DE69929029T2

DE69929029T2 - Verfahren und vorrichtung zur behebung von kodeinterferenz in einem cdma kommunikationssystem

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Publication number: DE69929029T2
Application number: DE69929029T
Authority: DE
Inventors: Su-Won Suwon-city PARK; Jae-Min Kangnam-gu AHN; Young-Ky Kim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1998-07-07
Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2019-07-08
Also published as: AU729216C; WO2000002397A2; BR9906577A; CN1119883C; WO2000002397A3; CA2302340C; AU4656299A; RU2213423C2; KR20000008080A; CN1273721A; IL134887A; DE69929029D1; AU729216B2; US6459693B1; IL134887A0; CA2302340A1; EP1021882A2; KR100318959B1; EP1021882B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Unterdrücken von Code-Interferenzen in einem CDMA-Kommunikationssystem (Code Division Multiple Acces communication system), eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Unterdrücken von wechselseitigen Interferenzen zwischen orthogonalen Codes und quasi-orthogonalen Codes (QOCs) in einem CDMA-Kommunikationssystem, in dem die orthogonalen Codes und die quasi-orthogonalen Codes für die Kanalisierung gleichzeitig vorhanden sind.
In einem CDMA-Kommunikationssystem stellen die orthogonalen Codes die orthogonale Kanalisierung zwischen allen Code-Kanälen bereit und die Höchstanzahl der verfügbaren Code-Kanäle wird durch die Länge des längsten orthogonalen Codes bestimmt. Die in einem CDMA-Kommunikationssystem verwendeten Codes sind üblicherweise Walsh-Codes und infolgedessen bezieht sich im Folgenden jede Referenz hierin auf Walsh-Codes. Wenn ein orthogonaler Kanal mit Orthogonalität einem Sender/Empfänger zugewiesen und von Rufaufbau bis Freigabe zugeordnet ist, wird die Anzahl der verfügbaren Kanäle eingeschränkt und es kann vorkommen, dass nicht jedem Teilnehmer Kanäle zugewiesen werden können. Um allen Teilnehmern die Nutzung des CDMA-Systems zu ermöglichen, werden quasi-orthogonale Codes verwendet, weil diese gegenüber anderen Codes einen relativ geringen Orthogonalitäts-Schwund aufweisen, obwohl ihnen die vollständige Orthogonalität fehlt.
Ein quasi-orthogonaler Code wird durch das x-Odern des längsten orthogonalen Codes, der in dem System verwendet wird, mit einer quasi-orthogonalen Codemaske, die so lang wie der längste orthogonale Code ist, erzeugt, um den Schwund der Orthogonalität zu minimieren. Die US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 09/149.924, angemeldet am 09. September 1998, beschreibt die Erzeugung von binären quasi-orthogonalen Codemasken, die Erzeugung von quasi-orthogonalen Codes und die Verwendung des quasi-orthogonalen Codes. Die quasi-orthogonalen Codes sind dadurch gekennzeichnet, dass zwischen orthogonalen Code-Symbolen, die dieselbe quasi-orthogonale Co demaske verwenden, Orthogonalität erhalten bleibt und der Schwund von Orthogonalität zwischen quasi-orthogonalen Codes, die verschiedene quasi-orthogonale Codemasken verwenden, minimiert wird.
Wobei W = eine N × N Walsh-Matrix und F₁ = a 1 × N Spaltenvektor.
Die Korrelationswerte zwischen quasi-orthogonalen Codes, die unter Verwendung der quasi-orthogonalen Codemaske und von Walsh-Codes erzeugt wurden, sind in der der Tabelle 1 aufgelistet.
Tabelle 1
Die grundlegenden orthogonalen Codes werden als orthogonale Codes, die mit den quasi-orthogonalen Codemasken ge-x-odert werden, um quasi-orthogonale Codes zu erzeugen, und um Walsh-Codes anzuzeigen, definiert. Die Walsh-Codes können von verschiedenen Schichten verschiedener Längen sein, wenn sie nur die orthogonale Kanalisierung zwischen den Code-Kanälen sicherstellen. Um jedoch den besten Nutzen aus den Korrelationseigenschaften zu ziehen, wie in Tabelle 1 gegeben, ist zu bevorzugen, dass die niedrigste Schicht der Walsh-Codes oder die längsten Walsh-Codes als die grundlegenden Orthogonalen Codes verwendet werden.
Die 1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Senders in einem CDMA-Kommunikationssystem, der die oben beschriebenen quasi-orthogonalen Codes verwendet. Bezug nehmend auf die 1, bezeichnen die Bezugsnummern 140 und 170 typische Kanalcodierer und Kanalverschachteler. Die Signal-Mapper 112, 142 und 172 ändern Nullen und Einsen des Eingangsdatensignals jeweils in Signalpegel +1 und –1. Die Demultiplexierer 144 und 174 trennen die Verkehrskanaldaten für die QPSK-Übertragung (Quadrature Phase Shifting Keying transmission) in I-Kanaldaten und Q-Kanaldaten. Die Demultiplexer 144 und 174 können Seriell-Parallel-Wandler (SPCs) sein. In dem Fall der BPSK-Modulation (Binary Phase Shift Keying modulation) der Verkehrskanaldaten werden die Demultiplexer 144 und 174 ausgelassen und die Daten werden auf einem I-Kanal und auf einem Q-Kanal gesendet.
Ein Walsh-Codesymbol-W-#0-Generator 116 erzeugt ein Walsh-Codesymbol W #0, das ein grundlegender orthogonaler Code zum Spreizen eines Pilotkanals ist. Der Pilotkanal wird für die Kanalschätzung in einem Empfänger verwendet. Ein Mischer 118 multipliziert den Ausgang des Walsh-Codesymbol-W-#0-Generators 116 mit dem Ausgang des Signal-Mappers 112 zum orthogonalen Spreizen des Pilotkanalsignals und speist das orthogonal gespreizte Pilotkanalsignal in einen Addierer 161. Ein Walsh-Codesymbol-W-#A-Generator erzeugt ein Walsh-Codesymbol W #A als einen grundlegenden orthogonalen Code. Die Mischer 148 und 158 multiplizieren den Ausgang des Walsh-Codesymbol-W-#A-Generators mit I-Kanaldaten und Q-Kanaldaten, die von dem Demultiplexer 144 empfangen wurden, um ein gespreiztes Signal zu erzeugen. Die Verstärker-Controller 150 und 160 steuern die relative Verstärkung eines Verkehrskanals relativ zu dem Pilotsignal.
Ein Walsh-Codesymbol-W-#a-Generator 176 erzeugt eine Walsh-Codesymbol W #a als einen grundlegenden orthogonalen Code. Ein Generator 186 zum Erzeugen einer quasi-orthogonalen Codemaske M #m erzeugt eine quasi-orthogonale Codemaske, die verwendet wird, um aus dem grundlegenden orthogonalen Code einen quasi-orthogonalen Code zu erzeugen. Die Mischer 178 und 188 multiplizieren den Ausgang des Walsh-Codesymbol-W-#a-Generators 176 und den des Generators 186 zum Erzeugen einer quasi-orthogonalen Codemaske M #m und erzeugen dadurch ein quasi-orthogonales Codesymbol Q[m] #a, das zu dem quasi-orthogonalen Code Q[m] gehört, und spreizen das quasi-orthogonale Codesymbol Q[m] durch das Multiplizieren des quasi-orthogonalen Codesymbols Q[m] mit den von dem Demultiplexer 174 empfangenen I-Kanaldaten und Q-Kanaldaten. Die Verstärker-Controller 180 und 190 steuern die relative Verstärkung des durch einen quasi-orthogonalen Code gespreizten Verkehrskanals relativ zu dem Pilotkanal. Die Addierer 162 und 192 addieren jeweils die I-Kanalsignale und die Q-Kanalsignale und geben S_I[n] und S_Q[n] aus. Ein PN-Code-Generator (Pseudo-Noise-Generator) 120 erzeugt zwei PN-Sequenzen PN_I[n] und PN_Q[n] für komplexe PN-Spreizung. Eine Einrichtung 130 zum komplexen PN-Spreizen führt mit dem Ausgang des PN-Code-Generators 120 an den Ausgängen der Addierer 162 und 192 die folgende komplexe PN-Spreizung durch: (S_I[n] + jS_Q[n])(PN_I[n] + jPN_Q[n]) = (S_I[n]PN_I[n] – S_Q[n]PN_Q[n]) + j(S_I[n]PN_Q[n] + S_Q[n]PN_I[n])
Die I-Kanalsigale (S_I[n]PN_I[n] – S_Q[n]PN_Q[n] und die Q-Kanalsignale (S_I[n]PN_Q[n] + S_Q[n]PN_I[n] des komplex PN-gespreizten Signals werden jeweils auf die Eingänge der Tiefpassfilter (LPFs) 164 und 194 angewendet. Die Verstärker 166 und 195 passen die Größe des Übertragungssignals an einen vorgesehenen Pegel an. Ein Trägergenerator 122 erzeugt einen Träger, der gebraucht wird, um die Frequenz des Übertragungssignals aufwärts auf eine hohe Frequenz zu konvertieren. Ein 90°-Phasenverschieber erzeugt eine 90°-Phasendifferenz zwischen dem I-Kanal und dem Q-Kanal. Die Mischer 168 und 192 multiplizieren die Ausgänge der Verstärker 166 und 196 mit dem Träger zum Modulieren des Übertragungssignals. Ein Addierer 126 addiert die modulierten I-Kanal- und Q-Kanalsignale und eine Sendeantenne 128 sendet den Ausgangs des Addierers 126.
Die 2 ist ein Blockdiagramm eines konventionellen Empfängers in einem CDMA-System. Eine Empfangsantenne 228 empfängt von einem Sender ein moduliertes Signal. Ein Trägergenerator 222 erzeugt einen Träger, der erforderlich ist, um die Frequenz des empfangenen Signals auf eine Grundbandfrequenz nach unten zu konvertieren. Ein 90°-Phasenverschieber 224 erzeugt eine 90°-Phasendifferenz zwischen einem I-Kanal und einem Q-Kanal. Die Mischer 268 und 298 multiplizieren das empfangene Signal mit dem Träger für die Demodulation und die LPFs 264 und 294 entfernen die während der Demodulation erzeugten Hochfrequenzkomponenten und geben nur die Grundbandsignale weiter.
Generell ist eine Vielzahl von Pfaden vorhanden, auf denen ein von einem Sender gesendetes Signal einen Empfänger in der Mobilfunkumgebung erreichen kann. Ein Signalempfangsmechanismus ist jedoch für jeden Pfad identisch.
Dementsprechend wird hier ein Signalempfangsmechanismus unter Bezugnahme auf einen Pfad beschrieben.
Ein PN-Code-Generator 220 erzeugt eine PN-Sequenz PN_I[n] und PN_Q[n], die durch Demodulation mit dem empfangenen Signal synchronisiert wird. Eine Einrichtung 230 zum komplexen PN-Entspreizen errechnet die tiefpass-gefilterten Signale und die PN-Sequenzen durch das folgende arithmetische Verfahren: (S_I[n]PN_I[n] – S_Q[n]PN_Q[n]) + j(S_I[n]PN_Q[n] + S_Q[n]PN_I[n])(PN_I[n] + jPN_Q[n]) = (S_I[n] + jS_Q[n])(PN_I[n] + jPN_Q[n])(PN_I[n] + jPN_Q[n]) = S_I[n] + jS_Q[n]
Ein Kanalschätzer 210 führt für jeden Pfad, der einen durch das Walsh-Codesymbol W #0 gespreizten Kanal nutzt, eine Kanalschätzung durch. Ein Walsh-Codesymbol-W-#0-Generator 216 erzeugt das Walsh-Codesymbol W #0. Ein Mischer 214 komplexmultipliziert den Ausgang der Einrichtung 230 zum komplexen PN-Entspreizen mit dem Ausgang des Walsh-Codesymbol-W-#0-Generators 216. Ein Akkumulator 212 akkumuliert den Ausgang des Mischers 214 für jede vorgegebene Zeitperiode, um einen Kanalschätzwert zu extrahieren. Zu diesem Zweck kann der Akkumulator 212 durch einen LPF ersetzt werden. Der Kanalschätzwert wird verwendet, um einen Verkehrskanal zu demodulieren. Die Verkehrskanaldaten für den Verkehrskanal werden durch das Multiplizieren des Ausgangs der Einrichtung 230 zum komplexen PN-Entspreizen mit einem quasi-orthogonalen Codesymbol Q[m] #a erhalten.
Ein Mischer 254 multipliziert den Ausgang eines Walsh-Codesymbol-W-#a-Generators 276 mit dem Ausgang eines Generators zum Erzeugen einer quasi-orthogonalen Codemaske M #m, um das quasi-orthogonale Codesymbol Q[m] #a zu erzeugen, und multipliziert dann das quasi-orthogonale Codesymbol Q[m] #a mit dem Ausgang der Einrichtung 230 zum komplexen PN-Entspreizen. Ein Akkumulator 252 akkumuliert den Ausgang des Mischers 254 in Datensymboleinheiten. Eine Verzögerungseinrichtung 250 verzögert den Ausgang des Akkumulators 252 um eine Zeit, die in dem Kanalschätzer 210 für die Kanalschätzung erforderlich ist. Eine Einrichtung 206 für komplexe Konjugation erzeugt für die Demodulation eine komplexe Konjugierte des von dem Kanalschätzer 210 empfangenen Kanalschätzwertes. Ein Mischer 204 erzeugt durch das Multipli zieren der komplexen Konjugierten des Kanalschätzwertes mit dem Ausgang der Verzögerungseinrichtung 250 ein demoduliertes Signal.
Ein Kombinator 202 kombiniert die demodulierten Mehrpfadsignale durch den obigen Empfangsmechanismus. Ein Entschachteler und ein Kanaldecoder 200 entschachteln und kanaldekodieren den Ausgang des Kombinators 202.
CAVAllini u. a.: Chip Ledvel Differential Encoding/detection of Spread-spectrum Signals for CDMA Radio Transmission over Fading Channels IEEE Transactions on Communications, Band 45, Nr. 4, April 1997, S. 456-463 legen eine Aufbau- und Leistungsbewertung einer Direktsequenzspreizspektrum-Übertragung und einer Signalerfassungstechnik für Anwendungen in CDMA-Funknetzwerken offen. Es wird vorgeschlagen, Differenzialcodierung/-Detektierung der spreizenden Codechips zu verwenden, um dem zeitselektiven Fading, das in Mobilfunkübertragungen auftritt, entgegenzuwirken.
US-A5 659 573 legt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vereinfachen des kohärenten Kommunikationsempfangs in einem gespreizten Spreizspektrum-Empfänger offen, in denen ein referenzsymbolcodiertes Spreizspektrum-Kommunikationssignal mit einem Spreizcode entspreizt wird, um einen Strom von Referenzsymbolen und einen Strom von Daten-Proben abzuleiten. Ein Schlitz-Detektor steuert Tore, die die Zeitsteuerung und die Frequenz der Detektorausgänge der verschiedenen Zeitsteuerungszweige optimieren, um die Erfassung der geschätzten Datensymbole aus dem Strom der empfangenen Daten-Proben zu verbessern.
Der oben beschriebene konventionelle Empfänger erfährt auf Grund des gleichzeitigen Vorhandenseins von orthogonalen Codes und quasi-orthogonalen Codes Schwund von Orthogonalität. Dementsprechend ist es unmöglich, die wechselseitige Interferenz zwischen orthogonalen Codes und quasi-orthogonalen Codes zu verringern.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Empfänger zum Unterdrücken der Interferenz eines durch einen Empfänger in einem CDMA-Kommunikationssystem empfangenen Signals bereitzustellen.
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Unterdrücken der Interferenz eines orthogonalen Codes mit einem quasi-orthogonalen Code bereitzustellen, die durch den Schwund von Orthogonalität eines Signals, das durch einen Empfänger in einem CDMA-System empfangen wird, in dem die orthogonalen Codes mit den quasi-orthogonalen Codes gleichzeitig vorhanden sind, verursacht wird.
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Unterdrücken der Interferenz eines quasi-orthogonalen Codes mit einem orthogonalen Code bereitzustellen, die durch den Schwund von Orthogonalität eines Signals, das durch einen Empfänger in einem CDMA-System empfangen wird, in dem die orthogonalen Codes mit den quasi-orthogonalen Codes gleichzeitig vorhanden sind, verursacht wird.
Um die obigen Aspekte zu erreichen, wird ein Empfänger in einem CDMA-System bereitgestellt, der gleichzeitig orthogonale Codes und quasi-orthogonale Codes verwendet. In einem Empfänger gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzeugt ein Kanalschätzer einen Kanalschätzwert eines Pilotsignals, das durch einen orthogonalen Code durch Entspreizung gespreizt wird. Ein quasi-orthogonaler Kanalempfänger empfängt ein durch einen quasi-orthogonalen Code gespreiztes Kanalsignal, entspreizt das Kanalsignal und demoduliert das entspreizte Kanalsignal unter Verwendung des Kanalschätzwertes und stellt einen Ausgang bereit. Ein Interferenzschätzer schätzt einen Interferenzwert des Pilotsignals mit dem durch den quasi-orthogonalen Code gespreizten Kanalsignal durch das Beschaffen eines Korrelationswertes zwischen dem einem Pilotkanal entsprechenden orthogonalen Code und dem einem quasi-orthogonalen Kanal entsprechenden quasi-orthogonalen Code. Eine Interferenz-Unterdrückungseinrichtung unterdrückt die geschätzte Interferenz in dem Ausgang des quasi-orthogonalen Kanalempfängers.
Die obigen Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch das ausführliche Beschreiben von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen verständlicher, wobei in den Zeichnungen
1 ein Blockdiagramm eines Senders in einem CDMA-Kommunikationssystem nach dem Stand der Technik ist, der orthogonale Codes und quasi-orthogonale Codes verwendet,
2 ein Blockdiagramm eines Empfängers in einem CDMA-Kommunikationssystem nach dem Stand der Technik ist, der orthogonale Codes und quasi-orthogonale Codes verwendet,
3 ein Blockdiagramm eines Empfängers zum Unterdrücken der Interferenz eines durch einen orthogonalen Code gespreizten Pilotkanals mit einem durch einen quasi-orthogonalen Code gespreizten Verkehrskanal gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist,
4 ein Blockdiagramm eines Empfängers zum Unterdrücken der Interferenz eines durch einen orthogonalen Code gespreizten Pilotkanals mit einem durch einen quasi-orthogonalen Code gespreizten Verkehrskanal gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist,
5 ein Blockdiagramm eines Empfängers zum Unterdrücken der Interferenz eines durch einen orthogonalen Code gespreizten Kanals mit einem durch einen quasi-orthogonalen Code gespreizten Verkehrskanal gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist und
6 ein Blockdiagramm eines Empfängers zum Unterdrücken der Interferenz eines durch einen orthogonalen Code gespreizten Kanals mit einem durch einen orthogonalen Code gespreizten Verkehrskanal gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.
Unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugsnummern dieselben Komponenten.
In der vorliegenden Erfindung unterdrückt ein Empfänger die Interferenz zwischen orthogonalen Codes und quasi-orthogonalen Codes in einem CDMA- Kommunikationssystem durch das gleichzeitige Verwenden von orthogonalen Codes und quasi-orthogonalen Codes. Die Empfangsqualität kann bei gleicher Sendeleistung für alle Sender in dem CDMA-Kommunikationssystem verbessert werden und durch das Verringern der Sendeleistungen der Sender aufrechterhalten werden.
Die 3 ist ein Blockdiagramm eines Empfängers zum Unterdrücken der Interferenz eines durch einen orthogonalen Code gespreizten Pilotkanals mit einem durch einen quasi-orthogonalen Code gespreizten Verkehrskanal gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Wie in dem Abschnitt über den Hintergrund der Erfindung beschrieben, empfängt die Empfangsantenne 228 ein moduliertes Signal von einem Sender. Der Träger-Generator 222 generiert einen Träger, der erforderlich ist, um die Frequenz des empfangenen Signals auf eine Grundbandfrequenz nach unten zu konvertieren. Der 90°-Phasenverschieber 224 erzeugt eine 90°-Phasendifferenz zwischen einem I-Kanal und einem Q-Kanal. Die Mischer 268 und 298 multiplizieren das empfangene Signal mit dem Träger für die Demodulation und die LPFs 264 und 294 entfernen die während der Demodulation erzeugten Hochfrequenzkomponenten und geben nur die Grundbandsignale weiter.
Generell ist eine Vielzahl von Pfaden vorhanden, auf denen ein von einem Sender gesendetes Signal einen Empfänger in der Mobilfunkumgebung erreichen kann. Ein Signalempfangsmechanismus ist jedoch für jeden Weg identisch.
Dementsprechend wird hier ein Signalempfangsmechanismus unter Bezugnahme auf einen Pfad beschrieben.
Ein PN-Code-Generator 220 erzeugt eine PN-Sequenz PN_I[n] und PN_Q[n], die durch Demodulation mit dem empfangenen Signal synchronisiert wird. Eine Einrichtung 230 zum komplexen PN-Entspreizen errechnet die tiefpass-gefilterten Signale und die PN-Sequenzen durch das folgende arithmetische Verfahren: (S_I[n]PN_I[n] – S_Q[n]PN_Q[n]) + j(S_I[n]PN_Q[n] + S_Q[n]PN_I[n])(PN_I[n] + jPN_Q[n]) = (S_I[n] + jS_Q[n])(PN_I[n] + jPN_Q[n])(PN_I[n] + jPN_Q[n]) = S_I[n] + jS_Q[n]
Der Kanalschätzer 210 führt für jeden Pfad, der einen durch das Walsh-Codesymbol W #0 gespreizten Kanal nutzt, eine Kanalschätzung durch. Ein Walsh-Codesymbol-W-#0-Generator 216 erzeugt das Walsh-Codesymbol W #0. Ein Mischer 214 komplexmultipliziert den Ausgang der Einrichtung 230 zum komplexen PN-Entspreizen mit dem Ausgang des Walsh-Codesymbol-W-#0-Generators 216. Der Akkumulator 212 akkumuliert den Ausgang des Mischers 214 für jede vorgegebene Zeitperiode, um einen Kanalschätzwert zu extrahieren. Zu diesem Zweck kann der Akkumulator 212 durch einen LPF ersetzt werden. Der Kanalschätzwert wird verwendet, um einen Verkehrskanal zu demodulieren. Die Verkehrskanaldaten für den Verkehrskanal werden durch das Multiplizieren des Ausgangs der Einrichtung 230 zum komplexen PN-Entspreizen mit einem quasi-orthogonalen Codesymbol Q[m] #a erhalten.
Ein Mischer 254 multipliziert den Ausgang eines Walsh-Codesymbol-W-#a-Generators 276 mit dem Ausgang eines Generators zum Erzeugen einer quasi-orthogonalen Codemaske M #m 286, um das quasi-orthogonale Codes Q[m] #a zu erzeugen, und multipliziert dann das quasi-orthogonale Codesymbol Q[m] #a mit dem Ausgang der Einrichtung 230 zum komplexen PN-Entspreizen. Der Akkumulator 252 akkumuliert den Ausgang des Mischers 254 in Datensymboleinheiten. Die Verzögerungseinrichtung 250 verzögert den Ausgang des Akkumulators 252 um eine Zeit, die in dem Kanalschätzer 210 für die Kanalschätzung erforderlich ist. Eine Einrichtung 206 für komplexe Konjugation erzeugt für die Demodulation eine komplexe Konjugierte des von dem Kanalschätzer 210 empfangenen Kanalschätzwertes. Ein Mischer 204 erzeugt durch das Multiplizieren der komplexen Konjugierten des Kanalschätzwertes mit dem Ausgang der Verzögerungseinrichtung 250 ein demoduliertes Signal.
Ein Mischer 310 erzeugt das Quadrat des Kanalschätzwertes durch das Multiplizieren des Kanalschätzwertes mit dem Kanalschätzwert der komplexen Konjugierten, um die Energie des Kanalschätzwertes zu erhalten. Der Mischer 310 multipliziert das Produkt der Kanalschätzung und der komplexen Konjugierten mit –C m / 0.a, wobei C m / 0.a ein Korrelationswert zwischen dem Walsh-Codesymbol W #0 und dem quasi-orthogonalen Codesymbol Q[m] #a ist. Der Ausgang des Mischers 310 ist eine Interferenzkomponente des das Walsh-Codesymbol W #0 verwendenden Kanals mit dem Verkehrskanal, der das quasi-orthogonale Codesymbol Q[m] #a verwendet.
Ein Addierer 320 entfernt den geschätzten Wert der Interferenz aus dem von dem Mischer 204 empfangenen demodulierten Verkehrskanalsignal. Deshalb wirkt der Addierer 320, um die Interferenz des durch das Walsh-Codesymbol W #0 gespreizten Pilotkanals mit dem durch das quasi-orthogonale Codesymbol Q[m] #a gespreizten Verkehrskanal zu unterdrücken und ein interterenzfreies Signal wird auf den Ausgang eines Kombinators 202 angewendet.
Der Kombinator 202 kombiniert die demodulierten Mehrpfadsignale durch den obigen Empfangsmechanismus. Ein Entschachteler und Kanaldekodierer 200 entschachtelt und kanaldekodiert den Ausgang des Kombinators 202.
Wie oben beschrieben, multipliziert der Mischer 310 den Kanalschätzwert mit dessen komplexer Konjugierten, um das Quadrat des von dem Kanalschätzer 210 ausgegebenen Kanalschätzwertes zu erhalten, und multipliziert dann mit –C m / 0.a, wobei C m / 0.a wie folgt definiert ist: Gleichung 1:
Danach entfernt der Addierer den Schätzwert der Interferenz des Kanals mit dem Verkehrskanal aus dem demodulierten Verkehrskanalsignal. Das interferenzfreie Signal wird in den Kombinator 202 eingegeben, wie nach dem Stand der Technik. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schätzt der Empfänger, wie in 3 gezeigt, die Interferenz des Kanals mit dem Kanal, der einen quasi-orthogonalen Code verwendet, und unterdrückt dann unter Verwendung des demodulierten quasi-orthogonalen Codes die aus dem Kanal geschätzte Interferenz.
Der Empfänger führt den gesamten Vorgang, abgesehen von der Interferenzunterdrückung, in der gleichen Art und Weise wie der Empfänger der 2 durch.
Die 4 ist ein Blockdiagramm eines Empfängers zum Unterdrücken der Interferenz eines durch einen orthogonalen Code gespreizten Pilotkanals mit einem durch einen quasi-orthogonalen Code gespreizten Verkehrskanal gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Empfänger der 4 ist im Aufbau und im Betrieb derselbe wie der der 3, mit der Ausnahme, dass der Empfänger der 4 eine Quadriereinrichtung 410 zum Ableiten des Quadrats eines Kanalschätzwertes direkt aus dem Kanalsschätzwert enthält.
Die 5 ist ein Blockdiagramm eines Empfängers zum Unterdrücken der Interferenz eines durch einen orthogonalen Code gespreizten Kanals mit einem durch einen quasi-orthogonalen Code gespreizten Verkehrskanal gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Eine Beschreibung des in der 5 gezeigten Empfängers wird hauptsächlich in Bezug auf das Unterdrücken der Interferenz des den orthogonalen Code verwendenden Kanals mit dem den quasi-orthogonalen Code verwendenden Verkehrskanal gegeben. Eine Beschreibung des Gesamtbetriebs des Empfängers wird ausgelassen.
Ein schneller Hadamard-Transformer 530 errechnet den Ausgang der Einrichung 230 zum komplexen PN-Entspreizen gemäß der folgenden Gleichung: Gleichung (2):
In dem CDMA-Kommunikationssystem werden nicht alle der grundlegenden orthogonalen Codes, wie die Gleichung 2 definiert, verwendet. Infolgedessen wird ein Ausgang des schnellen Hadamard-Transformers 530, der nicht zum Eingeben eines Walsh-Codesymbols verwendet wird, von Rauschen induziert. Diese Rauschkomponente hat einen kleineren Wert als das Walsh-Codesymbol unter Verwendung. Deshalb vergleicht eine Entscheidungseinrichtung 520 den Ausgang des schnellen Hadamard-Transformers 530 mit einem vorgegebenen Wert θ und entscheidet, dass der erstere Rauschen ist, wenn der erstere kleiner als der letztere ist. Wenn das Walsh-Codesymbol kleiner als der vorgegebene Wert θ ist, wird der Wert des Walsh-Codesymbols als null bestimmt, um dadurch den Einfluss des Rauschens zu verringern (wenn|d_i| < 0,d_i=0. Anschließend multipliziert eine Operationseinrichtung 510 einen Vektor des Ausgangs der Entscheidungseinrichtung 520 mit einem Vektor des Produkts von (–1) und einem Korrelationswert zwischen dem quasi-orthogonalen Code Q[m] #a für den Verkehrskanal und seinem entsprechenden Walsh-Code unter Verwendung der Gleichung 3: Gleichung 3:
wobei m eine quasi-orthogonale Codemasken-Nummer ist, α ein grundlegender orthogonaler Code ist, der verwendet wird, um einen quasi-orthogonalen Code zu generieren, und L die Länge eines orthogonalen Codes ist.
Der Mischer 310 multipliziert die komplexe Konjugierte eines von der Einrichtung 206 für komplexe Konjugation empfangenen Kanalschätzwertes mit dem Ausgang der Operationseinrichtung 510. Der Ausgang des Mischers ist ein geschätzter Interferenzwert einer Vielzahl von Orthogonal-Code-Kanälen mit Quasi-Orthogonal-Code-Kanälen. Anschließend unterdrückt der Addierer 320 die Interferenz des Walsh-Codes, der den Kanal mit den quasi-orthogonalen Codes verwendet, der den Verkehrskanal verwendet, durch das Addieren des Ausgangs des Mischers 310 und des von dem Mischer 204 empfangenen demodulierten Verkehrskanalsignals. Der das Verkehrskanalsignal verwendende interferenzfreie quasi-orthogonale Code wird dann auf den Eingang des Kombinators 202 angewendet.
Die 6 ist ein Blockdiagramm eines Empfängers zum Unterdrücken der Interferenz eines durch einen orthogonalen Code gespreizten Kanals mit einem durch einen orthogonalen Code gespreizten Verkehrskanal gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In der 6 fehlt der Generator 286 für die quasi-orthogonale Codemaske der 5, die vorgesehen ist, um Informationen des Walsh-Codes, der den Verkehrskanal verwendet, zu empfangen. Ein schneller Hadamard-Transformer errechnet den Ausgang der Einrichtung 230 zum komplexen PN-Entspreizen gemäß Gleichung 4: Gleichung 4:
Wie in Bezug auf die 5 beschrieben, werden nicht alle der grundlegenden orthogonalen Codes, wie die Gleichung 2 definiert, verwendet. Infolgedessen wird ein Ausgang des schnellen Hadamard-Transformers 630, der nicht zum Eingeben eines Walsh-Codesymbols verwendet wird, von Rauschen induziert. Diese Rauschkomponente hat einen kleineren Wert als das Walsh-Codesymbol unter Verwendung. Deshalb vergleicht eine Entscheidungseinrichtung 620 den Ausgang des schnellen Hadamard-Transformers 630 mit einem vorgegebenen Wert θ und entscheidet, dass der erstere Rauschen ist, wenn der erstere kleiner als der letztere ist. Wenn das Walsh-Codesymbol kleiner als der vorgegebene Wert θ ist, wird der Wert des Walsh-Codesymbols als null bestimmt, um dadurch den Einfluss des Rauschens zu verringern (wenn|d_i| < 0,d_i=0.
Anschließend multipliziert eine Operationseinrichtung 610 einen Vektor des Ausgangs der Entscheidungseinrichtung 620 mit einem Vektor des Produkts von (–1) und einem Korrelationswert zwischen dem quasi-orthogonalen Code Q[m] #a für den Verkehrskanal und seinem entsprechenden Walsh-Code unter Verwendung der Gleichung 5: Gleichung 5:
Durch die Verwendung von verschiedenen quasi-orthogonalen Codemasken kann aus dem grundlegenden orthogonalen Code eine Vielzahl von quasi-orthogonalen Codes erzeugt werden. Die quasi-orthogonalen Codes können zusammen mit ihren entsprechenden orthogonalen Codes in dem System verwendet werden. Wenn eine Vielzahl von quasi-orthogonalen Codes verwendet wird, erhöht sich die Anzahl der obigen Empfängermechanismen proportional zu der Anzahl der verwendeten quasi-orthogonalen Codemasken. In diesem Fall summiert ein Addierer 640 die Produkte von (–1) und die geschätzten Interferenzwerte der den quasi-orthogonalen Code verwendenden Kanäle mit dem Verkehrskanal, der das Walsh-Codesymbol W #A verwendet. Der Mischer 310 multipliziert die komplexe Konjugierte des von der Einrichtung 206 für komplexe Konjugation empfangenen Kanalschätzwertes mit dem Ausgang des Addierers 640. Hierbei ist der Ausgang des Mischers 310 eine Interferenzkomponenten der Kanäle, die quasi-orthogonale Codes verwenden, mit ihrem entsprechenden einen orthogonalen Code verwendenden Kanal. Anschließend unterdrückt der Addierer 320 die Interferenz des den quasi-orthogonalen Code verwendenden Kanals mit dem das Walsh-Codesymbol orthogonale Codes verwenden, mit ihrem entsprechenden einen orthogonalen Code verwendenden Kanal. Anschließend unterdrückt der Addierer 320 die Interferenz des den quasi-orthogonalen Code verwendenden Kanals mit dem das Walsh-Codesymbol W #A verwendenden Verkehrskanal durch Hinzufügen des Ausgangs des Mischers 310 und des von dem Mischer 204 empfangenen demodulierten Verkehrskanalsignals. Das interferenzfreie Verkehrskanalsignal wird dann auf den Eingang des Kombinators 202 angewendet.
Wie oben beschrieben, erfasst der Empfänger der vorliegenden Erfindung die Interferenz eines orthogonalen Codes mit einem quasi-orthogonalen Code und umgekehrt, die durch den Schwund von Orthogonalität zwischen Kanälen verursacht wird, und entfernt die Interferenz aus einem entsprechenden Kanal in einem CDMA-Kommunikationssystem in dem orthogonale Codes und quasi-orthogonale Codes gleichzeitig vorhanden sind. Infolgedessen kann bei gleicher Sendeleistung für alle Sender auf der Empfängerseite eine bessere Empfangsqualität erreicht werden. Des Weiteren kann durch das Verringern der Sendeleistung dieselbe Empfangsqualität erreicht werden.
Währen die Erfindung unter Verwendung von verschiedenen Ausführungsbeispielen ausführlich beschrieben wurde, sind diese lediglich exemplarische Anwendungen. Infolgedessen ist eindeutig zu verstehen, dass ein Fachmann in dieser Technik innerhalb des Schutzanspruches der vorliegenden Erfindung, wie in den Ansprüchen definiert, viele Änderungen vornehmen kann.

Claims

Empfänger in einem CDMA-Kommunikationssystem, der gleichzeitig orthogonale und quasi-orthogonale Codes verwendet, wobei der Empfänger gekennzeichnet ist durch: eine PN (Pseudo-Noise)-Entspreizungseinrichtung (230), die so eingerichtet ist, dass sie PN-Entspreizung eines empfangenen Signals durchführt; einen quasi-orthogonalen Kanalempfänger, der so eingerichtet ist, dass er das PN-Entspreizung unterzogene Signal mit einem quasi-orthogonalen Code entspreizt; eine Interferenz-Schätzeinrichtung, die so eingerichtet ist, dass sie einen Interferenzwert eines orthogonalen Codes mit einem quasi-orthogonalen Kanal aus dem PN-Entspreizung unterzogenen Signal schätzt; und eine Interferenz-Unterdrückungseinrichtung, die so eingerichtet ist, dass sie den geschätzten Interferenz-Wert in einem Ausgang des quasi-orthogonalen Kanalempfängers unterdrückt.
Empfänger nach Anspruch 1, wobei die Interferenz-Schätzeinrichtung umfasst: eine Einrichtung (530) für schnelle Hadamard-Transformation, die so eingerichtet ist, dass sie orthogonale Code-Symbole, die nicht verwendet werden, und orthogonale Code-Symbole erfasst, die verwendet werden; eine Entscheidungseinrichtung (520), die so eingerichtet ist, dass sie einen Ausgang der Einrichtung für schnelle Hadamard-Transformation mit einem vorgege benen Wert vergleicht und die orthogonalen Code-Symbole entfernt, die nicht verwendet werden; und eine Operationseinrichtung (510), die so eingerichtet ist, dass sie einen Vektor eines Ausgangs der Entscheidungseinrichtung mit einem Vektor eines Korrelationswertes zwischen dem quasi-orthogonalen Code des quasi-orthogonalen Kanals und einem entsprechenden orthogonalen Code multipliziert, um den geschätzten Interferenzwert des orthogonalen Codes mit dem quasi-orthogonalen Kanal zu generieren.
Empfänger nach Anspruch 2, wobei die Einrichtung (530) für schnelle Hadamard-Transformation des Weiteren so eingerichtet ist, dass sie die orthogonalen Code-Symbole, die nicht verwendet werden, mit der folgenden Gleichung erfasst:
und die Operationseinrichtung (510) so eingerichtet ist, dass sie den Interferenzwert mit der folgenden Gleichung schätzt:
wobei m eine quasi-orthogonale Codemasken-Nummer ist, α ein grundlegender orthogonaler Code ist, der verwendet wird, um einen quasi-orthogonalen Code zu generieren, und L die Länge eines orthogonalen Codes ist.
Empfänger nach Anspruch 2, wobei die Interferenz-Unterdrückungseinrichtung umfasst: eine Multipliziereinrichtung (310), die so eingerichtet ist, das sie einen Ausgang der Operationseinrichtung mit einer komplexen Konjugierten eines Pilotkanal-Schätzwertes multipliziert; und eine Addiereinrichtung (320), die so eingerichtet ist, dass sie einen Ausgang der Multipliziereinrichtung aus dem quasi-orthogonalen Kanalempfänger entfernt.
Empfänger nach Anspruch 1, der des Weiteren umfasst: eine Kanal-Schätzeinrichtung (210), die so eingerichtet ist, dass sie einen Kanal-Schätzwert eines mit einem orthogonalen Code gespreizten Pilotkanal-Signals durch Entspreizen erzeugt; wobei der quasi-orthogonale Kanalempfänger des Weiteren so eingerichtet ist, dass er ein mit einem quasi-orthogonalen Code gespreiztes Kanalsignal empfängt, das Kanalsignal entspreizt, das entspreizte Kanalsignal unter Verwendung des Kanal-Schätzwertes demoduliert und einen Ausgang bereitstellt; die Interferenz-Schätzeinrichtung des Weiteren so eingerichtet ist, dass sie einen Interferenzwert des Pilotkanal-Signals mit dem durch den quasi-orthogonalen Code gespreizten Kanalsignal schätzt, indem sie einen Korrelationswert zwischen dem orthogonalen Code, der einem Pilotkanal entspricht, und dem quasi-orthogonalen Code ermittelt, der einem quasi-orthogonalen Kanal entspricht; und die Interferenz-Unterdrückungseinrichtung des Weiteren so eingerichtet ist, dass sie die geschätzte Interferenz in dem Ausgang des quasi-orthogonalen Kanalempfängers unterdrückt.
Empfänger nach Anspruch 5, wobei die Interferenz-Unterdrückungseinrichtung umfasst: eine Einrichtung (206) für komplexe Konjugation, die so eingerichtet ist, dass sie eine komplexe Konjugierte eines Ausgangs der Kanal-Schätzeinrichtung berechnet; eine erste Multipliziereinrichtung, die so eingerichtet ist, dass sie den Ausgang der Kanal-Schätzeinrichtung mit der komplexen Konjugierten multipliziert; und eine zweite Multipliziereinrichtung, die so eingerichtet ist, dass sie den Interferenzwert des Pilotkanals mit dem quasi-orthogonalen Kanal schätzt, indem sie den Korrelationswert mit einem Ausgang der ersten Multipliziereinrichtung multipliziert.
Empfänger nach Anspruch 5, wobei die Interferenz-Unterdrückungseinrichtung umfasst: eine Quadriereinrichtung (410), die so eingerichtet ist, dass sie einen Ausgang der Kanal-Schätzeinrichtung quadriert; und eine Multipliziereinrichtung, die so eingerichtet ist, dass sie den Interferenzwert des Pilotkanals mit dem quasi-orthogonalen Kanal schätzt, indem sie den Korrelationswert mit einem Ausgang der Quadriereinrichtung multipliziert.
Empfänger nach Anspruch 5, wobei der Korrelationswert wie folgt berechnet wird:
wobei i ein Walsh-Code ist, der für den Pilotkanal verwendet wird, j ein grundlegender orthogonaler Code ist, der verwendet wird, um einen quasi-orthogonalen Code zu generieren, m eine quasi-orthogonale Codemaske ist und L die Länge des orthogonalen Codes ist.
Empfänger in einem CDMA-Kommunikationssystem, der gleichzeitig orthogonale Codes und quasi-orthogonale Codes verwendet, wobei der Empfänger gekennzeichnet ist durch: eine PN-Entspreizeinrichtung (230), die so eingerichtet ist, dass sie PN-Entspreizung eines empfangenen Signals durchführt; einen orthogonalen Kanalempfänger, der so eingerichtet ist, dass er das PN-Entspreizung unterzogene Signal mit einem orthogonalen Code entspreizt; eine Interferenz-Schätzeinrichtung, die so eingerichtet ist, dass sie einen Interferenzwert des quasi-orthogonalen Codes mit einem grundlegenden orthogonalen Code aus dem PN-Entspreizung unterzogenen Signal schätzt; und eine Interferenz-Unterdrückungseinrichtung, die so eingerichtet ist, dass sie den geschätzten Interferenzwert an einem Ausgang des orthogonalen Kanalempfängers unterdrückt.
Empfänger nach Anspruch 9, wobei die Interferenz-Schätzeinrichtung umfasst. eine Einrichtung (530) für schnelle Hadamard-Transformation, die so eingerichtet ist, dass sie orthogonale Code-Symbole, die nicht verwendet werden, und orthogonale Code-Symbole, die verwendet werden, unterscheidet, indem sie quasi-orthogonale Code-Symbole des PN-Entspreizung unterzogenen Signals verarbeitet; eine Entscheidungseinrichtung (520), die so eingerichtet ist, dass sie einen Ausgang der Einrichtung für schnelle Hadamard-Transformation mit einem vorgegebenen Wert vergleicht und die orthogonalen Code-Symbole entfernt, die nicht verwendet werden; und eine Operationseinrichtung (510), die so eingerichtet ist, dass sie einen Vektor eines Ausgangs der Entscheidungseinrichtung mit einem Vektor eines Korrelationswertes zwischen dem orthogonalen Code des orthogonalen Kanals und einem entsprechenden quasi-orthogonalen Code multipliziert, um den geschätzten Interferenzwert des quasi-orthogonalen Codes zu generieren.
Empfänger nach Anspruch 10, wobei die Einrichtung für schnelle Hadamard-Transformation des Weiteren so eingerichtet ist, dass sie die orthogonalen Code-Symbole, die nicht verwendet werden, mit der folgenden Gleichung erfasst:
und die Operationseinrichtung so eingerichtet ist, dass sie den Interferenzwert mit der folgenden Gleichung schätzt:
wobei m eine quasi-orthogonale Codemasken-Nummer ist, A ein orthogonaler Code ist, der in dem orthogonalen Kanalempfänger verwendet wird, und L die Länge des orthogonalen Codes ist.
Empfänger nach Anspruch 10, wobei die Interferenz-Unterdrückungseinrichtung umfasst: eine Multipliziereinrichtung, die so eingerichtet ist, dass sie einen Ausgang der Operationseinrichtung mit einer komplexen Konjugierten eines Pilotkanal-Schätzwertes multipliziert; und eine Addiereinrichtung, die so eingerichtet ist, dass sie einen Ausgang des Multiplizierers aus dem orthogonalen Kanalempfänger entfernt.
Verfahren zum Unterdrücken von Interferenz zwischen Codes in einem Empfänger, der gleichzeitig orthogonale Codes und quasi-orthogonale Codes verwendet und ein durch einen quasi-orthogonalen Code gespreiztes Kanalsignal empfängt, in einem CDMA-Kommunikationssystem, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Unterscheiden orthogonaler Code-Symbole, die nicht verwendet werden, und orthogonaler Code-Symbole, die verwendet werden, mittels einer Einrichtung für schnelle Hadamard-Transformation orthogonaler Code-Symbole eines PN-Entspreizung unterzogenen Signals; Vergleichen eines Ausgangs der Einrichtung für schnelle Hadamard-Transformation orthogonaler Code-Symbole mit einem vorgegebenen Wert und Entfernen der orthogonalen Code-Symbole, die nicht verwendet werden; Multiplizieren eines Vektors eines Signals, das frei von den orthogonalen Code-Symbolen ist, die nicht verwendet werden, mit einem Vektor eines Korrelationswertes zwischen einem quasi-orthogonalen Code eines quasi-orthogonalen Kanalsignals und einem entsprechenden orthogonalen Code und Generieren eines geschätzten Interferenzwertes eines orthogonalen Codes mit dem quasi-orthogonalen Kanalsignal; und Entfernen des geschätzten Interferenzwertes aus dem quasi-orthogonalen Kanalsignal.
Verfahren nach Anspruch 13, das des Weiteren umfasst: Erzeugen eines Kanal-Schätzwertes eines durch einen orthogonalen Code gespreizten Pilotkanal-Signals durch Entspreizen; Empfangen des durch einen quasi-orthogonalen Code gespreizten Kanalsignals, Entspreizen des Kanalsignals und Demodulieren des entspreizten Kanalsignals unter Verwendung des Kanal-Schätzwertes; Schätzen eines Interferenzwertes des Pilotkanal-Signals mit dem durch den quasi-orthogonalen Code gespreizten Kanalsignal durch Ermitteln eines Korrelationswertes zwischen dem orthogonalen Code, der einem Pilotkanal entspricht, und dem quasi-orthogonalen Code, der einem quasi-orthogonalen Kanal entspricht; und Unterdrücken des geschätzten Interferenzwertes in dem demodulierten quasi-orthogonalen entspreizten Kanalsignal.
Verfahren zum Unterdrücken von Interferenz zwischen Codes in einem Empfänger, der gleichzeitig orthogonale und quasi-orthogonale Codes verwendet und ein durch einen orthogonalen Code gespreiztes Kanalsignal empfängt, in einem CDMA-Kommunikationssystem, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Unterscheiden orthogonaler Codes, die nicht verwendet werden, und orthogonaler Codes, die verwendet werden, mit einer Einrichtung für schnelle Hadamard-Transformation eines PN-Entspreizung unterzogenen Signals; Vergleichen eines Ausgangs der schnellen Hadamard-Transformation mit einem vorgegebenen Wert und Entfernen der orthogonalen Code-Symbole, die nicht verwendet werden; Multiplizieren eines Vektors eines Signals, das frei von den orthogonalen Codes ist, die nicht verwendet werden, mit einem Vektor eines Korrelationswertes zwischen einem orthogonalen Code eines orthogonalen Kanalsignals und einem entsprechenden quasi-orthogonalen Code und Generieren eines geschätzten Interferenzwertes eines quasi-orthogonalen Codes mit dem orthogonalen Kanalsignal; und Entfernen des geschätzten Interferenzwertes aus dem orthogonalen Kanalsignal.