
5.權利要求4所述的分集接收機，還包括M組天線和RF級，其中權利要求4中的所述分集接收機同樣放置在所述RF級之后。
6.一種用于使用通過使用一個速率高于信息速率的擴頻碼將窄帶信號擴展成寬帶信號來實現多址傳輸的直接序列CDMA方案來實現與移動臺的移動通信的分集接收機，所述分集接收機包括多個用于接收從所述移動臺發送的直接序列擴頻信號的接收天線，所述接收天線設置成定向狀態；用于實現與所述多個接收天線的每個天線的輸入信號的反擴頻相對應的擴頻碼同步的建立的擴頻碼同步建立裝置；用于用通過所述擴頻碼同步建立裝置的反擴頻而獲得的信號乘以加權系數的加權系數乘法裝置；用于在所述加權系數乘法裝置作乘法之后組合信號的信號組合裝置；和用于控制所述加權系數以使接收的SIR變為最大的自適應分集接收控制裝置。
7.權利要求6所述的分集接收機，還包括用于從由所述自適應分集接收控制裝置獲得并使接收的SIR達最大的所述加權系數中產生前向鏈路傳輸加權系數的裝置，所述前向鏈路傳輸加權系數在實現從所述分集接收機到所述移動臺的傳輸時使用；和用于使用一個從所述移動臺向所述分集接收機發送的反向鏈路控制信號來校正所述前向鏈路傳輸加權系數的裝置。
8.一種用于使用通過使用一個速率高于信息速率的擴頻碼將窄帶信號擴展成寬帶信號來實現多址傳輸的直接序列CDMA方案來實現移動臺和分集接收機之間的移動通信的分集接收機控制方法，所述分集接收機控制方法包括以下步驟用多個接收天線接收從所述移動臺發送的直接序列擴頻信號，所述接收天線設置成定向狀態；建立與所述多個接收天線的每個天線的輸入信號的反擴頻相對應的擴頻碼同步；用通過所述建立擴頻碼同步步驟中的反擴頻而獲得的信號乘以加權系數；在所述加權系數乘法步驟的乘法之后組合信號；和通過控制所述加權系數以使接收的SIR變為最大來控制自適應分集接收。
9.權利要求8所述的分集接收機控制方法，其中所述用多個接收天線接收的步驟包括用設置成非定向狀態的天線接收從所述移動臺發送的直接序列擴頻信號的步驟；且控制自適應分集接收的所述步驟包括將所述加權系數的初始值設置在與非定向狀態相對應的值上的步驟。
10.權利要求8所述的分集接收機控制方法，其中所述用多個接收天線接收的步驟包括用設置成非定向狀態的天線接收從所述移動臺發送的直接序列擴頻信號的步驟；且控制自適應分集接收的所述步驟包括將所述加權系數的初始值設置在當所述分集接收機將其增益轉向一個方向時所獲得的值上的步驟。
11.權利要求8所述的分集接收機控制方法，其中所述用多個接收天線接收的步驟包括用設置成這樣一種狀態的天線接收從所述移動臺發送的直接序列擴頻信號的步驟所述分集接收機具有在一個有預定角度范圍的方向上的方向性，并通過在所述擴頻碼同步建立之后以預定間隔旋轉天線的方向時對接收的SIR進行一次或多次測量來設定提供最大接收SIR的方向；且控制自適應分集接收的所述步驟包括將所述加權系數的初始值設置在當所述分集接收機將其增益轉向提供最大接收SIR的方向時所獲得的值上的步驟。
12.權利要求8所述的分集接收機控制步驟，還包括以下步驟從在所述控制自適應分集接收的步驟中獲得并使接收的SIR達最大的所述加權系數中產生前向鏈路傳輸加權系數，所述前向鏈路傳輸加權系數在實現從所述分集接收機到所述移動臺的傳輸時使用；和使用一個從所述移動臺向所述分集接收機發送的反向鏈路控制信號來校正所述前向鏈路傳輸加權系數。
全文摘要
通過對加權系數進行反饋控制使得理想信號功率對干擾功率的比率(SIR)達最大,使接收質量得到改善且以小區中同時用戶的數目為單位的容量得到增加,并加速擴頻碼同步的建立和加權系數的匯聚。采用了一種相關自適應分集結構,其中運用了絕對相關檢測。自適應地將加權系數反饋回分集支路,使得有可能降低來自其它用戶的干擾功率的影響,并從而增加以小區中同時用戶的數目為單位的容量。而且,在旋轉處于具有預定角度范圍的方向性的狀態下的天線時確定提供最大接收SIR的方向。將加權系數的初始值設置在與那個方向相對應的值上,使得加權系數迅速地匯聚。
文檔編號H04B1/707GK1169801SQ9619162
公開日1998年1月7日 申請日期1996年11月28日 優先權日1995年11月29日
發明者佐和橋衛, 安藤英浩, 三木義則, 樋口健一 申請人:Ntt移動通信網株式會社