[发明专利]数字蜂窝接收机中的信号检测方法

说明书

本发明涉及数字蜂窝网接收机中的一种信号检测方法，该方法是，在所需信道上接收所需有用信号和至少一个来自与所需信道相邻的信道的干扰邻近信道信号的组合。

蜂窝网接收机接收以特定信道发射的信号。邻近信道上发射的信号对这一信号产生干扰，称之为邻近信道干扰。各个频分信道相互接近。例如，在GSM系统中，信道的中频彼此之间相隔200kHz，而调制谱略大于200kHz。因此信道之间没有防护频带。由于GMSK调制方法的这些特性，所用的邻近信道的频率范围相互渗透。再者，小区中同一信道上所要发送的信号在某些地方更会造成对该信号的干扰，这通称为同信道干扰。

在现有蜂窝网中，干扰信号在接收机中用随机加性白高斯噪声来近似。只有当干扰信号相对于所需信号而言足够弱时，这种近似才足够精确。因此，如果邻近信道上所用的功率相差太大，那么这些信道相互干扰过多。在GSM系统中，邻近信道所允许的发射或接收功率最多相差9dB。

就系统的功能性而言，由于必须允许有较大的功率差，因此，不可能在同一小区中使用邻近信道。蜂窝网采用一种重复使用模式，这种模式确定在这些小区中如何重复使用这些信道。如果重复使用模式例如是7时，那么该小区及其六个邻近小区每个都用一个(或一些)不同的信道。重复使用模式规划需要射频使用的详尽规划。一旦通过广泛测量无线场而将该网络交付使用时，便可对该规划的结果进行测试。在网络扩建时，规划和测量也是重要的步骤。

信号由于障碍物所造成的反射通常沿不同的路径传播，并以不同方式所延时的信号分量到达接收机。这种现象称为多径传播。对信号码元而言，这造成了码元间干扰，其中，码元将部分重叠。在蜂窝无线系统中的信号中，一般包括一个预定参考部分，利用这一预定参考部分，可以在接收机处估算信号传播的多径信道。利用因此得到的信道估算，可将所接收的信号校正到与源信号一致。

CDMA系统采用一种特别的导频信号和/或宽带扩展码作为该参考部分。

TDMA系统采用一种训练序列作为该参考部分。例如，GSM系统采用八个训练序列，虽然它们可被选择，以便不类似于信号中所传送的编码数据，但它们是每个脉冲串的唯一部分。在特定小区中在特定信道上工作的发射机都用同一训练序列。在邻近信道和同信道上的发射机用不同的训练序列。因此接收机可以区分正确信号和同时到达的干扰信号。由于通过频率规划使干扰信号功率足够小，因此在接收机处只不过将干扰信号作为加性白高斯噪声来处理。无需有关干扰信号的信息，就可以进行实际信道估算、校正和检测。这在正确进行了频率规划的蜂窝网中，不会造成任何问题。

然而，由于移动通信正不断成为通用网，运营者趋向于使用可得到最佳可能效益的射频范围。这要求减少重复使用模式，甚至可能用值为1的重复使用模式。那么，必须在同一小区中使用邻近信道。

通过引入分层小区结构，还可提高蜂窝网容量，在这种结构中，小区大小不同，其直径从数十公里到几十或几百米不等。这样的小区称为宏小区、微小区和微微小区。在这些小区中，邻近信道的功率电平差可能悬殊很大并造成严重干扰。

例如，在CDMA系统中，试图通过使上行链路方向上的所有信号在基站接收机处获得相同的功率电平的方法，来解决邻近信道的功率控制问题。下行链路方向上的所有信号都以恒定功率发送。这一思想应用于GSM系统的缺陷在于，功率控制的动态范围应从目前的电平30dB提高到60-100dB。然而，在不同的小区类型之间，这是不可能的，因为会出现太大的干扰。

一种减小邻近信道所造成的干扰的理论上的方案是增加信道之间的防护频带。然而，这会浪费使用的频率范围，并且对现有系统而言，如果不改变特性，其实现也是不可能的。

关于CDMA系统，讨论了各种干扰消除技术的应用。然而，所述技术应用于TDMA系统实际上更困难，因为信号的分离不象在CDMA系统中那样在所发送的波形中被优化。另外，在CDMA系统中，一般性地讨论了同信道干扰消除，因为本发明本身的焦点在于邻近信道所引起的干扰消除。

芬兰专利公布944 736例如描述了在接收机处怎样实现同信道干扰消除。然而，所述公布没有描述如何消除邻近信道干扰。

简而言之，可看到，现有操作使网络的射频规划复杂化，妨碍了小重复使用模式的采用，并影响现有系统的进一步发展。

本发明的目的是，通过消除邻近信道所造成的干扰信号，来提供一种在蜂窝接收机中进行信号检测的改进措施。

这可用序言中所说明类型的本发明方法来实现，该方法其特征在于，共同地确定有用信号和至少一个邻近信道信号的信道估算，利用有用信号和邻近信道信号的信道估算来检测有用信号。