專(zhuān)利名稱(chēng)：用于分配瑞克支路的方法和瑞克接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中所使用的CDMA(碼分多址)方法，更準(zhǔn)確的說(shuō)是涉及在使用極化分集時(shí)分配一個(gè)瑞克接收器。
根據(jù)瑞克原理運(yùn)行的一個(gè)接收器包括幾個(gè)支路，每個(gè)支路都可能同時(shí)與一個(gè)不同的信號(hào)分量相同步。一個(gè)瑞克接收器最好作為多路徑傳播信號(hào)的一個(gè)分集合并器來(lái)運(yùn)行。尤其是在CDMA接收器中使用瑞克接收器。
在CDMA方法中，將用戶(hù)的窄帶數(shù)據(jù)信號(hào)與一個(gè)擴(kuò)展碼相乘，該擴(kuò)展碼的頻帶要比該數(shù)據(jù)信號(hào)寬許多。用戶(hù)通過(guò)使用同一頻帶同時(shí)進(jìn)行發(fā)送。在基站和移動(dòng)站之間的每一個(gè)連接使用一個(gè)單獨(dú)的擴(kuò)展碼，并且以每個(gè)用戶(hù)的擴(kuò)展碼為基礎(chǔ)，在接收器中能夠?qū)⒂脩?hù)的信號(hào)與其它信號(hào)區(qū)別出來(lái)。最好以這樣一種方法選擇擴(kuò)展碼，它們之間的相關(guān)要盡可能的少。在一個(gè)理想的情況下，與其它擴(kuò)展碼相乘的信號(hào)不相互關(guān)聯(lián)，并且不能被恢復(fù)成窄帶，但是它們將作為噪聲出現(xiàn)。
在現(xiàn)有技術(shù)中，特別是在無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)的基站中，在瑞克分支之間使用空間分集，這意味不同分集支路的天線(xiàn)之間要相距一定的距離，這個(gè)距離通常是幾十個(gè)波長(zhǎng)。這樣做的目的是要使不同的天線(xiàn)的接收到的信號(hào)之間的相關(guān)性足夠小。典型的情況是相關(guān)度為0.7。由于相關(guān)性較高，在衰減的情況下，所有支路的信號(hào)都將明顯減少，并且在較壞的情況下，雖然有分集，也將丟失信號(hào)，并且將破壞連接。
也已知在RAK接收器中使用極化分集。在極化分集中，瑞克支路在不同的極化電平上接收一個(gè)信號(hào)。在以前技術(shù)的解決方法中，使用脈沖響應(yīng)測(cè)量來(lái)分配使用極化分集的瑞克支路。在這種情況下，在不同的支路接收，組合并檢測(cè)具有最強(qiáng)脈沖響應(yīng)的信號(hào)。這種方法最適合于分集支路的信號(hào)電平相等的情況。由于在使用極化分集時(shí)這種情況并不普遍，因此這種方法不是最理想的。
本方法和瑞克接收器的目標(biāo)是在信號(hào)的特征的基礎(chǔ)上，使用極化分集實(shí)現(xiàn)更有效的瑞克支路分配。
本發(fā)明的目標(biāo)是通過(guò)使用一種在一個(gè)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中分配瑞克支路的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中一個(gè)發(fā)送器發(fā)送一個(gè)信號(hào)到一個(gè)包括瑞克支路的接收器，瑞克支路在不同的極化電平接收該信號(hào)，其中在一個(gè)脈沖響應(yīng)的基礎(chǔ)上分配瑞克支路接收該信號(hào)，并且在本方法中，在不同極化電平接收到的信號(hào)的脈沖響應(yīng)是由描述信號(hào)質(zhì)量的值來(lái)加權(quán)的，以最優(yōu)化分配。
也可以通過(guò)使用一個(gè)瑞克接收器來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目標(biāo)，其中瑞克接收器也適合用在一個(gè)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中，其中一個(gè)發(fā)送器發(fā)送一個(gè)信號(hào)到包括瑞克支路的一個(gè)接收器，瑞克支路適合于在不同的極化電平接收該信號(hào)，分配瑞克支路在一個(gè)脈沖響應(yīng)的基礎(chǔ)上接收信號(hào)，接收器還包括裝置用于形成在不同極化電平的信號(hào)的脈沖響應(yīng)；裝置用于形成一個(gè)用于描述在不同的極化電平的信號(hào)質(zhì)量的值；裝置用于使用一個(gè)描述信號(hào)質(zhì)量的值來(lái)加權(quán)脈沖響應(yīng)，以最優(yōu)化分配。
本發(fā)明的方法提供了大量的優(yōu)點(diǎn)。本方法比起現(xiàn)有技術(shù)能夠更有效地分配瑞克支路，這里可以選擇強(qiáng)度和信噪比最優(yōu)的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。在一個(gè)典型的解決途徑中，對(duì)一個(gè)業(yè)務(wù)信道可以分配有限數(shù)量的瑞克支路，分集支路之間的支路是可分的。
下面將參考附圖中的例子詳細(xì)的描述本發(fā)明，其中

圖1表示的是在兩個(gè)不同的極化電平的接收到的信號(hào)；圖2表示的是以前技術(shù)中接收器的框圖，和圖3表示的是本發(fā)明中的接收器的框圖。
本發(fā)明的解決方法也特別適用于CDMA無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)，但本發(fā)明并不只限于此。
圖1示出了在不同的極化電平的信號(hào)和噪聲的性能，通過(guò)垂直極化和水平極化來(lái)表示不同的極化電平。在y軸表示信號(hào)和噪聲的能量，在x軸表示延遲。由于信號(hào)是多路徑傳播的，在信號(hào)中能夠看到一個(gè)具有延遲T1的強(qiáng)脈沖峰值100和另一個(gè)具有延遲T2的峰值101。但是噪聲102的電平，即干擾電平，在水平極化上是相當(dāng)高的。在水平極化上信號(hào)在點(diǎn)T3也有一個(gè)強(qiáng)的峰值150，在點(diǎn)T4有另一個(gè)強(qiáng)的峰值。然而在水平極化，如實(shí)際上的那樣，噪聲152比垂直極化上的要弱。在垂直和水平極化之間信號(hào)電平的差異被稱(chēng)為交叉極化區(qū)別(CPD)。這樣在水平極化上接收到的一個(gè)信號(hào)的信噪比(SNR)要比在垂直極化上接收到的一個(gè)信號(hào)的信噪比好，盡管在垂直極化上接收到信號(hào)的脈沖響應(yīng)和信號(hào)都要比在水平極化上接收到的強(qiáng)。在正交極化電平，例如水平和垂直極化，所接收到的信號(hào)的典型的相關(guān)度是0.1到0.2，這要比使用空間分集時(shí)小的多。在極化電平進(jìn)行接收的時(shí)候，在極化電平之間進(jìn)行正交判別，其中極化電平的法線(xiàn)與另一個(gè)成90°角。在另外的角，相關(guān)性會(huì)很快消失，因?yàn)樵诶碚撋喜煌瑯O化電平的互相作用的典型形式是PH=Pv*cos2(α)，其中PH是信號(hào)在水平電平上的有效值，Pv是信號(hào)在垂直電平上的有效值，α是極化電平的法線(xiàn)之間的角。
在本發(fā)明的方法中，發(fā)送器發(fā)送一個(gè)信號(hào)到包括瑞克支路的一個(gè)接收器，接收器在不同的極化電平接收該信號(hào)。極化電平最好是正交的，例如垂直和水平電平。在本方法中，在不同的極化電平接收到的信號(hào)的脈沖響應(yīng)是由描述每個(gè)極化電平的信號(hào)質(zhì)量的值來(lái)加權(quán)的，以?xún)?yōu)化分配。加權(quán)最好通過(guò)將該脈沖響應(yīng)與一個(gè)描述信號(hào)質(zhì)量的值相乘來(lái)實(shí)現(xiàn)，描述信號(hào)質(zhì)量的值最好是信噪比或信號(hào)干擾比或其它類(lèi)似的值。因?yàn)樵谝粋€(gè)接收器中瑞克支路的數(shù)量是有限的，典型的情況為3到4個(gè)，將瑞克支路最優(yōu)的分配給所接收的信號(hào)分量是非常重要的，這樣接收到的信噪比或其它類(lèi)相似的值將是最優(yōu)的。
圖2表示了以前技術(shù)中的接收器的框圖。接收器包括一個(gè)代碼生成器200，一個(gè)相關(guān)器201，一個(gè)搜索器204，裝置205用于形成信號(hào)的脈沖響應(yīng)，和裝置210用于分配瑞克支路。典型的情況是，所接收到的信號(hào)的不同極化電平211,212和213,214的數(shù)據(jù)包括兩個(gè)已知的分量I和Q分量(同相和正交相位)，在這種情況中通常是以復(fù)數(shù)形式I+jQ來(lái)處理數(shù)據(jù)。在接收器中，相關(guān)器201形成與所接收到的信號(hào)211到213的關(guān)聯(lián)性，和來(lái)自代碼生成器200的擴(kuò)展碼。代碼相位，即在搜索器204中形成的每個(gè)多路傳播的信號(hào)分量的延遲，是通過(guò)相關(guān)性搜索的。
多路徑傳播的信號(hào)的延遲最好由接收到的信號(hào)和擴(kuò)展碼的相關(guān)性來(lái)確定，作為不同路徑的相關(guān)表示延遲的最大點(diǎn)。然而可能通過(guò)其它已知的方法來(lái)確定延遲和相關(guān)性。例如可以通過(guò)下面的公式計(jì)算相關(guān)性C[τ]
C[τ]=∫abS[t]·M[t+τ]dt，(1)其中a和b代表積分區(qū)間，S[t]是接收到的信號(hào)，M[t+τ]包括具有延遲τ的擴(kuò)展碼。
對(duì)輸入信號(hào)的同步通常需要在兩個(gè)相位上進(jìn)行。在代碼相位的搜索中，將從接收到的傳輸中搜索所要求的信號(hào)，并且以半個(gè)碼片的精度確定它的相位，其中碼片是擴(kuò)展碼的一位。當(dāng)獲得這個(gè)的時(shí)候，就認(rèn)為相位是鎖定的，在這之后，由一個(gè)代碼跟蹤環(huán)精確的調(diào)整代碼的相位，代碼跟蹤環(huán)確保了保持鎖相。在裝置205中，信號(hào)的脈沖響應(yīng)的形成可以通過(guò)本技術(shù)中的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員所熟知的，使用來(lái)自相關(guān)器201的相關(guān)結(jié)果和來(lái)自搜索器204的代碼相位數(shù)據(jù)。在裝置210中，在脈沖響應(yīng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上控制瑞克支路的分配。
圖3表示的是由本發(fā)明的方法操作的本發(fā)明的一個(gè)接收器的框圖。接收器包括一個(gè)代碼生成器200，一個(gè)相關(guān)器201，用于形成干擾強(qiáng)度的裝置202和203，一個(gè)搜索器204，用于形成信號(hào)的脈沖響應(yīng)的裝置205，用于形成一個(gè)描述信號(hào)質(zhì)量的值的裝置206和207，用于加權(quán)脈沖響應(yīng)的裝置208和209，和用于分配瑞克支路的裝置210。在接收器中，相關(guān)器201形成接收到的信號(hào)211到213和來(lái)自代碼生成器200的擴(kuò)展碼的相關(guān)性。通過(guò)相關(guān)性搜索代碼相位，即在搜索器204中形成的每個(gè)多路徑傳播的信號(hào)分量的延遲。
在本發(fā)明的解決途徑中，所接收到的信號(hào)211到214將進(jìn)入裝置202和203，在那里最好將干擾強(qiáng)度形成為一個(gè)有效值。裝置206和207將從干擾裝置202和203獲得干擾強(qiáng)度，從脈沖裝置205獲得信號(hào)強(qiáng)度，借此裝置206和207形成一個(gè)描述信號(hào)質(zhì)量的值。這個(gè)描述信號(hào)質(zhì)量的值是信號(hào)干擾比，其中最好將來(lái)自其它信號(hào)的噪聲和干擾也考慮進(jìn)去。在裝置202和203中確定干擾電平，例如通過(guò)由一個(gè)錯(cuò)誤的擴(kuò)展碼或通過(guò)使用錯(cuò)誤的擴(kuò)展碼的相位來(lái)相關(guān)接收到的信號(hào)。最好在一個(gè)長(zhǎng)的時(shí)間間隔中求這個(gè)結(jié)果的平均數(shù)，這樣將獲得干擾的平均電平。描述信號(hào)質(zhì)量的值的形成是通過(guò)例如將脈沖響應(yīng)的端子的相關(guān)結(jié)果除以來(lái)自裝置202和203的干擾電平。也可能使用相關(guān)結(jié)果的平均值除以標(biāo)準(zhǔn)的偏差或偏移，這是因?yàn)樾盘?hào)和干擾的關(guān)系可能是線(xiàn)性或非線(xiàn)性的。本發(fā)明的瑞克接收器中最好使用兩個(gè)正交極化電平的信號(hào)干擾比223和224來(lái)加權(quán)來(lái)自裝置208和209中的裝置205的脈沖響應(yīng)結(jié)果。單獨(dú)實(shí)現(xiàn)極化電平的兩個(gè)脈沖響應(yīng)結(jié)果。瑞克支路R1,R2...RN的分配是在裝置210中在來(lái)自裝置208和209的加權(quán)脈沖響應(yīng)結(jié)果的控制下進(jìn)行的。在這種情況下，每個(gè)瑞克支路在所選擇的延遲和極化電平接收一個(gè)信號(hào)。
盡管已經(jīng)參考了附圖的例子對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了解釋?zhuān)秋@然本發(fā)明并不限定于此，可以在所附加的權(quán)利要求中公布的發(fā)明思想的范圍內(nèi)以多種方式修改本發(fā)明。
權(quán)利要求
1．一種用于在無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中分配瑞克支路的方法，其中一個(gè)發(fā)送器向包括瑞克支路的一個(gè)接收器發(fā)送一個(gè)信號(hào)，接收器在不同的極化電平接收該信號(hào)，在脈沖響應(yīng)的基礎(chǔ)上分配瑞克支路以接收信號(hào)，其中該方法包括在不同的極化電平接收到的信號(hào)的脈沖響應(yīng)是由用于描述信號(hào)質(zhì)量的值來(lái)加權(quán)的，以?xún)?yōu)化分配。
2．依據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，其中加權(quán)是通過(guò)將信號(hào)的脈沖響應(yīng)乘以一個(gè)描述信號(hào)質(zhì)量的值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
3．依據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，其中在不同的極化電平接收到的信號(hào)的干擾電平形成了作為描述信號(hào)質(zhì)量的值。
4．依據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，其中描述信號(hào)質(zhì)量的值是信號(hào)和干擾強(qiáng)度的比率，例如噪聲比或信號(hào)干擾比或相類(lèi)似的值。
5．依據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，其中不同的極化電平是基本上相互正交的兩個(gè)極化電平。
6．一個(gè)瑞克接收器，適合于在無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中使用，其中一個(gè)發(fā)送器向包括瑞克支路的一個(gè)接收器發(fā)送一個(gè)信號(hào)，瑞克支路適合于在不同的極化電平接收該信號(hào)，在脈沖響應(yīng)的基礎(chǔ)上分配瑞克支路以接收信號(hào)，該接收器還包括用于在不同的極化電平上形成信號(hào)的一個(gè)脈沖響應(yīng)的裝置；用于在不同的極化電平上形成一個(gè)描述信號(hào)質(zhì)量的值；用一個(gè)描述信號(hào)質(zhì)量的值加權(quán)脈沖響應(yīng)的裝置，以?xún)?yōu)化分配。
7．依據(jù)權(quán)利要求6的一個(gè)瑞克接收器，其中用于加權(quán)脈沖響應(yīng)的裝置適合于將描述信號(hào)質(zhì)量的一個(gè)值與脈沖響應(yīng)相乘。
8．依據(jù)權(quán)利要求6的一個(gè)瑞克接收器，包括干擾裝置，適合于形成在不同的極化電平接收到的信號(hào)的干擾電平，以形成描述信號(hào)質(zhì)量的值。
9．依據(jù)權(quán)利要求6的一個(gè)瑞克接收器，其中用于形成描述信號(hào)質(zhì)量的值的裝置適合于形成信號(hào)和干擾強(qiáng)度的比，例如信噪比或信號(hào)干擾比或相類(lèi)似的值。
10．依據(jù)權(quán)利要求6的一個(gè)瑞克接收器，其中瑞克支路適合于在兩個(gè)基本上正交的極化電平接收一個(gè)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分配瑞克支路的方法和一種瑞克接收器。該解決方法用在一個(gè)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中,其中一個(gè)發(fā)送器向一個(gè)包括瑞克支路的接收器發(fā)送一個(gè)信號(hào),瑞克支路在不同的極化電平接收該信號(hào),在一個(gè)脈沖響應(yīng)的基礎(chǔ)上分配瑞克支路接收信號(hào),并在該方法中,在不同極化電平接收的信號(hào)的脈沖響應(yīng)是由描述信號(hào)質(zhì)量的值加權(quán)的,以最優(yōu)化分配。
文檔編號(hào)H04B7/10GK1212796SQ97192694
公開(kāi)日1999年3月31日 申請(qǐng)日期1997年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月30日
發(fā)明者米柯·賈維拉, 勞里·斯塔爾 申請(qǐng)人:諾基亞電信公司