專利名稱：具有幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的無線電接收機(jī)系統(tǒng)中的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的無線電接收機(jī)系統(tǒng)中的一種方法和裝置。具體而言，本發(fā)明涉及在無線電接收機(jī)系統(tǒng)中同時(shí)接收具有幾個(gè)信號(hào)格式標(biāo)準(zhǔn)，比方說不同的CDMA、TDMA和FDMA標(biāo)準(zhǔn)，的信號(hào)的一種方法和裝置。更進(jìn)一步，本發(fā)明涉及用于這種系統(tǒng)的一種瑞克接收機(jī)。
因此在碼分多址技術(shù)中，可以利用公共的頻帶同時(shí)進(jìn)行連接。將需要的信號(hào)從其它信號(hào)分離出來是用適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理方法來實(shí)現(xiàn)的，這樣做的基礎(chǔ)是需要的信號(hào)是編碼信號(hào)。同時(shí)進(jìn)行的所有連接都具有不同的代碼。
在碼分多址系統(tǒng)中，射頻信號(hào)由天線單元收到，并且通過無線電的模擬部分用一級(jí)或者幾級(jí)下變頻到中頻。中頻信號(hào)用一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣和數(shù)字化，然后在信道化器中進(jìn)行濾波，將每個(gè)信道進(jìn)行充分的過濾，使其它頻率的信號(hào)不會(huì)對(duì)它造成干擾。得到的是一個(gè)帶限信號(hào)，能夠由解調(diào)單元進(jìn)行基帶處理，復(fù)原發(fā)送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，這個(gè)解調(diào)單元采用擴(kuò)頻技術(shù)。
在擴(kuò)頻技術(shù)中，無線電信號(hào)通過利用獨(dú)立的代碼擴(kuò)展信息信號(hào)的帶寬再發(fā)射出去。最常用的擴(kuò)頻技術(shù)是直接序列擴(kuò)頻，換句話說，也就是利用一個(gè)代碼或者特征序列對(duì)載波進(jìn)行直接調(diào)制，這個(gè)代碼也叫做偽噪聲序列或者PN-序列。這個(gè)特征序列通常都包括叫做碼片的N個(gè)比特。整個(gè)N-碼片序列被叫做一個(gè)發(fā)射碼元。
在傳統(tǒng)的直接序列碼分多址技術(shù)中，對(duì)信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻，從而使每個(gè)信息比特都被一個(gè)代碼序列替換，這個(gè)代碼序列包括N個(gè)碼片。
多個(gè)編碼信息信號(hào)調(diào)制一個(gè)射頻載波，并且被接收機(jī)作為一個(gè)復(fù)合信號(hào)一起收到。如果接收機(jī)被授權(quán)并且有一個(gè)同步代碼信號(hào)，就將這個(gè)復(fù)合信號(hào)跟唯一的代碼中間的一個(gè)做相關(guān)運(yùn)算，對(duì)應(yīng)的信息信號(hào)就可以用實(shí)際的解碼技術(shù)隔離出來并且加以解調(diào)。
兩個(gè)單元之間的機(jī)械連接、信號(hào)的電特性和邏輯特性以及信號(hào)序列的規(guī)則都有規(guī)范。兩項(xiàng)功能之間的物理邊界或者邏輯邊界叫做接口。
在移動(dòng)無線電系統(tǒng)中，墻壁、建筑物、小山、大山等等這樣的信號(hào)反射面的存在會(huì)導(dǎo)致接收信號(hào)的無線電信號(hào)接收機(jī)收到的信號(hào)在時(shí)間上散開，其中攜帶相同信息的信號(hào)會(huì)在不同的時(shí)刻到達(dá)接收機(jī)。
為了以最優(yōu)方式檢測發(fā)射的碼元，必須合并收到的射線，從而使這個(gè)信號(hào)被分集放大?？梢杂孟冗M(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)來獲得分集增益，比如利用瑞克接收機(jī)，其中可以使用幾個(gè)信號(hào)分量。
一種瑞克接收機(jī)是利用時(shí)間分散信號(hào)這一特征的無線電接收機(jī)。這種瑞克接收機(jī)包括多個(gè)獨(dú)立的接收機(jī)單元，它們被叫做瑞克接收機(jī)抽頭或者分支，每個(gè)接收機(jī)單元都接收和跟蹤一條對(duì)應(yīng)的射線。瑞克接收機(jī)還包括合并收到的信號(hào)的裝置，以及延遲這些信號(hào)，使它們?cè)诤喜⒅巴嗟难b置。瑞克接收機(jī)常常能夠合并相隔距離大于或者等于一個(gè)碼片周期的信號(hào)分量。碼分多址系統(tǒng)中瑞克接收機(jī)的瑞克分支或者瑞克抽頭按照信號(hào)的到達(dá)時(shí)間加以調(diào)整。
在信號(hào)的最強(qiáng)位置進(jìn)行理想的采樣。如果每個(gè)碼片周期只采樣一次，而且它不是在信號(hào)最強(qiáng)的位置進(jìn)行的，那么這一采樣就不是最佳的，檢測也就不是最佳的，就會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)誤差。
通過過采樣可以提高正確采樣概率，其中每個(gè)碼片周期采集幾個(gè)樣本，于是可以選擇每個(gè)碼片的最佳樣本也就是結(jié)果樣本，它有一個(gè)說明信號(hào)相位的起始時(shí)間。
過采樣率被定義為信號(hào)的采樣速率跟碼元或者碼片速率的比值。對(duì)于帶限信號(hào)，信號(hào)的頻帶越窄，每個(gè)碼片就有越多的樣本，因此過采樣率隨著帶寬下降而增大。
跟每個(gè)碼片的采樣相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)誤差隨著采樣率增大而減小，但是另一方面，信道化器的過采樣率應(yīng)當(dāng)盡可能地低，從而使接收機(jī)系統(tǒng)不需要復(fù)雜的硬件。采樣率越低，離最佳效果越遠(yuǎn)，結(jié)果導(dǎo)致靈敏度下降。這種靈敏度下降叫做“檢測器損耗”。這樣，系統(tǒng)誤差同樣依賴于數(shù)據(jù)率和系統(tǒng)的設(shè)備性能。
采樣器，也就是模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有預(yù)定的采樣周期，按照一種簡單方法根據(jù)無線電接收機(jī)的碼元或者碼片速率進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整后的速率通常都是碼元速率的較小整數(shù)倍，f-碼元，或者在直接序列碼分多址系統(tǒng)中，碼片速率的一個(gè)較小的整數(shù)倍，f-碼片。
利用重新采樣器可以對(duì)不是整數(shù)乘以碼片速率的采用速率重新采樣成適當(dāng)?shù)牟蓸铀俾省?br> 重新采樣通常都是利用不同的技術(shù)通過在原來的數(shù)據(jù)序列中進(jìn)行內(nèi)插來實(shí)現(xiàn)。其中的一些技術(shù)采用大量的計(jì)算，但是信號(hào)的頻帶寬度越窄(包括相對(duì)較少的頻率分量)，令人滿意的技術(shù)就越簡單。
最簡單的內(nèi)插技術(shù)是不同的“保持”電路，其中一階保持利用信號(hào)的第一個(gè)導(dǎo)數(shù)在數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行內(nèi)插，零階保持僅僅是將原始數(shù)據(jù)流中最接近的樣本作為需要的樣本近似。零階保持當(dāng)然比較簡單，但是需要頻帶較窄的信號(hào)使近似誤差不太大。其它的重新采樣技術(shù)常常涉及高階濾波或者多項(xiàng)式內(nèi)插。
例如US-5598439和US-5513209描述了一些重新采樣技術(shù)，用于在通信系統(tǒng)中對(duì)數(shù)字調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。在例如US-5640416和JP-08256084中描述了碼分多址和瑞克接收機(jī)。EP-814581給出了一種多速率碼分多址通信的解決方案。
支持不同無線電發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)的基站可以從EP-815698中了解到。該專利的系統(tǒng)利用至少兩個(gè)數(shù)字信道裝置，能夠同時(shí)支持碼分多址和時(shí)分多址信號(hào)。該專利的信道化器只能工作在一個(gè)帶寬上，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都需要一個(gè)單獨(dú)的信道化器。采用這種解決方案具有幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)需要大量的硬件，并且喪失了分集增益。
利用能夠同時(shí)支持大范圍信道帶寬的數(shù)字信道化器能夠最大程度地降低無線電接收機(jī)系統(tǒng)的成本。這種類型的信道化器在本發(fā)明人的瑞士專利申請(qǐng)第9802059-7號(hào)中進(jìn)行了描述。
在傳統(tǒng)的單標(biāo)準(zhǔn)接收機(jī)系統(tǒng)中，采樣率被選擇成碼片速率的整數(shù)倍。在這個(gè)系統(tǒng)中利用具有不同碼元或者碼片速率的幾個(gè)碼分多址和其它標(biāo)準(zhǔn)，不可能將采用速率選擇成所有碼片和碼元速率簡單的整數(shù)倍，因?yàn)檫@個(gè)系統(tǒng)中采用了不同的碼元速率。因此重新采樣器是必須的。
表1給出了不同蜂窩系統(tǒng)中各種帶寬和碼元或者碼片速率。如果要在同一個(gè)基站中同時(shí)采用幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，顯然需要新的技術(shù)用適當(dāng)?shù)姆绞酵瑫r(shí)處理這些不同標(biāo)準(zhǔn)而不增加設(shè)備量。
更具體地說，本發(fā)明的目的是使用于這種移動(dòng)通信系統(tǒng)的無線電接收機(jī)系統(tǒng)成為可能，為了降低成本，它們采用共同的硬件來處理同一個(gè)基站中使用的不同標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供具有幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)特別是碼分多址標(biāo)準(zhǔn)的基站，它們比早期的多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)系統(tǒng)具有更高的設(shè)備性能。
本發(fā)明的方法的主要特征在于解調(diào)單元進(jìn)行檢測，需要的時(shí)候?qū)庹{(diào)過的信道分別進(jìn)行重新采樣。
本發(fā)明中多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)系統(tǒng)的主要特征在于調(diào)制信道被解調(diào)，需要的時(shí)候，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都用一個(gè)獨(dú)一無二的信號(hào)格式分別進(jìn)行重新采樣。
在本發(fā)明中，對(duì)于基站中不同的碼分多址和其它信號(hào)格式標(biāo)準(zhǔn)分別進(jìn)行重新采樣，以便獲得每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)每個(gè)碼片或者碼元速率的適當(dāng)?shù)牟蓸铀俾省?br> 這個(gè)系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣頻率是按照這個(gè)系統(tǒng)中不同標(biāo)準(zhǔn)的碼片或者碼元速率來選擇的。在本發(fā)明中，對(duì)其它的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行重新采樣。
在本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方案中，在多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)系統(tǒng)中按照碼片或者碼元速率為每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)采用適當(dāng)?shù)牟蓸铀俾?，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都采用單獨(dú)一個(gè)重新采樣器。需要按照它的碼片速率或者碼元速率進(jìn)行采樣速率重新采樣的每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都有它自己的重新采樣器。
多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)中的一些解調(diào)單元可能包括用于對(duì)至少一個(gè)時(shí)分多址信號(hào)進(jìn)行重新采樣和檢測的裝置，這些單元有一個(gè)時(shí)分多址重新采樣單元和一個(gè)時(shí)分多址解調(diào)器/均衡單元，而其它的這種解調(diào)單元?jiǎng)t可以包括對(duì)至少一個(gè)碼分多址信號(hào)進(jìn)行重新采樣和檢測的裝置，這些其它單元有碼分多址重新采樣單元和碼分多址解調(diào)器/瑞克接收機(jī)單元。無線電接收機(jī)還可以包括其它種類的解調(diào)器單元和重新采樣器。
重新采樣器可以跟信道化器一起放在接口前面，或者可以跟瑞克接收機(jī)一起放在接口后面。在后一種情況中，通過接口的數(shù)據(jù)率跟信道化器的輸出速率一樣，它意味著它比第一種情形的要低，因?yàn)橹匦虏蓸悠鞯妮敵鏊俾瘦^高。在重新采樣器和瑞克接收機(jī)之間數(shù)據(jù)率很高。
本發(fā)明中具有重新采樣器的系統(tǒng)之一里重新采樣器的過采樣速率比inrate要高得多，從而能夠提高采樣正確率。
除了跟采樣有關(guān)的系統(tǒng)誤差以外，重新采樣也有一定的誤差。
這意味著在本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案的兩個(gè)版本中，系統(tǒng)中有兩個(gè)誤差源，由于時(shí)間上的偏差導(dǎo)致偏離最佳位置的每個(gè)瑞克抽頭的重新采樣誤差和系統(tǒng)誤差?？傉`差是系統(tǒng)誤差和重新采樣誤差的和。
在本發(fā)明的第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)系統(tǒng)中重新采樣和解調(diào)信道的檢測是在至少一個(gè)解調(diào)單元里聯(lián)合進(jìn)行的。在這個(gè)實(shí)施方案中，至少一個(gè)解調(diào)單元是碼分多址接收機(jī)，它包括對(duì)至少一個(gè)碼分多址信號(hào)進(jìn)行重新采樣和檢測的裝置，在每個(gè)瑞克分支上有一個(gè)瑞克接收機(jī)，每個(gè)瑞克接收機(jī)都有單獨(dú)的重新采樣器。這種瑞克抽頭跟正常瑞克抽頭之間的差別是它對(duì)重新采樣和解調(diào)進(jìn)行聯(lián)合控制。
重新采樣瑞克抽頭可以采用不同的重新采樣技術(shù)，這一點(diǎn)在本申請(qǐng)的前面部分進(jìn)行了描述。如果采用最簡單的零階保持技術(shù)，瑞克抽頭就會(huì)跟蹤進(jìn)來的樣本的時(shí)間，按照特征序列中碼片或者碼元的時(shí)間，從進(jìn)來的信號(hào)中選擇時(shí)間上最接近這一碼片或者碼元的樣本。在內(nèi)插技術(shù)中，需要的樣本可以在兩個(gè)進(jìn)來的樣本之間進(jìn)行內(nèi)插。在多相濾波技術(shù)中，濾波器的實(shí)際相位是根據(jù)到最近樣本的距離來確定的。采用不同的多相分量，它們給出跟進(jìn)來的時(shí)間相匹配的給定延遲。
在本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方案中，可以使用一個(gè)低過采樣速率，因?yàn)槿鹂私邮諜C(jī)能夠接收不同樣本速率的信號(hào)。在本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方案中只有一個(gè)誤差源，因?yàn)槿鹂顺轭^跟最佳位置的平均偏差可以非常小。要在一個(gè)瑞克抽頭中相關(guān)的信號(hào)樣本之間的距離會(huì)變化，但是每個(gè)單元的平均樣本數(shù)跟接收機(jī)系統(tǒng)的碼片速率對(duì)應(yīng)。換句話說，每個(gè)瑞克抽頭中代碼序列和進(jìn)來的數(shù)據(jù)流之間的相關(guān)將在互不相同非均勻采樣的數(shù)據(jù)組上進(jìn)行。如果樣本選擇是在每個(gè)瑞克抽頭中分別進(jìn)行，對(duì)于所有的瑞克抽頭解調(diào)將是最佳的選擇，最好是通過跟偽噪聲序列同步。此時(shí)唯一的誤差源將是重新采樣誤差。
在碼分多址系統(tǒng)中采用零階保持重新采樣會(huì)給特定的過采樣率帶來特定的誤差。這個(gè)誤差跟平均偏移誤差具有相同的幅度，這個(gè)平均偏移誤差跟瑞克抽頭中每個(gè)碼片的采樣相關(guān)連。其它類型的重新采樣具有其它的誤差幅度。
按照本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施方案，這一方法被擴(kuò)展到更高階保持或者其它的重新采樣技術(shù)。隨著采用的重新采樣技術(shù)不同，計(jì)算內(nèi)插樣本值需要進(jìn)行的計(jì)算會(huì)更加復(fù)雜，比方說多項(xiàng)式內(nèi)插或者多相濾波。這可以通過跟偽噪聲序列同步的重新采樣或者內(nèi)插濾波器或者多項(xiàng)式內(nèi)插器來完成。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，這一重新采樣或者內(nèi)插濾波器或者多項(xiàng)式內(nèi)插器的計(jì)算復(fù)雜性比瑞克抽頭以前普通重新采樣器要低得多，因?yàn)槭盏降男盘?hào)輸出不需要過采樣。這樣會(huì)補(bǔ)償每個(gè)瑞克抽頭分別重新采樣所增加的成本，至少對(duì)于只有少數(shù)信道的系統(tǒng)是如此。
對(duì)于每個(gè)瑞克抽頭中采用零階保持重新采樣的系統(tǒng)，總的計(jì)算復(fù)雜性比較低，因此將它用于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。
由于重新采樣是在每個(gè)瑞克抽頭中分別進(jìn)行的，因此可以為每個(gè)瑞克抽頭分別選擇和優(yōu)化重新采樣類型。這一點(diǎn)可以跟信道沖擊響應(yīng)的估計(jì)一起進(jìn)行，從而為多徑信道響應(yīng)中最佳的“射線”選擇最好的重新采樣方法，或者按照某種其它的方式來優(yōu)化，比讓所有的重新采樣瑞克抽頭都相等具有更好的性能。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在同一個(gè)無線電接收機(jī)系統(tǒng)中可以采用幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，它需要的硬件比以前的系統(tǒng)少，因?yàn)橹恍枰粋€(gè)信道化器。信道化器常常比重新采樣器計(jì)算量要大。本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方案能夠給出最高的性能，因此是優(yōu)選實(shí)施方案。在這個(gè)實(shí)施方案中，進(jìn)行更加準(zhǔn)確的采樣，因?yàn)橛锌赡転槊總€(gè)瑞克抽頭分別進(jìn)行重新采樣。此外，這一方法控制起來相對(duì)簡單，因此非常有用。
在這個(gè)系統(tǒng)中具有一個(gè)以上的碼元或者碼片速率，當(dāng)同一個(gè)基站同時(shí)有多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候就是這樣，碼片或者碼元速率之間的關(guān)系并不是使得用現(xiàn)有的設(shè)備能夠選擇這樣一個(gè)采樣速率，它是碼元速率或者碼片速率的整數(shù)倍或者跟它具有簡單的關(guān)系，或者跟不同標(biāo)準(zhǔn)的公用硬件具有簡單關(guān)系。
因此在本發(fā)明中為基站中不同的碼分多址或者其它標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行重新采樣，為每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的每個(gè)碼片或者碼元速率獲得適當(dāng)?shù)牟蓸铀俾省?br> 本發(fā)明中多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)系統(tǒng)的解調(diào)單元分別對(duì)每個(gè)解調(diào)信道進(jìn)行重新采樣和檢測。在一個(gè)解調(diào)單元中，采樣速率跟模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣速率一樣，因此不需要重新采樣。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)系統(tǒng)中解調(diào)信道的重新采樣和檢測是在至少一個(gè)這樣的解調(diào)單元中一起進(jìn)行的。在這個(gè)實(shí)施方案中，至少一個(gè)解調(diào)單元是一個(gè)碼分多址接收機(jī)，它包括對(duì)至少一個(gè)碼分多址信號(hào)進(jìn)行重新采樣和檢測的裝置，在每個(gè)瑞克分支中還有具有不同重新采樣器的一個(gè)瑞克接收機(jī)。
本發(fā)明還涉及本發(fā)明中優(yōu)選實(shí)施方案里的一個(gè)瑞克接收機(jī)。瑞克接收機(jī)按照重新采樣技術(shù)之一接收樣本，從進(jìn)來的信號(hào)中選擇時(shí)間上最接近該碼片的樣本。由于解調(diào)和重新采樣是按照本發(fā)明同時(shí)進(jìn)行的，跟瑞克抽頭的時(shí)間偏差有關(guān)的誤差很小。
在本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施方案中，這一方法被擴(kuò)展到不同瑞克抽頭中不同的重新采樣技術(shù)，和過采樣率以及重新采樣技術(shù)的最佳組合。
下面將按照本發(fā)明的實(shí)施方案參考附圖來描述本發(fā)明。以下實(shí)施方案不是為了限制本發(fā)明，許多細(xì)節(jié)可以在本發(fā)明的思想的范圍內(nèi)改變。解調(diào)可以例如用不同于跟偽噪聲序列同步的另一種方式進(jìn)行，無線電接收機(jī)系統(tǒng)中不同的標(biāo)準(zhǔn)可以用不同的方式加以選擇。
圖2是更加詳細(xì)地說明瑞克接收機(jī)的

圖1中的一部分的原理圖。
圖3是更加詳細(xì)地說明瑞克接收機(jī)的圖4中的部分的原理圖。
圖4是本發(fā)明第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中具有幾個(gè)時(shí)分多址和碼分多址標(biāo)準(zhǔn)的多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)原理圖。
圖5是本發(fā)明第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中瑞克接收機(jī)一個(gè)瑞克抽頭的功能圖。
圖6是本發(fā)明另外一個(gè)實(shí)施方案中瑞克接收機(jī)一個(gè)瑞克抽頭的功能圖。
圖7是本發(fā)明兩個(gè)實(shí)施方案的計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果。
附圖詳述圖1說明本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案中具有幾個(gè)時(shí)分多址和碼分多址標(biāo)準(zhǔn)的多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)系統(tǒng)1A。在圖1中，不同頻率上的無線電信號(hào)，也就是射頻信號(hào)，被天線2收到。然后射頻單元3將射頻信號(hào)下變頻到一個(gè)中頻IF。具有圖1所示符號(hào)4的模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。由于模數(shù)轉(zhuǎn)換器每次只能采用一個(gè)時(shí)鐘速度，因此收到的信號(hào)的數(shù)據(jù)率必須按照基帶處理所需要的速率重新采樣。這個(gè)速率按照多標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)中使用的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的碼元或者碼片速率加以修改。在圖1所示的實(shí)施方案中，它被轉(zhuǎn)換成這樣一個(gè)采樣速率，這個(gè)采樣速率是時(shí)分多址解調(diào)器/均衡器的標(biāo)準(zhǔn)使用的碼元速率的整數(shù)倍，在圖中用符號(hào)6a表示。這個(gè)信號(hào)在具有特定采樣速率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行采樣，數(shù)字化成數(shù)字信號(hào)。需要的信號(hào)隨后在信道化器5中濾波，從而使其它頻率的信號(hào)不會(huì)造成干擾。信道化器輸出的信號(hào)是帶限信號(hào)，它們被傳遞給解調(diào)單元6a、6b、6c、6d中間的一個(gè)進(jìn)行基帶處理，復(fù)現(xiàn)跟信號(hào)一起發(fā)送的數(shù)據(jù)信息。
現(xiàn)在這些信號(hào)可以被直接傳遞給接收機(jī)6a，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的采樣速率跟接收機(jī)6a的碼元速率相同，這樣一來采樣速率是碼元速率的整數(shù)倍，或者它們之間是其它的簡單關(guān)系。
但是要發(fā)送給按照其它碼片或者碼元速率工作的其它接收機(jī)的信號(hào)必須在解調(diào)之前重新采樣。在圖1中，每個(gè)接收機(jī)，也就是DAMPS解調(diào)器和均衡器6b，碼分多址瑞克接收機(jī)6c和碼分多址瑞克接收機(jī)6d，都具有自己的重新采樣器，也就是重新采樣器7b、7c和7d。重新采樣器7b、7c和7d按照接收機(jī)6b、6c和6d等碼片或者碼元速率分別對(duì)來自信道化器5的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行重新采樣，從而使重新采樣速率是實(shí)際碼片或者碼元速率的整數(shù)倍。瑞克接收機(jī)6b、6c和6d的瑞克抽頭隨后接收具有碼片速率的信號(hào)，用于解調(diào)/譯碼以及用于將它們合并起來獲得分集增益。
圖2是更加詳細(xì)地說明這個(gè)系統(tǒng)中瑞克接收機(jī)6c的圖1中的一部分。天線2、射頻單元3、模數(shù)轉(zhuǎn)換器4、信道化器5、重新采樣器7c和瑞克接收機(jī)6c都在圖1中進(jìn)行了說明。瑞克接收機(jī)6c有多個(gè)瑞克抽頭或者分支c1、c2、c3和c4。瑞克接收機(jī)6c需要特定(整數(shù)倍)的過采樣率(OSR)才能將瑞克抽頭或者分支c1、c2、c3和c4的位置調(diào)整到最大信號(hào)所在時(shí)間。信號(hào)在信道化器5中濾波，從而使它只包括略高于接收機(jī)6c使用的標(biāo)準(zhǔn)的f-碼片/2的頻率。
圖3是本發(fā)明第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中有幾個(gè)時(shí)分多址和碼分多址標(biāo)準(zhǔn)的多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)系統(tǒng)的一部分。天線2、射頻單元3、模數(shù)轉(zhuǎn)換器4、信道化器5的功能在參考圖1的時(shí)候進(jìn)行了介紹。在圖3所示的瑞克接收機(jī)8a中，分別在每個(gè)瑞克分支a1、a2、a3和a4中進(jìn)行重新采樣，從而使重新采樣和通過例如跟偽噪聲序列相關(guān)的解調(diào)按照瑞克抽頭a1、a2、a3和a4中的方式進(jìn)行。對(duì)解調(diào)和重新采樣的聯(lián)合進(jìn)行的更加詳細(xì)的描述在參考圖5和圖6的時(shí)候給出。瑞克接收機(jī)8a的瑞克抽頭a1、a2、a3和a4收到的信號(hào)被合并起來以獲得分集增益。
圖4是本發(fā)明第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中具有幾個(gè)時(shí)分多址和碼分多址標(biāo)準(zhǔn)的多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)原理圖。天線2、射頻單元3、模數(shù)轉(zhuǎn)換器4、信道化器5和接收機(jī)6a和6b的功能在參考圖3的時(shí)候進(jìn)行了介紹。碼分多址接收機(jī)8a的功能在參考圖3的時(shí)候進(jìn)行了介紹。圖4中的碼分多址接收機(jī)8a～8m是跟8a相同的具有單個(gè)重新采樣瑞克抽頭的碼分多址接收機(jī)。
圖5是本發(fā)明第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中圖3所示瑞克接收機(jī)中瑞克抽頭之一的功能的一個(gè)原理圖。信號(hào)s1來自信道化器，具有非整數(shù)過采樣率。瑞克抽頭通過將進(jìn)來的樣本的時(shí)間跟偽噪聲序列中碼片的時(shí)間進(jìn)行比較，對(duì)譯碼和樣本選擇進(jìn)行聯(lián)合控制，選擇在時(shí)間上跟這一碼片最接近的進(jìn)來的信號(hào)的樣本。由于重新采樣選擇是在每個(gè)瑞克抽頭中象這樣分別進(jìn)行的，因此譯碼對(duì)于所有的瑞克抽頭都是最優(yōu)化的，瑞克抽頭跟最優(yōu)位置的平均偏差將會(huì)保持為零。選擇出來的樣本隨后跟最接近的碼片的偽噪聲序列相關(guān)，獲得對(duì)應(yīng)的信息信號(hào)。
圖6是本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施方案另外一個(gè)版本中圖3所示瑞克接收機(jī)8a的一個(gè)瑞克抽頭的一個(gè)原理圖。具有非整數(shù)過采樣率的信號(hào)s2來自信道化器。不是只選擇最接近的樣本，而是采用適當(dāng)?shù)膬?nèi)插重新采樣技術(shù)進(jìn)行更多的計(jì)算，計(jì)算出兩個(gè)樣本之間的內(nèi)插樣本值。這一點(diǎn)可以通過重新采樣或者內(nèi)插濾波器或者通過跟偽噪聲序列同步的多項(xiàng)式內(nèi)插器來進(jìn)行。
在圖7中，給出了本發(fā)明兩個(gè)成功實(shí)施方案的計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果。其中的直線對(duì)應(yīng)于具有正確采樣率和正確解調(diào)結(jié)果以及檢測器結(jié)果等于0的理想情況。用+號(hào)標(biāo)記的曲線說明在解調(diào)單元以前分別采用重新采樣器以便獲得跟碼片速率相關(guān)的整數(shù)倍采樣率獲得的結(jié)果。有菱形標(biāo)記的第三條曲線代表本發(fā)明的第三個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，其中的重新采樣是用具有單獨(dú)重新采樣瑞克抽頭的瑞克接收機(jī)進(jìn)行的。
第二個(gè)實(shí)施方案中誤差隨到達(dá)時(shí)間的變化的平均值僅僅是本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案的一半，其中當(dāng)信道化器速率和重新采樣器輸出近似相等的時(shí)候，采樣了一個(gè)單獨(dú)的“公共”重新采樣器(+曲線)。
用于仿真的參數(shù)是信道化器速率31樣本/碼片11重新采樣器輸出速率3樣本/碼片表1

PDC＝太平洋數(shù)字蜂窩，japansk標(biāo)準(zhǔn)IS-136＝ETSI標(biāo)準(zhǔn)的GSM＝Det paneuropeiska digitala mobiltelefonsystemetIS-95＝ETSI標(biāo)準(zhǔn)W-CDMA＝寬帶CDMA
權(quán)利要求
1.多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)系統(tǒng)，包括用于接收無線電信號(hào)(RF)的一個(gè)天線單元，用于將收到的無線電信號(hào)(RF)下變頻到中頻信號(hào)(IF)的一個(gè)射頻單元，用特定的采樣率對(duì)中頻信號(hào)(IF)進(jìn)行采樣，并且將采樣信號(hào)數(shù)字化成數(shù)字信號(hào)的一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，一個(gè)信道化器，用于從所述數(shù)字信號(hào)中過濾出采用不同無線電通信標(biāo)準(zhǔn)格式的至少兩個(gè)調(diào)制信道，以及用于解調(diào)所述信號(hào)的解調(diào)單元，其特征在于需要的時(shí)候解調(diào)單元對(duì)每個(gè)調(diào)制信道分別進(jìn)行檢測和重新采樣，提供對(duì)應(yīng)的解調(diào)信道。
2.權(quán)利要求1的多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)，其特征在于它的至少一個(gè)解調(diào)單元包括一個(gè)重新采樣器和解調(diào)器，用于多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)系統(tǒng)中的至少一個(gè)信號(hào)格式標(biāo)準(zhǔn)。
3.權(quán)利要求2的多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)，其特征在于其中的重新采樣器跟信道化器放在一起。
4.權(quán)利要求2的多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)，其特征在于重新采樣器跟瑞克接收機(jī)放在一起。
5.權(quán)利要求1～4的多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)系統(tǒng)，其特征在于至少一個(gè)這樣的解調(diào)單元包括對(duì)至少一個(gè)時(shí)分多址信號(hào)進(jìn)行重新采樣和檢測的裝置，擁有一個(gè)時(shí)分多址通信采樣單元，和一個(gè)時(shí)分多址解調(diào)器/均衡單元。
6.權(quán)利要求1～4的多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)系統(tǒng)，其特征在于至少一個(gè)這樣的解調(diào)單元包括對(duì)至少一個(gè)碼分多址信號(hào)進(jìn)行重新采樣和檢測的裝置，擁有一個(gè)碼分多址重新采樣單元，和一個(gè)碼分多址解調(diào)器/瑞克接收機(jī)單元。
7.權(quán)利要求1的多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收系統(tǒng)，其特征在于至少一個(gè)這樣的解調(diào)單元，其中對(duì)解調(diào)信號(hào)的重新采樣和解調(diào)是在一個(gè)聯(lián)合操作中執(zhí)行的。
8.權(quán)利要求7的多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)，其特征在于至少一個(gè)解調(diào)單元是一個(gè)碼分多址接收機(jī)，它包括對(duì)至少一個(gè)碼分多址信號(hào)進(jìn)行重新采樣和檢測的裝置，還有一個(gè)每個(gè)瑞克分支中都有重新采樣器的瑞克接收機(jī)。
9.權(quán)利要求8的多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)系統(tǒng)，其特征在于接收機(jī)系統(tǒng)中的碼分多址接收機(jī)工作于不同的帶寬和碼片速率。
10.權(quán)利要求8或者9的多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述瑞克分支對(duì)收到的信號(hào)的重新采樣和解調(diào)進(jìn)行聯(lián)合控制。
11.在多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)系統(tǒng)中接收不同信號(hào)格式標(biāo)準(zhǔn)的方法，其中接收無線電(RF)信號(hào)，收到的無線電信號(hào)被下變頻到中頻信號(hào)，用特定的采樣速率對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行采樣，并且將采樣信號(hào)數(shù)字化成數(shù)字信號(hào)，從數(shù)字信號(hào)中濾出至少兩個(gè)調(diào)制信道，這些信道是按照不同的無線電通信信號(hào)格式標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整的，和這些信號(hào)在解調(diào)單元中被解調(diào)，其特征在于需要的時(shí)候?qū)φ{(diào)制信道進(jìn)行檢測，分別對(duì)每個(gè)信號(hào)格式標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行重新采樣，給出對(duì)應(yīng)的解調(diào)信道。
12.權(quán)利要求11的方法，其特征在于收到的信號(hào)是時(shí)分多址、碼分多址或者頻分多址信號(hào)。
13.權(quán)利要求11或者12的方法，其特征在于系統(tǒng)的采樣速率是按照系統(tǒng)中不同信號(hào)格式標(biāo)準(zhǔn)的碼片或者碼元速率之一進(jìn)行調(diào)整的，從而根本不需要對(duì)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行重新采樣。
14.權(quán)利要求11～13中任意一個(gè)的方法，其特征在于進(jìn)行所述重新采樣，從而使采樣速率是接收機(jī)碼元速率或者碼片速率的一個(gè)小整數(shù)倍。
15.權(quán)利要求11～14中任意一個(gè)的方法，其特征在于在系統(tǒng)至少一個(gè)相應(yīng)的解調(diào)單元之前單獨(dú)進(jìn)行重新采樣。
16.權(quán)利要求11～13中任意一個(gè)的方法，其特征在于其中的重新采樣和解調(diào)是在同一個(gè)操作中，在包括具有瑞克接收機(jī)的碼分多址系統(tǒng)的至少一個(gè)解調(diào)單元中進(jìn)行的，其中的瑞克接收機(jī)具有自己的重新采樣瑞克抽頭。
17.權(quán)利要求11～16中任意一個(gè)的方法，其特征在于碼分多址信號(hào)的解調(diào)是對(duì)信號(hào)進(jìn)行的，其中的編碼是用一個(gè)代碼序列直接調(diào)制載波來實(shí)現(xiàn)的。
18.權(quán)利要求17的方法，其特征在于所述代碼序列是一個(gè)偽噪聲PN序列。
19.權(quán)利要求16～18的方法，其特征在于每個(gè)瑞克抽頭中代碼序列跟進(jìn)來的數(shù)據(jù)流的相關(guān)是對(duì)互不相同的非均勻采樣數(shù)據(jù)組進(jìn)行的。
20.權(quán)利要求16～19中任意一個(gè)的方法，其特征在于在每個(gè)瑞克抽頭中對(duì)重新采樣和解調(diào)聯(lián)合操作以及輸入樣本的時(shí)序和代碼序列的碼片的時(shí)序進(jìn)行比較，從時(shí)間上最接近實(shí)際碼片的輸入信號(hào)中選擇樣本。
21.權(quán)利要求16～20中任意一個(gè)的方法，其特征在于在每個(gè)瑞克分支中比較重新采樣和解調(diào)的聯(lián)合操作，以及輸入樣本的時(shí)序和代碼序列中碼片的時(shí)序，重新采樣是在兩個(gè)樣本之間通過內(nèi)插進(jìn)行的。
22.權(quán)利要求16～19的方法，其特征在于采用的重新采樣技術(shù)涉及更高階的濾波。
23.權(quán)利要求16～19中任意一個(gè)的方法，其特征在于采用的重新采樣技術(shù)涉及多項(xiàng)式內(nèi)插。
24.權(quán)利要求16～19中任意一個(gè)的方法，其特征在于重新采樣技術(shù)是多相濾波。
25.權(quán)利要求16～24中任意一個(gè)的方法，其特征在于重新采樣技術(shù)是針對(duì)每個(gè)瑞克抽頭分別選擇的。
26.用于權(quán)利要求1的多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)系統(tǒng)的瑞克接收機(jī)，包括幾個(gè)獨(dú)立的接收機(jī)單元，所謂的瑞克抽頭，用于接收和解調(diào)無線電信號(hào)，對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行延遲從而在合并它們之前使它們變得同相的裝置，其特征在于每個(gè)瑞克抽頭中都有單獨(dú)的重新采樣器。
27.權(quán)利要求26的瑞克接收機(jī)，其特征在于這些瑞克抽頭包括對(duì)收到的信號(hào)的重新采樣和解調(diào)進(jìn)行聯(lián)合控制的裝置。
28.權(quán)利要求26或者27的瑞克接收機(jī)，其特征在于兩個(gè)信號(hào)樣本之間的距離在瑞克抽頭中進(jìn)行相關(guān)，從而對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)的碼片速率。
29.權(quán)利要求26～28中任意一個(gè)的瑞克接收機(jī)，其特征在于這些瑞克抽頭通過跟蹤輸入樣本的時(shí)序并且將它跟代碼序列中的碼片的順序進(jìn)行比較，從輸入信號(hào)中選擇時(shí)間上最接近實(shí)際碼片的樣本，對(duì)重新采樣和解調(diào)進(jìn)行聯(lián)合操作。
30.權(quán)利要求28～29中任意一個(gè)的瑞克接收機(jī)，其特征在于這些瑞克抽頭通過跟蹤輸入樣本的時(shí)序，并且將它跟代碼序列中碼片的時(shí)序進(jìn)行比較，通過內(nèi)插從輸入信號(hào)中計(jì)算樣本，對(duì)重新采樣和解調(diào)進(jìn)行聯(lián)合操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于接收多標(biāo)準(zhǔn)無線電接收機(jī)系統(tǒng)中不同信號(hào)格式標(biāo)準(zhǔn)的一種方法和裝置。無線電信號(hào)被收到并且下變頻到中頻信號(hào)。用特定的采樣速率對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行采樣并且將采樣信號(hào)數(shù)字化成數(shù)字信號(hào)。從數(shù)字化信號(hào)中至少過濾出兩個(gè)調(diào)制信道,這些信道按照不同的無線電通信信號(hào)格式標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整。這些信號(hào)隨后在解調(diào)單元內(nèi)加以解調(diào)。對(duì)調(diào)制信道進(jìn)行檢測,需要的時(shí)候?qū)γ總€(gè)信號(hào)格式標(biāo)準(zhǔn)分別進(jìn)行重新采樣,給出對(duì)應(yīng)的解調(diào)信道。如果接收機(jī)是碼分多址接收機(jī),重新采樣就可以利用具有重新采樣瑞克分支的瑞克接收機(jī),在每個(gè)無線電接收機(jī)之前用單獨(dú)的重新采樣器進(jìn)行。本發(fā)明還涉及用于本發(fā)明的方法和裝置的瑞克接收機(jī)。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1354955SQ0080431
公開日2002年6月19日 申請(qǐng)日期2000年2月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月26日
發(fā)明者A·維丁, R·赫爾貝里 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司