专利名称：一种wcdma系统中上行专用物理信道的多用户接收装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信系统，尤其涉及宽带码分多址(WCDMA)蜂窝移动通信系统中基站的多用户检测技术。
背景技术：
3GPP的协议汇集了WCDMA系统的全套标准。按照3GPP的协议，上行专用物理信道中专用物理数据信道(DPDCH)的信息比特先进行信道编码，然后进行二进制相移键控(BPSK)映射和扩频。而专用物理控制信道(DPCCH)的信息比特直接进行BPSK映射和扩频。扩频后的DPDCH信道码片和DPCCH信道码片构成I、Q两路数据，一起进行加扰处理。加扰后的I、Q两路码片分别进行脉冲成型，然后分别通过载波调制发送给基站。在3GPP的25.104、25.944和25.212协议中，规定了上行专用物理信道中DPDCH信道的信道编码方案。上行专用物理信道的扩频、加扰、脉冲成型和调制方法见3GPP的25.213协议。
以上是WCDMA系统中用户端(UE)在上行专用物理信道上发送比特的过程。在WCDMA系统的基站端对UE在上行专用物理信道上发送的比特按照如下过程接收图1显示的是上行专用物理信道的单用尸的RAKE接收装置。如图1所示，首先对天线的接收信号进行解调处理以及匹配滤波，得到基带信号；对基带信号进行多径搜索，得到多径时延信息。基带信号和多径时延信息同时进入DPDCH处理通道和DPCCH处理通道。DPCCH处理通道根据多径时延信息对基带信号进行DPCCH解扩、信道估计和RAKE合并，并将DPCCH的RAKE合并结果送给TFCI译码单元101和DPCCH硬判决单元102。TFCI译码单元101由DPCCH的RAKE合并结果译码得到DPDCH的扩频因子，并将扩频因子送给DPDCH解扩单元104。DPCCH硬判决单元102对DPCCH的RAKE合并结果进行硬判决，得到DPCCH信道的信息比特。
DPDCH处理通道根据多径时延信息和DPDCH的扩频因子对基带信号进行DPDCH解扩、DPDCH的RAKE合并，并将DPDCH信道的RAKE合并结果送给译码器103进行译码。译码器103对DPDCH的RAKE合并结果进行译码，得到DPDCH信道的信息比特。DPDCH信道的译码是DPDCH信道编码的反过程。这就是WCDMA系统中上行专用物理信道信息比特的RAKE接收过程。
WCDMA系统是干扰受限系统。多址干扰限制了WCDMA系统容量的进一步提高。传统的RAKE接收在用户数目增多和远近效应下性能降低。多用户检测技术是克服多址干扰的影响，提高WCDMA系统容量的一种增强型技术。它对多个用户信号进行联合检测，从而尽可能地减小多址干扰对接收机性能的影响，提高系统的容量。
Verdu于1986年提出最佳多用户检测器，但是这种检测器复杂度高，难以应用。在次最佳的多用户检测方法中，文献1即专利申请号为01132754.5的双层加权并行干扰对消算法，提出的双层加权并行干扰对消方法性能比较好。文献2即专利申请号为01135527.1的双层加权并行干扰对消算法的简化算法，提出的简化方法在保持双层加权并行干扰对消方法性能的同时，降低了实现复杂度。双层加权并行干扰对消方法及其简化方法是对传统并行干扰对消方法的改进，不仅使符号级判决的代价最小，而且可以弥补统计意义上对用户信号估计的偏差，较大幅度地提高了传统并行干扰对消方法的性能。
本文将双层加权并行干扰对消方法的简化方法应用于上行专用物理信道的接收装置，提出一种上行专用物理信道的多用户接收装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种WCDMA系统中上行专用物理信道的多用户接收装置，该装置具有高于传统的单用户RAKE接收装置的性能，大大提高了上行专用物理信道的接收性能。
一种WCDMA系统中上行专用信道的多用户接收装置，包括解调和匹配滤波器，用于对天线的接收信号进行解调和匹配滤波以输出基带信号；多径搜索器组，由K个多径搜索器组成，用于对解调和匹配滤波后的基带信号进行多径搜索，每个搜索器负责搜索一个用户的径时延信息，输出所有K个用户的多径时延信息，其中K是大于1的正整数；第一级并行干扰对消(PIC)结构，由K个用户信号处理单元和一个干扰对消单元构成，每个用户对应一个用户信号处理单元，该第一级PIC结构的输入由基带信号以及所有K个用户的多径时延信息组成，其中基带信号并行进入所述K个用户的信号处理单元，而K个用户的多径时延信息分别进入相应的用户信号处理单元，经过相应处理输出每个用户的功率控制指令、符号级再生信号和码片级再生信号，其中所有K个用户的功率控制指令经下行链路分别反馈给相应用户的发送端，而基带信号和所有用户的码片级再生信号进入干扰对消单元进行处理输出残差信号；最后一级PIC结构，包括K个用户信号处理单元，每个用户对应一个用户信号处理单元，该最后一级PIC结构的输入由所有K个用户的多径时延信息、以及上一级PIC结构处理输出的残差信号和所有K个用户的符号级再生信号组成，其中上一级PIC结构处理输出的残差信号并行进入K个用户的信号处理单元，而K个用户的多径时延信息以及上一级PIC结构处理输出的所有K个用户的符号级再生信号分别进入相应的用户信号处理单元，进行相应的处理。
本发明还包括中间级PIC结构，它是位于第一级PIC结构和所述最后一级PIC结构之间的任一级PIC结构，它由K个用户信号处理单元和一个干扰对消单元构成，每个用户对应一个用户信号处理单元，该中间级PIC结构的输入由基带信号、所有K个用户的多径时延信息、以及它的上一级PIC结构处理输出的残差信号和所有K个用户的符号级再生信号组成，其中前一级PIC结构处理输出的残差信号并行进入K个用户的信号处理单元，而K个用户的多径时延信息以及上一级PIC结构处理输出的所有K个用户的符号级再生信号分别进入相应的用户信号处理单元，经过相应处理输出每个用户的符号级再生信号和码片级再生信号，其中基带信号和所有用户的码片级再生信号进入干扰对消单元进行处理输出残差信号。
中间级PIC结构的级数可以根据需要确定，可以使用一级或多级中间级PIC结构，也可以不使用中间级PIC结构。
第一级PIC结构中的所有K个用户信号处理单元的结构完全相同，完成完全相同的功能，该用户信号处理单元包括专用物理控制信道(DPCCH)解扩单元，该DPCCH解扩单元根据DPCCH信道的扩频码即DPCCH信道码和扰码之积，以及输入的多径时延信息，对输入的基带信号进行多径解扩，并输出多径解扩结果；信道估计单元，由输入的DPCCH信道的各径解扩结果得到各径的信道估计结果，并将其输出；功率控制单元，由输入的DPCCH信道的各径解扩结果得到功率控制指令，并将其作为本级PIC结构的一个输出，反馈给用户的发送端；噪声功率估计单元，由输入的DPCCH信道的各径解扩结果得到DPCCH信道的噪声功率的估计结果，并将其输出；DPCCH信道的RAKE合并单元，用于结合输入的信道估计结果对输入的DPCCH解扩结果进行去信道调制和RAKE合并，并将合并结果输出；传输格式组合指示(TFCI)译码单元，用于对输入的DPCCH信道的RAKE合并结果进行TFCI译码，得到DPDCH信道的扩频因子，并将其输出；专用物理数据信道(DPDCH)解扩单元，该DPDCH解扩单元根据DPDCH信道的扩频码即DPDCH信道码和扰码之积，以及输入的多径时延信息和经TFCI译码后的DPDCH信道的扩频因子，对输入的基带信号进行多径解扩，并输出多径解扩结果；DPDCH信道的RAKE合并单元，用于结合输入的信道估计结果对输入的DPDCH解扩结果进行去信道调制和RAKE合并，并将合并结果输出；DPDCH软判决与软判决加权单元，由输入信号即DPDCH信道的RAKE合并结果以及噪声功率的估计结果得到DPDCH每个符号的软判决，然后进行软判决加权后输出其结果；DPCCH软判决与软判决加权单元，由输入信号即DPCCH信道的RAKE合并结果以及噪声功率的估计结果得到DPCCH每个符号的软判决，然后进行软判决加权后输出其结果；信号再生单元，该信号再生单元由DPDCH信道软判决加权结果、DPCCH信道软判决加权结果和用户的多径时延信息得到用户的符号级再生信号和码片级再生信号，并将码片级再生信号送入本级PIC结构中的干扰对消单元，将符号级再生信号送给下一级PIC结构中同一用户的信号处理单元。
最后一级PIC结构中的所有K个用户信号处理单元的结构完全相同，完成完全相同的功能，所述用户信号处理单元包括DPDCH解扩单元，该DPDCH解扩单元根据DPDCH信道的扩频码即DPDCH信道码和扰码之积，以及输入的多径时延信息和DPDCH信道的扩频因子，对输入的基带信号进行多径解扩，并输出多径解扩结果；DPCCH解扩单元，该DPCCH解扩单元根据DPCCH信道的扩频码即DPCCH信道码和扰码之积，以及输入的多径时延信息，对输入的基带信号进行多径解扩，并输出多径解扩结果；信道估计单元，由输入的DPCCH信道的各径解扩结果得到各径的信道估计结果，并将其输出；两个符号修正单元，用于结合输入的用户的符号级再生信号分别对输入的DPCCH信道的解扩结果和DPDCH信道的解扩结果进行符号修正，并分别将符号修正结果输出；DPDCH信道的RAKE合并单元和DPCCH信道的RAKE合并单元，用于结合输入的信道估计结果分别对输入的DPCCH信道的符号修正结果和DPDCH信道的符号修正结果进行去信道调制和RAKE合并，并分别将结果输出；信道译码器，用于对输入的DPDCH信道的RAKE合并结果进行信道解码得到DPDCH信道发送的信息比特；硬判决器，用于对输入的DPCCH信道的RAKE合并结果进行硬判决，得到DPCCH信道发送的信息比特。
中间级PIC结构中的所有K个用户信号处理单元的结构完全相同，完成完全相同的功能，所述用户信号处理单元包括DPDCH解扩单元，该DPDCH解扩单元根据DPDCH信道的扩频码即DPDCH信道码和扰码之积，以及输入的多径时延信息和DPDCH信道的扩频因子，对输入的基带信号进行多径解扩，并输出多径解扩结果；DPCCH解扩单元，该DPCCH解扩单元根据DPCCH信道的扩频码即DPCCH信道码和扰码之积，以及输入的多径时延信息，对输入的基带信号进行多径解扩，并输出多径解扩结果；信道估计单元，由输入的DPCCH信道的各径解扩结果得到各径的信道估计结果，并将其输出；噪声功率估计单元，由输入的DPCCH信道的各径解扩结果得到DPCCH信道的噪声功率的估计结果，并将其输出；两个符号修正单元，用于结合输入的用户的符号级再生信号分别对输入的DPCCH解扩结果和DPDCH解扩结果进行符号修正，并分别将符号修正结果输出；DPDCH信道的RAKE合并单元和DPCCH信道的RAKE合并单元，用于结合输入的信道估计结果分别对输入的DPDCH符号修正结果和DPCCH符号修正结果进行去信道调制和RAKE合并，并分别将结果输出；DPDCH软判决与软判决加权单元，由输入信号即DPDCH信道的RAKE合并结果以及噪声功率的估计结果得到DPDCH每个符号的软判决，然后进行软判决加权后输出其结果；DPCCH软判决与软判决加权单元，由输入信号即DPCCH信道的RAKE合并结果以及噪声功率的估计结果得到DPCCH每个符号的软判决，然后进行软判决加权后输出其结果；信号再生单元，该信号再生单元由DPDCH信道软判决加权结果、DPCCH信道软判决加权结果和用户的多径时延信息得到用户的符号级再生信号和码片级再生信号，并将码片级再生信号送入本级PIC结构中的干扰对消单元，将符号级再生信号送给后一级PIC结构中同一用户的信号处理单元。
干扰对消单元包括信号求和装置，用于对输入的各用户的码片级再生信号进行求和，然后将求和结果输出；成型与匹配滤波单元，用于对输入信号即求和结果进行成型滤波和匹配滤波，并将滤波结果输出；残差计算单元，用于从输入的基带信号中减去输入的滤波结果，得到残差信号，并将所述残差信号作为本级PIC的输出信号并行送给下一级PIC结构中各用户的用户信号处理单元。
最后一级PIC结构和中间级PIC结构还包括扩频因子计算单元，用于计算本级的DPDCH信道的扩频因子。该扩频因子计算单元包括TFCI译码单元，用于对输入的DPCCH信道的RAKE合并结果进行TFCI译码得到DPDCH信道的扩频因子，并将DPDCH信道的扩频因子送到DPDCH解扩单元。
在中间级PIC结构和最后一级PIC结构中用于DPDCH解扩单元的DPDCH信道的扩频因子可以使用上一级PIC结构中DPDCH解扩单元的扩频因子，也可以由本级的扩频因子计算单元提供。
本发明将双层加权并行干扰对消方法的简化方法应用于上行专用物理信道的接收装置，得到多用户接收装置。双层加权并行干扰对消方法的简化方法，在保持双层加权并行干扰对消方法性能的同时，降低了实现复杂度。这样该装置可以大大提高上行专用物理信道的接收性能。
图1是现有的上行专用物理信道单用户RAKE接收装置示意图；图2是本发明的上行专用物理信道多用户接收装置示意图；图3是本发明的上行专用物理信道多用户接收装置中第一级PIC结构示意图；图4是本发明的上行专用物理信道多用户接收装置中中间级PIC结构示意图；图5是本发明的上行专用物理信道多用户接收装置中最后一级PIC结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
图2显示的是本发明的上行专用物理信道多用户接收装置。如图2所示，天线的接收信号经过解调和匹配滤波器201得到基带信号，将基带信号同时送入多径搜索器组205、第一级PIC结构202和中间各级PIC结构203。
多径搜索器组205搜索得到每个用户的径时延信息，并将所有用户的径时延信息同时送给第一级PIC结构202、中间级PIC结构203和最后一级PIC结构204。如图2所示，基带信号进入多径搜索器组205，设系统有K个用户，多径搜索器组205就有K个多径搜索器。每个用户对应一个多径搜索器，其中K是大于1的正整数。
第一级PIC结构的处理图3显示的是本发明的上行专用物理信道多用户接收装置中第一级PIC结构。第一级PIC结构202由K个用户信号处理单元300和一个干扰对消单元320构成。每个用户对应一个用户信号处理单元300。如图3所示，进入第一级PIC结构202的基带信号并行进入各用户的信号处理单元300，进入第一级PIC结构202的各用户的多径时延信息分别进入相应用户的信号处理单元300。各用户的信号处理单元300完成完全相同的功能。
进入用户信号处理单元300的基带信号和用户的多径时延信息分别进入DPDCH处理通道和DPCCH处理通道。
DPCCH解扩单元302根据DPCCH信道的扩频码即DPCCH信道码和扰码之积，以及输入的多径时延信息，对输入的基带信号进行多径解扩，并将多径解扩结果送给信道估计单元304、功率控制单元303、噪声功率估计单元308和DPCCH信道的RAKE合并单元307。
信道估计单元304由DPCCH各径的解扩结果得到各径的信道估计，并将信道估计结果同时送给DPDCH信道的RAKE合并单元305、DPCCH信道的RAKE合并单元307。
功率控制单元303由输入的DPCCH信道的各径解扩结果得到功率控制指令，并将功率控制指令作为第一级PIC的一个输出，反馈给用户的发送端。
噪声功率估计单元308由DPCCH各径的解扩结果得到DPCCH信道的噪声功率的估计，并将噪声功率的估计结果同时送给DPDCH软判决与软判决加权单元309和DPCCH软判决与软判决加权单元310。
DPCCH信道的RAKE合并单元307，用于结合输入的信道估计结果对输入的DPCCH解扩结果进行去信道调制和RAKE合并，并将合并结果分别送给DPCCH软判决与软判决加权单元310和TFCI译码单元306。
TFCI译码单元306，用于对输入的DPCCH信道的RAKE合并结果进行TFCI译码，得到DPDCH信道的扩频因子，并将扩频因子送给DPDCH解扩单元301。
DPDCH解扩单元301根据DPDCH信道的扩频码即DPDCH信道码和扰码之积，以及输入的多径时延信息和经TFCI译码后得到的扩频因子，对基带信号进行多径解扩，并将多径解扩结果送给DPDCH信道的RAKE合并单元305。
DPDCH的RAKE合并单元305，用于结合输入的信道估计结果对DPDCH解扩结果进行去信道调制和RAKE合并，并将合并结果送给DPDCH软判决与软判决加权单元309。
DPDCH软判决与软判决加权单元309由DPDCH的RAKE合并结果和噪声功率的估计结果得到DPDCH每个符号的软判决，然后进行软判决加权。DPCCH软判决与软判决加权单元310由DPCCH的RAKE合并结果和噪声功率的估计结果得到DPCCH每个符号的软判决，然后进行软判决加权。DPDCH信道的软判决加权的权值和DPCCH信道软判决加权的权值可以取不同的数值。DPDCH信道在计算软判决时，首先要由DPCCH信道噪声功率的估计折算出DPDCH信道的噪声功率。
信号再生单元311由DPDCH信道软判决结果、DPCCH信道的软判决结果和用户的各径时延信息得到用户的符号级再生信号和码片级再生信号，并将码片级再生信号送入干扰对消单元320；将符号级再生信号输送给中间级PIC结构203中同一用户的信号处理单元400的符号修正子单元。用户的码片级再生信号可以表示为(1)式，用户i第l径的DPDCH信道和DPCCH信道的符号级再生信号可以分别表示为(2)式和(3)式gi(k)(t)=Σl=1LAilci(t-τil)(Σn=-∞∞(ρdi(n)(k)sd(t-τil)+jβcρci(n)(k)sc(t-τil))p(t-nTb-τil))----(1)]]>sgdil(k)(t)=AilΣn=-∞∞ρdi(n)(k)p(t-nTb)---(2)]]>sgcil(k)(t)=AilΣn=-∞∞βcρci(n)(k)p(t-nTb)---(3)]]>其中，L为径数；l表示径号，l＝1，.....．，L；Ail是第i个用户第l径的信道估计值，Ail由信道估计单元提供τil表示第i个用户第l径的时延；ci(t)表示用户i的扩频码。ρdi(n)(k)、pci(n)(k)分别为第k级PIC结构中DPDCH信道和DPCCH信道软判决加权的结果；βc表示DPCCH信道与DPDCH信道的幅度比；p(t)表示周期为Tb的矩形脉冲，当t∈
时，p(t)＝1；当t
时，p(t)＝0；sd(t)为DPDCH信道的信道码，sc(t)为DPCCH信道的信道码，ci(t)为用户i的扰码。
所有用户的码片级再生信号和基带信号进入干扰对消单元320中的信号求和装置321。该信号求和装置321对输入的各用户的码片级再生信号进行求和，然后将求和结果送给成型与匹配滤波单元322。该成型与匹配滤波单元322对输入信号进行成型滤波和匹配滤波。成型滤波器同上行专用物理信道调制部分采用的成型滤波器，匹配滤波器就是上行专用物理信道接收端采用的匹配滤波器。滤波结果送入残差计算单元323。基带信号也进入残差计算单元。残差计算单元323从基带信号中减去滤波结果，得到残差信号，并将残差信号作为本级PIC的输出信号送给下一级PIC结构，在下一级PIC结构中，该信号被并行送给各用户的信号处理单元。
对本发明的第一级PIC结构，TFCI译码得到的扩频因子可以只供本级PIC结构使用，也可以传输给后续各级PIC结构，供后续PIC结构中DPDCH解扩单元使用。
中间各级PIC结构的处理中间各级PIC的结构完全一样，下面以第二级PIC结构为例来说明中间各级PIC结构的处理过程。
图4显示的是本发明的上行专用物理信道多用户接收装置中中间级PIC结构。第一级PIC结构202得到的残差信号、各用户的符号级再生信号和各用户的径时延信息进入中间级PIC结构203。中间级PIC结构203依旧由K个用户信号处理单元400和一个干扰对消单元420构成。每个用户有一个用户信号处理单元400。各用户的用户信号处理单元400完成完全相同的功能。
如图4所示，在中间级PIC结构203中，用户的信号处理单元400的输入信号为残差信号、本用户的符号级再生信号和本用户的径时延信息。
用户的信号处理单元400首先把用户的多径时延信息和残差信号同时送给DPDCH信道处理通道和DPCCH信道处理通道。
DPDCH解扩单元401根据DPDCH信道的扩频码即DPDCH信道码和扰码之积，以及输入的多径时延信息和DPDCH信道的扩频因子，对输入的残差信号进行多径解扩，并将解扩结果送给DPDCH信道的符号修正单元405；DPCCH解扩单元402根据DPCCH信道的扩频码即DPCCH信道码和扰码之积，以及输入的多径时延信息，对输入的残差信号进行多径解扩，并将解扩结果送给信道估计单元403、噪声功率估计单元404和DPCCH信道的符号修正单元406。
信道估计单元403由DPCCH各径的解扩结果得到各径的信道估计，并将信道估计结果同时送给DPDCH信道的RAKE合并单元407、DPCCH信道的RAKE合并单元408。
噪声功率估计单元404由输入的DPCCH信道的各径解扩结果得到DPCCH信道的噪声功率的估计，并将噪声功率的估计结果同时送给后面的两个软判决与软判决加权单元。
DPDCH信道的符号修正单元405对输入的DPDCH信道的解扩结果进行符号级修正，即将DPDCH信道某径的解扩结果和该径的符号级再生信号相加。DPCCH信道的符号修正单元406对输入的DPCCH信道的解扩结果进行符号级修正，即将DPCCH信道某径的解扩结果和该径的符号级再生信号相加。
DPDCH信道的RAKE合并单元407和DPCCH信道的RAKE合并单元408，分别对DPDCH符号修正结果和DPCCH符号修正结果进行去信道调制和多径合并，并将合并结果分别送给DPDCH软判决与软判决加权单元409和DPCCH软判决与软判决加权单元410。
DPDCH软判决与软判决加权单元409由输入信号即DPDCH信道的RAKE合并结果以及噪声功率的估计结果得到DPDCH每个符号的软判决，然后进行软判决加权；DPCCH软判决与软判决加权单元410由输入信号即DPCCH信道的RAKE合并结果以及噪声功率的估计结果得到DPCCH每个符号的软判决，然后进行软判决加权。DPDCH信道的软判决加权的权值和DPCCH信道软判决加权的权值可以取不同的数值。但本级DPDCH的软判决加权的权值要大于前一级软判决加权的权值。DPCCH信道的软判决加权的权值也是如此。
信号再生单元411由DPDCH信道软判决结果、DPCCH信道的软判决结果和用户的各径时延信息得到用户的符号级再生信号和码片级再生信号，并将码片级再生信号送入干扰对消单元420；将符号级再生信号输送给后一级PIC结构204中同一用户的信号处理单元的符号修正子单元。
所有用户的码片级再生信号和基带信号进入干扰对消单元420中的信号求和装置421。该信号求和装置421对输入的各用户的码片级再生信号进行求和，然后将求和结果送给成型与匹配滤波单元422。该成型与匹配滤波单元422对输入信号进行成型滤波和匹配滤波。滤波结果送入残差计算单元423。基带信号也进入残差计算单元。残差计算单元423从基带信号中减去滤波结果，得到残差信号，并将残差信号作为本级PIC的输出信号送给下一级PIC结构，在下一级PIC结构中，该信号被并行送给各用户的信号处理单元。
DPDCH的解扩单元需要知道DPDCH的扩频因子，扩频因子可以使用第一级PIC结构中TFCI译码得到的扩频因子，也可以由本级PIC的扩频因子计算单元得到。本级PIC的扩频因子计算单元430包括TFCI译码器431，通过对DPCCH信道的RAKE合并结果进行TFCI译码，得到DPDCH信道的扩频因子。经过前一级PIC结构的干扰对消，本级PIC结构中DPCCH信道的RAKE合并结果的信噪比应该比前一级PIC结构中DPCCH信道的RAKE合并结果的信噪比高，所以，本级TFCI译码得到的扩频因子的误码率将更小。因此，在本级采用扩频因子计算单元430，并使用该单元得到的扩频因子进行DPDCH的解扩，对用户的检测将更有利。但是，TFCI译码不仅增加了复杂度，而且增加了时延。可以根据需要确定是否在本级采用扩频因子计算单元。
以后的各中间级PIC结构进行完成相同的操作。
最后一级PIC结构的处理图5显示的是本发明的上行专用物理信道多用户接收装置中最后一级PIC结构。最后一级PIC结构204由K个用户信号处理单元500构成。用户的信号处理单元500如图5所示。
信号处理单元500的输入为前一级得到的残差信号和符号级再生信号，以及多径时延信息。用户信号处理单元500首先将多径时延信息和残差信号分别送入DPDCH处理通道和DPCCH处理通道。
DPDCH解扩单元501根据DPDCH信道的扩频码即DPDCH信道码和扰码之积，以及输入的多径时延信息和DPDCH信道的扩频因子，对输入的残差信号进行多径解扩，并将解扩结果送给DPDCH信道的符号修正单元504；DPCCH解扩单元502根据DPCCH信道的扩频码即DPCCH信道码和扰码之积，以及输入的多径时延信息，对输入的残差信号进行多径解扩，并将解扩结果送给信道估计单元503和DPCCH信道的符号修正单元505。
信道估计单元503由DPCCH各径的解扩结果得到各径的信道估计，并将信道估计结果同时送给DPDCH信道的RAKE合并单元506、DPCCH信道的RAKE合并单元507。
DPDCH信道的符号修正单元504对输入的DPDCH信道的解扩结果进行符号级修正，即将DPDCH信道某径的解扩结果和该径的符号级再生信号相加。DPCCH信道的符号修正单元505对输入的DPCCH信道的解扩结果进行符号级修正，即将DPCCH信道某径的解扩结果和该径的符号级再生信号相加。
DPDCH信道的RAKE合并单元506和DPCCH信道的RAKE合并单元507，分别结合信道估计结果对DPDCH符号修正结果和DPCCH符号修正结果进行去信道调制和多径合并。将DPDCH信道的合并结果送入DPDCH通道的信道解码器508，DPCCH信道的合并结果送给DPCCH通道的硬判决器509。
信道译码器508对输入信号进行信道解码得到DPDCH信道发送的信息比特。
硬判决器509对输入信号进行硬判决，得到DPCCH信道发送的信息比特。
其中DPDCH的解扩单元501需要知道DPDCH的扩频因子，扩频因子可以使用前一级PIC结构中TFCI译码得到的扩频因子，也可以由本级PIC的扩频因子计算单元510得到。可以根据需要确定是否在本级采用扩频因子计算单元。
PIC结构的级数可以根据需要确定。可以只采用第一级和最后一级PIC结构，也可以采用更多级的PIC结构。
权利要求
1.一种宽带码分多址(WCDMA)系统中上行专用物理信道的多用户接收装置，其特征在于，所述多用户接收装置包括解调和匹配滤波器，用于对天线的接收信号进行解调和匹配滤波以输出基带信号；多径搜索器组，由K个多径搜索器组成，用于对解调和匹配滤波后的基带信号进行多径搜索，每个搜索器负责搜索一个用户的径时延信息，输出所有K个用户的多径时延信息，其中K是大于1的正整数；第一级并行干扰对消(PIC)结构，由K个用户信号处理单元和一个干扰对消单元构成，每个用户对应一个用户信号处理单元，所述第一级PIC结构的输入由所述基带信号以及所有K个用户的多径时延信息组成，其中基带信号并行进入所述K个用户的信号处理单元，而K个用户的多径时延信息分别进入相应的用户信号处理单元，经过相应处理输出每个用户的功率控制指令、符号级再生信号和码片级再生信号，其中所有K个用户的功率控制指令经下行链路分别反馈给相应用户的发送端，而基带信号和所有用户的码片级再生信号进入干扰对消单元进行处理输出残差信号；最后一级PIC结构，包括K个用户信号处理单元，每个用户对应一个用户信号处理单元，所述最后一级PIC结构的输入由所有K个用户的多径时延信息、以及上一级PIC结构处理输出的残差信号和所有K个用户的符号级再生信号组成，其中所述上一级PIC结构处理输出的残差信号并行进入所述K个用户的信号处理单元，而K个用户的多径时延信息以及上一级PIC结构处理输出的所有K个用户的符号级再生信号分别进入相应的用户信号处理单元，进行相应的处理。
2.如权利要求1所述的多用户接收装置，其进一步特征在于，所述多用户接收装置还包括中间级PIC结构，所述中间级PIC结构是位于第一级PIC结构和所述最后一级PIC结构之间的任一级PIC结构，它包括K个用户信号处理单元和一个干扰对消单元，每个用户对应一个用户信号处理单元，所述中间级PIC结构的输入由基带信号、所有K个用户的多径时延信息、以及它的上一级PIC结构处理输出的残差信号和所有K个用户的符号级再生信号组成，其中上一级PIC结构处理输出的残差信号并行进入所述K个用户的信号处理单元，而K个用户的多径时延信息以及上一级PIC结构处理输出的所有K个用户的符号级再生信号分别进入相应的用户信号处理单元，经过相应处理输出每个用户的符号级再生信号和码片级再生信号，其中基带信号和所有用户的码片级再生信号进入干扰对消单元进行处理输出残差信号。
3.如权利要求2所述的多用户接收装置，其进一步特征在于，所述中间级PIC结构的级数可以根据需要确定，可以使用一级或多级中间级PIC结构，也可以不使用中间级PIC结构。
4.如权利要求1所述的多用户接收装置，其进一步特征在于，所述第一级PIC结构中K个用户信号处理单元包括专用物理控制信道(DPCCH)解扩单元，所述DPCCH解扩单元根据DPCCH信道的扩频码即DPCCH信道码和扰码之积，以及输入的多径时延信息，对输入的基带信号进行多径解扩，并输出多径解扩结果；信道估计单元，由输入的DPCCH信道的各径解扩结果得到各径的信道估计结果，并将其输出；功率控制单元，由输入的DPCCH信道的各径解扩结果得到功率控制指令，并将其作为所述第一级PIC结构的一个输出，反馈给用户的发送端；噪声功率估计单元，由输入的DPCCH信道的各径解扩结果得到DPCCH信道的噪声功率的估计结果，并将其输出；DPCCH信道的RAKE合并单元，用于结合输入的信道估计结果对输入的DPCCH解扩结果进行去信道调制和RAKE合并，并将合并结果输出；传输格式组合指示(TFCI)译码单元，用于对输入的DPCCH信道的RAKE合并结果进行TFCI译码，得到DPDCH信道的扩频因子，并将其输出；专用物理数据信道(DPDCH)解扩单元，所述DPDCH解扩单元根据DPDCH信道的扩频码即DPDCH信道码和扰码之积，以及输入的多径时延信息和经TFCI译码后的DPDCH信道的扩频因子，对输入的基带信号进行多径解扩，并输出多径解扩结果；DPDCH信道的RAKE合并单元，用于结合输入的信道估计结果对输入的DPDCH解扩结果进行去信道调制和RAKE合并，并将合并结果输出；DPDCH软判决与软判决加权单元，由输入信号即DPDCH信道的RAKE合并结果以及噪声功率的估计结果得到DPDCH每个符号的软判决，然后进行软判决加权后输出其结果；DPCCH软判决与软判决加权单元，由输入信号即DPCCH信道的RAKE合并结果以及噪声功率的估计结果得到DPCCH每个符号的软判决，然后进行软判决加权后输出其结果；信号再生单元，所述信号再生单元由DPDCH信道软判决加权结果、DPCCH信道软判决加权结果和用户的多径时延信息得到用户的符号级再生信号和码片级再生信号，并将码片级再生信号送入所述第一级PIC结构中的干扰对消单元，将符号级再生信号送给下一级PIC结构中同一用户的信号处理单元。
5.如权利要求1所述的多用户接收装置，其进一步特征在于，所述最后一级PIC结构中K个用户信号处理单元包括DPDCH解扩单元，所述DPDCH解扩单元根据DPDCH信道的扩频码即DPDCH信道码和扰码之积，以及输入的多径时延信息和DPDCH信道的扩频因子，对输入的残差信号进行多径解扩，并输出多径解扩结果；DPCCH解扩单元，所述DPCCH解扩单元根据DPCCH信道的扩频码即DPCCH信道码和扰码之积，以及输入的多径时延信息，对输入的残差信号进行多径解扩，并输出多径解扩结果；信道估计单元，由输入的DPCCH信道的各径解扩结果得到各径的信道估计结果，并将其输出；两个符号修正单元，用于结合输入的用户的符号级再生信号分别对输入的DPCCH信道的解扩结果和DPDCH信道的解扩结果进行符号修正，并分别将符号修正结果输出；DPDCH信道的RAKE合并单元和DPCCH信道的RAKE合并单元，用于结合输入的信道估计结果分别对输入的DPDCH信道的符号修正结果和DPCCH信道的符号修正结果进行去信道调制和RAKE合并，并分别将结果输出；信道译码器，用于对输入的DPDCH信道的RAKE合并结果进行信道解码得到DPDCH信道发送的信息比特；硬判决器，用于对输入的DPCCH信道的RAKE合并结果进行硬判决，得到DPCCH信道发送的信息比特。
6.如权利要求2所述的多用户接收装置，其进一步特征在于，所述中间级PIC结构中K个用户信号处理单元包括DPDCH解扩单元，所述DPDCH解扩单元根据DPDCH信道的扩频码即DPDCH信道码和扰码之积，以及输入的多径时延信息和DPDCH信道的扩频因子，对输入的残差信号进行多径解扩，并输出多径解扩结果；DPCCH解扩单元，所述DPCCH解扩单元根据DPCCH信道的扩频码即DPCCH信道码和扰码之积，以及输入的多径时延信息，对输入的残差信号进行多径解扩，并输出多径解扩结果；信道估计单元，由输入的DPCCH信道的各径解扩结果得到各径的信道估计结果，并将其输出；噪声功率估计单元，由输入的DPCCH信道的各径解扩结果得到DPCCH信道的噪声功率的估计结果，并将其输出；两个符号修正单元，用于结合输入的用户的符号级再生信号分别对输入的DPCCH解扩结果和DPDCH解扩结果进行符号修正，并分别将符号修正结果输出；DPDCH信道的RAKE合并单元和DPCCH信道的RAKE合并单元，用于结合输入的信道估计结果分别对输入的DPDCH信道的符号修正结果和DPCCH信道的符号修正结果进行去信道调制和RAKE合并，并分别将结果输出；DPDCH软判决与软判决加权单元，由输入信号即DPDCH信道的RAKE合并结果以及噪声功率的估计结果得到DPDCH每个符号的软判决，然后进行软判决加权后输出其结果；DPCCH软判决与软判决加权单元，由输入信号即DPCCH信道的RAKE合并结果以及噪声功率的估计结果得到DPCCH每个符号的软判决，然后进行软判决加权后输出其结果；信号再生单元，所述信号再生单元由DPDCH信道软判决加权结果、DPCCH信道软判决加权结果和用户的多径时延信息得到用户的符号级再生信号和码片级再生信号，并将码片级再生信号送入本级PIC结构中的干扰对消单元，将符号级再生信号送给所述后一级PIC结构中同一用户的信号处理单元。
7.如权利要求5或6所述的多用户接收装置，其进一步特征在于，在所述中间级PIC结构和所述最后一级PIC结构中用于DPDCH解扩单元的所述信道的扩频因子可以使用上一级PIC结构中DPDCH解扩单元的扩频因子，也可以由本级的扩频因子计算单元提供。
8.如权利要求1或2所述的多用户接收装置，其进一步特征在于，所述干扰对消单元包括信号求和装置，用于对输入的各用户的码片级再生信号进行求和，然后将求和结果输出；成型与匹配滤波单元，用于对所述信号求和装置的求和结果进行成型滤波和匹配滤波，并将滤波结果输出；残差计算单元，用于从输入的基带信号中减去所述成型与匹配滤波单元的滤波结果，得到残差信号，并将所述残差信号作为本级PIC的输出信号并行送给下一级PIC结构中各用户的用户信号处理单元。
9.如权利要求1或2所述的多用户接收装置，其进一步特征在于，所述最后一级PIC结构和所述中间级PIC结构还包括扩频因子计算单元，用于计算本级的DPDCH信道的扩频因子。
10.如权利要求9所述的多用户接收装置，其进一步特征在于，所述扩频因子计算单元包括TFCI译码单元，用于对输入的DPCCH信道的RAKE合并结果进行TFCI译码得到DPDCH信道的扩频因子，并将DPDCH信道的扩频因子送到DPDCH解扩单元。
全文摘要
本发明提出了一种宽带码分多址(WCDMA)系统中上行专用物理信道的多用户接收装置，该装置涉及WCDMA蜂窝移动通信系统中基站的多用户检测技术。多用户检测技术是码分多址(CDMA)系统的增强型技术，采用双层加权并行干扰对消方法及其简化方法可以大大提高传统并行干扰对消方法的性能。本发明将双层加权并行干扰对消方法的简化方法应用于上行专用物理信道的信号接收，可以大大提高上行专用物理信道的接收性能。
文档编号H04B1/707GK1505294SQ0215106
公开日2004年6月16日 申请日期2002年12月5日 优先权日2002年12月5日
发明者魏立梅, 王国林, 金宇 申请人:华为技术有限公司