專利名稱：第三代移動(dòng)通信w－cdma自適應(yīng)相干接收方法及接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于第三代移動(dòng)通信寬帶碼分多址(W-CDMA)技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)計(jì)第三代移動(dòng)通信W-CDMA自適應(yīng)相干接收方法及接收機(jī)。
背景技術(shù)：
寬帶碼分多址(W-CDMA)擴(kuò)展頻譜通信方式是目前正在實(shí)現(xiàn)的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)之一。它除了具有傳統(tǒng)碼分多址系統(tǒng)的抗干擾和抗多徑衰落，系統(tǒng)容量大等優(yōu)異特性外，而且上行、下行都采用相干接收，對信道的適應(yīng)能力更強(qiáng)，誤碼率進(jìn)一步降低。但是，在W-CDMA系統(tǒng)中，只采用自動(dòng)頻率控制(AFC)不能夠完全消除收發(fā)雙方的頻差不穩(wěn)定、多普勒頻移和信道隨機(jī)相位干擾帶來的影響，這三部分影響將在很大程度上影響高速率業(yè)務(wù)的誤碼率，需要采取W-CDMA自適應(yīng)相干接收方法來克服這三種影響。
傳統(tǒng)的相干接收方法是將接收信號通過導(dǎo)頻信道匹配濾波器進(jìn)行解擴(kuò)，得到導(dǎo)頻信道信號，同時(shí)接收信號通過業(yè)務(wù)信道匹配濾波器進(jìn)行解擴(kuò)，得到業(yè)務(wù)比特流，兩者的輸出用于相干解調(diào)。這種相干接收方法采用了固定的結(jié)構(gòu)，不能夠適應(yīng)移動(dòng)臺射頻穩(wěn)定度不高，移動(dòng)臺變速移動(dòng)或無線信道非平穩(wěn)特征顯著的情況下的高速數(shù)率傳輸。
本發(fā)明的目的在于提供一種適用于第三代移動(dòng)通信W-CDMA物理層體系結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)相干接收方法及接收機(jī)。這種方法和接收機(jī)能夠適應(yīng)移動(dòng)臺射頻穩(wěn)定度不高，移動(dòng)臺變速移動(dòng)或無線信道非平穩(wěn)特征顯著的情況下的高速數(shù)率傳輸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)方案如下發(fā)明的方法是信號測量基礎(chǔ)上的自適應(yīng)相干接收。
本發(fā)明方法是主公共導(dǎo)頻信道(適用于下行接收機(jī))或者上行專用物理控制信道(Uplink DPCCH，適用于上行接收機(jī))去除擾碼和信道化碼影響，做長度SF(取值在4—256之間)的積分，產(chǎn)生輸出比特，測量其信噪比Eb/It。再使用上述輸出比特與經(jīng)過匹配濾波器后的業(yè)務(wù)信道比特做相關(guān)接收，測量相關(guān)接收后數(shù)據(jù)流中的殘留頻差Δf。根據(jù)上述兩個(gè)測量結(jié)果Eb/It和Δf，自適應(yīng)決定下一周期內(nèi)主公共導(dǎo)頻信道或者Upiink DPCCH的積分長度SF。
Uplink DPCCH去除擾碼和信道化碼影響，做長度SFc(取值在4—256之間)的積分，產(chǎn)生輸出比特，測量其信噪比Eb/It。再使用上述輸出比特與經(jīng)過匹配濾波器的Uplink DPDCH做相關(guān)接收，測量得到的相關(guān)接收后的數(shù)據(jù)流中殘留頻差Δf。根據(jù)Eb/It和Δf，自適應(yīng)決定下一周期內(nèi)Upiink DPCCH的積分長度SFc。
本發(fā)明方法所說門限的值可以是固定的，也可以自適應(yīng)調(diào)整。
基于本發(fā)明方法而設(shè)計(jì)的W-CDMA自適應(yīng)相干接收機(jī)，包括可控積分長度的匹配濾波器，信噪比測量器，自適應(yīng)算法控制器，時(shí)分開關(guān)，自適應(yīng)刷新時(shí)鐘，殘留頻差測量器，取共軛器，乘法器。根據(jù)W-CDMA上、下行不同的物理層結(jié)構(gòu)，下行自適應(yīng)相干接收機(jī)與上行自適應(yīng)相干接收機(jī)略有不同。
其中，下行自適應(yīng)相干接收機(jī)結(jié)構(gòu)如下，主公共導(dǎo)頻信道可控積分長度的匹配濾波器的輸入是移動(dòng)臺的基帶接收信號，輸出分兩支，一支和信噪比測量器相連，另一支和取共軛器相連。信噪比測量器的輸出與自適應(yīng)算法控制器的輸入相連。業(yè)務(wù)信道的匹配濾波器輸入是移動(dòng)臺的基帶接收信號，輸出和乘法器的輸入相連，此乘法器的另一輸入與取共軛器的輸出相連。乘法器的輸出與時(shí)分開關(guān)相連。時(shí)分開關(guān)的輸出分兩支，一支輸出下行專用物理控制信道(DownlinkDPCCH)到殘留頻差測量器，另一支輸出下行專用物理數(shù)據(jù)信道(Downlink DPDCH)，即多比特用戶數(shù)據(jù)流。殘留頻差測量器輸出到自適應(yīng)算法控制器。自適應(yīng)算法控制器輸出刷新的SFp到主公共導(dǎo)頻信道可控積分長度的匹配濾波器。自適應(yīng)刷新時(shí)鐘輸出三支，分別到信噪比測量器，殘留頻差測量器和自適應(yīng)算法控制器。
上行自適應(yīng)相干接收機(jī)的結(jié)構(gòu)與下行基本相似，結(jié)構(gòu)如下，Uplink DPCCH可控積分長度的匹配濾波器的輸入是基站的基帶接收信號，輸出分兩支，一支和信噪比測量器相連，另一支和取共軛器相連。信噪比測量器的輸出與自適應(yīng)算法控制器的輸入相連。上行專用物理數(shù)據(jù)信道(Uplink DPDCH)的匹配濾波器輸入是移動(dòng)臺的基帶接收信號，輸出和乘法器的輸入相連，此乘法器的另一輸入與取共軛器的輸出相連。乘法器的輸出與殘留頻差測量器的輸入相連，并同時(shí)輸出多比特用戶數(shù)據(jù)流。殘留頻差測量器輸出到自適應(yīng)算法控制器。自適應(yīng)算法控制器輸出刷新的SFc到Uplink DPCCH可控積分長度的匹配濾波器。自適應(yīng)刷新時(shí)鐘輸出三支，分別到信噪比測量器，殘留頻差測量器和自適應(yīng)算法控制器。
本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明提出的W-CDMA自適應(yīng)相干接收方法，提高解調(diào)信噪比，保證了移動(dòng)臺射頻穩(wěn)定度不高，移動(dòng)臺變速移動(dòng)或無線信道非平穩(wěn)特征顯著的情況下解調(diào)信噪比的穩(wěn)定性，同時(shí)沒有增加解調(diào)用戶數(shù)據(jù)的處理延時(shí)，從而提高了系統(tǒng)性能。


圖1為W-CDMA下行鏈路自適應(yīng)接收機(jī)示意圖。
圖2為W-CDMA上行鏈路自適應(yīng)接收機(jī)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合

發(fā)明的實(shí)施優(yōu)選方式如圖1所示為描述方便作如下約定主公共導(dǎo)頻信道的擾碼SP，主公共導(dǎo)頻信道的信道化碼CP，，用戶業(yè)務(wù)信道的擾碼SD，用戶業(yè)務(wù)信道的信道化碼CD，自適應(yīng)算法的刷新周期TA。
其中，1為主公共導(dǎo)頻信道可控積分長度的匹配濾波器，2為業(yè)務(wù)信道的匹配濾波器，3為信噪比測量器，4為自適應(yīng)算法控制器，5為自適應(yīng)刷新時(shí)鐘，6為時(shí)分開關(guān)，7為殘留頻差測量器，8為多比特用戶數(shù)據(jù)輸出，9為信噪比測量器3輸出的信噪比Eb/It，10為殘留頻差測量器7輸出的殘留頻差Δ，11為自適應(yīng)算法控制器4輸出的刷新的SFp，12為取共軛器。
如圖2所示為描述方便作如下約定Upiink DPCCH和Upiink DPDCH的擾碼均為5D，Uplink DPCCH的信道化碼CC，Uplink DPDCH的信道化碼CD，自適應(yīng)算法的刷新周期TA。
其中，13為Uplink DPCCH可控積分長度的匹配濾波器，14為Upiink DPDCH的匹配濾波器，15為信噪比測量器，16為自適應(yīng)算法控制器，17為自適應(yīng)刷新時(shí)鐘，18為殘留頻差測量器，19為信噪比測量器15輸出的信噪比Eb/It，20為殘留頻差測量器18輸出的殘留頻差Δf，21為自適應(yīng)算法控制器16輸出的刷新的SFc，22為取共軛器，23為多比特用戶數(shù)據(jù)流輸出。
參見圖1主公共導(dǎo)頻信道可控積分長度的匹配濾波器1解擴(kuò)的碼流含有因子(1-j)是由W-CDMA主公共導(dǎo)頻信道調(diào)制特性決定的，因?yàn)閃-CDMA主公共導(dǎo)頻信道發(fā)送端調(diào)制了一個(gè)因子(1＋j)。
信噪比測量器3可以采用各種信噪比測量算法，它的輸出信號為Eb/It。殘留頻差測量器7可以采用各種殘留頻差測量算法，對Downlink DPCCH中的各個(gè)子信道進(jìn)行殘留頻差測量，通常使用Downlink DPCCH中的pilot子信道進(jìn)行殘留頻差測量，它的輸出信號為Δf。信噪比測量器3的輸出信號Eb/It和殘留頻差測量器7的輸出信號Δf輸入到自適應(yīng)算法控制器4。
自適應(yīng)算法控制器4中可以存在多種自適應(yīng)算法，這一類自適應(yīng)算法的通式為 其中，SFp[n]表示第n個(gè)自適應(yīng)周期所使用的SFp， [n]表示第n個(gè)自適應(yīng)周期測量出的 ，Δf[n]表示第n個(gè)自適應(yīng)周期測量出的Δf。現(xiàn)在給出一種最常用的梯度自適應(yīng)算法第n個(gè)自適應(yīng)周期的判別函數(shù)為φ[n]=(SIR_TH-EbIt[n])SIR_TH+α•(fC-|Δf[n]|fC)]]>自適應(yīng)刷新規(guī)則為 其中，φ[n]為判別函數(shù)，SIR-TH為信噪比門限，fc(W-CDMA中fc＝3.84MHz)為碼片的頻率，α(α＞0)為權(quán)重因子，φ_th1和φ_th2為判別函數(shù)門限，SFp_MAX和SFp_MIN分別擴(kuò)頻因子的最大取值和最小取值，max(，)和min(，)分別為取最大值函數(shù)和取最小值函數(shù)。自適應(yīng)刷新時(shí)鐘5的周期為TA，通常取TA＝k·TSLOT，k∈N， 此時(shí)鐘用來控制信噪比測量器3，、自適應(yīng)算法控制器4、殘留頻差測量器7同步工作。
時(shí)分開關(guān)6根據(jù)W-CDMA系統(tǒng)的規(guī)定決定業(yè)務(wù)信道中哪一個(gè)比特屬于DownlinkDPCCH，哪一個(gè)比特屬于Downlink DPDCH。多比特用戶數(shù)據(jù)輸出8是時(shí)分開關(guān)6輸出的一支，是Downlink DPDCH，即多比特用戶數(shù)據(jù)流，當(dāng)然，多比特用戶數(shù)據(jù)輸出8還需要進(jìn)行解碼等后續(xù)操作才可以得到真正意義上的用戶數(shù)據(jù)。
取共軛器12用于對輸入復(fù)信號，取共軛后輸出。
參見圖2Uplink DPCCH可控積分長度的匹配濾波器13和Uplink DPDCH的匹配濾波器14使用了同一個(gè)擾碼。Uplink DPCCH可控積分長度的匹配濾波器13中解擴(kuò)的碼流含有因子(-j)，這是由W-CDMA上行調(diào)制特性決定的，因?yàn)閁plink DPCCH發(fā)送端調(diào)制了一個(gè)因子j。信噪比測量器15，自適應(yīng)算法控制器16，自適應(yīng)刷新時(shí)鐘17，殘留頻差測量器18，取共軛器22與附圖1中的相應(yīng)結(jié)構(gòu)類似。
上述下行鏈路的自適應(yīng)相干接收機(jī)中取共軛器12也可被信道估計(jì)濾波器或環(huán)路濾波器代替。
上述上行鏈路的自適應(yīng)相干接收機(jī)中取共軛器22也可被信道估計(jì)濾波器或環(huán)路濾波器代替。
上述下行鏈路的自適應(yīng)相干接收方法中自適應(yīng)算法控制器4也可以使用其它自適應(yīng)算法代替梯度自適應(yīng)算法。
上述上行鏈路的自適應(yīng)相干接收方法中自適應(yīng)算法控制器16也可以使用其它自適應(yīng)算法代替梯度自適應(yīng)算法。
上述下行鏈路的自適應(yīng)相干接收方法中在移動(dòng)臺的基帶接收信號中分離出多徑信號，然后使用RAKE合并，在RAKE合并的每一支都使用了本發(fā)明中的W-CDMA下行鏈路的自適應(yīng)相干接收方法的結(jié)構(gòu)，最后將所有這些分支的多比特用戶數(shù)據(jù)流相加，做為RAKE合并輸出的用戶數(shù)據(jù)流。
上述上行鏈路的自適應(yīng)相干接收方法中在基站的基帶接收信號中分離出多徑信號，然后使用RAKE合并，在RAKE合并的每一支都使用了本發(fā)明中的W-CDMA上行鏈路的自適應(yīng)相干接收方法的結(jié)構(gòu)，最后將所有這些分支的多比特用戶數(shù)據(jù)流相加，做為RAKE合并輸出的用戶數(shù)據(jù)流。
上述自適應(yīng)相干接收機(jī)中門限可以都是固定的，或者可以都自適應(yīng)調(diào)整，或者一部分是固定的，另一部分自適應(yīng)調(diào)整。
權(quán)利要求
1.第三代移動(dòng)通信W-CDMA自適應(yīng)相干接收方法，其下行鏈路方法按以下流程主公共導(dǎo)頻信道去除擾碼和信道化碼影響，做某一長度SFp的積分，產(chǎn)生輸出比特，測量其信噪比Eb/It。再使用上述輸出比特與經(jīng)過匹配濾波器的業(yè)務(wù)信道做相關(guān)接收，得到的相關(guān)接收后的數(shù)據(jù)流經(jīng)過時(shí)分開關(guān)后，輸出的一支為Downlink DPCCH，測量此Downlink DPCCH中的殘留頻差Δf。根據(jù)Eb/It和Δf，自適應(yīng)決定下一周期內(nèi)主公共導(dǎo)頻信道的積分長度SFp。其上行鏈路方法按以下流程Uplink DPCCH去除擾碼和信道化碼影響，做某一長度SFc的積分，產(chǎn)生輸出比特，測量其信噪比Eb/It。再使用上述輸出比特與經(jīng)過匹配濾波器的Upiink DPDCH做相關(guān)接收，測量得到的相關(guān)接收后的數(shù)據(jù)流中殘留頻差Δf。根據(jù)Eb/It和Δf，自適應(yīng)決定下一周期內(nèi)Uplink DPCCH的積分長度SFc。
2.第三代移動(dòng)通信W-CDMA自適應(yīng)相干接收機(jī)，其特征在于由可控積分長度的匹配濾波器，信噪比測量器，自適應(yīng)算法控制器，時(shí)分開關(guān)，自適應(yīng)刷新時(shí)鐘，殘留頻差測量器，取共軛器，乘法器組成。
3.如權(quán)利要求2所述的第三代移動(dòng)通信W-CDMA自適應(yīng)相干接收機(jī)，其特征在于下行鏈路自適應(yīng)相干接收機(jī)中，主公共導(dǎo)頻信道可控積分長度的匹配濾波器的輸入是移動(dòng)臺的基帶接收信號，輸出分兩支，一支和信噪比測量器相連，另一支和取共軛器相連。信噪比測量器的輸出與自適應(yīng)算法控制器的輸入相連。業(yè)務(wù)信道的匹配濾波器輸入是移動(dòng)臺的基帶接收信號，輸出和乘法器的輸入相連，此乘法器的另一輸入與取共軛器的輸出相連。乘法器的輸出與時(shí)分開關(guān)相連。時(shí)分開關(guān)的輸出分兩支，一支輸出下行專用物理控制信道(DownlinkDPCCH)到殘留頻差測量器，另一支輸出下行專用物理數(shù)據(jù)信道(Downlink DPDCH)，即多比特用戶數(shù)據(jù)流。殘留頻差測量器輸出到自適應(yīng)算法控制器。自適應(yīng)算法控制器輸出刷新的SFp到主公共導(dǎo)頻信道可控積分長度的匹配濾波器。自適應(yīng)刷新時(shí)鐘輸出三支，分別到信噪比測量器，殘留頻差測量器和自適應(yīng)算法控制器。
4.如權(quán)利要求2所述的第三代移動(dòng)通信W-CDMA自適應(yīng)相干接收機(jī)，其特征在于上行鏈路自適應(yīng)相干接收機(jī)中，Uplink DPCCH可控積分長度的匹配濾波器的輸入是基站的基帶接收信號，輸出分兩支，一支和信噪比測量器相連，另一支和取共軛器相連。信噪比測量器的輸出與自適應(yīng)算法控制器的輸入相連。上行專用物理數(shù)據(jù)信道(Uplink DPDCH)的匹配濾波器輸入是移動(dòng)臺的基帶接收信號，輸出和乘法器的輸入相連，此乘法器的另一輸入與取共軛器的輸出相連。乘法器的輸出與殘留頻差測量器的輸入相連，并同時(shí)輸出多比特用戶數(shù)據(jù)流。殘留頻差測量器輸出到自適應(yīng)算法控制器。自適應(yīng)算法控制器輸出刷新的SFc到Uplink DPCCH可控積分長度的匹配濾波器。自適應(yīng)刷新時(shí)鐘輸出三支，分別到信噪比測量器，殘留頻差測量器和自適應(yīng)算法控制器。
5.如權(quán)利要求2所述的第三代移動(dòng)通信W-CDMA自適應(yīng)相干接收機(jī)，其特征在于取共軛器12也可被信道估計(jì)濾波器或環(huán)路濾波器代替。
6.如權(quán)利要求2所述的第三代移動(dòng)通信W-CDMA自適應(yīng)相干接收機(jī)，其特征在于取共軛器22也可被信道估計(jì)濾波器或環(huán)路濾波器代替。
7.如權(quán)利要求1所述的第三代移動(dòng)通信W-CDMA自適應(yīng)相干接收方法，其特征在于自適應(yīng)算法控制器4中也可使用其它自適應(yīng)算法代替梯度自適應(yīng)算法。
8.如權(quán)利要求1所述的第三代移動(dòng)通信W-CDMA自適應(yīng)相干接收方法，其特征在于自適應(yīng)算法控制器16中使用其它自適應(yīng)算法代替梯度自適應(yīng)算法。
9.如權(quán)利要求1所述的第三代移動(dòng)通信W-CDMA自適應(yīng)相干接收方法，其特征在于在移動(dòng)臺的基帶接收信號中分離出多徑信號，然后使用RAKE合并，在RAKE合并的每一支都使用了本發(fā)明中的W-CDMA下行鏈路的自適應(yīng)相干接收方法的結(jié)構(gòu)，最后將所有這些分支的多比特用戶數(shù)據(jù)流相加，做為RAKE合并輸出的用戶數(shù)據(jù)流。
10.如權(quán)利要求1所述的第三代移動(dòng)通信W-CDMA自適應(yīng)相干接收方法，其特征在于其中門限可以都是固定的，或者可以都自適應(yīng)調(diào)整，或者一部分是固定的，另一部分自適應(yīng)調(diào)整。
全文摘要
發(fā)明的方法是信號測量基礎(chǔ)上的自適應(yīng)相干接收方法。方法具體流程是主公共導(dǎo)頻信道(適用于下行接收機(jī))或者上行專用物理控制信道(Uplink DPCCH,適用于上行接收機(jī))去除擾碼和信道化碼影響,做某一長度SF的積分,產(chǎn)生輸出比特,測量其信噪比Eb/It。再使用上述輸出比特與經(jīng)過匹配濾波器后的業(yè)務(wù)信道比特做相關(guān)接收,測量相關(guān)接收后數(shù)據(jù)流中的殘留頻差Δf。根據(jù)上述兩個(gè)測量結(jié)果Eb/It和Δf,自適應(yīng)決定下一周期內(nèi)主公共導(dǎo)頻信道或者Uplink DPCCH的積分長度SF?；诒景l(fā)明方法而設(shè)計(jì)的W－CDMA自適應(yīng)相干接收機(jī),包括可控積分長度的匹配濾波器,信噪比測量器,自適應(yīng)算法控制器,時(shí)分開關(guān),自適應(yīng)刷新時(shí)鐘,殘留頻差測量器,取共軛器,乘法器。本發(fā)明提出的W－CDMA自適應(yīng)相干接收方法,提高解調(diào)信噪比,保證了移動(dòng)臺射頻穩(wěn)定度不高、移動(dòng)臺變速移動(dòng)或無線信道非平穩(wěn)特征顯著的情況下解調(diào)信噪比的穩(wěn)定性,同時(shí)沒有增加解調(diào)用戶數(shù)據(jù)的處理延時(shí),從而提高了系統(tǒng)性能。
文檔編號H04J13/00GK1332539SQ0113062
公開日2002年1月23日 申請日期2001年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月15日
發(fā)明者朱近康, 張鐸, 衛(wèi)國, 邱玲 申請人:信息產(chǎn)業(yè)部電信傳輸研究所, 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)