专利名称：第三代移动通信w－cdma自适应相干接收方法及接收机的制作方法
技术领域：
本发明属于第三代移动通信宽带码分多址(W-CDMA)技术领域，尤其设计第三代移动通信W-CDMA自适应相干接收方法及接收机。
背景技术：
宽带码分多址(W-CDMA)扩展频谱通信方式是目前正在实现的第三代移动通信系统之一。它除了具有传统码分多址系统的抗干扰和抗多径衰落，系统容量大等优异特性外，而且上行、下行都采用相干接收，对信道的适应能力更强，误码率进一步降低。但是，在W-CDMA系统中，只采用自动频率控制(AFC)不能够完全消除收发双方的频差不稳定、多普勒频移和信道随机相位干扰带来的影响，这三部分影响将在很大程度上影响高速率业务的误码率，需要采取W-CDMA自适应相干接收方法来克服这三种影响。
传统的相干接收方法是将接收信号通过导频信道匹配滤波器进行解扩，得到导频信道信号，同时接收信号通过业务信道匹配滤波器进行解扩，得到业务比特流，两者的输出用于相干解调。这种相干接收方法采用了固定的结构，不能够适应移动台射频稳定度不高，移动台变速移动或无线信道非平稳特征显著的情况下的高速数率传输。
本发明的目的在于提供一种适用于第三代移动通信W-CDMA物理层体系结构的自适应相干接收方法及接收机。这种方法和接收机能够适应移动台射频稳定度不高，移动台变速移动或无线信道非平稳特征显著的情况下的高速数率传输。
发明内容
本发明的技术方案如下发明的方法是信号测量基础上的自适应相干接收。
本发明方法是主公共导频信道(适用于下行接收机)或者上行专用物理控制信道(Uplink DPCCH，适用于上行接收机)去除扰码和信道化码影响，做长度SF(取值在4—256之间)的积分，产生输出比特，测量其信噪比Eb/It。再使用上述输出比特与经过匹配滤波器后的业务信道比特做相关接收，测量相关接收后数据流中的残留频差Δf。根据上述两个测量结果Eb/It和Δf，自适应决定下一周期内主公共导频信道或者Upiink DPCCH的积分长度SF。
Uplink DPCCH去除扰码和信道化码影响，做长度SFc(取值在4—256之间)的积分，产生输出比特，测量其信噪比Eb/It。再使用上述输出比特与经过匹配滤波器的Uplink DPDCH做相关接收，测量得到的相关接收后的数据流中残留频差Δf。根据Eb/It和Δf，自适应决定下一周期内Upiink DPCCH的积分长度SFc。
本发明方法所说门限的值可以是固定的，也可以自适应调整。
基于本发明方法而设计的W-CDMA自适应相干接收机，包括可控积分长度的匹配滤波器，信噪比测量器，自适应算法控制器，时分开关，自适应刷新时钟，残留频差测量器，取共轭器，乘法器。根据W-CDMA上、下行不同的物理层结构，下行自适应相干接收机与上行自适应相干接收机略有不同。
其中，下行自适应相干接收机结构如下，主公共导频信道可控积分长度的匹配滤波器的输入是移动台的基带接收信号，输出分两支，一支和信噪比测量器相连，另一支和取共轭器相连。信噪比测量器的输出与自适应算法控制器的输入相连。业务信道的匹配滤波器输入是移动台的基带接收信号，输出和乘法器的输入相连，此乘法器的另一输入与取共轭器的输出相连。乘法器的输出与时分开关相连。时分开关的输出分两支，一支输出下行专用物理控制信道(DownlinkDPCCH)到残留频差测量器，另一支输出下行专用物理数据信道(Downlink DPDCH)，即多比特用户数据流。残留频差测量器输出到自适应算法控制器。自适应算法控制器输出刷新的SFp到主公共导频信道可控积分长度的匹配滤波器。自适应刷新时钟输出三支，分别到信噪比测量器，残留频差测量器和自适应算法控制器。
上行自适应相干接收机的结构与下行基本相似，结构如下，Uplink DPCCH可控积分长度的匹配滤波器的输入是基站的基带接收信号，输出分两支，一支和信噪比测量器相连，另一支和取共轭器相连。信噪比测量器的输出与自适应算法控制器的输入相连。上行专用物理数据信道(Uplink DPDCH)的匹配滤波器输入是移动台的基带接收信号，输出和乘法器的输入相连，此乘法器的另一输入与取共轭器的输出相连。乘法器的输出与残留频差测量器的输入相连，并同时输出多比特用户数据流。残留频差测量器输出到自适应算法控制器。自适应算法控制器输出刷新的SFc到Uplink DPCCH可控积分长度的匹配滤波器。自适应刷新时钟输出三支，分别到信噪比测量器，残留频差测量器和自适应算法控制器。
本发明的有益效果如下本发明提出的W-CDMA自适应相干接收方法，提高解调信噪比，保证了移动台射频稳定度不高，移动台变速移动或无线信道非平稳特征显著的情况下解调信噪比的稳定性，同时没有增加解调用户数据的处理延时，从而提高了系统性能。
图1为W-CDMA下行链路自适应接收机示意图。
图2为W-CDMA上行链路自适应接收机示意图。
具体实施例方式下面结合
发明的实施优选方式如图1所示为描述方便作如下约定主公共导频信道的扰码SP，主公共导频信道的信道化码CP，，用户业务信道的扰码SD，用户业务信道的信道化码CD，自适应算法的刷新周期TA。
其中，1为主公共导频信道可控积分长度的匹配滤波器，2为业务信道的匹配滤波器，3为信噪比测量器，4为自适应算法控制器，5为自适应刷新时钟，6为时分开关，7为残留频差测量器，8为多比特用户数据输出，9为信噪比测量器3输出的信噪比Eb/It，10为残留频差测量器7输出的残留频差Δ，11为自适应算法控制器4输出的刷新的SFp，12为取共轭器。
如图2所示为描述方便作如下约定Upiink DPCCH和Upiink DPDCH的扰码均为5D，Uplink DPCCH的信道化码CC，Uplink DPDCH的信道化码CD，自适应算法的刷新周期TA。
其中，13为Uplink DPCCH可控积分长度的匹配滤波器，14为Upiink DPDCH的匹配滤波器，15为信噪比测量器，16为自适应算法控制器，17为自适应刷新时钟，18为残留频差测量器，19为信噪比测量器15输出的信噪比Eb/It，20为残留频差测量器18输出的残留频差Δf，21为自适应算法控制器16输出的刷新的SFc，22为取共轭器，23为多比特用户数据流输出。
参见图1主公共导频信道可控积分长度的匹配滤波器1解扩的码流含有因子(1-j)是由W-CDMA主公共导频信道调制特性决定的，因为W-CDMA主公共导频信道发送端调制了一个因子(1＋j)。
信噪比测量器3可以采用各种信噪比测量算法，它的输出信号为Eb/It。残留频差测量器7可以采用各种残留频差测量算法，对Downlink DPCCH中的各个子信道进行残留频差测量，通常使用Downlink DPCCH中的pilot子信道进行残留频差测量，它的输出信号为Δf。信噪比测量器3的输出信号Eb/It和残留频差测量器7的输出信号Δf输入到自适应算法控制器4。
自适应算法控制器4中可以存在多种自适应算法，这一类自适应算法的通式为 其中，SFp[n]表示第n个自适应周期所使用的SFp， [n]表示第n个自适应周期测量出的 ，Δf[n]表示第n个自适应周期测量出的Δf。现在给出一种最常用的梯度自适应算法第n个自适应周期的判别函数为φ[n]=(SIR_TH-EbIt[n])SIR_TH+α•(fC-|Δf[n]|fC)]]>自适应刷新规则为 其中，φ[n]为判别函数，SIR-TH为信噪比门限，fc(W-CDMA中fc＝3.84MHz)为码片的频率，α(α＞0)为权重因子，φ_th1和φ_th2为判别函数门限，SFp_MAX和SFp_MIN分别扩频因子的最大取值和最小取值，max(，)和min(，)分别为取最大值函数和取最小值函数。自适应刷新时钟5的周期为TA，通常取TA＝k·TSLOT，k∈N， 此时钟用来控制信噪比测量器3，、自适应算法控制器4、残留频差测量器7同步工作。
时分开关6根据W-CDMA系统的规定决定业务信道中哪一个比特属于DownlinkDPCCH，哪一个比特属于Downlink DPDCH。多比特用户数据输出8是时分开关6输出的一支，是Downlink DPDCH，即多比特用户数据流，当然，多比特用户数据输出8还需要进行解码等后续操作才可以得到真正意义上的用户数据。
取共轭器12用于对输入复信号，取共轭后输出。
参见图2Uplink DPCCH可控积分长度的匹配滤波器13和Uplink DPDCH的匹配滤波器14使用了同一个扰码。Uplink DPCCH可控积分长度的匹配滤波器13中解扩的码流含有因子(-j)，这是由W-CDMA上行调制特性决定的，因为Uplink DPCCH发送端调制了一个因子j。信噪比测量器15，自适应算法控制器16，自适应刷新时钟17，残留频差测量器18，取共轭器22与附图1中的相应结构类似。
上述下行链路的自适应相干接收机中取共轭器12也可被信道估计滤波器或环路滤波器代替。
上述上行链路的自适应相干接收机中取共轭器22也可被信道估计滤波器或环路滤波器代替。
上述下行链路的自适应相干接收方法中自适应算法控制器4也可以使用其它自适应算法代替梯度自适应算法。
上述上行链路的自适应相干接收方法中自适应算法控制器16也可以使用其它自适应算法代替梯度自适应算法。
上述下行链路的自适应相干接收方法中在移动台的基带接收信号中分离出多径信号，然后使用RAKE合并，在RAKE合并的每一支都使用了本发明中的W-CDMA下行链路的自适应相干接收方法的结构，最后将所有这些分支的多比特用户数据流相加，做为RAKE合并输出的用户数据流。
上述上行链路的自适应相干接收方法中在基站的基带接收信号中分离出多径信号，然后使用RAKE合并，在RAKE合并的每一支都使用了本发明中的W-CDMA上行链路的自适应相干接收方法的结构，最后将所有这些分支的多比特用户数据流相加，做为RAKE合并输出的用户数据流。
上述自适应相干接收机中门限可以都是固定的，或者可以都自适应调整，或者一部分是固定的，另一部分自适应调整。
权利要求
1.第三代移动通信W-CDMA自适应相干接收方法，其下行链路方法按以下流程主公共导频信道去除扰码和信道化码影响，做某一长度SFp的积分，产生输出比特，测量其信噪比Eb/It。再使用上述输出比特与经过匹配滤波器的业务信道做相关接收，得到的相关接收后的数据流经过时分开关后，输出的一支为Downlink DPCCH，测量此Downlink DPCCH中的残留频差Δf。根据Eb/It和Δf，自适应决定下一周期内主公共导频信道的积分长度SFp。其上行链路方法按以下流程Uplink DPCCH去除扰码和信道化码影响，做某一长度SFc的积分，产生输出比特，测量其信噪比Eb/It。再使用上述输出比特与经过匹配滤波器的Upiink DPDCH做相关接收，测量得到的相关接收后的数据流中残留频差Δf。根据Eb/It和Δf，自适应决定下一周期内Uplink DPCCH的积分长度SFc。
2.第三代移动通信W-CDMA自适应相干接收机，其特征在于由可控积分长度的匹配滤波器，信噪比测量器，自适应算法控制器，时分开关，自适应刷新时钟，残留频差测量器，取共轭器，乘法器组成。
3.如权利要求2所述的第三代移动通信W-CDMA自适应相干接收机，其特征在于下行链路自适应相干接收机中，主公共导频信道可控积分长度的匹配滤波器的输入是移动台的基带接收信号，输出分两支，一支和信噪比测量器相连，另一支和取共轭器相连。信噪比测量器的输出与自适应算法控制器的输入相连。业务信道的匹配滤波器输入是移动台的基带接收信号，输出和乘法器的输入相连，此乘法器的另一输入与取共轭器的输出相连。乘法器的输出与时分开关相连。时分开关的输出分两支，一支输出下行专用物理控制信道(DownlinkDPCCH)到残留频差测量器，另一支输出下行专用物理数据信道(Downlink DPDCH)，即多比特用户数据流。残留频差测量器输出到自适应算法控制器。自适应算法控制器输出刷新的SFp到主公共导频信道可控积分长度的匹配滤波器。自适应刷新时钟输出三支，分别到信噪比测量器，残留频差测量器和自适应算法控制器。
4.如权利要求2所述的第三代移动通信W-CDMA自适应相干接收机，其特征在于上行链路自适应相干接收机中，Uplink DPCCH可控积分长度的匹配滤波器的输入是基站的基带接收信号，输出分两支，一支和信噪比测量器相连，另一支和取共轭器相连。信噪比测量器的输出与自适应算法控制器的输入相连。上行专用物理数据信道(Uplink DPDCH)的匹配滤波器输入是移动台的基带接收信号，输出和乘法器的输入相连，此乘法器的另一输入与取共轭器的输出相连。乘法器的输出与残留频差测量器的输入相连，并同时输出多比特用户数据流。残留频差测量器输出到自适应算法控制器。自适应算法控制器输出刷新的SFc到Uplink DPCCH可控积分长度的匹配滤波器。自适应刷新时钟输出三支，分别到信噪比测量器，残留频差测量器和自适应算法控制器。
5.如权利要求2所述的第三代移动通信W-CDMA自适应相干接收机，其特征在于取共轭器12也可被信道估计滤波器或环路滤波器代替。
6.如权利要求2所述的第三代移动通信W-CDMA自适应相干接收机，其特征在于取共轭器22也可被信道估计滤波器或环路滤波器代替。
7.如权利要求1所述的第三代移动通信W-CDMA自适应相干接收方法，其特征在于自适应算法控制器4中也可使用其它自适应算法代替梯度自适应算法。
8.如权利要求1所述的第三代移动通信W-CDMA自适应相干接收方法，其特征在于自适应算法控制器16中使用其它自适应算法代替梯度自适应算法。
9.如权利要求1所述的第三代移动通信W-CDMA自适应相干接收方法，其特征在于在移动台的基带接收信号中分离出多径信号，然后使用RAKE合并，在RAKE合并的每一支都使用了本发明中的W-CDMA下行链路的自适应相干接收方法的结构，最后将所有这些分支的多比特用户数据流相加，做为RAKE合并输出的用户数据流。
10.如权利要求1所述的第三代移动通信W-CDMA自适应相干接收方法，其特征在于其中门限可以都是固定的，或者可以都自适应调整，或者一部分是固定的，另一部分自适应调整。
全文摘要
发明的方法是信号测量基础上的自适应相干接收方法。方法具体流程是主公共导频信道(适用于下行接收机)或者上行专用物理控制信道(Uplink DPCCH,适用于上行接收机)去除扰码和信道化码影响,做某一长度SF的积分,产生输出比特,测量其信噪比Eb/It。再使用上述输出比特与经过匹配滤波器后的业务信道比特做相关接收,测量相关接收后数据流中的残留频差Δf。根据上述两个测量结果Eb/It和Δf,自适应决定下一周期内主公共导频信道或者Uplink DPCCH的积分长度SF。基于本发明方法而设计的W－CDMA自适应相干接收机,包括可控积分长度的匹配滤波器,信噪比测量器,自适应算法控制器,时分开关,自适应刷新时钟,残留频差测量器,取共轭器,乘法器。本发明提出的W－CDMA自适应相干接收方法,提高解调信噪比,保证了移动台射频稳定度不高、移动台变速移动或无线信道非平稳特征显著的情况下解调信噪比的稳定性,同时没有增加解调用户数据的处理延时,从而提高了系统性能。
文档编号H04J13/00GK1332539SQ0113062
公开日2002年1月23日 申请日期2001年8月15日 优先权日2001年8月15日
发明者朱近康, 张铎, 卫国, 邱玲 申请人:信息产业部电信传输研究所, 中国科学技术大学