[發(fā)明專(zhuān)利]從接收信號(hào)中檢測(cè)數(shù)據(jù)的通信接收機(jī)和方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00104879.1
• 申請(qǐng)日: 2000-02-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1277504A
• 公開(kāi)（公告）日: 2000-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·拉德馬赫爾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西門(mén)子公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04J15/00
• 分類(lèi)號(hào): H04J15/00;H04Q7/30
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張志醒

本發(fā)明涉及用于檢測(cè)無(wú)線電信號(hào)和恢復(fù)這些無(wú)線電信號(hào)所傳送的數(shù)據(jù)的無(wú)線電通信接收機(jī)。而且，本發(fā)明涉及從檢測(cè)的無(wú)線電信號(hào)中恢復(fù)數(shù)據(jù)的方法。更特別地，本發(fā)明涉及使用自適應(yīng)天線系統(tǒng)從無(wú)線電信號(hào)中檢測(cè)與恢復(fù)數(shù)據(jù)的無(wú)線電通信接收機(jī)。

無(wú)線電通信系統(tǒng)用于通過(guò)在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間發(fā)射代表數(shù)據(jù)的無(wú)線電信號(hào)來(lái)傳送數(shù)據(jù)，一些無(wú)線電通信系統(tǒng)包括用于將要傳送的每個(gè)數(shù)據(jù)表示為用于調(diào)制載波信號(hào)的多個(gè)碼元的裝置。通信系統(tǒng)的接收機(jī)檢測(cè)無(wú)線電信號(hào)并處理檢測(cè)的信號(hào)，以便再生調(diào)制碼元所代表的每個(gè)數(shù)據(jù)。

作為多個(gè)調(diào)制碼元傳送數(shù)據(jù)的無(wú)線電通信系統(tǒng)的一個(gè)示例是根據(jù)碼分多址無(wú)線電通信技術(shù)操作的移動(dòng)無(wú)線電通信系統(tǒng)。碼分多址(CDMA)是以某一種方式將要傳送的數(shù)據(jù)與擴(kuò)展碼或序列組合的一種無(wú)線電接入技術(shù)。隨后安排擴(kuò)展碼調(diào)制無(wú)線電頻率載波信號(hào)。以這種方式，將每個(gè)數(shù)據(jù)表示為與擴(kuò)展碼的至少一部分的碼元對(duì)應(yīng)的調(diào)制無(wú)線電頻率載波信號(hào)的多個(gè)調(diào)制碼元。代碼的調(diào)制碼元稱(chēng)為片(chip)。在接收機(jī)上，檢測(cè)無(wú)線電信號(hào)并與本地版本(version)的擴(kuò)展碼進(jìn)行比較，以便恢復(fù)調(diào)制數(shù)據(jù)。擴(kuò)展碼相對(duì)與特定發(fā)射機(jī)有關(guān)的代碼噪聲提供接收信號(hào)的功率增益。此增益稱(chēng)為擴(kuò)展增益。來(lái)自使用不同擴(kuò)展碼的其它發(fā)射機(jī)的其它信號(hào)對(duì)于此特定發(fā)射機(jī)的接收機(jī)來(lái)說(shuō)表現(xiàn)為寬頻帶噪聲。而且，擴(kuò)展碼具有增加發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)帶寬的作用，因而對(duì)時(shí)間與頻率選擇性衰落影響具有相當(dāng)大的抵抗性。

CDMA信號(hào)接收機(jī)的特征在于：數(shù)據(jù)必須在出現(xiàn)同時(shí)檢測(cè)到不想要的干擾信號(hào)時(shí)進(jìn)行恢復(fù)。用于在出現(xiàn)干擾信號(hào)時(shí)從無(wú)線電信號(hào)中檢測(cè)與恢復(fù)數(shù)據(jù)的接收機(jī)公知為包括用于顯著降低干擾信號(hào)影響的自適應(yīng)天線陣列。在我們待審的英國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)98109987.9中能找到該示例，其中公開(kāi)了具有自適應(yīng)天線系統(tǒng)的無(wú)線電接收機(jī)。自適應(yīng)天線系統(tǒng)由多個(gè)天線組成，每個(gè)天線耦合到用于利用換算系數(shù)換算由天線檢測(cè)到的信號(hào)的裝置，從而在幅度與相位方面加權(quán)接收信號(hào)的版本。每個(gè)系數(shù)所提供的加權(quán)具有這樣的效果，即從天線陣列延伸的波束內(nèi)到達(dá)天線陣列的信號(hào)將建設(shè)性地增加。結(jié)果，從此波束內(nèi)到達(dá)天線陣列的信號(hào)將獲得信號(hào)-干擾功率比的增益，因此這些信號(hào)所代表的數(shù)據(jù)將比從該波束之外到達(dá)的其它信號(hào)更有可能正確地被檢測(cè)。

包括自適應(yīng)天線系統(tǒng)并安排為檢測(cè)例如利用CDMA信號(hào)傳送的數(shù)據(jù)的接收機(jī)表示在圖1中。在圖1中，三個(gè)天線1形成一個(gè)天線陣列，每個(gè)天線1連到相應(yīng)的換算裝置2，該換算裝置2利用換算系數(shù)來(lái)?yè)Q算由天線1所檢測(cè)到的接收信號(hào)的版本，將結(jié)果饋送給組合器裝置4。每個(gè)組合器裝置4組合接收信號(hào)的換算版本，并將組合的信號(hào)饋送給延遲裝置6。每個(gè)延遲裝置6用于延遲從組合器裝置4饋送的組合信號(hào)，以達(dá)到補(bǔ)償無(wú)線電信號(hào)之間相對(duì)延遲的效果。然后，所延遲的信號(hào)利用另一換算裝置8進(jìn)行進(jìn)一步換算并隨后利用另一組合器10進(jìn)行組合，以形成饋送給數(shù)據(jù)檢測(cè)器12的復(fù)合信號(hào)。數(shù)據(jù)檢測(cè)器12用于從此復(fù)合信號(hào)中恢復(fù)數(shù)據(jù)。

在操作中，圖1所示的接收機(jī)用于通過(guò)將自適應(yīng)天線系統(tǒng)所形成的波束轉(zhuǎn)向所需信號(hào)入射的方向來(lái)提高從無(wú)線電信號(hào)中正確恢復(fù)數(shù)據(jù)的概率，這具有減少?gòu)乃ヂ浯瞬ㄊ饷娴钠渌较蛉肷湓诖俗赃m應(yīng)天線陣列上的干擾信號(hào)的信號(hào)功率的效果。由天線1、系數(shù)換算器2和組合器裝置4形成的自適應(yīng)天線系統(tǒng)用于通過(guò)利用例如數(shù)據(jù)處理器計(jì)算所需信號(hào)的到達(dá)方向來(lái)形成此相干檢測(cè)波束，此數(shù)據(jù)處理器用于實(shí)現(xiàn)稱(chēng)為(ESPRIT)的到達(dá)方向處理，這發(fā)表在1989年7月I.E.E.E?Transactions?on?Acoustics，Speech?and?Signal?Processing第37卷第7期出版的Richard?Roy和Thomas?Kailath所著的題為“ESPRIT-Estimation?ofSignal?Parameters?Via?Rotational?Invariance?Techniques”的文章中。ESPRIT到達(dá)方向處理用于確定所需無(wú)線電信號(hào)入射的方向并計(jì)算換算裝置2，用于換算接收信號(hào)版本的天線系數(shù)，這具有控制天線形成的波束方向的作用，以使此波束指向所需信號(hào)的方向。在利用天線系數(shù)進(jìn)行換算之后，由換算器裝置2與之相連的組合器裝置4組合每個(gè)版本的接收信號(hào)，每個(gè)組合器裝置4與兩個(gè)不同平均延遲之一相關(guān)。