專利名稱：增進(jìn)碼分多址接收系統(tǒng)的解調(diào)性能的信號(hào)處理方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有天線陣的CDMA接收系統(tǒng)的信號(hào)處理技術(shù)，具體地說(shuō)，涉及一種用于增進(jìn)在各種CDMA(碼分多址)信號(hào)環(huán)境中，例如IS95 CDMA系統(tǒng)或IS2000 1x CDMA等系統(tǒng)中運(yùn)行的采用天線陣的接收系統(tǒng)的解調(diào)性能的信號(hào)處理方法和裝置。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)CDMA BS(基站)接收系統(tǒng)中，由于采用的是單天線系統(tǒng)而不是天線陣系統(tǒng)，通信質(zhì)量被干擾和噪音嚴(yán)重限制，主要原因是解調(diào)不準(zhǔn)確。
雖然天線陣系統(tǒng)已經(jīng)被證明在增進(jìn)通信質(zhì)量和提高通信容量方面是一種有前途的選擇，如果天線陣系統(tǒng)中有適度的復(fù)雜性的沃爾什(Walsh)解調(diào)器的精確度不相應(yīng)地改善的話，CDMA信號(hào)環(huán)境中的天線陣系統(tǒng)所期望的特性將永遠(yuǎn)不能獲得。
因此，本行業(yè)內(nèi)需要利用天線陣的CDMA接收系統(tǒng)的改進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)。
在本文中，對(duì)于向量使用帶有單下劃線的小寫(xiě)字母，對(duì)于矩陣量使用雙下劃線。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種增進(jìn)采用天線陣的CDMA接收系統(tǒng)的解調(diào)性能的信號(hào)處理方法，以便解決如前所述的傳統(tǒng)CDMA接收系統(tǒng)中的問(wèn)題。該方法通過(guò)將權(quán)向量施加到沃爾什解調(diào)輸出的信號(hào)向量上而改進(jìn)解調(diào)性能，該權(quán)向量在采用天線陣的CDMA系統(tǒng)的信號(hào)處理裝置中被計(jì)算。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供CDMA接收系統(tǒng)中用來(lái)解調(diào)信號(hào)的信號(hào)處理裝置，它通過(guò)將權(quán)向量施加到沃爾什解調(diào)輸出的信號(hào)向量上而改進(jìn)了解調(diào)性能，該權(quán)向量在采用天線陣的CDMA系統(tǒng)的信號(hào)處理裝置中被計(jì)算。
本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提供一種存儲(chǔ)媒體，它實(shí)現(xiàn)CDMA接收系統(tǒng)的信號(hào)處理方法，該方法通過(guò)將權(quán)向量施加到沃爾什解調(diào)輸出的信號(hào)向量上而改進(jìn)了解調(diào)性能，該權(quán)向量在采用天線陣的CDMA系統(tǒng)的信號(hào)處理部分中被計(jì)算。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種信號(hào)處理方法用于增進(jìn)采用天線陣的CDMA接收系統(tǒng)的解調(diào)性能，該方法包括下列步驟a)通過(guò)目前瞬間的權(quán)向量w和每個(gè)沃爾什解調(diào)輸出xk之間的積產(chǎn)生數(shù)組輸出yk＝wHxk，b)選擇數(shù)組輸出yD的指數(shù)D使得所選的數(shù)組輸出的量值是所有數(shù)組輸出中最大的yD≥yk；c)通過(guò)使用與在步驟b)中所選的指數(shù)D相對(duì)應(yīng)的一個(gè)沃爾什解調(diào)輸出向量xD更新權(quán)向量。
而且，為了在下一瞬間的繼續(xù)信號(hào)處理方法，該方法還包括步驟d)在步驟c)之后返回步驟a)，將目前瞬間的權(quán)向量的當(dāng)前值保持為在下一個(gè)瞬間要更新的初始值，以在下一個(gè)瞬間繼續(xù)該信號(hào)處理方法。
在上述信號(hào)處理方法中的步驟a)，沃爾什解調(diào)輸出，{xk|k＝0，1，2，...，63}，被產(chǎn)生作為接收到的信號(hào)向量的64個(gè)相關(guān)結(jié)果，該結(jié)果具有在CDMA接收系統(tǒng)中定義的64個(gè)沃爾什碼，其中N是在給定的天線陣中的天線單元的數(shù)量，以便每個(gè)沃爾什解調(diào)輸出可以被寫(xiě)為x0＝[x0，1x0，2..x0，N]T，x1＝[x1，1x1，2..x1，N]T，...，x63＝[x63，1x63，2..x63，N]T，其中xi，j分量通過(guò)在第j個(gè)天線信道中帶有第i個(gè)沃爾什碼的接收到的信號(hào)的沃爾什解調(diào)而獲得。
上述信號(hào)處理方法的步驟c)包括步驟c1)將從步驟b)獲得的指數(shù)量D轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的6比特二進(jìn)制數(shù)，以便還原從移動(dòng)終端發(fā)送的原始數(shù)據(jù)；c2)利用對(duì)應(yīng)于指數(shù)D的沃爾什解調(diào)輸出xD更新權(quán)向量wD，以便處理下一瞬間的接收到的信號(hào)。
而且，上述信號(hào)處理方法的步驟c2)包括步驟c2-1)利用對(duì)應(yīng)于指數(shù)D的沃爾什解調(diào)輸出xD更新接收到的信號(hào)的自協(xié)方差矩陣，從而自協(xié)方差矩陣由數(shù)學(xué)關(guān)系式 決定，其中 是一個(gè)自協(xié)方差矩陣，E[]表示期望算子，上標(biāo)H表示一個(gè)埃爾米算子；c2-2)計(jì)算與在步驟c2-1)獲得的自協(xié)方差矩陣的最大本征值相對(duì)應(yīng)的本征向量并將其用作權(quán)向量。
而且，上述信號(hào)處理方法的步驟c2)包括步驟c2-1)更新在擴(kuò)展步驟前后分別通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算 和 獲得的接收到的信號(hào)的自協(xié)方差矩陣，其中在擴(kuò)展步驟前獲得的接收到的信號(hào)向量r被定義為r＝[r1r2...rN]T，其中上標(biāo)T是轉(zhuǎn)置算子，ri定義為在第i個(gè)天線單元的接收到的信號(hào)，即{ri＝rI，i+jrQ，i其中i＝1，2，...，N}，rI，i和rQ，i，而且接收到的信號(hào)向量xD本身是沃爾什解調(diào)器的輸出；c2-2)利用與普通本征值方程中的最大本征值相對(duì)應(yīng)的本征向量更新權(quán)向量，該方程中包括在擴(kuò)展步驟前后分別通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算 和 獲得的接收到的信號(hào)的自協(xié)方差矩陣，如上面步驟c2-1)所述，從而權(quán)向量wD最后從普通本征值方程， ，計(jì)算出，其中λMAX表示給定的普通本征值方程的最大本征值。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了信號(hào)處理裝置，用以利用天線陣增進(jìn)CDMA接收系統(tǒng)的解調(diào)性能，該裝置包括用于以目前瞬間的權(quán)向量和每個(gè)沃爾什解調(diào)輸出之間的積為單位產(chǎn)生數(shù)組輸出的單元；用于選擇數(shù)組輸出的指數(shù)使得所選數(shù)組輸出的量值是所有數(shù)組輸出中最大的單元；以及用于通過(guò)使用與在用于選擇指數(shù)的單元中所選的指數(shù)相對(duì)應(yīng)的沃爾什解調(diào)輸出向量更新權(quán)向量的單元。
在上述信號(hào)處理裝置中，沃爾什解調(diào)輸出，{xk|k＝0，1，2，...，63}，被產(chǎn)生作為接收到的信號(hào)向量的64個(gè)相關(guān)結(jié)果，該相關(guān)結(jié)果具有在CDMA接收系統(tǒng)中定義的64個(gè)沃爾什碼，其中N是在給定的天線陣中的天線單元的數(shù)量，以便每個(gè)沃爾什解調(diào)輸出可以寫(xiě)為x0＝[x0，1x0，2..x0，N]T，x1＝[x1，1x1，2..x1，N]T，...，x63＝[x63，1x63，2..x63，N]T，其中xi，j分量通過(guò)在第j個(gè)天線信道中帶有第i個(gè)沃爾什碼的接收到的信號(hào)的沃爾什解調(diào)而獲得。
用于更新上述信號(hào)處理裝置的權(quán)向量的單元包括轉(zhuǎn)換單元，用于將從用于選擇指數(shù)的單元獲得的指數(shù)量D轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的6比特二進(jìn)制數(shù)以便還原從移動(dòng)終端發(fā)送的原始數(shù)據(jù)；第一更新單元，利用對(duì)應(yīng)于指數(shù)D的沃爾什解調(diào)輸出xD更新權(quán)向量wD，以便處理下一瞬間的接收到的信號(hào)。
上述信號(hào)處理裝置的第一更新單元包括第二更新單元，用于利用對(duì)應(yīng)于指數(shù)D的沃爾什解調(diào)輸出xD更新接收到的信號(hào)的自協(xié)方差矩陣，從而自協(xié)方差矩陣由數(shù)學(xué)關(guān)系式 決定，其中 是一個(gè)自協(xié)方差矩陣，E[]表示期望算子，上標(biāo)H表示一個(gè)埃爾米算子；和計(jì)算單元，用于計(jì)算與由第二更新單元獲得的自協(xié)方差矩陣的最大本征值相對(duì)應(yīng)的本征向量，并將其用作權(quán)向量。
而且，上述信號(hào)處理裝置的第一更新單元包括第二更新單元，用于更新接收到的信號(hào)的自協(xié)方差矩陣，該矩陣通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算 和 在擴(kuò)展步驟前后獲得，其中在擴(kuò)展步驟前獲得的接收到的信號(hào)向量r定義為r＝[r1r2...rN]T，上標(biāo)T是轉(zhuǎn)置算子，ri定義為在第i個(gè)天線單元的接收到的信號(hào)，即{ri＝rI.i+jrQ，i其中i＝1，2，...，N}，rI，i和rQ，i，而且接收到的信號(hào)向量xD本身是沃爾什解調(diào)器的輸出；第三更新單元，用于利用與普通本征值方程中的最大本征值相對(duì)應(yīng)的本征向量更新權(quán)向量，該方程中包括在擴(kuò)展步驟前后分別通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算， 和 ，獲得的接收到的信號(hào)的自協(xié)方差矩陣，如第二更新單元所述，從而權(quán)向量wD最后從普通本征值方程 計(jì)算出，其中λMAX表示給定的普通本征值方程的最大本征值。
按照本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)，存儲(chǔ)了用于執(zhí)行增進(jìn)采用天線陣CDMA接收系統(tǒng)的解調(diào)性能的信號(hào)處理方法的指令，該方法包括步驟a)通過(guò)目前瞬間的權(quán)向量和每個(gè)沃爾什解調(diào)輸出之間的積產(chǎn)生數(shù)組輸出；b)選擇數(shù)組輸出的指數(shù)使得所選數(shù)組輸出的量值是所有數(shù)組輸出中最大的；c)通過(guò)使用與在步驟b)中所選的指數(shù)相對(duì)應(yīng)的沃爾什解調(diào)輸出向量更新權(quán)向量。
在存儲(chǔ)了用于執(zhí)行一個(gè)信號(hào)處理方法的指令計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)中，該方法進(jìn)一步包括步驟d)在步驟c)之后返回步驟a)，同時(shí)將目前瞬間的權(quán)向量的當(dāng)前值保持為在下一個(gè)瞬間要更新的初始值，以在下一個(gè)瞬間繼續(xù)該信號(hào)處理方法。


通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明的其他目的和方面將會(huì)變得清楚，其中圖1圖解了說(shuō)明如何對(duì)通過(guò)采用包括多個(gè)天線單元的天線陣的CDMA BS(基站)的接收系統(tǒng)的第n個(gè)天線單元接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的方框圖；圖2圖解了說(shuō)明如何通過(guò)使用按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例權(quán)向量對(duì)CDMA接收系統(tǒng)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的方框圖；和圖3圖解了描述按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的信號(hào)處理方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
如前所述的本發(fā)明的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)更多的說(shuō)明和下列附圖可以變得更清楚。下面將參照附圖按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)介紹用于對(duì)CDMA接收系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)以增進(jìn)接收系統(tǒng)的解調(diào)特性的方法、裝置和存儲(chǔ)介質(zhì)。
圖1圖解了說(shuō)明如何對(duì)通過(guò)采用天線陣的接收系統(tǒng)的第n個(gè)天線單元接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的方框圖。
在圖1中，分別地，標(biāo)號(hào)1表示天線陣，3表示PN-編碼擴(kuò)展部分，5表示沃爾什解調(diào)部分，7表示信號(hào)處理部分，8表示最大量值選擇部分，9表示還原部分。
如圖1所示，本發(fā)明通過(guò)接收步驟，如低通濾波、擴(kuò)展、沃爾什解調(diào)等，增進(jìn)了采用天線陣的CDMA接收系統(tǒng)的解調(diào)性能。
本發(fā)明的關(guān)鍵部分在尋找沃爾什解調(diào)輸出的指數(shù)D的組成步驟內(nèi)，該指數(shù)與從移動(dòng)終端發(fā)送的6比特?cái)?shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)。更具體的說(shuō)，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種系統(tǒng)的方法，它將權(quán)向量施加到64沃爾什解調(diào)輸出的每一個(gè)，以使64個(gè)指數(shù)之一對(duì)應(yīng)于最大的量值。此優(yōu)選實(shí)施例還公開(kāi)了如何從接收的信號(hào)計(jì)算權(quán)向量。
為了說(shuō)明本發(fā)明，本實(shí)施例中公開(kāi)的技術(shù)總結(jié)如下首先，64個(gè)數(shù)組輸出，yk＝wHxk其中k＝0，1，2，...，63，通過(guò)64個(gè)沃爾什解調(diào)輸出{xk|k＝0，1，2，...，63}和權(quán)向量w之間的產(chǎn)品而產(chǎn)生。
第二，64個(gè)數(shù)組輸出提供給最大量值選擇部分8中，以便找到所有64個(gè)數(shù)組輸出中量值最大的數(shù)組輸出yD的指數(shù)D，即，|yD|≥|yk|，其中k＝0，1，2，...，63。
在最大量值選擇部分8中找到的信息，即指數(shù)D在還原部分9中還原為6比特碼。
本發(fā)明提出了一種信號(hào)處理方法，它將天線陣系統(tǒng)應(yīng)用于各種CDMA環(huán)境中，如IS95、IS2000 1x等。通過(guò)本發(fā)明中提供的技術(shù)，CDMA環(huán)境中的沃爾什解調(diào)的性能通過(guò)采用天線陣系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)得到極大的改進(jìn)。
而且，為了改進(jìn)沃爾什解調(diào)器的精確度，最終為了更精確地還原發(fā)送的數(shù)據(jù)，本發(fā)明還提供了一種獲得對(duì)于天線陣系統(tǒng)而言是最佳的權(quán)向量的有效方式。
本發(fā)明提供了一種在圖1中示為7的信號(hào)處理部分中計(jì)算權(quán)向量的新方法。
本發(fā)明公開(kāi)的利用在CDMA信號(hào)環(huán)境中使用的天線陣系統(tǒng)的解調(diào)技術(shù)有現(xiàn)有技術(shù)從未公布的其自己的獨(dú)創(chuàng)性，此在于它提供了如何將權(quán)向量施加到沃爾什解調(diào)輸出、如何還原從移動(dòng)終端發(fā)送的數(shù)據(jù)以及如何計(jì)算權(quán)向量。
如前所述，圖1至3圖解了在本發(fā)明中提出的CDMA接收系統(tǒng)的解調(diào)步驟。
圖1示出了在包含N個(gè)天線單元的天線陣系統(tǒng)中在第n個(gè)天線單元接收到的信號(hào)的數(shù)據(jù)處理方框圖。與圖1內(nèi)容相關(guān)的基本思想和結(jié)構(gòu)已在J.S.Lee和L.E.Miller的“CDMA系統(tǒng)工程手冊(cè)”(Archtech House，1998)第750-757頁(yè)中部分公開(kāi)。然而注意，Lee和Miller的著作從未考慮到天線陣系統(tǒng)。
在天線陣1接收到的信號(hào) 首先進(jìn)行下變頻和低通濾波以產(chǎn)生rI，n(t)和rQ，n(t)，然后在PN-編碼擴(kuò)展部分3中以PN-編碼進(jìn)行擴(kuò)展，然后通過(guò)沃爾什解調(diào)部分5。通過(guò)沃爾什解調(diào)部分5的接收到的信號(hào)表示為沃爾什解調(diào)輸出。
假定天線陣中的天線單元的數(shù)量是N，沃爾什解調(diào)輸出是N×1向量。按照CDMA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式，沃爾什碼的總數(shù)量為64。在64個(gè)沃爾什解調(diào)輸出中，與第k個(gè)沃爾什碼相對(duì)應(yīng)的那一個(gè)可以寫(xiě)成下面的方程xk＝[xk，1xk，2..xk，N]T(1)因此，全體64個(gè)(N×1)沃爾什解調(diào)輸出可以表示為如圖1中的6所示的{x0，x1，...，x63}。
每個(gè)64沃爾什解調(diào)輸出乘以權(quán)向量以產(chǎn)生64個(gè)數(shù)組輸出，它們可以表示為下面的方程。
yk＝wHxk，其中k＝0，1，2，...，63 (2)圖2中給出了沃爾什解調(diào)輸出和權(quán)向量之間的加權(quán)的更清楚的概念。
圖2更清楚地說(shuō)明了通過(guò)用權(quán)向量對(duì)64個(gè)沃爾什解調(diào)輸出加權(quán)而產(chǎn)生64個(gè)數(shù)組輸出的步驟。方程(2)中所示的64個(gè)輸出被供給最大量值選擇部分8，以便選擇一個(gè)使得所選的那一個(gè)具有所有64個(gè)輸出中最大的量值。最大量值的數(shù)組輸出的指數(shù)，假設(shè)為D，用于還原從移動(dòng)終端發(fā)送的數(shù)據(jù)，如前多次所述。
指數(shù)D然后轉(zhuǎn)換為還原部分9中的6比特碼，以便還原從移動(dòng)終端發(fā)送的原始數(shù)據(jù)。然后，6比特碼按照CDMA數(shù)據(jù)格式，如在去交織器、維特比解碼器等中，進(jìn)行處理。
指數(shù)D還用于選擇沃爾什解調(diào)輸出，使得xD被選擇和向回供給圖1中的信號(hào)處理部分7中，以用于要更新的自協(xié)方差矩陣，從而權(quán)向量最終作為搜索與最大本征值相對(duì)應(yīng)的本征向量的步驟的結(jié)果而產(chǎn)生。
通過(guò)上述步驟更新的權(quán)向量再次乘以沃爾什輸出以產(chǎn)生供給最大量值選擇部分8的64個(gè)數(shù)組輸出。只要通信繼續(xù)，這系列的步驟就在每個(gè)瞬間重復(fù)。
如上所述和圖1所示，在下變頻之后但在PN-編碼步驟之前接收到的信號(hào)r可以寫(xiě)成下面方程(3)r＝[rI，1+jrQ，1rI，2+jrQ，2……rI，N+jrQ，N]T(3)接收到的信號(hào)r首先用要還原信號(hào)的移動(dòng)終端的PN-編碼(短PN-編碼CI和CQ以及長(zhǎng)PN-編碼P(t))擴(kuò)展。PN-編碼擴(kuò)展的結(jié)果提供給64沃爾什解調(diào)部分5以產(chǎn)生64個(gè)沃爾什解調(diào)輸出，它們可以寫(xiě)成如下的方程(4){xk|k＝0，1，2，...，63} (4)圖3圖解了按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的信號(hào)接收的方法的流程圖，它示意了利用權(quán)向量解調(diào)在天線陣收到的信號(hào)的整個(gè)步驟。
本發(fā)明提出的解調(diào)方案的步驟可以按逐步的描述總結(jié)如下首先，沃爾什解調(diào)輸出{xk|k＝0，1，2，...，63}必須在每個(gè)天線信道的接收到的信號(hào)經(jīng)過(guò)下變頻、PN-編碼擴(kuò)展和沃爾什解調(diào)之后在每個(gè)瞬間內(nèi)在N個(gè)天線信道產(chǎn)生。
第二，數(shù)組輸出{yk|k＝0，1，2，...，63}必須通過(guò)將權(quán)向量乘以每個(gè)沃爾什解調(diào)輸出{xk|k＝0，1，2，...，63}而產(chǎn)生。
第三，一個(gè)數(shù)組輸出應(yīng)當(dāng)被選擇，使得所選的那一個(gè)的量值是所有64個(gè)輸出中最大的。然后，確定所選輸出的指數(shù)D。
第四，上述步驟中確定的指數(shù)D映射成對(duì)應(yīng)的6比特二進(jìn)制碼以還原從移動(dòng)終端發(fā)送的原始數(shù)據(jù)。然后，該6比特碼按照CDMA標(biāo)準(zhǔn)，如IS95、IS20001x等，供給去交織和維特比解碼單元。
第五，與所選指數(shù)D相對(duì)應(yīng)的沃爾什解調(diào)輸出用于在信號(hào)處理部分7中更新自方協(xié)差矩陣和最終更新權(quán)向量。
第六，為了繼續(xù)數(shù)據(jù)的接收，該步驟必須返回第一個(gè)步驟，同時(shí)將權(quán)向量的當(dāng)前值保持為在下一瞬間將要更新的初始值。
很清楚，本發(fā)明中所提供的所有步驟可以被編程實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的每個(gè)步驟的功能。也很明白，代表本發(fā)明中公開(kāi)的功能的軟件可以存儲(chǔ)在計(jì)算系統(tǒng)中的各種存儲(chǔ)器件中，如RAM、ROM、CD-ROM、硬盤(pán)、軟盤(pán)、磁帶等。
本發(fā)明提供了在CDMA信號(hào)環(huán)境，如IS95系統(tǒng)、IS2000 1x等系統(tǒng)中運(yùn)行的接收系統(tǒng)處的信號(hào)處理的下列優(yōu)點(diǎn)和效果。
首先，可以精確地產(chǎn)生權(quán)向量，因?yàn)樘岢龅募夹g(shù)使得沃爾什解調(diào)器的處理增益以及在IS95 CDMA系統(tǒng)中分配的短和長(zhǎng)PN-編碼得到充分的利用。第二，極大地改進(jìn)了CDMA系統(tǒng)中的沃爾什解調(diào)器的性能，因?yàn)閺乃谕慕K端發(fā)送的所期望信號(hào)借助于最佳權(quán)向量同步相加。第三，本發(fā)明提供了一種有效和簡(jiǎn)單的計(jì)算權(quán)向量的方法使得采用天線陣系統(tǒng)的CDMA接收系統(tǒng)的計(jì)算負(fù)荷減輕。綜合本發(fā)明提供的所有優(yōu)點(diǎn)，通信質(zhì)量和通信容量得到極大的改進(jìn)。
雖然為了說(shuō)明而公開(kāi)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到在不脫離在所附權(quán)利要求書(shū)中公開(kāi)的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種改進(jìn)、添加和替代是可以的。
權(quán)利要求
1.一種信號(hào)處理方法，用于增進(jìn)采用天線陣的CDMA接收系統(tǒng)的解調(diào)性能，該方法包括步驟如下a)通過(guò)當(dāng)前瞬間的權(quán)向量和每個(gè)解調(diào)輸出之間的積產(chǎn)生數(shù)組輸出；b)選擇數(shù)組輸出的指數(shù)，使得所選的數(shù)組輸出的量值是所有數(shù)組輸出的最大值；c)通過(guò)使用對(duì)應(yīng)于在步驟b)中所選的指數(shù)的沃爾什解調(diào)輸出向量來(lái)更新權(quán)向量。
2.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理方法，還包括步驟d)在步驟c)之后返回步驟a)，將目前瞬間的權(quán)向量的當(dāng)前值保持為在下一個(gè)瞬間要更新的一個(gè)初始值，以在下一個(gè)瞬間繼續(xù)信號(hào)處理方法。
3.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理方法，其中，在步驟a)中的沃爾什解調(diào)輸出{xk|k＝0，1，2，...，63}被產(chǎn)生作為接收到的信號(hào)向量的64個(gè)相關(guān)結(jié)果，該相關(guān)結(jié)果具有在CDMA接收系統(tǒng)中定義的64個(gè)沃爾什碼，其中N是在給定的天線陣中的天線單元的數(shù)量，從而每個(gè)沃爾什解調(diào)輸出可以寫(xiě)為x0＝[x0，1x0，2..x0，N]T，x1＝[x1，1x1，2..x1，N]T，...，x63＝[x63，1x63，2..x63，N]T，其中xi，j分量通過(guò)在第j個(gè)天線信道中帶有第i個(gè)沃爾什碼的接收到的信號(hào)的沃爾什解調(diào)而獲得。
4.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理方法，其中步驟c)包括步驟c1)將從步驟b)獲得的指數(shù)量D轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的6比特二進(jìn)制數(shù)，以便還原從移動(dòng)終端發(fā)送的原始數(shù)據(jù)；c2)利用對(duì)應(yīng)于指數(shù)D的沃爾什解調(diào)輸出xD更新權(quán)向量wD，以便處理下一瞬間的接收到的信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的信號(hào)處理方法，其中步驟c2)包括步驟c2-1)利用對(duì)應(yīng)于指數(shù)D的沃爾什解調(diào)輸出xD更新接收到的信號(hào)的自協(xié)方差矩陣，從而自協(xié)方差矩陣由下面方程決定R=xx=E[x-Dx-HD],]]>其中 是一個(gè)自協(xié)方差矩陣，E[]表示期望算子，上標(biāo)H表示一個(gè)埃爾米算子；c2-2)計(jì)算與在步驟c2-1)獲得的自協(xié)方差矩陣的最大本征值相對(duì)應(yīng)的本征向量并將其當(dāng)作權(quán)向量。
6.如權(quán)利要求4所述的信號(hào)處理方法，其中步驟c2)包括步驟c2-1)更新在擴(kuò)展步驟前后分別通過(guò)下面數(shù)學(xué)運(yùn)算獲得的接收到的信號(hào)的自協(xié)方差矩陣R=rr=E[r-r-H]]]>和R=xx=E[x-Dx-HD],]]>其中在擴(kuò)展步驟前獲得的接收到的信號(hào)向量r定義為r＝[r1r2...rN]T，上標(biāo)T是轉(zhuǎn)置算子，ri定義為在第i個(gè)天線單元接收到的信號(hào)，即{ri＝rI，i+jrQ，i其中i＝1，2，...，N}，rI，i和rQ，i，而且接收到的信號(hào)向量xD本身是沃爾什解調(diào)器的輸出；c2-2)利用與普通本征值方程中的最大本征值相對(duì)應(yīng)的本征向量更新權(quán)向量，該方程中包括在擴(kuò)展步驟前后分別通過(guò)下面數(shù)學(xué)運(yùn)算獲得的接收到的信號(hào)的自協(xié)方差矩陣R=rr=E[r-r-H]]]>和R=xx=E[x-Dx-HD],]]>如上面步驟c2-1)所述，從而權(quán)向量wD最后從普通本征值方程 計(jì)算出，其中λMAX表示給定的普通本征值方程的最大本征值。
7.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理方法，其中CDMA接收系統(tǒng)包括采用天線陣的IS95 CDMA基站接收器。
8.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理方法，其中CDMA接收系統(tǒng)包括采用天線陣的IS2000 1x CDMA基站接收器。
9.一種信號(hào)處理裝置，用于增進(jìn)采用天線陣的CDMA系統(tǒng)接收系統(tǒng)的解調(diào)性能，該裝置包括用于通過(guò)當(dāng)前瞬間的權(quán)向量和每個(gè)解調(diào)輸出之間的積產(chǎn)生數(shù)組輸出的裝置；用于選擇數(shù)組輸出的指數(shù)，使得所選的數(shù)組輸出的量值是所有數(shù)組輸出的最大值的裝置；用于通過(guò)使用對(duì)應(yīng)于在用于選擇指數(shù)的裝置中所選的指數(shù)的沃爾什解調(diào)輸出向量來(lái)更新權(quán)向量的裝置；
10.如權(quán)利要求9所述的信號(hào)處理裝置，其中沃爾什解調(diào)輸出{xk|k＝0，1，2，...，63}被產(chǎn)生作為接收到的信號(hào)向量的64個(gè)相關(guān)結(jié)果，該相關(guān)結(jié)果具有在CDMA接收系統(tǒng)中定義的64個(gè)沃爾什碼，其中N是在給定的天線陣中的天線單元的數(shù)量，從而每個(gè)沃爾什解調(diào)輸出可以寫(xiě)為x0＝[x0，1x0，2..x0，N]T，x1＝[x1，1x1，2..x1，N]T，...，x63＝[x63，1x63，2..x63，N]T，其中xi，j分量通過(guò)在第j個(gè)天線信道中帶有第i個(gè)沃爾什碼的接收到的信號(hào)的沃爾什解調(diào)而獲得。
11.如權(quán)利要求9所述的信號(hào)處理裝置，其中用于更新權(quán)向量的裝置包括轉(zhuǎn)換裝置，用于將從用于選擇指數(shù)的裝置獲得的指數(shù)量D轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的6比特二進(jìn)制數(shù)，以便還原從移動(dòng)終端發(fā)送的原始數(shù)據(jù)；第一更新裝置，用于利用對(duì)應(yīng)于指數(shù)D的沃爾什解調(diào)輸出xD更新權(quán)向量wD，以便處理下一瞬間的接收到的信號(hào)。
12.如權(quán)利要求11所述的信號(hào)處理裝置，其中第一更新裝置包括第二更新裝置，用于利用對(duì)應(yīng)于指數(shù)D的沃爾什解調(diào)輸出xD更新接收到的信號(hào)的自協(xié)方差矩陣，以便自協(xié)方差矩陣由下面數(shù)學(xué)方程決定R=xx=E[x-Dx-HD],]]>其中 是一個(gè)自協(xié)方差矩陣，E[]表示期望算子，上標(biāo)H表示一個(gè)埃爾米算子；計(jì)算裝置，用于計(jì)算與由第二更新單元獲得的自協(xié)方差矩陣的最大本征值相對(duì)應(yīng)的本征向量，并將其用做權(quán)向量。
13.如權(quán)利要求12所述的信號(hào)處理裝置，其中第一更新裝置包括第二更新裝置，用于更新獲得的接收到的信號(hào)的自協(xié)方差矩陣，該矩陣在擴(kuò)展步驟前后通過(guò)下面數(shù)學(xué)運(yùn)算獲得R=rr=E[r-r-H]]]>和R=xx=E[x-Dx-HD],]]>其中在擴(kuò)展步驟前獲得的接收到的信號(hào)向量r定義為r＝[r1r2...rN]T，上標(biāo)T是轉(zhuǎn)置算子，ri定義為在第i個(gè)天線單元接收到的信號(hào)，即{ri＝rI，i+jrQ，i其中i＝1，2，...，N}，rI，i和rQ，i，而且接收到的信號(hào)向量xD本身是沃爾什解調(diào)器的輸出；第三更新裝置，用于利用與普通本征值方程中的最大本征值相對(duì)應(yīng)的本征向量更新權(quán)向量，該方程中包括在擴(kuò)展步驟前后分別通過(guò)下面數(shù)學(xué)運(yùn)算獲得的接收到的信號(hào)的自協(xié)方差矩陣R=rr=E[r-r-H]]]>和R=xx=E[x-Dx-HD],]]>如第二更新裝置所述，從而權(quán)向量wD最后從普通本征值方程 計(jì)算出，其中λMAX表示給定的普通本征值方程的最大本征值。
14.如權(quán)利要求9所述的信號(hào)處理裝置，其中CDMA接收系統(tǒng)包括采用天線陣的IS95 CDMA基站接收器。
15.如權(quán)利要求9所述的信號(hào)處理裝置，其中CDMA接收系統(tǒng)包括采用天線陣的IS2000 1x CDMA基站接收器。
16.一種計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)，存儲(chǔ)了用于執(zhí)行利用天線陣增進(jìn)CDMA接收系統(tǒng)的解調(diào)性能的信號(hào)處理方法的指令，該方法包括步驟a)通過(guò)目前瞬間的權(quán)向量和每個(gè)沃爾什解調(diào)輸出之間的積產(chǎn)生數(shù)組輸出；b)選擇數(shù)組輸出的指數(shù)，使得所選數(shù)組輸出的量值是所有數(shù)組輸出中最大的；c)通過(guò)使用與在步驟b)中所選的指數(shù)相對(duì)應(yīng)的沃爾什解調(diào)輸出向量更新權(quán)向量。
17.如權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)，其中存儲(chǔ)了用于執(zhí)行信號(hào)處理方法的指令，該方法還包括步驟d)在步驟c)之后返回步驟a)，將目前瞬間的權(quán)向量的當(dāng)前值保持為在下一個(gè)瞬間要更新的一個(gè)初始值，以在下一個(gè)瞬間繼續(xù)信號(hào)處理方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種信號(hào)處理方法和裝置,用以增進(jìn)在各種CDMA(碼分多址)信號(hào)環(huán)境中,例如IS95 CDMA系統(tǒng)或IS2000 1x CDMA等系統(tǒng)中運(yùn)行的采用天線陣的接收系統(tǒng)的解調(diào)性能的信號(hào)處理方法和裝置。該方法通過(guò)將權(quán)向量施加到沃爾什解調(diào)輸出的信號(hào)向量來(lái)改進(jìn)解調(diào)性能,該權(quán)向量在采用天線陣的CDMA系統(tǒng)的單個(gè)信號(hào)處理裝置中計(jì)算。本發(fā)明的關(guān)鍵部分在尋找沃爾什解調(diào)輸出的指數(shù)D的組成步驟中,該指數(shù)與從移動(dòng)終端發(fā)送的6比特?cái)?shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)。更具體的說(shuō),本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)的方法,該方法將權(quán)向量施加到64個(gè)沃爾什解調(diào)輸出的每一個(gè),使得64個(gè)指數(shù)之一對(duì)應(yīng)于最大的量值。本發(fā)明也公開(kāi)了如何從接收的信號(hào)計(jì)算權(quán)向量。
文檔編號(hào)H04B7/08GK1375951SQ0114004
公開(kāi)日2002年10月23日 申請(qǐng)日期2001年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月20日
發(fā)明者安成洙, 崔勝元 申請(qǐng)人:韓通株式會(huì)社