专利名称：时分码分多址通信系统中同频信号的检测方法和装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及移动通信技术，尤其涉及时分码分多址通信系统中 的信号检测技术。
背景技术：
在码分多址系统中，利用功率控制和多用户检测技术来克服"边缘问题"和"远近效应"。以TD-SCDMA通信系统为例，其利用突 发结构的训练序列(中间码)对信道进行信道估计和测量(例如上 行同步的保持以及功率测量等)。通常在同一小区内，同一时隙内 的不同用户所采用的中间码由一个基本的中间码经循环移位后而产 生。在现有技术中， 一般的测量方法是将本地中间码和接收信号或 数据直接进行相关，或者采用匹配滤波器加判决器来确定所使用的 基本中间码，然后根据该中间码进行信道估计和检测等。有关该方 面的详细描述，可参见A. Klein.所著的"Multiuser detection algorithms of CDMA-signals and their application to cellular mobile radio" —文 (Fortschittsberichte VDI, Vol. 10, No. 423, VDI-Verlag, 1996)，该文 档的内容以全文引用的方式包含在本文中。但是，由于不同用户所采用的中间码并不完全正交，因此当接 收信号中存在同频的强信号和弱信号且它们的功率相差较大时，如 果将本地各中间码直接与接收数据相关，则在获得待解信号能量的 同时，还获得了同频干扰所产生的能量，尤其是强同频信号对弱同 频信号的检测干扰很大。在常规的处理方式中，将强同频信号和弱 同频信号之间的这种干扰简单地以高斯白噪声模型进行处理。然而， 同频强弱信号之间的干扰与基于高斯白噪声模型的干扰实际是属于 不同性质的两种干扰，这种处理方式还是不能够消除弱信号所遭受 到的来自强同频信号的较大干扰，从而导致无法检测到弱信号或者 测量不准确
发明内容
针对时分码分多址系统中测量强同频信号和弱同频信号时存在 的技术缺陷，本发明提供了一种基于串行干扰抵消的检测方法。在 该检测方法中，依次将己经检测出的较强的用户信号在本地抵消， 从而减少用户间的相互干扰，提高信号检测的精确度。按照本发明的一个方面，提供了一种在时分码分多址系统中检 测多个用户信号的方法，其中，包括1) 将接收信号中功率最大的同频信号确定为用户信号；2) 对步骤1)确定的用户信号进行信道估计以获得重建的用户 信号；3) 从所述接收信号中扣除所述重建的用户信号；以及4) 对扣除所述重建的用户信号的接收信号重复执行上述步骤， 直到所有功率大于预设门限的同频信号被确定为用户信号。优选地，在上述方法中，所述步骤l)包括通过将所述接收信号或扣除所述重建的用户信号的接收信号与 本地中间码进行相关处理以获取相关峰值；以及将相关峰值最大的同频信号确定为功率最大的同频信号。优选地，在上述方法中，利用匹配滤波器加判决器来确定所述 接收信号或扣除所述重建的用户信号的接收信号中功率最大的同频 信号。优选地，在上述方法中，所述信道估计采用频域估计的方法。优选地，在上述方法中，所述时分码分多址系统是TD—SCDMA 系统、WiMax系统和WCDMA-TDD系统中的一种。按照本发明的另一个方面，提供了一种用于检测时分码分多址 系统中的多个用户信号的装置，其中，包括用户信号确定单元，用于将当前待处理的接收信号中功率最大 并且大于预设门限的同频信号确定为用户信号；用户信号重建单元，用于根据对所述用户信号的信道估计获得 重建的用户信号；处理单元，用于从所述当前待处理的接收信号中扣除所述重建 的用户信号以生成新的当前待处理的接收信号并输出至所述用户信 道确定单元。优选地，在上述装置中，所述用户信号确定单元利用相关峰值
或匹配滤波器加判决器的方式确定所述功率最大的同频信号。优选地，在上述装置中，该装置采用数字信号处理器实现。按照本发明的检测方法和装置，当存在功率相差较大的多个同 频信号时，可以准确检测并测量该强同频信号和弱同频信号，并且 由于采用信道估计和干扰抵消处理有效地消除了强同频信号对弱同 频信号的干扰，从而极大地提高了对于弱同频信号检测的准确性。
读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式
以后，将会更清 楚地了解本发明的各个方面。其中，图1示出按照本发明较佳实施例的多个用户信号检测方法的流程图；图2示出本地各个码字与原接收数据的中间码段相关峰值的示意图；图3示出本地各个码字与原接收数据经过抵消强信号处理后的 数据的中间码段相关峰值的示意图；以及图4示出了按照本发明较佳实施例的多个用户信号检测装置的 示意图。
具体实施方式
在时分码分多址系统的接收信号中， 一般包含功率大小不等的 多个同频信号。按照本发明的较佳实施例，为了在检测弱同频信号 时减少强同频信号对其的干扰，可将己经检测出的强同频信号从接 收信号中扣除。具体而言，对于接收信号，可以利用相关或匹配滤 波器等方式确定最强的同频信号(以下称为第一最强同频信号)并 将其确定为一个用户信号；接着，在确定下一个用户信号时，也可 以利用相关或匹配滤波器的方式选出最强的同频信号(以下称为第 二最强同频信号)作为用户信号，但是需要指出的是，第二最强同 频信号是已经扣除了第一最强同频信号的接收信号中的最强的同频 信号；随后，在确定再下一个用户信号时，也可以利用相关或匹配 滤波器的方式选择最强的同频信号(以下称为第三最强同频信号)， 该第三最强同频信号是己经扣除了第一和第二最强同频信号的接收 信号中的最强的同频信号，对于其余的用户信号确定，依此类推。
值得指出的是，并非所有被检测出的最强同频信号都被确定 为用户信号，按照本发明的实施例，只有大于预设门限的最强的 同频信号才被视为用户信号。至于门限的设定值，其取决于具体 的应用环境和系统。在扣除强同频信号之前需要对其进行信道估计，由下面的描 述可见，弱同频信号对强同频信号的信道估计的影响较小。假设在当前所处理的信号(包括接收信号和扣除先前已经检 测出的强同频信号的接收信号)中，强同频信号的中间码为^， 弱同频信号的中间码为Mw ，强弱信号的信道衰落系数分别为t。 g 和/^4，强弱信号的发射功率分别为&，和p"，噪声为"，相关 值为CC^,则接收信号的中间码段RX可以表示为<formula>formula see original document page 7</formula>(1) 相关值cc^可以表示为
<formula>formula see original document page 7</formula>(2)
由于各中间码之间存在一定的正交，上述相关值的表达式中第 一项起主导作用，即，相关值COR可以改写为
<formula>formula see original document page 7</formula> (3)
通过相关值C(9i 的近似表达式可以得到强同频信号的信道估计从式(4)可见，强同频信号的信道估计主要取决于该强同频信 号的信道衰落系数和发射功率。
当估计出强同频信号的信道之后，即可按照下式在接收端重建 该强信号A一,， (5)据此，从原来的接收数据或扣除先前强同频信号的接收数据中 减去重建的强同频信号，即得到经过干扰抵消处理后的新的接收数据为<formula>formula see original document page 8</formula>为了更加清楚地反映按照本发明的检测方法的特点和优势，以下简要描述用本地中间码与接收数据RX直接进行相关的现有技术方 法以作比较。假设本地中间码为A^，其相关结果为<formula>formula see original document page 8</formula>由于各中间码之间存在一定的正交，当强同频信号的功率远远 大于弱同频信号的功率时，上述表达式(7)中的第一项起主导作用， 因此，即使本地中间码M^与弱信号中间码Mw相等，该相关值也不会 明显大于其它M^的相关结果，从而导致无法检测出弱信号。而按照 本发明的检测方法，强同频信号被扣除或抵消后，用本地中间码M, 与经过干扰抵消处理后的新接收数据i X,c相关，其相关结果可以表 示为<formula>formula see original document page 8</formula>与式(7)不同，当本地中间码A与弱信号中间码Mw相等时，式(8) 中的相关值明显大于其它i^的相关结果，因而可以检测到弱信号。 而且鉴于已经将强同频信号在接收端重建后予以抵消，因此后续的 检测也是准确的。
下面参照附图，对本发明的具体实施方式
作进一步的详细描述。 图1示出按照本发明较佳实施例的多个用户信号检测方法的流 程图。参照图l，在步骤100中，接收端在小区搜索过程中，建立下行 同步后开始获取接收信号或数据M。接着进入步骤102，使128个本地中间码或基本中间码M广M^ 码与接收数据RX或兄《e的中间码段相关以相应地获得128个相关 峰值，即，通过使所有128个基本中间码产生的相应中间码与接收 数据时隙TS0的中间码段相关获得相关峰值。随后进入步骤104，在所获得的128个相关峰值中搜索最大值 CO/^和与该最大值COi^对应的中间码索引Mid」ndex。在这里， 与最大相关峰值CO/^对应的同频信号即功率最大S信号。接着，在步骤106中，计算CO/ y"S并将计算结果与一个预先 设定的门限进行比较，如果计算结果小于门限，则表明该相关峰值 对应的同频信号可能是噪声信号，因此将结束检测过程；如果计算 结果大于门限，则进入步骤108。在步骤108中，将对应于步骤104获得的Q9/^禾Q Midjndex的同频信号确定为用户信号并计算其测量值。接着进入步骤110，根据COi^和Mid—Index对该同频信号进行 信道估计，在接收端重建该信号并且从接收^据^或者/ X,c中去除 该最强信号从而得到新的接收数据。信道估计可以采用各种方法， 包括但不限于基于频域的方法等。最后，返回步骤102，开始对新得 到的^;c;数据进行处理。在一个示例性的例子中，假设接收数据含有同频的强信号和同 频的弱信号，其中强同频信号ts0使用中间码索引为51号的基本中 间码，信号功率为50， 000;弱同频信号ts0使用中间码索引为19号 的基本中间码，信号功率为5， 000。图2示出本地各个码字与原接收数据的中间码段相关峰值的示 意图，而图3示出本地各个码字与原接收数据经过抵消强信号处理 后的数据的中间码段相关峰值的示意图。参照图2，位于中间码索引号为51处的相关峰值最大并且满足 系统的门限要求，为强同频信号所使用的码字。而相对之下，位于 中间码索引号为19处的弱同频信号的相关峰值淹没在其它码字的相
关峰值之中，并较之于其它码字的相关峰值非常不明显，从而导致 常规方法下对于中间码索引为19的码字测量和检测不到。然而，按照本发明，当检测出位于中间码索引为51处的强同频信号之后，在 本地重建中间码索引为51的码字并计算自相关，并利用以下公式进 行信道估计和功率估计-cow(9)根据估计结果，从接收数据中减去重建的强同频信号得到新接 收数据凡^;。在新接收数据7 X,c中只具有中间码索引为19的弱同频 信号和噪声。再使用本地中间码与新接收数据/ A^作相关处理，得 到128个对应于各个码字的相关峰值。如图3所示，通过本地各个 码字与原接收数据经过抵消强信号处理后的数据的中间码段相关峰 值的示意图可以看出，中间码索引号为19的相关峰值明显大于其他 码字的相关峰值，并且位于19号中间码索引的相关峰值满足系统的 门限要求，因此可以确定，使用中间码索引为19号的弱同频信号ts0 被正确检测。然后对明显高于其他码字的相关峰值的弱同频信号ts0 进行信道估计和干扰抵消操作，重复以上与抵消强同频信号ts0相同 的过程，直至128个相关峰值中剩余的相关峰值都低于系统的门限 要求，则所有的信号均被正确检测。由于本地码字和强弱信号的相关峰值均没有受到过多的干扰， 而信号的测量也比较准确。此外，基于对中间码相关值的精确测量， 还可以进行其他参数的测量过程，如功率测量、信道估计等。图4示出了按照本发明较佳实施例的多个用户信号检测装置的 示意图。如图4所示，多个用户信号检测装置400包括用户信号确定单 元410、用户信号重建单元420和处理单元430。用户信号确定单元410将当前待处理的接收信号(包括接收信 号RX和处理单元430输出的扣除强同频信号的接收信号RXIC)中 功率最大并且大于预设门限的同频信号确定为用户信号并输出至用 户信号重建单元420,其确定方式例如可以如上步骤102—108所述 的方式。
用户信号重建单元420与用户信号确定单元410和处理单元430 相连，用于根据对用户信号确定单元410输出的用户信号的信道估 计获得重建的用户信号，并将该重建信号输出至处理单元430。处理单元430与用户信号确定单元410和用户信号重建单元420 相连，用于从当前待处理的接收信号中扣除经用户信号重建单元420 重建的用户信号以生成新的当前待处理的接收信号，并将该接收信 号输出至用户信号确定单元40。值得指出的是，可以有多种方式实现上述多个用户信号检测装 置，例如可以借助通用计算机系统和可在该通用计算机系统上运行 的执行上述各步骤的应用程序的组合来实现，这里的通用计算机系 统包括但不限于个人计算机系统和嵌入式计算机系统等；也可以由 固化了执行上述各步骤的程序的电路系统实现，这里的电路系统包 括但不限于数字信号处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵 歹iJ(FPGA)等。还需指出的是，上述方法和装置可应用于各种时分码分多址系 统，包括但不限于TD—SCDMA系统、WiMax系统和WCDMA-TDD系统。上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式
。但是，本领 域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情 况下，还可以对本发明的具体实施方式
作各种变更和替换。这些变 更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。
权利要求
1、一种在时分码分多址系统中检测多个用户信号的方法，其中，包括1)将接收信号中功率最大的同频信号确定为用户信号；2)对步骤1)确定的用户信号进行信道估计以获得重建的用户信号；3)从所述接收信号中扣除所述重建的用户信号；以及4)对扣除所述重建的用户信号的接收信号重复执行上述步骤，直到所有功率大于预设门限的同频信号被确定为用户信号。
2、 如权利要求l所述的方法，其中，所述步骤l)包括 通过将所述接收信号或扣除所述重建的用户信号的接收信号与本地中间码进行相关处理以获取相关峰值；以及将相关峰值最大的同频信号确定为功率最大的同频信号。
3、 如权利要求1所述的方法，其中，利用匹配滤波器加判决器 来确定所述接收信号或扣除所述重建的用户信号的接收信号中功率 最大的同频信号。
4、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信道估计采用 频域估计的方法。
5、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时分码分多址 系统是TD—SCDMA系统、WiMax系统和WCDMA-TDD系统中的 一种。
6、 一种用于检测时分码分多址系统中的多个用户信号的装置， 其中，包括-用户信号确定单元，用于将当前待处理的接收信号中功率最大 并且大于预设门限的同频信号确定为用户信号；用户信号重建单元，用于根据对所述用户信号的信道估计获得 重建的用户信号；处理单元，用于从所述当前待处理的接收信号中扣除所述重建 的用户信号以生成新的当前待处理的接收信号并输出至所述用户信 道确定单元。
7、 如权利要求6所述的装置，其中，所述用户信号确定单元利 用相关峰值或匹配滤波器加判决器的方式确定所述功率最大的同频信号。
8、 如权利要求6所述的装置，其中，该装置采用数字信号处理 器实现。
9、 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述用户信号重建单元采用频域估计的方法进行信道估计。
10、 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述时分码分多 址系统是TD—SCDMA系统、WiMax系统和WCDMA-TDD系统中的一种。
全文摘要
本发明揭示了一种在时分码分多址系统中检测多个用户信号的方法和装置，该方法包括1)将接收信号中功率最大的同频信号确定为用户信号；2)对步骤1)确定的用户信号进行信道估计以获得重建的用户信号；3)从所述接收信号中扣除所述重建的用户信号；以及4)对扣除所述重建的用户信号的接收信号重复执行上述步骤，直到所有功率大于预设门限的同频信号被确定为用户信号。按照本发明，对于存在功率相差较大的多个同频强弱信号的情况下，可以准确检测并测量该强同频信号和弱信号，并且由于采用信道估计和干扰抵消处理有效地消除了强同频信号对弱同频信号的干扰，从而极大地提高了对于弱同频信号检测的准确性。
文档编号H04J13/02GK101119132SQ20071015449
公开日2008年2月6日 申请日期2007年9月11日 优先权日2007年9月11日
发明者吴旭科, 朱近康, 单 邓, 玲 邱 申请人:Ut斯达康通讯有限公司