移動通信系統中的信號路徑搜索方法及其設備的製作方法
2023-09-23 22:07:50
專利名稱：移動通信系統中的信號路徑搜索方法及其設備的製作方法
本申請要求2001年10月6日提交的韓國申請No.P01-61666的優先權，該申請在此結合作為參考。
圖1顯示的是常規基站接收機的結構。
參照圖1，基站的常規接收機包括用於搜索多路徑信號的掃描相關器101，用於對各個路徑信號的頻率進行下變頻並將下變頻後的信號轉換為數位訊號的基帶處理單元102，以及對於各個路徑在補償數位訊號的延遲和相位後對各個信號進行組合的組合器103。
掃描相關器101獲得數位訊號和偽噪聲碼(如擾碼)之間的部分相關值，以在特定的時間假設(time hypothesis)上搜索每個信號路徑。如果該部分相關值超過了一個特定的閾值，那麼掃描相關器就會認為在特定的時間假設上有新的信號路徑存在。基站接收機為這個新路徑分配新的瑞克耙指(rake finger)。在時間軸上的每個路徑中，各個耙指獲得碼元的能量值。
組合器103對所有路徑中獲得的碼元能量值進行最大比率組合，而解調器(圖中未顯示)對該最大比率組合的值進行解調。
掃描相關器101作為搜索器分配給各個天線單元，並搜索連續識別的路徑。
例如，在常規3G異步寬帶碼分多址(WCDMA)的掃描相關器的路徑搜索算法中，一個幀(假定為15個時隙)中使用的擾碼周期的碼片長度是38，400碼片，從而對應於一個時隙的碼片段為2560。如果假定某個控制信道的擴展係數為256，則在每個時間假設上為256碼片的一段時間獲取部分相關值，以檢查存在/不存在新的信號路徑。
在搜索過程中，掃描相關器將部分相關值與一個特定閾值進行比較。如果部分相關值大於該閾值，就可以判定存在新的信號路徑。
在此，為滿足標準中確定的假警報可能性而設定該特定閾值。如果閾值設定得過高，就會減小假警報的可能性，但是會降低檢測能力。
相反，如果閾值設定得過低，就會提高假警報的可能性，但是可以提高檢測能力。
同時，在3G異步WCDMA系統中，為了與擾碼的同步相匹配，基站利用了反向鏈路專用物理數據信道(DPDCH)的專用物理控制信道(DPCCH)。如圖2所示，DPCCH由下列幾項構成用於估計信道信息的導頻碼元；包含反向鏈路信道的擴展係數(SF)信息的傳輸格式組合指示符(TFCI)；反饋信息(FBI)，這是包含移動臺的傳輸分集信息的反饋信號；以及包含功率控制信息的發射功率控制(TPC)欄位。這種DPCCH的一幀由15個時隙構成。
然而，根據幀的格式，為每幀發射的時隙數目可以變化，下面將舉例說明。
在移動臺應該執行頻率間切換的情況下，基站應該生成至少一個沒有數據比特的空時隙。因為該至少一個空時隙是對於每個幀按不同的模式生成的，所以每一幀所包含的時隙數目是變化的。
因此，在基站接收機進行路徑搜索的過程中，即使來自移動臺的發射信號經過了調製，它仍然包括其平方成分。因此，發射信號對時隙的變化數目有影響。從而，如果知道哪個時隙是空的，則可以跳過相應的時隙，而搜索有數據存在的時隙。
與現有系統一樣，這種操作應用於陣列天線的各個元件。
基站包括兩種搜索器。一種是隨機訪問信道(RACH)路徑搜索器，而另一種為業務信道路徑搜索器。在移動臺通過上行鏈路信道與基站進行初始連接，即移動臺通過隨機訪問信道(RACH)向基站發送始發呼叫或終點呼叫的情況下，基站搜索器接收至少一個RACH報頭，然後通過下行鏈路信道為該報頭髮送一個確認信號。
從而，移動臺把要發射的信號發送到基站。
在上述過程中，需要基站準確地搜索從移動臺發來的報頭。為此，基站的RACH搜索器連續地執行搜索操作。這裡，搜索器具有特定尺寸的搜索窗口以搜索RACH報頭。
當在移動臺和基站間建立呼叫時，業務信道路徑搜索器連續地進行搜索以識別是否存在新的路徑。
業務信道路徑搜索器根據控制器的控制信號來接收何時搜索的時間假設。業務信道路徑搜索器獲得特定時間假設上的部分相關值，並將部分相關值與一個閾值進行比較。如果部分相關值大於該閾值，則業務信道路徑搜索器確認在特定時間假設上有新的信號路徑存在。然後業務信道路徑搜索器把該新路徑分配給瑞克接收機的耙指。組合器對多路徑信號進行組合以將接收機的性能保持在最優狀態。
此時，基站利用兩個分集接收天線通過組合從各個天線接收到的信號的方法來獲取組合的增益。即基站接收器包括為這兩個天線獨立工作的搜索器。基站的數據機最後對通過這些天線接收到的信號進行組合。
綜上所述，包含常規RACH搜索器和業務信道路徑搜索器的基站利用單獨的接收天線搜索器進行新信號路徑搜索，而不使用接收到的信號的空間信息。從而，通過最大比率組合、根據搜索到的路徑來維持基站接收機的性能。
在與現有系統的搜索器一樣的搜索器被應用於採用了智能天線的系統中的情況下，通過一個天線接收到的信號的組合信號的信號-幹擾噪聲比率(SINR)滿足鏈路信道所需要的信號質量，但是通過各個天線接收到的信號的每個SINR降低了。
因此，利用一個天線接收信號的方法無法避免新路徑搜索性能的降低。從而，接收到的信號的碼元錯誤率會由於為信號的優化組合進行的信號路徑搜索而提高。
如果利用通過一個天線元件接收到的信號來進行路徑搜索，由於接收到的信號的功率水平的降低而導致新路徑搜索性能的惡化也會變得嚴重。從而由於很長的搜索時間，這個惡化導致瑞克接收機性能的降低。
發明內容
因此，本發明針對的是一種在具有多個陣列天線元件的移動通信系統中的信號路徑搜索方法及其設備，其從根本上消除了由於現有技術的限制和不足而帶來一個或若干問題。
本發明的一個目的是提供一種在具有多個陣列天線元件的移動通信系統中的信號路徑搜索方法及其設備，其適於利用接收到的信號的空間信息來減少信號路徑搜索所需的時間。
本發明的另一目的是提供一種在具有多個陣列天線元件的移動通信系統中的信號路徑搜索方法及其設備，其適於利用接收到的信號的空間信息來提高搜索性能。
本發明其它的優點、目的和特徵將部分地在後面的說明中提及，一部分則對於本領域技術人員，在對以下內容的考察後會變得明了，或者通過本發明的實踐而體驗到。通過說明書、權利要求書和附圖中特別指出的結構，可以實現和獲得本發明的目的和其它優點。
為了實現這些目的和其它優點，根據本發明的目的，正如在此作為實施例並加以廣泛說明的，在具有多個陣列天線元件的移動通信系統中的信號路徑搜索方法包括如下步驟(a)在特定的時間對通過天線元件接收到的信號的解擴信號進行時間處理；(b)利用第一估計相位信息值和第二估計相位信息值對經過時間處理的信號進行空間處理，其中第二估計相位信息為第一估計相位信息值中一個的輕微增加和/或減小；(c)搜索在空間處理過的信號值中的第一和第二相位信息值的每個最大值超過一個相應閾值的特定時間上存在的信號路徑。
在本發明的另一方面，在具有多個陣列天線元件的移動通信系統中的信號路徑搜索方法包括以下步驟(a)在一個特定時間上利用第一估計相位信息值和第二估計相位信息值來對通過天線元件接收到的信號的碼片級信號進行空間處理，其中第二估計相位信息為第一估計相位信息值中一個的輕微增加和/或減小；(b)在該特定時間為每個第一和第二估計相位信息值對經過了空間處理的信號進行時間處理；(c)搜索在空間處理過的信號值中的每個第一和第二相位信息值的最大值超過一個相應閾值的特定時間上存在的信號路徑。
在本發明的另一方面，在具有多個陣列天線元件的移動通信系統中的信號路徑搜索設備包括時間處理器，用於在特定時間對通過天線元件接收到的信息的解擴信號進行時間處理；空間處理器，利用第一估計相位信息值和第二估計相位信息值來對經過時間處理的信號進行空間處理，其中第二估計相位信息為第一估計相位信息值中一個的輕微增加和/或減小；組合器，用於對在特定時間上搜索到的信號路徑的構成波束進行組合，這個特定時間是空間處理過的信號值中的第一和第二相位信息值的每個最大值超過一個相應閾值的時間。
在本發明的另一方面，在具有多個陣列天線元件的移動通信系統中的信號路徑搜索設備包括(a)空間處理器，用於在特定時間上利用第一估計相位信息值和第二估計相位信息值對通過天線元件接收到的碼片級信號進行空間處理，其中第二估計相位信息為第一估計相位信息值中一個的輕微增加和/或減小；(b)時間處理器，用於在特定時間上利用第一估計相位信息值和第二估計相位信息值對經過空間處理的信號進行時間處理；(c)組合器，用於對在特定時間上搜索到的信號路徑的形成波束進行組合，其中特定時間是經過時間處理的信號值中的第一和第二相位信息值的各個最大值超過相應閾值的時間。
應該理解，上面對本發明的概述及下面對本發明的詳述僅僅是示例性的，它們只是為權利要求所限定的本發明提供進一步的解釋。
附圖幫助更好地理解本發明，並構成本申請的一部分，附圖顯示了本發明的實施例，並與說明書一起解釋本發明的原理。附圖中圖1顯示的是常規基站接收機的結構；圖2顯示的是普通上行鏈路信號格式；圖3顯示的是普通陣列天線系統中根據接收到的信號的不同到達方向而產生的程差；圖4顯示的是根據本發明第一優選實施例的時/空處理搜索器的結構框圖；圖5顯示的是圖4中時/空處理搜索器的搜索處理的流程圖；圖6顯示的是根據本發明第二優選實施例的時/空處理搜索器的結構框圖；以及圖7顯示的是圖6中時/空處理搜索器的搜索處理的流程圖。
通過陣列天線元件從移動臺入射到基站的多路徑信號被認為是平面波，因為移動臺和基站之間的距離為幾百米到幾十公裡。
換句話說，如圖3所示，由於每個多路徑信號伴隨著其相位被平面化而入射到每個天線元件，所以每個多路徑信號根據它們的入射角有不同的程差(path difference)。當多路徑信號從移動臺傳輸到基站時，多路徑信號的幅值基本不變，而只有其相位角根據它們的程差而變得不同。
從而，接收機通過相鄰的天線元件接收具有相同幅值、不同相位角的多路徑信號。
在此，天線元件之間的距離被設定為半波(λ/2)，在此情況下，天線輻射場型在寬邊方向上形成波束的地方形成數量為N-1的零點(N表示天線元件的數目)。
在此情況下，在天線表面的垂直方向上獲得最大增益，而在垂直方向以外的其它方向上產生小的旁瓣。為了有效地抑制多用戶的幹擾，通過在特定的方向角處產生零點可以將接收機處的幹擾信號成分降低到最低水平。這就能夠設計出一種具有顯著改善的接收性能的接收機。
與此同時，根據接收信號到達的方向角來確定信號間的程差，並且由於程差而導致相位角的差異。用於估計相位角的信號跟蹤矢量被稱為標記矢量(signature vector)。
為每個天線元件線性增加相位角。這是由於隨著天線元件的指數增加，根據所接收信號的到達方向角的信號間程差也線性地增加或減小。
比如說，如果天線元件之間的距離(d)為半波(λ/2)，並且波數為2π/λ，則第一和第二天線元件之間的程差變成了dsin(θ)，相角差為πsin(θ)。
如圖3所示，第一和第三天線元件間的信號程差為2dsin(θ)，第一和第四天線元件之間的信號程差為3dsin(θ)，而第一與第N天線元件之間的信號程差為(N-1)dsin(θ)。從而，獲得下列接收信號的信號跟蹤矢量(以下稱為標記矢量)。
a(θ)＝[1，e-jπsinθ，e-j2πsinθ，e-jπ(N-1)sinθ]T
根據信號到達方向，該標記矢量表示了各個天線元件的相角差，而幹擾信號隨同標記矢量一起被接收。從而，如果已知該標記矢量信息，則基站接收機就能獲得通過天線接收到的信號的一個組合矢量。在此，組合矢量與所需信號的入射方向相匹配。與僅使用一個天線的情況相比，從組合矢量中得到的特定信號的SINR可以提高N倍。
在本發明中，由於搜索器在搜索開始時沒有關於標記矢量的任何信息，為了找出被接收信號的到達方向角，它通過按預定的度數增加或減小角度來搜索信號的方向。
當初始呼叫連接時或呼叫連接後信號路徑改變時，搜索器沒有關於改變後路徑的標記矢量信息。從而，搜索器開始利用信號標記矢量的某一估計值來進行搜索。該搜索可以通過下面兩個實施例來進行。
下列兩個實施例可以應用於RACH搜索器和業務信道搜索器。第一實施例圖4顯示的是根據本發明第一優選實施例的時/空處理搜索器的結構框圖。
圖5顯示的是圖4中時/空處理搜索器的搜索處理的流程圖。
如圖4所示，搜索器包括下變頻器201，用於將通過各個天線元件接收到的信號轉換成基帶信號；模數轉換器202，用於將基帶的模擬信號轉換為數位訊號；時間處理器203，用於計算該數位訊號和擾碼時偏序列的部分相關值；空間處理器204，用於將該部分相關值與預定的標記矢量進行組合以獲取組合的部分相關值，並確定組合部分相關值中的最大組合部分相關值；時間假設判定器205，用於判定是否認可提供了最大組合部分相關值的時間假設；時間跟蹤模塊208，用於跟蹤要在被認可的時間假設上重新搜索的信號的碼片級定時；波束形成模塊206，通過將預先調整(或固定)的權值應用於時間處理器203中計算出的部分相關值來形成波束；耙指組合模塊207，通過根據時間跟蹤的結果組合存在於被認可的時間假設中的路徑的成形波束，從而生成波束；以及信號檢測器和解碼器209，用於對耙指組合模塊207的輸出進行檢測和解碼。
圖5顯示的是由兩個步驟組成的信號路徑搜索過程。一個步驟是對通過各個天線接收到的信號進行時間處理，隨後利用估計的標記矢量對經過時間處理的信號進行空間處理。另一步驟是對接收信號進行空間處理，隨後利用估計的標記矢量對經過空間處理的信號進行時間處理。
如圖4和圖5所示，本發明對於時間假設Ti，在碼元級別上對從各個天線獲得的部分相關值進行空間處理，從而提高搜索性能。
參照圖4和圖5，下面將對信號路徑搜索處理進行說明。
首先，通過各個天線元件接收到的信號被轉換為基帶數位訊號，然後經過匹配濾波器(圖中未顯示)使該信號與傳輸脈衝波形相匹配。時間處理器203通過把匹配後的數位訊號乘以具有上行鏈路時偏序列的擾碼，從而獲得以碼元為單元的部分相關值。換句話說，在解擴後，時間處理器利用碼元值開始初始路徑搜索。隨後時間處理器203通過各個(即N)元件對碼元的部分相關值進行平均(步驟10)(第一時間處理)。各天線元件的平均部分相關值用C＝[C1～CN]來表示。
在特定的時間假設Ti上，空間處理器204通過分別組合從各個天線元件獲得的平均部分相關值和下列等式2-1到2-9的9個估計信號標記矢量 從而得到9個組合部分相關值。空間處理器204用L1來代替9個組合部分相關值中的最大值。Li為 (步驟11)。「i」表示用於估計標記矢量的估計標記矢量中的一個(第一空間處理)。
比如，如果天線覆蓋的區域的角度範圍為120o，搜索將首先按9個階段開始。在此第一估計標記矢量在等式2-1中給出。
a(^1)=[1,e-jsin12,e-j2sin12,K,e-j(N-1)sin12]T]]>等式2-1顯示的是假定初始入射信號的到達角度為12o時的一個估計標記矢量。另外，假定其它天線元件的到達角度是呈整數倍增長的，則其它8個估計標記矢量在下列等式2-2到2-9表示出來。
因此，每12o得到一個估計標記矢量，並且利用其中一個估計標記矢量獲得要測試的時間假設Ti上的最大組合部分相關值。
a(^2)=[1,e-jsin24,e-j2sin24,K,e-j(N-1)sin24]T]]>[等式2-3]a(^3)=[1,e-jsin36,e-j2sin36,K,e-j(N-1)sin36]T]]>[等式2-4]a(^4)=[1,e-jsin48,e-j2sin48,K,e-j(N-1)sin48]T]]>[等式2-5]a(^5)=[1,e-jsin60,e-j2sin60,K,e-j(N-1)sin60]T]]>[等式2-6]a(^6)=[1,e-jsin72,e-j2sin72,K,e-j(N-1)sin72]T]]>[等式2-7]a(^7)=[1,e-jsin84,e-j2sin84,K,e-j(N-1)sin84]T]]>[等式2-8]a(^8)=[1,e-jsin96,e-j2sin96,K,e-j(N-1)sin96]T]]> a(^9)=[1,e-jsin108,e-j2sin108,K,e-j(N-1)sin108]T]]>如果L1在時間假設Ti上大於預定的閾值LTH1(步驟12)，則時間假設判定器205認可時間假設Ti。該認可表示在所認可的時間假設上存在新的信號路徑。隨後時間假設判定器205通知空間處理器204 Ti已被認可。
如果L1不大於預定的閾值LTH1，則時間假設判定器205通知時間處理器203 Ti不被認可。時間處理器203就在時間假設T(i+1)上重新計算部分相關值。隨後，空間處理器204和時間假設判定器205重複處理步驟11和12。
從而，空間處理器204在已被認可的Ti上為特定的估計標記矢量的相位角獲得多個具有遞減值和遞增值的估計標記矢量，其中被認可的Ti是在特定時間假設Ti上最大組合部分相關值超過特定閾值LTH1的時間。然後它將具有增量相位角和減量相位角的估計標記矢量與在時間處理器203中獲得的部分相關值相組合，確定並用L2的值來代替最大組合部分相關值(步驟13)(第二空間處理)。比如，如果在特定時間假設Ti上通過等式a(^3)=[1,e-jsin36,e-j2sin36,K,e-j(N-1)sin36]T]]>獲得的最大組合部分相關值大於特定閾值LTH1，則把上述等式 劃分為多個具有不同相位角的估計標記矢量，並且利用下列等式3-1到3-5的估計標記矢量來進行精確搜索。
然後，確定36o為中間相位角，並且對中間相位角前後2o間距處的估計標記矢量重新開始搜索。
a(^3,1)=[1,e-jsin32,e-j2sin32,K,e-j(N-1)sin32]T]]>[等式3-2]a(^3,2)=[1,e-jsin34,e-j2sin34,K,e-j(N-1)sin34]T]]>[等式3-3]a(^3,3)=[1,e-jsin36,e-j2sin36,K,e-j(N-1)sin36]T]]>[等式3-4]a(^3,4)=[1,e-jsin38,e-j2sin38,K,e-j(N-1)sin38]T]]>[等式3-5]a(^3,5)=[1,e-jsin40,e-j2sin40,K,e-j(N-1)sin40]T]]>用 代替L2。空間處理器204為時間假設判定器205提供被代替的值L2。在此，「i」表示用於標記矢量估計的估計標記矢量之一，「j」表示根據具有最大組合部分相關值的特定估計矢量的相位角獲得的多個估計標記矢量中的一個。換句話說，在被認可的Ti上獲得的估計標記矢量對於特定估計標記矢量的相位角具有遞減值和遞增值。
時間假設判定器205將數值L2與閾值LTH2進行比較(步驟14)。如果數值L2大於閾值LTH2，則判定器205就認可相應的時間假設Ti。該認可就可以確認在該時間假設上有新的信號路徑存在，而如果估計標記矢量具有最大組合部分相關值，它將是相應路徑的相位信息。同時，如果包括陣列天線的系統開始執行步驟15和16，則時間假設判定器205通知空間處理器205 Ti已被認可。然而，如果L2不大於預定的閾值LTH2，則時間假設判定器205就通知時間處理器203 Ti不被認可。時間處理器203就在時間假設T(i+1)重新計算部分相關值。隨後，空間處理器204和時間假設判定器205重複處理步驟11，12，13和14。
波束形成模塊206通過將預先調整(或固定)的權值應用於時間處理器203中計算的部分相關值來為每個天線元件形成波束。
時間跟蹤模塊208在被搜索的信號路徑中跟蹤擾碼的時間偏移。耙指組合模塊207根據時間跟蹤模塊208執行的時間跟蹤結果，通過組合存在於被認可的時間假設中的路徑的成形波束來生成波束。同時，耙指組合模塊207根據被認可的時間假設和相位信息為各個天線元件按最大比率組合這些路徑的波束。通過這種最大比率組合，鏈路信道的目的錯誤率就可得以改善。
同時，在時間假設的精確搜索非常重要的地方，換句話說，在接收機的信幹噪比(SINR)小於系統中確定的閾值的情況下，可以假設信號鏈路信道，即上行鏈路信道或下行鏈路信道，的時隙由於無線電信道的特性而相互獨立，從而空間處理器204在Q個時隙周期中對各個天線元件的組合部分相關值進行累加(時間/空間處理)，以對存在於被認可的時間假設上的信號路徑進行詳盡的驗證(步驟15)，並用L3代替累加的組合部分相關值。
如果值L3大於新的閾值LTH3(步驟16)，則時間假設判定器205認可相應的時間假設Ti(S17)。該認可就可以確認在該時間假設上有新的信號路徑存在。如上所述，耙指組合模塊207根據被認可的時間假設和相位信息按最大比率為各個天線元件組合路徑的波束。如果L3不大於預定閾值LTH3，則時間假設判定器205通知時間處理器203 Ti不被認可。時間處理器203再次計算時間假設T(i+1)處的部分相關值。空間處理器204和時間假設判定器205重複處理步驟11，12，13，14，15和16。第二實施例圖6顯示的是根據本發明第二優選實施例的時/空處理搜索器的結構框圖。
圖7顯示的是圖6中時/空處理搜索器的搜索處理的流程圖。
如圖6所示，搜索器包括下變頻器301，用於將通過各個天線元件接收到的信號轉換為基帶信號；模數轉換器302，將基帶的模擬信號轉換為數位訊號；空間處理器303，用於組合數位訊號和估計的標記矢量，這些數位訊號在解擴前的碼片級信號；時間處理器304，用於計算組合信號的部分相關值和擾碼的時偏序列，並確定組合信號的部分相關值中的最大組合部分相關值；時間假設判定器305，判定是否認可具有最大組合部分相關值的時間假設；時間跟蹤模塊308，用於在各個天線元件中跟蹤要在被認可的時間假設上重新搜索的信號的碼片級定時；波束形成模塊306，通過將預先調整(或固定)的權值應用於時間處理器303中計算的部分相關值來形成波束；耙指組合模塊307，通過根據時間跟蹤的結果組合存在於認可的時間假設上的路徑的成形波束來生成波束；以及信號檢測器和解碼器309，用於對耙指組合模塊307的輸出進行檢測和解碼。
參照圖6和圖7，下面將對信號路徑搜索處理進行說明。
首先，用於對通過各個天線接收到的信號進行空間處理的空間處理器303將估計標記矢量 與被接收信號的碼片級信號a(θ)s(t)組合，並生成如下列等式4所示的組合信號(步驟20)(空間處理)。此時，使用了多個估計標記矢量，如上述等式2-1到2-9所示。
aH(^)as(t)]]>在此，「a(θ)s(t)」用S(t)表示，「H」表示共軛操作。
時間處理器304利用等式4獲得被考慮的時間假設Ti處的組合信號和擾碼時偏序列的部分相關值(圖7中用C表示)，得到所獲得的部分相關值中的最大值，並用L1代替該最大值(步驟21)。
如果L1大於確定的閾值LTH1，則時間假設判定器305就假定在時間假設Ti上存在新的信號路徑(步驟22)。隨後，時間假設判定器305通知時間處理器304 Ti已被認可。如果L1不大於預定的閾值LTH1，則時間假設判定器305通知空間處理器303 Ti不被認可。空間處理器303重新計算估計標記矢量和碼片級信號的組合信號。時間處理器304和時間假設判定器305重複處理步驟20，21和22。
為了對上述處理中獲得的新信號路徑候選者的時間假設進行驗證，空間處理器303進入更精確的信號路徑搜索過程，並且此時使用的估計標記矢量與圖4中時/空間處理結構中使用的估計標記矢量一樣。
也就是說，時間處理器304獲得多個對於被認可的Ti上的特定估計標記矢量的相位角具有遞減值和遞增值的估計標記矢量，其中被認可的Ti是在該時間假設上最大組合部分相關值大於特定閾值LTH1。然後它計算組合信號和所獲取的估計標記矢量的部分相關值，確定並用L2代替最大組合部分相關值(步驟23)(第二空間處理)。
比如，如果大於下列等式中顯示的閾值LTH1，a(^3)=[1,e-jsin36,e-j2sin36,K,e-j(N-1)sin36]T]]>時間處理器304為組合信號執行第二時間處理，這些組合信號在相應的時間假設Ti上被應用了等式3-1到3-5的估計標記矢量。時間處理的結果在等式4中表示出來。這個時間處理結果被稱為組合部分相關值。用 代替L2。時間處理器304為時間假設判定器305提供代替的值L2。在此，「i」表示用於標記矢量估計的估計標記矢量之一，「j」表示根據具有最大組合部分相關值的特定估計矢量而劃分的估計標記矢量中的一個估計標記矢量。
如果值L2大於確定的閾值LTH2，則判定器305就認可相應的時間假設Ti。該認可確認在上述時間假設上有新的信號路徑存在，而如果標記矢量估計數值具有最大組合部分相關值，則它是相應路徑的相位信息。同時，如果包含陣列天線的系統開始執行步驟25和26，則時間假設判定器305通知時間處理器304 Ti已被認可。然而，如果L2不大於預定的閾值LTH2，則時間假設判定器305就通知空間處理器303 Ti不被認可。空間處理器303再次計算時間假設T(i+1)處的組合信號。時間處理器304和時間假設判定器305重複處理步驟20，21，和23。波束形成模塊306通過將預先調整(或固定)的權值應用於來自空間處理器303的組合信號來為每個天線元件形成波束。時間跟蹤模塊308在搜索到的路徑中跟蹤擾碼的時間偏移。
耙指組合模塊307根據由時間跟蹤模塊308執行的時間跟蹤結果，通過組合存在於被認可時間假設中的路徑的成形波束來生成波束。同時，耙指組合模塊307根據被認可的時間假設和相位信息對於各個天線元件按最大比率組合路徑的波束。通過這種最大比率組合，鏈路信道的目的錯誤率就可得以改善。
同時，在時間假設的精確搜索非常重要的地方，換句話說，在接收機的信幹噪比(SINR)小於在系統中確定的閾值的情況下，可以假設信號鏈路信道，即上行鏈路信道或下行鏈路信道，的時隙由於無線電信道的特性而相互獨立，從而時間處理器304在Q個時隙周期中對各個天線元件的組合部分相關值進行累加(時間/空間處理)，以對存在於被認可的時間假設中的信號路徑進行詳盡的驗證(步驟25)，並用L3代替累加的組合部分相關值。
如果L3大於新閾值LTH3(步驟26)，則時間假設判定器205認可相應的時間假設Ti(步驟27)。該認可確認在該時間假設上有新的信號路徑存在。如上所述，耙指組合模塊307根據被認可的時間假設和相位信息按最大比率為各個天線元件組合路徑波束。如果L3不大於預定閾值LTH3，則時間假設判定器305通知空間處理器303 Ti不被認可。空間處理器303再次計算時間假設T(i+1)處的組合信號。時間處理器304和時間假設判定器305重複處理步驟20，21，22，23，24和25。
綜上所述，在本發明的第二實施例中，通過各個天線元件的多路徑信號的傳輸延遲差異幾乎為『0』，並且如果一個信號對不同路徑中的其它信號產生破壞性的幹擾作用，則這些信號可以被分隔到屬於獨立路徑的信號中去。
同樣，在第二實施例中，第一空間處理、時間處理以及第二空間處理可以在一個時隙期間執行。
此外，根據第二實施例，對於Q個時隙期間的驗證處理，需要Q個時隙的時間，並且根據第二個實施例整個快速搜索新路徑的過程可以在(1+Q)個時隙期間執行。
綜上所述，根據本發明，為各個天線元件搜索路徑的時候可以避免預期搜索性能的惡化，並且幹擾信號可以得以抑制，所以在多用戶幹擾存在的環境下搜索器的性能可以得到顯著的提高。
從而，瑞克接收機的性能也能得以改善。
另外，以相同的延遲搜索導致破壞性幹擾的路徑也成為可能。雖然這樣的路徑組合在通常的瑞克接收機中是不可能實現的，但是可以利用使用了空間信息的搜索器實現對可以空間分離的信號的最大比率組合，從而在惡劣的無線電信道環境下瑞克接收機的性能可以得以改善。
對於本領域的技術人員，顯然本發明可以有很多改進和變化。因此，本發明涵蓋各種改進和變化，只要它們落入所附權利要求及其等同物的範圍內。
權利要求
1.一種具有多個陣列天線元件的移動通信系統中的信號路徑搜索方法，包括以下步驟(a)將解擴信號的部分相關值應用於為信號路徑估計而估計的第一相位信息值；(b)判定被應用了所述第一相位信息值的部分相關值中的第一最大值是否大於一個第一閾值；(c)如果判定第一最大值大於所述第一閾值，則根據產生所述第一最大值的第一相位信息值將所述部分相關值應用於第二相位信息值；以及(d)根據被應用了所述第二相位信息值的部分相關值中的第二最大值與一個第二閾值的比較來搜索新的信號路徑。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括以下步驟如果所述第二最大值大於所述第二閾值，則可選地在多個時隙期間內累加被應用了第二相位信息值的部分相關值；以及通過比較所述累加值與一個第三閾值來確認所述新的信號路徑。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述第二相位信息值是某個相位角的整數倍。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述第二相位信息值是12度的整數倍。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述第二相位信息值基於特定相位角呈前後2度的間隔。
6.一種具有多個陣列天線元件的移動通信系統中的信號路徑搜索方法，包括以下步驟將擴頻信號應用於為路徑估計而估計的第一相位信息值；判定被應用了所述第一相位信息值的擴頻信號的部分相關值中的第一最大值是否大於一個第一閾值；如果判定所述第一最大值大於第一閾值，則根據產生所述第一最大值的第一相位信息值將擴頻信號應用於第二相位信息值；以及根據被應用了第二相位信息值的擴頻信號的部分相關值中的第二最大值與一個第二閾值的比較來搜索新的信號路徑。
7.根據權利要求5所述的方法，還包括以下步驟如果所述第二最大值大於第二閾值，則可選地在多個時隙期間內累加被應用了第二相位信息值的擴頻信號的部分相關值；以及通過比較所述累加值與一個第三閾值來確認所述新的信號路徑。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述第二相位信息值是某個相位角的整數倍。
9.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述第二相位信息值是12度的整數倍。
10.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述第二相位信息值基於特定相位角呈前後2度的間隔。
11.一種具有多個陣列天線元件的移動通信系統中的信號路徑搜索方法，包括以下步驟(a)在特定時間將解擴信號的部分相關值應用於為路徑估計而估計的第一相位信息值；(b)判定被應用了第一相位信息值的部分相關值中的第一最大值是否大於一個第一閾值；(c)如果判定第一最大值大於第一閾值，則根據產生第一最大值的第一相位信息值將所述部分相關值應用於第二相位信息值；(d)判定被應用了第二相位信息值的部分相關值中的第二最大值是否大於一個第二閾值；(e)如果判定第二最大值大於第二閾值，則認可該特定時間；以及(f)在該特定時間搜索新的信號路徑。
12.根據權利要求11所述的方法，還包括以下步驟如果第二最大值大於第二閾值，則可選地在多個時隙期間內累加被應用了第二相位信息值的部分相關值；以及通過比較所述累加值與一個第三閾值來確認所述新的信號路徑。
13.一種具有多個陣列天線元件的移動通信系統中的信號路徑搜索方法，包括以下步驟(a)在特定時間將擴頻信號應用於為路徑估計而估計的第一相位信息值；(b)判定被應用了所述第一相位信息值的擴頻信號的部分相關值中的第一最大值是否大於一個第一閾值；(c)如果判定第一最大值大於第一閾值，則根據產生第一最大值的第一相位信息值將擴頻信號應用於第二相位信息值；(d)判定被應用了第二相位信息值的擴頻信號的部分相關值中的第二最大值是否大於一個第二閾值；(e)如果判定第二最大值大於第二閾值，則認可該特定時間；以及(f)在該特定時間搜索新的信號路徑。
14.根據權利要求13所述的方法，還包括以下步驟如果第二最大值大於第二閾值，則可選地在多個時隙期間內累加被應用了第二相位信息值的擴頻信號的部分相關值；以及通過比較所述累加值與一個第三閾值來確認所述新的信號路徑。
15.一種具有多個陣列天線元件的移動通信系統中的信號路徑搜索方法，包括以下步驟(a)在特定時間對通過天線元件接收到的信號的解擴信號進行時間處理；(b)利用第一估計相位信息值和第二估計相位信息值對經過了時間處理的信號進行空間處理，其中第二估計相位信息為第一相位信息值中一個的輕微增加和/或減小；(c)搜索在該特定時間中存在的信號路徑，其中在該特定時間中空間處理過的信號值中的第一和第二相位信息值的各個最大值大於相應的閾值。
16.根據權利要求15所述的方法，如果判定第二相位信息值的空間處理信號值中的最大值大於一個預定閾值，則可選地在多個時隙期間內累加第二相位信息的空間處理信號值；以及通過比較所述累加值與一個相應的閾值來確認所述新信號路徑。
17.一種具有多個陣列天線元件的移動通信系統中的信號路徑搜索方法，包括以下步驟(a)在一個特定時間利用第一估計相位信息值和第二相位信息值來對通過天線元件接收到的信號的碼片級信號進行空間處理，其中第二估計相位信息為第一相位信息值中一個的輕微增加和/或減小；(b)在該特定時間對各個第一和第二相位信息值的空間處理信號進行時間處理；(c)搜索在該特定時間中存在的信號路徑，其中在該特定時間中經過時間處理的信號值中每個第一和第二相位信息值的最大值都大於一個相應閾值。
18.根據權利要求17所述的方法，如果判定第二相位信息值的經過時間處理的信號值中的最大值大於預定的閾值，則可選地在多個時隙期間內累加第二相位信息的經過時間處理的信號值；以及通過比較所述累加值與一個相應的閾值來確認所述新信號路徑。
19.一種具有多個陣列天線元件的移動通信系統中的信號路徑搜索設備，包括時間處理器，用於對特定時間中通過天線元件接收到的信號的解擴信息進行時間處理；空間處理器，利用第一估計相位信息值和第二估計相位信息值來對經過時間處理的信號進行空間處理，其中第二估計相位信息為第一相位信息值中一個的輕微增加和/或減小；組合器，用於組合在所述特定時間中搜索到的信號路徑的成形波束，其中所述特定時間中空間處理後的信號值中的第一和第二相位信息值的各個最大值都大於相應的閾值。
20.根據權利要求19所述的設備，如果判定空間處理後的信號值中第二相位信息值的最大值大於預定的閾值，則空間處理器在多個時隙期間內累加第二相位信息的空間處理信號值，組合器組合通過比較所述累加值與相應的閾值而確認的信號路徑的成形波束。
21.一種具有多個陣列天線元件的移動通信系統中的信號路徑搜索設備，包括(a)空間處理器，利用第一估計相位信息值和第二估計相位信息值來對通過天線元件接收到的信號的碼片級信號進行空間處理，其中第二估計相位信息為第一相位信息值中一個的輕微增加和/或減小；(b)時間處理器，在特定時間利用第一估計相位信息值和第二估計相位信息值對經過空間處理的信號進行時間處理；(c)組合器，組合在該特定時間中搜索到的信號路徑的成形波束，其中所述的特定時間中經過時間處理的信號值中第一和第二相位信息值的各個最大值都大於相應的閾值。
22.根據權利要求21所述的設備，其特徵在於，如果判定經過時間處理的信號值中第二相位信息值的最大值大於預定的閾值，則時間處理器可選地在多個時隙期間內累加第二相位信息的時間處理信號值，組合器組合在該特定時間通過比較所述累加值與相應閾值而確認的信號路徑的成形波束。
23.一種具有多個陣列天線元件的移動通信系統中的信號路徑搜索設備，包括(a)時間處理器，用於計算在特定時間通過天線元件接收到的信號的解擴信息的部分相關值；(b)空間處理器，將所述部分相關值應用於為信號路徑估計而估計的第一估計相位信息值和第二估計相位信息值，其中第二估計相位信息值為第一相位信息值中一個的輕微增加和/或減小；(c)時間假設判定器，用於判定分別應用了第一估計相位信息值和第二估計相位信息值的部分相關值中各個第一和第二相位信息值的最大值是否大於相應的閾值；以及(d)組合器，用於組合所述特定時間中根據時間假設判定器的輸出而搜索到的信號路徑的成形波束。
24.根據權利要求23所述的設備，其特徵在於，空間處理器可選地在多個時隙期間內累加具有第二相位信息值的部分相關值，時間假設判定器還判定該累加值是否大於一個預定閾值。
25.根據權利要求23所述的設備，其特徵在於，第二相位信息值是某個相位角的整數倍。
26.根據權利要求25所述的方法，其特徵在於，第二相位信息值是12度的整數倍。
27.根據權利要求23所述的方法，其特徵在於，所述第二相位信息值基於特定相位角呈前後2度的間隔。
28.一種具有多個陣列天線元件的移動通信系統中的信號路徑搜索設備，包括空間處理器，用於在特定時間中將擴頻信號應用於為估計路徑而估計的第一相位信息值和第二相位信息值，其中第二估計相位信息值為第一相位信息值中一個的輕微增加和/或減小；時間處理器，用於獲取分別應用了第一相位信息值和第二相位信息值的擴頻信號的部分相關值；時間假設判定器，用於判定經過時間處理的信號值中第一和第二相位信息值的最大值是否大於相應的閾值；以及組合器，用於組合在所述特定時間中根據時間假設判定器的輸出而搜索到的路徑的成形波束。
29.根據權利要求28所述的設備，其特徵在於，時間處理器可選地在多個時隙期間內累加具有第二相位信息值的信號的部分相關值，時間判定器還判定所述累加值是否大於預定的閾值。
30.根據權利要求28所述的設備，其特徵在於，第二相位信息值是某個相位角的整數倍。
31.根據權利要求30所述的方法，其特徵在於，第二相位信息值是12度的整數倍。
32.根據權利要求28所述的方法，其特徵在於，所述第二相位信息值基於特定相位角呈前後2度的間隔。
全文摘要
公開了一種具有多個陣列天線元件的移動通信系統中的信號路徑搜索方法。根據本方法和設備，利用碼片級信號或碼元級信號來執行路徑搜索，並根據該級別來判定先執行時間處理還是執行空間處理。
文檔編號H04B1/707GK1413039SQ0214432
公開日2003年4月23日 申請日期2002年10月8日 優先權日2001年10月6日
發明者金正鎬 申請人:Lg電子株式會社