專利名稱：一種基于聯(lián)合檢測的分集接收裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及第三代移動通信技術(shù)，特別是時分同步碼分多址(TD-SCDMA ) 中的基于聯(lián)合檢測的分集接收裝置及方法。
技術(shù)背景隨著未來多々某體業(yè)務(wù)對高速數(shù)據(jù)傳輸日益增長的需求，無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將急 劇增加，這就要求第三代移動通信系統(tǒng)必須具有適合傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的一些特 點，如高數(shù)據(jù)量、高突發(fā)性、高可靠性等。對于第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)之一的 TD-SCDMA系統(tǒng)，可以針對不同通信需求的各類用戶，既提供高質(zhì)量的低速 語音業(yè)務(wù)，還提供高質(zhì)量的高速數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，例如高速下行分組接入 (HSDPA )。為了支持人們對HSDPA移動性的需求，需要先進的信號解調(diào)方法抵抗來 自各種空間信號的衰落。通常來講，在TD-SCDMA系統(tǒng)中，聯(lián)合檢測能夠在 既定信號背景下同時消除符號間干擾(ISI)和多址干擾(MAI),給出優(yōu)良的 解調(diào)結(jié)果。但現(xiàn)有的TD-SCDMA終端釆用的是單天線的接收技術(shù)，而一個被 深衰落的信號單天線聯(lián)合檢測無能為力。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種基于聯(lián)合檢測的分集接收裝置 及方法，以抵抗實際環(huán)境中的信號衰落。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下 一種基于聯(lián)合檢測的分集接收裝置，包括第一天線、第一射頻及基帶前端，第一射頻及基帶前端對第一天線接收的 第一射頻信號進行處理后輸出第一數(shù)據(jù)、第一 自動增益到分集接收機；第二天線、第二射頻及基帶前端，第二射頻及基帶前端對第二天線接收的 第二射頻信號進行處理后輸出第二數(shù)據(jù)、第二自動增益到分集接收機；分集接收機，用于對所述第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)進行聯(lián)合^r測和分集接收，
輸出分集接收結(jié)果到解碼器；解碼器，用于對所述分集接收結(jié)果進行解碼，輸出用戶信息比特。 較佳地，所述分集接收機采用的分集接收合并為最大比合并或者等增益合并。較佳地，所述分集接收機采用的分集接收合并為解調(diào)前合并或者解調(diào)后合并。較佳地，所述分集接收機在采用解調(diào)前合并中，在數(shù)據(jù)進入接收機前進行 增益調(diào)整。較佳地，所述分集接收機在采用解調(diào)前合并中，在數(shù)據(jù)進入接收機后、聯(lián) 合^r測前進行增益調(diào)整。較佳地，所述分集接收機中采用的聯(lián)合檢測為基于線性塊均衡的聯(lián)合檢測。一種基于聯(lián)合檢測的分集接收方法，包括步驟對第一天線接收的第一射頻信號進行處理后輸出第一數(shù)據(jù)、第一自動增益；對第二天線接收的第二射頻信號進行處理后輸出第二數(shù)據(jù)、第二自動增益；對所述第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)進行聯(lián)合檢測和分集接收，輸出分集接收結(jié)果；對所述分集接收結(jié)果進行解碼，輸出用戶信息比特。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果結(jié)合聯(lián)合檢測和分集接收兩種信號處理技術(shù)，極大的提高了衰落信道下的 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能；依托具體聯(lián)合檢測接收機來進行分集接收，實現(xiàn)簡單；在不提 高基站發(fā)射帶寬和發(fā)射功率的前提下，能夠滿足終端移動性的需求。


圖1為TD-SCDMA移動終端雙天線分集接收示意圖；圖2為TD-SCDMA移動終端單天線聯(lián)合檢測接收機結(jié)構(gòu)；圖3為TD-SCDMA中TDD-LCR時隙突發(fā)結(jié)構(gòu)圖；圖4為TD-SCDMA移動終端雙天線聯(lián)合檢測后分集接收機結(jié)構(gòu)；
圖5為TD-SCDMA移動終端雙天線聯(lián)合檢測前分集接收機結(jié)構(gòu)(實現(xiàn)方式i);圖6為TD-SCDMA移動終端雙天線聯(lián)合檢測前分集接收機結(jié)構(gòu)(實現(xiàn)方 式2)。
具體實施方式
下面以TD-SCDMA中時分雙工低碼片速率(TDD-LCR)為例說明本發(fā)明 的具體實現(xiàn)方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，本發(fā)明也可適用于其它通信 系統(tǒng)中的移動終端；以下具體實施例中雖然以雙天線為例進^S兌明，^f旦本發(fā)明 的基本原理同樣也可適用于多(兩根以上)天線的情形。圖1示意了 TD-SCDMA移動終端使用雙天線的空間分集接收。無線信號 由空間獨立進入兩接收天線，然后分別經(jīng)過兩個獨立的射頻和基帶通道，輸出 兩個獨立的自動增益值^^,和g皿"到聯(lián)合檢測分集接收機，經(jīng)過基帶通道后 得到的數(shù)字信號"數(shù)據(jù)1"和"數(shù)據(jù)2"也分別進入聯(lián)合檢測分集接收機。聯(lián) 合檢測分集接收機對"數(shù)據(jù)1"和"數(shù)據(jù)2"進行聯(lián)合檢測和分集接收，將分 集接收合并的解調(diào)結(jié)果送入解碼器，由解碼器解碼后即可得到用戶所需的比特 信息。聯(lián)合檢測分集接收機為本發(fā)明的關(guān)鍵之處，其中的聯(lián)合檢測可以是線性 塊均衡，或者是其它方式的數(shù)據(jù)聯(lián)合檢測。雙天線分集接收的聯(lián)合檢測和單天線的聯(lián)合檢測類似，為便于更好的理解 本發(fā)明，以下簡單介紹一下單天線的聯(lián)合檢測。圖2示意了 TD-SCDMA移動終端中單天線的聯(lián)合檢測的過程。圖3示意 了 TD-SCDMA中TDD-LCR時隙突發(fā)結(jié)構(gòu)，在864碼片中，前段數(shù)據(jù)為352 碼片，中間數(shù)據(jù)為144碼片訓(xùn)練序列，后段數(shù)據(jù)為352碼片，最后16碼片為 保護時隙GP。在數(shù)據(jù)解調(diào)時，抽取訓(xùn)練序列144碼片中后128碼片送入信道 估計器CHE做信道估計；其余部分為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，送入干擾消除器MIC。接收的單路信號接收數(shù)據(jù)送入信道估計器CHE進行信道沖擊響應(yīng)估計； 信道后處理器PP對信道沖擊響應(yīng)進行去噪處理，去噪后的信道沖擊響應(yīng)分別 輸入給干擾消除器MIC和系統(tǒng)矩陣生成器SMG,并輸出噪聲功率《到系統(tǒng)相 關(guān)矩陣生成器RMG;干擾消除器MIC根據(jù)信道沖擊響應(yīng)，消除輸入數(shù)據(jù)中的 干擾，并將消除干擾后的數(shù)據(jù)送入匹配濾波器MF;系統(tǒng)矩陣生成器SMG根
據(jù)信道沖擊響應(yīng)計算系統(tǒng)矩陣A ,并輸出到匹配濾波器MF和系統(tǒng)相關(guān)矩陣生 成器RMG;匹配濾波器MF根據(jù)消除干擾后的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)矩陣A完成匹配濾 波；系統(tǒng)相關(guān)矩陣生成器RMG計算R:AWA +《1，并輸出R到矩陣分解模塊 CYD;矩陣分解模塊CYD分解R-LL"，輸出L到方程求解模塊EQ;方程求 解模塊EQ根據(jù)L對匹配濾波器MF的輸出數(shù)據(jù)進行解調(diào)，最后輸出即為聯(lián)合 檢測結(jié)果。從上述過程可以看出，狹義上，聯(lián)合檢測的過程僅指CYD和EQ。設(shè)經(jīng)過單天線接收信號為e = Ad + n其中，A為系統(tǒng)矩陣，d為發(fā)射符號，n為加性高斯白噪聲，其協(xié)方差矩 陣為 21，則基于均方最小誤差準(zhǔn)則下的單天線聯(lián)合檢測估計為Ka +《.i)-'a 其中系統(tǒng)矩陣A中包含ISI和MAI。從上式可以看出， 一個被深衰落的信 號單天線聯(lián)合^^測無能為力，必須從改善接收信號的質(zhì)量出發(fā)。為了改變接收 信號包絡(luò)的概率分布，減少深衰的機率，本發(fā)明因此采用具有獨立接收的雙天 線接收。設(shè)雙天線接收信號分別為 = A'd + ii,e2 = A2d + n2相對于每個天線的獨立處理為 S層,(AfA,化Vl)-'Afe, C(AfA2《.i)-'Afe2對聯(lián)合檢測器的輸出數(shù)據(jù)<SE1和<S￡2進行合并，可以采用最大比準(zhǔn)則合 并，也可以采用等增益合并。 一般來說，最大比合并為最佳合并，實現(xiàn)比較復(fù)雜，在多天線分解接收時性能比等增益合并提高1分貝左右；等增益合并實現(xiàn) 簡單，在實際應(yīng)用中采用較多。其中，合并的時機有兩種，即聯(lián)合檢測后合并和聯(lián)合檢測前合并。如果在 兩天線聯(lián)合檢測后再進行數(shù)據(jù)合并，需要做兩次矩陣逆運算，而在聯(lián)合檢測中 矩陣逆運算的運算量較大，所以從簡化聯(lián)合檢測接收機分集接收出發(fā)， 一般釆
用聯(lián)合檢測前合并，其處理過程很筒單，只需要一次矩陣逆運算。 下面分別對聯(lián)合檢測后合并和聯(lián)合檢測前合并進行詳細描述。(一) 聯(lián)合檢測后合并如圖4所示。在合并之前，各天線均為單路處理，數(shù)據(jù)l經(jīng)過單天線聯(lián)合檢測得到a礙,，數(shù)據(jù)2經(jīng)過單天線聯(lián)合檢測得到a皿2，每路的聯(lián)合檢測過程與 單天線聯(lián)合檢測相同，這里不做贅述。由加法器Add將兩路聯(lián)合檢測結(jié)果加權(quán)求和其中，由增益控制模塊Gain CTRL根據(jù)兩路自動增益控制值進行合并增益計算，當(dāng)& ="2時為等增益合并，當(dāng)％ ^乙GC2/(乙Gd +^GC2)， "2 =/(giH +<^GC2)時為最大比合并。(二) 聯(lián)合檢測前合并，實現(xiàn)方式1如圖5所示。在兩路數(shù)據(jù)進入接收機前進行增益調(diào)整，由增益控制模塊 Gain CTRL計算調(diào)整增益Gl和G2分別為Gl = Vg/4GC2 "g^CCl +g/4CC2)接收的單路信號接收數(shù)據(jù)1 (已根據(jù)G1進行過增益調(diào)整)送入信道估計器 CHE1進行信道沖擊響應(yīng)估計；信道后處理器PP1對信道沖擊響應(yīng)進行去噪處 理，去噪后的信道沖擊響應(yīng)分別輸入給干擾消除器MIC1和系統(tǒng)矩陣生成器 SMG1，并輸出噪聲功率《到系統(tǒng)相關(guān)矩陣生成器RMG1;干擾消除器MICl 根據(jù)信道沖擊響應(yīng)，消除輸入數(shù)據(jù)中的干擾，并將消除干擾后的數(shù)據(jù)送入匹配 濾波器MF1;系統(tǒng)矩陣生成器SMG1根據(jù)信道沖擊響應(yīng)計算系統(tǒng)矩陣A,,并 輸出到匹配濾波器MF1和系統(tǒng)相關(guān)矩陣生成器RMG1;匹配濾波器MFl根據(jù) 消除干擾后的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)矩陣八1完成匹配濾波；系統(tǒng)相關(guān)矩陣生成器RMG1 計算R, = Af A, +《2,I,并輸出R,到加法器Addl。同理，接收的單路信號接收數(shù)據(jù)2 (已根據(jù)G2進行過增益調(diào)整)送入信道 估計器CHE2進行信道沖擊響應(yīng)估計；信道后處理器PP2對信道沖擊響應(yīng)進 行去噪處理，去噪后的信道沖擊響應(yīng)分別輸入給干擾消除器MIC2和系統(tǒng)矩陣 生成器SMG2,并輸出噪聲功率《22到系統(tǒng)相關(guān)矩陣生成器RMG2;干擾消除器MIC2根據(jù)信道沖擊響應(yīng)，消除輸入數(shù)據(jù)中的干擾，并將消除干擾后的數(shù)據(jù) 送入匹配濾波器MF2;系統(tǒng)矩陣生成器SMG2根據(jù)信道沖擊響應(yīng)計算系統(tǒng)矩 陣入2，并輸出到匹配濾波器MF2和系統(tǒng)相關(guān)矩陣生成器RMG2;匹配濾波器 MF2根據(jù)消除干擾后的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)矩陣入2完成匹配濾波；系統(tǒng)相關(guān)矩陣生成 器RMG2計算<formula>formula see original document page 9</formula>，并輸出112到加法器Addl。加法器Addl將兩路系統(tǒng)相關(guān)矩陣求和，加法器Add2將匹配濾波結(jié)果求 和，即<formula>formula see original document page 9</formula>。矩陣分解模塊CYD分解(R,+R,^LL"，輸出L到方程求解模塊EQ;方 程求解模塊EQ根據(jù)L對加法器Add2的輸出數(shù)據(jù) 進行解調(diào)，最后輸出即為 聯(lián)合檢測分集接收的結(jié)果，其采用的合并準(zhǔn)則為最大比合并。當(dāng)然，在本實施例中，也可以釆用等增益合并，即直接取GhG2。 (三)聯(lián)合^企測前合并，實現(xiàn)方式2如圖6所示。在兩路數(shù)據(jù)進入接收機后、聯(lián)合檢測之前進行增益調(diào)整，這 樣做的優(yōu)勢在于可以保證每路在運算過程中都有充裕的字長精度。接收的單路信號接收數(shù)據(jù)1送入信道估計器CHE1進行信道沖擊響應(yīng)估 計；信道后處理器PP1對信道沖擊響應(yīng)進行去噪處理，去噪后的信道沖擊響 應(yīng)分別輸入給干擾消除器MIC1和系統(tǒng)矩陣生成器SMG1,并輸出噪聲功率" 到系統(tǒng)相關(guān)矩陣生成器RMG1;干擾消除器MIC1根據(jù)信道沖擊響應(yīng)，消除輸 入數(shù)據(jù)中的干擾，并將消除干擾后的數(shù)據(jù)送入匹配濾波器MF1;系統(tǒng)矩陣生 成器SMG1根據(jù)信道沖擊響應(yīng)計算系統(tǒng)矩陣A,,并輸出到匹配濾波器MF1和 系統(tǒng)相關(guān)矩陣生成器RMG1;匹配濾波器MF1根據(jù)消除干擾后的數(shù)據(jù)和系統(tǒng) 矩陣A,完成匹配濾波；系統(tǒng)相關(guān)矩陣生成器RMG1計算R, <formula>formula see original document page 9</formula>。同理，接收的單路信號接收數(shù)據(jù)2送入信道估計器CHE2進行信道沖擊響 應(yīng)估計；信道后處理器PP2對信道沖擊響應(yīng)進行去噪處理，去噪后的信道沖 擊響應(yīng)分別輸入給干擾消除器MIC2和系統(tǒng)矩陣生成器SMG2,并輸出噪聲功 率《2到系統(tǒng)相關(guān)矩陣生成器RMG2;干擾消除器MIC2根據(jù)信道沖擊響應(yīng)， 消除輸入數(shù)據(jù)中的干擾，并將消除干擾后的數(shù)據(jù)送入匹配濾波器MF2;系統(tǒng) 矩陣生成器SMG2根據(jù)信道沖擊響應(yīng)計算系統(tǒng)矩陣A2，并輸出到匹配濾波器 MF2和系統(tǒng)相關(guān)矩陣生成器RMG2;匹配濾波器MF2才艮據(jù)消除干擾后的數(shù)據(jù)
和系統(tǒng)矩陣A2完成匹配濾波；系統(tǒng)相關(guān)矩陣生成器RMG2計算 R2 = Af A2 +《22I。這里，由增益控制模塊Gain CTRL計算調(diào)整增益G1和G2分別為= g^GC2 "g/lGCl + ^GC2)加法器Addl將兩路系統(tǒng)相關(guān)矩陣加權(quán)求和，加法器Add2將匹配濾波結(jié)果加權(quán)求和，即R = Gl. R' + G2 R2 ， eM/ = Gl e一 + G2 ,2 = Gl Afe, + G2 A2we2 矩陣分解模塊CYD分解(R^R2)-LL、輸出L到方程求解模塊EQ;方程求解模塊EQ根據(jù)L對加法器Add2的輸出數(shù)據(jù) ,進行解調(diào)，最后輸出即為聯(lián)合檢測分集接收的結(jié)果，其采用的合并準(zhǔn)則為最大比合并。當(dāng)然，在本實施例中，也可以采用等增益合并，即直接取GhG2。 以上以具體的實施例說明了本發(fā)明，但是這些實施例是示例性的，本發(fā)明不限于具體的實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對本發(fā)明進行修改、變化或替代。
權(quán)利要求
1.一種基于聯(lián)合檢測的分集接收裝置，其特征在于，包括第一天線、第一射頻及基帶前端，第一射頻及基帶前端對第一天線接收的第一射頻信號進行處理后輸出第一數(shù)據(jù)、第一自動增益到分集接收機；第二天線、第二射頻及基帶前端，第二射頻及基帶前端對第二天線接收的第二射頻信號進行處理后輸出第二數(shù)據(jù)、第二自動增益到分集接收機；分集接收機，用于對所述第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)進行聯(lián)合檢測和分集接收，輸出分集接收結(jié)果到解碼器；解碼器，用于對所述分集接收結(jié)果進行解碼，輸出用戶信息比特。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述分集接收機采用的分集接收合并為最大比合并或者等增益合并。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于 所述分集接收機采用的分集接收合并為解調(diào)前合并或者解調(diào)后合并。
4. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述分集接收機在采用解調(diào)前合并中，在數(shù)據(jù)進入接收機前進行增益調(diào)整。
5. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述分集接收機在采用解調(diào)前合并中，在數(shù)據(jù)進入接收機后、聯(lián)合檢測前 進行增益調(diào)整。
6. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于 所述分集接收機中采用的聯(lián)合檢測為基于線性塊均衡的聯(lián)合檢測。
7. —種基于聯(lián)合檢測的分集接收方法，其特征在于，包括步驟對第 一天線接收的第 一射頻信號進行處理后輸出第 一數(shù)據(jù)、第 一 自動增益；對第二天線接收的第二射頻信號進行處理后輸出第二數(shù)據(jù)、第二自動增益；對所述第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)進行聯(lián)合檢測和分集接收，輸出分集接收結(jié)果； 對所述分集接收結(jié)果進行解碼，輸出用戶信息比特。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于 所述分集接收中采用最大比合并或者等增益合并。
9. 如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于 所述分集接收中采用解調(diào)前合并或者解調(diào)后合并。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于在采用所述解調(diào)前合并中，在數(shù)據(jù)進入接收機前進行增益調(diào)整。
11. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于在采用所述解調(diào)前合并中，在數(shù)據(jù)進入接收機后、聯(lián)合檢測前進行增益調(diào)
12. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于 所述聯(lián)合檢測為基于線性塊均衡的聯(lián)合檢測。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于聯(lián)合檢測的分集接收裝置及方法。所述裝置包括第一天線、第一射頻及基帶前端，第一射頻及基帶前端對第一天線接收的第一射頻信號進行處理后輸出第一數(shù)據(jù)、第一自動增益到分集接收機；第二天線、第二射頻及基帶前端，第二射頻及基帶前端對第二天線接收的第二射頻信號進行處理后輸出第二數(shù)據(jù)、第二自動增益到分集接收機；分集接收機，用于對所述第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)進行聯(lián)合檢測和分集接收，輸出分集接收結(jié)果到解碼器；解碼器，用于對所述分集接收結(jié)果進行解碼，輸出用戶信息比特。本發(fā)明結(jié)合聯(lián)合檢測和分集接收兩種信號處理技術(shù)，極大的提高了衰落信道下的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能；依托具體聯(lián)合檢測接收機來進行分集接收，實現(xiàn)簡單。
文檔編號H04B7/08GK101159468SQ200710177660
公開日2008年4月9日 申請日期2007年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月19日
發(fā)明者燮 李 申請人:北京天碁科技有限公司