[发明专利]用于码分多址通信系统接收机的检波器

说明书

本发明涉及CDMA通信系统，它包括至少一个数据序列在其中被码序列所扩频的发射机，还包括至少一个数据序列在其中被检波器所恢复的接收机，为了检波的目的而计算被发射数据序列的估算序列，同时引入对位于发射机或多个发射机与接收机之间的信道的描述。本发明还涉及CDMA通信系统的接收机，具体地说，涉及这种接收机的检波器。

在基于码分多址(CDMA)的通信系统中，各种用户信号使用公共载波频率在公共频段上被同时地发射。码分多址系统是基于扩展带宽技术，也就是说，要被发射的信号在一个实际上比所需的用于发射信号的最窄频段要宽的频段上被扩展。这种扩展带宽的后果是码分多址系统总体来说不受干扰影响。

对于数字通信系统中的频带扩展来说，例如，要被发射的各比特被由发射机和接收机相互协商一致的码字所乘。当采用相互正交的码字时，来自各用户的信号引起的相互干扰大体上被排除了。但是对于在地球表面的波传输(例如引起正交性发生的多径传输)来说，不再遵守这些实际的规格。此外，如果被各用户访问的同步性被省去以便实现对公共频段的大为简化的访问，或者如果允许有不同的比特率，则用户信号只能使用更多的电路系统和更高的成本或者降低质量来被检波，因为信号能不再相互正交。

1989年1月IEEE出版的信息理论学报第35卷第1期第123-126页由Ruxandra Lupas和Sergio Verdú所著的“用于同步码分多址信道的线性多用户检波器”是一种在其中各用户被同时检波的用于CDMA接收机的已公知的检波器。通过同时检波各用户，检波质量可以通过增加电路系统而改进，在前述电路系统中不同用户的信号部分间的交互作用借助于线性图像(image)而被消除或减少。因而，由接收机噪声引起的干扰也被放大。至于其他，这种检波器相对于比特错误率是次最佳的。

1986年1月IEEE出版的信息理论学报第IT-32卷第1期第85-96页由Sergio Verdú著的“异步高斯多址信道的最小错误概率”描述了相对于比特错误率近于最佳的非线性检波器。但是这种理想的非线性检波器的成本随着CDMA通信系统用户的数目而指数地增加。

本发明的目的在于提供用于CDMA通信系统的检波器，其性能相对于线性检波器是改进了的而其实现成本保持在最佳检波器成本以下。

该目的是这样实现的，已发射数据序列的联合概率分布是通过计算伴随矩并将其从已发射的数据序列的估算序列中导出而计算的。

在通信过程中，新数据被不断地发射而按收机作出对于已发射数据值的判断。因而，联合概率分布不断地改变以便联合概率分布序列将被计算。此外，联合概率分布能够不断地被入叫接收信号所改进。当计算联合概率分布时，发送信道的信息以及噪声特性都能够被一并加以考虑。

此外，概率分布自动地提供有关估算的质量信息。该质量信息能够在电路下游的译码器中被有利的估算。

采用矩描述概率分布的优点在于能够利用矩获得很简单的概率分布描述。

在本发明的另一个实施例中联合概率分布仅采用矩的限制集合来计算。

矩的限制集合仅提供联合概率分布的大致描述。然而，使用矩的限制集合可以在不带来明显的检波质量损失的情况下降低检波器的成本。

在本发明另一实施例中只计算联合概率分布的第一和第二阶矩以便计算大致的联合概率分布。

已经证明对于最佳检波，只计算联合概率分布的第一和第二矩，从而计算平均值和协方差就足够了。

在本发明的一个特殊实施例中，使用卡尔曼滤波器作为检波器。

采用通常被称为软判定反馈均衡器的改进的卡尔曼滤波器已在J.Tielecke，Proceedings ICASSP 90(INTERNATIONAL CONFERENCE ON ACOUSTICS，SPEECH AND SIGNAL PROCESSING；APRIL 3-6，1990)第1667-1670页的“用于移动无线信道的新的非线性均衡器”中作了探讨，它用于常规的TDMA通信系统以消除符号间干扰。在TDMA系统中，时间分散信道主要引起符号间干扰的发生。(在符号间干扰的情况下，相同用户的相互时移的比特彼此重叠。)在CDMA系统中，这种符号间干扰与由其他用户引起的干扰相比只起很小的作用。对本领域的技术熟练者来说，所述的研究并未产生针对CDMA系统和它们各种类型的问题来说采用这种卡尔曼滤波器技术的任何提示。