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Cdma接收器的制作方法

文檔序號:7640929閱讀:195來源:國知局
專利名稱:Cdma接收器的制作方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及接收CDMA信號的CDMA接收器,該CDMA信號是從發(fā)送器經(jīng)由物理傳送通道的各種信號路徑以碼片時(shí)鐘速率發(fā)送的。


圖1表示蜂窩式移動(dòng)無線系統(tǒng)中的一個(gè)小區(qū),在該系統(tǒng)中三個(gè)用戶或使用者U1、U2、U3處于一個(gè)移動(dòng)無線小區(qū)中,并接收來自基站BS的CDMA發(fā)送信號。一個(gè)用戶U經(jīng)由物理通道路徑H接收來自基站的CDMA信號。該物理通道H包含大量的信號傳播路徑,這是因?yàn)槔绶瓷浠蛐盘柹⑸涞木壒省?br> 圖2表示一個(gè)從基站到用戶U傳送數(shù)據(jù)的簡單模型。數(shù)據(jù)流d(t)在基站產(chǎn)生,并擴(kuò)頻、編碼和加擾形成發(fā)送信號S(t)在基站中的CDMA發(fā)送器發(fā)送。該發(fā)送信號經(jīng)過物理通道H成為到達(dá)用戶的CDMA接收器的接收信號e(t)。在CDMA接收器中,此接收到的信號被解擾、解擴(kuò)和譯碼形成一個(gè)估計(jì)數(shù)據(jù)流 ,它通常對應(yīng)于CDMA發(fā)送器接收的數(shù)據(jù)流d(t)。
圖3表示依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的CDMA發(fā)送器,該發(fā)送器接收試圖用于不同用戶的數(shù)據(jù)流d1、d2……dk,它們并行地來自不同的數(shù)據(jù)源。數(shù)據(jù)流d被用成對正交的OVSF碼在相關(guān)的擴(kuò)頻電路中擴(kuò)頻和編碼。已擴(kuò)頻和編碼的數(shù)據(jù)流被送到加法器,加法器疊加各種已擴(kuò)頻和編碼的數(shù)據(jù)流,并將整個(gè)數(shù)據(jù)流送到加擾電路。該疊加的數(shù)據(jù)流被加擾并從基站BS發(fā)射作為傳送數(shù)據(jù)流S到用戶U。加擾過程被用戶用來識別基站BS。
圖4表示一個(gè)依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的CDMA接收器。CDMA接收信號e(t)被用戶接收,經(jīng)由天線A并由它提供給Rake接收電路。Rake接收電路有一定數(shù)量的相互平行的信號路徑,每個(gè)路徑包含一個(gè)延時(shí)器件、一個(gè)解擾電路和一個(gè)解擴(kuò)電路。這些不同的并聯(lián)連接信號路徑也被稱為Rake指針。Rake接收電路用于檢測被傳送的CDMA傳送信號的各種信號成分,它們產(chǎn)生于物理傳送通道的各種信號路徑。在這種情況下,延時(shí)器件考慮到在傳輸通道的各種信號路徑上的各種信號傳輸時(shí)延。延時(shí)器件中的延遲時(shí)間是可調(diào)節(jié)的,并能在接收CDMA信號期間適配于傳輸通道。在CDMA接收信號中的各種信號成分,在各種Rake指針中被解擾。然后,借助于OVSF碼被解碼。在輸出側(cè),由Rake指針檢測到的CDMA信號成分被乘法器乘以加權(quán)系數(shù),并在組合器中轉(zhuǎn)換成估計(jì)數(shù)據(jù)信號 。組合器是一個(gè)加法電路,它把各種加權(quán)了的信號成分加在一起。加權(quán)系數(shù)m在加權(quán)系數(shù)計(jì)算器件中計(jì)算,此計(jì)算是基于通道估計(jì)電路確定的估計(jì)通道系數(shù)h。由CDMA接收信號e(t),經(jīng)輸出電路輸出一個(gè)參考數(shù)據(jù)序列,該序列在解擾電路中被解擾,在解擴(kuò)電路中被解擴(kuò),送到通道估計(jì)電路。
如圖4所示的基于現(xiàn)有技術(shù)的CDMA接收器有個(gè)缺點(diǎn),無論如何,它不能在一個(gè)移動(dòng)無線小區(qū)的不同用戶之間克服信號干擾。圖4中所描述的CDMA接收器僅適用于單個(gè)的用戶檢測,在那種場合,諸用戶之間的碼間干擾和用戶間的多址干涉無法克服,因此僅能達(dá)到低的頻譜效率。圖4所示的CDMA接收器,沒有數(shù)據(jù)關(guān)系到小區(qū)中其它用戶的擴(kuò)頻碼Csp。所以它不能考慮或抑制該小區(qū)中其它用戶傳送信號所引起的干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一個(gè)CDMA接收器,它能夠克服其他用戶傳送信號所產(chǎn)生的信號干擾。
依據(jù)本發(fā)明,此目的已為具有權(quán)利要求1中所指定特性的CDMA接收器所達(dá)到。
本發(fā)明提供一種接收CDMA信號的CDMA接收器,該CDMA信號在多個(gè)用戶環(huán)境中,從發(fā)送器經(jīng)由一個(gè)物理傳送通道的各種信號路徑,以碼片時(shí)鐘速率傳送;CDMA接收器有接收CDMA信號的接收器件;有Rake接收電路,此電路帶有一定數(shù)量的并聯(lián)延時(shí)器件,用于檢測經(jīng)由不同的信號路徑傳送的CDMA信號;有一個(gè)通道估計(jì)電路,它通過接收到的CDMA信號中所包含的預(yù)置的參考數(shù)據(jù)序列,來估計(jì)組合傳送通道的通道系數(shù);有一個(gè)對CDMA信號的各種信號成分計(jì)算加權(quán)系數(shù)的加權(quán)系數(shù)計(jì)算器件,此加權(quán)系數(shù)是估計(jì)通道系數(shù)、儲(chǔ)存的擴(kuò)頻碼和加擾碼的函數(shù);有一個(gè)加權(quán)電路,用于以計(jì)算出的加權(quán)系數(shù)來對信號成分加權(quán);以及有一個(gè)組合器,來組合被加權(quán)了的信號成分,以形成一個(gè)估計(jì)接收數(shù)據(jù)信號用于進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理。
本發(fā)明的CDMA接收器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,普通的Rake接收器結(jié)構(gòu)可以被保留。
本發(fā)明的CDMA接收器有效地克服了在一個(gè)小區(qū)中不同用戶之間的信號干擾。這就允許在一個(gè)小區(qū)中增加用戶的數(shù)量,以及數(shù)據(jù)可以以較高的速率從基站傳送到用戶。用本發(fā)明的CDMA接收器抑制多址干擾,也可減少誤碼率。
加權(quán)系數(shù)計(jì)算器件最好連到一個(gè)存儲(chǔ)器。
該存儲(chǔ)器最好存儲(chǔ)擴(kuò)頻碼供其他用戶使用,并且存儲(chǔ)加擾碼供發(fā)送器使用。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中,組合器是一個(gè)用于對加權(quán)了的諸信號成分進(jìn)行相加的加法器。
參考數(shù)據(jù)序列最好以碼片時(shí)鐘速率由通道估計(jì)電路處理。
Rake接收電路中的延時(shí)器件以相關(guān)的時(shí)延來延時(shí)接收CDMA信號,在各種延時(shí)器件間的時(shí)延最好精確地相差一個(gè)碼片時(shí)鐘周期。
接收器最好具有接收天線和采樣電路,對接收到的CDMA信號采樣。
更進(jìn)一步,最好提供一個(gè)輸出電路以輸出來自接收到的CDMA信號的參考數(shù)據(jù)序列。
在一個(gè)本發(fā)明的CDMA接收器的優(yōu)選實(shí)施例中,加權(quán)電路包括大量的乘法電路,它們各自跟著一個(gè)延時(shí)器件。
在一個(gè)本發(fā)明的CDMA接收器特別優(yōu)選實(shí)施例中,提供一個(gè)緩沖存儲(chǔ)器用于被采樣的CDMA接收數(shù)據(jù)的緩沖存儲(chǔ)。
通道估計(jì)電路和加權(quán)系數(shù)計(jì)算單元最好按在DSP處理器中的相應(yīng)算法里的順序來提供。
天線1接收到的CDMA信號e(t)包含一個(gè)參考數(shù)據(jù)序列,該序列由輸出電路17在輸出點(diǎn)3輸出。為此目的,輸出電路17經(jīng)由連線18接到輸出節(jié)點(diǎn)3。由輸出電路17輸出的參考數(shù)據(jù)序列,由連線19直接連到通道估計(jì)電路20。通道估計(jì)電路用輸出參考數(shù)據(jù)序列來估計(jì)物理傳送通道H的通道系數(shù)h,并且經(jīng)由連線21把所確定的通道系數(shù)h發(fā)至加權(quán)系數(shù)計(jì)算器件12。
加權(quán)系數(shù)計(jì)算器件12經(jīng)存儲(chǔ)器讀出線22連到存儲(chǔ)器23。對其他用戶U的擴(kuò)頻碼Csp以及對基站BS的加擾碼Csc存在存儲(chǔ)器23中,加權(quán)系數(shù)計(jì)算器件12為CDMA信號的各種信號成分計(jì)算加權(quán)系數(shù)m,m是被估計(jì)的通道系數(shù)h、被存儲(chǔ)的擴(kuò)頻碼Csp和加擾碼Csc的函數(shù)。計(jì)算出來的加權(quán)系數(shù)m經(jīng)由連線111-11n發(fā)到加權(quán)電路13中的各個(gè)乘法電路101-10n,在那里它們與從延時(shí)器件71-7n來的信號成分相乘。以此種方式被加權(quán)的信號成分在組合器15相互組合,形成一個(gè)估計(jì)的接收數(shù)據(jù)流 。在這種場合,組合器最好是個(gè)加法器,它將各種已加權(quán)信號成分加起來。
CDMA信號通過天線1為接收器所接收,依賴于發(fā)送信號S和物理傳送通道H。物理發(fā)送通道可以表示為一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣H,它包含有大量的通道系數(shù)h。應(yīng)用矢量記號,接收到的數(shù)據(jù)矢量e變成e→=[H]·S→-----(1)]]>CDMA接收器同樣可表示為一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣M,它具有從被接收的數(shù)據(jù)矢量獲得的估計(jì)的數(shù)據(jù)矢量,于是給出d∩→=[M]·e→-----(2)]]>因此,估計(jì)的數(shù)據(jù)矢量 依賴于物理發(fā)送通道的數(shù)據(jù)矩陣H,以及接收矩陣Md∩→[M]·[H]S→-----(3)]]>發(fā)送數(shù)據(jù)矢量依賴于從數(shù)據(jù)源原始地發(fā)送到發(fā)射器的數(shù)據(jù)d,依賴于擴(kuò)頻碼Csp和加擾碼Csc。正如已在相關(guān)的圖3中所已經(jīng)解釋的,數(shù)據(jù)流d首先在發(fā)送器中用擴(kuò)頻碼Csp擴(kuò)展,然后用加擾碼Csc在加擾電路中加擾。
估計(jì)的數(shù)據(jù)矢量因此變成d∩→=[M][H][Csp][Csc]·d→-----(4)]]>因?yàn)槲锢戆l(fā)送通道(t)、擴(kuò)頻電路和加擾電路可認(rèn)為是個(gè)組合通道,用于組合通道的系數(shù)矩陣H′變成[H′]=[H][Csp][Csc](5)因此,所接收到的估計(jì)數(shù)據(jù)矢量 依賴于接收器的系數(shù)矩陣M,依賴于組合通道的系數(shù)矩陣H′。d∩→=[M]·[H′]·d→-----(6)]]>在一個(gè)假設(shè)的情況下,理想的估計(jì)物理傳送通道,接收器矩陣M的系數(shù)m必須由加權(quán)系數(shù)計(jì)算器件12所設(shè)定 ·[H′] →I (7)在此I對應(yīng)于單位矩陣。
物理傳送通道H的信號系數(shù)h,是由加權(quán)系數(shù)計(jì)算器件12從通道估計(jì)電路20經(jīng)過連線21被接收到的。其他用戶的正交OVSF碼的擴(kuò)頻系數(shù)Csp被儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器23中,并且能被加權(quán)系數(shù)計(jì)算器件12經(jīng)由連線22讀出。
同樣,基站BSs的加擾碼Csc儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器23中,并被加權(quán)系數(shù)計(jì)算器件12讀出,用以計(jì)算組合通道H′的通道系數(shù)。
加權(quán)系數(shù)計(jì)算器件12包含一個(gè)處理器,它完成方程式(7)規(guī)定的計(jì)算,并以這樣的方式來計(jì)算接收器的加權(quán)系數(shù)m,即接收器矩陣M乘以組合通道的通道系數(shù)矩陣H′近乎為單位矩陣I。
通過比較圖4,它表示按現(xiàn)有技術(shù)的CDMA接收器,和圖5,它表示依據(jù)本發(fā)明的CDMA接收器,可以看出,本發(fā)明的CDMA接收器在電路上要簡單些。本發(fā)明的CDMA接收器的Rake接收電路6只包含延時(shí)器件71-7n,而不包含任何用于各自信號成分的解擾或者解擴(kuò)電路。進(jìn)一步,依據(jù)本發(fā)明,CDMA接收器中的輸出電路17經(jīng)由連線19直接連到通道估計(jì)電路20。輸出電路17輸出的參考數(shù)據(jù)序列,被通道估計(jì)電路20使用碼片時(shí)鐘速率Tc處理,而不是使用符號數(shù)據(jù)時(shí)鐘速率TD處理。在Rake接收電路6中的延時(shí)器件71-7n對接收到的CDMA信號e(t)延遲一個(gè)相關(guān)的時(shí)間τ,在各個(gè)延時(shí)器件71-7n之間,延時(shí)時(shí)間τ的差別精確地是一個(gè)碼片時(shí)鐘周期Tc。
依據(jù)本發(fā)明的CDMA接收器有存儲(chǔ)器23,其中存有所有用戶的擴(kuò)頻碼Csp和基站的加擾碼Csc。這意味著,依據(jù)本發(fā)明的CDMA接收器在計(jì)算加權(quán)系數(shù)m時(shí)也能考慮到在該小區(qū)的其他用戶的正交擴(kuò)頻碼,和因此從它們接收的信號。在此過程中,加權(quán)系數(shù)計(jì)算器件12以此種方式來計(jì)算加權(quán)系數(shù)m,即從CDMA傳送信號發(fā)射到其他用戶的信號干擾被抑制或克服。在此過程中,通道估計(jì)電路20估計(jì)傳輸通道H,是按照碼片時(shí)鐘水平TC,而不是按照數(shù)據(jù)符號水平TD。
存儲(chǔ)的其他用戶的擴(kuò)頻碼,允許依據(jù)本發(fā)明的CDMA接收器完成多個(gè)用戶檢測,此檢測不僅考慮符號間干擾,而且考慮多址干擾,并因此改善了頻譜效率。
標(biāo)記符號表1 天線2 連線3 輸出節(jié)點(diǎn)4 連線5 信號輸入6 Rake接收電路71-7n延時(shí)器件81-8n信號線91-9n信號線101-10n乘法電路111-11n連線13 加權(quán)電路141-14n信號線15 組合器16 輸出線17 輸出電路18 連線19 連線20 通道估計(jì)電路21 連線22 存儲(chǔ)器讀出線23 存儲(chǔ)器
權(quán)利要求
1.CDMA接收器,用于接收CDMA信號,該信號在多個(gè)用戶環(huán)境中,從發(fā)送器經(jīng)物理傳送通道的各種信號路徑,以碼片時(shí)鐘速率被傳送,該CDMA接收器具有(a)接收裝置(1),用于接收CDMA信號;(b)Rake接收電路(6),有多個(gè)并聯(lián)的用于檢測經(jīng)由各種信號路徑傳送來的CDMA信號的信號成分的延時(shí)器件(71-7n);(c)通道估計(jì)電路(20),用于通過包含在接收到的CDMA信號中預(yù)置的參考數(shù)據(jù)序列來估計(jì)傳送通道H的通道系數(shù)h;(d)加權(quán)系數(shù)計(jì)算器件,對CDMA信號的各種信號成分計(jì)算加權(quán)系數(shù)m,作為估計(jì)通道系數(shù)h、存儲(chǔ)的擴(kuò)頻及加擾碼的函數(shù);(e)加權(quán)電路(12),用計(jì)算出來的加權(quán)系數(shù)m對信號成分進(jìn)行加權(quán);以及(f)組合器(15),組合加權(quán)了的信號成分形成一個(gè)估計(jì)的接收數(shù)據(jù)信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CDMA接收器,其特征在于加權(quán)系數(shù)計(jì)算器件(12)是連到存儲(chǔ)器(23)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的CDMA接收器,其特征在于用戶的擴(kuò)頻碼Csp和來自發(fā)送器的加擾碼Csc被儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器(23)中。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的CDMA接收器,其特征在于組合器(15)是用于相加加權(quán)了的信號成分的加法器。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的CDMA接收器,其特征在于參考數(shù)據(jù)系列由通道估計(jì)電路(20)以碼片時(shí)鐘速率Tc來處理。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的CDMA接收器,其特征在于Rake接收電路(6)的延時(shí)器件(71-7n)對接收到的CDMA信號延遲相關(guān)的時(shí)間延遲延τ,在各種時(shí)延器件之間時(shí)延τ的差別精確地是一個(gè)碼片時(shí)鐘周期Tc。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的CDMA接收器,其特征在于接收裝置(1)是一個(gè)接收天線,其后有對接收到的CDMA信號采樣的采樣電路。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的CDMA接收器,其特征在于提供輸出電路(17)用于輸出來自接收到的CDMA信號的參考數(shù)據(jù)序列。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的CDMA接收器,其特征在于加權(quán)電路(13)包含著大量的乘法電路(101-10n),其每一個(gè)跟隨著延時(shí)器件(71-7n)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的CDMA接收器,其特征在于提供一個(gè)緩沖存儲(chǔ)器用于緩沖存儲(chǔ)由CDMA接收信號采樣的接收數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的CDMA接收器,其特征在于通道估計(jì)電路(20)是DSP處理器。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的CDMA接收器,其特征在于加權(quán)系數(shù)計(jì)算器是DSP處理器。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的CDMA接收器,其特征在于存儲(chǔ)器(23)是RAM存儲(chǔ)器。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于多用戶環(huán)境中接收CDMA信號的CDMA接收器,CDMA信號經(jīng)由物理傳送通道的不同信號路徑以碼片速率被發(fā)送器發(fā)送,CDMA接收器包括:用于接收CDMA信號的接收器件1;用于檢測經(jīng)由不同的信號路徑發(fā)送的CDMA信號的信號成分的、帶有一定數(shù)量并聯(lián)延時(shí)器件文檔編號H04B1/707GK1363145SQ01800248
公開日2002年8月7日 申請日期2001年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月17日
發(fā)明者馬庫斯·特施魯斯, 泰德亞·凱拉, 彼得·施密德, 彼得·瓊, 約爾格·普萊辛格, 米歇爾·施耐德 申請人:印菲內(nèi)奧技術(shù)股份有限公司
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