CN1105430C - 用于分配瑞克支路的方法和瑞克接收器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分配瑞克支路的方法和一种瑞克接收器。该解决方法用在一个无线系统中，其中一个发送器向一个包括瑞克支路的接收器发送一个信号，瑞克支路在不同的极化电平接收该信号，在一个脉冲响应的基础上分配瑞克支路接收信号，并在该方法中，在不同极化电平接收的信号的脉冲响应是由描述信号质量的值加权的，以最优化分配。

Description

用于分配瑞克支路的方法和瑞克接收器

本发明涉及无线系统中所使用的CDMA(码分多址)方法，更准确的说是涉及在使用极化分集时分配一个瑞克接收器。

根据瑞克原理运行的一个接收器包括几个支路，每个支路都可能同时与一个不同的信号分量相同步。一个瑞克接收器最好作为多路径传播信号的一个分集合并器来运行。尤其是在CDMA接收器中使用瑞克接收器。

在CDMA方法中，将用户的窄带数据信号与一个扩展码相乘，该扩展码的频带要比该数据信号宽许多。用户通过使用同一频带同时进行发送。在基站和移动站之间的每一个连接使用一个单独的扩展码，并且以每个用户的扩展码为基础，在接收器中能够将用户的信号与其它信号区别出来。最好以这样一种方法选择扩展码，它们之间的相关要尽可能的少。在一个理想的情况下，与其它扩展码相乘的信号不相互关联，并且不能被恢复成窄带，但是它们将作为噪声出现。

在现有技术中，特别是在无线系统的基站中，在瑞克分支之间使用空间分集，这意味不同分集支路的天线之间要相距一定的距离，这个距离通常是几十个波长。这样做的目的是要使不同的天线的接收到的信号之间的相关性足够小。典型的情况是相关度为0.7。由于相关性较高，在衰减的情况下，所有支路的信号都将明显减少，并且在较坏的情况下，虽然有分集，也将丢失信号，并且将破坏连接。

也已知在RAK接收器中使用极化分集。在极化分集中，瑞克支路在不同的极化电平上接收一个信号。在以前技术的解决方法中，使用脉冲响应测量来分配使用极化分集的瑞克支路。在这种情况下，在不同的支路接收，组合并检测具有最强脉冲响应的信号。这种方法最适合于分集支路的信号电平相等的情况。由于在使用极化分集时这种情况并不普遍，因此这种方法不是最理想的。

本方法和瑞克接收器的目标是在信号的特征的基础上，使用极化分集实现更有效的瑞克支路分配。

本发明的目标是通过使用一种在一个无线系统中分配瑞克支路的方法来实现的，其中一个发送器发送一个信号到一个包括瑞克支路的接收器，瑞克支路在不同的极化电平接收该信号，其中在一个脉冲响应的基础上分配瑞克支路接收该信号，并且在本方法中，在不同极化电平接收到的信号的脉冲响应是由描述信号质量的值来加权的，以最优化分配。

也可以通过使用一个瑞克接收器来实现本发明的目标，其中瑞克接收器也适合用在一个无线系统中，其中一个发送器发送一个信号到包括瑞克支路的一个接收器，瑞克支路适合于在不同的极化电平接收该信号，分配瑞克支路在一个脉冲响应的基础上接收信号，接收器还包括：装置用于形成在不同极化电平的信号的脉冲响应；装置用于形成一个用于描述在不同的极化电平的信号质量的值；装置用于使用一个描述信号质量的值来加权脉冲响应，以最优化分配。

本发明的方法提供了大量的优点。本方法比起现有技术能够更有效地分配瑞克支路，这里可以选择强度和信噪比最优的信号进行检测。在一个典型的解决途径中，对一个业务信道可以分配有限数量的瑞克支路，分集支路之间的支路是可分的。

下面将参考附图中的例子详细的描述本发明，其中

图1表示的是在两个不同的极化电平的接收到的信号；

图2表示的是以前技术中接收器的框图，和

图3表示的是本发明中的接收器的框图。

本发明的解决方法也特别适用于CDMA无线系统，但本发明并不只限于此。

图1示出了在不同的极化电平的信号和噪声的性能，通过垂直极化和水平极化来表示不同的极化电平。在y轴表示信号和噪声的能量，在x轴表示延迟。由于信号是多路径传播的，在信号中能够看到一个具有延迟T₁的强脉冲峰值100和另一个具有延迟T₂的峰值101。但是噪声102的电平，即干扰电平，在水平极化上是相当高的。在水平极化上信号在点T₃也有一个强的峰值150，在点T₄有另一个强的峰值。然而在水平极化，如实际上的那样，噪声152比垂直极化上的要弱。在垂直和水平极化之间信号电平的差异被称为交叉极化区别(CPD)。这样在水平极化上接收到的一个信号的信噪比(SNR)要比在垂直极化上接收到的一个信号的信噪比好，尽管在垂直极化上接收到信号的脉冲响应和信号都要比在水平极化上接收到的强。在正交极化电平，例如水平和垂直极化，所接收到的信号的典型的相关度是0.1到0.2，这要比使用空间分集时小的多。在极化电平进行接收的时候，在极化电平之间进行正交判别，其中极化电平的法线与另一个成90°角。在另外的角，相关性会很快消失，因为在理论上不同极化电平的互相作用的典型形式是P_H＝P_v*cos²(α)，其中P_H是信号在水平电平上的有效值，P_v是信号在垂直电平上的有效值，α是极化电平的法线之间的角。

在本发明的方法中，发送器发送一个信号到包括瑞克支路的一个接收器，接收器在不同的极化电平接收该信号。极化电平最好是正交的，例如垂直和水平电平。在本方法中，在不同的极化电平接收到的信号的脉冲响应是由描述每个极化电平的信号质量的值来加权的，以优化分配。加权最好通过将该脉冲响应与一个描述信号质量的值相乘来实现，描述信号质量的值最好是信噪比或信号干扰比或其它类似的值。因为在一个接收器中瑞克支路的数量是有限的，典型的情况为3到4个，将瑞克支路最优的分配给所接收的信号分量是非常重要的，这样接收到的信噪比或其它类相似的值将是最优的。

图2表示了以前技术中的接收器的框图。接收器包括一个代码生成器200，一个相关器201，一个搜索器204，装置205用于形成信号的脉冲响应，和装置210用于分配瑞克支路。典型的情况是，所接收到的信号的不同极化电平211，212和213，214的数据包括两个已知的分量：I和Q分量(同相和正交相位)，在这种情况中通常是以复数形式I+jQ来处理数据。在接收器中，相关器201形成与所接收到的信号211到213的关联性，和来自代码生成器200的扩展码。代码相位，即在搜索器204中形成的每个多路传播的信号分量的延迟，是通过相关性搜索的。

多路径传播的信号的延迟最好由接收到的信号和扩展码的相关性来确定，作为不同路径的相关表示延迟的最大点。然而可能通过其它已知的方法来确定延迟和相关性。例如可以通过下面的公式计算相关性C[τ]：

C[τ］＝∫_a ^bS[t]·M[t+τ]dt，    (1)

其中a和b代表积分区间，S[t]是接收到的信号，M[t+τ]包括具有延迟τ的扩展码。

对输入信号的同步通常需要在两个相位上进行。在代码相位的搜索中，将从接收到的传输中搜索所要求的信号，并且以半个码片的精度确定它的相位，其中码片是扩展码的一位。当获得这个的时候，就认为相位是锁定的，在这之后，由一个代码跟踪环精确的调整代码的相位，代码跟踪环确保了保持锁相。在装置205中，信号的脉冲响应的形成可以通过本技术中的专业技术人员所熟知的，使用来自相关器201的相关结果和来自搜索器204的代码相位数据。在装置210中，在脉冲响应数据的基础上控制瑞克支路的分配。

图3表示的是由本发明的方法操作的本发明的一个接收器的框图。接收器包括一个代码生成器200，一个相关器201，用于形成干扰强度的装置202和203，一个搜索器204，用于形成信号的脉冲响应的装置205，用于形成一个描述信号质量的值的装置206和207，用于加权脉冲响应的装置208和209，和用于分配瑞克支路的装置210。在接收器中，相关器201形成接收到的信号211到213和来自代码生成器200的扩展码的相关性。通过相关性搜索代码相位，即在搜索器204中形成的每个多路径传播的信号分量的延迟。

在本发明的解决途径中，所接收到的信号211到214将进入装置202和203，在那里最好将干扰强度形成为一个有效值。装置206和207将从干扰装置202和203获得干扰强度，从脉冲装置205获得信号强度，借此装置206和207形成一个描述信号质量的值。这个描述信号质量的值是信号干扰比，其中最好将来自其它信号的噪声和干扰也考虑进去。在装置202和203中确定干扰电平，例如通过由一个错误的扩展码或通过使用错误的扩展码的相位来相关接收到的信号。最好在一个长的时间间隔中求这个结果的平均数，这样将获得干扰的平均电平。描述信号质量的值的形成是通过例如将脉冲响应的端子的相关结果除以来自装置202和203的干扰电平。也可能使用相关结果的平均值除以标准的偏差或偏移，这是因为信号和干扰的关系可能是线性或非线性的。本发明的瑞克接收器中最好使用两个正交极化电平的信号干扰比223和224来加权来自装置208和209中的装置205的脉冲响应结果。单独实现极化电平的两个脉冲响应结果。瑞克支路R₁，R₂…R_N的分配是在装置210中在来自装置208和209的加权脉冲响应结果的控制下进行的。在这种情况下，每个瑞克支路在所选择的延迟和极化电平接收一个信号。

尽管已经参考了附图的例子对本发明进行了解释，但是显然本发明并不限定于此，可以在所附加的权利要求中公布的发明思想的范围内以多种方式修改本发明。

Claims (9)

1.一种用于在无线系统中分配瑞克支路的方法，其中一个发送器向包括瑞克支路的一个接收器发送一个信号，接收器在不同的极化电平接收该信号，在脉冲响应的基础上分配瑞克支路以接收信号，其中该方法包括

在不同的极化电平接收到的信号的脉冲响应是由用于描述信号质量的值来加权的，以优化分配。

2.依据权利要求1的一种方法，其中加权是通过将信号的脉冲响应乘以一个描述信号质量的值来实现的。

3.依据权利要求1的一种方法，其中在不同的极化电平接收到的信号的干扰电平形成了作为描述信号质量的值。

4.依据权利要求1的一种方法，其中描述信号质量的值是信号和干扰强度的比率，例如噪声比或信号干扰比或相类似的值。

5.依据权利要求1的一种方法，其中不同的极化电平是基本上相互正交的两个极化电平。

6.一个瑞克接收器，适合于在无线系统中使用，其中一个发送器向包括瑞克支路的一个接收器发送一个信号，瑞克支路适合于在不同的极化电平接收该信号，在脉冲响应的基础上分配瑞克支路以接收信号，该接收器还包括：

用于在不同的极化电平上形成信号的一个脉冲响应的装置；

干扰装置，适合于形成在不同的极化电平接收到的信号的干扰电平，以形成描述信号质量的值；

用于在不同的极化电平上形成一个描述信号质量的值；

用一个描述信号质量的值加权脉冲响应的装置，以优化分配。

7.依据权利要求6的一个瑞克接收器，其中用于加权脉冲响应的装置适合于将描述信号质量的一个值与脉冲响应相乘。

8.依据权利要求6的一个瑞克接收器，其中用于形成描述信号质量的值的装置适合于形成信号和干扰强度的比，例如信噪比或信号干扰比或相类似的值。

9.依据权利要求6的一个瑞克接收器，其中瑞克支路适合于在两个基本上正交的极化电平接收一个信号。

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