[发明专利]用于接收码分多址信号的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于接收应用于移动通讯和利用扩频的码分多址信号的方法，特别是，涉及一种用来通过一个或多个信道(通道)接收来自一个或多个通讯者(用户)的M个信号(M是大于1的整数)和用来利用解扩代码去消除干扰的所接收信号的去相关处理而获得一解扩输出的方法和装置。

在各种通信系统中，由于扩展频谱(扩频)通信的优良的抗干扰和保密性能，对利用扩频通信的码分多址系统(CDMA)的研究趋于活跃。

CDMA系统存在的一个问题是所谓的远近效应(near-far)问题，也就是在一中心站所接收的信号功率依赖于用户的位置而有很大的变化。在CDMA系统中，因为相同频带由多个用户共享，所以由于来自其它用户的干扰而使通信质量变差。例如，当一位于该中心站附近的用户和一个远离该中心站的用户同时通信时，在中心站处自近处用户所接收的信号功率大而在基站处自远处用户所接收的信号功率小。这意味着在远处用户和中心站之间的通信由于近处用户的干扰而明显地变差。

近来，普林斯顿(Princeton)大学的Ruxandra Lupas和Sergio Verdu宣布了一类线性滤波器，这种滤波器可以根据从在接收附加的高斯(Gaussian)白噪声的二元异步CDMA系统中的每个用户所接收的信号来估算发送信号。这类滤波器称之为去相关滤波器。这种去相关滤波器构造成使用每个用户的护展代码和接收每个所接收信号符号(码元，symbol)的时差信息，并允许估算一发送码元以进行正交化处理，发送码元通过在所接收信号中消除了相关成分而不依赖于每一个所接收信号的功率。另外，去相关滤波器的处理容量在与同时通信的用户数目成正比的范围内增加，并且不会显著地增加(R.Lupas和S.Verdu，“在异步信道中多用户检测器的远近效应的抵抗力”，IEEETrans.Com.Vol.COM-38，PP.496-508，1990)。

将CDMA系统应用于移动通信的特征之一是相应于各自信道的一信号可从该接收信号中被分离出，该接收信号是在解扩处理中通过多个信道的信号的合成信号。也就是，在一移动通信环境条件中，自一发送站所传送的信号通常经过多个无线电波信道并分别经延迟和衰落到达(fade)到达接收站。如果扩频之后带宽(＝码片速率)的倒数小于在这些信道中的延迟时差，则在解扩(这称之为通道分离)之后在相应于经每个信道接收的每个信号的延迟时间的定时上呈现一相关的峰值。因为每个信号接收一独立的衰落(相位旋转和幅度变化)，所以通过在补偿每个相位旋转之后对该信号的合成得到由分集(diversity)带来的改进作用。利用这种接收方法的系统称之为RAKE接收系统。通常，通道越多，可获得的分集增益(diversity gain)越大。

但是，利用这样一种解扩得到的通道分离功能还具有下述的一个缺点。这就是在上述传送功率控制中可控的是合成的接收波的功率，而不是每个信道的传送功率。这意味着由于衰落而引起的变化仍保留在该通道分离之后的信号中。虽然在通道分离之后每个信号都是一所期望的信号成分，但每个接收信号功率并不被控制为一常数。因此，由于在这些信号之中相互干扰的原因(取决于所期望信号的扩频码的自相关特性)，用RAKE接收带来的分集效应下降。

进而，由于来自其它用户的信号也通过多个信道而被接收，所以通过其它用户的多个信道该所期望信号独立地接收来自其它用户的每一个通过多个信道的接收信号的干扰。如上所述，即使复合接收信号波的功率被控制为一常数，在通道分离之后的信号中仍留有衰落带来的变化。因此，随着在通道分离之后信号的变化，干扰对所期望的信号的影响也以相同速率改变。

克服这种缺点的一种方法是应用前述的去相关滤波器来把每个用户的每个信号成分看作为一个独立的干扰波。举例来讲，就是如果K个用户通过L个信道进行通信，则把在通道分离之后通过解扩得到的LK个信号当作从独立用户来的信号而构成一去相关滤波器(这时，去相关滤波器的传递函数是LK×LK的有理函数矩阵)。如上所述，因为去相关滤波器不受所接收的信号功率之间的差异的影响，所以即使在通道分离之后在一信号中存留有信号的变化，干扰滤波的影响也可被消除。