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用于在无线通信系统中消除导频干扰的方法和装置

阅读:656发布:2023-03-06

专利汇可以提供用于在无线通信系统中消除导频干扰的方法和装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且在无线通信系统(如,CDMA) 申请 除导频干扰的技术。在一种方法中,首先对一个接收到的由数个 信号 实施例 组成的各自包括一个导频的信号加以处理,以提供数据样本。通过下列做法估计各信号实施例的导频干扰:使用信号实施例的扩散序列对数据样本进行去扩散;对去扩散的数据进行信息化,以提供导频符号;对导频符号进行滤波,以估计此信号实施例的信道响应,和把估计的信道响应乘以扩散序列,以提供估计的导频干扰等。组成由所有干扰的多路径所形成的导频干扰估计值,以提供总的导频干扰,此导频干扰从数据样本中得以减去,以提供导频消除的数据样本。然后,处理这些样本,以导出此接收的信号中至少1个(所需的)信号实施例的各个解调的数据。,下面是用于在无线通信系统中消除导频干扰的方法和装置专利的具体信息内容。

1.一种用于在无线通信系统中接收机设备处消除导频干扰的方法,其特征在 于,它包括:
接收由多个信号实例组成的信号,其中每个信号实例包括导频和数据;
估计由所述多个信号实例中各个所引起的导频干扰;
缓冲器中累加因所述多个信号实例引起的估计的导频干扰以提供总导频干 扰;
从已接收信号中减去所述总导频干扰以导出导频消除的信号;以及
处理导频消除信号以导出在已接收信号中每个信号实例的数据,
其中由所述多个信号实例各个所引起的导频干扰得以估计通过
处理信号实例以导出信号实例的信道响应的估计;以及
将信号实例的导频数据和估计的信道响应相乘以提供估计的导频干扰。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,一个或更多信号实例中各个的导 频数据是信号实例的扩展序列。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,信号实例的扩展序列具有与信号 实例到达时间相对应的相位
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,一个或更多信号实例中各个的估 计的信道响应被导出,通过
用信号实例的扩展序列去扩展已接收信号的数据样本,
用导频信道化编码信道化去扩展的样本以提供导频符号,以及
波导频符号以提供估计的信道响应。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,信号实例的估计的信道响应根据 已接收信号的当前段的数据样本而导出,以及估计的导频干扰是用于后续段的数据 样本。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,信号实例的估计的信道响应根据 已接收信号的当前段的数据样本而导出,以及估计的导频干扰是用于相同段的数据 样本。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,一个或更多信号实例的各个的估 计的信道响应根据已接收信号的数据样本而导出。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,一个或更多信号实例各个的估计 的信道响应根据数据样本而导出,该数据样本使来自于信号实例的导频不被去除, 而使来自于其他干扰信号实例的导频被去除。
9.一种用于在无线通信系统中接收机设备处消除导频干扰的方法,其特征在 于,它包括:
接收由多个信号实例组成的信号,其中每个信号实例包括导频和数据;
导出由一个或更多信号实例引起的总导频干扰;
从已接收信号中减去所述总导频干扰以导出导频消除的信号;以及
处理导频消除信号以导出在已接收信号中至少一个信号实例中每个的已解调 数据,其中,至少一个信号实例中各个的导频消除信号的处理包括
用信号实例的扩展序列去扩展导频消除信号的样本,
用数据信道化编码信道化去扩展的样本以提供数据符号,以及
用导频估计值解调数据符号以提供信号实例的已解调数据。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,至少一个信号实例的各个的导频 估计根据已接收信号的数据样本而导出。
11.如权利要求9所述的方法,其特征在于,至少一个信号实例的各个的导频 估计根据数据样本而导出,该数据样本使来自于信号实例的导频不被去除,而使来 自于其他干扰信号实例的导频被去除。
12.一种用于在无线通信系统中接收机设备处消除导频干扰的方法,其特征在 于,它包括:
接收由多个信号实例组成的信号,其中每个信号实例包括导频和数据;
导出由一个或更多信号实例引起的总导频干扰;
从已接收信号中减去所述总导频干扰以导出导频消除的信号;以及
处理导频消除信号以导出在已接收信号中至少一个信号实例中每个的已解调 数据,其中,由一个或更多信号实例引起的导频干扰以时分复用的方式加以估计。
13.一种用于在无线通信系统中接收机设备处消除导频干扰的方法,其特征 在于,它包括:
接收由多个信号实例组成的信号,其中每个信号实例包括导频和数据;
估计由所述多个信号实例中各个所引起的导频干扰;
在缓冲器中累加因所述多个信号实例引起的估计的导频干扰以提供总导频干 扰;
从已接收信号中减去所述总导频干扰以导出导频消除的信号;以及
处理导频消除信号以导出在已接收信号中每个信号实例的数据,
其中,减去包括从已接收信号的数据样本中减去总导频干扰的样本,并且
其中总导频干扰的样本和数据样本都以特定的样本速率提供。
14.一种用于在无线通信系统中接收机设备处消除导频干扰的方法,其特征在 于,它包括:
接收由多个信号实例组成的信号,其中每个信号实例包括导频和数据;
估计由所述多个信号实例中各个所引起的导频干扰;
在缓冲器中累加因所述多个信号实例引起的估计的导频干扰以提供总导频干 扰;
从已接收信号中减去所述总导频干扰以导出导频消除的信号;以及
处理导频消除信号以导出在已接收信号中每个信号实例的数据,
其中,由正在被处理以导出数据的信号实例引起的导频干扰被排除在总导频 干扰之外。
15.一种用于在无线通信系统中接收机设备处消除导频干扰的方法,其特征 在于,它包括:
接收由多个信号实例组成的信号,其中每个信号实例包括导频和数据;
导出由一个或更多信号实例引起的总导频干扰;
从已接收信号中减去所述总导频干扰以导出导频消除的信号;以及
处理导频消除信号以导出在已接收信号中至少一个信号实例中每个的已解调 数据,
处理导频消除的信号以搜索已接收信号中的新的信号实例。
16.如权利要求13所述的方法,其特征在于,样本速率是片速率的多倍。
17.如权利要求1所述的方法,其特征在于,根据已接收信号的数据样本段来 完成导出总导频干扰。
18.如权利要求17所述的方法,特征在于,每段包括一个符号周期的数据样 本。
19.如权利要求1所述的方法,其特征在于,导出数据的处理根据导频消除信 号的导频消除数据样本的段来完成。
20.一种用于在无线通信系统中接收机设备处消除导频干扰的方法,其特征在 于,它包括:
接收由多个信号实例组成的信号,其中每个信号实例包括导频和数据;
估计由所述多个信号实例中各个所引起的导频干扰;
在缓冲器中累加因所述多个信号实例引起的估计的导频干扰以提供总导频干 扰;
从已接收信号中减去所述总导频干扰以导出导频消除的信号;以及
处理导频消除信号以导出在已接收信号中每个信号实例的数据,
其中,导出总导频干扰和导频消除信号的处理并行地进行。
21.如权利要求1所述的方法,其特征在于,导出总导频干扰和导频消除信号 的处理以流线方式完成。
22.如权利要求1所述的方法,其特征在于,无线通信系统是CDMA系统。
23.如权利要求22所述的方法,其特征在于,CDMA系统支持cdma2000标准。
24.如权利要求22所述的方法,其特征在于,CDMA系统支持W-CDMA标准。
25.如权利要求22所述的方法,其特征在于,CDMA系统支持IS-95标准。
26.如权利要求22所述的方法,其特征在于,在CDMA系统中已接收的信号包 含一个或更多反向链路已调信号。
27.如权利要求22所述的方法,其特征在于,在CDMA系统中已接收的信号包 含一个或更多正向链路已调信号。
28.一个在无线通信系统中接收机设备处用于消除导频干扰的方法,其特征在 于,它包括:
处理由多个信号实例组成的已接收信号以提供数据样本,其中每个信号实例 包括导频;
处理数据样本以导出由一个或更多信号实例的每个引起的导频干扰的估计;
根据估计的导频干扰导出由一个或多个信号实例引起的总导频干扰;
从数据样本中减去总导频干扰以导出导频消除数据样本;以及
处理导频消除数据样本以导出已接收的信号中至少一个信号实例中各个的数 据,其中,处理数据样本以导出由一个或更多信号实例的各个所引起的估计的导频 干扰包括
用信号实例的扩展序列去扩展数据样本,
用导频信道化编码信道化去扩展样本以提供导频符号,
滤波导频符号以提供信号实例的估计或信道响应,以及
将信号实例的扩展序列和估计的信道响应相乘以提供由信号实例引起的估计 的导频干扰。
29.一个在无线通信系统中接收机设备处用于消除导频干扰的方法,其特征 在于,它包括:
处理由多个信号实例组成的已接收信号以提供数据样本,其中每个信号实例 包括导频;
处理数据样本以导出由一个或更多信号实例的每个引起的导频干扰的估计;
根据估计的导频干扰导出由一个或多个信号实例引起的总导频干扰;
从数据样本中减去总导频干扰以导出导频消除数据样本;以及
处理导频消除数据样本以导出已接收的信号中至少一个信号实例中各个的已 解调数据,其中,处理导频消除数据样本以导出至少一个信号实例的各个的已解调 数据包括
用信号实例的扩展序列去扩展导频消除信号的数据样本,
用数据信道化编码信道化去扩展样本以提供数据符号,以及
解调数据符号以提供信号实例的已解调数据。
30.如权利要求29所述的方法,其特征在于,减去包括
从已接收信号的数据样本中减去总导频干扰的干扰样本,其中干扰样本和数 据样本都以特定的样本速率提供,样本速率是片速率的多倍。
31.一种在无线通信系统中的接收机设备,其特征在于,它包括:
接收机,它配置成处理由多个信号实例组成的已接收信号以提供数据样本, 其中各个信号实例包括导频和数据;以及
解调器,它包括
导频干扰估计器,它配置成处理数据样本以导出由所述多个信号实例的各个 所引起的导频干扰的估计,
缓冲器,它配置成累加由多个信号实例引起的估计的导频干扰的估计以提供 总导频干扰,
求和器,它配置成从数据样本中减去总导频干扰以导出导频消除的数据样本,
数据解调设备,它配置成处理导频消除的数据样本以导出已接收信号中的每 个信号实例的数据,以及
信道估计器,它配置成向一个或更多信号实例的各个提供估计的信道响应。
32.如权利要求31所述的接收机设备,其特征在于,导频干扰估计器还被配 置成将一个或更多信号实例的每个的导频数据和信号实例的估计的信道响应相乘, 以提供由信号实例引起的估计的导频干扰。
33.一种在无线通信系统中的接收机设备,其特征在于,它包括:
接收机,它配置成处理由多个信号实例组成的已接收信号以提供数据样本, 其中各个信号实例包括导频和数据;以及
解调器,它包括
导频干扰估计器,它配置成处理数据样本以导出由一个或更多信号实例的各 个所引起的导频干扰的估计,以及根据估计的导频干扰导出由一个或更多信号实例 所引起的总导频干扰,
求和器,它配置成从数据样本中减去总导频干扰以导出导频消除的数据样本, 以及
数据解调设备,它配置成处理导频消除的数据样本以导出已接收信号中的至 少一个信号实例的各个的已解调数据,其中,对于至少一个信号实例的各个,数据 解调设备配置成用信号实例的扩展序列去扩展导频消除的数据样本,用数据信道化 编码信道化去扩展样本以提供数据符号,以及用信号实例的导频估计解调数据符号 以提供信号实例的已解调数据。
34.一种CDMA系统中的终端,其特征在于,它包括:
接收机,它配置成处理由多个信号实例组成的已接收信号以提供数据样本, 其中各个信号实例包括导频和数据;以及
解调器,它包括
导频干扰估计器,它配置成处理数据样本以导出由所述多个信号实例的各个 所引起的导频干扰的估计,
缓冲器,它配置成累加由所述多个信号实例引起的估计的导频干扰以提供总 导频干扰,
求和器,它配置成从数据样本中减去总导频干扰以导出导频消除的数据样本,
数据解调设备,它配置成处理导频消除的数据样本以导出已接收信号中的每 个信号实例的数据,以及
信道估计器,它配置成向一个或更多信号实例的各个提供估计的信道响应。
35.如权利要求34所述的终端,其特征在于,导频干扰估计器还配置成将一 个或更多信号实例的各个的导频数据和信号实例的估计的信道响应相乘以提供由 信号实例所引起的估计的导频干扰。
36.一种CDMA系统中的终端,其特征在于,它包括:
接收机,它配置成处理由多个信号实例组成的已接收信号以提供数据样本, 其中各个信号实例包括导频和数据;以及
解调器,它包括
导频干扰估计器,它配置成处理数据样本以导出由一个或更多信号实例的各 个所引起的导频干扰的估计,以及根据估计的导频干扰导出由一个或更多信号实例 所引起的总导频干扰,
求和器,它配置成从数据样本中减去总导频干扰以导出导频消除的数据样本, 以及
数据解调设备,它配置成处理导频消除的数据样本以导出已接收信号中的至 少一个信号实例的各个的已解调数据,其中,对于至少一个信号实例的各个,数据 解调设备配置成用信号实例的扩展序列来去扩展导频消除的数据样本,用数据信道 化编码信道化去扩展样本以提供数据符号,以及用信号实例的导频估计解调数据符 号以提供信号实例的已解调数据。
37.一种CDMA系统中的基站,其特征在于,它包括:
接收机,它配置成处理由多个信号实例组成的已接收信号以提供数据样本, 其中各个信号实例包括导频和数据;以及
解调器,它包括
导频干扰估计器,它配置成处理数据样本以导出由多个信号实例的各个所引 起的导频干扰的估计,
缓冲器,它配置成累加由所述多个信号实例引起的估计的导频干扰以提供总 导频干扰,
求和器,它配置成从数据样本中减去总导频干扰以导出导频消除的数据样本,
数据解调设备,它配置成处理导频消除的数据样本以导出已接收信号中的每 个信号实例的数据,以及
信道估计器,它配置成向一个或更多信号实例的各个提供估计的信道响应。
38.如权利要求37所述的基站,其特征在于,导频干扰估计器还配置成将一 个或更多信号实例的各个的导频数据和信号实例的估计的信道响应相乘,以提供由 信号实例所引起的估计的导频干扰。
39.一种CDMA系统中的基站,其特征在于,它包括:
接收机,它配置成处理由多个信号实例组成的已接收信号以提供数据样本, 其中各个信号实例包括导频和数据;以及
解调器,它包括
导频干扰估计器,它配置成处理数据样本以导出由一个或更多信号实例的各 个所引起的导频干扰的估计,以及根据估计的导频干扰导出由一个或更多信号实例 所引起的总导频干扰,
求和器,它配置成从数据样本中减去总导频干扰以导出导频消除的数据样本, 以及
数据解调设备,它配置成处理导频消除的数据样本以导出已接收信号中的 至少一个信号实例的各个的已解调数据,其中,对于至少一个信号实例的各个, 数据解调设备配置成用信号实例的扩展序列来去扩展导频消除的数据样本,用 数据信道化编码信道化去扩展样本以提供数据符号,以及用信号实例的导频估 计解调数据符号以提供信号实例的已解调数据。
40.如权利要求31所述的接收机设备,其特征在于,还包括:
干扰累加器设备,它配置成累加一个或更多信号实例的总导频干扰。
41.如权利要求40所述的接收机设备,其特征在于,还包括:
多个由时间偏移定义的部分。

说明书全文

领域

发明主要涉及数据通信,尤其涉及在无线(如CDMA)通信系统中用于消除因 导频造成的干扰的技术。

背景

无线通信系统广泛使用于提供各种各样类型的通信,如话音、分组数据等等。 这些系统可以码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)或一些其他多址技术为根据的。 CDMA系统可提供超过其他类型系统的某些优点,包括提高系统容量。CDMA系统一 般设计来完成一个或更多标准,如IS-95,cdma2000,IS-856,W-CDMA和TS-CDMA 标准,所有标准在本领域中是知晓的。

在一些无线(如CDMA)通信系统中,导频可从发送机设备(如终端)向接收机设 备(如基站)发送以辅助接收机设备完成一些功能。例如,导频可用在接收机设备处 作为发送机设备的计时和频率的同步、信道响应和通信信道质量的估计、数据传送 的相干解调等等。导频一般根据已知数据模式(如全零序列)和采用已知信号处理方 案(如用特定信道化编码信道化和用已知扩展序列扩展)而生成。

在cdma2000系统中的反向链路上,每个终端的扩展序列是根据(1)对所有终 端共用的复合的伪随机噪声(PN)序列,和(2)对此终端特定的加扰序列而生成。在 这个方式中,来自于不同终端的导频可由它们不同的扩展序列所识别。在cdma2000 和IS-95系统中的正向链路上,每个基站分配以一个特定的PN序列的偏移。在这 个方式中,来自于不同基站的导频可由它们不同的分配的PN偏移所识别。

在接收机设备处,“rake”接收机常用来恢复来自于已和接收机设备建立通 信的发送机设备的已发送的导频、信令和业务量数据。从特定发送机设备发送来的 信号可经由多个信号路径在接收机设备处被接收,并且每个足够长度的已接收信号 实例(或多路径)可由“rake”接收机单独解调。每个这样的多路径是以与发送机设 备处所进行的方式相互补的方式来处理,以恢复经由这个多路径所接收的数据和导 频。已恢复的导频的幅度和相位决定于多路径的信道响应,并且由后者的表示。导 频一般用于对随导频发送的各种各样类型数据进行相干解调,导频同样被信道响应 而失真。对于每个发送机设备,发送机设备的一些多路径的导频也可用来组合从这 些多路径中导出的已解调符号以获得具有改进质量的组合符号。

在反向链路上,来自于每个发送终端的导频充当来自于其他终端的信号的干 扰。对于每个终端,因由所有其他终端发送的导频造成的集合干扰可占由这个终端 所经历的总干扰的较大百分比。这个导频干扰可降低性能(如,较高的分组错误比 率)和进一步减少反向链路容量。

因此在无线(如CDMA)通信系统中需要消除因导频造成的干扰的技术。

                        概述

本发明诸方面提供在无线(如CDMA)通信系统中用于估计和消除导频干扰的技 术。已接收信号一般包括一些信号实例(如多路径)。对于每个将被解调的多路径(如 每个所需的多路径),在所有多路径中的导频是对所需多路径中数据的干扰。如果 导频是根据已知数据模式(如全零序列)而生成的,并且用已知信道化编码(如零的 Walsh编码)被信道化的话,那么干扰多路径中的导频可简单地估计为具有与在接 收机设备处那个多路径到达时间相对应的相位的扩展序列。来自于每个干扰多路径 的导频干扰可根据扩展序列和那个多路径的信道响应的估计(可根据导频来估计) 来估计。因一些干扰多路径造成的总导频干扰可从已接收信号中被导出和减去,以 提供使导频干扰去掉的导频消除信号。

在一特定实例中,提供在无线(如cdma2000)通信系统中的接收机设备(如基站) 处用于消除导频干扰的方法。依据此方法,已接收信号由一些信号实例组成,每个 信号实例包括导频,一开始就加以处理以提供数据样本。然后处理数据样本以导出 因一个或更多(干扰)信号实例造成的导频干扰的估计值,以及进一步组合导频干扰 估计以导出总导频干扰。总导频干扰然后被从数据样本中减去以提供导频消除的数 据样本,导频消除的数据样本再进一步处理以导出已接收信号中至少一个(所需的) 信号实例的各个已解调的数据。

因每个干扰信号实例造成的导频干扰可以通过(1)用信号实例的扩展序列去 扩展数据样本,(2)用导频信道化编码信道化已去扩展的样本以提供导频符号,(3) 滤波导频符号以提供信号实例的估计的信道响应,以及(4)将信号实例的扩展序列 和估计的信道响应相乘以提供估计的导频干扰等来估计。每个所需的多路径的数据 解调可由下列来完成,通过(1)用信号实例的扩展序列去扩展导频消除的数据样本, (2)用数据信道化编码信道化已去扩展的样本以提供数据符号,以及(3)解调数据符 号以提供信号实例的已解调的数据。为了性能改进,导频估计和消除可以高于PN 片速率的样本速率来进行。

发明的各种各样方面、实例和特点在下面进一步详细描述。

                        附图的概述

结合附图阅读以下详细描述,将更清楚本发明的特点、性质和优点。在附图 中,相同参考字符标识通篇中相应的部件。

图1是一个无线通信系统图。

图2是一个基站和终端的实例的简化框图

图3是一个在cdma2000中反向链路的调制器的实例的框图。

图4是一个“rake”接收机的实例的框图。

图5是一个在“rake”接收机中查找器处理机的特定实例的框图,查找器处 理机除了完成数据解调之外,还能够估计和消除导频干扰。

图6A和6B是图示说明依据特定实例处理数据样本以导出导频干扰的估计值 的图。

图7是导出一些多路径的总导频干扰的处理的实例的流程图

图8是用导频干扰消除方法数据解调一些多路径的处理的实例的流程图。

                        详细描述

图1是一个支持一些用户无线通信系统100的图,其中本发明的各种各样方 面和多个实例可以被实现的。系统100向一些小区提供通信,每个小区正由相应的 基站104来服务。基站一般也指基站收发系统(BTS)、访问点、或节点B。各种各 样的终端106分散在整个系统中。每个终端106可在任何规定时刻在正向和反向链 路上与一个或更多基站104通信,根据终端是否是工作的以及是否是处于软越区切 换。正向链路(如下行链路)是指从基站到终端的传送,以及反向链路(如上行链路) 是指从终端到基站的传送。

从终端发送来的信号可经由一个或更多信号路径到达基站。这些信号路径可 包括直通路径(如信号路径110a)和反射路径(如信号路径110b)。当被发送的信号 从反射源反射下来并经由不同于视距路径的路径到达基站时,反射路径就建立。反 射源一般是终端工作的环境中物体(如建筑物、树、或一些其他结构)。由基站的每 根天线接收到的信号因此可包含来自于一个或更多终端的一些信号实例(或多路 径)。

在系统100中,系统控制机102(也可常指为基站控制机(BSC))与基站104耦 合,向与其耦合的基站提供协调和控制,以及进一步控制经由耦合基站向终端106 呼叫的路由。系统控制机102可经由移动交换中心(MSC)进一步耦合到公共交换电 话网(PSTN),以及经由分组数据服务节点(PDSN)耦合到分组数据网络,这些在图1 中未被展示。系统100可设计来支持一个或更多CDMA标准,如cdma2000,IS-95, IS-856,W-CDMA和TS-CDMA,一些其他CDMA标准,或它们的组合。这些CDMA标准 在本领域内是知晓的并且引用于此作参考。

本发明的各个方面和实例可用于各种各样的无线通信系统中的正向和反向链 路。为了清楚,此导频干扰消除技术专针对cdma2000系统中的反向链路来加以 描述。

图2是基站104和终端106的实例的简化框图。在反向链路上,在终端106 处,发送(TX)数据处理机214接收各种各样类型的“业务”,如来自于数据源212 的用户特定数据、消息等等。TX数据处理机214然后根据一个或更多编码方案格 式化和编码不同类型的业务以提供编码数据。每个编码方案可包括循环冗余检验 (CRC)、卷积、Turbo、和其他编码的任何组合或根本没有编码。当使用纠错编码 以试图减少衰减时,一般使用交叉方法。其他编码方案可包括自动请求重发(ARQ)、 混合ARQ、以及增量冗余重发。一般地,使用不同编码方案。不同类型的业务编码。 调制器(MOD)216然后接收导频数据和来自于TX数据处理机214的编码数据,并且 进一步处理已接收数据以生成调制信号。

图3是调制器216a的实例的框图,调制器216a可用作图2中的调制器216。 对于cdma2000中的反向链路,调制器216a的处理包括用各自Walsh编码,Cchx, 来覆盖一些编码信道(如业务、同步、分页和导频信道)的每个的数据通过乘法器 312来信道化用户特定数据(分组数据)、消息(控制数据)以及导频数据到它们各自 的编码信道。通过设备314对每个编码信道的信道化数据可用各自增益,Gi,进行 定标,以控制编码信道的相关发送功率。同相(I)路径的所有编码信道的已标量数 据然后由加法器316a求和以提供I信道数据,以及正交(Q)路径的所有编码信道的 已标量数据由加法器316b求和以提供Q信道数据。

图3还展示了用于cdma2000中反向链路的扩展序列生成器320的实例。在生 成器320中,长编码生成器322接收分配到终端的长编码屏蔽,并且生成具有由长 编码屏蔽所决定的相位的长伪随机噪声(PN)序列。长PN序列然后通过乘法器326a 和I-信道PN序列相乘以生成I扩展序列。长PN序列也通过延迟单元324被延迟, 通过乘法器326b和Q-信道PN序列相乘,通过单元328按系数为2进行十中取一 采样,以及用Walsh编码(Cs=+-)覆盖并且由乘法器330用I扩展序列进一步扩展 以生成Q扩展序列。来自于复合的短PN序列的I信道和Q信道PN序列被所有信道 所使用。来自于复合的扩展序列的I和Q扩展序列,Sk,对信道是特定的。

在调制器216a中,用I和Q扩展序列(SKI+jSKQ),经由由乘法器340完成的复 杂的乘法运算,I信道数据和Q信道数据(DchI+jDchQ)得以扩展,以生成I扩展数据 和Q扩展数据(DspI+jDspQ)。复杂的去扩展运算可被表达为:

DspI+jDspQ=(DchI+jDchQ)·(SKI+jSKQ)

          =(DchI SKI-DchQSKQ)+j(DchISKQ+DchQ SKI)            方程1

I和Q扩展数据包括由调制器216a提供的已调数据。

已调数据然后提供给发送机(TMTR)218a并加以调节。发送机218a是图2中的 发送机218的实例。信号调节包括用滤波器352a和352b各自地滤波I和Q扩展数 据,以及通过乘法器354a和354b用cos(ωct)和sin(ωct)各自地上变频已滤波的 I和Q数据。来自于乘法器354a和354b的I和Q分量然后由加法器356求和并且 进一步由乘法器358用增益,G0,放大,以生成反向链路已调信号。

回到图2,反向链路已调信号然后经由天线220发送,并且通过无线通信链路 到达一个或更多基站。

在基站104处,来自于一些终端的反向链路已调信号由一根或更多天线的每 个天线所接收。多个天线250可用来提供抵消诸如衰减的有害的路径效应的空间分 集。例如,对于支持三个扇区的基站,两根天线用于每个扇区,基站可包括六根天 线。基站可使用任何数量的天线。

每个已接收信号提供给各自接收机(RCVR)252,RCVR调节(如滤波、放大、下 变频)以及数字化已接收信号以提供已接收信号的数据样本。每个已接收信号可包 括一些终端的每个的一个或更多信号实例(如多路径)。

解调器(DEMOD)254然后接收并处理所有已接收信号的数据样本以提供恢复符 号。对于cdma2000,由解调器254恢复来自于特定终端的数据传送的处理包括(1) 用在终端用来扩展数据的同样的扩展序列来去扩展数据样本,(2)信道化已去扩展 样本以分离或信道化已接收数据和导频到它们各自的编码信道,以及(3)用已恢复 的导频相干解调已信道化的数据以提供已解调信号。解调器254可实现处理一些终 端的每个的多个信号实例的“rake”接收机,如上所述。

接收(RX)数据处理机256然后接收并解码每个终端的已解调信号,以恢复在 反向链路上由终端发送的用户特定数据和消息。解调器254和RX数据处理机256 的处理与在终端处的调制器216和TX数据处理机214完成的处理各自是互补的。

图4是“rake”接收机254a的实例的框图,“rake”接收机254能接收和解 调来自于一些终端106的反向链路已调信号。“rake”接收机254a包括一个或更 多(L)样本缓冲器408,一个或更多(M)手指处理机(finger processor)410,搜索 机412、以及符号组合器420。图4中的实例展示了与同一符号组合器420耦合的 所有手指处理机410。

由于多路径环境,从每个终端106发送来的反向链路已调信号可经由一些信 号路径(如图1所示的)到达基站104,并且每根基站天线的已接收信号一般包含来 自于一些终端的每个的反向链路已调信号的不同实例的组合。在已接收信号中的每 个信号实例(或多路径)一般与特定幅度、相位以及到达时间(如与CDMA系统时间有 关的时间延迟或时间偏移)有关。如果在基站多路径的到达时间之间的差异比一个 PN片多的话,那么在各自的接收机252的输入处,每个已接收信号,y1(t),可表 达为:

y 1 ( t ) = Σ j Σ i p l , j , i ( t ) x j ( t - t ^ i , j , l ) + n ( t )  方程2

在此

xj(t)是由第j个终端发送来的第j个反向链路已调信号。

是在第1根天线处的,与第j个反向链路已调信号,xj(t),发送的时间 有关的第i条多路径的到达时间。

pi,j,l(t)是表示在第1根天线处第j个终端的第i条多路径的信道增益和相 位,并且是衰减处理的函数。

是在第1个已接收信号中所有反向链路已调信号的和。

是在第1个已接收信号中每个反向链路已调信号的所有多路径的和;以及 n(t)表示在RF处实值信道噪声加上内部接收机噪声。

每个接收机252放大并且频率下变频各自的已接收信号,y1(t),以及进一步 用接收滤波器波滤波信号,接收滤波器一般与用在终端的发送滤波器(如滤波器 352)匹配的,以提供调节的信号。每个接收机设备252然后数字化调节的信号以提 供各自的数据样本流,然后提供到各自的样本缓冲器408。

每个样本缓冲器408存储已接收数据样本并且进一步在合适的时间向合适的 处理设备(如手指处理器410和/或搜索机412)提供合适的数据样本。在一个设计 中,每个缓冲器408向各套手指处理器410提供数据样本,手指处理器被分配来处 理与缓冲器有关的已接收信号中的多路径。在另一个设计中,一些缓冲器408向特 定的手指处理器提供数据样本(如以时分复用的方式),手指处理器具有以时分复用 的方式处理一些多路径的能。从缓冲器408a到4081也可以合适大小和速度的单 个缓冲器来实现。

搜索机412被用来搜索已接收信号中的强多路径并且提供符合一套准则的每 个被发现的多路径的长度和计时的指示。特定信道的多路径的搜索一般通过使每个 已接收信号的数据样本和终端扩展序列相互关联来完成,扩展序列在各种各样片或 子片偏移(或相位)处本地生成。由于扩展序列的伪随机性质,数据样本和扩展序列 的相关性应该是低的,除了当本地生成扩展序列的相位与多路径的相位是时间对准 时,在此情形中相关性结果是高值。

对于每个反向链路发送的已调信号,xj(t),,搜索机412可向为反向链路已调 信号所发现的(可能伴随着每个被发现多路径的信号长度)一套一个或更多多路径 提供一套一个或更多时间偏移,ti,j,l由搜索机412提供的时间偏移,ti,j,l与基站 定时或CDMA时间相关,以及和方程(2)中展示的与信号传送时间相关的时间偏移, ti,j,l,相关。

搜索机412可和一或多个搜索机设备一起设计,每个搜索机可设计来在各自 的搜索窗口上搜索多路径。每个搜索窗口包括将被搜索的扩展序列相位的范围。搜 索机设备可并行工作以加速搜索运算。另外地或另一可选用地,搜索机412可以高 时钟速率工作以加速搜索运算。搜索机和搜索方法在美国专利号5,805,648, 5,781,543,5,764,687以及5,644,591中进一步详细描述,所有的内容引用于此 作参考。

每个手指处理器410然后可被分配来处理值得注意的各套一个或更多多路径 (如足够长度的多路径,如根据由搜索机412提供的信号长度信息由控制机260决 定的)。每个手指处理器410然后为每个已分配的多路径接收下列:(1)包括分配的 多路径的已接收信号的数据样本,(2)或者分配的多路径的时间偏移,ti,j,l,或者 带有与时间偏移,ti,j,l(可由扩展序列生成器414生成)相应的相位的扩展序列, Si,j,l,以及(3)将待恢复的编码信道的信道化编码(如Walsh编码)。每个手指处理 器410然后处理已接收信号并且向每个分配的多路径提供已解调信号。手指处理器 410的处理在下面进一步详细描述。

符号组合器420为每个终端接收和组合已解调数据(如已解调符号)。特别是, 符号组合器420接收每个终端的所有分配的多路径的已解调符号,根据手指处理器 的设计,可时间对准(或去相位偏移)符号来为分配的多路径计算时间偏移中的差 异。符号组合器420然后为每个终端组合已时间对准的已解调符号,以向终端提供 恢复符号。多个符号组合器可提供来同时为多个终端组合符号。每个终端的恢复符 号然后提供给RX数据处理机256并解码。

多路径的处理可根据不同解调器设计来进行。在第一种解调器设计中,一个 手指处理器被分配来处理已接收信号中一些多路径。对于这个设计,来自于样本缓 冲器的数据样本可在“段”中被处理,“段”覆盖了特定时间的持续时间(如特定 数量的PC片)并且在一些确定的时间边界启动。在第二种解调器设计中,多个手指 处理器被分配来处理已接收信号中的多个多路径。本发明的各个方面和实施例针对 第一种解调器设计而描述。

导频干扰消除法也可根据各种各样方案来完成。在根据第一种解调器设计方 案的第一种导频干扰消除方案中,特定多路径的信道响应是根据一段数据样本而估 计的,然后估计的信道响应用来导出由于同样段多路径造成的导频干扰的估计。这 个方案可改进导频干扰消除。然而,因为在数据解调可在相同段上着手之前,这段 数据样本首先被处理以估计和消除导频干扰,可以此方案引入多路径的数据解调中 的附加的处理延迟。

在也是根据第一种解调器设计的第二种导频干扰消除方案中,特定多路径的 信道响应是根据一段数据样本而估计的,估计的信道响应然后用来导出下个段因多 路径造成的导频干扰的估计。这个方案可用来减少(或可能消除)在数据解调中的因 导频干扰估计和消除导致的附所加处理时延。然而链路调节可一直连续改变,在当 前和下个段之间的时延应保持足够短,以至于当前段的信道响应估计在下个段仍然 是准确的。为了清楚,导频干扰估计和消除法按第二种方案描述如下。

图5是手指处理器410x的特定实施例的框图,手指处理器除了完成数据解调 能估计和消除导频干扰。手指处理器410x可用作图4中所示的“rake”接收机254a 中的每个手指处理器410。在下面描述中,图5展示了处理单元,以及图26A和6B 图示地展示了用于导频干扰估计和消除法的时序。

手指处理器410x被分配来解调特定已接收信号中的一个或更多所需多路径。 样本缓冲器408x存储已接收信号的数据样本,已接收信号包含分配到手指处理器 410x的多路径。当需要它们时,缓冲器408x然后向手指处理器提供合适的数据样 本(在段中)。在图5所示的实施例中,手指处理器410x包括重新抽样机522,导 频估计器520(或信道估计器),加法器542,数据解调设备550,以及导频干扰估 计器530。

对于将由手指处理器410x解调的每个所需多路径,所有其他多路径中的数据 和同一的已接收信号中的所有多路径中的导频起到对这个多路径的干扰作用。因为 导频根据已知数据模式(如一般全零序列)所生成的,并且由已知方式处理的,在“干 扰”多路径中的导频可加以估计并且从所需多路径中去除以提高所需多路径中数据 分量的信号质量。手指处理器410x能估计和消除因在已接收信号中发现的一些多 路径造成的导频干扰,信号包含所需多路径的导频,所述如下。

在实施例中,导频干扰估计和消除以及数据解调是在“短脉冲”中完成的。 对于每个短脉冲(如处理周期),对特定数量PN片的一段数据样本处理以估计因特 定多路径所造成的导频干扰。在特定的实例中,每个段包含一个符号周期的数据样 本,这个符号周期可以是cdma2000的64个PN片。然而,其他段的大小也可使用(如 对于其他持续时间的数据符号),并且这是在本发明范围内的。如下所述,数据解 调可以并行并且和导频干扰估计一起成流线方式来完成以增加处理吞吐量并且 可能减少总处理时间。

为了导出因第m条多路径(其中m=(i,j,l),以及是在第1个已接收信号中发 现的第j个反向链路已调信号的第i条多路径的标注)造成的导频干扰的估计,一 段数据样本最初由缓冲器408x提供给手指处理器中的重新抽样机522。重新抽样 机522可然后完成十中抽一采样、插入、或其组合,以片速率和合适的“细粒度” 定时相位来提供十中抽一采样的数据样本。

图6A图示说明由重新抽样机522完成的重新抽样的实例。已接收信号一般以 片速率多倍的样本速率重复采样以提供较高时间分辩率。数据样本存储在样本缓冲 器408x中,缓冲器此后向每个处理周期提供一段(如512)数据样本。重新抽样机 522然后“重新抽样”从缓冲器408a接收到的数据样本,以片速率和合适的计时 相位来提供样本。

如图6A所示,如果已接收信号已足够地重复采样(如以8倍的片速率),然后 第m条多路径的重新抽样可通过提供每个,如,从缓冲器已接收到的第8个数据样 本来完成,所选的数据样本,所选的数据样本是那些和第m条多路径的峰值定时最 紧密地对准的样本。第m条多路径一般是分配给数据解调用的多路径,并且多路径 时间偏移,tm,可以由搜索机412决定和提供。然而,因没有分配给数据解调的多 路径造成的导频干扰也可加以估计和消除,只要每个如此多路径的时间偏移是已知 的。每个多路径的时间偏移,tm,可被当作包含整数个符号周期和分数部分的符号 周期(如tm=tful,m+tfrac,m)来看,符号周期与基站定时或CDMA系统时间有关,其中符 号周期由信道化编码长度(如cdma2000的64个PN片)来决定。时间偏移的分数部 分,tfrac,m,可用来选择特定段的数据样本以向重新抽样机522提供并且用于十中抽 一采样。在图6A所示的例子中,第m多路径的时间偏移的分数部分是tfrac,m=5,数 据样本段622由缓冲器408x提供,以及由重新抽样机522提供的十中抽一采样的 数据样本由阴影框表示。

对于一些其他接收机设计,其中已接收信号没有被足够重复采样,那么作为 替代地或另外地,插入法可以和十中抽一采样一起被完成以导出在合适的定时相位 下的新样本,如本领域所知晓的。

在导频估计器520中,去扩展器524接收十中抽一采样的数据样本和(复共轭) 扩展序列,Sm*(k),扩展序列具有和第m条多路径的时间偏移,tm,相对应的相位, 第m条多路径的导频干扰将待估计。扩展序列,Sm*(k),可由扩展序列生成器414 提供。对于在cdma2000中的反向链路,扩展序列,Sm*(k),可如图3中扩展序列生 成器所示地生成。如图6A中所示,与数据样本段有同样的长度和同样的定时相位 的一段扩展序列,Sm*(k),可用于去扩展(如,扩展序列,Sm*(k)是和十中抽一采 样的数据样本是时间对准的)。

去扩展器524(可能作为如图3中所示的如乘法器340的复乘法器所实现)用扩 展序列,Sm*(k),去扩展十中抽一采样的数据样本,并且提供去扩展样本。导频信 道化器526然后将去扩展序列和在终端用于导频的信道化编码(如,cdma2000的 零的Walsh编码),Cpilot,m,相乘。然后在特定累加时间间隔上累加已解覆盖的导频 样本以提供导频符号。累加时间间隔一般是导频信道化编码长度的整数倍。如果导 频数据被零的信道化编码所覆盖(如在cdma2000中),那么和信道化编码,Cpilot,m, 的相乘可以被省略,并且导频信道化器526简单完成来自于去扩展器524的去扩展 样本的累加。在特定的实例中,一个导频符号提供给每段,每段具有一个符号周期 的大小。

来自于导频信道化器526的导频符号然后提供给导频滤波器528,并且根据特 定低通滤波响应来滤波以去除噪声。导频滤波器528可由有限脉冲响应(FIR)滤波 器、无限脉冲响应(IIR)滤波器,或一些其他滤波结构来实现。导频滤波器528提 供导频估计值,Pm(k),它表示第m条多路径的信道响应(如增益和相位,amejθ)。 每个导频估计值,Pm(k),因此是复值。以足够速率提供导频估计值以至于多路径的 信道响应中的非无效变化予以捕获和报告。在特定的实例中,一个导频估计可提供 给每段,每段具有一个符号周期的大小。

导频干扰估计器530然后为下个段估计因第m条多路径造成的导频干扰。为 了估计导频干扰,第m条多路径的导频数据和导频信道化编码,Cpilot,m,提供给导 频信道化器532,导频信道化器532用导频信道化编码信道化导频数据以提供信道 化的导频数据。扩展器534然后接受和用扩展序列,Sm(k+N),扩展信道化的导频数 据以生成扩展的导频数据(如,已处理的导频数据)。扩展序列,Sm(k+N),具有与第 m条干扰多路径的时间偏移,tm,相对应的相位,并且为下个段由N个PN片进一 步推进,如图6A中所示。如果导频数据是全零序列,并且导频信道化编码也是全 零序列(如在cdma2000中),那么导频信道化器532和扩展器534可以省略,并且 扩展导频数据简单地就是扩展序列Sm(k+N)。

乘法器536然后接收并将扩展的导频数据和来自于导频滤波器528的导频估 计值,Pm(k),相乘,以为下个段提供因第m条多路径造成的导频干扰的估计值, Ipilot,m(k+N)。因为导频估计值,Pm(k),是从当前段中导出的并且被用来导出下个段 的估计的导频干扰,所以预测技术可用来根据导频估计值为下个段导出导频预测 值。然后用这些导频预测来为下个段导出估计的导频干扰。

在实例中,乘法器536以样本速率(如8x片速率)和第m条多路径的定时相位 提供因第m条多路径造成的估计的导频干扰。这使得所有多路径(多路径一般具有 和PN片计时边界不对齐的不同时间偏移)的估计的导频干扰可以较高时间分辨率 而累加。第m条多路径的估计的导频干扰,Ipilot,m(k+N),然后被提供给干扰累加器 538,导频干扰包括和数据样本段同样数量的干扰样本。如图6A中所示,第m条多 路径的干扰样本存储(或和已存储的干扰样本累加)在累加器538中的由多路径时 间偏移的分数部分所决定的地点。

为了导出所给的已接收信号中所有多路径的导频干扰,上述处理可迭代数次, 为了从所需的多路径中估计和消除每个干扰多路径有一个迭代或一个处理周期。对 由同样天线,非交叉天线所接收的多路径,一般要消除导频干扰,因为来自于一 根天线的信道估计一般对于另一根天线是不可靠的。如果相同的手指处理器硬件被 用于多重迭代,那么处理可以在短脉冲中完成,同时每个短脉冲在由多路径分数时 间偏移所决定的各段数据样本上完成。

在第一个迭代之前,累加器538被清零或复位。对于每个迭代,因当前多路 径造成的估计的导频干扰,Ipilot,m,和所有预处理的多路径的已累加的导频干扰相 累加。然而,如图6A中所示,估计的导频干扰,Ipilot,m,在累加器538的特定区段 和样本一起累加,这由当前多路径的时间偏移所决定。在所有干扰多路径被处理之 后,在累加器538中的累加的导频干扰包含因所有处理的多路径造成的总导频干 扰,Ipilot,m。

图6A也展示了累加器538的实例。当手指处理器410x完成当前段的第m条 多路径的数据解调(用早先被导出并存储在累加器538的一个区段的总导频干扰, Ipilot(k))时,下个段的因第m条多路径造成的导频干扰,Ipilot,m(k+N),可在累加器 的另一区段中予以估计和累加。

第m条多路径的导频是已接收信号中所有多路径的干扰,包括第m条多路径 本身。对于多个手指处理器被分配来为给定终端处理已接收信号中一些多路径的解 调器设计,因第m条多路径造成的估计的导频干扰,Ipilot,m,可提供给被分配来处 理同样已接收的信号中的其他多路径的其他手指处理器。

对于恢复第m条多路径上数据的解调,一段数据样本从缓冲器408x提供给重 新抽样机522。重新抽样机522然后重新抽样已接收数据样本,以片速率和合适定 时相位向这条多路径提供十中抽一采样的数据样本。十中抽一采样的数据样本如上 所述地加以处理以提供导频估计值,Pm(k)。

因此,同样段的总导频干扰的干扰样本,Ipilot(k),从累加器538提供给重新 抽样机540。重新抽样机540同样重新抽样已接收的干扰样本,以片速率和合适定 时相位向第m条多路径提供十中抽一采样的干扰样本。求和器542然后接收并从十 中抽一采样的数据样本中减去十中抽一采样的干扰样本以提供导频消除的数据样 本。

在数据解调设备550中,去扩展器544接收并用(复共轭)扩展序列,Sm*(k), 去扩展导频消除的数据样本,以提供去扩展样本。扩展序列,Sm*(k),具有与第 m条多路径的时间偏移,tm,相对应的相位。数据信道化器546然后将去扩展样本 和信道化编码,Cch,m,相乘,信道化编码被用于由手指处理器所恢复的编码信道。 信道化数据样本然后被在信道化编码,Cch,m,的长度上累加以提供数据符号。

数据解调器548然后接收和用导频估计,Pm(k),解调数据符号,以向第m条 多路径提供已解调符号(如已解调数据),已解调符号然后提供给符号组合器420。 数据解调和符号组合可以取得,如前面提到的美国专利No.5,764,687专利中描述。 ‘687专利通过在去扩展数据和滤波过导频之间完成点积来描述IS-95的BPSK数 据解调。在cdma2000和W-CDMA中使用的QPSK调制的解调,是在’687专利中描 述的技术的延伸。即,代替点积,点积和交叉积两者都用来恢复同相和正交流。

如上注明,第m条多路径的数据解调可并行地并且和导频干扰估计一起以流 水线方式完成。当去扩展器544和数据信道化器546正处理当前段的导频消除数据 样本(用扩展序列,Sm*(k)和信道化编码,Cch,m)以向第m条多路径提供数据符号时, 去扩展器524和导频信道化器526可处理当前段的同样的数据样本(用扩展序列, Sm*(k)和导频信道化编码,Cch,m)以向这个多路径提供导频符号。导频符号经导频滤 波器529滤波以向多路径提供导频估计值,Pm(k)。导频干扰估计器530然后为下 面的段导出因这条多路径造成的估计的导频干扰,Ipilot,m(k+N),如上所述。在这个 方式中,当用从先前段导出的总导频干扰,Ipilot(k),进行数据解调同时,下个段 的导频干扰也予以估计和存储在累加器538的另一区段,为了用于下个段。

在1个实例中,如上所述,根据“原始”已接收数据样本(来自于样本缓冲器 408x),而不根据导频消除数据样本(来自于累加器538),在正在解调的特定多路 径的导频予以估计。在另一实例中,如果总导频干扰包括除正在解调的多路径的导 频之外的干扰导频的一些或全部(如,正在解调的多路径的导频包括在“其它导频 消除”的数据样本中),导频可根据导频消除的数据样本来估计。这两者选一的实 例可提供改进的正被解调的多路径的信道响应的估计,并对于反向链路特别有利, 在反向链路中导频估计一般在处理弱多路径中是限制因素。同样的用于导频估计的 “其他导频消除”数据样本也可加以处理以恢复多路径的数据,这对于在同样数据 样本流上并行地完成导频估计和数据解调的手指处理器结构是有利的。同样的概念 也可用来估计特定干扰多路径的信道响应(如估计的信道响应可以原始数据样本或 具有除那个特定多路径的导频已被消除之外的干扰导频的“其他导频消除”数据样 本为根据的)。

依据特定实施,图6A和6B是说明数据样本的处理以导出导频干扰估计值的 图。在图6A和6B中所示的例子中,已接收信号包括与时间偏移t1,t2,t3有关的三 条多路径。已接收信号以8倍片速率的样本速率加以数字化以提供数据样本,数据 样本存储到样本缓冲器。这些多路径可在或不在它们的峰值处被采样。

在图6A和6B中所示的例子中,每个段包括64个PN片的符号周期的512个 数据样本。为三条多路径的每个多路径和每个符号周期,估计导频干扰。每个多路 径的符号定时由多路径的分数时间偏移来决定。如果多路径的分数时间偏移是不一 样的,这一般是真的,那么这些多路径的符号定时将是不同并且和不同数据样本段 相关。在1实例中,多路径根据它们的分数时间偏移而按序地处理,具有最小分数 时间偏移的多路径被最先处理而具有最大分数时间偏移的多路径被最后处理。这个 处理次序确保总导频被处理时它被导出并对每个多路径都可获得它。

在图6A中,对于具有tfrac,m=5分数时间偏移的第m条多路径的第n个符号周 期,重新抽样机522接收来自于样本缓冲器408的数据样本5到516并向去扩展 器524提供数据样本5,13,20,等等和509,这些由阴影框表示。因此,去扩展 器524接收具有与tm的同样时间偏移相对应的相位的扩展序列,Sm*(k),并且用 扩展序列去扩展十中抽一采样的数据样本。然后根据这个段的去扩展样本导出导频 估计值,Pm(k),如上所述。

为了导出因第m条多路径造成的估计的导频干扰,扩展器534接收与下个段 相对应的扩展序列Sm(k+N)并扩展信道化的导频数据。乘法器536然后将(由扩 展序列Sm(k+N)扩展的)扩展的导频数据和从当前段导出的导频估计值,Pm(k), 相乘以为下个段提供估计的导频干扰,Ipilot,m(k+N)。估计的导频干扰,Ipilot,m(k+N), 包含干扰样本517到1028,这些和同样的下标的517到1028样本在干扰累加器538 中累加,如图6A所示。在这个方式中,第m多路径的分数时间偏移在总导频干扰 的导出中进行计算。

对于第n个符号周期的第m条多路径的数据解调,同样段的干扰样本5到516 被从累加器538提供到重新抽样机540。重新抽样机540然后向求和器542提供干 扰样本5,13,20,等等和509(这些也被用阴影框表示),它们与由重新抽样机522 提供的同样下标的数据样本相对应。然后导频消除的数据样本的数据解调如上所述 地进行。每个多路径可以相似的方式处理。然而,因为每个多路径可能和不同的时 间偏移有关,不同的十中抽一采样的数据和干扰样本都可操作。

图6B展示三个数据样本段,十中抽一采样的数据样本,以及用来导出因三个 多路径造成的估计的导频干扰的三个扩展序列。

在另一解调设计中,如果提供足够的处理能力,导频干扰估计/消除和数据解 调可实时完成(如,当数据样本接收到时)。例如,M个手指处理器可分配来同时处 理在已接收信号中的M条多路径。对于每个符号周期,每个手指处理器可导出那个 符号周期的导频估计,然后利用导频估计来为下个符号周期导出因分配给那个手指 处理器的多路径造成的估计的导频干扰。然后求和器求出来自于所有M个手指处理 器的估计的导频干扰的和(考虑它们各自的时间偏移),并且下个符号周期的总导频 干扰存储在干扰累加器中。

当总导频干扰在下个符号周期接收到时,它们然后可从数据样本中减去,并 且同样的导频消除数据样本可提供给所有手指处理器用于数据解调(未导频消除 的,可用来导出导频估计的已接收的数据样本也提供给手指处理器)。在这个方式 中,数据解调可在导频消除数据样本上实时进行,并且可能不用样本缓冲器。对于 用导频估计来导出相同段的(非下个段的)估计的导频干扰的方案,当导出总导频干 扰时,数据样本可暂时存储(如一个符号周期)。

对于同样数据样本处理多次的解调设计(如,如果一个手指处理器被分配来处 理一些多路径的话),样本缓冲器408可以确保数据样本不会被无意丢掉的方式进 行设计和操作。在一个实例中,样本缓冲器设计成在向手指处理器提供存储的数据 样本同时,接收输入数据样本。这可以通过以这样的方式实现数据缓冲器来达到即, 当新的数据样本写入于缓冲器的另一部分时,存储的数据样本可从缓冲器的一个部 分中读取。样本缓冲器可作为双缓冲器或多缓冲器、多端口缓冲器、循环缓冲器或 一些其他缓冲器设计来实现。干扰累加器538可用与样本缓冲器408同样的方式来 实现(如循环缓冲器)。

对于上面的解调设计,为避免重复写入仍在处理的样本,样本缓冲器408的 容量可选择为导出所有M条多路径的总导频干扰所需的时间的至少两倍(时间和缓 冲器容量之间的关系由样本速率决定)。如果不同数据样本段可用于M条多路径的 每个多路径,那么样本缓冲器的容量可选择为分配到样本缓冲器的每个已接收信号 的至少(2·N·Nos),其中N是用来导出一条多路径的估计的导频干扰的数据样本的持 续时间,以及NoS是数据样本的重复采样系数(由样本速率与片速率的比例决定)。 对于上面的例子,其中为每个多路径处理一段一个符号周期(如N=64个PN片),两 个符号周期的缓冲器能够提供每条多路径的一段数据样本的一个符号周期而不考 虑它的分数时间偏移。如果重复采样速率是Nos=8,那么缓冲器的最小大小是 (2·N·Nos=2·64·8=1024)个数据样本。

相似地,干扰累加器538的容量可以选择为至少(3·N·Nos)。干扰累加器的额外 符号周期(如3·N代替2·N)是来为下个段导出的估计的导频干扰的因素来考虑的。

如上所注明的,从一个数据样本段中导出的估计的导频干扰可从后一个数据 样本段中加以消除。对于移动的终端,通信链路以及各种各样多路径的信道响应不 断改变。因此,需要减少导频干扰从中被估计的数据样本和估计的导频干扰从中被 消除的数据样本之间的延迟。这个延迟可能大至2·N片。

通过选择N的足够小的值,每个多路径的信道响应可期望在2·N片的周期上保 持相对稳定。然而,N的值应选择为足够大,以使得待处理的每个多路径的信道响 应具有准确估计。

图7是依据本发明实例,导出一些多路径的总导频干扰的处理700流程图。 处理700可以由图5中所示的手指处理器410完成。

最初,用于累计估计的导频干扰的累加器538清零,在步骤712中。然后选 择还未被处理的干扰多路径,在步骤714中。一般,对于被分配来数据解调的每个 多路径,估计导频干扰。然而,因未被分配的多路径造成的导频干扰也应加以估计。 一般,可以处理任何数量的干扰多路径,以及那些为它们估计和累加导频干扰以导 出总导频干扰的这些多路径。

所选的多路径中已接收信号的数据样本然后加以处理以导出所选多路径的信 道响应的估计,在步骤716中。信道响应可根据所选多路径中的导频来估计,如上 所述。对于cdma2000,这个处理涉及:(1)用去扩展序列为多路径去扩展数据样本 (如具有与多路径的时间偏移相对应的合适的相位),(2)信道化去扩展数据样本以 提供导频符号(如,将去扩展样本和导频信道化编码相乘并且在导频信道化编码长 度上累加信道化的数据样本),以及(3)滤波导频符号以导出表示所选多路径的信道 响应的导频估计。根据一些其他技术来估计信道响应也可使用,这是在本发明范围 内。

然后估计因所选多路径造成的导频干扰,在步骤718中。导频干扰可通过生 成已处理的导频数据和将此数据和在步骤716中导出的估计的信道响应相乘而加 以估计。如果导频数据是全零序列以及导频信道化编码也是全零的话,已处理的导 频数据简单地就是所选多路径的扩展序列。一般,已处理的导频数据是在发送机设 备处所有信号处理后的但在滤波和上变频之前的导频数据(如,在cdma2000中反向 链路的图3中调制器216a的输出处的数据)。

所选多路径的估计的导频干扰然后和先前处理的多路径的估计的导频干扰一 起在干扰累加器538中加以累加,在步骤720中。如上所注明的,多路径的定时相 位在进行步骤716,718和720中得以观察。

然后做出决定是否所有干扰多路径都已处理,在步骤722中。如果结果是不, 那么处理返回至步骤714并且选择其他干扰多路径来处理。否则,累加器538的内 容表示因所有已处理的多路径造成的总导频干扰,这可由步骤724提供。处理然后 终止。

为所有多路径的图7中导频干扰估计可以采用一个或更多手指处理器以时分 复用方式来完成。另一可选用的是,多个多路径的导频干扰估计可采用一些的手指 处理器并行地完成。在这种情况下,如果硬件有足够的容量的话,那么导频干扰估 计和消除可以和数据解调一起实时完成(如,当数据样本接收时,具有最少或没有 缓冲器,如上所述)

图8是依据本发明实例,和导频干扰消除一起的一些多路径的数据解调的处 理800的流程图。处理800也可由图5中所示的手指处理器完成。

最初导出因有关的所有多路径造成的总导频干扰,在步骤812中。步骤812 可采用图7中所示的处理700来实现。特定的多路径然后被选择用于数据解调,在 步骤814中。在1个实例中和如上所述,从所选的多路径中首先消除总导频干扰, 在步骤816中。这可以通过从已接收信号的数据样本中减去(存储在累加器538 中的)总导频干扰的干扰样本而完成,已接收信号包括所选的多路径。

然后按常规方式在导频消除的信号上进行数据解调。对于cdma2000,这涉及 到:(1)去扩展导频消除的数据样本,(2)信道化去扩展数据以提供数据符号,以及 (3)用导频估计值解调数据符号。所选多路径的已解调的符号(如已解调数据)然后 与同样发送机设备(如终端)的其他多路径的已解调符号一起组合。在多个已接收信 号中的多路径的已解调信号(如,如果接收分集被使用)也可组合。符号组合可由图 4中所示的符号组合器420完成。

然后,做出决定是否所有被分配的多路径已被解调,在步骤822中。如果答 案是不,那么处理回到步骤814,并且选择另一条多路径来数据解调。否则,处理 终止。

如上所注明的,对给定的发送机设备的所有被分配的多路径的数据解调可采 用一个或更多手指处理器以时分复用的方式来完成。另一可选的是,所有被分配的 多路径的数据解调可采用一些手指处理器并行地完成。

回到图4和图5,搜索机412可以根据导频消除数据样本(代替来自缓冲器408 的原始的已接收数据样本)搜索新的多路径来设计和操作。这可提供改进的搜索性 能,因为来自于一些或所有已知多路径的导频干扰可如上所述方法加以去除。

在此文中描述的导频干扰消除技术也能够提供性能显著改进。在反向链路上 由每个终端发送的导频以与背景噪声,N0,相似的方式对总导频干扰,I0产生影响。 来自于所有终端的导频可表示为所有终端所看到的总导频干扰水平的基本部分。这 可造成单个终端的较低的信号和总噪声加干扰的比率(SNR)的结果。事实上,人们 估计在工作容量相近的cdma2000系统(支持反向链路上导频的系统)中,在基站看 到的干扰的将近一半可能是因为来自于发送终端的导频造成的。导频干扰的消除因 此提高了每个单个终端的SNR,这使得每个终端能在较低的功率水平下进行发送并 且增加了反向链路的容量。

在此描述的用于估计和消除导频干扰的技术可有利地用在各种各样的随数据 发送导频的无线通信系统中。例如,这些技术可被用于各种各样的CDMD系统(如, cdma2000,IS-95,WOCDMA,TS-CDMA,等等),个人通信业务(PCS)系统(如,ANSI J-STD-008),和其他无线通信系统中。在一个或更多已发送的信号的每个的多个实 例被接收和处理(如由“rake”接收机或一些其他的解调器)的情况下,以及在多个 已发送的信号被接收和处理的情况下,在此描述的技术可用来估计和消除导频干 扰。

为了清楚,本发明的各个方面和实例是针对cdma2000中的反向链路而描述的。 在此描述的导频干扰消除技术也可用于从基站到终端的正向链路。解调器的处理由 特定的被支持的CDMA标准,以及发明的技术是否被用于正向链路或反向链路来决 定的。例如,在IS-95和cdma2000中用扩展序列的“去扩展”和W-CDMA中的用加 扰序列解扰是等效的,以及IS-95和cdma2000系统中用Walsh码或拟正交函数(QOF) 的信道化和在W-CDMA中用OVSF的去扩展是等效的。一般地,在接收机处由解调器 完成的处理与在发送机设备处由调制器完成的处理是互补的。

对于正向链路,在此描述的技术除了消除,或可能替代的一个小区中发送至 所有终端的“共用”导频外,也可近似地消除其他所发送的导频。例如,cdma2000 支持“发送分集”导频和“辅助”导频。这些其他的导频可利用不同的Walsh码(如, 不同信道化编码,可能是拟正交函数的)。不同数据模式也可用于导频。为处理任 何这些导频,利用用于基站信道化导频的同样的Walsh编码来去覆盖去扩展的样 本,并且对于导频进一步和使之与在基站的相同的导频数据模式相关。除了共用导 频外,发送分集导频和/或辅助导频可加以估计和消除。

同样,W-CDMA支持一些不同的导频信道。首先,共用导频信道(CPICH)可在基 站主天线上发送。其次,分集CPICH可根据非零导频数据被生成并且在基站的分集 天线上发送,第三,一个或更多二级CPICH可在小区的限制部分发送,以及每个二 级的CPICH用非零信道化编码来生成。第四,基站可进一步用与用户数据信道相同 的信道化编码向特定用户发送十中抽一采样的导频。在这种情况下,导频符号是和 那个用户的数据符号是时分复用的。因此,本领域熟练的技术人员理解在此描述的 技术能用于处理所有以上不同类型的导频信道,以及也可在无线通信系统中发送其 他导频信道。

用来实现本发明的各个方面和实例的解调器和其他处理单元可以硬件、软件固件或它们的组合来实施。就硬件设计而言,解调器(包括数据解调设备和用于导 频干扰估计和消除的单元,如导频估计器和导频干扰估计器),以及可以在一个或 更多专用集成电路(ASIC)内实施的其他处理设备、数字信号处理(DSP)、数字信号 处理设备(DPSDs)、现场可编程门序列(FPGA)、处理机、微处理机、控制机、微控 制机、可编程逻辑器(PLD)和其他电子设备,或它们的任何组合等。

就软件实现而言,用于导频干扰估计和消除的单元和数据解调可用模块来完 成(如,过程、功能,等等),这些模块完成在此描述的功能。软件编码可被存储在 存储器设备中(如图2中的存储器262),并由处理机(如控制机260)执行。存储器 设备可在处理机中或处理机外来实现,在这种情况中,存储器设备可经由如本领域 所知的各种各样的方式与处理机以通信方式耦合。

用来实现在此描述的导频干扰估计和消除的单元可被纳入接收机设备或解调 器中,接收机设备或解调器可被进一步纳入终端(如手持受话机,手持式设备、独 立设备等等)、基站、或一些其他通信设备或单元中。这些接收设备或解调器可用 一个或更多集成电路来实现。

提供的揭示的实例的前面描述以使得任何本领域熟练的人员能够制造或使用 本发明。这些实例的各种各样改进对本领域熟练的技术人员来说是显而易见的,以 及在不脱离本发明的精神或范围下,在此定义的一般原理可应用在其他实例上。因 此本发明试图不局限于在此展示的实例,而是给予与揭示的原理和新颖的特点相一 致的最宽范围。

                        发明的背景

这个申请要求2001年6月6日提交的取名为“用于多个导频信号消除的 方法和装置“的临时美国申请序列号60/296,259的利益,该文为所有目的作 为一个整体引用于此作参考。

                        背景

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