專(zhuān)利名稱(chēng)：多級(jí)干擾消除器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)的多級(jí)干擾消除器。特別地，本發(fā)明涉及使用直接序列碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)的數(shù)字移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明涉及多級(jí)干擾消除器中的試驗(yàn)判定方法。
CDMA通信系統(tǒng)在各國(guó)用于數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。這種系統(tǒng)中，很重要的是要改進(jìn)信號(hào)干擾比(SIR)以便更為精確地對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解碼。例如，SIR可能受到來(lái)自由擴(kuò)展碼之間相互關(guān)系引起的其它用戶(hù)干擾的不利的影響。
一般指望從以多級(jí)接收的信號(hào)產(chǎn)生并去除干擾復(fù)制的多級(jí)干擾消除器來(lái)改進(jìn)SIR。


圖1表示傳統(tǒng)的多級(jí)干擾消除器的配置例子。在這一例子中，級(jí)1到m縱向鏈接。每一級(jí)具有干擾消除器單元(ICU)(71)及合成單元(72)。附加到干擾消除器單元(71)ICU1，1～I(xiàn)CU1，k，ICU2，1～I(xiàn)CU2，k，…及ICUm，1～I(xiàn)CUm，k的下標(biāo)對(duì)應(yīng)于級(jí)號(hào)碼“1”到“m”及用戶(hù)號(hào)碼“1”到“k”。
在級(jí)1中，接收的信號(hào)R0輸入到干擾消除器單元ICU1，1～I(xiàn)CU1，k(這對(duì)應(yīng)于用戶(hù))。然后這些干擾消除器單元輸出干擾復(fù)制信號(hào)S1，1～S1，k及估計(jì)的干擾殘留信號(hào)d1，1～d1，k。合成單元(72)合成被估計(jì)的干擾殘留信號(hào)d1，1～d1，k，從接收的信號(hào)R0中去除它們并然后輸出一誤差信號(hào)e1。
在級(jí)2中，來(lái)自級(jí)1的合成單元的誤差信號(hào)e1及來(lái)自級(jí)1中干擾消除單元(71)ICU1，1～I(xiàn)CU1，k的干擾復(fù)制信號(hào)S1，1～S1，k輸入到干擾消除器單元ICU2，1～I(xiàn)CU2，k。然后，干擾消除器單元輸出干擾復(fù)制信號(hào)S2，1～S2，k及估計(jì)的干擾殘留信號(hào)d2，1～d2，k。合成單元合成估計(jì)的干擾殘留信號(hào)d2，1～d2，k，從來(lái)自級(jí)1的輸入的誤差信號(hào)e1去除它們，然后輸出誤差信號(hào)e2。
類(lèi)似地，在級(jí)m，輸入誤差信號(hào)em-1(從前級(jí)的合成單元)及干擾復(fù)制信號(hào)Sm-1到Sm-1，k(從前級(jí)的干擾消除器單元)。然后m級(jí)的干擾消除器單元輸出干擾復(fù)制信號(hào)Sm，1到Sm，k及估算的干擾殘留信號(hào)dm，1到dm，k。這樣通過(guò)在每一級(jí)的處理可獲得從其除去用戶(hù)之間的干擾和多路徑干擾的干擾復(fù)制信號(hào)。
圖2表示圖1所示每一干擾消除器單元(71)的配置。在這例子中，干擾消除器單元具有用于瑞克(RAKE)合成的三指形(three finger)結(jié)構(gòu)。圖2中，“81”表示去擴(kuò)展單元，“82”表示合成器，“83”表示判定單元，“84”表示擴(kuò)展單元，“85”表示合成器，“86”表示去擴(kuò)展器。而且“87”表示一加法器，“88”表示一乘法器，“89”表示信道估計(jì)，“90”表示一乘法器，“91”表示一加法器，“92”表示一擴(kuò)展器。在以下說(shuō)明中，符號(hào)“^”表示估計(jì)的數(shù)值而符號(hào)“*”表示復(fù)共軛數(shù)。
來(lái)自前級(jí)的誤差信號(hào)em-1(如果級(jí)m為級(jí)1則接收的信號(hào)為R0)和來(lái)自前級(jí)的干擾復(fù)制信號(hào)Sm-1，k(如果級(jí)m是級(jí)1則為零)輸入到對(duì)應(yīng)于接收的信號(hào)的延遲輪廓(路徑)的去擴(kuò)展單元(81)。去擴(kuò)展器(86)根據(jù)擴(kuò)展碼通過(guò)去擴(kuò)展對(duì)于從前級(jí)反向輸入的誤差信號(hào)em-1進(jìn)行解調(diào)。注意在級(jí)1中，接收的信號(hào)R0與擴(kuò)展碼同步地輸入到干擾消除器。
通過(guò)以上去擴(kuò)展器在反向的擴(kuò)展和解調(diào)的信號(hào)通過(guò)加法器(87)添加到從前級(jí)輸入的干擾復(fù)制信號(hào)。然后對(duì)于路徑i產(chǎn)生接收的符號(hào)向量Ri。對(duì)于路徑i接收的符號(hào)向量Ri輸入到信道估計(jì)電路(89)，該估計(jì)電路輸出路徑i的信道(定相向量)估計(jì)數(shù)值ξi^。信道估計(jì)電路(89)使用包含在接收的信號(hào)中的導(dǎo)頻符號(hào)估計(jì)該數(shù)值。例如，定相向量的估計(jì)數(shù)值可能是指由無(wú)線(xiàn)信道中定相所引起的信號(hào)相位或幅度的誤差。
乘法器(88)使得接收的符號(hào)向量Ri乘以估計(jì)的信道數(shù)值ξi^的復(fù)共軛數(shù)值ξi^*，以便與估計(jì)的信道數(shù)值ξi^的幅度成正比地進(jìn)行加權(quán)和相位補(bǔ)償。合成器(82)合成從對(duì)應(yīng)于最大比率路徑的乘法器(88)輸出的信號(hào)。
判定單元(83)暫時(shí)估算合成的接收的符號(hào)向量∑Riξi ^*。合成器(83)遵從合成的接收的符號(hào)向量∑Riξi^*的硬判定輸出估計(jì)的信息符號(hào)向量Zs^。
輸出的估計(jì)的信息符號(hào)向量Zs^輸入到擴(kuò)展單元(84)。乘法器(90)使得估計(jì)的信息符號(hào)向量Zs^乘以估計(jì)的信道數(shù)值ξi^以便對(duì)于每一路徑產(chǎn)生干擾復(fù)制信號(hào)Sm，k，然后向下一級(jí)輸出產(chǎn)生的信號(hào)。
加法器(91)從對(duì)于每一路徑的干擾復(fù)制信號(hào)Sm，k減去干擾復(fù)制信號(hào)Sm-1，k，然后向擴(kuò)展器(92)輸出該結(jié)果。擴(kuò)展器(92)對(duì)來(lái)自加法器(91)輸入的信號(hào)根據(jù)擴(kuò)展碼進(jìn)行去擴(kuò)展，然后對(duì)于每一路徑向合成器(85)輸出擴(kuò)展信號(hào)。合成器(85)合成從合成器(85)輸入的信號(hào)并輸出估計(jì)的干擾殘留信號(hào)dm，k。
在上述操作在更多級(jí)中對(duì)于用戶(hù)執(zhí)行時(shí)，誤差信號(hào)em只是變?yōu)楦鼮榻咏肼暎Y(jié)果是更高的干擾復(fù)制信號(hào)精度。這樣，使用最后級(jí)的誤差信號(hào)和干擾復(fù)制信號(hào)能夠在瑞克接收處理之后獲得接收的信號(hào)(從其除去用戶(hù)之間的干擾)。
圖3表示信號(hào)空間的一例，其中判定單元(83)執(zhí)行對(duì)向其施加QPSK調(diào)制的接收的信號(hào)的硬判定。圖3詳細(xì)表示由Q信道包圍的信號(hào)空間的第一象限。在這一例子中，接收的符號(hào)向量∑Riξi^*。受到硬判定以便確認(rèn)它是被估計(jì)的信息符號(hào)向量Zs^。接收到的符號(hào)向量∑Riξi^*的相位被補(bǔ)償，使得它變?yōu)檎５南蛄啃盘?hào)。然后在以等于估計(jì)的信道數(shù)值ξi^的總幅度水平試驗(yàn)判定之后，估計(jì)的信息符號(hào)向量Zs^作為信號(hào)被輸出。
如上所述，對(duì)應(yīng)于傳統(tǒng)的多級(jí)干擾消除器每一用戶(hù)的干擾消除器單元具有判定單元(83)。判定單元(83)輸入并估計(jì)由合成器(82)進(jìn)行瑞克合成之后輸出的符號(hào)向量∑Riξi^*。即使當(dāng)信號(hào)電平不正常地高或低或者相位差大時(shí)，判定單元(83)也要評(píng)估已被估計(jì)的信息符號(hào)向量Zs^(如圖3所示)。相位或者電平中的差出現(xiàn)，例如，某些信道估計(jì)使用已知的導(dǎo)頻符號(hào)，這些導(dǎo)頻符號(hào)被每個(gè)信息數(shù)據(jù)周期地插入以便通過(guò)內(nèi)插該導(dǎo)頻符號(hào)估計(jì)信道，以便估計(jì)數(shù)值ξi。被估計(jì)的數(shù)值還用于信息數(shù)據(jù)，并且由于在接收信號(hào)時(shí)定相和噪聲的變化的影響，不總是對(duì)每一接收的信號(hào)都是優(yōu)化的。定相和噪聲的影響能夠引起接收的符號(hào)向量∑Riξi^*在導(dǎo)頻和相位上顯著不同于通過(guò)硬判定所獲得的估計(jì)的信息符號(hào)向量Zs^。如果出現(xiàn)這種情形，估計(jì)的信息符號(hào)向量Zs^的可靠性就被降低。如果使用可靠性較小的估計(jì)信息符號(hào)向量Zs^向下一級(jí)輸出干擾復(fù)制和估計(jì)信息殘留信號(hào)，則除去干擾可能性的降低將會(huì)引起問(wèn)題。
本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種具有較大去除干擾能力的干擾消除器。
本發(fā)明的另一目的是要提供一種在干擾消除器中高精度的試驗(yàn)判定方法。
為了達(dá)到這些和其它目的，本發(fā)明具有用于根據(jù)比較接收的符號(hào)向量總幅度和估計(jì)信道數(shù)值的總幅度預(yù)設(shè)數(shù)值和相位差的結(jié)果而改變硬和軟判定的判定單元。
圖1表示傳統(tǒng)的多級(jí)干擾消除器的配置；圖2表示圖1所示的每一干擾消除器單元的配置；圖3表示信號(hào)空間的一例，其中在圖2所示的配置中干擾消除器單元的判定單元對(duì)施加QPSK調(diào)制的接收的信號(hào)執(zhí)行硬判定；圖4表示使用根據(jù)本發(fā)明的干擾消除器的配置的一例；圖5表示使用根據(jù)本發(fā)明的干擾消除器的另一配置的例子；圖6表示圖5的判定單元及其執(zhí)行的詳細(xì)操作；圖7表示信號(hào)空間一例，其中圖6的配置中本發(fā)明的判定單元對(duì)被施加QPSK調(diào)制的接收的信號(hào)執(zhí)行硬或軟判定；圖8表示圖5所示的判定單元詳細(xì)操作的另一例；圖9表示信號(hào)空間一例，其中圖8的配置中判定單元對(duì)被施加QPSK調(diào)制的接收的信號(hào)執(zhí)行硬或軟判定；圖10表示判定單元及其詳細(xì)操作的另一例；圖11表示信號(hào)空間一例，其中圖10的配置中判定單元對(duì)被施加QPSK調(diào)制的接收的信號(hào)執(zhí)行硬或軟判定；圖12表示判定單元及其詳細(xì)操作的又一例；以及圖13表示信號(hào)空間一例，其中圖12的判定單元對(duì)被施加QPSK調(diào)制的接收的信號(hào)執(zhí)行硬或軟判定。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明的干擾消除器的一個(gè)實(shí)施例。對(duì)應(yīng)于每一級(jí)用戶(hù)的干擾消除器單元ICU1到ICUk各包含一個(gè)具有去擴(kuò)展器(6)和信道估計(jì)單元(7)的去擴(kuò)展單元(1)以及第一合成單元(2)。這些干擾消除器單元還具有包含比較器(8)和硬-軟判定單元(9)的判定單元(3)，帶有擴(kuò)展器(10)的擴(kuò)展單元(4)，以及連接到擴(kuò)展單元4的第二合成單元(5)。
類(lèi)似于圖2所示干擾消除器，圖4的干擾消除器具有對(duì)應(yīng)于接收的信號(hào)延遲輪廓(多路徑)多個(gè)去擴(kuò)展單元(1)和擴(kuò)展單元(4)。每一去擴(kuò)展單元(1)接收從前級(jí)輸入的誤差信號(hào)em-1和干擾復(fù)制信號(hào)Sm-1(如果級(jí)m為多級(jí)干擾消除器的級(jí)1，則要輸入的誤差信號(hào)為接收的信號(hào)R0，并且要輸入的干擾復(fù)制信號(hào)為零)。去擴(kuò)展器(6)根據(jù)擴(kuò)展碼在反向去擴(kuò)展，解調(diào)，并輸出被輸入的誤差信號(hào)em-1。從去擴(kuò)展器(6)輸出的被反向擴(kuò)展、解調(diào)的信號(hào)在被添加了干擾復(fù)制信號(hào)Sm-1之后變?yōu)榻邮盏姆?hào)向量Ri。信道估計(jì)單元(7)從輸入的干擾復(fù)制信號(hào)Sm-1計(jì)算估計(jì)的信道數(shù)值ξi^，并然后輸出該信號(hào)。計(jì)算的理論與對(duì)于圖2所示的信道估計(jì)相同。估計(jì)的信道數(shù)值ξi^的復(fù)共軛數(shù)值ξi^*乘以接收的符號(hào)向量Ri，然后該結(jié)果由第一合成器2通過(guò)瑞克合成而被合成。合成的接收的符號(hào)向量∑Riξi^*輸出到判定單元(3)。
判定單元(3)中的比較器(8)比較估計(jì)的信道數(shù)值ξi^的總幅度∑|ξi^|與從第一合成單元(2)輸出的合成的接收的符號(hào)向量的總幅度∑|Riξi^*|。
當(dāng)比較的結(jié)果如下時(shí)，判定單元(3)中的硬-軟判定單元(9)執(zhí)行硬判定∑|ξi^|≤∑| Riξi^*|當(dāng)比較的結(jié)果如下時(shí)，判定單元(3)中的硬-軟判定單元(9)執(zhí)行軟判定∑|ξi^|＞∑| Riξi^*|從判定單元(3)輸出的估計(jì)的信息符號(hào)向量Zs^乘以擴(kuò)展單元(4)估計(jì)的信道數(shù)值ξi^，然后作為干擾復(fù)制信號(hào)Sm輸出到下一級(jí)。來(lái)自前級(jí)的干擾復(fù)制信號(hào)Sm-1還從干擾復(fù)制信號(hào)Sm減去，然后該結(jié)果由擴(kuò)展器(10)根據(jù)擴(kuò)展碼擴(kuò)展。擴(kuò)展的信號(hào)由第二合成單元(5)合成，并作為估計(jì)的干擾殘留信號(hào)dm輸出。
干擾消除器對(duì)于電平和可靠性低的接收的符號(hào)向量執(zhí)行軟判定。由軟判定引起判定誤差可被降低到與由硬判定引起的誤差可比較，這樣改進(jìn)了干擾復(fù)制信號(hào)的精確性。
圖5表示本發(fā)明干擾消除器的另一實(shí)施例。圖5中，“11”表示去擴(kuò)展單元，“12”表示第一合成器(∑)，“13”表示判定單元，“14”表示擴(kuò)展單元，“15”表示第二合成器(∑)，“16”表示擴(kuò)展器。又“17”表示信道估計(jì)單元，“19”表示擴(kuò)展器，“20”表示加法器，“21”和“22”表示乘法器，“23”表示加法器，“24”和“25”表示合成器(∑)。
輸入來(lái)自前級(jí)的誤差信號(hào)em-1(如果在級(jí)1，則為接收的信號(hào)Ri)和來(lái)自前級(jí)的干擾復(fù)制信號(hào)Sm-1，J(如果m為1，則該信號(hào)為零)。這兩個(gè)信號(hào)輸入到對(duì)應(yīng)于接收的信號(hào)的延遲輪廓(路徑i)的去擴(kuò)展單元(11)(如圖2中所示的操作)。
去擴(kuò)展器(86)根據(jù)擴(kuò)展碼對(duì)輸入的誤差信號(hào)em-1在反向去擴(kuò)展并解調(diào)該信號(hào)。注意，在級(jí)1中，接收的信號(hào)R0與擴(kuò)展碼同步輸入到干擾消除器。
加法器(20)將反向擴(kuò)展并由以上去擴(kuò)展器解調(diào)的信號(hào)和從前級(jí)輸入的干擾復(fù)制信號(hào)相加以產(chǎn)生路徑i的接收的符號(hào)向量Ri。路徑i的接收的符號(hào)向量Ri輸入到信道估計(jì)電路(17)，該信道估計(jì)電路輸出路徑i信道(定相向量)估計(jì)數(shù)會(huì)值ξi^。
乘法器(21)使得接收的符號(hào)向量Ri乘以估計(jì)的信道數(shù)值ξi^的復(fù)共軛數(shù)ξi^*用于與估計(jì)的信道數(shù)值ξi^成正比地進(jìn)行加權(quán)及相位補(bǔ)償。對(duì)應(yīng)于最大比率路徑(通過(guò)瑞克合成)合成器(12)合成從乘法器(21)輸出的信號(hào)。
合成器(24)合成∑Riξi^*的絕對(duì)值以便獲得接收的符號(hào)向量的總幅度∑|Riξi^*|。合成器(25)合成估計(jì)的信道數(shù)值ξi^以獲得估計(jì)的信道數(shù)值ξi^的總幅度∑|ξi^*|。接收的符號(hào)向量的總幅度∑| Riξi ^*|與估計(jì)的信道數(shù)值總幅度∑|ξi^*|輸入到判定單元(13)。
判定單元(13)具有一比較器和一硬-軟判定單元。比較器比較從合成單元(25)輸入的估計(jì)的信道數(shù)值ξi^的總幅度∑|ξi^*|與從和單元(24)輸入的接收的符號(hào)向量的總幅度∑|Riξi^*|。當(dāng)比較的結(jié)果如下時(shí)，硬-軟判定單元執(zhí)行硬判定∑|ξi^|≤∑|Riξi^*|當(dāng)比較的結(jié)果如下時(shí)，硬-軟判定單元執(zhí)行軟判定∑|ξi^|＞∑|Riξi^*|軟判定補(bǔ)償了向量信號(hào)的相移，同時(shí)保持幅度不變。
從判定單元(13)輸出的估計(jì)信息符號(hào)向量Zs^輸入到對(duì)應(yīng)于去擴(kuò)展單元(11)的擴(kuò)展單元(14)。在擴(kuò)展單元(14)中，乘法器(22)使得輸入的估計(jì)信息符號(hào)向量Zs^乘以估計(jì)的信道數(shù)值ξi^，并向下一級(jí)輸出干擾復(fù)制信號(hào)Sm，j。從輸出的干擾復(fù)制信號(hào)Sm，j減去干擾復(fù)制信號(hào)Sm-1，j，該結(jié)果根據(jù)擴(kuò)展碼由擴(kuò)展單元(19)擴(kuò)展。然后該信號(hào)由第二合成單元(15)合成并向下一級(jí)作為估計(jì)的干擾殘留信號(hào)dm，j輸出。
圖6示出圖5的判定單元(13)的一實(shí)施例。圖6中，“31”表示硬-軟判定單元，“32”表示電平比較器，“12A”表示由第一合成單元(12)的瑞克合成之后獲得的接收的符號(hào)向量∑Riξi^*。又“24A”表示由合成單元(24)的瑞克合成之后獲得的接收的符號(hào)向量的總幅度∑|Riξi^*|，“25A”表示由合成單元(25)合成之后獲得的估計(jì)的信道數(shù)值總幅度∑|ξi^*|。
判定單元(13)具有一硬-軟判定單元(31)和一彼此連接的電平比較器(32)。電平比較器比較由圖5所示合成單元(24)進(jìn)行的瑞克合成獲得的的接收的符號(hào)向量的總幅度∑|Riξi^*|與由合成單元(25)獲得的估計(jì)信道數(shù)值的總幅度∑|ξi^*|。硬-軟判定單元(31)對(duì)于由圖5所示合成單元(12)的瑞克合成之后獲得的接收的符號(hào)向量∑Riξi^*，根據(jù)電平比較器(32)比較的結(jié)果，進(jìn)行硬或軟的判定。當(dāng)比較器(32)比較的結(jié)果如下時(shí)，判定單元執(zhí)行硬判定。
∑|ξi^|≤∑|Riξi^*|當(dāng)比較器(32)比較的結(jié)果如下時(shí)，判定單元執(zhí)行軟判定∑|ξi^|＞∑|Riξi^*|以下說(shuō)明在圖6所示的實(shí)施例中如何執(zhí)行軟判定。圖7表示信號(hào)空間一例，其中判定單元(13)評(píng)估被施加了QPSK調(diào)制的接收的信號(hào)。當(dāng)判定單元(13)中電平比較器比較的結(jié)果如下時(shí)，估計(jì)的信息符號(hào)向量Zs^(被補(bǔ)償使得其向量信號(hào)正常)變?yōu)橛糜谠囼?yàn)判定的輸出信號(hào)∑|ξi^|≤∑| Riξi^*|當(dāng)判定單元(13)中的電平比較器比較的結(jié)果如下時(shí)，執(zhí)行軟判定，因?yàn)橄蛄啃盘?hào)電平和可靠性低。軟判定補(bǔ)償信號(hào)的相移，同時(shí)保持幅度不變。
∑|ξi^|＞∑|Riξi^*|與硬判定之后輸出的估計(jì)的信息符號(hào)向量Zs^比較，軟判定之后輸出的估計(jì)的符號(hào)向量Zs^具有較低的電平。這樣，能夠降低判定誤差對(duì)后繼級(jí)不利的作用。
圖8表示有關(guān)圖5所示判定單元(13)詳細(xì)操作的另一例子。圖8中，“31a”表示硬-軟判定單元，“32a”表示電平比較器，“12A”表示由第一合成單元(12)的瑞克合成之后獲得的接收的符號(hào)向量∑Riξi^*。又“24A”表示由合成單元(24)的瑞克合成之后獲得的接收的符號(hào)向量的總幅度∑|Riξi^*|，“25A”表示由合成單元(25)合成之后獲得的估計(jì)的信道數(shù)值總幅度∑|ξi^*|。
數(shù)值A(chǔ)預(yù)設(shè)為大于估計(jì)的信道數(shù)值的總幅度∑|ξi^*|的一個(gè)數(shù)值，并用作為比較器(32a)的參照數(shù)值。數(shù)值A(chǔ)是在考慮當(dāng)最大輻射合成一正常多路信號(hào)時(shí)的最大數(shù)值、定相、和干擾的預(yù)設(shè)的。數(shù)值A(chǔ)還可以基于實(shí)驗(yàn)確定。電平比較器(32a)比較接收的符號(hào)向量的總幅度∑|Riξi^*|，估計(jì)的信道數(shù)值總幅度∑|ξi^*|，及預(yù)設(shè)數(shù)值A(chǔ)以便決定校核的順序。然后電平比較器輸出比較的結(jié)果。
當(dāng)電平比較器(32a)比較結(jié)果如下時(shí)，硬-軟判定單元執(zhí)行硬判定∑|ξi^|≤∑|Riξi^*|＜A當(dāng)電平比較器(32a)比較結(jié)果如下時(shí)，硬-軟判定單元執(zhí)行軟判定(即，補(bǔ)償相移，但保持幅度不變)∑|ξi^|＞∑|Riξi^*|當(dāng)電平比較器(32a)比較結(jié)果如下時(shí)，硬-軟判定單元執(zhí)行軟判定A＜∑|Riξi^*|在后一種情形，判定單元13還使幅度乘以一權(quán)值，使得幅度小于Zs^以獲得一估計(jì)數(shù)值。該權(quán)值由當(dāng)前連接到系統(tǒng)的數(shù)個(gè)用戶(hù)決定。當(dāng)有比較多的用戶(hù)時(shí)由于判定誤差的影響較大，故該權(quán)值必須比較小。以上的判定可由假設(shè)幅度為小于“Zs^”的一個(gè)特定數(shù)值的判定方法代替。
以下說(shuō)明圖8所示例子的硬-軟判定單元的詳細(xì)操作。圖9表示信號(hào)空間的一例，其中判定單元(13)對(duì)于被施加了QPSK調(diào)制的接收的信號(hào)執(zhí)行判定。假設(shè)由判定單元(13)中的電平比較器比較的結(jié)果如下(即，圖中的向量b)∑|ξi^|≤∑|Riξi^*|＜A這種情形下，估計(jì)的信息符號(hào)向量“Z1^”(其相位和幅度補(bǔ)償為正常值)用于試驗(yàn)判定的輸出信號(hào)。這里，“Z1^”等于“Zs^”。然后，假設(shè)由判定單元(13)中的電平比較器比較的結(jié)果如下(即，圖中的向量c)
∑|ξi^|＞∑|Riξi^*|這種情形下，信號(hào)的相位被補(bǔ)償，同時(shí)保持幅度不變(由軟判定)，因?yàn)樾盘?hào)的電平和可靠性低。
然后，假設(shè)由判定單元(13)中的電平比較器比較的結(jié)果如下(即，圖中的向量a)A＜∑|Riξi^*i|這種情形下，如上所述只是相位由軟件判定補(bǔ)償，并且幅度乘以一定的權(quán)值。判定的結(jié)果具有小于Z1^的幅度數(shù)值。如前所述，判定輸出信號(hào)可能具有小于Z1^的幅度數(shù)值(例如，圖中的Z2^)。類(lèi)似于上述的權(quán)值，幅度數(shù)值Z2^通過(guò)考慮當(dāng)前連接到系統(tǒng)的用戶(hù)數(shù)而確定。
如果瑞克合成之后獲得的接收的符號(hào)向量的總幅度∑Riξi^*超過(guò)預(yù)設(shè)數(shù)值A(chǔ)，則由于噪聲以相等的相位附加在信號(hào)上而使信號(hào)的可靠性低，故信號(hào)電平為非正常增加。當(dāng)信號(hào)電平降低到估計(jì)的信道數(shù)值ξi^的總幅度并且對(duì)信號(hào)進(jìn)行評(píng)估時(shí)，能夠降低判定誤差。這樣，能夠改進(jìn)消除干擾特性。
圖10表示圖5所示判定單元(13)的另一實(shí)施例。圖10中，“31b”表示硬-軟判定單元，“32b”表示電平比較器，“33”表示一零輸出裝置。又“12A”表示由第一合成單元(12)的瑞克合成之后獲得的接收的符號(hào)向量∑Riξi^*，“24A”表示由合成單元(24)的瑞克合成之后獲得的接收的符號(hào)向量的總幅度∑|Riξi^*|，“25A”表示由合成單元(25)合成之后獲得的估計(jì)的信道數(shù)值總幅度∑|ξi^*|。數(shù)值B預(yù)設(shè)為小于估計(jì)的信道數(shù)值的總幅度∑|ξi^*|的一個(gè)數(shù)值，并用作為比較器(32a)的參照數(shù)值。電平比較器(32a)比較接收的符號(hào)向量的總幅度∑|Riξi^*|，估計(jì)的信道數(shù)值總幅度∑|ξi^*|，和預(yù)設(shè)數(shù)值B以便決定校核的順序。然后電平比較器輸出比較的結(jié)果。
當(dāng)電平比較器(32a)比較的結(jié)果如下時(shí)，選擇器(35)選擇從零輸出裝置(33)輸出的信號(hào)并輸出該信號(hào)B＞∑|Riξi^*|當(dāng)電平比較器(32a)比較的結(jié)果為任何其它情形時(shí)，選擇器選擇從硬-軟判定單元(31b)輸出的信號(hào)并輸出該信號(hào)
當(dāng)電平比較器(32a)比較的結(jié)果如下時(shí)，硬-軟判定單元(31a)如前所述執(zhí)行硬判定∑|ξi^|≤∑|Riξi^*|當(dāng)電平比較器(32a)比較的結(jié)果如下時(shí)，硬-軟判定單元(31a)執(zhí)行軟判定∑|ξi^|＞∑|Riξi^*|＞B以下說(shuō)明圖10所示的實(shí)施例中硬-軟判定的詳細(xì)操作。圖11表示信號(hào)空間的一例，其中判定單元(13)對(duì)于被施加了QPSK調(diào)制的接收的信號(hào)執(zhí)行判定。假設(shè)由判定單元(13)中的電平比較器比較的結(jié)果如下(即，圖中的向量d)∑|ξi^|≤∑|Riξi^*|這種情形下，估計(jì)的信息符號(hào)向量“Z1^”(其相位和幅度補(bǔ)償為正常值)作為用于試驗(yàn)判定的輸出信號(hào)從選擇器(35)被輸出。這里，“Z1^”等價(jià)于“Zs^”。然后，假設(shè)由判定單元(13)中的電平比較器比較的結(jié)果如下(即，圖中的向量e)∑|ξi^|＞∑|Riξi^*|＞B這種情形下，對(duì)信號(hào)的相位進(jìn)行補(bǔ)償而其幅度補(bǔ)償不變(由軟判定)，因?yàn)樾盘?hào)的電平和可靠性低。判定的結(jié)果作為用于試驗(yàn)判定的輸出信號(hào)從選擇器(35)被輸出。然后，假設(shè)由判定單元(13)中的電平比較器比較的結(jié)果如下(即，圖中的向量f)B＞∑|Riξi^*|這種情形下，硬-軟判定單元不執(zhí)行判定。然后零輸出裝置(33)通過(guò)選擇器(33)作為用于試驗(yàn)判定的輸出信號(hào)輸出零。
如果瑞克合成之后獲得的假設(shè)的符號(hào)向量∑Riξi^*總幅度小于預(yù)設(shè)數(shù)值B，作為估計(jì)的信息向量輸出零，因?yàn)樾盘?hào)的可靠性很低。于是，能夠降低判定誤差并能夠改進(jìn)消除干擾的特性。
圖12表示圖5所示判定單元(13)的另一實(shí)施例。圖12中，“31c”表示硬-軟判定單元，“32c”表示電平比較器，“34”表示一相位比較器。又“12A”表示由第一合成單元(12)的瑞克合成之后獲得的接收的符號(hào)向量∑Riξi ^*，“24A”表示由合成單元(24)的瑞克合成之后獲得的接收的符號(hào)向量的總幅度∑|Riξi^*|，“25A”表示由合成單元(25)合成之后獲得的估計(jì)的信道數(shù)值總幅度∑|ξi^*|。數(shù)值θA預(yù)設(shè)為小于7π/4的一個(gè)數(shù)值，并用作為相位比較器(34)的參照數(shù)值。數(shù)值θA預(yù)設(shè)在每一象限中偏離正常相位的相位差能夠適當(dāng)維持的范圍。相位比較器接收接收的符號(hào)向量總幅度∑|Riξi^*|的輸入并從硬-軟判定單元(13)接收硬判定輸出。相位比較器計(jì)算兩個(gè)輸入信號(hào)之間的相位差θ，并比較相位差θ與預(yù)設(shè)數(shù)值θA以便決定校核的順序。然后相位比較器輸出比較的結(jié)果。
假設(shè)由電平比較器(32c)和相位比較器(34)比較的結(jié)果如下∑|ξi^|≤∑|Riξi^*|θ＜θA這種情形下(例如，圖中的向量g)，判定為高可靠性。然后如前所述，估計(jì)的信息符號(hào)向量(是硬判定的結(jié)果)作為用于試驗(yàn)判定的輸出信號(hào)被輸出。然后，假設(shè)由電平比較器(32c)和相位比較器(34)比較的結(jié)果如下∑|ξi^|＞∑|Riξi^*|θ＜θA這種情形下(例如，圖中的向量h)，如前所述，軟判定的結(jié)果(只補(bǔ)償相位)作為用于試驗(yàn)判定的輸出信號(hào)被輸出。然后，假設(shè)不論電平比較器(32c)比較的結(jié)果如何，由相位比較器(34)比較的結(jié)果如下θ＞θA這種情形下(例如，圖中的向量k)，判定為低可靠性。估計(jì)的信息符號(hào)向量Z2^作為用于試驗(yàn)判定的輸出信號(hào)被輸出，幅度小于估計(jì)的信道數(shù)值Z1^的總幅度。
即使接收的符號(hào)向量的總幅度∑|Riξi^*|大于估計(jì)的信道數(shù)值的總幅度∑|ξi^*|，在特定的情形下也判定為低可行性。當(dāng)估計(jì)的信息符號(hào)向量Z1^(作為硬判定的結(jié)果)和接收的符號(hào)向量∑Riξi^*之間的相位差θ超過(guò)預(yù)設(shè)數(shù)值θA時(shí)，判定為低可靠性。這是由于，這些向量具有接近于相鄰象限的相位。這種情形下，能夠改變信號(hào)電平變?yōu)樾∮诠烙?jì)的信道數(shù)值的總幅度以便抑制由象限內(nèi)大的相位差引起的判定誤差。這樣能夠改進(jìn)消除干擾的特性。
本發(fā)明的應(yīng)用不限于前述實(shí)現(xiàn)的格式，而是可對(duì)各種使用目的進(jìn)行改變。還能夠組合出不同的實(shí)現(xiàn)形式。例如，預(yù)設(shè)數(shù)值A(chǔ)和B能夠如下組合。當(dāng)接收的符號(hào)向量總幅度超過(guò)由預(yù)設(shè)數(shù)值A(chǔ)規(guī)定的電平時(shí)，改變幅度為較低的電平并執(zhí)行軟判定。當(dāng)接收的符號(hào)向量總幅度不超過(guò)由預(yù)設(shè)數(shù)值B規(guī)定的電平時(shí)，輸出零。此外，能夠易于使用數(shù)字信號(hào)處理器或者現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列以軟件生成判定單元(13)。使用電路也易于生成同樣的進(jìn)程。
如上所述，干擾消除器比較接收的符號(hào)向量總幅度和改進(jìn)的信道數(shù)值，并比較預(yù)設(shè)數(shù)值A(chǔ)和B。通過(guò)比較判定接收的符號(hào)向量的可靠性。當(dāng)判定為高可靠性時(shí)，執(zhí)行硬判定。當(dāng)判定為低可靠性時(shí)，降低電平或者不降低電平，執(zhí)行軟判定。這樣，能夠降低判定誤差并增加從每一干擾消除器單元輸出干擾復(fù)制信號(hào)dm和估計(jì)的干擾殘留信號(hào)Sm的精確性。通過(guò)增加精確性，能夠改進(jìn)干擾消除器的干擾去除特性。
權(quán)利要求
1.用于從輸入信號(hào)消除通信系統(tǒng)干擾的多級(jí)干擾消除器，該干擾消除器包括多個(gè)去擴(kuò)展單元，以誤差信號(hào)和干擾復(fù)制信號(hào)輸入，以便產(chǎn)生接收的符號(hào)向量和估計(jì)的信道數(shù)值；一個(gè)合成單元，對(duì)分別來(lái)自每一去擴(kuò)展單元的所述接收的符號(hào)向量，接收的符號(hào)向量的幅度及估計(jì)的信道數(shù)值的幅度進(jìn)行合成；一個(gè)判定單元，根據(jù)比較接收的符號(hào)向量總幅度和總的估計(jì)信道數(shù)值的結(jié)果通過(guò)硬-軟判定估計(jì)所述接收的符號(hào)向量，并輸出一信息符號(hào)向量；以及以所述信息符號(hào)向量和所述干擾復(fù)制信號(hào)輸入的多個(gè)擴(kuò)展單元，以便產(chǎn)生輸出到干擾消除器下一級(jí)的干擾殘留信號(hào)和新的干擾復(fù)制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的干擾消除器，其中每一去擴(kuò)展單元包含一信道估計(jì)單元，且所述判定單元包含一比較器，該比較器比較從所述合成單元輸出的接收的符號(hào)向量總幅度與從所述信道估計(jì)單元輸出的估計(jì)信道數(shù)值的總幅度，并包含一個(gè)硬-軟判定單元，當(dāng)作為比較器比較的結(jié)果接收的符號(hào)向量總幅度等于或大于估計(jì)的信道數(shù)值的總幅度時(shí)，該判定單元執(zhí)行硬判定，或者當(dāng)比較的結(jié)果為其它情形時(shí)執(zhí)行軟判定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的干擾消除器，其中每一去擴(kuò)展單元包含一信道估計(jì)單元，且所述判定單元包含一比較器，該比較器比較從所述合成單元輸出的接收的符號(hào)向量總幅度，從所述信道估計(jì)單元輸出的估計(jì)信道數(shù)值的總幅度，以及輸入到所述比較器大于估計(jì)的信道數(shù)值的總幅度的一個(gè)預(yù)設(shè)數(shù)值，并包含一個(gè)硬-軟判定單元，當(dāng)判定出接收的符號(hào)向量總幅度等于或大于預(yù)設(shè)數(shù)值時(shí)，該判定單元改變接收的符號(hào)向量總幅度為小于估計(jì)的信道數(shù)值的總幅度，執(zhí)行軟判定；當(dāng)判定出接收的符號(hào)向量總幅度小于預(yù)設(shè)數(shù)值并等于或大于估計(jì)的信道數(shù)值的總幅度時(shí)，該判定單元執(zhí)行硬判定，或者當(dāng)判定出接收的符號(hào)向量總幅度小于估計(jì)的信道數(shù)值總幅度時(shí)，該判定單元執(zhí)行軟判定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的干擾消除器，其中每一去擴(kuò)展單元包含一信道估計(jì)單元，且所述判定單元包含一比較器，該比較器比較從所述合成單元輸出的接收的符號(hào)向量總幅度，從所述信道估計(jì)單元輸出的估計(jì)信道數(shù)值的總幅度，以及輸入到所述比較器小于估計(jì)的信道數(shù)值的總幅度的一個(gè)預(yù)設(shè)數(shù)值，并包含一個(gè)輸出零作為判定結(jié)果的零輸出裝置，還包含一個(gè)硬-軟判定單元，當(dāng)由比較器判定出接收的符號(hào)向量總幅度小于的預(yù)設(shè)值時(shí)，該硬-軟判定單元從零輸出裝置輸出零作為判定結(jié)果，當(dāng)判定出接收的符號(hào)向量等于或大于估計(jì)的信道數(shù)值總幅度時(shí)，該判定單元執(zhí)行硬判定，或者當(dāng)判定出接收的符號(hào)向量小于估計(jì)的信道數(shù)值總幅度并且等于或大于預(yù)設(shè)值時(shí)，該判定單元執(zhí)行軟判定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的干擾消除器，其中每一去擴(kuò)展單元包含一信道估計(jì)單元，且所述判定單元包含一電平比較器，該比較器比較從所述合成單元輸出的接收的符號(hào)向量總幅度與所述信道估計(jì)單元輸出的估計(jì)信道數(shù)值的總幅度，包含一相位比較器，該比較器比較接收的符號(hào)向量硬判定的結(jié)果與有關(guān)的接收的符號(hào)向量之間的相位差與輸入到所述比較器的預(yù)設(shè)數(shù)值，并包含一個(gè)硬-軟判定單元，該判定單元改變接收的符號(hào)向量電平為小于估計(jì)信道數(shù)值的總幅度，當(dāng)由相位比較器判定出相位差等于或大于預(yù)設(shè)數(shù)值時(shí)執(zhí)行軟判定，當(dāng)由相位比較器判定出相位差小于預(yù)設(shè)數(shù)值時(shí)，或者由電平比較器判定出接收的符號(hào)向量總幅度等于或大于估計(jì)的信道數(shù)值總幅度時(shí)執(zhí)行硬判定，或者當(dāng)由電平比較器判定出接收的符號(hào)向量的總幅度小于估計(jì)的信道數(shù)值的總幅度時(shí)執(zhí)行軟判定。
6.包含一個(gè)干擾消除器單元的干擾消除器中試驗(yàn)判定方法，該干擾消除器包括去擴(kuò)展器，信道估計(jì)單元，從前級(jí)輸入接收的信號(hào)或者誤差及干擾復(fù)制信號(hào)的去擴(kuò)展單元，合成從去擴(kuò)展單元輸出的信號(hào)的第一合成單元，評(píng)估從第一合成單元輸出的信號(hào)的判定單元，擴(kuò)展器，輸入來(lái)自所述判定單元的判定輸出信號(hào)及來(lái)自所述去擴(kuò)展單元的估計(jì)的信道數(shù)值的擴(kuò)展單元，以及合成來(lái)自擴(kuò)展單元輸出信號(hào)并輸出估計(jì)的干擾殘留信號(hào)的第二合成單元，該試驗(yàn)判定方法包括以下步驟通過(guò)所述干擾消除器單元的所述判定單元轉(zhuǎn)換判定操作；在所述判定單元中比較從第一合成單元輸出的接收的符號(hào)向量的總幅度與從信道估計(jì)單元輸出的估計(jì)的信道數(shù)值的總幅度；當(dāng)從第一合成單元輸出的接收的符號(hào)向量的總幅度等于或者大于估計(jì)的信道數(shù)值的總幅度時(shí)，由判定單元執(zhí)行硬判定，或者當(dāng)從第一合成單元輸出的接收的符號(hào)向量的總幅度小于估計(jì)的信道數(shù)值的總幅度時(shí)，執(zhí)行軟判定。
7.包含一個(gè)干擾消除器單元的干擾消除器中臨時(shí)判定方法，該干擾消除器包括去擴(kuò)展器，信道估計(jì)單元，從前級(jí)輸入接收的信號(hào)或者誤差及干擾復(fù)制信號(hào)的去擴(kuò)展單元，合成從去擴(kuò)展單元輸出的信號(hào)的第一合成單元，評(píng)估從第一合成單元輸出的信號(hào)的判定單元，擴(kuò)展器，輸入來(lái)自所述判定單元的判定輸出信號(hào)及來(lái)自所述去擴(kuò)展單元的估計(jì)的信道數(shù)值的擴(kuò)展單元，以及合成來(lái)自擴(kuò)展單元輸出信號(hào)并輸出估計(jì)的干擾殘留信號(hào)的第二合成單元，該試驗(yàn)判定方法包括以下步驟通過(guò)干擾消除器單元的判定單元轉(zhuǎn)換判定操作；在判定單元中比較從第一合成單元輸出的接收的符號(hào)向量的總幅度，從信道估計(jì)單元輸出的估計(jì)的信道數(shù)值的總幅度，以及大于估計(jì)的信道數(shù)值總幅度的預(yù)設(shè)的數(shù)值，改變接收的符號(hào)向量總幅度為小于估計(jì)的信道數(shù)值的總幅度，并當(dāng)接收的符號(hào)向量總幅度等于或大于預(yù)設(shè)數(shù)值時(shí)執(zhí)行軟判定；以及當(dāng)接收的符號(hào)向量總幅度小于預(yù)設(shè)數(shù)值并等于或大于估計(jì)的信道數(shù)值的總幅度時(shí)，執(zhí)行硬判定，或者當(dāng)接收的符號(hào)向量總幅度小于估計(jì)的信道數(shù)值總幅度時(shí)，執(zhí)行軟判定。
8.包含一個(gè)干擾消除器單元的干擾消除器中判定方法，該干擾消除器包括去擴(kuò)展器，信道估計(jì)單元，從前級(jí)輸入接收的信號(hào)或者誤差及干擾復(fù)制信號(hào)的去擴(kuò)展單元，合成從去擴(kuò)展單元輸出的信號(hào)的第一合成單元，評(píng)估從第一合成單元輸出的信號(hào)的判定單元，擴(kuò)展器，輸入來(lái)自所述判定單元的判定輸出信號(hào)及來(lái)自所述去擴(kuò)展單元的估計(jì)的信道數(shù)值的擴(kuò)展單元，以及合成來(lái)自擴(kuò)展單元輸出信號(hào)并輸出估計(jì)的干擾殘留信號(hào)的第二合成單元，該試驗(yàn)判定方法包括以下步驟通過(guò)上述干擾消除器單元的判定單元轉(zhuǎn)換判定操作；在判定單元中比較從第一合成單元輸出的接收的符號(hào)向量的總幅度，從信道估計(jì)單元輸出的估計(jì)的信道數(shù)值的總幅度，以及小于估計(jì)的信道數(shù)值總幅度的預(yù)設(shè)的數(shù)值；當(dāng)接收的符號(hào)向量總幅度小于預(yù)設(shè)數(shù)值時(shí)，輸出零作為判定結(jié)果；以及當(dāng)接收的符號(hào)向量等于或大于估計(jì)的信道數(shù)值總幅度時(shí)，執(zhí)行硬判定，或者當(dāng)接收的符號(hào)向量總幅度小于估計(jì)的信道數(shù)值總幅度并等于或大于預(yù)設(shè)數(shù)值時(shí)，執(zhí)行軟判定。
9.包含一個(gè)干擾消除器單元的干擾消除器中臨時(shí)判定方法，該干擾消除器包括去擴(kuò)展器，信道估計(jì)單元，從前級(jí)輸入接收的信號(hào)或者誤差及干擾復(fù)制信號(hào)的去擴(kuò)展單元，合成從去擴(kuò)展單元輸出的信號(hào)的第一合成單元，評(píng)估從第一合成單元輸出的信號(hào)的判定單元，擴(kuò)展器，輸入來(lái)自所述判定單元的判定輸出信號(hào)及來(lái)自所述去擴(kuò)展單元的估計(jì)的信道數(shù)值的擴(kuò)展單元，以及合成來(lái)自擴(kuò)展單元輸出信號(hào)并輸出估計(jì)的干擾殘留信號(hào)的第二合成單元，該試驗(yàn)判定方法包括以下步驟通過(guò)干擾消除器單元的判定單元轉(zhuǎn)換判定操作；在判定單元中比較接收的符號(hào)向量硬判定的結(jié)果與有關(guān)的接收的符號(hào)向量之間的相位差與預(yù)設(shè)的相位值，改變接收的符號(hào)向量電平為小于估計(jì)信道數(shù)值的總幅度；以及當(dāng)相位差等于或大于預(yù)設(shè)數(shù)值時(shí)執(zhí)行軟判定，或當(dāng)相位差小于預(yù)設(shè)數(shù)值時(shí)并接收的符號(hào)向量總幅度等于或大于估計(jì)的信道數(shù)值總幅度時(shí)執(zhí)行硬判定，并當(dāng)接收的符號(hào)向量的總幅度小于估計(jì)的信道數(shù)值的總幅度時(shí)執(zhí)行軟判定。
全文摘要
用于去除用戶(hù)之間的干擾及在多級(jí)中接收的信號(hào)的多路徑干擾的多級(jí)干擾消除器和方法,包括產(chǎn)生接收信號(hào)向量和估計(jì)信道數(shù)值的多個(gè)去擴(kuò)展單元,合成來(lái)自每一去擴(kuò)展單元的接收的信號(hào)向量、接收的符號(hào)向量幅度及估計(jì)的數(shù)值幅度的合成單元,根據(jù)比較接收的符號(hào)向量總幅度和估計(jì)的信道數(shù)值總幅度的結(jié)果執(zhí)行硬判定和軟判定的判定單元。
文檔編號(hào)H04B1/10GK1188349SQ97108748
公開(kāi)日1998年7月22日 申請(qǐng)日期1997年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月20日
發(fā)明者戶(hù)田健, 田中良紀(jì), 小早川周磁, 關(guān)宏之, 筒井正文 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社