專利名稱：改善多路訪問通信系統(tǒng)中的接收的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于改善多路訪問通信系統(tǒng)中的接收的方法、裝置和系統(tǒng)。更具體的是，本發(fā)明提供通過從全部接收信號中去除已知的或可知的接收的干擾信號來改善多路訪問通信系統(tǒng)中的接收的方法、裝置和系統(tǒng)。
采用多路訪問技術(shù)的無線電接收機(jī)正確接收發(fā)射給它的信號的能力通常被接收機(jī)所經(jīng)歷的信噪比(SNR)所限制。在接收機(jī)處所經(jīng)歷的SNR是所需的接收信號與其他噪聲源的比率，該其他噪聲源包括熱噪聲、無線電噪聲(來自諸如電動機(jī)等的電子裝置的噪聲)、來自鄰近的發(fā)射機(jī)(例如移動電話系統(tǒng)中鄰近的蜂窩或扇區(qū))的發(fā)射、以及其他的、非正交的、來自發(fā)射機(jī)的接收機(jī)正在收聽的信號。
此處所使用的術(shù)語“正交信號”意圖包括以具有互相關(guān)為最理想的零或非常小發(fā)射安排的總的信號，例如，通過應(yīng)用沃爾什代碼形成正交的CDMA信號、通過分配時(shí)隙形成正交的TDMA信號等。應(yīng)該注意，由于多路和其他效應(yīng)，正交信號可在其正交性在某種程度上降低的情況下在接收機(jī)處被接收。
顯然，在接收機(jī)處經(jīng)歷的SNR越好，接收機(jī)正確的接收信號的能力就越好，系統(tǒng)的理論上的容量就越好，這將在以下進(jìn)一步討論。
廣泛使用的多路訪問技術(shù)的一個(gè)實(shí)例是碼分多路訪問(CDMA)，具體的是CDMA的直接序列實(shí)施，其作為諸如無線電話和無線本地環(huán)路系統(tǒng)的高級無線通信系統(tǒng)的選擇的多路訪問技術(shù)最近已經(jīng)獲得重要的支持。眾所周知，CDMA可提供優(yōu)于許多其他多路訪問技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，在于網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和管理通常被簡化，例如可不需要通常在FDMA或TDMA系統(tǒng)中所需的防護(hù)頻帶或防護(hù)時(shí)間，并且可相對容易的獲得良好的頻率再用。
如上所述，提高在CDMA接收機(jī)經(jīng)歷的SNR是有優(yōu)勢的。更具體的是，由于在CDMA接收機(jī)經(jīng)歷的SNR被提高，在調(diào)制命令被增加(例如從QPSK到QAM 16)和/或更高速率的糾錯(cuò)碼可被使用(例如將代碼速率從1/3速率增加到2/3速率)的情況下，可更有效的使用CDMA代碼空間。由于CDMA代碼空間在CDMA通信系統(tǒng)的容量方面是一個(gè)限制因素，因此一直希望有效使用代碼空間。
當(dāng)CDMA中的發(fā)射以足夠提供在接收機(jī)以可接受的誤差率接收信號所需的最小SNR的最低功率級進(jìn)行時(shí)，可獲得更多的優(yōu)點(diǎn)。通過以該最低功率級或以非常接近其的功率級向第一接收機(jī)廣播，可降低在其他接收機(jī)處所經(jīng)歷的干擾(噪音)，由于這些其他的接收機(jī)的信噪比也被改善，這就進(jìn)一步提高了CDMA系統(tǒng)的容量。
其他多路訪問系統(tǒng)從改善的信噪比中獲益的方式類似于在CDMA中的獲益方式，并且，通常，在接收機(jī)接收的信號的信噪比的提高導(dǎo)致通信系統(tǒng)的容量和/或可靠性的改善。
因此，需要可以允許多路訪問通信接收機(jī)改善它從發(fā)射機(jī)另外接收的所需信號的信噪比的系統(tǒng)、方法和裝置，由此提供系統(tǒng)整體改善的性能。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種改善多路訪問通信系統(tǒng)中的接收的方法，包括步驟(i)確定從發(fā)射機(jī)發(fā)射的至少一個(gè)干擾信號；(ii)確定所述至少一個(gè)確定的干擾信號在接收機(jī)被接收的功率級；(iii)從在所述接收機(jī)接收的全部信號中以所述接收功率級去除所述至少一個(gè)確定的干擾信號；以及(iv)從所述去除的結(jié)果中確定所需信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種多路訪問通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個(gè)用戶站和至少一個(gè)將信號發(fā)射給所述用戶站的基站，所述用戶站包括
接收由所述至少一個(gè)基站發(fā)射的所述信號的裝置；確定由所述基站發(fā)射的至少一個(gè)干擾信號和所述至少一個(gè)干擾信號的被接收的功率級的裝置；以所述被接收的功率級從所述接收的信號中去除所述確定的至少一個(gè)干擾信號的裝置；以及從所述去除的結(jié)果中確定所需信號的裝置。
本發(fā)明提供一種裝置、系統(tǒng)和方法，通過從在用戶站接收的總的信號確定和去除已知的或可知的干擾信號以獲得所需信號來改善多路訪問電信系統(tǒng)中的接收。共用信道信號，例如初級和次級同步信號、或任何其他作為對所需的信號的干擾的已知或可知的信號，可被從接收自服務(wù)該接收機(jī)的發(fā)射機(jī)的信號中去除。這種從諸如鄰近的扇區(qū)(在多扇區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中)或鄰近的基站(在無線網(wǎng)絡(luò)中)的其他發(fā)射機(jī)接收的干擾的已知或可知的信號也可被去除。此外，有效干擾對于接收機(jī)的諸如鄰近基站或扇區(qū)的正交信道的共用信道的已知或可知的信號也可被去除。
在3GPP類型的系統(tǒng)中，接收機(jī)可去除服務(wù)它的發(fā)射機(jī)的初級和次級同步信號，以及一個(gè)或多個(gè)鄰近的扇區(qū)和/或基站的同樣的信號和導(dǎo)頻信道信號。在IS-95類型的系統(tǒng)中，接收機(jī)可去除鄰近的基站和扇區(qū)的共用信道。在另一系統(tǒng)中，接收機(jī)能夠去除發(fā)射機(jī)的已知或可知干擾信號。
通過去除已知或可知干擾信號，在接收機(jī)經(jīng)歷的干擾被降低，從而允許在該接收機(jī)維持相同的信噪比水平時(shí)發(fā)射給該接收機(jī)的信號的功率級被降低。這樣，在其他接收機(jī)經(jīng)歷的干擾水平也被降低，從而改善了其經(jīng)歷的信噪比并允許發(fā)射給這些接收機(jī)的信號也以降低的功率被發(fā)射。


現(xiàn)在參考附圖只通過實(shí)例的方式對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，其中圖1示出了多路訪問通信系統(tǒng)；圖2示出了廣播和在接收機(jī)接收的正交信號和干擾信號的圖示；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明從在接收機(jī)接收的信號中去除已知的干擾信號；圖4示出了帶有多扇區(qū)的基站的多路訪問通信系統(tǒng)。
在圖1中，多路訪問通信系統(tǒng)一般以20指示。系統(tǒng)20包括多個(gè)收發(fā)機(jī)，例如基站24，其通過適當(dāng)?shù)幕爻?未示出)和網(wǎng)關(guān)(未示出)或類似物連接到公共交換電話網(wǎng)(PSTN)(未示出)，其他基站24，諸如互聯(lián)網(wǎng)(未示出)和/或任何其他所需網(wǎng)絡(luò)的包數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。如上所述，系統(tǒng)20采用適當(dāng)?shù)亩嗦吩L問技術(shù)，具體的是，在此實(shí)例中，采用DS-CDMA。
每個(gè)基站24的發(fā)射范圍定義一個(gè)在其中它可與諸如用戶站32的多個(gè)收發(fā)機(jī)通信的蜂窩28。用戶站32可以是移動電話裝置、移動數(shù)據(jù)裝置或無線本地環(huán)路裝置(提供電話和/或數(shù)據(jù)服務(wù))。蜂窩28可包括僅一種類型的用戶站32(例如移動語音電話裝置)或多種類型的用戶站32(例如移動語音電話和固定語音和/或數(shù)據(jù)裝置)。在任一時(shí)刻，用戶站32通常由它可以從其以最佳信噪比(SNR)接收信號的基站24提供服務(wù)。
從基站24發(fā)射到用戶站32的數(shù)據(jù)通常編碼有糾錯(cuò)碼，例如卷積碼，并且這通常根據(jù)作為結(jié)果的有效信息速率來描述。具體的是，發(fā)射被描述為以1/3、1/2、2/3、3/4等的速率被編碼(即，以1/2速率的意思是數(shù)據(jù)的兩個(gè)比特為每隔一個(gè)實(shí)際的信息比特被發(fā)射，以3/4速率的意思是數(shù)據(jù)的四個(gè)比特為每隔三個(gè)實(shí)際的信息比特被發(fā)射)。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所了解的那樣，通過采用“穿孔”，其中編碼的信號使定義的數(shù)量的其編碼的比特替換為另外的數(shù)據(jù)比特，可獲得優(yōu)良的編碼速率的間隔尺寸。
當(dāng)用戶站32期待低信噪比時(shí)，采用低編碼速率(即1/4)以確保經(jīng)歷可接受的比特和/或幀誤差率。隨著在用戶站32經(jīng)歷的信噪比改善，可采用更高速率的編碼(例如，從1/4編碼改變至1/2編碼)，從而改善在其處使用的系統(tǒng)20的資源(發(fā)射容量或帶寬)的效率。
同樣，當(dāng)在用戶站32經(jīng)歷相對較低的信噪比時(shí)，發(fā)射的數(shù)據(jù)通常利用低階方案調(diào)制，例如QPSK，以便改善用戶站32可靠的接收發(fā)射的數(shù)據(jù)的能力。隨著在用戶站32經(jīng)歷的信噪比的改善，可采用更積極(更高階)的調(diào)制方案，例如QAM 16、QAM 64、或QAM 256調(diào)制，由此再次導(dǎo)致在其處使用的系統(tǒng)20的資源(發(fā)射容量或帶寬)的效率的改善。
在其他情況下，如果在用戶站32接收的信號的SNR改善了，發(fā)射信號的功率可被降低到SNR剛超過以給定的編碼速率和/或調(diào)制階數(shù)可靠地接收信號所需的水平為止，并且因此對在其他用戶站32的信號的接收的信號的干擾程度可被降低，從而允許這些用戶站32獲得改善的SNR。
當(dāng)有效使用系統(tǒng)20的資源時(shí)，采用的錯(cuò)誤編碼和調(diào)制方案的組合可被挑選用于給定的SNR水平以獲得所需的用于發(fā)射的幀誤差率的概率。顯然，任何在接收機(jī)所經(jīng)歷的信噪比方面的改善可提供系統(tǒng)效率和/或可靠性方面的改善。
在現(xiàn)代CDMA系統(tǒng)和其他多路訪問系統(tǒng)中，采用信道方案來組織和許可采集、建立和使用在基站24和用戶站32之間的通信。通常，這些信道中的一些是共用的信道，即，在蜂窩28中被廣播到所有用戶站32，并且其它信道是正交信道。如下面所討論，在一些情況下，共用的信道作為對向用戶站32廣播的其他信號的干擾，并且來自發(fā)射機(jī)的正交信道可作為對接收來自其他發(fā)射機(jī)的信號的用戶站32的干擾。
系統(tǒng)20可以是根據(jù)目前所約定的諸如IS-95、wCDMA、CDMA2000、所提出的3GPP系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)這樣的標(biāo)準(zhǔn)來建構(gòu)，或者采用帶有一個(gè)或多個(gè)共用信道或其他已知或可知的數(shù)據(jù)在其上發(fā)射的干擾信道的信道方案的任何系統(tǒng)。盡管以下討論涉及上述所提出的3GPP標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明不限于使用該系統(tǒng)，還可使用其他標(biāo)準(zhǔn)，例如IS-95、wCDMA、CDMA2000、或其他信道方案，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的。
此處所使用的術(shù)語“可知的”信號意圖是包括可通過任何裝置被接收機(jī)確定的任何信號。實(shí)例包括預(yù)定的控制信號，例如同步信號、一旦解擾頻代碼是已知就可被接收機(jī)解擾頻的擾頻信號、在明確的或盲目的探測操作后可被確定的信號，等等。
在所提出的3GPP系統(tǒng)中，在下行鏈路方向中的共用信道廣播(即，從基站24到用戶站32)包括諸如初級同步信道(PSCH)和次級同步信道(SSCH)這樣的通信系統(tǒng)控制信道。在3GPP系統(tǒng)中，許多信道(包括正交信道)以10ms持續(xù)時(shí)間的幀被廣播，其中每幀包括15個(gè)時(shí)隙。
如可從許多資源(包括3GPP網(wǎng)站www.3GPP.org)獲得的3GPP文件中所討論的那樣，PSCH是同步信道并被用戶站32使用以確定由基站24發(fā)射的幀內(nèi)的時(shí)隙定時(shí)。一個(gè)預(yù)定的、已知的數(shù)據(jù)序列在PSCH的時(shí)隙和幀中被發(fā)射，并且該序列已經(jīng)被定義和排列以便用戶站32可確定由基站32發(fā)射的幀中的時(shí)隙的開始時(shí)間。
一旦時(shí)隙定時(shí)已經(jīng)從PSCH被用戶站32確定，SSCH(另一個(gè)同步信道)被用戶站32檢查以確定時(shí)隙的幀的定時(shí)和其他信息，包括基站24所使用的擾頻代碼等。PSCH和SSCH信道的采集和處理在系統(tǒng)20中的用戶站32啟動時(shí)被執(zhí)行，并且至少在移動系統(tǒng)中基于工作的基礎(chǔ)上被執(zhí)行，以便鄰近的基站24允許蜂窩28之間的切換。
盡管這種系統(tǒng)的確導(dǎo)致靈活的和穩(wěn)健的通信系統(tǒng)，但它在共用信道作為蜂窩28中的用戶站32相對于其他接收的信號的干擾并由此降低了在用戶站32經(jīng)歷的SNR方面具有缺點(diǎn)。
圖2示出了至用戶站32的所需信號“D1”的一個(gè)比特的發(fā)射的簡化的表示。如在用戶站32所接收的那樣，D1將與PSCH、SSCH等組合。為了清楚起見，圖2示出了D1僅與PSCH組合的情況。當(dāng)D1被從基站24發(fā)射時(shí)，D1通過將其與預(yù)選的擴(kuò)展碼的‘碼片(chips)’c1到ci相乘而被擴(kuò)展。這產(chǎn)生了在其上具有由放大器90執(zhí)行的一定量的增益的乘積“D1c1，D2c2，D3c3...Dici”。包括預(yù)定系列的碼片s1到si的PSCH具有在其上由放大器94執(zhí)行的一定量的增益，并在加法器98被加到上述的乘積中，以獲得結(jié)果“D1c1+s1，D1c2+s2，D1c3+s3...D1ci+si”。該結(jié)果被通過無線鏈路102廣播到用戶站32。一定量的噪聲“n”在無線廣播期間被不可避免的加到在用戶站32接收的結(jié)果上，如無線鏈路102中的加法器所表現(xiàn)的那樣。
在用戶站32的接收機(jī)，接收的信號的形式為“D1c1+s1+n，D1c2+s2+n，D1c3+s3+n...D1ci+si+n”，并且點(diǎn)積操作106在該結(jié)果上被執(zhí)行以獲得“D1(c1c1+c2c2+c3c3+...+cici)+(c1s1+c2s2+c3s3)+n”，其中噪聲n的效應(yīng)一起集總并表現(xiàn)為一個(gè)單一的信號值n。如已知的那樣，碼片“c”的值只可以是-1或+1，并且初級同步碼片“s”的值只可以是-1或+1，該結(jié)果可以簡化成“4D1+(c1s1+c2s2+c3s3+...cisi)+n”。在傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)中，接著會在接收機(jī)處通過例如維特比譯碼器這樣的適當(dāng)?shù)难b置對該結(jié)果進(jìn)行估計(jì)以確定D1的值。該過程為所需信號的下一位D2重復(fù)進(jìn)行。
盡管該系統(tǒng)過去一直被成功的采用，但本發(fā)明已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了該結(jié)果中的項(xiàng)“(c1s1+c2s2+c3s3+...cisi)+n”實(shí)際上是相對所需信號D1的干擾，從而減小了在接收機(jī)處經(jīng)歷的總的SNR，并且同樣的干擾也會產(chǎn)生自SSCH信號。實(shí)際上，上面定義的只用于PSCH的干擾項(xiàng)自己可被寫為“(c1sp1+c2sp2+c3sp3+...cispi)+(c1ss1+c2ss2+c3ss3+...cissi)+n”，其中spi代表PSCH信號，ssi代表SSCH信號。
本發(fā)明的發(fā)明者已經(jīng)確定在用戶站32經(jīng)歷的SNR可通過去除已知的通信系統(tǒng)控制信號而得到改善，例如從在用戶站32處接收的信號中去除PSCH和SSCH信號。具體的是，通過接收PSCH和SSCH以便確定由基站24發(fā)射的幀和時(shí)隙的定時(shí)，用戶站32還確定已經(jīng)在用戶32處PSCH和SSCH信號被接收的功率。因此，一旦采集完成并且用戶站32準(zhǔn)備好運(yùn)行，用戶站32就知道它接收的PSCH和SSCH數(shù)據(jù)和它們被接收的功率級。根據(jù)本發(fā)明，用戶站32中的接收機(jī)接著從在用戶站32處接收的總的信號中去除這些已知的信號，以便減少對如圖3中所示的其他接收的信號的干擾源。這樣，項(xiàng)(c1sp1+c2sp2+c3sp3+...cispi)+(c1ss1+c2ss2+c3ss3+...cissi)+n”可被減少至“n”，這是因?yàn)槊總€(gè)ci和(初級同步)spi以及ssi(次級同步)在接收機(jī)處是已知的。每個(gè)接下來的數(shù)據(jù)位Di被以同樣的方式處理，同時(shí)在從整個(gè)接收的信號中去除之前，PSCH和SSCH的發(fā)射功率級相應(yīng)的被更新。
已知的是，基站24發(fā)射的總功率的20％之多或更多通常被用于發(fā)射PSCH和SSCH信道。顯然，從在用戶站32接收的的總的信號中去除PSCH和SSCH信號可導(dǎo)致用戶站32的SNR的相應(yīng)的改善。
盡管上面討論了該去除在符號級執(zhí)行，在某些情況下，優(yōu)選的是該去除是在碼片級執(zhí)行，實(shí)施這種去除的方法現(xiàn)在對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的。通過在碼片級執(zhí)行該去除，以不同的符號速率但相同的碼片速率發(fā)射的數(shù)據(jù)信號位Di等可被恰當(dāng)?shù)奶幚怼?br> 當(dāng)用戶站32根據(jù)本發(fā)明執(zhí)行已知信號的去除時(shí)，系統(tǒng)20可以以從用戶站32處接收的信號方面有效的下降中獲益的方式被操作。具體的是，系統(tǒng)20可降低用于向用戶站32發(fā)射所需信號位Di的功率，當(dāng)發(fā)射Di時(shí)可采用更高速率編碼方案和/或可采用更高階的調(diào)制方案來發(fā)射Di。這些選項(xiàng)可以適當(dāng)?shù)幕蚋鶕?jù)所需單獨(dú)使用或組合使用，以便改進(jìn)系統(tǒng)20的發(fā)射容量。此外，即使由于規(guī)章限制或發(fā)射機(jī)的能力，和/或當(dāng)沒有實(shí)際的更低編碼速率可用時(shí)，和/或沒有更低階的調(diào)制可用時(shí)，基站24不能分配額外的功率給它們的發(fā)射的信號，由于在蜂窩28的邊緣而因此具有邊緣接收能力的用戶站32可改善其SNR，從而降低其出錯(cuò)率和提高其接收數(shù)據(jù)率。因此，在系統(tǒng)20中的基站24的總的發(fā)射能力方面和/或基站24的發(fā)射覆蓋區(qū)(蜂窩大小)方面獲得改善是可能的。
本發(fā)明不限于通過同步信道的去除來減少干擾，實(shí)際上，任何已知或可知的干擾信號，例如任何其他通信系統(tǒng)控制信號或信息信號，可被從在接收機(jī)處接收的總的信號中去除，以便改善所需信號的接收。
本發(fā)明的發(fā)明者還開發(fā)出本發(fā)明的第二實(shí)施例，在一些情況下其可以進(jìn)一步改善系統(tǒng)20的性能。CDMA系統(tǒng)或任何其他多路訪問系統(tǒng)中性能的限制因素之一是來自臨近蜂窩28中的基站24的干擾。如圖1所示，蜂窩28可被看作可被基站24可靠地服務(wù)的地理區(qū)域。雖然蜂窩28通常被圖解為具有規(guī)則的形狀，通常為六邊形或圓形(如圖1中所圖解的那樣)，但是通常由于例如山谷、建筑物、橋梁等這樣的地理特征、或是影響無線電信號從基站24可以可靠的傳播的其他環(huán)境，蜂窩28不具有規(guī)則的形狀。
由于蜂窩28的不規(guī)則形狀，通常蜂窩28包括與臨近的蜂窩28相重疊的區(qū)域36。這種重疊的區(qū)域也可以是由網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃者故意形成的，以便切換(將用戶站32從一個(gè)蜂窩轉(zhuǎn)移到另一個(gè)蜂窩)或提供網(wǎng)絡(luò)中的“熱點(diǎn)”方面的另外的容量。在圖1中的系統(tǒng)20圖解的配置中，示出了蜂窩28a、28b、和28c之間的四個(gè)重疊區(qū)域(36ab、36ac、36bc、和36abc)。
當(dāng)例如用戶站321這樣的用戶站可從基站24a或24c(在此例中是24a)獲得服務(wù)時(shí)，來自其他基站(在此例中是24c)的下行鏈路發(fā)射對用戶站321看起來就是作為對來自基站24a的下行鏈路發(fā)射的干擾。諸如接收多于一個(gè)基站24的下行鏈路發(fā)射的用戶站321這樣的任何用戶站32將會經(jīng)歷相對于從現(xiàn)在正服務(wù)它的基站24接收的下行鏈路發(fā)射的其SNR的降低。實(shí)際上，即使像處于另一基站可以被可靠接收的重疊區(qū)域36之外的用戶站322這樣的用戶站也將經(jīng)歷來自那些其它基站24的一些干擾，盡管這些干擾在低接收功率級，從而降低了其SNR。像用戶站323、324這樣的一些其他用戶站不接收來自其他基站24的有效級的干擾，這是因?yàn)樗鼈兺耆挥谶@樣的臨近的基站24的有效傳播區(qū)域之外。然而，在帶有多個(gè)蜂窩28的系統(tǒng)20中，通常不接收來自可測定的降低其SNR的臨近基站24的干擾的用戶站32僅有相對很小的數(shù)量。
因此，本發(fā)明已經(jīng)確定，用戶站32還可通過從一個(gè)或多個(gè)臨近的基站24去除已知或可知的信道來改善其SNR。具體的是，在起始時(shí)，并且通常以規(guī)則的、預(yù)定的間隔，用戶站32執(zhí)行一系列操作，在其中它確定它可最好的接收的基站24(基于最好的SNR)。在本發(fā)明的該第二實(shí)施例中，例如用戶站321這樣的用戶站可再執(zhí)行這一采集系列操作，以便還確定它可以用僅次于最好級接收的基站24c(通常，是在僅次于最高接收功率級的基站接收機(jī))。如下所述，如果用戶站321確定該僅次于最好的基站24c在高于預(yù)定的最小閾值被接收，它將著手從它接收的總的信號中去除它知道的從僅次于最好的基站24c接收的信號，以便改善正服務(wù)于它的基站24a的SNR。
如果僅次于最好的基站24c以低于預(yù)定的閾值被接收，就認(rèn)為從它去除接收的信號的潛在利益不足以使執(zhí)行這些步驟是有理由的，并且不執(zhí)行這些信號的確定和去除。顯然，時(shí)常會執(zhí)行確定僅次于最好的被接收的基站24來確保接收條件隨著時(shí)間的過去而改變的情況下而采取適當(dāng)?shù)膭幼鳌?br> 如果僅次于最好的基站24c以高于預(yù)定的閾值被接收，用戶站321利用和前面同樣的技術(shù)確定時(shí)隙和幀定時(shí)以及來自僅次于最好的基站24c的發(fā)射的功率級，并以和上述類似的方式去除僅次于最好的基站24c的PSCH和SSCH。具體的是，用戶站321將接收信號“4D1+(c11sp11+c12sp12+c13sp13+...c1isp1i)+(c11ss11+c12ss12+c13ss13+...c1iss1i)+(c21sp21+c22sP22+c23sp23+...c2isP2i)+(c21ss21+c22ss22+c23ss23+...c2iss2i)+n”，其中c1isp1i、和ss1i是基站24a的碼片、初級和次級同步信號，c2i、sp2i、和ss2i是僅次于最好的基站24c的碼片、初級和次級同步信號。在這個(gè)接收的信號上執(zhí)行點(diǎn)積，并且項(xiàng)“(c11sp11+c12sp12+c13sp13+...c1isp1i)”、“(c11ss11+c12ss12+c13ss13+...c1iss1i)”、“(c21sp21+c22sp22+c23sp23+...c2isp2i)”、和“(c21ss21+c22ss22+c23ss23+...c2iss2i)”被去除，以獲得4D1+n，由此可確定所需信號D1。同樣的操作可被用于其他多路訪問系統(tǒng)，例如IS-95或其他無線系統(tǒng)。
除了已知的干擾共用信道，被例如基站24c這樣的臨近的基站24作為正交信道廣播的信道也作為對正被例如基站24a這樣的第一基站24服務(wù)的用戶站32的干擾，這是因?yàn)樗鼈兪褂脭_頻碼和/或被第一基站使用的沃爾什代碼(Walsh code)，和/或因?yàn)樗鼈兊陌l(fā)射定時(shí)沒有和第一基站的發(fā)射定時(shí)同步。如果從另一基站24的正交但干擾的信道中發(fā)射的信息是已知的，或是可以被用戶站32確定的(即，是可知的)，該正交信道也可被從在用戶站32處接收的總的信號中去除，從而進(jìn)一步改善在用戶站32處接收的所需信號的SNR。
作為一個(gè)特定的例子，在遵守所提出的3GPP標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中，在臨近基站的至少一個(gè)正交信道對用戶站32將會是已知的或可知的。具體的是，導(dǎo)頻信道(PICH)被每一個(gè)基站24發(fā)射，并且被用于在用戶站32處的載波偏移確定和其他目的。PICH信號包括一系列根據(jù)發(fā)射基站24的擾頻碼被擾頻并在預(yù)定的信道上發(fā)射的1’s。
因此，在例如用戶站321這樣的用戶站32已經(jīng)確定它正在從例如基站24c這樣的臨近的基站以高于預(yù)定的級的功率級接收干擾后，它可確定該僅次于最好的基站24c的擾頻碼組，確定來自僅次于最好的基站24c發(fā)射的其他信息的實(shí)際的擾頻碼，該確定的方式與由基站24c服務(wù)的用戶站32確定擾頻碼的方式相同，并確定從“l(fā)’s”的擾頻系列中將會產(chǎn)生的信號。另外，擾頻碼可以以各種方式直接與用戶站32通信，包括通過來自服務(wù)它的可發(fā)射所有臨近基站24的擾頻碼的基站24a的發(fā)射。因此，在知道擾頻碼和數(shù)據(jù)(1’s系列)的情況下，可知的PICH現(xiàn)在對于用戶站是已知的。
在這一點(diǎn)上，接著用戶站321確定PICH被接收的功率級，由于這可隨著時(shí)間而變化。目前應(yīng)該考慮到PICH的發(fā)射功率級的指標(biāo)將被發(fā)射的僅次于最好的基站24c通過BCCH或其他合適的信道提供，雖然也可采用本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以想到的任何其他的方式，例如通過估計(jì)裝置，基于基站24之間通信的回程，以及其中所有臨近基站PICH發(fā)射的功率級被發(fā)射到由基站24服務(wù)的用戶站32，等等。還應(yīng)該考慮到PICH功率級將被提供給用戶站32作為與相對于僅次于最好的基站24的PSCH和/或SSCH的發(fā)射功率被表達(dá)的發(fā)射功率級，其被接收的功率級作為上面提到的采集過程的一部分由用戶單元32確定。這樣，PICH被接收的功率級可由用戶站32確定。在這一點(diǎn)上，用戶站321“知道”僅次于最好被接收的基站24c的PSCH、SSCH和PICH，并且可從在用戶站321接收的總的信號中去除那些信號，以便改善從服務(wù)于它的基站24a接收的信號的SNR。
據(jù)預(yù)期基站24發(fā)射的總功率的45％之多或更多通常用于發(fā)射PSCH、SSCH和PICH信道。顯然，從在用戶站32接收的總的信號中去掉這些信號可導(dǎo)致用戶站32的SNR的相應(yīng)的改善。
圖4顯示了多路訪問通信系統(tǒng)200的另一配置，其中，一個(gè)或多個(gè)基站240采用射束形成天線(未示出)，或其他裝置，以將其蜂窩248分成不同的子蜂窩，通常被稱為扇區(qū)260?；?40的每個(gè)扇區(qū)260與用戶站32在其射束路徑和范圍內(nèi)通信，并且基站240中的每個(gè)扇區(qū)260被提供有用于這種通信的收發(fā)機(jī)。圖4圖解了蜂窩248a、248b、和248c，每個(gè)分別具有六個(gè)扇區(qū)260ax、260bx、和260cx。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，蜂窩248可具有不同數(shù)量的扇區(qū)260且系統(tǒng)200可包括同類的一組蜂窩248，每個(gè)都具有相同數(shù)量的扇區(qū)260，或者可包括不同種類的一組蜂窩248，其中的一些具有不同數(shù)量的扇區(qū)260，例如，一些蜂窩248具有一個(gè)單個(gè)的扇區(qū)260，一些蜂窩248具有兩個(gè)扇區(qū)260等等。
在這些預(yù)期為通常的扇區(qū)的配置中，一個(gè)用戶站，例如扇區(qū)260a2中的用戶站328，可以并且經(jīng)常會接收目的是臨近扇區(qū)的發(fā)射，例如260a3或260a1。這樣的發(fā)射相對于它試圖從扇區(qū)260a2接收的發(fā)射而言在用戶站328處起干擾作用。因此，用戶站328可執(zhí)行與上述降低來自臨近基站的干擾同樣的操作來降低來自臨近扇區(qū)260的干擾。取決于系統(tǒng)200的配置，蜂窩248內(nèi)的扇區(qū)260可以以同步的方式(帶有或不帶有時(shí)間偏差)或異步發(fā)射幀和時(shí)隙到蜂窩248中的其他扇區(qū)260。
在同步的情況下，用戶站32將“知道”蜂窩248中的每個(gè)其他扇區(qū)260的PSCH上的信號，PSCH上的信號或者是在每個(gè)扇區(qū)260中一致，或者是從用戶站32的扇區(qū)260中的PSCH上的信號時(shí)間偏移一個(gè)對于用戶站32已知的時(shí)間(通常是一個(gè)幀中的一個(gè)或多個(gè)時(shí)隙)。這樣，在這種情況下，用戶站32可容易的去除臨近扇區(qū)260的PSCH。
在根據(jù)提出的3GPP標(biāo)準(zhǔn)建構(gòu)的系統(tǒng)中，每個(gè)扇區(qū)260將具有它自己的擾頻碼。這樣，如同上述的實(shí)施例一樣，每個(gè)扇區(qū)260中的SSCH發(fā)射用于該扇區(qū)260的擾頻碼組，并且該擾頻碼必須被確定以便SSCH和如下所述的PICH可被去除。由于蜂窩248內(nèi)的扇區(qū)260在單一的基站240中運(yùn)行，基站240可用任何合適的裝置通知蜂窩248中的每個(gè)扇區(qū)260中的用戶站32相關(guān)的擾頻碼組和擾頻碼，例如通過經(jīng)由BCCH的發(fā)射。另外，用戶站32可在采集過程為一個(gè)臨近的扇區(qū)確定擾頻碼組和擾頻碼，與上面所述的為臨近的基站的情況一樣。
在異步的情況下，用戶站32可以為臨近的僅次于最好的基站24以與上述相同的方式處理臨近扇區(qū)260，并可以從PSCH和SSCH分離出幀和時(shí)隙定時(shí)，等等。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，上述實(shí)施例可根據(jù)需要組合。例如，用戶站32可從服務(wù)于它的基站(或扇區(qū))去除PSCH和SSCH信號，并可以確定臨近的扇區(qū)260或臨近的基站24是否是對于它的最高的其他干擾源，并可從上述采取適當(dāng)?shù)牟呗詠頊p少這種另外的干擾。此外，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見本發(fā)明不限于僅從一個(gè)臨近的僅次于最好的基站或扇區(qū)去除干擾，如果在用戶站32有可用的無線電和計(jì)算資源，如果在用戶站32中的無線電和計(jì)算資源可用，除了從服務(wù)用戶站32的基站或扇區(qū)去除PSCH和SSCH外，還可執(zhí)行從兩個(gè)或更多個(gè)臨近的基站和/或扇區(qū)去除已知或可知信號。
本發(fā)明提供用于在CDMA電信系統(tǒng)中的下行鏈路方向執(zhí)行的裝置、系統(tǒng)和方法。已知或可知的信號被確定并從在用戶站接收的信號中去除，無論是移動站或固定站，無論該信號是語音信號還是數(shù)據(jù)信號或者是以上兩者。這些信號的去除改善了在用戶站32處的所需信號的SNR，這使得所需信號以更有效的方式發(fā)射，即，以更高的(3/4對1/2等)錯(cuò)誤編碼速率和/或增加的調(diào)制階數(shù)(QAM64對QPSK)，和/或以相同的或類似的錯(cuò)誤級允許所需信號以更低的功率級被廣播。
通過去除已知信號，包括那些從可知的信號中確定的信號，在用戶站經(jīng)歷的干擾被降低，從而允許發(fā)射到該用戶站的信號的功率級被降低，同時(shí)在用戶站保持相同的SNR級。這樣，在其他用戶站經(jīng)歷的干擾級也被降低了，從而改善其經(jīng)歷的SNR并允許發(fā)射到這些用戶站的信號也以降低的功率級、更高速率的編碼或更高階的調(diào)制被發(fā)射。這樣，多路通信系統(tǒng)的性能得到了提高。
本發(fā)明的上述實(shí)施例目的在于作為本發(fā)明的例子，在不偏離只由本發(fā)明所附權(quán)利要求所定義的范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可對其作出各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種改善多路訪問通信系統(tǒng)中的接收的方法，包括步驟(i)確定從發(fā)射機(jī)發(fā)射的至少一個(gè)干擾信號；(ii)確定所述至少一個(gè)確定的干擾信號在一個(gè)接收機(jī)處被接收的功率級；(iii)從在所述接收機(jī)處以所述被接收的功率級接收的總的信號去除所述至少一個(gè)確定的干擾信號；以及(iv)從所述去除的結(jié)果中確定所需信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述至少一個(gè)干擾信號是同步信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中至少兩個(gè)干擾信號被所述發(fā)射機(jī)發(fā)射，且所述接收機(jī)確定所述至少兩個(gè)干擾信號中的每個(gè)和其各自的被接收的功率級，并從所述總的接收的信號中以其各自的被接收的功率級去除這些確定的干擾信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述至少兩個(gè)干擾信號包括用于確定所述發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號中的時(shí)隙定時(shí)的第一同步信號，以及用于確定所述發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號中的幀定時(shí)的第二同步信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述至少一個(gè)干擾信號是通信系統(tǒng)控制信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟(a)確定從另一發(fā)射機(jī)發(fā)射的至少一個(gè)干擾信號；(b)確定在所述接收機(jī)處的來自所述另一發(fā)射機(jī)的所述至少一個(gè)確定的干擾信號被接收的功率級；(c)通過從在所述接收機(jī)接收的總的信號中以步驟(b)確定的所述被接收的功率級還去除在步驟(a)確定的所述干擾信號來執(zhí)行步驟(iii)；以及(d)執(zhí)行步驟(iv)以從所述去除的結(jié)果中確定所需信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中在步驟(a)中確定的所述干擾信號對至少一個(gè)其他接收機(jī)是非干擾信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在步驟(a)中確定的所述干擾信號是導(dǎo)頻信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述其他發(fā)射機(jī)是臨近的基站。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述其他發(fā)射機(jī)是多扇區(qū)基站的扇區(qū)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括將在步驟(b)確定的所述被接收的功率級與預(yù)定的閾值級比較，且當(dāng)所述閾值未被超出時(shí)省略步驟(c)和(d)的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述比較的步驟以預(yù)定的時(shí)間間隔被執(zhí)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中步驟(a)和(b)被執(zhí)行用來從至少兩個(gè)其他發(fā)射機(jī)選擇步驟(b)中具有最高接收功率級的發(fā)射機(jī)，且步驟(c)和(d)被執(zhí)行用于所述選擇的其他發(fā)射機(jī)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中步驟(a)和(b)以預(yù)定的時(shí)間間隔被執(zhí)行以選擇具有最高的被接收的功率級的發(fā)射機(jī)，步驟(c)和(d)被執(zhí)行用于所述選擇的其他發(fā)射機(jī)。
15.一種多路訪問通信系統(tǒng)，包括多個(gè)用戶站和發(fā)射信號到所述用戶站的至少一個(gè)基站，所述用戶站包括接收由所述至少一個(gè)基站發(fā)射的所述信號的裝置；確定由所述基站發(fā)射的至少一個(gè)干擾信號和所述至少一個(gè)干擾信號的被接收的功率級的裝置；從所述接收的信號中以所述被接收的功率級去除所述確定的至少一個(gè)干擾信號的裝置；以及從所述去除的結(jié)果中確定所需信號的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的多路訪問通信系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)干擾信號是通信系統(tǒng)控制信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的多路訪問通信系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)干擾信號是同步信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的多路訪問通信系統(tǒng)，包括至少第一和第二基站，每個(gè)基站發(fā)射信號到所述多個(gè)用戶站中的不同用戶站，用于確定由所述第一基站服務(wù)的用戶站中的所述裝置可操作用于還確定由所述第二基站發(fā)射的至少一個(gè)干擾信號和所述干擾信號的被接收的功率級，所述用戶站中所述用于去除的所述裝置可操作來以所述被接收的功率級分別從所述接收的信號中去除從所述第一和第二基站中的每個(gè)接收的所述確定的至少一個(gè)干擾信號，以及用來從所述去除的結(jié)果確定所需信號的所述裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的多路訪問通信系統(tǒng)，其中由所述第二基站發(fā)射的所述干擾信號對于所述多個(gè)用戶站中的至少一個(gè)其他用戶站是非干擾信號。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的多路訪問通信系統(tǒng)，其中所述基站包括至少第一和第二扇區(qū)，所述第二和第二扇區(qū)中的每個(gè)發(fā)射信號到所述多個(gè)用戶站中的不同用戶站，在由所述第一扇區(qū)服務(wù)的用戶站中所述用于確定的裝置還可操作來確定由所述第二扇區(qū)發(fā)射的至少一個(gè)干擾信號和所述干擾信號的被接收的功率級，在所述用戶站中用于去除的裝置可操作用來以所述各自的被接收的功率級從所述接收的信號去除從所述第一和第二扇區(qū)中的每個(gè)接收的所述確定的至少一個(gè)干擾信號，以及從所述去除的結(jié)果確定所需信號的裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的多路訪問通信系統(tǒng)，其中由所述第二扇區(qū)發(fā)射的所述干擾信號對于所述多個(gè)用戶站中的至少一個(gè)其他用戶站是非干擾信號。
22.一種多路訪問電信系統(tǒng)中的用戶站，所述多路訪問電信系統(tǒng)將所需信號廣播到所述用戶站，并且至少一個(gè)信號作為對所述所需信號的干擾，包括接收所述所需信號和作為干擾的所述至少一個(gè)信號的接收機(jī)；確定作為干擾的所述至少一個(gè)信號的裝置；以及從所述接收的信號中去除作為干擾的所述至少一個(gè)信號以獲得所述的所需信號的裝置。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的用戶站，其中作為干擾的所述至少一個(gè)信號是通信系統(tǒng)控制信號。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的用戶站，其中作為干擾的所述至少一個(gè)信號是初級同步控制信道。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的用戶站，其中作為干擾的所述至少一個(gè)信號是次級同步控制信道。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的用戶站，其中作為干擾的所述至少一個(gè)信號是導(dǎo)頻控制信道。
全文摘要
本發(fā)明披露了用于改善多路訪問通信系統(tǒng)中在接收機(jī)處接收的所需信號的SNR的裝置、系統(tǒng)和方法。該裝置、系統(tǒng)和方法從在接收機(jī)處接收的全部信號中去除已知或可知的信號，然后所需信號從去除的結(jié)果中被確定。該已知或可知的信號可以是同步信號或由例如無線網(wǎng)絡(luò)基站這樣的發(fā)射機(jī)發(fā)射的其他干擾信道信號，該無線網(wǎng)絡(luò)基站服務(wù)例如在這樣的無線網(wǎng)絡(luò)中的用戶站這樣的接收機(jī)，和/或可以是由例如臨近的基站，或者是多扇區(qū)系統(tǒng)中的臨近扇區(qū)這樣的其他發(fā)射機(jī)發(fā)射的這種信號。
文檔編號H04B1/707GK1478331SQ01820027
公開日2004年2月25日 申請日期2001年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月11日
發(fā)明者拉梅什·曼特, 拉梅什 曼特 申請人:索馬網(wǎng)絡(luò)公司