專利名稱：無線通信單元以及處理碼分多址信號的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及碼分多址(CDMA)檢測器以及包括CDMA檢測器的CDMA接收機。本發(fā)明尤其可應用于其中需要所接收的信號的均衡的通用移動電話系統(tǒng)(UMTS)中的CDMA接收機和檢測器。
背景技術：
無線通信系統(tǒng)，例如蜂窩電話或專用移動無線通信系統(tǒng)，通常提供布置在多個基站收發(fā)器(BTS)與多個用戶單元間的無線電信鏈路，所述基站收發(fā)器對于第3代(3G)蜂窩系統(tǒng)，比如通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)系統(tǒng)，其被稱作節(jié)點B，而所述用戶單元在UMTS系統(tǒng)中通常被稱作用戶設備(UE)。從節(jié)點B到UE的通信鏈路一般稱作下行鏈路通信信道。反之，從UE到節(jié)點B的通信鏈路一般稱作上行鏈路通信信道。
在這些無線通信系統(tǒng)中，在多個用戶共享通信資源的情況下，存在多種傳送信息的技術。這種共享資源的技術被命名為多址技術。存在許多的多址技術，從而將有限的通信資源如頻率和/或時間劃分成任意數(shù)目的物理參數(shù)，如頻率信道或時間周期(時隙/幀，等等)。
本發(fā)明將針對基于UMTS標準的第3代合作伙伴計劃(3GPP)通信系統(tǒng)來進行描述。3G通信系統(tǒng)采用碼分多址(CDMA)技術，從而基本上所有的通信都能夠使用從所有的可用時間周期中的全部各頻率中選擇出來的頻率。實際上，通過給每一通信分配特定的碼將期望的信號與不期望的信號區(qū)別開，來共享資源。這常常被稱作擴頻信令。在節(jié)點B和UE之間，某些通信資源(常常指信道)用于攜載數(shù)據(jù)(業(yè)務)，而其他的信道用于傳輸控制信號，比如呼叫尋呼。
存在兩類的擴頻通信，它們是直接序列擴頻(DSSS)和跳頻擴頻(FHSS)。例如，在DSSS通信系統(tǒng)的情況下，將信號的數(shù)據(jù)內(nèi)容與寬帶偽隨機碼相乘能夠最容易地擴展信號的頻譜。接收機準確地知道該擴頻信號是必要的，使得接收機能夠“解擴”該信號，以便恢復其原始內(nèi)容。采用DSSS的蜂窩通信系統(tǒng)公知為直接序列碼分多址(DS-CDMA)系統(tǒng)，在TIA-EAI標準IS-95中定義了其一個示例。因而，該系統(tǒng)中的各用戶使用相同的無線頻率(RF)和時隙，但是他們是可以通過使用各自的擴頻碼來相互區(qū)分的。因此，在部分的無線頻譜中利用多個擴頻碼來分配多個通信信道。除了公共信道，每一碼都被唯一分配給UE。
為解碼正確的擴頻碼，使用特殊形式的信號接收機，其常常被稱作RAKE接收機。RAKE接收機利用均衡功能來使在不同頻率信道上發(fā)送時在不同時刻出現(xiàn)的信號均衡。這些信號還可能受多徑和其他無線傳播效應的影響，而這些都需要通過接收機的均衡器功能來進行補償。
然而，在CDMA系統(tǒng)領域中，已知RAKE接收機在出現(xiàn)嚴重干擾，比如多址干擾(MAI)或符號間(ISI)干擾的情況下，不能提供足夠的性能。因而，需要通過設計改進的擴頻接收機來增強CDMA接收機的性能，特別是就UE接收機下行鏈路性能而言。
取代公知的RAKE接收機的最可能的候選者之一是線性碼片均衡器，其被特別設計以用于下行鏈路信道。3GPP評估了碼片均衡器的性能，很大的可能它將作為3G系統(tǒng)內(nèi)未來版本的高速數(shù)據(jù)分組接入(HSPDA)標準的性能要求的基礎。
在論文“Data detection algorithms specially designed for thedownlink of CDMA mobile radio systems”，VTC’97中，A.Klein描述了采用線性迫零和最小均方差(MMSE)技術的下行鏈路信道均衡器。就對解擴的用戶符號進行均方誤差的優(yōu)化而言，在該論文中，在數(shù)據(jù)“符號”級解決了均衡問題。
實現(xiàn)均衡的另一手段是考慮合成的碼片序列，其是小區(qū)中所有用戶的擴頻信號的總和。于是接收機單元中的處理器在碼片級解決ZF和MMSE問題，而不是在符號級。在I.Ghauri和D.T.M.Slock的論文“Linear receiver for the DS-CDMA downlink exploiting orthogonality ofspreading sequences”中，描述了這種手段的一個示例。
如果假設該合成碼片序列是獨立同分布的(idd)，則可以得到前述問題的相對簡單的解決方案，如T.P.Krauss，M.D.Zoltowski和G.Leus在他們的論文“Simple MMSE equalizers for CDMA downlink torestore chip sequencecomparison to zero-forcing and RAKE”所描述的。在這種情況下，不需要擴頻/擾碼信息，并且僅利用信道響應和噪聲方差就可以得到線性均衡器的系數(shù)。
由于實踐中接收機不知道信道響應，最通常的做法是使用訓練序列以用于信道估計和均衡器抽頭的計算。在3G蜂窩WCDMA標準中，提供碼復用的“導頻”信號。該導頻信號用于提供訓練序列，所述訓練序列基本經(jīng)歷了與業(yè)務信道上發(fā)送的主數(shù)據(jù)相同的傳播條件。然后該解碼的導頻信號用于信道估計和均衡器抽頭(濾波器系數(shù))的計算。在基于塊的或者自適應的均衡器配置中都可以采用導頻信號，如F.Petre，M.Moonen，M.Engels，B.Gyselinckx和H.De Man所著、VTC2000中出版的題為“Pilot-aided adaptive chip equalizer receiver forinterference suppression in DS-CDMA forward link”的論文中所述。
已知依靠導頻信號技術的均衡器的性能可以通過半盲技術來提高，如在F.Petre，G.Leus，M.Engels，M.Moonen和H.De Man所著的題目為“Semi-blind space-time chip equalizer receivers for WCDMAforward link with code-multiplexed pilot”的在ICASSP’01中出版的論文中所述。這種技術基于利用均衡器的濾波器系數(shù)和發(fā)送的數(shù)據(jù)的優(yōu)化。在這種情況下的明顯的缺點是較高的復雜度，因為半盲均衡器要求用戶碼的自相關以及互相關特性。在長擾碼的情況下，這些問題混雜在一起，因為代碼從符號到符號改變。
現(xiàn)有的蜂窩通信系統(tǒng)的演化的另一重要路徑是，引入自適應調制和編碼(AMC)技術。AMC系統(tǒng)的思想是根據(jù)主要的信道條件調整調制和編碼速率，并從而改變數(shù)據(jù)速率。典型的，這種系統(tǒng)采用特別的下行鏈路控制信道信令，其包括調制類型、編碼速率以及解碼所發(fā)送的數(shù)據(jù)所需的其他參數(shù)。已知對于“差”的信道條件，降低數(shù)據(jù)速率，而對于“好的信道”，將數(shù)據(jù)速率增加至最大程度，在該最大程度它仍然能夠被UE復制。因而，通過采用AMC，增加了通信系統(tǒng)的平均數(shù)據(jù)吞吐量。
因此，對CDMA接收機需要提供增加的數(shù)據(jù)吞吐量，特別是對于自適應調制和編碼WCDMA通信系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容
如在所附權利要求書中所述，本發(fā)明提供了一種處理碼分多址(CDMA)信號的方法、一種存儲介質、一種信號處理設備、一種無線通信單元以及一種無線通信系統(tǒng)。
總的來說，在所接收的信號的均衡中，本發(fā)明除利用導頻信號外還利用CDMA控制信道傳輸，以用于解碼和用作訓練序列，或者本發(fā)明利用CDMA控制信道傳輸來替代導頻信號以用于解碼和用作訓練序列。以這樣的方式，當除導頻信號外也被使用時，可以更可靠地進行均衡器系數(shù)的估計。另外，通過使用更可靠的信號作為均衡器訓練序列，這一機制顯著地增加了最大數(shù)據(jù)吞吐量。
將參考附圖，僅以示例的方式說明本發(fā)明的實施例，在附圖中圖1示出了支持無線通信單元的無線通信系統(tǒng)的框圖，所述無線通信單元適于支持本發(fā)明優(yōu)選實施例的各種創(chuàng)新概念；圖2示出了如本發(fā)明優(yōu)選實施例所采用的支持HSPDA(即并發(fā)數(shù)據(jù)信道和控制信道)的3G無線通信系統(tǒng)的時序圖；圖3示出了適于支持本發(fā)明優(yōu)選實施例的各種創(chuàng)新概念的無線通信單元的功能框圖；以及圖4示出了適于支持本發(fā)明優(yōu)選實施例的各種創(chuàng)新概念的CDMA通信單元的均衡器功能(等效于均衡器處理步驟)的功能框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的優(yōu)選實施例關注于自適應調制和編碼(AMC)系統(tǒng)中的碼片均衡，在所述系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)信道伴隨有攜載數(shù)據(jù)檢測/解碼過程中所使用的信息的控制信道。已知正確地解碼控制信道上攜載的參數(shù)以使用該控制數(shù)據(jù)，這對于能夠正確地解碼所接收的數(shù)據(jù)來說是很關鍵的。因此，控制信息的一個比特的差錯可能導致所有相應的數(shù)據(jù)不可使用。
因此，一般情況，與相應數(shù)據(jù)信道的擴頻因子和調制階數(shù)相比，控制信道信息被利用例如彈性(resilient)糾錯碼、高擴頻因子和低調制階數(shù)而保護得較好。正是基于認識到這樣的事實，本發(fā)明的發(fā)明人意識到，相對于或除過特定的額外導頻信號，還可以以一種新穎的創(chuàng)新的方式將這種控制信息用作訓練序列來“訓練”CDMA接收機?；诖丝紤]，在進行糾錯后，除導頻符號外還可以使用在控制信道的解碼的控制信道符號的準確度上的高置信因子，或者來代替導頻符號。
首先，參考圖1，其概括地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的基于蜂窩的電話通信系統(tǒng)100。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，基于蜂窩的電話通信系統(tǒng)100符合UMTS/3G空中接口，比如屬于3G寬帶CDMA(WCDMA)蜂窩標準的高速數(shù)據(jù)分組接入(HSPDA)系統(tǒng)，并且包含在UMTS/3G空中接口上運行的網(wǎng)絡元素。HSPDA目標是支持高速無線應用。然而，在此所提出的技術和裝置可以等同地應用到任何基于均衡器的CDMA無線通信系統(tǒng)，并且特別是任何實質上采用并發(fā)數(shù)據(jù)和控制信道傳輸?shù)耐紻S-CDMA通信系統(tǒng)，這也在本發(fā)明的構思之內(nèi)。
多個用戶單元(或UMTS命名體系中的用戶設備(UE))112、114、116經(jīng)無線鏈路118、119、120與多個基站收發(fā)器(在UMTS命名體系中被稱作節(jié)點B)122、124、126、128、130和132通信。該系統(tǒng)包括許多其他的UE和節(jié)點B，但出于使本發(fā)明清楚的目的而未示出。
該無線通信系統(tǒng)，其有時也被稱作網(wǎng)絡運營商的網(wǎng)絡域，連接到外部網(wǎng)絡134，例如因特網(wǎng)。網(wǎng)絡運營商的網(wǎng)絡域(參考第3代UMTS進行描述)包括(i)核心網(wǎng)絡，即，至少一個網(wǎng)關GPRS支持節(jié)點(GGSN)144和/或至少一個服務GPRS支持節(jié)點(SGSN)；以及(ii)接入網(wǎng)絡，即，(a)無線網(wǎng)絡控制器(RNC)136-140；以及(b)UMTS節(jié)點B122-132。
UE經(jīng)無線Uu接口與網(wǎng)絡接入域中的節(jié)點B通信數(shù)據(jù)。節(jié)點B有效地工作作為基站，即，無線服務通信單元。節(jié)點B122-132經(jīng)Iub接口通過基站控制器(在UMTS命名體系中被稱作無線網(wǎng)絡控制器站(RNC))136、138、140連接到外部網(wǎng)絡。RNC負責用于多個節(jié)點B的資源的控制和分配，一個RNC通?？梢钥刂?0到100個節(jié)點B。RNC彼此通信(經(jīng)由接口Iur)，以支持切換和宏分集。
RNC經(jīng)Iu接口與服務網(wǎng)絡中的SGSN通信。SGSN是負責會話控制和到位置寄存器的接口的UMTS核心網(wǎng)絡元素。SGSN是用于許多RNC的大型的集中控制器。
在該服務網(wǎng)絡域內(nèi)，SGSN經(jīng)Gn接口與GGSN通信。GGSN(170B)是負責將核心分組網(wǎng)絡內(nèi)的用戶數(shù)據(jù)集中并經(jīng)Yu接口隧道到最終目的地(例如，因特網(wǎng)服務提供商(ISP)的UMTS核心網(wǎng)絡元素。
操作和管理中心(OMC)146工作連接到RNC 136-140及節(jié)點B122-132(為了清楚，僅以節(jié)點B126示出)。如本領域技術人員所理解的，OMC146支配和管理蜂窩電話通信系統(tǒng)100的多個部分。
參考經(jīng)高速共享數(shù)據(jù)信道(HS-DSCH)從節(jié)點B到多個UE的HSPDA服務的傳輸說明了本發(fā)明的創(chuàng)新概念。因此，在支持這些服務時，高速共享數(shù)據(jù)信道由在小區(qū)內(nèi)操作的所有用戶共享。這些UE被通過它們的服務節(jié)點B分配有正交可變擴頻因子(OVSF)碼和對應的傳輸時間間隔。值得注意的，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，數(shù)據(jù)信道伴隨有高速共享控制信道(HS-SCCH)。
在此說明的創(chuàng)新性概念顛覆了關于UE112-116中均衡器訓練的當前的方法，在于，插入到數(shù)據(jù)傳輸中的導頻符號不是用于訓練UE的均衡器的唯一機制。將參考使用從HS-SCCH解碼的與導頻符號一起用于碼片均衡器訓練的控制符號，來說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而，設想在某些情況下，在均衡器訓練中，可以采用使用從HS-SCCH解碼的控制符號作為唯一機制。
在正確地接收了控制符號的情況下，可以得到更好的均衡器系數(shù)的估計。如果錯誤地接收了控制信號，不管怎樣它都無助于均衡器訓練，并且對于均衡器訓練具有非常負面的影響。然而，在AMC系統(tǒng)中，如果錯誤地接收了該控制，那么由于沒有接收到用于解碼的必要參數(shù)，不管均衡器被訓練得多么糟，數(shù)據(jù)都不可能被解碼。
參考圖2，時序圖200示出了在HSPDA CDMA系統(tǒng)中發(fā)送控制信道信息和真實數(shù)據(jù)之間的時間延遲。實際上，HSPDA CDMA系統(tǒng)支持用于導頻信號的單獨信道210，其與所使用的其他信道充分相關，以幫助均衡從其他信道接收的信號。在數(shù)據(jù)信道230上發(fā)送相應的數(shù)據(jù)之前，利用兩個(“2560”個碼片長度的)時隙240的時間延遲，經(jīng)控制信道220發(fā)送控制信息。因此，UE能夠監(jiān)控和解碼部分的控制信道220，以確定是否計劃了在下一數(shù)據(jù)傳送間隔在數(shù)據(jù)信道230上接收數(shù)據(jù)。通過解碼用戶標識信息來進行這一確定。
如果數(shù)據(jù)確實是調度用于UE的，則解碼控制信道220所攜載的信息的其余部分(多個)。為正確地解調和解碼數(shù)據(jù)信道上正攜載的全部數(shù)據(jù)，該控制信息是必要的。參考圖3來說明UE所采用的來執(zhí)行該解碼/均衡技術的機制。
現(xiàn)在參考圖3，其中示出了無線用戶通信單元(UE)的框圖，例如圖1的UE112。UE112適于支持本發(fā)明的創(chuàng)新概念。
UE112包括天線302，其優(yōu)選耦接到提供UE112內(nèi)接收鏈和發(fā)送鏈間隔離的雙工濾波器或天線開關304。接收機鏈包括接收機前端電路306(有效地提供接收、濾波以及中頻或基頻轉換)。前端電路306掃描來自其相關節(jié)點B的信號傳輸。前端電路306串聯(lián)到信號處理功能(一般通過數(shù)字信號處理器(DSP)來實現(xiàn))308。最后的接收機電路是基帶“后端”電路309，其工作連接到顯示單元310。值得注意的是，耦接到基帶后端電路309的信號處理功能308整合有包括均衡器功能340的CDMA檢測器330。
HSPDA是自適應調制和編碼系統(tǒng)，用戶預先不知道發(fā)送的數(shù)據(jù)的調制和編碼速率，或甚至不知道使用了哪些OVSF碼或者多少OVSF碼。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，信號處理器功能308已適于利用從接收的控制信道信號解碼的控制信道信息。于是，信號處理功能308使用均衡器功能340內(nèi)的這些控制信道信號來均衡隨后接收的數(shù)據(jù)分組。將參考圖4進一步描述該過程。
例如，在A.Das，F(xiàn).Khan，A.Sampath和H.Su所發(fā)表的在PIMRC2002中出版的題目為“Design and performance of downlink sharedcontrol channel for HSPDA”的論文中，描述了控制信道信息經(jīng)控制信道從節(jié)點B到UE的傳輸。
出于完整說明的考慮，UE還包括控制器314，其優(yōu)選工作耦接到前端電路306，使得接收機能夠經(jīng)接收信號強度指示(RSSI)312功能從恢復的信息中計算接收誤比特率(BER)或誤幀率(FER)，或者類似的鏈路質量測量數(shù)據(jù)。RSSI312功能工作耦接到前端電路306。存儲器設備316存儲多種UE專用數(shù)據(jù)，比如解碼/編碼功能、時序細節(jié)、與時序有關的相鄰和服務小區(qū)信息、信道、功率控制等等。定時器318工作耦接到控制器314以控制UE112內(nèi)操作的時序，即時間相關的信號的傳輸和接收的時序。
出于完整說明的考慮，廣義上，UE112的發(fā)射鏈實質上包括輸入設備320，比如麥克風和/或鍵盤，其通過信號處理器功能308串聯(lián)耦接；發(fā)射機/調制電路322；以及功率放大器324。信號處理器功能308、發(fā)射機/調制電路322以及功率放大器324工作響應控制器，功率放大器的輸出耦接到雙工濾波器或天線開關304，這正如本領域所公知的。
現(xiàn)在參考圖4，其中示出了均衡器功能340更具體的視圖。通過具體說明過程中所涉及的數(shù)學運算，本領域技術人員可以更好地理解該均衡器功能。因此，定義CDMA傳輸包括列向量p、s和d，分別包含導頻、控制和數(shù)據(jù)符號，其中該傳輸在某些時間間隔中接收。指定在該時間接收的多個導頻符號‘B’。各信道的擴頻因子是數(shù)據(jù)信道-‘16’，控制信道-‘128’，導頻信道-‘256’。因此，能夠計算出，在相同時間間隔上接收的控制符號的數(shù)量為‘2B’，而在相同時間間隔上接收的導頻符號的數(shù)量是‘16B’。
因而，可以確定各向量的維度，即p-B×1，s-2B×1，以及d-16B×1假設序列cn表示非周期性擴頻碼，其通過OVSF碼與非周期性小區(qū)專用擾碼相乘而得到。
于是，定義擴頻因子(SF)B×B碼矩陣C為C=C0C1..Csf-1CsfCsf+1..C2sf-1..Csf,B-1---[1]]]>其中，將序列cn規(guī)范化，使得CHC＝I。
根據(jù)所述定義，設q是B×1符號向量；且z是SF.B×1碼片向量，則積Cq和CHz分別表示擴頻和解擴操作。
于是，多用戶碼片信號可以寫成apCpp+asCss+ΣkakCd,kdk---[2]]]>其中k是用戶索引；
Cp、Cs和Cd是導頻、控制和用戶碼矩陣；以及α是總的多用戶碼片序列中用戶(或導頻/控制)碼片序列的權重。該多用戶碼片序列在具有脈沖響應‘h’的無線信道上發(fā)送。
所接收的信號為y＝Hx+n [3]其中n是加性高斯白噪聲；而H是基于信道響應‘h’的Toeplitz卷積矩陣。
設已知信道響應，則能夠容易地得出用于估計多用戶碼片序列的最小方均估計(MMSE)解，如I.Ghauri和D.T.M.Slock的論文“Linearreceivers for the DS-CDMA downlink exploiting orthogonality ofspreading sequences”中所描述。對于未知信道響應，可以利用導頻信號，基于逐塊或以逐采樣自適應配置來訓練均衡器。然而，本領域技術人員將理解許多的其他自適應方案也是可能的。
如果我們關注塊均衡器，那么能夠識別，可以通過解最小二乘(LS)極小化問題得到向量系數(shù)‘f’CHpYf＝p[4]其中Y是基于向量y的Toeplitz卷積矩陣。
這一均衡器基于僅采用導頻符號的已知技術。其解為f＝(YHCpCHpY)-1YHCpp[5]或者，在不定LS問題的情況下f＝YHCp(CHpyyHCp)-1p[6]在HSPDA系統(tǒng)中，正確檢測控制信道是正確檢測數(shù)據(jù)信道的必要條件。如果控制信息的檢測不成功，則解碼的數(shù)據(jù)信道當然會是錯誤的。因此，出于均衡的目的，假設解碼的控制信息總是正確的。下面，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，能夠利用一種可供選擇的訓練序列來提供相同等級的性能，或者利用解碼的控制符號作為對導頻序列的附加訓練序列來提高均衡器性能。
參考圖4，框圖示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的接收機均衡功能340以及在改進的均衡操作中所涉及的處理步驟。假設在塊i上接收的信號yi405通過均衡濾波器fi410來處理。然后，處理后的信息實際上在控制信道信息和數(shù)據(jù)間分開?？刂菩诺佬畔⒈焕镁S特比算法解調420和解碼430，以糾正任何傳輸錯誤。之后，在重編碼功能425中重編碼很有希望沒有錯誤的控制信息，并且將其再次調制，以產(chǎn)生硬判決控制符號i。該硬判決控制符號i然后用來更新均衡器系數(shù)450，以用于下一接收的數(shù)據(jù)塊，即，計算fi+1。
因此，對于下一數(shù)據(jù)塊，在塊i+1上接收的信號yi+1號由均衡濾波器fi410處理。然后，處理的信息實際上在控制信道信息和數(shù)據(jù)之間分開。值得注意的，數(shù)據(jù)信道中包含的數(shù)據(jù)在被解調415和被在解碼器功能425解碼之前，被利用來自前一數(shù)據(jù)塊的更新的系數(shù)來將其均衡。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，估計的控制符號和導頻符號都堆疊在一個向量中，并且它們的碼矩陣堆疊在一個矩陣中。
p~i=ap·pias.s^iC~iCp,iCs,j---[7]]]>然后該過程通過利用如下的等式[8]解LS問題來確定fi+1C~iHYifi+1=p~---[8]]]>超定LS問題的解是fi+1=(YiHC~iC~iHYi)-1YiHC~ip~i---[9]]]>替換的，欠定LS問題的解是fi+1=YiHC~i(C~iHYiYiHC~i)-1p~i---[10]]]>
值得注意的，就基于在塊‘i’的觀測數(shù)據(jù)計算用于塊‘i+1’的系數(shù)而言，均衡器系數(shù)的估計被延遲了。這樣執(zhí)行是因為所估計的控制符號i在能夠運算均衡器之前應當有效。為避免性能惡化，應當選擇塊大小使其足夠小以用于信道響應在兩個連續(xù)的塊上不變。盡管在僅利用導頻的均衡器中不存在這樣的限制，但是由于在超大規(guī)模集成(VLSI)的實現(xiàn)方案中時序和存儲器的限制，即使在僅利用導頻的接收機中使用延遲估計常常也是有利的。
就其本身而言，所提出的方案的復雜度顯然高于導頻訓練的方案的復雜度。復雜度的增加源自更大維數(shù)的碼矩陣和訓練數(shù)據(jù)向量。另一方面，控制信道重編碼的影響是可以忽略的，因為在共享的控制信道上的符號速率是非常小的。本發(fā)明的發(fā)明人也說明了HSDPA類別“6”服務的吞吐量典型地增加～10％。
下面的表1示出了利用建議的L＝10抽頭的碼片均衡器，由在類別“6”服務的HSPDA系統(tǒng)傳送的吞吐量性能的提高，并且利用等式[10]以B＝3估計系數(shù)，，以及已知技術的對比吞吐量。
表1
從表1可知，利用所建議的方法，增了最大吞吐量，所述增加可以為大約10％-15％。在較低的Ior/Ioc的情況下，吞吐量的增加也較低。
隨著求逆的矩陣的維數(shù)增加，結果所建議的方法更加復雜。在已知的現(xiàn)有技術中，維數(shù)是B×B，其中B是估計塊中導頻符號的數(shù)目。由于在如此大小的塊中，存在2B個控制符號，故在本發(fā)明優(yōu)選實施例中的矩陣的維數(shù)可以達3B×3B；也即在使用所有的控制符號的情況下。這說明結構化矩陣求逆的復雜度是N2階，其中N是矩陣的大小。
如圖3中所示，設想了在接收鏈中可以使用單個信號處理器功能308來進行前述功能。可供選擇的，可以使用多個處理器來實現(xiàn)接收的CDMA信號的處理。當然，可以以分立的或集成的元件形式來實現(xiàn)通信單元112中的各種元件，因此最終結構僅僅是基于主要的設計考慮而作出的選擇。
更一般的，可以在各通信單元(UE)內(nèi)以任何適當?shù)男问綄崿F(xiàn)與本發(fā)明優(yōu)選實施例有關的UE112的調整。例如，可以將新的裝置加到常規(guī)的通信單元，或者替換的，可以例如通過將其中的一個或多個處理器重新編程來調整常規(guī)通信單元的現(xiàn)有部件。這樣，所需的調整可以以存儲在存儲介質上的處理器可實現(xiàn)的指令的形式來實現(xiàn)，例如軟盤、硬盤、可編程只讀存儲器(PROM)、隨機存取存儲器(RAM)或者這些或其他存儲介質的任意組合。
盡管參考無線通信設備，比如采用UMTS空中接口的移動電話，描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，然而，預期前述的本發(fā)明優(yōu)選實施例中的無線通信設備在替換的實施例中，可以是能夠采用CDMA技術的任何無線設備，例如能在自適應調制和編碼WCDMA系統(tǒng)中操作的無線設備。
總之，本發(fā)明已經(jīng)描述了改進的均衡器訓練序列以及在CDMA接收機中進行均衡的方法。
可以預期，集成電路制造者可以在能夠整合有均衡器和/或濾波器功能的專用集成電路或信號處理設備中采用前述的創(chuàng)新性概念。例如，可以預期，可以如基本參考前述接收機電路布置所描述，配置信號處理設備，來提供均衡功能，所述均衡功能考慮到了可從控制信道信號獲得的保護的信息。
本發(fā)明的創(chuàng)新性概念有利地通過使CDMA接收機能夠通過利用更準確可靠的訓練序列在差的傳播條件下恢復數(shù)據(jù)，從而增加了吞吐量，為CDMA接收機電路的制造商提供了顯著的利益。例如，其他可供選擇的均衡技術能夠從在此所述的本發(fā)明創(chuàng)造性概念中獲益，這也在本發(fā)明的預期之中。
可以進一步預期，在此所述的創(chuàng)新性概念可以等同地應用到多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)，即，其中存在多個發(fā)射和接收天線的情況。在這一點上，多個碼片均衡器將使用控制符號以用于MIMO系統(tǒng)中的均衡，其中所使用的塊的數(shù)目可以(并且通常將)等于接收天線的數(shù)目。
實際上，在此所建議的無線通信單元及方法提供了一種更有效的低復雜度碼片均衡器，其提供了改進的性能和復雜度間的折中。但是，可以預期，在此所述的創(chuàng)新性概念可以等同地應用到任何其他均衡器，比如CDMA系統(tǒng)的非線性均衡器。
將理解，如上所述的為基于CDMA的無線通信單元中的均衡器提供改進的訓練信號的裝置及方法，趨于提供至少一個下述優(yōu)點(i)它使得均衡器系數(shù)的估計更加可靠；(ii)它增加了最大數(shù)據(jù)吞吐量，大約10％-15％；以及(iii)它使得CDMA通信系統(tǒng)的設計無需考慮導頻信號的提供，從而增加了頻譜效率。
盡管上面說明了本發(fā)明的具體及優(yōu)選的實施方案，但是顯然本領域技術人員可以容易地應用這些創(chuàng)新性概念的各種變化和修改。
因此，已經(jīng)提供了無線通信單元、能夠執(zhí)行均衡的信號處理器以及均衡的方法，其解決了先前結合現(xiàn)有技術說明的均衡的問題。
權利要求
1.一種處理碼分多址(CDMA)信號的方法(340)，所述碼分多址信號包括數(shù)據(jù)信道信息和解碼所述數(shù)據(jù)信道信息中使用的控制信道信息，該方法包括以下步驟接收CDMA信號(405)；利用CDMA檢測器處理接收的CDMA信號；從處理的CDMA信號中提取(420)控制信道信息；并且該方法特征在于步驟利用(450，410)所提取的控制信道信息來均衡隨后接收的信號。
2.如權利要求1所述的方法(340)，其中，所述處理的步驟包括利用濾波器系數(shù)對接收的CDMA信號(405)濾波(410)，并且所述利用(450，410)所提取的控制信道信息來均衡隨后接收的CDMA塊的步驟包括利用所提取的控制信道信息作為訓練序列更新(450)該濾波器系數(shù)的步驟。
3.如權利要求1或權利要求2所述的方法(340)，其中，除解碼的導頻信號外，還使用所述利用(450，410)所提取的控制信道信息的步驟，來均衡CDMA接收信號。
4.如前述任一權利要求所述的方法(340)，其中，所述利用CDMA檢測器處理接收的CDMA信號的步驟包括處理并發(fā)的數(shù)據(jù)信道信息和控制信道信息。
5.如前述任一權利要求所述的方法(340)，其中，所提取的控制信道信息包括高擴頻因子和低調制階數(shù)。
6.如前述任一權利要求所述的方法(340)，其中，所述提取(420)步驟包括提取用戶標識信息來識別是否應當均衡隨后的數(shù)據(jù)。
7.如前述權利要求2-6的任一所述的方法(340)，其中，更新(450)濾波器系數(shù)的步驟包括利用下述等式估計濾波器系數(shù)fi+1=YiHC~i(CiH~YiYiHCi~)-1Pi~·]]>
8.如前述任一權利要求所述的方法(340)，其中，所述利用(450，410)提取的控制信道信息均衡隨后接收的CDMA信號的步驟在碼片均衡器上執(zhí)行。
9.如前述任一權利要求所述的方法(340)，其中，所述提取的控制信息被用在自適應調制和編碼系統(tǒng)中，作為CDMA下行鏈路碼片均衡器的訓練序列。
10.如前述任一權利要求所述的方法(340)，其中，所述提取的控制信息被用作MIMO系統(tǒng)中進行均衡的訓練序列。
11.一種存儲處理器可執(zhí)行指令的存儲介質，所述指令用于控制一個或多個處理器來執(zhí)行任一前述權利要求所述的方法。
12.一種包括具有均衡器功能(340)的碼分多址(CDMA)檢測器(330)的集成電路其中，該集成電路特征在于，該均衡器功能(340)被配置為基于控制信道信息利用訓練序列來均衡接收的信號，其中該控制信道信息攜載解碼數(shù)據(jù)信道中使用的信息。
13.如權利要求12所述的集成電路，其特征進一步在于，該均衡器功能(340)包括濾波器，所述濾波器被配置為接收響應于接收的控制信道信息而產(chǎn)生的更新的濾波器系數(shù)。
14.一種無線通信單元(112)，包括碼分多址(CDMA)接收機，該接收機具有用于處理接收的CDMA信號的信號處理功能，所述CDMA信號包括數(shù)據(jù)信道信息以及用于解碼所述數(shù)據(jù)信道信息的控制信道信息；以及均衡器功能(340)，其工作耦接到信號處理功能(308)以均衡接收的CDMA信號，該CDMA接收機特征在于，該信號處理功能(308)被設置來從處理的CDMA信號中提取控制信道信息，使得均衡器功能(340)利用所提取的控制信道信息來均衡隨后接收的CDMA信號。
15.如權利要求14所述的無線通信單元(112)，其中，該CDMA接收機特征進一步在于，該均衡器功能(340)是利用濾波器系數(shù)均衡接收的CDMA信號的濾波器，并且所提取的控制信道信息被用作訓練序列來更新該濾波器系數(shù)。
16.如權利要求14或權利要求15所述的無線通信單元(112)，其中，該信號處理功能(308)利用下面的等式估計濾波器系數(shù)fi+1=YiHCi~(CiH~YiYiHCi~)-1Pi~·]]>
17.如前述權利要求14至16的任一所述的無線通信單元(112)，其中，該均衡器功能(340)被配置來利用基于控制信道信息和一個或多個接收的導頻信號兩者的一個或多個訓練序列來均衡所接收的CDMA信號。
18.如前述權利要求14至17的任一所述的無線通信單元(112)，其中，該信號處理器功能(308)被設置來從控制信道信息提取用戶標識信息，以識別是否應當均衡隨后的數(shù)據(jù)。
19.如前述權利要求14至18的任一所述的無線通信單元(112)，其中，該均衡器功能(340)是碼片均衡器。
20.如前述權利要求14至19的任一所述的無線通信單元(112)，其中，該無線通信單元(112)被配置來在自適應調制和編碼系統(tǒng)中操作。
21.如前述權利要求14至19的任一所述的無線通信單元(112)，其中，該無線通信單元(112)被配置來在CDMA MIMO系統(tǒng)中操作。
22.一種信號處理功能(308)，包括如權利要求14至20的任一所述的CDMA接收機。
23.一種通信系統(tǒng)(100)，適于支持如前述權利要求14至21的任一所述的無線通信單元(112)。
24.如權利要求23所述的通信系統(tǒng)(100)，其中，該通信系統(tǒng)(100)是自適應調制和編碼系統(tǒng)。
25.如權利要求23所述的通信系統(tǒng)(100)，其中，該通信系統(tǒng)(100)是MIMO系統(tǒng)。
全文摘要
一種處理碼分多址(CDMA)信號的方法(340)，包括接收CDMA信號(405)；利用CDMA檢測器處理接收的CDMA信號；以及從處理的信號中提取(420)控制信道信息。利用(450，410)所提取的控制信道信息來均衡隨后接收的CDMA信號，以使均衡器系數(shù)的估計更可靠，并增加平均數(shù)據(jù)吞吐量。
文檔編號H04B1/707GK1965496SQ200580018888
公開日2007年5月16日 申請日期2005年5月23日 優(yōu)先權日2004年6月8日
發(fā)明者阿勒克·古貝斯基斯, 阿米爾·沙斯 申請人:飛思卡爾半導體公司