專利名稱：在固定與移動無線電單元間的數(shù)字無線電鏈路中用于抵銷干擾的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)系到在固定與移動無線電單元間的數(shù)字無線電鏈路中用于抵銷干擾的裝置。
在申請?zhí)枮镚B 9304901.3的英國專利中，描述了提供這種無線電鏈路的設(shè)備，其中闡述了例如能對擴(kuò)頻導(dǎo)頻信號的同相I分量和正交相位Q分量的幅度進(jìn)行良好估值的Wiener型濾波器的應(yīng)用。
在利用直接序列碼分多址(CDMA)的蜂窩移動無線電系統(tǒng)中，相鄰蜂窩區(qū)內(nèi)復(fù)用相同的載頻是可能的。然而，這僅僅在保證當(dāng)所有時(shí)間每個(gè)基臺都通過和它之間有最佳通信路徑的基臺通信的條件下，才是傳統(tǒng)意義上認(rèn)為的正常工作。對于完全在單個(gè)蜂窩區(qū)的邊界以內(nèi)的移動臺，這并不會引起問題，這是因?yàn)樽罴鸦_幾乎總是移動臺所在蜂窩區(qū)內(nèi)的工作基臺。然而，考慮

圖1所示的例子，其中移動臺2沿蜂窩區(qū)邊界彎曲行進(jìn)，這樣，其通信路徑以及其最佳連接(affilition)就在兩個(gè)基臺之間變化，如圖2所示。參考圖2，其中表示了當(dāng)移動臺在點(diǎn)A和點(diǎn)B之間迂回時(shí)，相對于基臺4和基臺6的接收強(qiáng)度。圖2所示的方框區(qū)顯示了應(yīng)當(dāng)被優(yōu)選使用的基臺。無陰影線的方框代表基臺4，而有陰影線的方框代表基臺6。
實(shí)際上信號強(qiáng)度的變化更可能是由到兩個(gè)基臺的路徑上陰影的變化(例如由于建筑物)引起的。如果移動臺緩慢地從一個(gè)基臺為最佳臺的區(qū)域移動到另一個(gè)基臺為優(yōu)選臺的區(qū)域，這將不會引起什么困難。實(shí)質(zhì)上當(dāng)最佳連接改變時(shí)，可讓網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)移，以使移動臺將通過較好的基臺繼續(xù)通信。
然而，如果移動臺快速地移動和/或如果陰影的變動在空間上十分頻繁，那么所需要的這些轉(zhuǎn)移次數(shù)就比網(wǎng)絡(luò)能提供的更多。這種情況下，移動臺將有相當(dāng)部分的時(shí)間化費(fèi)在與錯(cuò)誤的基臺相連接。對于這種情況的所有全部時(shí)間，假定下行鏈路功率控制是起作用的，那么基臺必須向移動臺發(fā)射比起從其它基臺所需要發(fā)射的更大的功率。由于CDMA蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)受干擾限制，這些不正確連接的時(shí)期將暫時(shí)導(dǎo)致總系統(tǒng)容量的惡化。
傳統(tǒng)上，解決上述問題的方法是使用所謂的“軟切換”(“Soft handoff”)。在這種情形下是這樣安排的，即對于在蜂窩區(qū)邊界上或附近處的移動臺從兩個(gè)最靠近的基臺同時(shí)發(fā)射下行鏈路信號功率。這就允許通過快速改變來自兩個(gè)基臺發(fā)射功率的比例來適應(yīng)路徑上短時(shí)期的變化。
解決此問題的另一種已知的方法是使用瞬間硬切換，其中移動臺能請求即刻把其通信路徑從一個(gè)基臺切換到另一個(gè)基臺。這種設(shè)施能提供的容量與由軟切換所得到容量相差不大。只有當(dāng)網(wǎng)絡(luò)能同時(shí)提供從交換機(jī)(例如移動交換中心)到兩個(gè)基臺的信息時(shí)，才能進(jìn)行瞬時(shí)硬切換。對于延時(shí)臨界服務(wù)，新開始處理呼叫的基臺將沒有足夠的時(shí)間請求來自移動交換中心的信息。
這樣，對于下行鏈路上使用軟切換或瞬時(shí)硬切換的移動臺來說，必須同時(shí)為兩個(gè)基臺提供用戶數(shù)據(jù)。這就能估計(jì)到，從移動交換中心到基臺的鏈路上的通信量將增加(典型地為30-50%)。對于使用租用線來支持這些鏈路的操作員來說，由這種附加通信量造成的花費(fèi)將是不希望的，并可以證明這種花費(fèi)是很可觀的。
本發(fā)明允許移動臺在即使發(fā)現(xiàn)了到另一個(gè)基臺有更好的路徑以后仍保持與原基臺的連接。這將在移動臺通過它進(jìn)行通信的基臺的蜂窩區(qū)內(nèi)以及也將在移動臺應(yīng)當(dāng)通過它進(jìn)行通信的另一個(gè)基臺的蜂窩區(qū)內(nèi)提高干擾的電平。對于工作在兩個(gè)蜂窩區(qū)的某些移動臺(即那些在另一種情況下將會受到嚴(yán)重干擾的移動臺)的接收機(jī)來說，借助于干擾抵消法可把附加的干擾幾乎都去掉。
直接擴(kuò)頻CDMA系統(tǒng)中的干擾抵消原理是熟知的。實(shí)質(zhì)上，不希望的信號被解擴(kuò)和解調(diào)，并且按傳統(tǒng)的方法，從接收信號中獲得它的載波相位和所有重要的多路徑分量的振幅的估值。這樣，所有這些信息被用于在整個(gè)擴(kuò)展的頻帶內(nèi)重建一個(gè)不希望的信號的近似拷貝，然后將它以反相形式加到總的接收機(jī)輸入信號的適當(dāng)延時(shí)的形式中，以便去抵消它。
當(dāng)所有信號幅度都相近時(shí)，干擾抵消法就不能很好工作。干擾抵消法顯然只能用來解調(diào)那些不用它就不能被解調(diào)的信號。如果所有信號都具有相近的幅度，那么，按定義，沒有一個(gè)信號是能夠不用干擾抵消法就能以可接受的低錯(cuò)誤率被解調(diào)的。然而，如果沒有一個(gè)信號能在抵消干擾之前就能被解調(diào)，那么由于判決誤差，為抵消而再生的近似拷貝將成為較差的拷貝。這有兩個(gè)含意1)當(dāng)所有信號有相近的幅度時(shí)，就沒有特定的被抵消候選者，所以所有信號(除了要接收的一個(gè)信號)都必須被抵消，這就導(dǎo)致要有一個(gè)十分高復(fù)雜性的接收機(jī)。
2)由于用來抵消的信號拷貝一開始就很差(這是由于判決誤差造成的)，所以抵消的效果將很差，盡管也可得到一定的抵消效果。抵消以后，所有信號有可能被較好地解調(diào)。這些新的解調(diào)數(shù)據(jù)可被用來給出用于抵消的新的再調(diào)制的信號復(fù)制品(它應(yīng)當(dāng)被原來的接收信號所抵消)。這樣，有兩種(并且，通常是幾種)抵消途徑可被用來改善性能。然而，接收機(jī)的復(fù)雜性隨途徑的數(shù)目呈線性增長。
這樣，在所有信號具有相似幅度的情況下，干擾抵消法被證明是高度復(fù)雜的。然而，在對移動臺發(fā)射功率進(jìn)行功率控制以致所有信號都在同一電平下接收的情況中，CDMA蜂窩移動系統(tǒng)上行鏈路中的最佳通信容量確實(shí)有所提高。
在下行鏈路中，情況多少有些不同。下行鏈路中加上功率控制后使所有移動臺都經(jīng)歷到同樣的信號干擾比，而并非必然地是同樣的功率電平。因?yàn)樵诜涓C區(qū)拐角附近干擾的相對電平一般比蜂窩區(qū)中心附近干擾的相對電平高三倍，所以下行鏈路功率控制一般將會引起移動臺的接收功率電平在5-7dB范圍內(nèi)變動。如果移動臺首先抵消從其基臺向位于其蜂窩區(qū)周界附近的移動臺發(fā)射的某些或全部信號，那么可能會有助于在蜂窩區(qū)中心附近的移動臺的接收。這就可允許它們降低對來自基臺的發(fā)射功率的接收要求，這將減小由該基臺產(chǎn)生的總的干擾。然而，由于較靠近基臺的移動臺只占蜂窩區(qū)內(nèi)移動臺的相當(dāng)小的一部分，以及由于發(fā)射給它們的功率開始時(shí)較小，所以并不能期待該效應(yīng)對容量會有很大的改善。
另一方面，蜂窩區(qū)邊緣附近的移動臺是那些已經(jīng)從其基臺接收到最強(qiáng)信號的移動臺，所以想抵消任何較弱信號的企圖不太可能會獲得成功。
現(xiàn)在考慮在蜂窩區(qū)邊界以外的移動臺的情況。在同一蜂窩區(qū)內(nèi)的所有移動臺會把(作為任何其它信號)發(fā)射到該移動臺的信號作為干擾。然而，由于移動臺的信號可能非常強(qiáng)，就造成以下兩點(diǎn)情況因?yàn)樽鳛閺?qiáng)信號，它應(yīng)當(dāng)能夠幾乎無誤差地被解調(diào)以及在足夠強(qiáng)的電平下很容易對其能量作出良好的估值，所以比較容易將其抵消，且因?yàn)樽鳛閺?qiáng)信號，其干擾更為嚴(yán)重，所以也就更值得進(jìn)行抵消。
至此，只考慮了基臺提高向在其標(biāo)稱邊界以外的移動臺的發(fā)射功率時(shí)對區(qū)內(nèi)其它用戶的影響。然而，基臺總發(fā)射功率的增加，將影響到與在該基臺周圍的所有基臺連接的移動臺中的某些移動臺的接收。這在圖3上有所說明。
在圖3中，移動臺M1連接到基臺A，雖然理想地它應(yīng)當(dāng)連接到基臺B。由于這一點(diǎn)，基臺A發(fā)送到移動臺M1的功率大于所需要的功率。假定基臺A沒有扇形方向性的天線，那么發(fā)射到移動臺M1的總功率分量將朝全方位輻射，如圖上虛線箭頭所示。這樣，向移動臺M1發(fā)射的增加了的功率將不單增大對靠近移動臺M1的移動臺的干擾電平，也將增大對其相應(yīng)蜂窩區(qū)的鄰近邊界附近的所有移動臺(即M2和M10)的干擾電平。這樣，這些移動臺也將從抵消由基臺A到移動臺M1的發(fā)射中得益。
典型地，如果移動臺位于蜂窩區(qū)拐角附近，那么移動臺可能需要抵消最多來自大約三個(gè)基臺的信號。這樣，例如，移動臺M5可能從抵消基臺D(其本身的基臺)、E和A發(fā)射的某些信號中得益。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種干擾抵消裝置，它在對網(wǎng)絡(luò)容量無重大損失的情況下，避免了對軟切換的需要或?qū)λ矔r(shí)硬切換的需要。
按照本發(fā)明，給出了一種用于提供固定與移動無線電單元間的數(shù)字無線電鏈路的設(shè)備中的裝置，所述裝置包括用于確定移動臺為進(jìn)行最佳接收，因而應(yīng)當(dāng)連接到哪個(gè)基臺的裝置;用于使當(dāng)前與移動臺相連接的基臺維持與移動臺連接的裝置;以及用于抵消當(dāng)移動臺與基臺的連接為非最佳接收時(shí)所造成的干擾的抵消裝置。
現(xiàn)在參考附圖來描述本發(fā)明的各種實(shí)施例，其中圖4顯示了消除從同一基臺發(fā)射的干擾的干擾抵消器的方框圖，圖5顯示了用于消除另外的基臺發(fā)射的干擾的干擾抵消器，圖6顯示了用于消除從同一基臺發(fā)射的干擾并使用預(yù)組合的Rake接收機(jī)的干擾抵消器，圖7顯示了交變信號和導(dǎo)頻相關(guān)器的方框圖，圖8顯示了用于消除從同一基臺發(fā)射的干擾并使用預(yù)組合Rake接收機(jī)和組合器后抵消(post combiner cancellation)的干擾抵消器的方框圖，以及圖9顯示了用于重新調(diào)制干擾信號的另一結(jié)構(gòu)。
參考圖4，干擾信號抵消器包括多個(gè)Rake分支(Rake finger)10、12、14，且可看到每個(gè)Rake分支包括后面將參照第一Rake分支10進(jìn)行描述的全部電路。Rake分支10在輸入線I、Q上接收同相和正交相位信號，并把它們連接到延時(shí)電路16上。延時(shí)器電路有兩根輸出線，每根連接到復(fù)合導(dǎo)頻信號相關(guān)器18、復(fù)合干擾信號A相關(guān)器20、以及復(fù)合干擾信號B相關(guān)器22的輸入端。復(fù)合導(dǎo)頻信號相關(guān)器18有兩根輸出線，每根分別連接到Wiener型濾波器24、26，復(fù)合干擾信號及相關(guān)器20、22每個(gè)都有一對輸出線，分別連接到延時(shí)電路28到34。Wiener型濾波器24的輸出連接到乘法電路36的兩個(gè)輸入端的每一端、延時(shí)電路54的一個(gè)輸入端、乘法電路40的一個(gè)輸入端乘法電路42的一個(gè)輸入端、以及乘法電路44的一個(gè)輸入端。Wiener型濾波器26的輸出連接到乘法電路38的兩個(gè)輸入端的每一端、延時(shí)電路56的一個(gè)輸入端、乘法電路42的一個(gè)輸入端以及乘法電路46的一個(gè)輸入端。乘法電路36和38的輸出分別連接到加法器電路48的一個(gè)輸入端。乘法電路40、42中每個(gè)電路的輸出分別連接到加法器電路50的一個(gè)輸入端，乘法電路44、46的輸出分別連接到加法器電路52的一個(gè)輸入端。延時(shí)電路54的輸出連接到乘法電路58的一個(gè)輸入端和復(fù)合乘法電路66的一個(gè)輸入端。延時(shí)電路56的輸出連接到乘法電路60的一個(gè)輸入端和復(fù)合乘法電路66的另一個(gè)輸入端。復(fù)合乘法電路66還有另兩個(gè)輸入端，每個(gè)輸入端分別接收延時(shí)電路68和70的輸出。延時(shí)電路68、70分別連接到Rake分支外面的輸出濾波器124、122，這將在后面描述。復(fù)合乘法電路66有兩根輸出線，每根線連接到在Rake分支外面的電路上，這將在后面描述。每個(gè)Rake分支包括另一個(gè)延時(shí)電路64，它有兩根輸入線，連接到在Rake分支外的電路上，以及有兩根輸出線，每根線分別連接到復(fù)合信號相關(guān)器72的一個(gè)輸入端。復(fù)合信號相關(guān)器72有兩根輸出線，每根線分別連接到乘法電路58、60的輸入端。乘法電路58、60的輸出分別連接到加法器電路62的輸入端，加法器電路的輸出連接到在Rake分支外的電路上。類似地，加法器電路48、50、52各自的輸出連接到在Rake分支外面的電路上。
現(xiàn)在來描述外接在每個(gè)Rake分支上的電路。加法器電路74的輸入端分別接收Rake分支10中加法器電路52的輸出和來自其它Rake分支的相應(yīng)的輸出。加法器電路74的輸出連接到半線性乘法電路86的輸入端和限幅器件88。加法器電路76連接到Rake分支10中的加法器電路50的輸出，且其另外的輸入端分別連接到其它Rake分支中加法器電路的輸出。加法器電路76的輸出連接到半線性乘法電路90的輸入端和限幅電路92。加法器電路78的一個(gè)輸入端連接到Rake分支10中加法器電路48的輸出，且其另外的輸入端連接到其它Rake分支中加法器電路的各自輸出。加法器電路78的輸出連接到定標(biāo)裝置104的輸入端。限幅電路92的輸出連接到半線性乘法電路90的另一個(gè)輸入端和延時(shí)電路98的一個(gè)輸入端。半線性乘法電路90的輸出連接到乘法電路94的另一個(gè)輸入端。乘法電路94的輸出連接到平均和保持電路96的一個(gè)輸入端，平均和保持電路96的輸出連接到乘法電路101的一個(gè)輸入端和乘法電路102的一個(gè)輸入端。延時(shí)電路98的輸出連接到復(fù)合干擾信號A擴(kuò)展電路100，此電路有兩根輸出線，分別連接到乘法電路101和乘法電路102的另一個(gè)輸入端。乘法電路101和102的輸出分別連接到加法器電路118、120的一個(gè)輸入端。限幅電路88的輸出連接到半線性乘法電路86的另一個(gè)輸入端和延時(shí)電路110的一個(gè)輸入端。半線性乘法電路86的輸出連接到乘法電路106的一個(gè)輸入端。乘法電路106和乘法電路94的各自的另一個(gè)輸入端連接到定標(biāo)裝置104的輸出。乘法電路106的輸出連接到平均和保持電路108的輸入端，平均和保持電路108的輸出連接到乘法電路114的一個(gè)輸入端和乘法電路116的一個(gè)輸入端。延時(shí)電路110的輸出連接到復(fù)合干擾信號B擴(kuò)展器電路112的一個(gè)輸入端，該電路112有兩根輸出線，每根線分別連接到乘法電路114、116的另一個(gè)輸入端。乘法電路114和116的每個(gè)電路的輸出分別連接到加法器電路118和120的另一個(gè)輸入端。加法器電路118和120的輸出分別連接到發(fā)送接收濾波器112、124的一個(gè)輸入端，該濾波器的輸出分別連接到每個(gè)Rake分支中的延時(shí)電路70和延時(shí)電路68的輸入端。
I和Q信號線也分別連接到延時(shí)電路128和延時(shí)電路126的一個(gè)輸入端，這些延時(shí)電路的輸出分別連接到減法器電路130、132的一個(gè)輸入端，每個(gè)減法器電路的第二個(gè)輸入端也分別連接到加法器電路80、82的輸出端。減法器電路130、132的輸出連接到每個(gè)Rake分支中的延時(shí)電路64的各自的輸入端。加法器電路84連接到加法器電路62和其它Rake分支中的相應(yīng)的加法器的輸出。加法器電路84的輸出代表了接收機(jī)的輸出信號，并且該信號在輸出線134上生成。
現(xiàn)在來描述圖4所示電路的運(yùn)行情況。
圖4顯示了用于三分支Rake接收機(jī)的抵消器，它抵消兩個(gè)干擾信號A和B，以便接收一個(gè)信號。對這種情況，假定所接收的干擾信號是從相同基臺發(fā)射的，所以多徑特性對于這兩個(gè)干擾信號是相同的。信號的多徑特性也是同樣的，并可從導(dǎo)頻信號來進(jìn)行估值。
寬帶復(fù)合基帶信號I、Q在抵消接收機(jī)中被接收，同相和正交相位分量進(jìn)入三個(gè)Rake分支10、12、14中的每一個(gè)，作為代表，現(xiàn)在將集中描述其中的Rake分支10。假定所有Rake分支借助于確定與每條路徑PD1、PD2和PD3有關(guān)的信號延時(shí)，從而都被適當(dāng)?shù)赝皆谌齻€(gè)起支配作用的多徑分量上。借助于延時(shí)電路16將延時(shí)(T-PD1)插入Rake分支10的信號路徑。這使每條所需要的路徑的延時(shí)近似為T(由采樣接收信號可得到的分辨度)。T被選擇為超過在全部路徑上的最大延時(shí)。
導(dǎo)頻由具有延時(shí)PD1的復(fù)合導(dǎo)頻1相關(guān)器18所解擴(kuò)。如果在產(chǎn)生導(dǎo)頻信號的擴(kuò)頻序列中已使用了不同的同相和正交相位擴(kuò)頻碼，那么這就需要是包含四個(gè)實(shí)相關(guān)器的全復(fù)合相關(guān)器。同相和正交相位的解擴(kuò)導(dǎo)頻的輸出是含噪聲的，但具有受多普勒衰落速率所限制的帶寬。對于同相和正交相位信號，對稱的Wiener型濾波器24、26被分別用來提供對具有較好信噪比的導(dǎo)頻信號進(jìn)行估值。該濾波器具有延時(shí)D1。
以與導(dǎo)頻信號同樣的方式，用被加有干擾信號的擴(kuò)頻碼的復(fù)合相關(guān)器將干擾信號A，20解擴(kuò)。在這一階段，所需要做的是使用導(dǎo)頻信號來補(bǔ)償干擾信號的相位和幅度。借延時(shí)電路28、30在解擴(kuò)的干擾信號A的路徑中插入延時(shí)D1，以便與由Wiener濾波器24、26引起的導(dǎo)頻估值路徑中的延時(shí)相匹配。然后，一對乘法器40、42和加法器電路50進(jìn)行計(jì)算Re{P＊A}以產(chǎn)生相位對準(zhǔn)的加權(quán)信號。這個(gè)信號和相應(yīng)的信號分量加到Rake分支以便在加法器電路76的輸出端上產(chǎn)生最大比值組合信號。
接在加法器電路76輸出端的硬限幅器92對干擾信號A的數(shù)據(jù)進(jìn)行判決。為了進(jìn)行相減(也就是抵消)，將這些判決用來重建干擾信號A。為了實(shí)現(xiàn)正確的抵消，干擾信號A的幅度必須被估值。這是借使用加法器電路76的輸出來完成的。借半線性乘法電路90去掉調(diào)制，以及通過使用乘法電路36、38，加法器電路48、78，定標(biāo)電路104和乘法電路94來從導(dǎo)頻信號估值器得到輸出，使用該輸出來將抽樣加權(quán)。
假定干擾信號A(t)經(jīng)過具有復(fù)數(shù)基帶脈沖響應(yīng)h(t)的路徑進(jìn)行傳送，其中h(t)＝Σi = 0n - 1]]>ai(t).exp jθi(t).δ(t-τi)那么，接收到的干擾信號A將是Ar(t)＝ ai(t).exp jθi(t).A(t-τi)導(dǎo)頻信號P(t)也在同樣的路徑上傳送，且將被用來對于其ai為相當(dāng)大的τ、τi值進(jìn)行各個(gè)ai和θi的估值，這些估值正比于所傳輸?shù)膶?dǎo)頻信號電壓，且可表示為P(t-D1).K. i(t-D1)的形式。延時(shí)D1是由來于Wiener型濾波器的延時(shí)。
Rake接收機(jī)借接收到的抽頭加權(quán)量組以適當(dāng)?shù)难訒r(shí)可有效地對所接收的信號(被延時(shí)了D1)進(jìn)行卷積，只取實(shí)部。
這樣，其輸出是 假定ai＝ i和θi＝ i并進(jìn)行展開，可以簡化，且得到 現(xiàn)在第二項(xiàng)只包含未與擴(kuò)頻碼同步的信號，所以這些信號將借助于處理增益而被顯著地壓縮。而且，由于所有感興趣的元素都是同相的，就可以略去實(shí)數(shù)算子。這樣我們有ADS(t)≈k.p(t-D1)Σi = 0N - 1ai 2(t-D1).A(t-T-D1)]]>現(xiàn)在如果我們?nèi)「髀窂降膯为?dú)估值P(t-D1).K i(t-D1)且將它們進(jìn)行平方后相加，那么可以得到(再次假定ai＝ i)規(guī)一化項(xiàng)N(t)N(t)=k2.P2(t-D1)Σi = 0N - 1ai2(t-D1)]]>用ADS(t)除以N(t)，我們得到 (ADS(T))/(k.P(T-D1))注意到盡管導(dǎo)頻電壓被表示為時(shí)間的函數(shù)，但其峰值電壓將是常數(shù)，所以ADS(T)N(t)基本上是所傳輸?shù)男盘栯娖降暮愣ǘ攘恐?。它本身可能是常量，允許長時(shí)間取平均;或者它也可能根據(jù)來自移動站(該移動站將傳輸(t)作為它所希望的信號而接收進(jìn)來)的下行鏈路功率控制要求而發(fā)生變化。如果是這種情況，那么最長的可允許進(jìn)行平均的時(shí)間就是相鄰的功率控制更新之間的時(shí)間間隔。可以看到該平均是在平均和保持電路96中進(jìn)行，其中假定延時(shí)D2等于相鄰的功率控制更新的這段時(shí)間間隔。平均是由在該時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行積分來完成的，然后進(jìn)行標(biāo)定、保持，以便在下一個(gè)時(shí)間間隔輸出。這樣就有另一個(gè)固定延時(shí)D2。這時(shí)被解調(diào)的數(shù)據(jù)也被延時(shí)電路98再次延時(shí)D2，并被饋到擴(kuò)頻電路100上，該電路運(yùn)行干擾信號的擴(kuò)頻碼(具有和數(shù)據(jù)同步的相位，也就是相對于接收相關(guān)器延時(shí)D1+D2+T)以產(chǎn)生干擾信號的一個(gè)新的形式。該信號由 (ADS(t))/(N(t)) 進(jìn)行標(biāo)定，所以現(xiàn)在我們應(yīng)當(dāng)有 。
現(xiàn)在信號被加到一對加法器118、120和濾波器122、124上以便再產(chǎn)生發(fā)送和接收濾波器對于原始發(fā)射信號的效應(yīng);這些濾波器具有延時(shí)D3。然后信號分別經(jīng)延時(shí)電路60、68被反饋到復(fù)合乘法電路66，信號在這里與由導(dǎo)頻信號中獲得的標(biāo)定信號相乘(該導(dǎo)頻信號被延時(shí)了D2以便匹配定時(shí)并被適當(dāng)延時(shí))。復(fù)合乘法電路66的輸出信號被分別加到加法器電路80、82上，其輸出分別和I與Q信號一起被加到減法器電路130、132上，I、Q信號是先經(jīng)電路128、126延時(shí)，然后再送去進(jìn)行減法的。實(shí)際上，該運(yùn)算仿真了在估值傳輸路徑上傳送新產(chǎn)生的信號。應(yīng)注意到，所有系數(shù)按比例因子P(t-D1-D2-D3)定標(biāo)。這就抵消了定標(biāo)信號的分母，以得到信號A的正確定標(biāo)的復(fù)合復(fù)制品。
第二干擾信號B通過使用半線性乘法電路86、乘法電路106、硬限幅電路88、延時(shí)電路110、擴(kuò)頻器電路112，平均和保持電路108以及乘法電路114、116等以完全同樣的方式被處理，所有電路都以和對于干擾信號A所描述的完全相同的方式工作。應(yīng)注意到，許多電路都是與A公用的(因?yàn)閮蓚€(gè)信號是在相同的路徑上被接收的)。在兩個(gè)信號(A和B)被抵消以后，就可以解調(diào)所需要的信號，在從與干擾信號同樣的源接收所要求的信號的情況下，從導(dǎo)頻信號得出的信道估值對于所需要的信號的解調(diào)是有效的。這些導(dǎo)頻信號必須被延時(shí)D2和D3，以便在時(shí)間上使它們與被抵消信號相匹配，然后就允許以傳統(tǒng)方式通過Rake接收來進(jìn)行解調(diào)。
參考圖5，在此顯示了一個(gè)抵消器的方框圖，其中干擾來自與所需要的信號不相同的基臺。應(yīng)當(dāng)理解，電路是類似于以上參考圖4所述的電路，且以同樣方式工作，自始至終使用相同的參考符號。
按照下述理由，不需要使用復(fù)合相關(guān)器72、乘法電路58、60、加法器電路62、延時(shí)電路64、以及加法器電路84。
為了接收來自其基臺的有用信號，就不能使用從干擾基臺得到的導(dǎo)頻信號。因此，抵消器的輸出Ic和Qc被饋到一個(gè)分立的接收機(jī)，其中導(dǎo)頻信號相關(guān)器運(yùn)行適合于所需要信號的基臺的擴(kuò)頻碼，它與干擾基臺所用的擴(kuò)頻碼不相同。由于來自發(fā)射所需要信號的基臺的多徑分量通常都將以與來自發(fā)射干擾信號的基臺的多徑分量不同的時(shí)間到達(dá)，所以在用于所需要的信號的Rake分支和干擾接收機(jī)之間沒有一對一的對應(yīng)關(guān)系。
在這種情況下，對所需要信號的接收機(jī)來說有兩個(gè)任選項(xiàng)1)用于通過對Ic和Qc進(jìn)行相關(guān)接收以接收所需要的信號的導(dǎo)頻信號。這時(shí)，抵消兩個(gè)不需要的信號可使導(dǎo)頻信號的信噪比得以改善。另一方面，為了得出Wiener濾波后的導(dǎo)頻信號估值，所需要信號的解調(diào)需經(jīng)進(jìn)一步的延時(shí)D1。
2)用于通過對I和Q進(jìn)行相關(guān)接收以接收所需要信號的導(dǎo)頻信號。這時(shí)不需要附加的延時(shí)。然而導(dǎo)頻信號的信噪比受干擾信號A和B(以及更一般地有C、D、E等)的影響。
本發(fā)明也適合于使用預(yù)組合Rake接收機(jī)的情況。當(dāng)需要單一接收機(jī)解調(diào)幾個(gè)按不同碼并行接收的所需要的信號時(shí)，預(yù)組合Rake接收機(jī)可減少硬件的復(fù)雜性。當(dāng)需要抵消從同一基臺發(fā)出的許多個(gè)信號時(shí)，此能力對抵消干擾是特別有用的。圖6顯示了一種預(yù)組合Rake接收機(jī)的結(jié)構(gòu)，該接收機(jī)被設(shè)計(jì)成能實(shí)現(xiàn)對從與所需要信號相同的基臺發(fā)出的干擾信號的干擾抵消。
它的工作非常類似于圖4的電路，且采用了相同的參考數(shù)字用來表示相同的電路元件。主要不同點(diǎn)是干擾信號在Rake分支中不進(jìn)行解擴(kuò)，而是被適當(dāng)?shù)匮訒r(shí)和復(fù)合加權(quán)以對準(zhǔn)片相位對準(zhǔn)相位及對幅度加權(quán)。另外，任何所有信號共用的復(fù)合覆蓋碼可在這一階段被去除掉。然后經(jīng)預(yù)處理的信號在加法器電路76中被加到一起。接著，加法器電路76的輸出被A和B相關(guān)器136、138處理，以得到解調(diào)后的干擾信號。在這一階段以后，抵消信號的合成過程與參考圖4所顯示和描述的過程完全一樣。
圖6說明了在抵消階段之后，用于解調(diào)所需要信號的預(yù)組合Rake的使用，并說明了多達(dá)三個(gè)信號的并行解調(diào)。預(yù)組合Rake在這一階段的使用完全是可任選的-它在抵消階段的使用并不牽連到它在接收階段的使用。應(yīng)注意到，假設(shè)復(fù)合覆蓋碼是被包括在復(fù)合干擾信號A擴(kuò)頻器(t-T-D1-D2)中，并且對復(fù)合干擾信號B來說，情況也是類似的。輸出信號由相關(guān)器140、142、144生成。
上述電路可以有幾種可能的變化。首先，如果導(dǎo)頻信號碼完全等于覆蓋相位隨機(jī)碼，那么導(dǎo)頻信號相關(guān)器18不再被使用，復(fù)合覆蓋碼調(diào)制器20的輸出如以前一樣地連接到延時(shí)電路28、30，并通過積分器146、148而連接到Wiener濾波器24、26，如圖7所示。
另一種變化是在預(yù)組合Rake點(diǎn)的輸出端進(jìn)行抵消。在這種情況下，結(jié)構(gòu)將如圖8所示，其中同樣元件再次由同樣的數(shù)字表示。輸入信號I、Q只被加到延時(shí)電路16上。加法器電路76的輸出如以前那樣被加到A和B相關(guān)器136、138上，還加到延時(shí)電路128上(它現(xiàn)在包括另外的延時(shí)元件2TL)，其輸出加到減法器電路130上，后者還接收來自加法器電路84的輸出。不再需要延時(shí)電路126和減法器電路132。另外，加法器電路80、82的輸出直接加到延時(shí)電路64上。加法器電路130的輸出加到相關(guān)器140、142、和146上。
參考圖9，顯示了另一種對干擾信號進(jìn)行再調(diào)制的結(jié)構(gòu)。
該電路替換了圖4到6和圖8中的元件90到102以及106到120。圖9中，只有實(shí)擴(kuò)頻電路148和150被用來產(chǎn)生各單獨(dú)的信號。然后，這些信號當(dāng)公共的復(fù)合擴(kuò)頻碼通過I碼電路154與半線性乘法電路152以及Q碼電路158與半線性乘法電路156而被加上之前，先進(jìn)行定標(biāo)和相加。
那些熟悉本技術(shù)的人可以很容易理解到，在本發(fā)明的思想和范圍內(nèi)對上述電路進(jìn)行修正是可能的。例如，如果發(fā)射一個(gè)強(qiáng)導(dǎo)頻信號，那么接收機(jī)的性能可通過降低的組合器損耗而得到改善。然而，導(dǎo)頻信號本身也是一個(gè)重要的干擾源，所以通常必須對增加的干擾電平和組合器損耗進(jìn)行折衷選擇。無論如何，如果導(dǎo)頻信號能被抵消的話，就可以不進(jìn)行這種折衷，就允許發(fā)射較強(qiáng)的導(dǎo)頻信號而不會使干擾有任何增加。把恒定電平導(dǎo)頻擴(kuò)頻電路加進(jìn)到加法器電路118、120中，可使這種抵消很容易地實(shí)現(xiàn)。
另外，有可能同時(shí)抵消從相同基臺和從其它基臺來的干擾信號，因此可將圖4和圖5所示的電路進(jìn)行組合實(shí)施。
也容易理解到，盡管實(shí)施例描述了兩個(gè)干擾信號的抵消，但是用于解調(diào)和再調(diào)制干擾信號所必須的多個(gè)電路可組合成各種實(shí)施例，以便允許相應(yīng)地抵消多個(gè)干擾。
權(quán)利要求
1.一種用于提供固定與移動無線電單元間的數(shù)字無線電鏈路設(shè)備中的裝置，其特征在于，所述裝置包括用于確定移動臺為進(jìn)行最佳接收因而應(yīng)當(dāng)連接到哪個(gè)基臺的裝置；用于使移動臺與當(dāng)前相連接的移動臺維持連接的裝置；以及用于抵消在移動臺與不能提供最佳接收的基臺連接時(shí)所引起的干擾的抵消裝置。
2.如權(quán)利要求1中所要求的裝置，其特征在于，其中抵消裝置包括多個(gè)Rake分支，它們被安置或可接收同相和正交相位輸入信號，每個(gè)Rake分支包括連接到Wiener型濾波器裝置以便處理導(dǎo)頻信號的第一相關(guān)器;至少一個(gè)用來處理從同一基地臺接收到的至少一個(gè)相應(yīng)的干擾信號的其它的相關(guān)器;另一個(gè)相關(guān)器和乘法裝置;所述裝置還包括連接到所述Rake分支的至少一個(gè)相應(yīng)的干擾擴(kuò)頻裝置，它被安置成對所述的干擾信號進(jìn)行擴(kuò)頻;連接到所述Rake分支以便定標(biāo)從所述其它相關(guān)器得出的信號的定標(biāo)裝置;用來把所述定標(biāo)裝置的輸出與所述其它相關(guān)器的輸出相組合的組合裝置;用來對組合裝置的輸出進(jìn)行平均的裝置;以及用于再產(chǎn)生發(fā)送和接收濾波器效應(yīng)的濾波裝置;所述乘法裝置接收濾波裝置的輸出信號和從第一相關(guān)器得出的定標(biāo)信號，以便生成將要被加到所述另一個(gè)相關(guān)器的信號，從該相關(guān)器產(chǎn)生出一個(gè)無干擾的信號。
3.如權(quán)利要求1中所要求的裝置，其特征在于，其中接收的干擾信號來自不同的基臺，并且抵消裝置包括多個(gè)被安置成接收同相和正交相位輸入信號的Rake分支，每個(gè)Rake分支包括用于處理導(dǎo)頻信號的第一相關(guān)器;用來處理至少一個(gè)相應(yīng)的干擾信號的至少一個(gè)另外的相關(guān)器;以及乘法裝置，所述裝置進(jìn)一步包括連接到所述Rake分支的被安置成用于對所述的干擾信號進(jìn)行擴(kuò)頻的至少一個(gè)干擾擴(kuò)頻裝置;連接到所述Rake分支用來定標(biāo)從所述其它相關(guān)器得出的信號的定標(biāo)裝置;用來把所述定標(biāo)裝置的輸出與所述其它相關(guān)器的輸出相組合的組合裝置;用來對組合裝置的輸出進(jìn)行平均的裝置;以及用于再產(chǎn)生發(fā)送和接收濾波器效應(yīng)的濾波裝置;所述乘法裝置接收濾波裝置的輸出信號和從第一相關(guān)器得出的定標(biāo)信號，以便產(chǎn)生將要被加到減法器裝置上的輸出信號，該減法器還接收延時(shí)的形式和同相與正交相位輸入信號，由該減法器產(chǎn)生出一個(gè)無干擾的信號。
4.如權(quán)利要求1中所要求的裝置，其特征在于，其中抵消裝置包括被安置成接收同相和正交相位輸入信號的多個(gè)Rake分支，每個(gè)Rake分支包括連接到Wiener型濾波器裝置以便處理導(dǎo)頻信號的相關(guān)器;用來處理從同樣的基臺所接收的至少一個(gè)干擾信號的第一調(diào)制裝置;和用來接收同相位和正交相位輸入信號的經(jīng)過延時(shí)和修正的形式的第二調(diào)制裝置;以及乘法裝置;所述裝置還包括用來接收從相關(guān)器和第一調(diào)制裝置得到的信號的至少一個(gè)其它的相關(guān)器;連接到所述至少一個(gè)其它的相關(guān)器以便對所述的干擾信號進(jìn)行擴(kuò)頻的至少一個(gè)干擾信號擴(kuò)頻裝置;連接到所述Rake分支以便定標(biāo)從所述至少一個(gè)其它的相關(guān)器得出的信號的定標(biāo)裝置;用來把所述定標(biāo)裝置的輸出與所述至少一個(gè)其它的相關(guān)器的輸出相組合的組合裝置;用來對組合裝置的輸出進(jìn)行平均的裝置;以及用于再生發(fā)送和接收濾波器效應(yīng)的濾波裝置;所述乘法裝置接收濾波裝置的輸出信號和來自相關(guān)器的定標(biāo)信號以便產(chǎn)生加到所述第二調(diào)制裝置的信號，由所述第二調(diào)制裝置產(chǎn)生出至少一個(gè)無干擾的信號。
5.如權(quán)利要求4中所要求的裝置，其特征在于，其中所述裝置是預(yù)組合Rake接收機(jī)。
6.如權(quán)利要求5中所要求的裝置，其特征在于，其中不使用相關(guān)器，且所述第一調(diào)制裝置的輸出端通過積分裝置連接到所述Wiener型濾波器裝置的輸入端。
7.如權(quán)利要求5或6中所要求的裝置，其特征在于，其中同相和正交相位輸入信號只連接到所述第一調(diào)制裝置，以及所述第二調(diào)制裝置接收表示由每個(gè)乘法裝置產(chǎn)生的信號之和的信號。
8.如上述權(quán)利要求2到7中任一項(xiàng)所要求的裝置，其特征在于，其中干擾信號擴(kuò)頻裝置包含兩個(gè)實(shí)擴(kuò)頻裝置，且在把每個(gè)擴(kuò)頻裝置的輸出進(jìn)行定標(biāo)和求和之后才被加上公共擴(kuò)頻碼。
9.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所要求的裝置，其特征在于，其中多個(gè)干擾被所述抵消裝置所抵消。
10.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所要求的裝置，其特征在于，其中來自多個(gè)基臺的干擾被所述抵消裝置所抵消。
全文摘要
本發(fā)明的裝置包括用于確定移動臺為了最好的接收因而應(yīng)當(dāng)連接到哪個(gè)基臺的裝置，以及用于使移動臺維持與當(dāng)前相連接的基臺的連接的裝置。抵消裝置是用來抵消在移動臺與基臺的連接為非最佳接收時(shí)所造成的干擾。
文檔編號H04B7/02GK1110076SQ9419032
公開日1995年10月11日 申請日期1994年3月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月25日
發(fā)明者A·P·胡爾伯特, D·P·錢德勒 申請人:羅克馬諾爾研究有限公司