[发明专利]CDMA解调器及解调方法

说明书

本发明涉及用于数字移动通信中的无线接收机，尤其涉及最好用在扩频CDMA(码分多址联接)接收机中的CDMA解调器及解调方法。

在扩频CDMA无线系统中，发射机对所发射信号进行正常调制，然后利用扩频码进行第二调制，并发送宽带扩频信号。在另一方面，接收机接收一个包括数个宽带扩频信号的信号，通过称作解扩的过程将宽带信号中的一个转换为窄带信号，并对窄带信号进行正常解调，来恢复所需的信号。解扩过程，通过检测和利用接收信号中的扩频码与接收机中所产生的扩频码之间的相关性，选择性地只产生一个所需的接收信号。作为检测该相关性的一般装置，匹配滤波器是公知的。如果在扩频码之间没有互关性，则匹配滤波器只产生自相关的所需信号。然而，一般而言，因为在扩频码之间存在某些互关性，所以互关分量必然引入到解扩输出中。

另外，预期信道的信号在经多个传输路径到达的信号之间具有互关性。图1示出三条路径情形下的相关性。第一路径信号的相关性由匹配滤波器利用扩频码作为抽头(tap)系数检测。因为在该相关性检测中，第二路径信号和第三路径信号在时序上与第一路径信号不同，所以认为它们已经由不同的扩频码解扩。结果是，第一信号将受到第一路径信号与第二和第三路径信号之间互关性所造成的干扰。顺便说一下，D(n)指图1中的第n个码元。

最小化这种互关性的方法公开在93-76(1993-11)《电子学会技术报告》的《日本信息与通信工程师》中Yoshida等人的“适于移动通信环境的DS／CDMA的自适应干扰消除器”中。

图2示出用于实现该方法的结构。正交滤波器3具有几个码元间隔的抽头(tap)长度，并且以m倍于扩频码片速率(chip rate)的速率工作，其中m是一个正整数。在输入端1向正交滤波器3提供扩频信号，通过解扩抽取该站的信号，并且将它作为窄带解扩信号提供给差动检测器7。差动检测器7的输出提供到判定块11，使得从输出端2产生判定数据，作为解码输出。判定数据也送到一个误差向量计算器12，它计算判定数据与差动检测器7输出之间的差。该差在由误差向量／线性量转换器13转换为线性值之后送到抽头系数控制器14。抽头系数控制器14自动计算与所有其他站的扩频码正交的抽头系数，并将它们送回到正交滤波器3。抽头系数的自动控制是以码元间隔执行的，并且也以码元间隔获得解调输出。因此，消除了来自其他站的干扰分量，并且只抽取所需的接收信号。

然而，当将正交滤波器3的自动控制用于雷利衰落环境中的移动通信时，由于雷利衰落，不能跟随传输路径中的快速波动。考虑到这点，该系统采用差动检测器7，以便将互关性取消功能从正交滤波器3的衰落跟踪功能中分离，从而改进衰落的跟踪特性。因此，图2的结构能够实现能够跟踪快速衰落的解调器，并且解调特性取决于延迟检测的特性。

然而，在延迟检测中，接收方的位差错引起原始信号的两位差错，因为信息信号是在发射方进行差动编码之后发射的。因此，延迟检测的误码率特性比绝对相关检测的误码率低3dB。因为CDMA考虑从其他站作为随机噪声收到的信号，由系统用户数表示的容量将随其他站的发射功率的增长而下降。换言之，通过利用具有高接收Eb／No(每位能量对噪声谱密度)的解调方法，由用户数表示的容量能够增加一个与其他站的发射功率的下降相应的量。因此，与采用延迟检测的系统相比，绝对相关检测使该系统能够增加由用户数表示的容量。

然而，在数字移动通信中，需要对传播路径的传递函数进行快速估计，以便在接收方获得相关检测所需的传输载波的绝对相位，因为传播路径的传递函数随着移动站收发机的移动具有大的瞬时波动。

已知一种插值相关检测方法，它通过对传播路径的传递函数进行快速估计来实现相关检测。例如，在1989年1月的《电子学会会刊日本信息和通信工程师》B-II卷J72-B-II第7-15页中S．Sampei的“陆地通信中16QAM的衰落失真补偿方法”，或其修改版本1993年5月《IEEE车载技术论文集》第42卷第2期中S．Sampei等人的“陆地移动无线电通信中QAM的雷利衰落补偿”。

图3示出在这样一种插值相关检测中所用的信号格式的例子。发射机周期性地发送导频信号P，该信号插在信息信号D之间。导频信号P由一个或多个码元组成，码元的模式对于发射方和接收方都是知道的。导频信号P和相邻的信息信号D构成一个帧。