專利名稱：組合信號的方法,和接收機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在軟越區(qū)切換狀態(tài)的下蜂窩式無線系統(tǒng)所用的組合信號的方法。
工作在瑞克原理的接收機具有若干個分支，每個分支能夠同步一個不同的信號分量。因此，該接收機能夠同時接收若干個信號。瑞克接收機特別被用在CDMA接收機中。
CDMA(碼分多址)系統(tǒng)是一種基于擴頻技術(shù)的多址連接方法和隨著早期的FDMA(頻分多址)和TDMA(時分多址)技術(shù)，CDMA技術(shù)不久前在蜂窩式無線系統(tǒng)開始應(yīng)用。CDMA技術(shù)具有一些優(yōu)于各個早期方法的優(yōu)點，諸如頻譜效率和簡單的頻率規(guī)劃。
在CDMA方法中，用戶的窄帶數(shù)據(jù)信號被非常寬的頻帶的擴頻碼相乘，得到一個相當(dāng)寬的頻帶。在已知的各實驗系統(tǒng)中，所用的帶寬包括，例如1.25MHz、10MHz和25MHz。在相乘的處理中，數(shù)據(jù)信號擴頻到所用的整個頻帶。所有用戶同時利用相同的頻帶發(fā)送。分別的擴頻碼被用于一個基站與一個移動站之間的連接，和來自各個用戶的信號基于每個連接的擴頻碼可以被各個接收機彼此之間進行識別。作出選擇各擴頻碼使得它們互相正交，即它們彼此不相關(guān)的一種嘗試。
在諸如蜂窩式無線系統(tǒng)之類的一般無線系統(tǒng)中，一個用戶終端僅與一個基站進行通信。但是，在例如CDMA系統(tǒng)中，一個用戶終端可能同時還與若干個基站進行通信。在現(xiàn)有技術(shù)的軟越區(qū)切換中，與越區(qū)切換無關(guān)地維持著與一個基站不斷開的連接。在這樣一種越區(qū)切換中，一般基站改變了。在現(xiàn)有技術(shù)中還已知一種比較軟的越區(qū)切換，其中基站并不改變，但基站的扇區(qū)改變了。軟和比較軟的越區(qū)切換都屬于在斷開前作出越區(qū)切換型的，這意味著在以前的基站被斷開前，對用戶終端建立一個新的連接。在這些越區(qū)切換的任何一種都使得所使用的頻段不發(fā)生變化。
蜂窩式無線系統(tǒng)包括已經(jīng)被劃分各個扇區(qū)的各小區(qū)。比較軟的越區(qū)切換可能例如通過在每個扇區(qū)中設(shè)置一個接收信號的瑞克接收機來實現(xiàn)。由設(shè)置在各扇區(qū)中的瑞克接收機接收的信號經(jīng)各個總線被擇徑到達對各個信號進行分集組合的組合器。分集組合降低了由信號衰落引起的缺點。但是，實際上經(jīng)總線信號擇徑到組合器實現(xiàn)起來是困難的，因為這種實現(xiàn)要求非?？斓目偩€。在蜂窩式無線系統(tǒng)中，基站借助于天線接收來自無線路徑的信號。通過天線接收的信號再連接到瑞克接收機引起一些附加的問題。這些問題特別是在高容量的，意味著大量信號將被連接的CDMA基站的情況下就會遇到。
已經(jīng)進行了通過按照適當(dāng)?shù)姆绞椒纸M瑞克接收機的嘗試克服上述問題。利用一些接收機僅接收特定扇區(qū)的天線信號已經(jīng)實現(xiàn)這種分組。但是，分組又帶來一些新的問題。通過組合不同扇區(qū)中各接收機組的瑞克接收機接收的各信號，一個問題已經(jīng)被克服。特別是在各高容量CDMA接收機中，具體在較軟的越區(qū)切換情況下，組合信號又表現(xiàn)出一些問題。已經(jīng)試圖克服這些問題，通過擇徑各信號到組合器進行分集組合，滿足上述狀態(tài)。但是，擇徑又產(chǎn)生涉及如上所述的總線容量的類似的問題。
較軟越區(qū)切換可以利用例如首先在瑞克接收機檢測一個信號，此后代替分集組合而選擇基本上最好的分集信號來實現(xiàn)。但是，這種方法無法提供足夠好的性能。第二個可供選擇的越區(qū)切換方案是瑞克信號的最佳組合和信號檢測。但是，信號最佳組合實現(xiàn)起來是困難的。一般使用在瑞克接收機中的沃爾什-哈德瑪(Walsh-Hadamard)變換的輸出，例如經(jīng)由總線結(jié)構(gòu)被連接到組合器。此外，這種實現(xiàn)還受到總線結(jié)構(gòu)必須可能動態(tài)地組成不同較軟越區(qū)切換的類型的限制。因為對總線要設(shè)置非常高的速率要求，所以實際上實現(xiàn)上述解決方案是非常困難和成問題的。實際上，通過對各瑞克接收機的信號直接進行求和，這種組合已經(jīng)被執(zhí)行。此外，在求和時各個信號可以被按不同方式進行加權(quán)。
因此本發(fā)明的一個目的是借助于在較軟越區(qū)切換中優(yōu)化地進行信號組合實現(xiàn)一種瑞克接收機。
這個目的是通過使用在包括接收信號的第一接收機和第二接收機的至少兩個接收機的蜂窩式無線系統(tǒng)中的信號組合方法實現(xiàn)的，該接收機是按瑞克原理實現(xiàn)的和包含多個分支并借助于該各分支接收機接收信號，該方法包括以下各個步驟預(yù)組合經(jīng)各接收機分支接收的信號；按照需要再發(fā)送第一接收機的預(yù)組合信號到第二接收機和組合所述預(yù)組合信號與經(jīng)第二接收機的各分支預(yù)組合的信號。
該目的是附加地通過使用在包含接收信號的第一接收機和第二接收機的至少兩個接收機的蜂窩式無線系統(tǒng)中的組合信號的方法實現(xiàn)的，該接收機是按瑞克原理實現(xiàn)的和包括多個分支并借助于該各分支接收機接收信號，該方法包括以下各個步驟預(yù)組合經(jīng)第一接收機的各分支接收的各信號；按照需要再發(fā)送預(yù)組合信號到第二接收機和組合所述預(yù)組合信號與經(jīng)第二接收機的各分支接收的信號。
本發(fā)明還涉及一種按瑞克原理實現(xiàn)的接收機和包括多個分支并借助于這些分支接收機接收信號，該接收機還包括一個預(yù)組合裝置，用于預(yù)組合經(jīng)接收機的各分支接收的信號；一個發(fā)送裝置，用于按照需要再發(fā)送預(yù)組合信號到第二接收機；和用于組合所述各預(yù)組合信號的組合裝置。
本發(fā)明還涉及一種按瑞克原理實現(xiàn)的接收機和包括多個分支并借助于這些分支接收機接收信號，該接收機還包括一個預(yù)組合裝置，用于預(yù)組合經(jīng)接收機的各分支接收的信號；一個發(fā)送裝置，用于按照需要再發(fā)送預(yù)組合信號到第二接收機；和組合裝置，用于組合經(jīng)各個分支接收的信號與預(yù)組合的信號。
如上所述的接收機結(jié)構(gòu)，使得它可能被利用在低容量和高容量CDMA基站的兩種情況下。該接收機工作在不同的操作模式下，和該接收機進行分集組合。該分集組合在正在使用的工作模式的基礎(chǔ)上被分配到在不同位置上進行執(zhí)行。在較軟越區(qū)切換狀態(tài)下，接收始終是最佳的。分集組合的分配使得有可能利用一種總線結(jié)構(gòu)組合各個接收機；但該總線結(jié)構(gòu)的速率不必限制總線結(jié)構(gòu)的實際實施。這種解決辦法能夠利用一個組合器組合接收機的所有瑞克分支。有可能在一個瑞克接收機的正常信號組合中利用一個組合器。另外，在較軟越區(qū)切換狀態(tài)下，組合從蜂窩式無線系統(tǒng)的一個小區(qū)的多于一個扇區(qū)發(fā)送的信號時有可能使用一個組合器。
附圖簡述下面，本發(fā)明將參照在各個附圖中的一些例子進行描述，其中

圖1通過示意性方框圖的形式表示本發(fā)明的擴頻接收機；圖2和3表示按照本發(fā)明的接收機的比較詳細(xì)的結(jié)構(gòu)；圖4表示按照本發(fā)明的兩個瑞克接收機，這兩個接收機利用一個總線進行互連；圖5表示使用按照本發(fā)明的接收機的蜂窩式無線網(wǎng)絡(luò)。
優(yōu)選實施例的描述首先，借助于圖1的方框圖對按照本發(fā)明的接收機20提供一般的描述。該圖表示用戶終端的接收機，但是本發(fā)明的接收機自然地也可能位于例如基站。按照本發(fā)明的接收機20包括天線100，該天線接收一個信號，將被施加到射頻部分102，在該部分中信號被變換到中頻頻率。來自射頻部分102的信號被饋送到模數(shù)變換器104，在該變換器中信號被取樣和被變換為數(shù)字形式。被變換的信號106被施加到檢測裝置108，在檢測裝置108中檢測該信號的信道參數(shù)和含在該信號中的所希望的符號。
在圖1的接收機檢測到信號被施加到信道解碼器110和話音解碼器112，在此之后解碼的信號被施加到揚聲器114。如果所述的終端是數(shù)字終端，顯然話音解碼器被某些其它的解碼器所替代。另外，如果所述接收機是基站接收機，在信道編碼方框后，信號被施加到接收機是其它部分。本發(fā)明的接收機另外包括控制其它部分操作的控制器116。按照本發(fā)明的接收機自然還包括一些其它部件，諸如濾波器和放大器，這些部件對于本專業(yè)技術(shù)人員是顯然的，但是由于清楚的緣故，它們沒有被表示在圖中。
下面，按瑞克原理實現(xiàn)的本發(fā)明接收機的結(jié)構(gòu)借助于圖2的示例性方框圖進行更為詳細(xì)的說明。圖中的接收機包括4個瑞克分支200-203。此外，該接收機包括預(yù)組合器206和組合器207。各瑞克分支利用線210-213連接到預(yù)組合器206。組合器206和207功能上被連接到各分支200-203。該各分支200-203被連接到相同的輸入總線106。每個分支獨立地接收分配給所述分支200-203上的信號，這些信號的互相進行延遲的。瑞克分支200-203形成來自使用例如沃爾什-哈德瑪變換信號的輸出信號，然后該輸出信號經(jīng)線210-213被施加到預(yù)組合器206。實際上，分支200-203是一些能夠同步到所接收的信號上的相關(guān)器。每個分支獨立地接收一個信號，與其它分支不發(fā)生關(guān)系。在較軟的越區(qū)切換模式中，表示在圖中的組合器207起到實際信號組合器的作用。
圖3表示包括組合裝置206的接收機。組合裝置206組合經(jīng)各分支200-213接收的信號。組合裝置206可能還組合由其它接收機預(yù)組合的信號。
圖4表示兩個通過H總線250互連的接收機20、30。表示在圖中的接收機裝置是基于分布式信號組合的。與集中式組合比較，分布式組合能夠降低在H總線250中使用的速率。按照本發(fā)明的接收機能夠工作在不同的模式。這些接收機的模式包括例如正常模式、較軟的越區(qū)切換傳輸模式和較軟的越區(qū)切換接收模式。在較軟的越區(qū)切換狀態(tài)下，按照本發(fā)明的分布信號組合能夠優(yōu)化信號組合。在正常模式中，預(yù)組合器206僅組合所述瑞克接收機的分支200-203的信號。接著，組合的信號在檢測裝置108進行檢測。除了檢測外，檢測裝置108還解碼該信號。
在圖4中，接收機20、30兩者接收一個信號和通過預(yù)組合裝置206預(yù)組合所接收的信號。接收機20包括發(fā)送預(yù)組合的信號到接收機30的發(fā)送裝置210。接收機30可能也包括發(fā)送裝置210。接收機20經(jīng)總線250發(fā)送一個信號到接收機30。在按照該圖的解決方案中，接收機30通過組合裝置207接收由接收機20發(fā)送的信號。在這種情況下，由接收機20預(yù)組合的信號不需要發(fā)送到接收機20的組合器207。
預(yù)組合裝置206從接收的各信號中選擇，例如選擇其質(zhì)量適合預(yù)組合的要求的信號。這種選擇可以是基于信噪比、比特差錯比、測量的信號能量、或類似上述的測量值。除了預(yù)組合外，預(yù)組合裝置206可能還組合各個預(yù)組合的信號，因此并不需要分別的組合器207。上述如圖4所示的解決方案還可能利用接收機20首先發(fā)送已被它預(yù)組合的信號到接收機30的方式實現(xiàn)。接著，接收機30的組合裝置206組合經(jīng)它的各分支200-293接收的信號與從接收機20發(fā)送的信號。
圖5表示包括用戶終端50的蜂窩式無線系統(tǒng)，該系統(tǒng)同時連接到兩個瑞克接收機20、30。該蜂窩式無線系統(tǒng)還包括一個基站60。以下假設(shè)接收機20、30位于不同的扇區(qū)。還假設(shè)，用戶終端50和接收機30位于相同的扇區(qū)。接收機30接收由用戶終端50發(fā)射的信號，該信號在接收機30的預(yù)組合裝置206、207中進行預(yù)組合。接收機30經(jīng)H總線250發(fā)送已經(jīng)被它預(yù)組合的信號到接收機20而將被進行組合。在這種狀態(tài)下，接收機30處于較軟的越區(qū)切換發(fā)射模式。在這種情況下，由接收機20接收的各預(yù)組合信號與由接收機30發(fā)送的預(yù)組合信號進行組合。因此，在這種情況下，信號的組合是在接收機20的組合器207或206中進行的。在按該圖的解決方案中，用戶終端50包括瑞克接收機40。用戶終端40實際上例如是一個移動電話。在按照該圖的狀態(tài)下，瑞克接收機20、30與基站60進行通信。瑞克接收機30還可能位于例如基站60中。
接收機20還組合由它的不同分支200-203接收的信號。接收機20接收由接收機30發(fā)送的預(yù)組合信號。在上述狀態(tài)下，接收機20處于較軟的越區(qū)切換接收狀態(tài)，接著，接收機20組合預(yù)組合信號與從所述接收機20的不同分支200-203獲得的信號。在上述狀態(tài)下，接收機30工作在較軟的越區(qū)切換模式。在該兩種較軟的越區(qū)切換模式中，各個信號按分布的方式進行組合。由預(yù)組合各個信號進行分布式的組合，此后經(jīng)預(yù)組合的信號被發(fā)送，與一個接收的信號，例如由另外的接收機接收的信號進行進一步組合。
互連各個瑞克接收機的H總線可以按不同的方法設(shè)計。該總線可以是，例如工作在時分原理的64比特寬的并行總線。各瑞克接收機將預(yù)組合處理中獲得的結(jié)果寫到總線上。此外，各接收機從總線讀出所述結(jié)果。假設(shè)蜂窩式無線網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)被分為例如6個扇區(qū)，和在每個扇區(qū)中放置30個瑞克接收機。如果接收機從每秒4800次的信號中進行的取樣為8比特長，則組合的數(shù)據(jù)速率將是2.4576Mb/s。在小區(qū)中的所有180個接收機都被連接到相同串行模式總線的情況下，該總線的總的速率將是442.368Mb/s。如果該總線是64比特寬，則總線速率將是6.912MHz。如果該總線是128比特寬，則總線速率將是3.456MHz。上述總線速率在實際中是可以實現(xiàn)的。
按照本發(fā)明的瑞克接收機可以在一個ASIC電路上實現(xiàn)。接收機也可以被用于要求高容量的基站中。但是，構(gòu)成高容量也并不是總是合理的，多扇區(qū)基站系統(tǒng)在多個位置上要求高容量。通過組合含有較少小區(qū)的各個基站系統(tǒng)，按照本發(fā)明的接收機使得有可能建立一種多扇區(qū)的基站系統(tǒng)。
雖然本發(fā)明參照附圖中的例子進行了上述的描述，但是顯而易見，本發(fā)明并不僅限有此，而在所附的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的思想范圍內(nèi)可以作出多種方式的修改。
權(quán)利要求
1.一種使用在包含至少兩個接收信號的接收機即第一接收機和第二接收機的蜂窩式無線系統(tǒng)中的組合信號的方法，所述接收機是按瑞克原理實現(xiàn)的和包括多個分支并通過這些分支所述接收機接收一個信號，該方法包括以下步驟預(yù)組合經(jīng)接收機的各分支接收的信號；按照需要再發(fā)送第一接收機的預(yù)組合信號到第二接收機；和組合所述預(yù)組合的信號與所述第二接收機的預(yù)組合信號。
2.一種使用在包含至少兩個接收信號的接收機即第一接收機和第二接收機的蜂窩式無線系統(tǒng)中的組合信號的方法，所述接收機是按瑞克原理實現(xiàn)的和包括多個分支并通過這些分支所述接收機接收一個信號，該方法包括以下步驟預(yù)組合經(jīng)第一接收機的各分支接收的信號；按照需要再發(fā)送預(yù)組合的信號到第二接收機；和組合所述預(yù)組合的信號與經(jīng)第二接收機的各個分支接收的信號。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，用在一種較軟的越區(qū)切換狀態(tài)。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其中檢測和解碼由各預(yù)組合的信號形成的組合信號。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其中每個分支獨立地與其它分支無關(guān)地接收一個信號，和其中所接收的各個信號被分集組合。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其中信號在接收后，通過沃爾什-哈德瑪變換，或通過類似所述變換的一種變換。
7.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，該方法被使用在一種蜂窩式無線系統(tǒng)中，該系統(tǒng)包含已經(jīng)被分為一些扇區(qū)的一些小區(qū)，在各個扇區(qū)中設(shè)置有許多接收機，和該方法包括以下步驟，即發(fā)送預(yù)組合的信號將與經(jīng)位于另外的扇區(qū)中的一個接收機的各個分支接收的各個信號進行組合。
8.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其中各個接收機是經(jīng)一個總線互連的，和其中第一接收機的預(yù)組合信號被沿著各總線發(fā)送到第二接收機。
9.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，該方法由包括至少兩個基站的蜂窩式無線系統(tǒng)所使用，基站的各接收機從其各自的扇區(qū)接收一個信號，其中各基站是這樣組合的，即使得有可能該基站還接收由其它基站所接收的信號。
10.一種按瑞克原理實現(xiàn)的和包含多個分支的接收機，通過這些分支該接收機接收一個信號，和該接收機還包括一個預(yù)組合裝置，用于預(yù)組合由該接收機的各個分支接收的信號；一個發(fā)送裝置，用于按照需要再發(fā)送該預(yù)組合信號到第二接收機；和一個組合裝置，用于組合所述各個預(yù)組合信號。
11.一種按瑞克原理實現(xiàn)的和包含多個分支的接收機，通過這些分支該接收機接收一個信號，和該接收機還包括一個預(yù)組合裝置，該裝置按照需要預(yù)組合經(jīng)該接收機的各個分支接收的信號；一個發(fā)送裝置，用于按照需要再發(fā)送該預(yù)組合信號到第二接收機；和一個組合裝置，用于組合經(jīng)各分支接收的信號與該預(yù)組合的信號。
12.按照權(quán)利要求10或11所述的接收機，包括一個檢測裝置，用于檢測和解碼由該組合裝置組合的信號。
13.按照權(quán)利要求10或11所述的接收機，其中該預(yù)組合裝置預(yù)組合在預(yù)組合信號被發(fā)送的情況下通過各個分支接收的待進行組合的信號與另外接收機的一個分支所接收的信號。
14.按照權(quán)利要求10或11所述的接收機，其中該預(yù)組合裝置從所述接收機的各分支接收信號，和組合所述各個信號與該預(yù)組合信號。
15.按照權(quán)利要求10或11所述的接收機，包括一個檢測裝置，用于檢測和解碼由該組合裝置組合的信號，在發(fā)送裝置發(fā)送預(yù)組合信號到另一接收機以便進行組合的情況下，所述檢測裝置防止檢測和解碼在所述接收機中的信號。
16.按照權(quán)利要求10或11所述的接收機，其中預(yù)組合裝置和組合裝置起到分集組合器的作用，和其中接收機的每個分支獨立地接收一個信號，與其它分支無關(guān)。
17.按照權(quán)利要求10或11所要求的接收機，其中分支利用沃爾什-哈德瑪變換，或利用類似所述變換的一種變換，變換一個接收的信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種組合信號的方法和按瑞克原理實現(xiàn)的接收機。該接收機包括多個分支,借助于這些分支該接收機接收一個信號。該接收機包含:預(yù)組合裝置,該裝置按照需要組合經(jīng)接收機的各分支接收的信號;發(fā)送裝置,用于按照需要發(fā)送再發(fā)送該預(yù)組合的信號到第二接收機;和組合裝置,用于組合經(jīng)接收機的各分支接收的信號與該預(yù)組合的信號。
文檔編號H04L1/06GK1250560SQ98803456
公開日2000年4月12日 申請日期1998年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月17日
發(fā)明者勞利·思陶勒 申請人:諾基亞電信公司