[发明专利]时分多址系统中的信号检测

说明书

本发明涉及到一种在时分多址(TDMA)无线系统的接收器中的信号检测方法。在该方法中，在同一个TDMA信道中接收主信号和至少一个同信道干扰信号，所述信号具有不同但是已知的训练序列，并且所述信号具有不同的多径传播，因而在无线电波传播路径上具有不同的传输信道。

在蜂窝移动网络的未来发展中，无线频谱的可用性将是关键的问题之一。在窄带移动系统中，同信道干扰(CCI)是限制系统容量的主要因素之一。传统地，在这方面是通过增加地区的频率重用，而减小蜂窝的大小和传输功率来增加系统容量。当然，这不是优选方式，因为其基础设施会变得不可忍受的昂贵。解决容量问题的另一种可能是追随数字信号处理的迅速发展，采用相当复杂的干扰消除算法。在接收器中同信道干扰的消除使网络中能够进行更有效的频率重用。

在目前的移动系统中，接收器中的同信道信号近似于随机相加高斯噪声。然而在传统蜂窝系统中，只有通过适当的频率重用程度，确保同信道干扰信号足够微弱时，这种近似才是足够的。但是，在干扰受限蜂窝系统中并非如此。实际上，同信道干扰本质上一般是确定的，这意味着至少可以部分消除它的影响。

干扰消除(IC)在码分多址系统(CDMA)中已经是一个普遍的问题。然而，在窄带TDMA系统上应用干扰消除技术是一项基本上比在CDMA系统中更困难的任务，因为在CDMA系统中发送波形上的信息在干扰消除接收器中是预先可用的。

无线发送器信号通常经受所谓的多径传播，其中因为障碍物和反射，信号通过多个不同路径传播，到达接收器时，多个信号分量在不同方向上延时。在数字系统中，这种所谓的时间扩散引起了码元间干扰(ISI)，在这种干扰中连续码元是部分重迭的，这使接收器中的解调复杂化。在泛欧移动通信系统GSM中，在待发送信号中包括了一个预知的训练序列，通过它在接收器中可以估计在无线电波传播路径上传输的信号所通过的多径信道，并且通过这个估计信道模型，可以纠正所接收的信号，以及在接收器的均衡器和解调器中的维特比(viterbi)算法中使用这个估计信道模型。GSM系统以下述方式指定8个不同训练序列，即可以分配不同训练序列给蜂窝中使用相同频率的信道，这些信道相距足够得近，而相互干扰。这样，接收器可以区分正确信号和同时到达的干扰信号。因为在一般的蜂窝系统中，例如GSM，如果可能，通过蜂窝网络频率规划而使同信道干扰保持尽可能的低，所以在接收器中仅将它视为随机高斯噪声。在没有其它同信道信号信息的情况下，执行实际信道估计，均衡和检测。在正确规划的蜂窝网络中，使用相同信道的蜂窝间的距离足够长，所以这不会引起问题。然而，如果在蜂窝网络中通过增加地区的频率重用，也就是说，通过将使用相同信道的蜂窝相距更近，或如同在CDMA系统中那样，通过在整个网络中开始使用相同的信道，来增加频带的利用率，这将会引起问题。这样，在接收器中叠加的信号有效地偏置了每一个信号的估计信道模型，相应地降低了，例如维特比解码器的性能。例如在GSM系统中，训练序列的互相关相对较低，这导致同信道用户的偏置信道估计。在GSM系统中，选择训练序列时强调自相关属性，因为在规划该系统时的原则不是优化带宽利用率，在频率重用时通过采用至少7个蜂窝的蜂窝间距来消除同信道训练序列的影响。这样，在目前的CDMA系统中，增加频率重用程度或允许同信道用户的程度不可能不导致系统性能，尤其是接收器性能的实际降低。

在1993年ICC会议录中，  K.Giridhar等所著的“Joint EstimationAlgorithms for Cochannel Signal Demodulation”和1993年ICASSI’93会议录中，K.Giridhar等所著的“Joint Demodulation of CochannelSignals Using MLSE and MAPDS Algorithms”所公开的方法中，一种检测算法检测同信道信号，然而没有确定同信道信号的实际估计。因此，这只是对问题的部分解决方案。

因此，本发明的目的是在具有同信道干扰的TDMA移动系统中改进信号检测。

这通过TDMA移动系统的接收器中的一种信号检测方法实现，在该方法中，在同一个TDMA信道中接收主信号和至少一个同信道干扰信号，所述信号具有不同但是已知的训练序列，并且所述信号具有不同的多径传播，因而在无线电波传播路径上具有不同的传输信道。该方法的特征在于，根据本发明，通过所接收训练序列确定主信号和所述至少一个同信道干扰信号的传输信道估计，以及利用主信号和所述至少一个同信道干扰信号的传输信道估计检测该主信号。