专利名称：使用控制功能来适配无线接收机的设备和方法
技术领域：
本发明涉及使用控制功能来使一个无线接收机适应来选择性地执行传统的或者联合的解调。
背景技术：
在美国以及世界其他地方，蜂窝电话产业已经在商业运转中做出了异常的进步。在重大城市地区中的增长已经远远超过了预期值。因此需要一些解决方案来满足这些增长的容量需要同时保持高质量的服务。
随着附加用户被引入到无线蜂窝系统中，系统特性从噪声受限的环境变化为干扰受限的环境。当在各个位置之间发射的信号遭受例如由从大建筑物或附近山脉范围中的信号反射所引起的回波失真或者多径时间散射时，干扰问题可能会出现。当一个信号不是沿着一条路径而是沿着许多路径进入到接收机时多径散射发生，因此，在接收机处具有不同的并且随机变化的延迟和幅度的许多回波出现。例如，当在一个TDMA系统中出现多径时间散射时，接收机接收一个复合信号，该复合信号包括沿着具有不同相对时延的不同路径传播的多种形式的发射码元。在接收机处，这些形式的发射信号可能引起自干扰。
除了自干扰的性能限制之外，接收机性能还可能被同信道信号干扰限制。已经通过联合解调工作来处理同信道信号干扰的问题。注意，例如在美国专利No.5,506,861，5,790,549和5,790,606中得到的联合解调的讨论和方法受让给本发明受让人并且其教义在此被参考结合。
发明内容
本发明涉及一种无线接收机，包括一个多普勒扩展估计器，用于产生估计的载波多普勒扩展值；第一估计器产生一个估计的载波与主要干扰加噪声之比值，而第二估计器产生一个估计的主要干扰加噪声与噪声之比值。另外，一个控制单元按照该估计值选择性地控制该无线接收机，以便选择性地执行载波的单用户解调或者载波和主要干扰的联合解调。
本发明还预期了一种操作无线接收机的方法，该无线接收机接收包括一个有用载波、同信道主要干扰和噪声在内的信号。该方法包括产生一个估计的载波多普勒扩展值；发展一个估计的载波与主要干扰加噪声之比值，并且提供一个估计的主要干扰加噪声与噪声之比值。另外，该方法按照该估计值选择性地控制该无线接收机，以便选择性地执行载波的单用户解调或者载波和主要干扰的联合解调。
当结合附图时，在考虑下列说明之后，本发明先前的和其他目的、特征和优点将变得更显而易见。
图1是无线接收机的控制部分的框图，用于选择性地控制该接收机根据从接收信号中得到的控制功能值来使用传统或联合的解调；图2是图1的控制单元的框图；图3是可以被该接收机使用的一种类型的多普勒扩展估计器的框图；图4是根据本发明的解调单元的框图；图5和6是示出该无线接收机预期的工作方式的流程图；和图7是根据本发明包括一个基站和一个移动终端的移动通信系统的概括说明。
最佳实施方式同信道干扰是诸如移动通信系统无线接收机之类的无线接收机性能的一个主要损害。已经发现联合解调可以改善干扰受限环境中接收机的性能，但是这是以计算复杂性作为代价的。复杂性随着用户数目和使用于解调器或均衡器中的期望信号和干扰信号信道抽头的数目而增加。本发明期望在干扰受限的环境中在一个自适应无线接收机中选择性地使用传统或联合解调。为了限制计算复杂性，假设仅仅只有单个主要干扰出现并且衰减了接收机性能。当一个接收机经历差信号质量(即，一个低载波干扰比C/I)时则在接收机处存在一个主要干扰是很可能的。因此，在接收机处为差信号质量的条件下并且为了使接收机适应使用联合解调的目的，本发明期望识别一个主要干扰是否存在。
虽然当一个主要干扰存在时联合解调改善接收机，但是可能存在没有干扰或者干扰非常低的情形，在此种情形下利用一个联合解调器可能会衰落接收机性能同时不必要地增加计算复杂性。另外，甚至如果信道质量低，这时传统解调或均衡未很好地执行，则联合解调也不可能很好地执行，比如在一个低C/I正由接收机处一个以上干扰的存在所引起的情形中。因此，期望该接收机只是在接收信号中有单个强同信道干扰存在时使用联合解调，否则该接收机就使用传统解调。
本发明考虑了联合解调对期望信道响应中的散射敏感，但是对干扰信道响应中的散射非常不敏感。当信道是散射的时，信道捕获和信道估计算法未象信道平坦时那样好地执行。如果已知一个信道是平坦的，则通过相应地改变信道捕获和估计参数可以改良接收机性能，同时颇减少所需的计算复杂性。本发明因此期望使用一种控制功能，其把信道散射识别为决定是否使用联合解调来改善接收机性能中的一个考虑因子。
对于比如在移动终端中的低速移动接收机，在主要干扰存在时，与传统解调相比，联合解调颇改善了接收机性能。对于中速移动接收机，由联合解调所提供的接收机性能中的增益可能被限制。对于高速移动接收机，联合解调可能对于某些C/I电平未象传统解调一样好地执行。结果，本发明还期望识别期望信号的多普勒扩展值并且根据该多普勒扩展信息选择性地利用联合解调。
本发明在一个具有联合解调同信道信号能力的自适应无线接收机中使用好几个控制功能。利用这些控制功能和控制功能值，该自适应接收机为随后存在的信号状态选择正确的解调器或参数。结果，计算复杂性被最小化的同时接收机的性能却被改良。
在判断是否使用联合解调或传统解调的过程中，所期望的控制功能(速率估计，噪声估计，主要的干扰估计，散射或非散射信道识别等等。)被接收机使用。该判断是在一个时隙一个时隙的基础上被做出。控制功能试图在良好的条件下通过接收机开启联合解调，在快衰落或散射信号的条件下落回到传统解调或均衡。因为传统解调较不复杂，所以多通解调或其他改善可被使用来改良接收机性能。
图1示出了一个自适应无线接收机系统10的零件框图，其中，联合解调与传统单用户解调一起被集成在接收机中，因此联合解调可选择性地用到该接收机，用于在由控制功能数值确定的良好条件下处理接收信号。在本发明所描述的实施中，在如下的接收机信号环境下联合解调不优于传统均衡(1)没有信号干扰被呈现或者非常有限的信号干扰被呈现；(2)高移动速度存在；(3)期望信号是散射很严重，和/或(4)多个主要的干扰存在。清楚地，当没有干扰存在时把联合解调关闭然后使用传统解调比估计一个不在那儿的干扰用户的数值更好。同时，传统均衡器为了较高的移动速度和一个散射信号而被调谐，同时具有这样的影响即，当由于干扰用户的增加所引起的更多数值不得不被估计时信道估计成为约束因子，这对于某些固定级的计算复杂性尤其正确。由于因为这些原因，本发明描述的实施例的设备比如是仅仅把一个主要干扰检测作为使用联合解调的一个准则。
在此，在移动通信系统202的移动终端200的环境中描述本发明，参见图7。正如很明显的，接收机系统10也可以被实现在移动通信系统202的基站206的基站接收机204中。正如在此所使用的，术语″移动终端″可以包括有或者没有多行显示屏的一个移动通信无线电话；一个可以合并了移动通信无线电话与数据处理、传真和数据通信能力的个人通信系统(PCS)；一个PDA，可以包括一个无线电话、寻呼机、互联网/局域网接入、Web浏览器、管理器、日程表和/或全球定位系统(GPS)接收机；和一个传统膝上型和/或掌上型电脑接收机或者包括一个无线电话收发信机的其他设备。移动终端也可以被称为″普及计算″装置。
如图1所示的接收机系统10的一部分包括一个接收机前端，接收机前端包括天线12、乘法器模块14和一个滤波模块16，在滤波模块16处接收信号根据期望信号的估计频偏来被下变换、频率校正并且被滤波。虽然单个天线12被说明，但是接收机系统10可以使用一个以上的天线。一个同步模块18从滤波器16输入基带信号并且根据从与期望信号同步序列的相关中选择的同步点选择一个抽样相位。传统解调使用二抽头同步算法，它是为散射信道设计的一种同步算法。当联合解调被考虑时，因为对于联合解调仅仅只是采用了一个期望信号抽头所以一种一抽头同步点(为平坦衰落信道设计的)也被计算。在捕获之后，被选择的解调方法的同步点被用于进一步处理。同步模块在抽样时刻(nT)输出接收的信号抽样(τn)，在此n是抽样数而T是抽样周期。
一个捕获模块20为期望信号执行训练信道的功能，开始产生在选定的同步点处从相关性中计算的初始信道估计。另外，对于联合解调，干扰信道和延迟定时在捕获模块20中被获得。不同的延迟定时被假设，而且对于期望信号和干扰信号两者都共同地执行训练。这可以如1998年8月31日申请的序列号为no.09/143,821标题为″Method and Apparatus for Co-channel Interference″(同信道干扰的方法和设备)的申请中所述的那样来被进行。一个控制模块22使用传统和联合解调的度量数值来确定哪一解调方法将被用于数据检测。
解调模块24利用传统或者联合检测来解调未知的数据。它对于未编码的发射比特输出硬比特值而对于编码的比特数据输出软比特值。解调过程还要输出信道估计和频率估计，信道估计被使用于由控制模块22执行的控制功能中以便估计多普勒速度，而频率估计被平滑模块26使用来纠正由于接收信号中的频率误差所引起的信号时钟。另外，可以由传统或联合解调过程来产生的来自解调模块24中的输出被输入到解码模块28。解码模块28的输出提供循环冗余码(CRC)信息到控制模块22，其被使用作为信号帧有效性的一个量度。CRC信息还被使用于长期多普勒估计过程中，并且间接地影响哪一方法被选择用于解调。
接收信号相对于期望信号的频率误差被估计、滤波并被用于在后续数据时隙中进一步纠正接收信号。
控制模块22执行控制功能并且确定与传统解调相比较时条件是否有利于使用联合解调。如果条件不利于联合解调，则控制模块选择使用传统均衡。例如当单个主要干扰存在时移动站在一个慢平坦衰落环境中时，有利条件可能出现。控制功能因此必须区分慢和快多普勒速度、平坦和散射衰落、以及单个主要干扰存在还是不存在。
图2示出了图1的控制模块22，它作为使用从捕获、解调和解码算法中获得的信息来确定是否执行单用户解调或联合解调的一个控制单元。本发明期望根据三个信道状态指示符做出判断(1)期望信号的多普勒扩展(fD，av)；(2)载波与干扰加加噪声之比C/(I+N)或者信号与干扰加噪声之比SINR，和(3)主要干扰加噪声与噪声之比(I+N)/N，在此，这里以及在本公开各处，C是一个期望信号，I是一个同信道主要干扰，而N是所有其它噪声，即所有其它同信道干扰加热噪声之和。这些指示符是通过使用从单用户和联合捕获中获得的累积量度、从解调中获得的瞬时信道幅度估计以及从解码中获得的CRC信息来估计的。
使用于确定是否使接收机10适应来使用联合解调的主要控制功能之一是多普勒扩展估计器。正如所提及的，联合解调对于高多普勒扩展值执行得不很好，接收机增益对于中间多普勒扩展值是受限的，而在接收机性能方面的增益对于低多普勒扩展值是显著的。因此，控制模块22把一个多普勒扩展估计使用来判断是使该接收机适应来使用联合检测器(低多普勒扩展值)还是使用传统检测器(高多普勒扩展值)。
用于确定多普勒扩展估计值的期望的一种(但是不是唯一的)技术如下(1)D^(n)=|c^(n)|-|c^(n-r)|,]]>在此，D(n)表示信道抽头估计的绝对微分，而 (n)是在时刻n处的信道估计。通过使用绝对微分，从多普勒扩展估计中去耦合了频率误差的影响。如果r＝1，则由于信道估计的微分为强噪声，所以需要D(n)的低通滤波(或平均)。(2)D~k=1NΣn=1ND^(n)]]>低通滤波器的带宽或者平均的窗口尺寸N，也是多普勒扩展估计的函数。另外，信道估计器的适配参数取决于多普勒扩展估计。使用错误的适配参数直接影响多普勒估计器的性能。
对于多普勒扩展估计假定单个接收机天线和平坦衰落信道状态。因此，微分和多普勒估计从单个信道抽头中被获得。可是，通过考虑到最强的信道抽头估计或者把来自多个抽头的结果合并，则可以把同样的方法应用到一个散射信道上。同样地，通过合并来自多个天线的结果则可以把同样的方法应用于多个天线。
图3是可以被具体化在自适应接收机10中的一种类型的多普勒扩展估计器30的框图。接收机10利用某些初始多普勒值和信道跟踪器参数32开始。使用在当前时隙上的信道估计，多普勒值被更新，并且更新值然后被用于为后续时隙而适配多普勒估计器30和信道跟踪器34的参数。
为了计算多普勒扩展估计，首先从初始多普勒估计(3)f^D=Doppler_init]]>开始。
初始信道跟踪器参数和多普勒滤波器参数从初始多普勒估计32中计算出。对于一个AR2型信道跟踪器34，在该算法中有三个参数ωd是多普勒扩展，其是使用如wd=2πRsf^d]]>的多普勒估计所计算出来的，在此Rs是码元速率；λ是适配增益的一种形式，它能够如下被导出；λ=3.5714·10-6*f^D+1·10-6]]>和rd，它确定在wd处的频谱峰值的高度，在一个可仿效实施例中，具有一个rd＝0.998的数值而保持恒定。
如果循环冗余码CRC未表示相反，则在整个时隙上的瞬时多普勒值被计算出。时隙被分成长度N的子块。取决于块长度，每一时隙将具有K个子块。N和K是变量，其取决于先前计算出的多普勒扩展值。时隙由162个信道估计 组成。微分从信道估计中被计算出为D^(n)=|c^(n)|-|c^(n-1)|,n=1...161.]]>在每个子块上，微分被平均为D~k=RsNΣn=1ND^(n)]]>平均微分的平方幅值用信道估计的方差而被标准化为Ωk=|D~k|2C~k]]>在此C~K=1NΣn=1N|c~(n)|2]]>然后，在该时隙上的所有子字块被平均以便计算瞬时多普勒为(4)f~D,inst=12π2KΣk=1KΩk]]>在好几个时隙上的瞬时多普勒扩展估计利用(5)f^d(s)=f^d(s-1)·β+f^d,inst·(1-β),]]>在此，在本可仿效实施例中，β被选择为0.99。因为多普勒扩展在几个时隙上缓慢地改变，所以这有一个对β适当的数值。可是，在算法从初始多普勒估计收敛到实际的多普勒值的同时可能具有不同的β。
最好只有当CRC检查时才计算瞬时多普勒扩展估计。如果CRC未检查，则未使用当前时隙的瞬时值来更新平均的多普勒扩展值，因此如果它们不可靠则瞬时多普勒值不被使用。估计多普勒扩展值的先前的方法改善低信噪比和低多普勒扩展值的估计。
如果多普勒扩展估计比门限值ThD更高，则一个传统解调器是有利的。如果多普勒扩展估计比门限值ThD更低，则一个联合解调器是有利的。
因为移动通信系统是干扰受限的，所以信道质量测量值反映了接收信号中的干扰电平。对于连续传输的情况，一种用于获得信道质量信息C/(I+N)或SINR的期望的(但是不是唯一的)技术为在初始捕获过程期间使用期望信号的同步信号字。在慢衰落信道中，C/(I+N)估计在时隙上未显著改变，因此同步信号字能被使用。
使用在初始捕获过程期间的期望信号的同步信号字来获得信道质量信息。接收信号被模型为(6)r(n)＝CdSd+CiSi+ω(n)，在此Cd和Sd表示期望信号的信道和码元序列，Ci和Si表示强干扰的信道和码元序列，而ω(n)表示剩余噪声(较弱干扰)加热噪声。
使用期望信号 的信道估计、期望信号的同步信号字Sd和在该同步信号字上的接收信号r，则噪声(热噪声加总的干扰)被计算出为(7)IpN=K1KΣk=1K|r(k)-r^d(k)|2]]>在此K是同步信号字的长度，而r^d=C^dSd]]>为在该同步信号字上的期望信号的估计。同步信号字的长度确定噪音估计的精确度。
残留噪声表示接收信号中的干扰电平(假定为干扰受限的方案，热噪声可忽略)。一旦获得噪声估计则利用信道估计的知识，载波与干扰加噪声之比C/(I+N)或信号与干扰加噪声之比SINR被计算出为(8)CI+N=Σl-1L|c^(l)|2IpN]]>在此L是期望信道响应的长度。一般来说，L是由传统解调器假定的长度。利用此信息，可以判断是否使用传统解调或者考虑使用联合解调。
本质上，残留误差术语(使用传统单个用户解调器从最佳路径量度值中获得之)提供接收信号中的噪音加干扰的估计。另外，在同步信号字上获得的期望信号的信道估计提供期望信号功率估计。从这两个估计中，载波与干扰加噪声之比SINR可以被计算出。如果估计的SINR电平比预选门限电平ThSINR更高，则使用传统解调器，因为它用于这些数值执行很好。否则，一个标记出来从而考虑使用联合解调。如果联合解调器标记出现，则检查主要干扰的存在。
如果确定SINR估计电平比门限电平ThSINR更低，则一个标记出现表示在接收信号中可能有一个强干扰。这未必是意味着一个主要干扰存在。比ThSINR更低的一个SINR估计也可能是由除了主要干扰之外的某物引起的，比如由许多弱干扰的混合引起或者是因为期望信号处在深度衰落中。无论原因是什么，在一个强干扰存在的假定之下，该自适应接收机都在该期望信号的同步信号字上运行联合捕获。然后利用关于期望信号信道估计、干扰信号信道估计、期望同步信号字、在同步信号字上的干扰码元估计以及接收信号而发展的信息来计算出残留噪声加干扰。如果在接收信号中有一个强干扰，则被认为联合捕获将采取到计算中并且残留噪声项将很小。因此，由传统捕获所获得的噪声加总干扰项(I+N)、IpN与由联合捕获所获得的噪声加残余干扰项(Iresidual+N)、RIpN进行比较。如果IpN与RIpN之比大于一个预选门限值Thdom-int，即，如果(8)10*log10(IpNRIpN)>Thdom-int]]>则被认为那里有一个显著的干扰，这样则使用由联合捕获所获得的初始捕获参数，联合解调被用于时隙的剩余部分。否则，使用由传统捕获所获得的初始参数来执行传统解调。
为了确定一个信道是散射的还是非散射的，可以使用一个平行的方法，在此，对于在同步信号字上的同步和初始捕获假定了具有不同数目抽头的模型。例如参见Bottomley等人在1997年7月21日申请的美国专利申请08/897,309。然后，基于在同步信号字上的两个模型的性能，判断在解调期间使用哪一模式。
参见图4，在解调期间使用哪一模式的这个判断是基于残留误差项来作出的，残留误差项是从所使用的最佳路径量度值中所获得。如果 和 表示例如通过分别地对于联合解调36使用一个抽头的模型和对于传统均衡器38使用两个抽头的模型所获得的误差项，然后误差项被计算出为(9)e1=Σk|r(k)-r^1(k)|2]]>和(10)e2=Σk|r(k)-r^2(k)|2]]>在此，r(k)是接收信号，而 和 是利用一个和两个抽头的信道模型的接收信号的最佳匹配。基于Bayesian信息标准(BIC)(Bayesian Information Criteria)，通过使数量(11)QK＝14ln(eK)+Kln(14)最小化来选择适当的模型，在此，对于一抽头信道模型则K＝1而对于二抽头信道模型的K＝2。如果Q1＜Q2，则使用一抽头模型。否则，如果Q1＞Q2，则使用两个抽头模型。换言之，如果在可仿效如果信道被确定为非散射的，则使用哪一解调器取决于是SINR还是C/(I+N)足够优良，即超出使用它的传统解调的门限值。如果它不够优良，那么确定速度是否足够低以及一个显著的强干扰是否存在。如果一个显著的强干扰呈现并且速度为低，那么联合解调被使用。否则，传统解调被使用。如果信道是散射的，则联合解调执行得不很好。然而，是散射更强还是显著干扰更强是不知道的。如果显著的干扰更强，则散射被忽略并且使用一个一抽头的期望信道模型来执行联合解调。另一方面，如果散射更强，那么干扰被忽略并且一个传统的单用户两抽头的均衡器或解调器被使用。基于速度并且基于把利用在同步信号字上的两抽头模型捕获和使用期望的一抽头的联合捕获获得的量度值和多个抽头干扰进行比较而做出该判断。目前期望如果显著的干扰在大于噪声电平大约3-6dB的级别上时，则联合解调被使用，而如果显著干扰在低于噪声电平大约3-6dB的级别上时，则传统解调被使用。
一般来说，三个控制功能(多普勒扩展，显著干扰，散射)能个别地或者按照不同的组合来被使用以便选择传统或联合的解调。
图5示出了在达到是使用单个用户解调器还是使用一个联合解调器的判断中用于控制功能使用的一个期望的方案。首先，在一个模块36处使用传统捕获来执行单一用户初始捕获。1抽头的和2抽头的捕获两者都被执行。在模块38处信道被确定是否为散射。如果是散射的，则单用户解调被执行。如果不是，那么在判断模块40处把期望信号的多普勒扩展估计与门限值TD进行比较。如果多普勒扩展估计超过门限值TD，那么利用依靠单用户捕获所估计的信道参数在模块42处执行单个用户解调。另一方面，如果多普勒扩展估计未超过门限值TD，则在判断模块44处估计载波与干扰加噪声之比SINR并且将其与门限值T1比较。如果SINR＞T1，那么在模块42处执行单用户解调。否则，在模块46处对于期望信号和一干扰信号执行联合捕获。接下来，在判断模块48处，在图5中由Mmin，表示并且通过传统捕获所获得的噪声加总干扰项(I+N)与由Mjoint表示并且通过联合捕获所获得的噪声加残余干扰项(Iresidual+N)相比较。如果MminMjoint>T2,]]>则在模块50处执行联合解调。否则，最好使用依靠联合捕获所估计的信道参数来在模块42处执行单用户解调。
使用全部三个控制功能的第二实施例在图6中的流程图中被说明。此实施例还示出了本发明如何利用在Bottomley等人1997年7月21日申请的美国专利申请08/897,309中的发明。首先，在模块100中使用一个1抽头的信道模型来执行单一用户捕获。然后，在判断模块102中把结果的C/(I+N)与一个门限值进行比较。如果门限值被超过，那么信道被认为只具有1个抽头，并且对于1抽头的解调，SINR是足够的，因此在模块104中执行基于1抽头信道模型的单个用户解调。如果调制是差分的，那么相干或者差分解调可以被执行。
如果SINR不足够，那么具有2抽头信道模型的单个用户捕获在模块106中被执行。来自1抽头和2抽头捕获的结果在判断模块108中被用来确定期望信号的信道是不是散射的。如果确定信道不是散射的，那么多普勒扩展在判断模块110中被检查。如果多普勒扩展为高，那么具有1抽头信道模型的单个用户解调在模块104中被执行，因为速度将太高而不能考虑联合解调。如果多普勒扩展为低，那么在模块112中执行联合捕获。在判断模块114中，把(I+N)/N与一个门限值进行比较以便确定是否有一个显著干扰。如果是，则在模块116中执行联合解调。否则，在模块104中执行具有1抽头信道模型的单个用户解调。
如果确定信道是散射的，那么在模块118处把基于二个抽头信道模型的SINR与一个门限值比较。如果它超过该门限值，那么这里有足够的SINR用于两抽头单个用户解调，其在模块120中被执行。否则，多普勒扩展在判断模块122中被检查。如果多普勒扩展为高，那么具有2抽头信道模型的单个用户解调在模块120中被执行，因为速度将太高而不能考虑联合解调。如果多普勒扩展为低，那么类似于它在模块112中被执行的那样，在模块124中使用一个1抽头信道模型来执行联合捕获。在判断模块126中，来自1抽头信道模型和联合捕获中的最终量度被比较以便确定哪个更重要，来自一个显著同频道干扰中的干扰还是自ISI。如果来自联合捕获中的残余干扰加噪声比在单用户二抽头捕获之后的干扰加噪声更小，那么在模块116中执行联合解调。否则，在模块120中执行具有2抽头信道模型的单个用户解调。
控制功能的其他组合、以及与其他控制功能的组合被预期。例如，如果信道估计在高速度处足够精确，那么可以消除对于检查车辆速度(多普勒扩展)的需要。而且，对于一个基站接收机的情况，对于每个用户都有一个独立的多普勒扩展。如果期望的用户或者一个干扰信号的多普勒扩展太高，则联合解调可以被禁止。可选择地，如果干扰信号的多普勒扩展为低，那么即使当期望用户的多普勒扩展为高时，则联合解调都可以被执行。
虽然关于两个用户的联合解调已经描述了本发明，但是它还适用于三个或更多用户的联合解调。特别地，如果单个用户解调SINR不足，则可以考虑期望的和一个干扰的联合解调。如果SINR仍然不足，则可以考虑单个用户和两个干扰的联合解调。
应该理解取决于预期信道状态的数值，本发明被使用在其中的那些环境条件以及在不同无线系统之间的其他区别、在本发明实践中使用的特殊信道状态指示符数值可以在各个系统中各不相同并且常常以经验为主地被有利确定。并且，虽然通过一个时隙一个时隙地判断是否使用传统或联合解调而已经描述了本发明，但是本发明还期望在一个非时隙系统中合并并且平均在一些时隙上或者在一个规定时间周期上的判断。如此的平均技术可以被使用在例如决定信道是否是散射的、对于高速移动站以及低速移动站哪一个中。
虽然本发明的实施例已经被详细描述了，但是不偏离如通过附加权利要求定义的本发明的灵魂和范围，本领域技术人员想到可以各种修改和它的其他实施例。
参考流程图和方块图已经描述了本发明。应该理解，流程图和方块图的每个模块能通过计算机程序指令来实现。这些程序指令可以被提供给处理器以便产生一台机器，以使在处理器上执行的指令创建用于实现在那些模块中规定功能的装置。计算机程序指令可以由处理器执行来引起通过该处理器执行的一系列操作步骤以便产生一种计算机执行的过程以使在该处理器上执行的指令提供用于实现在那些模块中规定功能的步骤。因此，说明支持用于执行规定功能的装置的组合以及用于执行规定功能的步骤的组合。还应该理解，每个模块和模块组合可以通过执行这些规定功能或步骤的基于专用硬件的系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。
权利要求
1.一种用于接收一个信号的无线接收机，所述信号包括一个有用载波、一个同信道主要干扰和噪声，所述无线接收机包括一个多普勒扩展估计器，用于产生估计的载波多普勒扩展值；第一估计器，用于产生一个估计的载波与主要干扰加噪声之比；第二估计器，用于产生一个估计的主要干扰加噪声与噪声之比；和一个控制单元，响应于所述估计值，用于控制所述无线接收机选择性地执行载波的单用户解调或者载波和主要干扰的联合解调。
2.如权利要求1所述的无线接收机，其中，所述控制单元把所述估计值与分别的门限值进行比较并且控制所述无线接收机根据所述比较结果来执行单用户解调或者联合解调。
3.如权利要求1所述的无线接收机，其中，所述控制单元确定该载波是否是散射的，并且响应于载波为散射的这样一个判断来控制所述无线接收机执行单用户解调。
4.如权利要求1所述的无线接收机，其中，所述控制单元确定该载波是否是散射的并且主要干扰是比载波的散射更强还是更小，并且响应于主要干扰小于载波散射来控制所述无线接收机执行单用户解调。
5.如权利要求1所述的无线接收机，其中，所述控制单元确定接收信号是否包括多个主要干扰，并且响应于接收信号包括多个主要干扰的这样一个判断来控制所述无线接收机执行单用户解调。
6.一种使用于无线通信系统中用于接收一个信号的移动终端，所述信号包括一个有用载波、一个同信道主要干扰和噪声，所述移动终端包括一个多普勒扩展估计器，用于产生估计的载波多普勒扩展值；第一估计器，用于产生一个估计的载波与主要干扰加噪声之比；第二估计器，用于产生一个估计的主要干扰加噪声与噪声之比；和一个控制单元，响应于所述估计值，用于选择性地控制所述移动终端执行载波的单用户解调或者载波和主要干扰的联合解调。
7.一种用于接收一个信号的移动通信系统基站，所述信号包括一个有用载波、一个同信道主要干扰和噪声，所述基站包括一个多普勒扩展估计器，用于产生估计的多普勒扩展值；第一估计器，用于产生一个估计的载波与主要干扰加噪声之比；第二估计器，用于产生一个估计的主要干扰加噪声与噪声之比；和一个控制单元，响应于所述估计值，用于选择性地控制所述基站执行载波的单用户解调或者载波和主要干扰的联合解调。
8.一种用于接收一个信号的无线接收机，所述信号包括一个有用载波、一个同信道主要干扰和噪声，所述无线接收机包括一个控制单元，用于控制所述无线接收机选择性地执行载波的单用户解调或者载波和主要干扰的联合解调，所述控制单元确定该载波是否是散射的，并且响应于载波是散射的这样一个判断来控制所述无线接收机执行单用户解调，并且响应于载波不是散射的这样一个判断，用于产生一个估计的载波多普勒扩展值，并且响应于至少等于门限值TD的一个估计的多普勒扩展值来控制所述无线接收机执行单用户解调；所述控制单元，响应于所述估计的多普勒扩展值小于所述门限值TD，用于产生一个估计的载波与主要干扰加噪声之比值SINR，并且响应于该SINR至少等于一个门限值T1来控制所述无线接收机执行单用户解调；并且所述控制单元，响应于所述SINR低于所述门限值T1，用于执行载波和主要干扰的捕获并且用于由单用户捕获产生一个噪声加总干扰值Mmin并且由联合捕获产生一个噪声加残余干扰值Mjoint，并且响应于比值Mmin/Mjoint，至少等于一个门限值T2来控制所述无线接收机执行联合解调并且响应于比值Mmin/Mjoint低于所述门限值T2来控制所述无线接收机执行单用户解调。
9.如权利要求8所述的无线接收机，其中，所述控制单元确定接收信号是否包括单个主要干扰还是多个主要干扰，并且响应于接收信号包括多个主要干扰的这样一个判断来控制所述无线接收机执行单用户解调。
10.如权利要求8所述的无线接收机，其中，SINR＝C/(I+N)，在此C是载波的信号功率，I是主要干扰的信号功率，而N是所有其它信道噪声的信号功率，包括所有其他同信道干扰加热噪声。
11.一种用于接收一个信号的移动终端，所述信号包括一个有用载波、一个同信道主要干扰和噪声，所述蜂窝移动终端包括一个控制单元，用于控制所述蜂窝移动终端选择性地执行载波的单用户解调或者载波和主要干扰的联合解调；所述控制单元确定该载波是否是散射的，并且响应于载波是散射的这样一个判断来控制所述移动终端执行单用户解调；所述控制单元，响应于载波不是散射的这样一个判断，用于产生一个估计的载波多普勒扩展值，并且响应于至少等于门限值TD的一个估计的多普勒扩展值来控制所述移动终端执行单用户解调；所述控制单元，响应于所述估计的多普勒扩展值小于所述门限值TD，用于产生一个估计的载波与主要干扰加噪声之比值SINR，并且响应于该SINR至少等于一个门限值T1来控制所述移动终端执行单用户解调；并且所述控制单元，响应于所述SINR低于所述门限值T1，用于执行载波和干扰的捕获并且用于由单用户捕获产生一个噪声加总干扰值Mmin并且由联合捕获产生一个噪声加残余干扰值Mjoint，并且响应于比值Mmin/Mjoint至少等于一个门限值T2来控制所述蜂窝移动终端执行联合解调并且响应于比值Mmin/Mjoint低于所述门限值T2来控制所述移动终端执行单用户解调。
12.如权利要求11所述的移动终端，其中，所述控制单元确定接收信号是否包括单个主要干扰还是多个主要干扰，并且响应于接收信号包括多个主要干扰的这样一个判断来控制所述移动终端执行单用户解调。
13.一种用于接收一个信号的移动通信系统基站，所述信号包括一个有用载波、一个同信道主要干扰和噪声，所述蜂窝系统基站包括一个控制单元，用于控制所述基站选择性地执行载波的单用户解调或者载波和主要干扰的联合解调；所述控制单元用于确定该载波是否是散射的，并且响应于载波是散射的这样一个判断来控制所述基站执行单用户解调；所述控制单元，响应于载波不是散射的这样一个判断，用于产生一个估计的载波多普勒扩展值，并且响应于至少等于门限值TD的一个估计的多普勒扩展值来控制所述基站执行单用户解调；所述控制单元，响应于所述估计的多普勒扩展值小于所述门限值TD，用于产生一个估计的载波与主要干扰加噪声之比值SINR，并且响应于该SINR至少等于一个门限值T1来控制所述基站执行单用户解调；并且所述控制单元，响应于所述SINR低于所述门限值T1，用于执行载波和干扰的捕获并且用于由单用户捕获产生一个噪声加总干扰值Mmin并且由联合捕获产生一个噪声加残余干扰值Mjoint，并且响应于比值Mmin/Mjoint至少等于一个门限值T2来控制所述基站执行联合解调并且响应于比值Mmin/Mjoint低于所述门限值T2来控制所述蜂窝系统基站执行单用户解调。
14.如权利要求13所述的移动通信系统基站，其中，所述控制单元确定接收信号是否包括单个主要干扰还是多个主要干扰，并且响应于接收信号包括多个主要干扰的这样一个判断来控制所述蜂窝通信系统基站执行单用户解调。
15.一种用于接收一个信号的无线接收机，所述信号包括一个有用载波、至少一个同信道主要干扰和噪声，所述无线接收机包括一个多普勒扩展估计器，用于产生一个估计的载波多普勒扩展值FD，av；第一估计器，用于产生一个估计的载波与主要干扰加噪声之比C/(I+N)；第二估计器，用于产生一个估计的主要干扰加噪声与噪声之比(I+N)/N；和一个控制单元，用于把所述估计值与分别的门限值进行比较并且用于控制所述无线接收机按照所述比较结果来执行载波的单用户解调或者载波和主要干扰的联合解调。
16.如权利要求15所述的无线接收机，其中，所述控制单元确定所述至少一个主要干扰是单个主要干扰还是多个主要干扰，并且响应于所述至少一个主要干扰是多个主要干扰的这样一个判断来控制所述无线接收机执行单用户解调。
17.如权利要求15所述的无线接收机，其中，所述控制单元确定该载波是否是散射的，并且响应于载波为散射的这样一个判断来控制所述无线接收机执行单用户解调。
18.一种操作用来接收信号的无线接收机的方法，所述信号包括一个有用载波、一个同信道主要干扰和噪声，所述方法包括产生一个估计的载波多普勒扩展值；发展一个估计的载波与主要干扰加噪声之比值；提供一个估计的主要干扰加噪声与噪声之比值；和控制所述无线接收机，按照该估计值，来选择性地执行载波的单用户解调或载波和主要干扰的联合解调。
19.如权利要求18所述的方法，还包括所述估计值与分别的门限值进行比较，并且控制该无线接收机，按照比较结果，来执行单用户解调或联合解调。
20.如权利要求18所述的方法，还包括确定该载波是否是散射的，并且响应于载波是散射的这样一个判断来控制所述无线接收机执行单用户解调。
21.如权利要求18所述的方法，还包括确定该载波是否是散射的并且主要干扰是比载波的散射更强还是更小，并且响应于主要干扰小于载波散射的这样一个判断，控制所述无线接收机执行单用户解调。
22.如权利要求书18所述的方法，还包括确定接收信号是否包括单个主要干扰还是多个主要干扰，并且响应于接收信号包括多个主要干扰的这样一个判断，控制所述无线接收机执行单用户解调。
23.一种操作用来接收信号的移动终端的方法，所述信号包括一个有用载波、一个同信道主要干扰和噪声，所述方法包括产生一个估计的载波多普勒扩展值；发展一个估计的载波与主要干扰加噪声之比值；提供一个估计的主要干扰加噪声与噪声之比值；和控制所述移动终端，按照该估计值，来选择性地执行载波的单用户解调或载波和主要干扰的联合解调。
24.一种操作用来接收信号的移动通信系统基站的方法，所述信号包括一个有用载波、一个同信道主要干扰和噪声，所述方法包括产生一个估计的载波多普勒扩展值；发展一个估计的载波与主要干扰加噪声之比值；提供一个估计的主要干扰加噪声与噪声之比值；和控制所述基站，按照该估计值，来选择性地执行载波的单用户解调或载波和主要干扰的联合解调。
25.一种操作用来接收信号的无线接收机的方法，所述信号包括一个有用载波、一个同信道主要干扰和噪声，所述方法包括控制所述无线接收机来选择性地执行载波的单用户解调或载波和主要干扰的联合解调；确定该载波是否是散射的，并且响应于载波是散射的这样一个判断来控制所述无线接收机执行单用户解调；响应于载波不是散射的这样一个判断，产生一个估计的载波多普勒扩展值，并且响应于至少等于门限值TD的一个估计的多普勒扩展值，控制所述无线接收机执行单用户解调；响应于所述估计的多普勒扩展值小于所述门限值TD，产生一个估计的载波与主要干扰加噪声之比值SINR，并且响应于该SINR至少等于一个门限值T1，控制所述无线接收机执行单用户解调；响应于所述估计的多普勒扩展值小于所述门限值T1，执行载波和主要干扰的捕获；和由单用户捕获提供一个噪音加总干扰值Mmin和由联合捕获提供一个噪声加残余干扰值Mjoint，并且响应于至少等于一个门限值T2的比值Mmin/Mjoint，来控制所述无线接收机执行联合解调并且响应于低于所述门限值T2的比值Mmin/Mjoint来控制所述无线接收机执行单用户解调。
26.如权利要求25所述的方法，还包括确定接收信号是否包括单个主要干扰还是多个主要干扰，并且响应于接收信号包括多个主要干扰的这样一个判断，控制所述无线接收机执行单用户解调。
27.如权利要求25所述的方法，其中，SINR＝C/(I+N)，在此C是载波的信号功率，I是主要干扰的信号功率，而N是所有其它信道噪声的信号功率，包括所有其他同信道干扰加热噪声。
28.一种操作用来接收信号的移动终端的方法，所述信号包括一个有用载波、一个同信道主要干扰和噪声，所述方法包括控制所述移动终端来选择性地执行载波的单用户解调或载波和主要干扰的联合解调；确定该载波是否是散射的，并且响应于载波是散射的这样一个判断来控制所述移动终端执行单用户解调；响应于载波不是散射的这样一个判断，产生一个估计的载波多普勒扩展值，并且响应于至少等于门限值TD的一个估计的多普勒扩展值，控制所述移动终端执行单用户解调；响应于所述估计的多普勒扩展值小于所述门限值TD，产生一个估计的载波与主要干扰加噪声之比值SINR，并且响应于该SINR至少等于一个门限值T1，控制所述移动终端执行单用户解调；响应于所述估计的多普勒扩展值小于所述门限值T1，执行载波和主要干扰的捕获；和由单用户捕获提供一个噪音加总干扰值Mmin和由联合捕获提供一个噪声加残余干扰值Mjoint，并且响应于至少等于一个门限值T2的比值Mmin/Mjoint，来控制所述移动终端执行联合解调并且响应于低于所述门限值T2的比值Mmin/Mjoint来控制所述移动终端执行单用户解调。
29.如权利要求28所述的方法，还包括确定接收信号是否包括单个主要干扰还是多个主要干扰，并且响应于接收信号包括多个主要干扰的这样一个判断，控制所述移动终端执行单用户解调。
30.一种操作用来接收信号的移动通信系统基站的方法，所述信号包括一个有用载波、一个同信道主要干扰和噪声，所述方法包括控制所述基站来选择性地执行载波的单用户解调或载波和主要干扰的联合解调；确定该载波是否是散射的，并且响应于载波是散射的这样一个判断来控制所述基站执行单用户解调；响应于载波不是散射的这样一个判断，产生一个估计的载波多普勒扩展值，并且响应于至少等于门限值TD的一个估计的多普勒扩展值，控制所述基站执行单用户解调；响应于所述估计的多普勒扩展值小于所述门限值TD，产生一个估计的载波与主要干扰加噪声之比值SINR，并且响应于该SINR至少等于一个门限值T1，控制所述基站执行单用户解调；响应于所述估计的多普勒扩展值小于所述门限值T1，执行载波和主要干扰的捕获；和由单用户捕获提供一个噪音加总干扰值Mmin和由联合捕获提供一个噪声加残余干扰值Mjoint，并且响应于至少等于一个门限值T2的比值Mmin/Mjoint，来控制所述基站执行联合解调并且响应于低于所述门限值T2的比值Mmin/Mjoint来控制所述基站执行单用户解调。
31.如权利要求30所述的方法，还包括确定接收信号是否包括单个主要干扰还是多个主要干扰，并且响应于接收信号包括多个主要干扰的这样一个判断，控制所述基站执行单用户解调。
32.一种操作用来接收信号的无线接收机的方法，所述信号包括一个有用载波、至少一个同信道主要干扰和噪声，所述方法包括产生一个估计的载波多普勒扩展值FD，av；发展一个估计的载波与主要干扰加噪声之比值C/(I+N)；产生一个估计的主要干扰加噪声与噪声之比值(I+N)/N；把所述估计值与分别的门限值进行比较；和控制所述无线接收机，响应于并且按照所述比较步骤的结果，来执行载波的单用户解调或者载波和主要干扰的联合解调。
33.如权利要求32所述的方法，还包括确定至少一个主要干扰是单个主要干扰还是多个主要干扰，并且响应于至少一个主要干扰是多个主要干扰的这样一个判断，控制所述无线接收机执行单用户解调。
34.如权利要求32所述的方法，还包括确定该载波是否是散射的，并且响应于载波是散射的这样一个判断来控制所述无线接收机执行单用户解调。
35.一种用于恢复期望信号的无线接收机包括单个用户解调器；一个联合解调器；和一个控制单元，该控制单元基于多普勒扩展信息、散射信息、主要干扰信息和信号与干扰加噪声信息中的至少一个来用于选择所述单个用户解调器或者所述联合解调器。
36.一种用于恢复期望信号的无线接收机包括没有均衡的单个用户解调器；具有均衡的单个用户解调器；一个联合解调器；和一个控制单元，该控制单元基于多普勒扩展信息、散射信息、主要干扰信息和信号与干扰加噪声信息信道主要干扰和噪声中的至少一个来用于选择所述单个用户解调器或者所述联合解调器。
全文摘要
一种自适应无线接收机利用在一个干扰受限的环境中从接收信号中得到的控制功能来决定是否执行传统单用户解调还是联合解调。执行联合或者是传统解调的判断是以从多普勒扩展、载波与干扰加噪声、散射以及一个主要干扰存在的似然性中得出的估计值为基础的。
文档编号H04L25/03GK1455998SQ01815474
公开日2003年11月12日 申请日期2001年9月7日 优先权日2000年9月12日
发明者A·胡塞因, K·J·莫尔纳, G·E·博顿利, A·S·哈伊拉拉 申请人:艾利森公司