[发明专利]用于进行复数值通路增益估计的接收机及其增益估计方法

说明书

本发明大体涉及在多通路情况下工作的扩频通信系统，具体地说是涉及这种通信系统的接收机中通路增益的估计。

设计具有在很短的间隔内与许多远距离用户单元在同一信道上通信的特性的通信系统叫多址通信系统。可作多址通信系统的其中一种通信系统是扩频系统。在扩频系统中，采用调制技术将被发送的信号沿信道内一宽频带扩展。该频带远宽于发送所传送信息要求的最小带宽。例如，话音信号可在仅两倍于信息本身带宽的带宽内用调幅(AM)方式传送。其它的调制方式(如低偏差调频(FM)或单边带(AM)也允许信息在可与信息自身带宽相比的带宽内发送。然而，在扩频系统中，欲发送信号的调制通常包括获取带宽仅几千赫兹的基带信号(如话音信道)，以及将欲发送信号分布在若干MH₂宽的频带上。这是通过用欲发送信息和宽带编码信号调制欲发送信号来实现的。

大体说来，存在三种扩频通信技术，包括：

直接序列

其载波调制是由比特率远高于信息信号带宽的数字代码序列实现的。这种系统叫做“直接序列”调制系统。

跳频

其是指载波频率以由代码序列所指定的图形的离散增量变化。这种系统叫“跳频系统”。发射机在某一预定集合内从一频率跳到另一频率；频率使用顺序由代码序列决定的。类似地，“跳时”及“跳时—跳频”的发送时间由代码序列调整。

线性调频脉冲

脉冲FM或“线性调频脉冲”调制中，载波信号在给定脉冲间隔内被扩展到宽带上。

信息(即消息信号)可用几种方法嵌入扩频信号中。一种方法是在信息用于扩展调制前将信息加到扩展码上。这种技术可用于直接序列及跳频系统中。应该注意，被传送的信息在被加到扩展码前必须为数字形式，因为扩展码与信息的组合(通常为二进制码)涉及模2加法。换句话说，信息或消息信号可在将其扩展前用来调制载波信号。

于是，扩频系统必须具有两个性质：(1)所发送带宽应远大于传送信息的带宽或速率；(2)除所传送信息外的某一函数被用来确定所得到的调制信道带宽。扩频通信系统可以实现许多不同方式的多址通信系统；一种多址扩频系统是直接序列码分多址(DS-CDMA)系统。

多个信道的分配是通过给每个在共享的频带上的用户指定专用的扩展码进行的。结果，所发送信号是在通信信道的同一宽频带中，但在由专用的扩展码指定的宽频带的单独部分中。这些专用扩展码最好是彼此正交以使两扩展码的互相关近似为零。特定的传送信号可通过用与要从信道中恢复出来的特定传送信号相关的扩展码对代表信道中信号之和的信号去扩展来恢复。此外，当扩展码彼此正交时，可将所接收信号与特定扩展码相关以便只有与特定扩展码相关所希望的信号被增强，而其它信号不增强。

扩频及其它通信系统经常遭受多通路失真，其是所发送信号的一些副本由于多个无线通路的反射而被以不同的延时、增益和相位接收。一种特别适于接收多路扩频信号的接收机是RAKE接收机，其在本领域为人熟知。RAKE接收机包括将接收机中的独立通路最优组合的“指”。一般来说，RAKE接收机可比作一个匹配滤波器，其中每个“指”上(象匹配滤波器的抽头一样)的通路增益需要予以估计以构成准确接收所发送信号的RAKE接收机。由于所发送信号在其到接收机的路上遭受许多干扰(多通路效应，瑞利衰落等)，接收机必须利用受到干扰的发送信号估计通路增益。显然，最终所接收的信号将只与RAKE接收机中每个“指”的通路增益估计值一样。

这样，对接收机，尤其是RAKE接收机就有一个要求，即对RAKE接收机的每个“指”给出准确的通路增益估计而不依赖进行估计的受干扰的发送信号。

图1大体描述了根据本发明所述的相干RAKE接收机的估计通路增益的部分。

图2说明双曲正切函数tanh(x)。

根据本发明描述了基于最大似然原则的“盲组”通路增益估计方案。其“盲目性”在于没有采用对编码位(即受干扰的发送信号的编码位)预先硬判定的方法。相反，其采用的是软判定的方式。其为“组”方案在于对每个隔离组(如一组B相关器输出)估计复通路增益。在最佳实施例中，有效利用“盲组”通路增益估计方案的接收机是码分多址(CDMA)通信系统中实现的相干RAKE接收机。在说明性实施例中，发送包括B＝36编码位、持续1.25ms的数据组，其通过伪随机时间间隔与其它块分离。“盲组”通路增益估计方案克服了通常CDMA系统不能保证基于有限脉冲响应(FIR)滤波器型预测方案的连续发送的缺点。这种方案或其它不依赖所发送的数据符号的知识的预测方案的一个后果是估计值中存在相位不确定问题。结果，数据位必须差分编码，误差将趋于成对出现。