包括瑞克接收機的站的製作方法
2023-08-07 23:24:31 2
專利名稱：包括瑞克接收機的站的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種包括含耙指(finger)的瑞克(rake)接收機的站、涉及一種用在站中並包括耙指的瑞克接收機、涉及一種在瑞克接收機內使用的耙指、涉及一種對解擾信號進行解擴的方法、以及涉及一種對解擾信號進行解擴的處理器程序產品。
這種站的例子可以是通用移動電信系統(UMTS)中的移動終端、基站以及網絡節點。
從WO 02/01747已知現有技術的站，WO 02/01747在其第2頁4-8行公開了一種包括含耙指的瑞克接收機的移動無線設備。
瑞克接收機通過由耙指(或瑞克臂)分別處理傳輸信號的多徑分量並在此後合併它們的能量從而利用了多徑傳播，例如，當傳輸信號在接收之前被障礙物反射時，就出現了多徑傳播。此外更具體地是，所述耙指(或瑞克臂)跟蹤並解擴多徑分量。例如，這樣的瑞克接收機用於碼分多址電信系統(CDMA)或者寬帶碼分多址電信系統(WCDMA)。
已知每個符號包括例如十六個碼片，一次復值乘法包括四次實值乘法和兩次實值加法，每個耙指為了解擾一個符號，需要進行16次復值乘法，其等於要進行64次實值乘法和32次實值加法，為了解擴該符號的實部加虛部，對於每個解信道化(de-channelization)碼需要進行32次實值乘法，為了積分和轉儲，需要進行15次復值加法，其等於30次實值加法。這樣，在使用五個信道的情況下(使用五個解信道化碼)，需要進行64+5×32＝224次實乘和32+5×30＝182次實加，在使用十個信道的情況下(使用十個解信道化碼)，需要進行64+10×32＝384次實乘和32+10×30＝332次實加，在使用十五個信道的情況下(使用十五個解信道化碼)，需要進行64+15×32＝544次實乘和32+15×30＝482次實加(每個符號)。
其中由於進行符號解擴需要進行很多次計算，所以該已知站不具優勢。
本發明的一個目標是提供對符號解擴需要進行較少計算的站。
本發明其它的目標是提供一種瑞克接收機、耙指、方法以及處理器程序產品，他們都對符號解擴需要進行較少計算。
根據本發明的站包括具有耙指的瑞克接收機，其中耙指包括哈達瑪變換器(Hadamard transformer)。
通過將例如快速哈達瑪變換器或FHT的哈達瑪變換器引入耙指，可以同時對具有正交信道化碼的幾個符號的碼片進行解擴。由於該解信道化碼或者擴頻碼為具有適合由哈達瑪變換器變換的結構的所謂沃爾什(Walsh)碼，所以可以更有效率地進行符號解擴。對於符號解擾，根據本發明的站仍需64次實值乘法和32次實值加法。但是對於解擴，在解擴因子等於16的情況下，不考慮所使用的解信道化碼的數目，長度16的哈達瑪變換器僅需64次復值加法，其等於128次實值加法。所以，總之，根據本發明的站在乘法方面更有效率，在使用五個或更多個解信道化碼的加法方面更有效率，並在使用三個或更多個解信道化碼的總體運算上更有效率。
應當注意到WO 02/01747還在其第二頁公開了在瑞克接收機的同步部件中哈達瑪變換器的使用。該同步部件搜索信道並識別其它的站，未參與符號的解擴。耙指解擾並解擴符號，未參與信道的搜索以及其它站的識別。
包括解擾部件以及解擴部件的耙指定義了根據本發明的站的一個實施例，其中解擴部件包括哈達瑪變換器。如上面所述，解信道化碼或解擴碼都是所謂的沃爾什碼，其與加擾碼相反，具有適合由哈達瑪變換器進行變換的結構，而(此時)加擾碼並不適合由哈達瑪變換器進行變換。
根據本發明的站的一個實施例由解擾部件以及由解擴部件限定，其中該解擾部件包括乘法器，用於將耙指輸入信號與復共軛加擾碼相乘，以解擾該耙指輸入信號；解擴部件進一步包括串並轉換器，用於對解擾信號進行串並轉換，該串並轉換器包括連接到哈達瑪變換器輸入端的下採樣器，並包括連接到哈達瑪變換器輸出端、用於為每個信道生成解擴符號的選擇器。該串並轉換器和下採樣器以減小的採樣速率將解擾信號轉換為並行信號，哈達瑪變換器通過哈達瑪矩陣運算將這些信號變換為變換後的並行信號，並將變換後的並行信號提供給選擇器。
每個乘法器、串並轉換器、下採樣器、哈達瑪變換器以及選擇器可以是單獨的硬體單元、更大硬體單元的一部分、軟體模塊或更大軟體模塊的一部分。因此，輸入(輸出)可以是硬體輸入(輸出)或軟體輸入(輸出)。
根據本發明的站的一個實施例由瑞克接收機限定，該瑞克接收機進一步包括-另一耙指；-延遲部件，用於延遲頻率轉換後的信號，並生成去往耙指的耙指信號以及去往另一耙指的另一耙指信號的；以及-同步部件，用於接收頻率轉換後的信號以及相應地控制延遲部件。
通常，站包括例如三個或五個耙指。優選地，每個耙指具有相似的構造，每個構造都基於哈達瑪變換器。
根據本發明的站的實施例由作為通用移動電信系統中高速下行鏈路分組接入站的站限定，其中所用解信道化碼的數目至少是所用解擴因子的百分之十。根據本發明的站的效率隨著所用解信道化碼的數目相對於解擴因子的百分比的增加而增加。在基本情況下，在例如解擴因子256下使用例如三個解信道化碼，換句話說，所用解信道化碼的數目是所用解擴因子的大約百分之一，可以仍使用哈達瑪變換器，但在該情況下未充分地提高效率。
根據本發明的站的一個實施例限定為所用解擴因子等於十六，且所用解信道化碼的最大可能數目等於五、十或十五。預期高速下行鏈路分組接入站會在不久的將來普及。根據站的能力等級，最大可能的碼數目是五、十或十五。
用在站中並包括耙指的根據本發明的瑞克接收機由包括哈達瑪變換器的耙指限定。
用在瑞克接收機中的根據本發明的耙指由包括哈達瑪變換器的耙指限定。
用於對解擾信號進行解擴的根據本發明的方法包括哈達瑪變換步驟。
用於對解擾信號進行解擴的處理器程序產品包括哈達瑪變換函數。
根據本發明的瑞克接收機、根據本發明的耙指、根據本發明的方法以及根據本發明的處理器程序產品的實施例與根據本發明的站的本發明基於一種認識已有的站需要執行相對很多的計算來解擴符號，並且，本發明基於一種基本思想哈達瑪變換器適於對所謂沃爾什碼形式的解信道化碼或擴頻碼進行變換。
本發明解決了一個問題，即提供一種站，該站需要執行較少的計算來解擴符號，並且本發明具有如下優勢根據本發明的站在乘法方面更有效率、對於五個或更多個所用解信道化碼在加法方面更有效率、對於三個或更多個所用解信道化碼在總體運算方面更有效率。
參考下文描述的實施例，本發明的這些和其它方面得以闡明並且將是明顯的。
在圖中
圖1以框圖的形式示出了根據本發明的站，其包括根據本發明的瑞克接收機；以及圖2以框圖的形式示出了包括哈達瑪變換器的根據本發明的耙指。
圖1示出了根據本發明的站1，例如通用移動電信系統(UMTS)中移動終端、基站或者的網絡節點等，該站1包括無線級2、瑞克接收機3和輸出級4。無線級2包括接收無線頻率信號的天線。將該天線連接到用於生成頻率轉換後的信號的混頻器21的第一輸入端。另外，將混頻器21的第二輸入端連接到振蕩器22，以接收振蕩信號。瑞克接收機3包括接收頻率轉換後的信號的同步部件31、接收頻率轉換後的信號的延遲部件32，其中同步部件31控制延遲部件32。瑞克接收機3還包括根據本發明的耙指33-35，耙指的輸入端連接到延遲部件32的輸出端。耙指的輸出端連接到合成器36的輸入端，合成器的輸出端連接到輸出級4的輸入端。例如，該輸出級包括均未示出的處理單元和/或人機接口。
除了根據本發明的一個或多個耙指的構造和功能之外，圖1所示的根據本發明的站1的功能是本領域技術人員所共知的一般知識。這樣根據本發明的耙指如圖2所示。
圖2所示的根據本發明的耙指34包括解擾部件50和解擴部件60。解擾部件50包括乘法器52，用於將耙指輸入信號與復共軛加擾碼相乘，以解擾來自延遲部件32輸出端的耙指輸入信號。該復共軛加擾碼來自發生器51。解擴部件60包括對來自乘法器52輸出端的解擾信號進行串並轉換的串並轉換器61。該串並轉換器61包括下採樣器71-73。最低的下採樣器73的輸入端接收串並轉換的解擾信號，第二低的下採樣器的輸入端接收通過一個延遲塊延遲一個周期的該信號，第二高的下採樣器72的輸入端接收通過延遲塊82和所有更低延遲塊每個延遲一個周期的該信號，以及最高下採樣器71的輸入端接收通過延遲塊81、延遲塊82以及所有更低的延遲塊每個延遲一個周期的該信號。將下採樣器71-73的輸出端連接到哈達瑪變換器62的輸入端。在其輸出端為每個信道生成解擴符號的選擇器63包括連接到哈達瑪變換器62輸出端的輸入端。串並轉換器61和下採樣器71-73將解擾信號轉換為採樣率降低的並行信號，哈達瑪變換器62通過哈達瑪矩陣運算將這些信號變換為變換後的並行信號，並將這些變換後的並行信號提供給選擇器63。
例如，哈達瑪變換器62包括快速哈達瑪變換器。通常，瑞克接收機3包括三個或五個耙指33-35，第一耙指33從延遲部件32的第一輸出端接收第一耙指信號，第二耙指34從延遲部件32的第二輸出端接收第二耙指信號，第三耙指35從延遲部件32的第三輸出端接收第三耙指信號，等等。延遲部件32中，可以找到幾個串聯的延遲單元，例如，第一延遲單元的第一輸入端構成了延遲部件32的第一輸出端，第一延遲單元的第一輸出端構成了延遲部件32的第二輸出端，第二延遲單元的第一輸出端構成了延遲部件32的第三輸出端，等等。由此，同步部件31控制每個延遲單元的延遲和/或偏移延遲和/或延遲單元的增加/移除，等等。優選地，每個耙指33-35具有相同的構造。
進入串並轉換器61的信號是解擾後的順序碼片流，即擴頻/信道化符號流。在擴頻因子等於四的兩個碼的情況下，已知碼1＝1，1，1，1和碼2＝1，-1，1，-1，符號s1n，n＝0，1，2和s2n，n＝0，1，2以及該耙指上的傳播信道失真為gn，n＝0，1，2(在符號內並不會改變很多)，那麼有十二個順序的碼片，如下g0*(s10+s20)，g0*(s10-s20)，g0*(s10+s20)，g0*(s10-s20)，g1*(s11+s21)，g1*(s11-s21)，g1*(s11+s21)，g1*(s11-s21)，g2*(s12+s22)，g2*(s12-s22)，g2*(s12+s22)，g2*(s12-s22)哈達瑪變換器62是塊變換，即需要將符號的十六個順序碼片分組為相同長度的矢量以便能進行哈達瑪變換。
該信號允許下採樣器71-73構造如下，其中假設僅有三個下採樣器71-73和兩個延遲塊81，82。將例如...，v-1，v0，v1，v2，v3，v4，v5，v6，...的數據流提供給下採樣器73、經過延遲塊82提供給下採樣器72以及經過延遲塊82、81提供給下採樣器81。結果，下採樣器73接收到非延遲信號、下採樣器72接收到延遲一周期的信號以及下採樣器71接收到延遲兩周期的信號-非延遲信號(對於下採樣器73)v0，v1，v2，v3，v4，v5，v6-延遲一周期的信號(下採樣器72)v-1，v0，v1，v2，v3，v4，v5-延遲兩周期的信號(下採樣器71)v-2，v-1，v0，v1，v2，v3，v4對這三個信號以因子三進行下採樣得到-下採樣器71...，v-2，v1，v4，...
-下採樣器72...，v-1，v2，v5，...
-下採樣器73...，v0，v3，v6，...
這就在每個周期內產生了長度為3的矢量(例如，在給定例子中v＝[v1，v2，v3])，該矢量包括串並轉換的三個順序輸入採樣。
哈達瑪變換器62的輸入信號是與上述討論的輸入到串並轉換器61的信號一致的輸入信號的順序採樣的矢量。例如，擴頻因子為四時，輸入信號將是矢量v0＝[g0*(s10+s20)，g0*(s10-s20)，g0*(s10+s20)，g0*(s10-s20)]v1＝[g1*(s11+s21)，g1*(s11-s21)，g1*(s11+s21)，g1*(s11-s21)]v2＝[g2*(s12+s22)，g2*(s12-s22)，g2*(s12+s22)，g2*(s12-s22)]哈達瑪變換器62的輸出信號是解擴符號(仍包括信道失真因子gn)的矢量，在這種情況下V0＝[s10*g0，s20*g0，0，0]；V1＝[s11*g1，s21*g1，0，0]；V2＝[s12*g2，s22*g2，0，0]；因為兩個保留碼未使用，所以每次出現兩個零。在給定例子中，長度為四的哈達瑪矩陣如下所示1 1 1 11 -1 1 -11 1 -1 -11 -1 -1 1該矩陣的行/列是信道化碼，例如，在該例子中使用的兩個碼是第一和第二列。
從上述例子可以清楚，可以僅使用碼字的子集(在該例子中是四個中的二個)。在這種情況下，哈達瑪變換器62的其它輸出信號不具有任何意義，即可以扔掉它們。選擇器63的任務就是準確地扔掉這些不具有意義的信號，即在該情況中從四個輸出信號中挑選出兩個信號。因為事先例如與其它站進行了協商，所以所使用碼字的數目(＝矩陣列數)是已知的。
站1可以是通用移動電信系統(UMTS)中的高速下行鏈路分組接入站(HSDPA)，所用解信道化碼的數目至少是所用解擴因子的百分之十。根據本發明的站1的效率將隨著所用解信道化碼數目相對於解擴因子的百分率的增加而增加。在基本情況下，在例如解擴因子256下使用例如三個解信道化碼，換句話說，所用解信道化碼的數目是所用解擴因子的大約百分之一，可以仍使用哈達瑪變換器62，但在該情況下未充分地提高效率。優選地，所用的解擴因子等於十六，根據站的能力等級，所用的解信道化碼的最大可能數目等於五、十或十五。預期該高速下行鏈路分組接入站1會在不久的將來流行。
每個乘法器52、發生器51、串並轉換器61、下採樣器71-73、哈達瑪變換器62以及選擇器63可以是單獨的硬體單元、更大硬體單元的一部分、軟體模塊或者更大軟體模塊的一部分。因此，輸入(輸出)可以是硬體輸入(輸出)或軟體輸入(輸出)。可以提出另外的單元(部分)和另外的模塊(部分)，而並不背離本發明的範圍。
應注意到上面所提出的實施例舉例說明本發明而不是限制本發明，本領域的技術人員可以設計出許多其它可選擇的實施例，而不背離附加權利要求的範圍。在權利要求中，不應把任何放在圓括號內的參考標記解釋為對權利要求的限制。動詞「包括」及其結合形式的使用不排除權利要求中所述之外的元素或步驟，一個元素之前的冠詞「一個」並不排除多個這種元素的出現。本發明可以由包括幾個不同元素的硬體方式以及適當編程的計算機方式來實現。在彼此不同的從屬權利要求中敘述了某些措施的單純事實並不表示不能夠將這些措施結合起來有利使用。
權利要求
1.一種站(1)，包括具有耙指(34)的瑞克接收機(3)，其中所述耙指(34)包括哈達瑪變換器(62)。
2.如權利要求1所定義的站(1)，其中所述耙指(34)包括解擾部件(50)和解擴部件(60)，所述解擴部件(60)包括所述哈達瑪變換器(62)。
3.如權利要求2所定義的站(1)，其中所述解擾部件(50)包括乘法器(52)，用於將耙指輸入信號與復共軛加擾碼相乘，以解擾所述耙指輸入信號，並且其中所述解擴部件(60)還包括將解擾信號進行串並轉換的串並轉換器(61)，該串並轉換器(61)包括連接到所述哈達瑪變換器(62)輸入端的下採樣器(71，72，73)，並且包括用於生成每個信道解擴符號的選擇器(63)，將所述選擇器(63)連接到所述哈達瑪變換器(62)的輸出端。
4.如權利要求3所定義的站(1)，其中瑞克接收機(3)還包括-另一耙指(35)；-延遲部件(32)，用於延遲頻率轉換後的信號，以及生成去往所述耙指(34)的耙指信號以及去往所述另一耙指(35)的另一耙指信號；以及-同步部件(31)，用於接收所述頻率轉換後的信號，以及相應地控制所述延遲部件(32)。
5.如權利要求1所定義的站(1)，其中所述站(1)是通用移動電信系統中的高速下行鏈路分組接入站(1)，所用解信道化碼的數目至少是所用解擴因子的百分之十。
6.如權利要求5所定義的站(1)，其中所用解擴因子等於十六，所用解信道化碼的最大可能數目等於五、十或十五。
7.一種瑞克接收機(3)，其用在站(1)中並包括耙指(34)，所述耙指(34)包括哈達瑪變換器(62)。
8.一種耙指(34)，其用在瑞克接收機(3)中，所述耙指(34)包括哈達瑪變換器(62)。
9.用於對解擾信號進行解擴的方法，所述方法包括哈達瑪變換步驟。
10.用於對解擾信號進行解擴的處理器程序產品，所述處理器程序產品包括哈達瑪變換函數。
全文摘要
如移動終端、基站和包括具有耙指的瑞克接收機的網絡節點這樣的站需要相對很多的計算來進行符號解擴。通過將耙指中的解擴乘法器、積分器以及轉儲器替代為哈達瑪變換器(62)，可以將具有正交信道化碼字的若干符號的碼片同時解擴，並且，站和瑞克接收機變得更為有效率。耙指(34)的解擴部件(60)包括哈達瑪變換器(62)以及包括下採樣器(71－73)的串並轉換器(61)。該站是通用移動電信系統(UMTS)中的高速下行鏈路分組接入站(HSDPA)，其中所用解信道化碼的數目至少是所用解擴因子的百分之十。例如，所用解擴因子等於十六，根據該站的能力等級，所用解信道化碼的最大可能數目等於五、十或十五。
文檔編號H04B1/707GK1890890SQ200480035890
公開日2007年1月3日 申請日期2004年11月26日 優先權日2003年12月4日
發明者弗朗克·海因勒 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司