專利名稱：信號中的干擾消除的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來說，本發(fā)明涉及為在接收編碼信號的過程中消除干擾而設(shè)計的編碼信號處理引擎(CSPE)的體系結(jié)構(gòu)。更具體來講，CSPE可用于在CDMA系統(tǒng)中存在來自其它偽隨機(jī)(PN)編碼信號的干擾時獲取、跟蹤和解調(diào)PN編碼信號。
先有技術(shù)說明在無論是通信系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)(GPS)還是雷達(dá)系統(tǒng)的擴(kuò)頻系統(tǒng)中，可為各發(fā)射機(jī)分配唯一的代碼，并且在許多情況中，為發(fā)射機(jī)的每次發(fā)送分配唯一的代碼。該代碼其實就是比特序列(通常為偽隨機(jī)的)。代碼的實例包括哥德碼(用于GPS-參見Kaplan，Elliot D.，編輯，“理解GPS原理與應(yīng)用”，Artech House，1996)、巴克碼(用于雷達(dá)-參見Stimson，G.W.，“機(jī)載雷達(dá)的介紹”，SciTech Publishing Inc.，1998)以及沃爾什碼(用于通信系統(tǒng)、如CDMAOne-參見IS-95)。這些代碼可用來對信號進(jìn)行擴(kuò)頻，使得所產(chǎn)生的信號占用電磁頻譜中某個指定的頻率范圍，或者這些代碼可被疊加到也可能是編碼信號的另一個信號上。
為各發(fā)射機(jī)分配唯一的代碼讓接收機(jī)可以區(qū)別不同的發(fā)射機(jī)。使用唯一代碼來區(qū)別發(fā)射機(jī)的擴(kuò)頻系統(tǒng)的一個實例是GPS系統(tǒng)。
如果單個發(fā)射機(jī)需要向不同的接收機(jī)廣播不同的消息，例如無線通信系統(tǒng)中的基站向不同的移動臺進(jìn)行廣播，則可使用代碼來區(qū)別針對各移動臺的消息。在這種情況下，采用分配給特定用戶的代碼對用于該用戶的各比特進(jìn)行編碼。按照這種方式進(jìn)行編碼，接收機(jī)由于已知其自己的代碼，所以可從發(fā)射機(jī)所發(fā)送的復(fù)合信號中對發(fā)送給它的消息進(jìn)行譯碼。
在一些通信系統(tǒng)中，把碼元分配給組成消息的比特序列。例如，長數(shù)字消息可分為若干M比特的組，并且把這些M比特的組中的每一組分配給一個碼元。例如，如果M＝6，則每個6比特的組可取26＝64種可能性之一。其中一種可能性是101101。這種系統(tǒng)將廣播稱作碼元的、向接收機(jī)指明比特序列的唯一波形。例如，碼元α可能表示序列101101，而碼元β則可能表示序列110010。在這種系統(tǒng)的擴(kuò)頻形式中，碼元是代碼。這種通信系統(tǒng)的一個實例是CDMAOne的移動臺到基站鏈路。
在一些情況下，例如在編碼雷達(dá)系統(tǒng)中，為各脈沖分配唯一的代碼，使接收機(jī)能夠根據(jù)代碼區(qū)別不同的脈沖。
當(dāng)然，可結(jié)合所有這些技術(shù)來區(qū)別全部在單個系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)、消息、脈沖和碼元。所有這些編碼系統(tǒng)中的主要思想在于，接收機(jī)知道要發(fā)給它的消息的代碼，并且通過在接收信號上正確地應(yīng)用這些代碼，接收機(jī)可提取發(fā)送給它的消息。但是，這類接收機(jī)比單獨(dú)按照時間和/或頻率區(qū)別消息的接收機(jī)更為復(fù)雜。由于接收機(jī)所接收的信號是任何給定時間所關(guān)注頻譜中存在的所有編碼信號的線性組合，因此復(fù)雜度提高。接收機(jī)必須能夠從編碼信號的這種線性組合中提取要發(fā)給它的消息。
下一部分從線性代數(shù)方面介紹干擾的問題，然后再論述當(dāng)前的一般(基線)接收機(jī)。
設(shè)H為包含來自第1號源的擴(kuò)頻信號的矢量，以及設(shè)θ1為來自該源的信號幅度。設(shè)si為其余源的擴(kuò)頻信號，以及設(shè)φi為相應(yīng)的幅度。假定接收機(jī)關(guān)注第1號源，則來自其它源的信號可視為干擾。那么，所接收的信號為y＝Hθ1+s2φ2+s3φ3+...+spφp+n(1)其中n是加性噪聲項，p是CDMA系統(tǒng)中的源的數(shù)量。設(shè)矢量y的長度為N，其中N是積分窗口中點(diǎn)的數(shù)量。作為設(shè)計過程的一部分，選擇此數(shù)量N，作為處理增益和復(fù)雜度之間折衷的一部分。y的N點(diǎn)的窗口將稱作段。
在無線通信系統(tǒng)中，矩陣H的列表示各種編碼信號，以及矢量θ的元素是編碼信號的功率。例如，在CDMAOne系統(tǒng)的基站到移動臺鏈路中，編碼信號可能是來自不同基站的各種信道(導(dǎo)頻、尋呼、同步和業(yè)務(wù)信道)及其所有的各種多徑副本。在移動臺到基站鏈路中，矩陣H的各列可能是來自移動臺的編碼信號及其各種多徑副本。
在GPS系統(tǒng)中，矩陣H的各列是由GPS衛(wèi)星以適當(dāng)代碼、相位和頻率偏移所廣播的編碼信號。
在陣列應(yīng)用中，矩陣的各列是控制矢量或者等效于陣列模式矢量。這些矢量把陣列中的各天線所記錄的相對相位描述為源的位置和運(yùn)動動態(tài)以及陣列中天線排列的函數(shù)。在以上提出的模型中，矩陣H的各列表示對應(yīng)特定源的控制矢量。
等式(1)現(xiàn)在可寫為以下矩陣形式
y=Hθ+Sφ+n=[HS]θφ+n---(2)]]>其中H接收機(jī)正進(jìn)行解調(diào)的源的擴(kuò)頻信號矩陣θ接收機(jī)正進(jìn)行解調(diào)的源的幅度矢量S＝[s2...sp]所有其它源、即干擾的擴(kuò)頻信號矩陣φ＝[φ2...φp]干擾幅度矢量當(dāng)前正在工作的接收機(jī)把測量結(jié)果y與H的復(fù)制品相關(guān)，以便確定在測量結(jié)果中是否存在H。如果檢測到H，則接收機(jī)知道由第1號源所發(fā)送的比特流。這個相關(guān)運(yùn)算在數(shù)學(xué)上表示為相關(guān)函數(shù)＝(HTH)-1HTy(3)其中T是轉(zhuǎn)置運(yùn)算。
代入由等式(2)得到的y，說明功率控制要求的源(HTH)-1HTy＝(HTH)-1HT(Hθ+Sφ+n)＝(HTH)-1HTHθ+(HTH)-1HTSφ+(HTH)-1HTn＝θ+(HTH)-1HTSφ+(HTH)-1HTn(4)正是上式中的中間項(HTH)-1HTSφ導(dǎo)致近遠(yuǎn)問題。如果代碼為正交的，則該項簡化為零，這意味著接收機(jī)只需要檢測存在噪聲[即(HTH)-1HTn]時的θ。容易看出，當(dāng)其它源的幅度增加時，項(HTH)-1HTSφ在相關(guān)函數(shù)中占主要的量，這使得對θ的檢測更為困難。
以上定義的歸一化相關(guān)函數(shù)(HTH)-1HT實際上是匹配濾波器，并且基于y在H所生成的空間上的正交投影。當(dāng)H和S不是相互正交時，則存在S的分量向y在H上的正交投影中的滲入。這種滲入在幾何上如

圖1所示。注意，圖1中，如果S與H正交，則滲入分量為零，這在上式4中十分明顯。本申請?zhí)岢鲆环N針對這種滲入問題的解決方案。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種自適應(yīng)干擾消除器，它解決了當(dāng)S與H不正交時的近遠(yuǎn)問題。
另一個目的是提供一種通信系統(tǒng)，它實現(xiàn)交叉信道干擾的減輕。
又一個目的是提供一種通信系統(tǒng)，它實現(xiàn)共信道干擾的減輕。
又一個目的是提供一種通信系統(tǒng)，它同時實現(xiàn)交叉信道干擾和共信道干擾的減輕。
在以上所有實施例中，一個目的是提供一種通信系統(tǒng)，它會增加與相對于共信道和/或交叉信道干擾的關(guān)注信號相關(guān)的增益。
在以上所有實施例中，一個目的是提供一種通信系統(tǒng)，它減輕干擾，而不執(zhí)行涉及矩陣求逆的迭代搜索，因而降低了通信系統(tǒng)的計算復(fù)雜度。
最后，本發(fā)明的一個目的是提供一種減輕干擾的方法，它利用投影法來有效地消除干擾而不需要知道絕對功率。
根據(jù)本發(fā)明的第一廣義方面，提供一種具有前向鏈路的通信系統(tǒng)，它包括發(fā)送多個射頻(RF)信號的基站和至少一個移動臺，所述移動臺包括用于接收RF信號的接收機(jī)；用于把RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)(包括基帶)信號的裝置；用于對IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生IF數(shù)字信號的裝置，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；用于通過把數(shù)字信號投影到與干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與數(shù)字信號相乘來消除數(shù)字信號中的共信道干擾的裝置；以及用于獲取和跟蹤所投影的數(shù)字信號的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一廣義方面，提供一種移動臺，所述移動臺用于從相同源接收至少兩個RF信號并且包括用于接收RF信號的接收機(jī)；用于把RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)(包括基帶)信號的裝置；用于對IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生IF數(shù)字信號的裝置，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；用于通過把數(shù)字信號投影到與干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與數(shù)字信號相乘來消除數(shù)字信號中的共信道干擾的裝置；以及用于獲取和跟蹤所投影的數(shù)字信號的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一廣義方面，提供一種用于在具有至少一個接收電路的接收機(jī)中接收信號的方法，所述方法包括以下步驟從相同源接收至少兩個RF信號；把RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)(包括基帶)信號；對IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生IF數(shù)字信號，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；以及通過把數(shù)字信號投影到與干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與數(shù)字信號相乘來消除數(shù)字信號中的共信道干擾。
根據(jù)本發(fā)明的另一廣義方面，提供一種具有反向鏈路的通信系統(tǒng)，它包括至少一個發(fā)送射頻(RF)信號的移動臺和至少一個基站，所述基站包括用于從所述移動臺接收至少兩個RF信號的接收機(jī)；用于把RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)(包括基帶)信號的裝置；用于對IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生IF數(shù)字信號的裝置，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；以及用于通過把數(shù)字信號投影到與干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與數(shù)字信號相乘來消除數(shù)字信號中的共信道干擾的裝置；以及用于獲取和跟蹤所投影的數(shù)字信號的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一廣義方面，提供一種基站，所述基站用于從相同源接收至少兩個RF信號并且包括用于接收RF信號的接收機(jī)；用于把RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)(包括基帶)信號的裝置；用于對IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生IF數(shù)字信號的裝置，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；以及用于通過把數(shù)字信號投影到與干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與數(shù)字信號相乘來消除數(shù)字信號中的共信道干擾的裝置；以及用于獲取和跟蹤所投影的數(shù)字信號的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一廣義方面，提供一種用于在具有至少一個接收電路的接收機(jī)中接收信號的方法，所述方法包括以下步驟接收從一個移動接收機(jī)廣播的至少兩個RF信號；把RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)(包括基帶)信號；對IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生IF數(shù)字信號，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；以及通過把數(shù)字信號投影到與干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與數(shù)字信號相乘來消除數(shù)字信號中的共信道干擾。
根據(jù)本發(fā)明的另一廣義方面，提供一種具有前向鏈路的通信系統(tǒng)，它包括至少一個發(fā)送射頻(RF)信號的基站和至少一個移動臺，所述移動臺包括用于接收RF信號的接收機(jī)；用于把RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)(包括基帶)信號的裝置；用于對IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生IF數(shù)字信號的裝置，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；用于通過把數(shù)字信號投影到與干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與數(shù)字信號相乘來消除數(shù)字信號中的交叉信道干擾的裝置；以及用于獲取和跟蹤所投影的數(shù)字信號的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一廣義方面，提供一種移動臺，所述移動臺用于接收RF信號并且包括用于接收RF信號的接收機(jī)；用于把RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)(包括基帶)信號的裝置；用于對IF信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生數(shù)字信號的裝置，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；用于通過把IF信號投影到與干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與數(shù)字信號相乘來消除數(shù)字信號中的交叉信道干擾的裝置；以及用于獲取和跟蹤所投影的數(shù)字信號的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一廣義方面，提供一種用于在具有至少一個接收電路的接收機(jī)中接收信號的方法，所述方法包括以下步驟接收至少一個RF信號；把RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)(包括基帶)信號；對IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生數(shù)字IF信號，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；以及通過把數(shù)字信號投影到與干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與數(shù)字信號相乘來消除數(shù)字信號中的交叉信道干擾。
根據(jù)本發(fā)明的另一廣義方面，提供一種具有反向鏈路的通信系統(tǒng)，它包括至少一個發(fā)送射頻(RF)信號的移動臺和至少一個基站，所述基站包括用于接收RF信號的接收機(jī)；用于把RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)(包括基帶)信號的裝置；用于對IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生數(shù)字IF信號的裝置，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；以及用于通過把數(shù)字信號投影到與干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與數(shù)字信號相乘來消除數(shù)字信號中的交叉信道干擾的裝置；以及用于獲取和跟蹤所投影的數(shù)字信號的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一廣義方面，提供一種基站，所述基站用于接收至少兩個RF信號并且包括用于接收RF信號的接收機(jī)；用于把RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)(包括基帶)信號的裝置；用于對IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生數(shù)字IF信號的裝置，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；以及用于通過把數(shù)字信號投影到與干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與數(shù)字信號相乘來消除數(shù)字信號中的交叉信道干擾的裝置；以及用于獲取和跟蹤所投影的數(shù)字信號的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一廣義方面，提供一種用于在具有至少一個接收電路的接收機(jī)中接收信號的方法，所述方法包括以下步驟接收從至少一個移動接收機(jī)廣播的至少一個RF信號；把RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)(包括基帶)信號；對IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生數(shù)字IF信號，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；以及通過把數(shù)字信號投影到與干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與數(shù)字信號相乘來消除數(shù)字信號中的交叉信道干擾。
根據(jù)本發(fā)明的另一廣義方面，提供一種具有前向鏈路的通信系統(tǒng)，它包括至少一個發(fā)送多個射頻(RF)信號的基站和至少一個移動臺，所述移動臺包括用于接收RF信號的接收機(jī)；用于把RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)(包括基帶)信號的裝置；用于對模擬IF信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生數(shù)字IF信號的裝置，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；以及用于通過把數(shù)字信號投影到與干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與數(shù)字信號相乘來消除數(shù)字信號中的共信道干擾和交叉信道干擾的裝置；以及用于獲取和跟蹤所投影的數(shù)字信號的裝置。
通過以下對優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它目的和特征將會十分明顯。
附圖簡介結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行描述，附圖中圖1是示意圖，說明傳統(tǒng)的編碼通信系統(tǒng)中不需要的源代碼向所關(guān)注的代碼所生成的空間中的滲入；圖2是傳統(tǒng)的PN編碼接收機(jī)的處理體系結(jié)構(gòu)的框圖；圖3是傳統(tǒng)的編碼接收機(jī)中獲取和跟蹤模塊的框圖；圖4是傳統(tǒng)的多徑編碼接收機(jī)中獲取和跟蹤模塊的框圖；圖5是示意圖，說明根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的數(shù)據(jù)矢量在信號和干擾子空間上的投影；圖6說明多徑數(shù)據(jù)信號和對準(zhǔn)問題；圖7說明減輕交叉信道干擾的體系結(jié)構(gòu)；以及圖8說明同時減輕共信道干擾和交叉信道干擾的體系結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選實施例的詳細(xì)說明在描述本發(fā)明之前先定義若干術(shù)語是有利的。應(yīng)當(dāng)理解，以下定義用于整個申請中。
定義在術(shù)語的定義不同于該術(shù)語的常用意義時，本申請人傾向于使用以下提供的定義，除非另有說明。
為了本發(fā)明，術(shù)語“交叉信道干擾”表示由一個源的信號滲入到另一個源的獲取和跟蹤信道中而產(chǎn)生的干擾類型。
為了本發(fā)明，術(shù)語“共信道干擾”表示當(dāng)一個或多個信號、如視距信號干擾從相同源獲取第二、第三或第四多徑信號的能力時出現(xiàn)的干擾類型。
為了本發(fā)明，術(shù)語“模擬”表示連續(xù)性的任何可測量的量。
為了本發(fā)明，術(shù)語“基站”表示能夠與無線環(huán)境中的多個移動或固定的移動單元進(jìn)行通信的發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)。
為了本發(fā)明，術(shù)語“基線接收機(jī)”表示本發(fā)明的接收機(jī)可與其對比的傳統(tǒng)接收機(jī)。
為了本發(fā)明，術(shù)語“比特”表示“比特”的傳統(tǒng)意義，即具有兩個可能值之一、即二進(jìn)制1或0的信息基本單位。
為了本發(fā)明，術(shù)語“代碼”表示加于消息中并且是消息的預(yù)期接收方已知的指定數(shù)字序列。
為了本發(fā)明，術(shù)語“碼分多址(CDMA)”表示用于多址的方法，其中所有用戶共享相同頻譜，但根據(jù)唯一代碼可相互區(qū)分。
為了本發(fā)明，術(shù)語“碼片”表示小于基本信息承載單位比特的非信息承載單位。根據(jù)擴(kuò)頻因子的量，固定長度的碼片序列構(gòu)成比特。
為了本發(fā)明，術(shù)語“代碼偏移”表示在代碼中的位置。例如，某些無線環(huán)境中的基站根據(jù)其在特定偽隨機(jī)碼內(nèi)的位置來相互區(qū)分。
為了本發(fā)明，術(shù)語“相關(guān)”表示通常按照信號長度或按照另一歸一化因子換算的兩個信號的內(nèi)積。相關(guān)提供兩個信號相似程度的量度。
為了本發(fā)明，術(shù)語“數(shù)字”表示術(shù)語數(shù)字的傳統(tǒng)含意，即與離散性的可測量的量有關(guān)。
為了本發(fā)明，術(shù)語“多普勒”表示術(shù)語多普勒的傳統(tǒng)含意，即因接收機(jī)、發(fā)射機(jī)的移動和/或背景而產(chǎn)生的頻移。
為了本發(fā)明，術(shù)語“全球定位系統(tǒng)(GPS)”表示此術(shù)語的傳統(tǒng)含意，即基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng)。
為了本發(fā)明，術(shù)語“同相”表示在相位上與特定信號、如參考信號對齊的信號分量。
為了本發(fā)明，術(shù)語“正交”表示與特定信號、如參考信號相比相位偏移90°的信號分量。
為了本發(fā)明，術(shù)語“干擾”表示術(shù)語干擾的傳統(tǒng)含意，即不是所關(guān)注的但卻干擾檢測所關(guān)注信號的能力的信號。干擾通常是由嘗試進(jìn)行同樣操作的其它過程所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)化噪聲，例如多徑信號或者與其它基站通信的移動用戶。
為了本發(fā)明，術(shù)語“線性組合”表示多個信號或數(shù)學(xué)量按照加性方式的組合，其中對各個信號進(jìn)行非零縮放。
為了本發(fā)明，術(shù)語“匹配濾波器”表示一種濾波器，它被設(shè)計成便于通過把接收信號與已知信號的未損壞副本有效地相關(guān)來檢測已知信號。
為了本發(fā)明，術(shù)語“噪聲”表示噪聲相對于信號發(fā)送和接收的傳統(tǒng)含意，即干擾檢測所關(guān)注信號的能力的隨機(jī)干擾。加性“噪聲”與所關(guān)注信號的功率線性相加。蜂窩系統(tǒng)中噪聲的實例可包括汽車點(diǎn)火、電力線和微波通信鏈路。
為了本發(fā)明，術(shù)語“逆矩陣”表示方陣S的逆矩陣，由S-1表示，它被定義為一種矩陣，當(dāng)與原矩陣相乘時等于單位矩陣I，即對角線上的元素都為1、對角線以外均為零的矩陣。
為了本發(fā)明，術(shù)語“移動臺”表示用作發(fā)射機(jī)或接收機(jī)并且與基站通信的移動電話或接收機(jī)。
為了本發(fā)明，術(shù)語“調(diào)制”表示在另一個信號、如正弦信號或偽隨機(jī)編碼信號上強(qiáng)加信息。通常，這通過處理諸如相位、幅度、頻率或者這些量的某種組合之類的信號參數(shù)來實現(xiàn)。
為了本發(fā)明，術(shù)語“多徑”表示經(jīng)過不同路徑傳播到接收機(jī)的信號的副本。
為了本發(fā)明，術(shù)語“歸一化”表示相對于另一個量進(jìn)行換算。
為了本發(fā)明，兩個非零矢量e1和e2在其內(nèi)積(定義為e1Te2，其中T表示轉(zhuǎn)置運(yùn)算符)完全為零時被稱作“正交”。這在幾何學(xué)上表示相互垂直的矢量。
為了本發(fā)明，術(shù)語“偽隨機(jī)數(shù)(PN)”表示通常用于擴(kuò)頻應(yīng)用中以區(qū)別用戶、同時在頻域中對信號進(jìn)行擴(kuò)頻的序列。
為了本發(fā)明，術(shù)語“處理增益”表示已處理信號的信噪比(SNR)與未處理信號的SNR的比率。
為了本發(fā)明，關(guān)于任何兩個矢量x和y的術(shù)語“投影”表示矢量x沿y方向在y上的投影，長度等于x在y方向上的分量的長度。
為了本發(fā)明，術(shù)語“分離多徑接收機(jī)”表示用于合并多徑信號以提高處理增益的方法。
為了本發(fā)明，術(shù)語“信噪比(SNR)”表示信噪比的傳統(tǒng)含意，即信號與噪聲(和干擾)之比。
為了本發(fā)明，術(shù)語“擴(kuò)頻”表示利用擴(kuò)頻碼增加信號帶寬、從而更有效地使用帶寬、同時還防止頻率選擇性衰落的技術(shù)。
為了本發(fā)明，術(shù)語“擴(kuò)頻碼”表示在擴(kuò)頻系統(tǒng)中用于增加信號在頻率空間中的寬度的偽隨機(jī)數(shù)序列。擴(kuò)頻碼的實例包括哥德碼、巴克碼、沃爾什碼、等等。
為了本發(fā)明，術(shù)語“控制矢量”表示包含信號的相位歷史的矢量，用于集中到所關(guān)注的信號。
為了本發(fā)明，術(shù)語“碼元”表示以某種調(diào)制方案在信道上傳送的基本信息承載單位。碼元可包括可通過解調(diào)來恢復(fù)的一個或多個比特。
為了本發(fā)明，術(shù)語“轉(zhuǎn)置”表示一種數(shù)學(xué)運(yùn)算，其中通過交換矩陣的行和列來形成另一個矩陣。例如，第一行變?yōu)榈谝涣?，第二行變?yōu)榈诙校源祟愅啤?br> 詳細(xì)說明在以下詳細(xì)說明中，參照構(gòu)成其部分的附圖，附圖中通過舉例說明的方式給出一些可實施本發(fā)明的具體說明性實施例。對這些實施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，足以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，并且要理解，可采用其它實施例，只要不背離本發(fā)明的精神和范圍，可進(jìn)行邏輯、機(jī)械和電氣變更。因此，以下詳細(xì)說明不應(yīng)當(dāng)作限制性的。
一種通信系統(tǒng)包括多個基站或源，它們經(jīng)配置而用于與一個或多個接收機(jī)或移動臺、如蜂窩電話進(jìn)行無線電通信。接收機(jī)/源配置成接收和發(fā)送直接序列碼分多址(DS-CDMA)信號，從而與多個基站進(jìn)行通信?；景l(fā)送射頻(RF)信號，通過基帶信號與RF載波進(jìn)行混頻來形成RF信號。通過采用具有明顯大于各碼元的碼片數(shù)量的周期的周期性擴(kuò)頻序列對數(shù)據(jù)碼元進(jìn)行擴(kuò)頻，形成基帶信號。
在CDMA系統(tǒng)中，對各源和各接收機(jī)分配唯一的時變代碼，這個代碼用來對該源的數(shù)字比特流進(jìn)行擴(kuò)頻。這些來自所有源的擴(kuò)頻信號由接收機(jī)進(jìn)行觀察，并且接收信號可模擬為加性噪聲中來自各源的信號的加權(quán)和。加權(quán)值根據(jù)各源的信號幅度來確定，而幅度的平方表示各源的發(fā)射功率。發(fā)往其它接收機(jī)的信號看作是結(jié)構(gòu)化干擾。
在先有技術(shù)的通信系統(tǒng)中已經(jīng)進(jìn)行了各種努力來試圖減少干擾。例如授予Yoshida的美國專利No.6282233描述了一種用于并行消除干擾的裝置，其中，對于在第m級的每個用戶，干擾估算是基于根據(jù)前一m-1級的干擾估算單元和減法單元。它是面向反饋的裝置，其中每個相繼級改進(jìn)干擾的前一估算值，從而提供更完全的消除。此外，它實現(xiàn)從接收信號中減去干擾。但是，Yoshida所描述的裝置與本發(fā)明的方法和系統(tǒng)不同之處在于，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)不需要干擾估算值的面向反饋的改進(jìn)。而且，在Yoshida方案中，加權(quán)系數(shù)的使用和信道估算值的確定表明需要絕對測量功率用于消除。相反，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)最多需要包括所接收數(shù)據(jù)信號的信號之間的相對功率。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)不執(zhí)行功率估算以及通過減法來嘗試消除信號，而是提供一種執(zhí)行投影運(yùn)算的方法和系統(tǒng)，其中干擾子空間與信號空間正交。
授予Mesecher等人的美國專利No.6278726描述在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中的干擾消除。Mesecher等人描述了一種裝置，該裝置使用自適應(yīng)算法來確定與導(dǎo)頻信號相關(guān)的分量的加權(quán)值，從而濾出所接收數(shù)據(jù)信號以恢復(fù)數(shù)據(jù)。加權(quán)值指出信號的幅度和相位。根據(jù)所有加權(quán)恢復(fù)的導(dǎo)頻信號來產(chǎn)生誤差信號。根據(jù)設(shè)法盡量減小誤差信號的多種方法來調(diào)整加權(quán)值。為數(shù)據(jù)信道使用相同的加權(quán)值以補(bǔ)償信道失真。Mesecher等人的裝置與本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的不同之處在于，Mesecher等人設(shè)法通過利用導(dǎo)頻信道的增大的功率來更準(zhǔn)確地估算數(shù)據(jù)信道的相位和幅度參數(shù)，從而減輕干擾。顯然，這會為根據(jù)導(dǎo)頻信號參數(shù)利用各種算法的相關(guān)目的提供更好地估算復(fù)制信號的能力。此外，沒有描述如本發(fā)明的方法和系統(tǒng)中所執(zhí)行的減去或投影出干擾。
授予Schilling等人的美國專利No.6259688描述了一種使用減法干擾消除器算法的裝置。每個信道在估算其它信道之前被解擴(kuò)頻，從而提供各個相繼信道之間的位延遲。Schilling等人的裝置與本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的不同之處在于，Schilling等人依賴于減法而不是投影運(yùn)算來消除干擾。Schilling等人的裝置還看起來與用于準(zhǔn)確消除的絕對信道功率估算相關(guān)，而本發(fā)明的方法和系統(tǒng)最多依賴于信道之間的相對功率。
授予Ranta等人的美國專利No.6233229描述了一種在TDMA蜂窩系統(tǒng)中為不同小區(qū)分配頻帶的方法。Ranta等人的裝置與本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的不同之處在于，Ranta等人僅在TDMA系統(tǒng)中使用頻率分配，而本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可用于CDMA系統(tǒng)中。
授予Young等人的美國專利No.6215812描述了一種窄帶干擾(NBI)消除器，它在處于RF的NBI進(jìn)入接收機(jī)之前消除NBI。此外，它不需要對寬帶直接擴(kuò)頻信號(DSSS)或窄帶干擾信號所采用的調(diào)制方法的先驗知識。該裝置是可與現(xiàn)有硬件配合設(shè)置的附加功能部件。Young等人的裝置與本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的不同之處在于，Young等人的裝置是外部附加到接收機(jī)的，在接收機(jī)處理之前消除噪聲，而本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可以是接收機(jī)的信號處理功能的集成部分。此外，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可用于消除DSSS干擾，即發(fā)射機(jī)產(chǎn)生與所需信號相同類型的信號，而Young等人僅描述了NBI的消除。
授予Huang等人的美國專利No.6201799描述了用于構(gòu)成解相關(guān)器接收機(jī)的裝置，其中J-1個多碼(MC)信道可從包含J個編碼多碼信道(其中J＞1)的信號中消除。MC CDMA接收機(jī)接收多個信號及其多徑。利用一組分離多徑接收機(jī)，可以產(chǎn)生所需數(shù)據(jù)信道的判決統(tǒng)計值。部分解相關(guān)器處理第J個信號的判決統(tǒng)計值以抑制由其它J-1個信號導(dǎo)致的干擾。與本發(fā)明的方法和系統(tǒng)不同，Huang等人不使用任何種類的投影運(yùn)算。
授予Toda等人的美國專利No.6192067描述了在CDMA通信系統(tǒng)中，特別是對于使用直接序列CDMA(DS-CDMA)的數(shù)字移動無線電通信系統(tǒng)，通過估算干擾信號幅度來消除用戶之間干擾和多徑干擾的裝置。判決單元根據(jù)接收碼元矢量和估算信道值的幅度比較來執(zhí)行硬或軟判決。Toda等人的方法與本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的不同之處在于，Toda等人的方法依賴信號的絕對幅度，而不是象本發(fā)明的方法和系統(tǒng)所能作的那樣最多依賴相對功率。Toda等人還僅表明Toda等人的方法等效于減法類型的運(yùn)算，而不是如本發(fā)明的方法和系統(tǒng)所采用的投影運(yùn)算。此外，Toda等人重點(diǎn)放在干擾信號的幅度如何影響消除的作出判定方面，而不是實際的更佳干擾消除方法，而與之相比，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的確提供了更好的干擾消除方法和系統(tǒng)。
授予Kawakami等人的美國專利No.6172969描述了一種裝置，它連續(xù)地估算和消除由導(dǎo)頻(訓(xùn)練)信號和信息信號造成的干擾。Kawakami等人估算導(dǎo)頻信號并消除所估算的由導(dǎo)頻造成的干擾，然后估算信息信號，并消除所估算的影響它的干擾。估算和消除干擾的過程是基于殘留信號。Kawakami等人的方案與本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的不同之處在于，Kawakami等人依賴于絕對功率，因為作出判決的體系結(jié)構(gòu)取決于殘留信號的處理。此外，與本發(fā)明的方法和系統(tǒng)不同，Kawakami等人的方案本質(zhì)上必須是順序性的，即，首先消除導(dǎo)頻，然后用殘差來消除信息信道。
授予Buehrer等人的美國專利No.6157847描述了一種設(shè)在基站的裝置，它執(zhí)行多級濾波處理器，其中把殘留信號傳遞到后續(xù)級。Buehrer等人的裝置與本發(fā)明的方法和系統(tǒng)不同，因為Buehrer等人的裝置僅應(yīng)用于反向鏈路。此外，Buehrer等人的多級濾波器設(shè)計處理殘留信號，與本發(fā)明的差異相當(dāng)大。
授予Tanaka等人的美國專利No.6157685描述了一種用于多波束天線通信系統(tǒng)、如CDMA以消除干擾的裝置。從第一輸入波束信號產(chǎn)生第一干擾復(fù)制信號并減去該信號。采用轉(zhuǎn)換系統(tǒng)產(chǎn)生第二復(fù)制干擾信號并且從由第一干擾復(fù)制信號獲得的信號中減去。每次減法產(chǎn)生為每個信號波束而生成的誤差信號。Tanaka等人的裝置與本發(fā)明的方法和系統(tǒng)不同之處在于，Tanaka等人的裝置依賴重復(fù)減法，與本發(fā)明的方法和系統(tǒng)采用子空間投影不同。
授予Huang等人的美國專利No.6154443描述了一種利用FFT匹配濾波器計算數(shù)據(jù)檢測結(jié)果的裝置，在頻域中由分離多徑接收機(jī)來處理濾波。Huang等人的裝置提供了導(dǎo)頻信號擴(kuò)頻碼匹配濾波器、數(shù)據(jù)信號擴(kuò)頻碼匹配濾波器以及信道匹配濾波器。后者在作出判決之前，估算信道頻率響應(yīng)并且把來自不同路徑的接收數(shù)據(jù)信號組合。Huang等人的裝置與本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的不同之處在于，Huang等人的裝置依賴于減去干擾信號，與采用子空間投影的本發(fā)明的方法和系統(tǒng)不同。
授予Sawahashi等人的美國專利No.6137788描述了一種用于CDMA通信系統(tǒng)中的順序解調(diào)裝置，用于產(chǎn)生多級干擾消除器。從接收信號中減去干擾信號復(fù)制品。Sawahashi等人的裝置與本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的不同之處在于，Sawahashi等人的裝置依賴于減去干擾信號復(fù)制品，與采用子空間投影的本發(fā)明的方法和系統(tǒng)不同。
授予Upadhyay等人的美國專利No.6115409描述了一種自適應(yīng)空間-時間系統(tǒng)，用于利用波束調(diào)向(智能天線)來控制干擾。N-振子的天線陣列的每個振子接收擴(kuò)頻和干擾信號的不同移相版本。通過濾波，有可能調(diào)節(jié)天線的控制加權(quán)值以使干擾信號為零。Upadhyay等人的裝置與本發(fā)明的不同之處在于，Upadhyay等人的裝置特別涉及到N-振子的天線陣列的波束調(diào)向技術(shù)，而本發(fā)明的方法和系統(tǒng)采用消除干擾的信號處理方法，與波束調(diào)向差異相當(dāng)大，并且適用于種類更廣的CDMA系統(tǒng)。該方法需要多個天線，而本發(fā)明不需要，即，可與單天線配合工作。
授予Suzuki等人的美國專利No.6088383描述了一種用于消除干擾的擴(kuò)頻信號解調(diào)器，其中產(chǎn)生復(fù)制信號并從接收信號中減去。Suzuki等人的解調(diào)器與本發(fā)明的方法和系統(tǒng)不同。在Suzuki等人的方案中，解調(diào)器依賴于功率測量來消除復(fù)制信號，與采用子空間投影來抑制干擾的本發(fā)明的方法和系統(tǒng)不同。
授予Schilling等人的美國專利No.6014373描述了用于一種系統(tǒng)的方法，其中，通過減去干擾代碼信道來恢復(fù)一個代碼信道。每個解擴(kuò)頻信號可用于產(chǎn)生被減信號，被減信號又可用于解調(diào)其它代碼信道。Schilling等人的方法與本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的不同之處在于，Schilling等人的方法依賴于減去已經(jīng)解擴(kuò)頻的干擾信號，與采用子空間投影的本發(fā)明的方法和系統(tǒng)不同。
授予Suzuki的美國專利No.5953369描述了一種通過利用在擴(kuò)頻信號中發(fā)送的數(shù)據(jù)塊中提供的功率等級信息來消除干擾的方法。Suzuki的方法與本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的不同之處在于，Suzuki的方法依賴于隨擴(kuò)頻信號發(fā)送的功率等級信息。而與之相比，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可用于在其消除干擾過程中利用功率等級信息，但是不依賴于此信息。
授予Yoshida等人的美國專利No.5930229描述了用于CDMA的干擾消除裝置。它利用代碼正交化濾波器來執(zhí)行逆擴(kuò)頻，其中通過約束條件過程來獲得系數(shù)。此外，它檢測處于恒定功率等級的所需信號，同時抑制干擾波。抽頭系數(shù)控制器根據(jù)代碼正交化濾波器、從載波跟蹤電路輸出的再生載波、從加法器輸出的碼元判定誤差信號以及所需波擴(kuò)頻碼波形來自適應(yīng)地控制抽頭系數(shù)。
Yoshida等人的裝置未使用匹配濾波器設(shè)計，但是使用了構(gòu)造為橫向濾波器的正交化濾波器。該裝置涉及用于將系數(shù)矢量投影到與所需信號垂直的子空間上的自適應(yīng)方法。此外，Yoshida等人的濾波器使用與信道變化無關(guān)的正交系數(shù)。該濾波器包含碼元判定單元，用于判定最可能發(fā)送的碼元是什么。然后根據(jù)碼元判定誤差信號來遞歸地更新抽頭系數(shù)。通過最小均方差(MMSE)控制來使碼元判定誤差信號的平均功率最小?？梢宰赃m應(yīng)地并且根據(jù)擴(kuò)頻、定時和干擾信號的功率上的變化來執(zhí)行干擾消除。
與Yoshida等人的裝置不同，本發(fā)明提供一種用于把信號投影到與已知干擾子空間正交的子空間上的自適應(yīng)方法。此外，投影運(yùn)算符不具有任何類型的根據(jù)碼元判定誤差信號的收斂性；相反，它使用當(dāng)前在接收機(jī)的獨(dú)立分支中跟蹤的干擾的最佳估算值。不使用誤差信號來嘗試改進(jìn)消除操作的結(jié)果。可消除的干擾是已知的，因為它或者是來自另一發(fā)射機(jī)的信號或者是來自當(dāng)前所跟蹤的同一發(fā)射機(jī)的多徑信號。本發(fā)明優(yōu)于Yoshida等人之處在于，不需要任何MMSE控制，因為信號快速變化，當(dāng)前在獨(dú)立的跟蹤環(huán)中跟蹤該信號。此外，除了在跟蹤信號時執(zhí)行的操作之外，在本計算中沒有滯后或臨界相關(guān)性。
Yoshida等人的公開與本發(fā)明的主要差異在于，在Yoshida等人的公開中，抽頭約束處理獲得更新系數(shù)矢量在與代碼矢量空間中所需用戶的碼片波形矢量正交的約束面上的投影，并且求出所投影的矢量與所需用戶碼片波形矢量本身之和。此外，正交碼與接收信號中所需用戶信號之間的相關(guān)為零。與所需用戶碼片波形矢量正交的代碼矢量是可以通過從正交系數(shù)矢量中減去一個分量得到的，正交系數(shù)矢量是通過正交系數(shù)代碼矢量與所需用戶碼片波形矢量相關(guān)、用功率對相關(guān)歸一化并且用所需用戶碼片波形矢量對結(jié)果再擴(kuò)頻而形成的。本發(fā)明產(chǎn)生投影運(yùn)算符，將接收信號投影到與干擾正交、而非與所關(guān)注信號正交的子空間上。因此，它們的投影與所關(guān)注信號正交，而本發(fā)明論述的投影與干擾正交。下面描述本發(fā)明的其它新穎方面。
授予Yang的美國專利No.5872776描述了一種干擾消除方法，它是基于來自其它信號的互相關(guān)干擾的減少。Yang的方法采用多級處理器，該處理器的實現(xiàn)了每個用戶所需的具有不同積分時間的兩個數(shù)據(jù)集。Yang的方法與本發(fā)明的方法和系統(tǒng)不同之處在于，Yang的方法設(shè)法逐步減小互相關(guān)干擾。此外，Yang的方法需要具有不同積分時間的兩個數(shù)據(jù)集。而本發(fā)明的方法和系統(tǒng)對接收機(jī)沒有該限制，可以更容易地集成到現(xiàn)有接收機(jī)設(shè)計中，例如CDMAOne和CDMA2000。
授予Kotzin等人的美國專利No.5787130描述了一種用于從復(fù)合信號中解碼和去除單個用戶的信號的技術(shù)。單個用戶的信號和多徑分量被確定并被用于重構(gòu)用戶信號。然后從包含多用戶的復(fù)合信號中減去重構(gòu)信號。Kotzin等人的裝置與本發(fā)明的方法和系統(tǒng)不同之處在于，Kotzin等人的裝置好象僅針對消除一個用戶信號和多徑的問題。此外，Kotzin等人的裝置采用減法來消除干擾，與采用子空間投影的本發(fā)明的方法和系統(tǒng)不同。
授予Madhow等人的美國專利No.6175587描述了一種在CDMA通信系統(tǒng)中的干擾抑制技術(shù)。Madhow等人的技術(shù)以與本發(fā)明不同的方式解決了異步問題(由于多徑而造成的接收信號分量的不對齊以及由于不同來源造成的路徑延遲)。Madhow等人利用左側(cè)和右側(cè)干擾矢量構(gòu)建干擾矩陣以表示碼元重疊，而本發(fā)明在構(gòu)建干擾矢量時使用組合的干擾矢量。這具有的主要缺點(diǎn)是由于兩種原因a)Madhow等人的消除方法消除了較多所關(guān)注信號；b)Madhow等人的消除方法需要的計算量大約是本發(fā)明方法的四倍。這種計算量的增大部分是由于Madhow等人的專利在各個分支中的相關(guān)器中專門使用所需代碼的正交投影。
本發(fā)明在信號被饋送到適當(dāng)分支中之前主要使用信號的正交投影，可是在一個接收機(jī)系列中，可能需要在搜索接收機(jī)(捕獲)的相關(guān)器中、在跟蹤器中以及在最終相關(guān)器中使用所需代碼的正交投影，而不象Madhow等人方法中那樣僅在分支中的最終相關(guān)器中使用。Madhow等人方法中隱含了這樣的假設(shè)已經(jīng)獲得和跟蹤了任何所需信號。本發(fā)明的方法涵蓋了在正交投影使用前獲取和跟蹤的所需信號，另外更重要的是，還涵蓋了不使用正交投影運(yùn)算符就無法獲取和跟蹤的微弱信號。
為了理解在先有技術(shù)通信系統(tǒng)上的重大改進(jìn)，重要的是理解傳統(tǒng)CDMA通信系統(tǒng)的工作原理。下面將會描述與傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)相關(guān)的基礎(chǔ)功能性。
圖2中說明當(dāng)前PN編碼接收機(jī)的處理體系結(jié)構(gòu)。在接收機(jī)天線202上接收射頻(RF)的PN編碼信號200。變頻電路204執(zhí)行從RF到中頻(IF)的下變頻，然后A/D電路206進(jìn)行抽樣和模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換。把數(shù)字IF信號傳遞到多個處理通道208、210和212，它們執(zhí)行獲取和跟蹤的信號處理操作。應(yīng)當(dāng)理解，任何數(shù)量的信號處理通道可以與本發(fā)明的理論結(jié)合使用。注意，在各個處理通道中執(zhí)行的信號獲取可能在接收機(jī)的實現(xiàn)中不是必需的。雖然詳細(xì)描述可能在各接收機(jī)分支中包括信號獲取，但是本發(fā)明包括不在各分支中單獨(dú)執(zhí)行信號獲取的接收機(jī)。為了說明，僅表示出三個信道208、210和212?？稍诟魈幚硗ǖ乐邪硗獾奶幚砑堿、B和C。此外，在所有描述中，信號未分解成同相(I)和正交(Q)表示。但是，所包含的接收機(jī)體系結(jié)構(gòu)包括了執(zhí)行這種分解和分別處理I和Q表示(信道)的接收機(jī)。
基線接收機(jī)把接收信號從射頻(RF)信號200轉(zhuǎn)換到中頻(IF)或基帶頻率，然后對A/D電路206所產(chǎn)生的數(shù)字信號進(jìn)行離散抽樣。在詳細(xì)描述中，IF可包括基帶。例如RF參考信號以下式給定sRF(t)＝cos(ωRFt+m)(5)其中ωRF是RF角頻率，m是π/4-QPSK中相位的四個可能值之一。
基線接收機(jī)有效地把接收的RF信號與參考載波相乘，產(chǎn)生由IF或基帶分量和高頻分量構(gòu)成的信號。
s(t)＝sRF(t)*2cos(ωt)＝cos((ωRF-ω)t+m)+cos((ωRF+ω)t+m)(6)低通濾波消除高頻分量，得到模擬信號
s(t)＝cos((ωRF-ω)t+m)(7)可對其進(jìn)行離散抽樣以提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
在圖2所示的各處理通道內(nèi)，重點(diǎn)放在信道內(nèi)的信號獲取和信號跟蹤功能。這些功能在圖3中表示并在下文中詳細(xì)說明。
獲取310是粗同步過程，它確定是否存在信號，如果存在，則估算信號參數(shù)，例如但不限于頻率、相位和延時，這些參數(shù)提供給跟蹤環(huán)。通常，獲取過程310產(chǎn)生時間或PN碼偏移和多普勒頻偏的估算值。與接收機(jī)當(dāng)前時間的時間偏移是信號從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的浮動時間的結(jié)果并且由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間任何同步缺損引起。與載波頻率之間的多普勒頻偏是由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的相對速度引起的。PN碼信號獲取實際上是對PN碼的未知參數(shù)的搜索。對于本申請，未知的是代碼偏移(即在整個PN碼中測量結(jié)果y中包含的代碼段所處的位置)和適當(dāng)?shù)妮d波頻率。代碼中的偏移是代碼偏移，也稱為時間偏移。估算的頻率是中頻加上信號可能遭受到的任何多普勒頻移。即使有可能在地面系統(tǒng)中可忽略多普勒頻移，這個假定在GLOBALSTAR的開發(fā)和其它基于空間的應(yīng)用中也是不成立的。因此，本質(zhì)上，獲取過程對于地面系統(tǒng)是一維的，對于基于空間的應(yīng)用是二維的。
搜索過程涉及首先在試用代碼和頻率偏移上復(fù)制PN碼的同相(I)和正交(Q)版本。I和Q信道在相位上偏移90度。這種復(fù)制的代碼與測量的數(shù)據(jù)y利用以下積分和轉(zhuǎn)儲方案進(jìn)行匹配φt,f=hIT(t,f)y+hQT(t,f)---(8)]]>其中hI(t，f)是具有代碼偏移t和頻率偏移f的I信道復(fù)制代碼，hQ(t，f)是具有代碼偏移t和頻率偏移f的Q信道復(fù)制代碼，而φt，f是匹配運(yùn)算的結(jié)果。
這個過程對一組試用頻率和代碼偏移重復(fù)進(jìn)行，產(chǎn)生所得到的φt，f。把φt，f的這些值與門限Vt比較，并記錄超過門限的那些值。與超過門限的φ值對應(yīng)的t和f值是代碼偏移和頻率偏移的初始估算值，并被傳遞到跟蹤級312。以虛警的單次試用概率Pfa和測量的1-σ噪聲功率來表示的門限σn可用多種方式來計算，包括以下公式Vt=σn-2lnPfa---(9)]]>其中σn是噪聲方差，Pfa是所需的虛警概率。
例如，蜂窩CDMA中最強(qiáng)基站的初始獲取是盲的自舉過程，因為沒有信息是已知的，而后續(xù)基站可利用鄰表信息明顯地收縮搜索窗口來獲取。在IS-95盲獲取中，對所有可能的215個短代碼偏移產(chǎn)生一短段(相關(guān)長度)復(fù)合復(fù)制代碼，以便搜索整個代碼序列。然后一段接收數(shù)據(jù)與所有復(fù)制信號相關(guān)。相關(guān)峰值表明接收信號在短代碼中的位置。由于遇到的多普勒頻率最小并且通常集中在0Hz附近，所以可以僅對代碼偏移進(jìn)行一維搜索。初始自舉過程提供了短代碼偏移的估算值，可以進(jìn)一步通過后續(xù)獲取程序來改進(jìn)估算值。
在獲取和跟蹤某個基站之后，可以通過同步信道訪問該基站的鄰表。鄰表提供附近基站的相對偏移和建議的搜索窗口(+/-N個碼片)以便于獲取過程。盲獲取搜索不是必需的，分支可以直接進(jìn)行到二維獲取程序。
由于盲獲取程序和鄰表都限定了代碼偏移的不確定性的范圍，并且移動用戶遇到的多普勒頻率的范圍小，所以二維搜索空間相當(dāng)小。搜索空間被分割成小的矩形區(qū)域，其維數(shù)由多普勒倉(bin)以及或者碼片或者碼片的部分來指定。倉大小和穿過搜索空間的路徑的選擇是根據(jù)獲取速度和可靠性的要求。通常，在一個多普勒值上搜索所有代碼偏移。如果未找到候選偏移，則交替在原始多普勒值上下的下一個多普勒倉中繼續(xù)搜索。更復(fù)雜的獲取或搜索算法可通過利用已知的隨機(jī)屬性從此系統(tǒng)方法中導(dǎo)出，也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)考慮。
一旦獲取模塊310成功地識別數(shù)據(jù)中的信號及其相關(guān)參數(shù)，控制轉(zhuǎn)移到跟蹤模塊312，跟蹤模塊312可包括兩個或兩個以上耦合跟蹤環(huán)。在優(yōu)選實施例中，跟蹤模塊312具有至少一個載波跟蹤環(huán)316和一個代碼跟蹤環(huán)318。載波跟蹤環(huán)316的功能是跟蹤輸入載波的相位和頻率，對于相位采用鎖相環(huán)(PLL)320，對于頻率采用頻率鎖定環(huán)(FLL)322。PPL 320可以是傳統(tǒng)的或科斯塔斯鎖相環(huán)，或者是信號處理領(lǐng)域中任何其它已知的方法。注意，PLL或FLL都不是接收機(jī)實現(xiàn)中必需的。雖然詳細(xì)描述可能包括PLL和/或FLL，但是本發(fā)明包括不采用PLL和/或FLL的接收機(jī)。
代碼跟蹤環(huán)318的用途是產(chǎn)生輸入信號的PN碼的同步版本。代碼跟蹤環(huán)318常常稱作延遲鎖定環(huán)(DLL)318。
有多種方法可用于構(gòu)建FLL、PLL和/或DLL以跟蹤編碼信號。無論所用的方法如何，這些環(huán)的輸出由頻率偏移324、代碼偏移326和相位偏移328的估算值構(gòu)成。例如，由于信道中的變化、即基站和移動單元之間的相對運(yùn)動和周圍環(huán)境的變化，多普勒、相位和偏移參數(shù)324至328是時變的。
存在多徑時，在數(shù)字IF數(shù)據(jù)流中存在所關(guān)注信號的附加副本，必須如圖4所示來獲取和處理。獲取步驟410檢測是否存在所關(guān)注信號的多徑副本，這些多徑副本看似附加峰值。但是，每個多徑副本將在與原始信號不同的代碼偏移、相位偏移和多普勒偏移上。因此，必須在各個跟蹤模塊412中獨(dú)立地跟蹤這些信號。獨(dú)立跟蹤各個多徑的要求導(dǎo)致每個通道中需要附加的跟蹤模塊。圖4中說明一般結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)理解，F(xiàn)FL 422、PLL 420和DLL 418類似于相應(yīng)的FFL 322、PPL320和DLL 318。
利用圖3所述的跟蹤模塊分別跟蹤多徑信號。一旦已知時間、代碼、相位和多普勒偏移，利用分離多徑處理器430組合信號。分離多徑處理可以多種方式執(zhí)行，其中之一在Price，R.& Green，P.E.，Jr.的“用于多徑信道的通信技術(shù)”中描述[Proc.IRE，vol46，pp.555-570，1958年3月]，將其通過引用完整地結(jié)合于本文中。
利用本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可以減輕至少兩種干擾。第一種干擾是由一個源的信號滲入另一源的獲取和跟蹤通道中引起的。這種類型的干擾是交叉信道干擾。第二種干擾出現(xiàn)在一個或多個信號、例如視距信號干擾從同一源獲取第二、第三或第四多徑信號的能力時。這種類型的干擾是共信道干擾。泄漏的物理原因如上所述。
在以下各小節(jié)中，描述了消除干擾的新穎方法；論述了新穎技術(shù)如何分別應(yīng)用于交叉信道和共信道干擾；提供了同時減輕交叉信道和共信道干擾的新穎體系結(jié)構(gòu)。此外，還描述了可用來構(gòu)建S矩陣的不同方法，從而獲得各種程度的干擾消除。
投影的基本說明以下說明在本發(fā)明中投影運(yùn)算符的使用。
接收機(jī)從多個源及其多徑接收由信號集構(gòu)成的信號，其中發(fā)往特定用戶的數(shù)據(jù)通過唯一代碼進(jìn)行擴(kuò)頻。例如，在CDMAOne系統(tǒng)中，各個基站在不同的短代碼偏移上廣播其傳輸信息，通過正交沃爾什碼在各基站的信號內(nèi)執(zhí)行信道化。接收信號矢量是接收的實際模擬信號的離散化、即數(shù)字形式，其中各元素是在時間的離散點(diǎn)上測量的信號的值。具體來講，測量信號可表示為具有相關(guān)幅度的所關(guān)注信號(圖5中H是信號矢量)、具有相關(guān)幅度的干擾信號(圖5中S是干擾矢量)以及加性噪聲之和。矢量長度是任意的，但是可以指定為例如抽樣M次的一個調(diào)制碼元。
表示離散化的所關(guān)注信號和離散化的干擾信號的矢量位于M維空間中。長度為M的線性無關(guān)矢量的集合構(gòu)成一個生成M維空間的基集。因此，M維空間中的任何點(diǎn)可表示為這些基矢量的線性組合。例如，矢量[100]T，
T和
T構(gòu)成三維空間，例如xyz坐標(biāo)系。通過將這三個矢量進(jìn)行縮放和相加，可以表示任何階的三元組(x，y，z)。
根據(jù)本發(fā)明的工作模式，按照下面給出的標(biāo)準(zhǔn)來選擇要抑制的干擾信號子集。干擾矢量(s)子集生成干擾子空間S。干擾信號子集由在接收機(jī)的先前處理分支中已被跟蹤的信號構(gòu)成(在CDMAOne的情況下，至少已經(jīng)跟蹤了導(dǎo)頻信道，其它信道的參數(shù)可從導(dǎo)頻中導(dǎo)出)。因此，接收機(jī)可為每個干擾信號在正確的相位、多普勒和擴(kuò)頻碼上準(zhǔn)確地創(chuàng)建復(fù)制(參考)信號。通過干擾復(fù)制信號集，可以產(chǎn)生投影運(yùn)算符，可將其應(yīng)用于測量數(shù)據(jù)以消除這些干擾信號。
一般來說，投影是一種能夠從復(fù)合信號中提取所關(guān)注部分的運(yùn)算。例如，由許多分量構(gòu)成的信號可以通過適當(dāng)構(gòu)建的投影運(yùn)算符來運(yùn)算，以便提取所關(guān)注的分量。當(dāng)前的碼分多址(CDMA)系統(tǒng)采用一種投影運(yùn)算符，它設(shè)計成提取所關(guān)注分量而忽略或不理會構(gòu)成復(fù)合信號的其它分量。本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合了能夠消除被認(rèn)為是干擾源的一些分量而從復(fù)合信號中提取所關(guān)注分量的投影。本發(fā)明的一個關(guān)鍵方面是這種投影的公式是非常有效地與現(xiàn)有體系結(jié)構(gòu)配合的方式。
投影運(yùn)算符Ps⊥把測量信號矢量y投影到與干擾子空間(在圖5中表示為S)正交的子空間上，也稱為PGy。例如，考慮M維空間中的矢量。投影運(yùn)算通過確定矢量在較低維空間中的各維中的影響，把矢量投影到此較低維空間上。這可以看作與光把三維物體投影到二維平面上的方式非常相似。此投影運(yùn)算有效地消除了在干擾的指定方向上的所有影響(注意與功率無關(guān))。投影運(yùn)算符形成與干擾子空間S正交的子空間Ps⊥y。結(jié)果，如果試圖把干擾子空間中的矢量投影到Ps⊥y上，則沒有任何影響。
干擾減輕的物理原因通過考慮等式(2)的測量結(jié)果模型來開始干擾減輕的分析。在H和S的各列生成的空間上的正交投影可以分解成如圖5所示。
PHS=PS+PPS⊥H=PS+PG---(10)]]>其中Ps＝S(STS)-1ST，PPS⊥H=PS⊥H(HTPS⊥H)-1HTPS⊥]]>和PS⊥=I-Ps]]>是投影矩陣，以及G=PS⊥H.]]>接下來考慮檢測問題的兩種情況。在第一種情況中，假定測量噪聲方差為已知，而在第二種情況中，假定測量噪聲方差是未知的。
情況1已知測量噪聲方差假定測量噪聲方差已知為σ2，則用于檢測具有來自S的干擾的子空間H中的信號的測試統(tǒng)計量由下式給出
φ(y)=yTPGyσ2---(11)]]>情況2未知測量噪聲方差當(dāng)測量噪聲方差未知時，用于檢測來自H的影響、同時抑制來自S的影響的一致最強(qiáng)大(UMP)測試已經(jīng)在文獻(xiàn)中導(dǎo)出，由下式給出φ(y)=yTPGyyTPS⊥P⊥GPS⊥y---(12)]]>先有技術(shù)理論中的主要思想是把測量結(jié)果y投影到空間G上，并在G中執(zhí)行檢測測試。在G上的這種投影可以通過以下等效方式來看與空間S平行，與垂直于S的空間垂直，并且相對于空間H傾斜。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可用于擴(kuò)展這些思想，同時減輕交叉信道和共信道干擾。
交叉信道干擾減輕交叉信道干擾減輕要求必須從所關(guān)注源的信道中消除來自其它源的影響及其所有多徑副本。因此，矩陣S必須包含在正確的代碼、相位和多普勒偏移上的干擾源的信號或信號的一部分。為了說明如何在矩陣S中排列代碼，現(xiàn)在考慮正在獲取和跟蹤干擾源時發(fā)生的情況。
如圖6所示，為所考慮的長度為N的積分周期確定各代碼的多普勒、代碼和相位偏移。例如，提供長度為N的三個矢量610、612、614作為圖7中結(jié)構(gòu)的輸入，此結(jié)構(gòu)的輸出分別是所考慮的信號的各個多徑副本616、618、620的代碼、相位和多普勒偏移。圖6中可以看出對此過程的一些物理實例。
如圖6所示，對于y的N個抽樣點(diǎn)的每段，即610、612和614，各種多徑分別按一定量622、624、626偏移。例如，對于y的N個抽樣點(diǎn)的段610，圖7中的結(jié)構(gòu)估算在分離多徑過程730之前圖6中所示的代碼偏移。假定多徑結(jié)構(gòu)在所考慮的段和接下來的若干段中不會急劇變化，則可使用該偏移(代碼、相位和多普勒中的偏移)來推斷段612、614和以上段中存在的代碼段。正是這些段用于構(gòu)建段610、612、614等所需的S矩陣。
給定組裝在矩陣S中的干擾源及其多徑信號的代碼，有許多方法可使用矩陣S來消除干擾。這些技術(shù)概述如下。
用于減輕干擾的方法1用于減輕干擾的標(biāo)準(zhǔn)方法的獲取和跟蹤步驟涉及到執(zhí)行與在選定的代碼、相位和多普勒偏移上的代碼復(fù)制品的相關(guān)。在獲取級，將結(jié)果平方并與門限比較。在跟蹤級，還使用該結(jié)果通過比較實部和虛部之間角度來跟蹤頻率、相位和代碼偏移。關(guān)鍵點(diǎn)在于獲取和跟蹤都涉及將測量結(jié)果y與代碼復(fù)制品相關(guān)。方法1的實質(zhì)是用等式(1)代替標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)過程。為了看一看代替實現(xiàn)的程度，可使用投影矩陣PGPG＝G(GTG)-1GT(13)其中G=PS⊥h]]>，S是干擾代碼的矩陣，h是所關(guān)注源的復(fù)制代碼。由于投影矩陣是冪等的PGPG＝PG(14)可以在標(biāo)準(zhǔn)接收機(jī)中用以下運(yùn)算代替與復(fù)制代碼的相關(guān)z＝PGy(15)將結(jié)果z平方而得到以下zTz＝(PGy)TPGy＝y(tǒng)TPGy(16)注意，事實上，PG是對稱的，已經(jīng)利用了冪等矩陣。
等式(16)中的結(jié)果正是等式(11)的分子。分母只是噪聲的方差，假定它是先驗已知的。當(dāng)然，實際上必須估算噪聲協(xié)方差。這個方差可以利用作為等式(8)中門限建立的一部分的方差估算來估算。當(dāng)然，當(dāng)計算方差時，使用等式(15)和(16)，但是采用任意h或復(fù)制代碼。
本發(fā)明的相關(guān)過程可用于代替目前獲取和跟蹤實現(xiàn)中使用的標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)。
用于減輕干擾的方法2
備選程序涉及以未歸一化的過程執(zhí)行相關(guān)，它包含僅執(zhí)行等式(15)和(16)中的計算。接著，不是用方差估算值來歸一化，而是直接如等式(8)所示計算門限。也會使用等式(15)和(16)來計算方差，但是采用任意復(fù)制代碼。
用于減輕干擾的方法3下一個方法涉及用等式(12)的分母來代替噪聲方差的標(biāo)準(zhǔn)估算值。
用于減輕干擾的方法4另一方法與方法2相同的是，如等式(8)中所示計算門限，只是等式(6)中的方差用等式(12)中的分母來代替。
用于減輕干擾的方法5一種用于干擾抑制的方法涉及把投影矩陣PG分解成一系列的未歸一化的計算。在跟蹤級中計算同相分量與正交分量的比例消除了任何由于缺少歸一化而導(dǎo)致的換算因子，而計算考慮了獲取級中缺少歸一化的適當(dāng)調(diào)整的門限。這是目前的移動電話、基站、GPS接收機(jī)等中當(dāng)前所做的。
大家記得，投影矩陣PG是在位于與S正交的空間中的h分量上的投影。因此，分子項yTPGy可以分解如下yTPGy＝y(tǒng)TG(GTG)-1GTy＝y(tǒng)TG(GTG)-1/2(GTG)-1/2GTy＝((GTG)-1/2GTy)T(GTG)-1/2GTy(17)上述等式中的分子項的最終形式表明，通過項(GTG)-1/2GT對y的一段進(jìn)行運(yùn)算。然后將結(jié)果平方以計算yTPGy。顯然，運(yùn)用于該段y的項被歸一化，而歸一化項是(GTG)-1/2。在本方法中，通過消去項(GTG)-1/2修改結(jié)果并在測量段y上執(zhí)行未歸一化運(yùn)算。所得的在y上的運(yùn)算由下式給出z＝GTy(18)記得G=PS⊥h]]>，因此，從上式得出的z可以重寫為
z=hTPS⊥y---(19)]]>對上述z的等式應(yīng)用以下定義y~=PS⊥y---(20)]]>因此，等式(16)中的運(yùn)算可重寫為z=hTPS⊥y=hTy~---(21)]]>因此，該過程包括首先計算y~=PS⊥y]]>，然后將此結(jié)果傳送到標(biāo)準(zhǔn)獲取和跟蹤級。標(biāo)準(zhǔn)獲取和跟蹤級已將輸入與h相關(guān)，h是所關(guān)注源的復(fù)制代碼。這樣做，獲取和跟蹤級計算等式(21)。此過程如圖7所示。
圖7中所示的體系結(jié)構(gòu)以下列方式工作。假定接收機(jī)獲取和跟蹤來自源之一的信號。此時，在702，該源的信息700、即該源的信號的代碼、相位和多普勒偏移以及所有多徑用于構(gòu)建矩陣S。這個矩陣被饋送到所有其它源的信道。在704，那些其它源的信道使用矩陣S來建立Ps⊥。關(guān)于該源的后續(xù)操作如圖7所示進(jìn)行。一旦獲取和正在跟蹤第二源，則該源的信息也被添加到矩陣S中，對于所有源依此類推。這個過程繼續(xù)進(jìn)行，直到所有源(或者至少是所有強(qiáng)干擾源，例如以相對較高的功率進(jìn)行廣播的源)的信息用于在702中構(gòu)建矩陣S。當(dāng)然，對于該源的信道，源本身的信息未用于S矩陣中。因此，用于各源的S矩陣是不同的而且只包含系統(tǒng)中其它源的信息----由干擾信號或者信號的部分構(gòu)成。共信道干擾減輕712還可利用這里所述的技術(shù)來減輕。該方法是在S矩陣中包括信號的一部分，即，在對于各個造成干擾的多徑的正確代碼、相位和多普勒偏移上的源本身的代碼。通過以這樣的方式包括源本身的代碼，接收機(jī)可以獲取和跟蹤附加的多徑信號，否則它們可能被埋沒在干擾中。
通過在S矩陣中包含所有干擾信號或在正確代碼、相位和多普勒偏移上的信號的部分，可以同時實現(xiàn)交叉信道和共信道干擾減輕。所有用于干擾減輕的技術(shù)會應(yīng)用于矩陣S的修改中。
在圖8中，說明圖7的過程如何能得到增強(qiáng)以消除共信道和交叉信道干擾。
圖8中說明該結(jié)構(gòu)的工作。圖8中，表示出用于消除交叉信道和共信道干擾的單個數(shù)據(jù)處理通道的結(jié)構(gòu)布局。單個數(shù)據(jù)處理通道設(shè)計成獲取和跟蹤來自單個源的信號。
在所示體系結(jié)構(gòu)中，單個數(shù)據(jù)處理通道包括多個分支800、800’和800”，其中各分支包括代碼生成模塊802、802’和802”(用于構(gòu)建S矩陣)；Ps⊥模塊804、804’和804”；獲取模塊810、810’和810”；以及跟蹤模塊812、812’和812”。當(dāng)然，跟蹤模塊包括FLL 822、822’和822”；PLL 820、820’和820”；以及DLL 818、818’和818”。通道中的各處理分支800、800’和800”具有獲取和跟蹤來自相同源的不同多徑信號的功能。
為了理解圖8所示的體系結(jié)構(gòu)如何工作，可采用初始假設(shè)該通道被指定為跟蹤來自特定源的信號，以及系統(tǒng)已經(jīng)處于獲取和跟蹤其它源的過程中。
對這個通道的輸入數(shù)據(jù)以數(shù)字IF數(shù)據(jù)流的形式到達(dá)。由于存在被跟蹤的其它源，因此復(fù)制代碼生成器模塊802、802’和802”將產(chǎn)生適當(dāng)?shù)腟矩陣，并且用該矩陣來建立Ps⊥804、804’和804”。在這種情況下，數(shù)字IF數(shù)據(jù)流y作為輸入提供到Ps⊥模塊。這個模塊804的輸出饋送到同一個分支中的獲取模塊810。
如果系統(tǒng)沒有跟蹤其它任何源，則將不會產(chǎn)生S矩陣，因此也沒有Ps⊥功能。在這種情況下，輸入的數(shù)字IF數(shù)據(jù)流被直接傳遞到獲取級。
獲取級獲取來自所關(guān)注源的信號及其全部多徑副本。如果獲取級識別一個以上的多徑，則多個跟蹤部分被分別用于各多徑信號。跟蹤級812、812’和812”的輸出可以是代碼、相位和多普勒偏移，它們用來構(gòu)建其它信道中的S。至此，該過程與圖7中所述相同。此外，如果消耗了所有可用的處理跟蹤，則無需減輕任何共信道干擾。
現(xiàn)在假定由于共信道干擾，獲取級810只能獲取少于可用處理分支的多徑，即其它多徑信號被隱藏在共信道干擾中。在該情況下，來自獲取級的信息被用來跟蹤所識別的第一組信號。關(guān)于被跟蹤的第一組信號的代碼、相位和多普勒偏移的信息從跟蹤系統(tǒng)812獲取，并作為輸入提供到復(fù)制代碼生成器模塊802’和802”中。
現(xiàn)在，此分支中構(gòu)建的S矩陣包括分支800中所處理的單獨(dú)信號的代碼。因此，分支800’將從其它所有源以及來自所關(guān)注源的主要信號中消除干擾。此分支中的獲取模塊810’然后獲取現(xiàn)在因已經(jīng)從主信號中消除了干擾而可見的多徑信號。該多徑然后在跟蹤模塊812’中被跟蹤，把跟蹤信息提供到分支800(改進(jìn)其跟蹤主信號的能力)以及其它分支、如800”，以便幫助找出其它微弱的多徑信號。來自所有這些模塊的跟蹤信息被用來執(zhí)行對數(shù)據(jù)解調(diào)的分離多徑操作830。
雖然已經(jīng)參照附圖并結(jié)合優(yōu)選實施例對本發(fā)明進(jìn)行了全面描述，但是要理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員很清楚各種變更和修改。只要這些變更和修改未背離本發(fā)明的范圍，它們將被視為包含在所附權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有前向鏈路的通信系統(tǒng)，它包括發(fā)送多個射頻(RF)信號的基站；以及至少一個移動臺，所述移動臺包括用于接收所述RF信號的接收機(jī)；用于把所述RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)信號的裝置；用于對所述IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生數(shù)字IF信號的裝置，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；用于通過把所述數(shù)字信號投影到與所述干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與所述數(shù)字信號相乘來消除所述數(shù)字信號中的共信道干擾的裝置；以及用于獲取和跟蹤所述投影的數(shù)字信號的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述中頻(IF)信號包括基帶。
3.如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述接收機(jī)包括多個分支。
4.如權(quán)利要求3所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，來自一個分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
5.如權(quán)利要求3所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，來自第一分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少第二分支中被當(dāng)作干擾來處理。
6.如權(quán)利要求5所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，來自所述第一和第二分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
7.一種移動臺，所述移動臺用于從相同源接收至少兩個射頻(RF)信號并且包括用于接收所述RF信號的接收機(jī)；用于把所述RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)信號的裝置；用于對所述IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生數(shù)字IF信號的裝置，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；用于通過把所述數(shù)字信號投影到與所述干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與所述數(shù)字信號相乘來消除所述數(shù)字信號中的共信道干擾的裝置；以及用于獲取和跟蹤所述投影的數(shù)字信號的裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的移動臺，其特征在于，所述中頻(IF)信號包括基帶。
9.如權(quán)利要求7所述的移動臺，其特征在于，所述接收機(jī)包括多個分支。
10.如權(quán)利要求9所述的移動臺，其特征在于，來自一個分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
11.如權(quán)利要求10所述的移動臺，其特征在于，來自第一分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少第二分支中被當(dāng)作干擾來處理。
12.如權(quán)利要求11所述的移動臺，其特征在于，來自所述第一和第二分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
13.一種用于在具有至少一個接收電路的接收機(jī)中接收信號的方法，所述方法包括以下步驟從相同源接收至少兩個射頻(RF)信號；把所述RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)信號；對所述IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生數(shù)字IF信號，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；以及通過把所述數(shù)字信號投影到與所述干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與所述數(shù)字信號相乘來消除所述數(shù)字信號中的共信道干擾。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于還包括對于所述接收機(jī)中的每個分支重復(fù)上述步驟。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，來自所述接收機(jī)的一個分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，來自所述第一和第二分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
17.一種具有反向鏈路的通信系統(tǒng)，它包括至少一個發(fā)送射頻(RF)信號的移動臺；以及至少一個基站，所述基站包括用于從所述移動臺接收至少兩個RF信號的接收機(jī)；用于把所述RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)信號的裝置；用于對所述IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生數(shù)字IF信號的裝置，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；用于通過把所述數(shù)字信號投影到與所述干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與所述數(shù)字信號相乘來消除所述數(shù)字信號中的共信道干擾的裝置；以及用于獲取和跟蹤所述投影的數(shù)字信號的裝置。
18.如權(quán)利要求17所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述中頻(IF)信號包括基帶。
19.如權(quán)利要求17所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述接收機(jī)包括多個分支。
20.如權(quán)利要求19所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，來自一個分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
21.如權(quán)利要求19所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，來自第一分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少第二分支中被當(dāng)作干擾來處理。
22.如權(quán)利要求21所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，來自所述第一和第二分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
23.一種基站，所述基站用于從相同源接收至少兩個射頻(RF)信號并且包括用于接收所述RF信號的接收機(jī)；用于把所述RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)信號的裝置；用于對所述IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生數(shù)字IF信號的裝置，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；用于通過把所述數(shù)字信號投影到與所述干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與所述數(shù)字信號相乘來消除所述數(shù)字信號中的共信道干擾的裝置；以及用于獲取和跟蹤所述投影的數(shù)字信號的裝置。
24.如權(quán)利要求23所述的基站，其特征在于，所述中頻(IF)信號包括基帶。
25.如權(quán)利要求23所述的基站，其特征在于，所述接收機(jī)包括多個分支。
26.如權(quán)利要求25所述的基站，其特征在于，來自一個分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
27.如權(quán)利要求26所述的基站，其特征在于，來自第一分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少第二分支中被當(dāng)作干擾來處理。
28.如權(quán)利要求27所述的基站，其特征在于，來自所述第一和第二分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
29.一種用于在具有至少一個接收電路的接收機(jī)中接收信號的方法，所述方法包括以下步驟接收從一個移動接收機(jī)廣播的至少兩個射頻(RF)信號；把所述RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)信號；對所述IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生數(shù)字IF信號，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；以及通過把所述IF信號投影到與所述干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與所述數(shù)字信號相乘來消除所述數(shù)字信號中的共信道干擾。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于還包括對于所述接收機(jī)中的每個分支重復(fù)上述步驟。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，來自所述接收機(jī)的一個分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，來自第一和第二分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
33.一種具有前向鏈路的通信系統(tǒng)，它包括至少一個發(fā)送射頻(RF)信號的基站；以及至少一個移動臺，所述移動臺包括用于接收所述RF信號的接收機(jī)；用于把所述RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)信號的裝置；用于對所述IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生IF數(shù)字信號的裝置，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；用于通過把所述數(shù)字信號投影到與所述干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與所述數(shù)字信號相乘來消除所述數(shù)字信號中的交叉信道干擾的裝置；以及用于獲取和跟蹤所述投影的數(shù)字信號的裝置。
34.如權(quán)利要求33所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述中頻(IF)信號包括基帶。
35.如權(quán)利要求33所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述接收機(jī)包括多個分支。
36.如權(quán)利要求35所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，來自一個分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
37.如權(quán)利要求35所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，來自第一分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少第二分支中被當(dāng)作干擾來處理。
38.如權(quán)利要求37所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，來自所述第一和第二分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
39.一種移動臺，所述移動臺用于接收射頻(RF)信號并且包括用于接收所述RF信號的接收機(jī)；用于把所述RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)信號的裝置；用于對所述IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生數(shù)字IF信號的裝置，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；用于通過把所述數(shù)字信號投影到與所述干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與所述數(shù)字信號相乘來消除所述數(shù)字信號中的交叉信道干擾的裝置；以及用于獲取和跟蹤所述投影的數(shù)字信號的裝置。
40.如權(quán)利要求39所述的移動臺，其特征在于，所述中頻(IF)信號包括基帶。
41.如權(quán)利要求39所述的移動臺，其特征在于，所述接收機(jī)包括多個分支。
42.如權(quán)利要求41所述的移動臺，其特征在于，來自一個分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
43.如權(quán)利要求42所述的移動臺，其特征在于，來自第一分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少第二分支中被當(dāng)作干擾來處理。
44.如權(quán)利要求43所述的移動臺，其特征在于，來自所述第一和第二分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
45.一種用于在具有至少一個接收電路的接收機(jī)中接收信號的方法，所述方法包括以下步驟接收至少一個射頻(RF)信號；把所述RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)信號；對所述IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生數(shù)字IF信號，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；以及通過把所述數(shù)字信號投影到與所述干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與所述數(shù)字信號相乘來消除所述數(shù)字信號中的交叉信道干擾。
46.如權(quán)利要求45所述的移動臺，其特征在于，所述中頻(IF)信號包括基帶。
47.如權(quán)利要求45所述的移動臺，其特征在于，所述接收機(jī)包括多個分支。
48.如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于還包括對于所述接收機(jī)中的每個分支重復(fù)上述步驟。
49.如權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于，來自所述接收機(jī)的一個分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
50.如權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于，來自第一和第二分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
51.一種具有反向鏈路的通信系統(tǒng)，它包括至少一個發(fā)送射頻(RF)信號的移動臺；以及至少一個基站，所述基站包括用于接收所述RF信號的接收機(jī)；用于把所述RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)信號的裝置；用于對所述IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生數(shù)字IF信號的裝置，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；用于通過把所述數(shù)字信號投影到與所述干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與所述數(shù)字信號相乘來消除所述數(shù)字信號中的交叉信道干擾的裝置；以及用于獲取和跟蹤所述投影的數(shù)字信號的裝置。
52.如權(quán)利要求51所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述中頻(IF)信號包括基帶。
53.如權(quán)利要求51所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述接收機(jī)包括多個分支。
54.如權(quán)利要求53所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，來自一個分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
55.如權(quán)利要求53所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，來自第一分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少第二分支中被當(dāng)作干擾來處理。
56.如權(quán)利要求55所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，來自所述第一和第二分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
57.一種基站，所述基站用于接收至少兩個射頻(RF)信號并且包括用于接收所述RF信號的接收機(jī)；用于把所述RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)信號的裝置；用于對所述IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生數(shù)字IF信號的裝置，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；用于通過把所述數(shù)字信號投影到與所述干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與所述數(shù)字信號相乘來消除所述數(shù)字信號中的交叉信道干擾的裝置；以及用于獲取和跟蹤所述投影的數(shù)字信號的裝置。
58.如權(quán)利要求57所述的基站，其特征在于，所述中頻(IF)信號包括基帶。
59.如權(quán)利要求57所述的基站，其特征在于，所述接收機(jī)包括多個分支。
60.如權(quán)利要求59所述的基站，其特征在于，來自一個分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
61.如權(quán)利要求60所述的基站，其特征在于，來自第一分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少第二分支中被當(dāng)作干擾來處理。
62.如權(quán)利要求61所述的基站，其特征在于，來自所述第一和第二分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
63.一種用于在具有至少一個接收電路的接收機(jī)中接收信號的方法，所述方法包括以下步驟接收從至少一個移動接收機(jī)廣播的至少一個射頻(RF)信號；把所述RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)信號；對所述IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生數(shù)字IF信號，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；以及通過把所述數(shù)字信號投影到與所述干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與所述數(shù)字信號相乘來消除所述數(shù)字信號中的交叉信道干擾。
64.如權(quán)利要求63所述的方法，其特征在于還包括對于所述接收機(jī)中的每個分支重復(fù)上述步驟。
65.如權(quán)利要求64所述的方法，其特征在于，來自所述接收機(jī)的一個分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
66.如權(quán)利要求64所述的方法，其特征在于，來自第一和第二分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
67.一種具有前向鏈路的通信系統(tǒng)，它包括至少一個發(fā)送多個射頻(RF)信號的基站；以及至少一個移動臺，所述移動臺包括用于接收所述RF信號的接收機(jī)；用于把所述RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)信號的裝置；用于對所述IF模擬信號進(jìn)行抽樣而產(chǎn)生數(shù)字IF信號的裝置，所述數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量和干擾分量；以及用于通過把所述數(shù)字信號投影到與所述干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與所述數(shù)字信號相乘來消除所述數(shù)字信號中的共信道干擾和交叉信道干擾的裝置；以及用于獲取和跟蹤所述投影的數(shù)字信號的裝置。
68.如權(quán)利要求67所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述中頻(IF)信號包括基帶。
69.如權(quán)利要求67所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述接收機(jī)包括多個分支。
70.如權(quán)利要求69所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，來自一個分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
71.如權(quán)利要求69所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，來自第一分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少第二分支中被當(dāng)作干擾來處理。
72.如權(quán)利要求71所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，來自所述第一和第二分支的所述數(shù)據(jù)分量在所述多個分支中的至少一個其它分支中被當(dāng)作干擾來處理。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的第一廣義方面，提供一種具有前向鏈路的新穎的通信系統(tǒng)，它包括至少一個發(fā)送多個射頻(RF)信號的基站和移動臺。所述移動臺包括用于接收RF信號的接收機(jī)；用于把RF信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)信號的裝置；用于對IF信號抽樣而產(chǎn)生數(shù)字信號的裝置(704)，該數(shù)字信號具有數(shù)據(jù)分量；用于通過把IF信號投影到與干擾分量的子空間正交的子空間上并且把這個投影與數(shù)字信號相乘來消除數(shù)字信號中的共信道或交叉信道干擾的裝置(712)；以及用于獲取和跟蹤所述數(shù)字信號的裝置(710)。
文檔編號H04B1/707GK1593030SQ02823495
公開日2005年3月9日 申請日期2002年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月2日
發(fā)明者J·托馬斯, W·科伯, E·奧爾森, R·克魯維達(dá) 申請人:張量通訊公司