專利名稱：一種wcdma系統中上行專用物理信道的多用戶接收裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及通信系統，尤其涉及寬帶碼分多址(WCDMA)蜂窩移動通信系統中基站的多用戶檢測技術。
背景技術：
3GPP的協議匯集了WCDMA系統的全套標準。按照3GPP的協議，上行專用物理信道中專用物理數據信道(DPDCH)的信息比特先進行信道編碼，然后進行二進制相移鍵控(BPSK)映射和擴頻。而專用物理控制信道(DPCCH)的信息比特直接進行BPSK映射和擴頻。擴頻后的DPDCH信道碼片和DPCCH信道碼片構成I、Q兩路數據，一起進行加擾處理。加擾后的I、Q兩路碼片分別進行脈沖成型，然后分別通過載波調制發送給基站。在3GPP的25.104、25.944和25.212協議中，規定了上行專用物理信道中DPDCH信道的信道編碼方案。上行專用物理信道的擴頻、加擾、脈沖成型和調制方法見3GPP的25.213協議。
以上是WCDMA系統中用戶端(UE)在上行專用物理信道上發送比特的過程。在WCDMA系統的基站端對UE在上行專用物理信道上發送的比特按照如下過程接收圖1顯示的是上行專用物理信道的單用尸的RAKE接收裝置。如圖1所示，首先對天線的接收信號進行解調處理以及匹配濾波，得到基帶信號；對基帶信號進行多徑搜索，得到多徑時延信息。基帶信號和多徑時延信息同時進入DPDCH處理通道和DPCCH處理通道。DPCCH處理通道根據多徑時延信息對基帶信號進行DPCCH解擴、信道估計和RAKE合并，并將DPCCH的RAKE合并結果送給TFCI譯碼單元101和DPCCH硬判決單元102。TFCI譯碼單元101由DPCCH的RAKE合并結果譯碼得到DPDCH的擴頻因子，并將擴頻因子送給DPDCH解擴單元104。DPCCH硬判決單元102對DPCCH的RAKE合并結果進行硬判決，得到DPCCH信道的信息比特。
DPDCH處理通道根據多徑時延信息和DPDCH的擴頻因子對基帶信號進行DPDCH解擴、DPDCH的RAKE合并，并將DPDCH信道的RAKE合并結果送給譯碼器103進行譯碼。譯碼器103對DPDCH的RAKE合并結果進行譯碼，得到DPDCH信道的信息比特。DPDCH信道的譯碼是DPDCH信道編碼的反過程。這就是WCDMA系統中上行專用物理信道信息比特的RAKE接收過程。
WCDMA系統是干擾受限系統。多址干擾限制了WCDMA系統容量的進一步提高。傳統的RAKE接收在用戶數目增多和遠近效應下性能降低。多用戶檢測技術是克服多址干擾的影響，提高WCDMA系統容量的一種增強型技術。它對多個用戶信號進行聯合檢測，從而盡可能地減小多址干擾對接收機性能的影響，提高系統的容量。
Verdu于1986年提出最佳多用戶檢測器，但是這種檢測器復雜度高，難以應用。在次最佳的多用戶檢測方法中，文獻1即專利申請號為01132754.5的雙層加權并行干擾對消算法，提出的雙層加權并行干擾對消方法性能比較好。文獻2即專利申請號為01135527.1的雙層加權并行干擾對消算法的簡化算法，提出的簡化方法在保持雙層加權并行干擾對消方法性能的同時，降低了實現復雜度。雙層加權并行干擾對消方法及其簡化方法是對傳統并行干擾對消方法的改進，不僅使符號級判決的代價最小，而且可以彌補統計意義上對用戶信號估計的偏差，較大幅度地提高了傳統并行干擾對消方法的性能。
本文將雙層加權并行干擾對消方法的簡化方法應用于上行專用物理信道的接收裝置，提出一種上行專用物理信道的多用戶接收裝置。
發明內容
本發明的目的在于提供一種WCDMA系統中上行專用物理信道的多用戶接收裝置，該裝置具有高于傳統的單用戶RAKE接收裝置的性能，大大提高了上行專用物理信道的接收性能。
一種WCDMA系統中上行專用信道的多用戶接收裝置，包括解調和匹配濾波器，用于對天線的接收信號進行解調和匹配濾波以輸出基帶信號；多徑搜索器組，由K個多徑搜索器組成，用于對解調和匹配濾波后的基帶信號進行多徑搜索，每個搜索器負責搜索一個用戶的徑時延信息，輸出所有K個用戶的多徑時延信息，其中K是大于1的正整數；第一級并行干擾對消(PIC)結構，由K個用戶信號處理單元和一個干擾對消單元構成，每個用戶對應一個用戶信號處理單元，該第一級PIC結構的輸入由基帶信號以及所有K個用戶的多徑時延信息組成，其中基帶信號并行進入所述K個用戶的信號處理單元，而K個用戶的多徑時延信息分別進入相應的用戶信號處理單元，經過相應處理輸出每個用戶的功率控制指令、符號級再生信號和碼片級再生信號，其中所有K個用戶的功率控制指令經下行鏈路分別反饋給相應用戶的發送端，而基帶信號和所有用戶的碼片級再生信號進入干擾對消單元進行處理輸出殘差信號；最后一級PIC結構，包括K個用戶信號處理單元，每個用戶對應一個用戶信號處理單元，該最后一級PIC結構的輸入由所有K個用戶的多徑時延信息、以及上一級PIC結構處理輸出的殘差信號和所有K個用戶的符號級再生信號組成，其中上一級PIC結構處理輸出的殘差信號并行進入K個用戶的信號處理單元，而K個用戶的多徑時延信息以及上一級PIC結構處理輸出的所有K個用戶的符號級再生信號分別進入相應的用戶信號處理單元，進行相應的處理。
本發明還包括中間級PIC結構，它是位于第一級PIC結構和所述最后一級PIC結構之間的任一級PIC結構，它由K個用戶信號處理單元和一個干擾對消單元構成，每個用戶對應一個用戶信號處理單元，該中間級PIC結構的輸入由基帶信號、所有K個用戶的多徑時延信息、以及它的上一級PIC結構處理輸出的殘差信號和所有K個用戶的符號級再生信號組成，其中前一級PIC結構處理輸出的殘差信號并行進入K個用戶的信號處理單元，而K個用戶的多徑時延信息以及上一級PIC結構處理輸出的所有K個用戶的符號級再生信號分別進入相應的用戶信號處理單元，經過相應處理輸出每個用戶的符號級再生信號和碼片級再生信號，其中基帶信號和所有用戶的碼片級再生信號進入干擾對消單元進行處理輸出殘差信號。
中間級PIC結構的級數可以根據需要確定，可以使用一級或多級中間級PIC結構，也可以不使用中間級PIC結構。
第一級PIC結構中的所有K個用戶信號處理單元的結構完全相同，完成完全相同的功能，該用戶信號處理單元包括專用物理控制信道(DPCCH)解擴單元，該DPCCH解擴單元根據DPCCH信道的擴頻碼即DPCCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息，對輸入的基帶信號進行多徑解擴，并輸出多徑解擴結果；信道估計單元，由輸入的DPCCH信道的各徑解擴結果得到各徑的信道估計結果，并將其輸出；功率控制單元，由輸入的DPCCH信道的各徑解擴結果得到功率控制指令，并將其作為本級PIC結構的一個輸出，反饋給用戶的發送端；噪聲功率估計單元，由輸入的DPCCH信道的各徑解擴結果得到DPCCH信道的噪聲功率的估計結果，并將其輸出；DPCCH信道的RAKE合并單元，用于結合輸入的信道估計結果對輸入的DPCCH解擴結果進行去信道調制和RAKE合并，并將合并結果輸出；傳輸格式組合指示(TFCI)譯碼單元，用于對輸入的DPCCH信道的RAKE合并結果進行TFCI譯碼，得到DPDCH信道的擴頻因子，并將其輸出；專用物理數據信道(DPDCH)解擴單元，該DPDCH解擴單元根據DPDCH信道的擴頻碼即DPDCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息和經TFCI譯碼后的DPDCH信道的擴頻因子，對輸入的基帶信號進行多徑解擴，并輸出多徑解擴結果；DPDCH信道的RAKE合并單元，用于結合輸入的信道估計結果對輸入的DPDCH解擴結果進行去信道調制和RAKE合并，并將合并結果輸出；DPDCH軟判決與軟判決加權單元，由輸入信號即DPDCH信道的RAKE合并結果以及噪聲功率的估計結果得到DPDCH每個符號的軟判決，然后進行軟判決加權后輸出其結果；DPCCH軟判決與軟判決加權單元，由輸入信號即DPCCH信道的RAKE合并結果以及噪聲功率的估計結果得到DPCCH每個符號的軟判決，然后進行軟判決加權后輸出其結果；信號再生單元，該信號再生單元由DPDCH信道軟判決加權結果、DPCCH信道軟判決加權結果和用戶的多徑時延信息得到用戶的符號級再生信號和碼片級再生信號，并將碼片級再生信號送入本級PIC結構中的干擾對消單元，將符號級再生信號送給下一級PIC結構中同一用戶的信號處理單元。
最后一級PIC結構中的所有K個用戶信號處理單元的結構完全相同，完成完全相同的功能，所述用戶信號處理單元包括DPDCH解擴單元，該DPDCH解擴單元根據DPDCH信道的擴頻碼即DPDCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息和DPDCH信道的擴頻因子，對輸入的基帶信號進行多徑解擴，并輸出多徑解擴結果；DPCCH解擴單元，該DPCCH解擴單元根據DPCCH信道的擴頻碼即DPCCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息，對輸入的基帶信號進行多徑解擴，并輸出多徑解擴結果；信道估計單元，由輸入的DPCCH信道的各徑解擴結果得到各徑的信道估計結果，并將其輸出；兩個符號修正單元，用于結合輸入的用戶的符號級再生信號分別對輸入的DPCCH信道的解擴結果和DPDCH信道的解擴結果進行符號修正，并分別將符號修正結果輸出；DPDCH信道的RAKE合并單元和DPCCH信道的RAKE合并單元，用于結合輸入的信道估計結果分別對輸入的DPCCH信道的符號修正結果和DPDCH信道的符號修正結果進行去信道調制和RAKE合并，并分別將結果輸出；信道譯碼器，用于對輸入的DPDCH信道的RAKE合并結果進行信道解碼得到DPDCH信道發送的信息比特；硬判決器，用于對輸入的DPCCH信道的RAKE合并結果進行硬判決，得到DPCCH信道發送的信息比特。
中間級PIC結構中的所有K個用戶信號處理單元的結構完全相同，完成完全相同的功能，所述用戶信號處理單元包括DPDCH解擴單元，該DPDCH解擴單元根據DPDCH信道的擴頻碼即DPDCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息和DPDCH信道的擴頻因子，對輸入的基帶信號進行多徑解擴，并輸出多徑解擴結果；DPCCH解擴單元，該DPCCH解擴單元根據DPCCH信道的擴頻碼即DPCCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息，對輸入的基帶信號進行多徑解擴，并輸出多徑解擴結果；信道估計單元，由輸入的DPCCH信道的各徑解擴結果得到各徑的信道估計結果，并將其輸出；噪聲功率估計單元，由輸入的DPCCH信道的各徑解擴結果得到DPCCH信道的噪聲功率的估計結果，并將其輸出；兩個符號修正單元，用于結合輸入的用戶的符號級再生信號分別對輸入的DPCCH解擴結果和DPDCH解擴結果進行符號修正，并分別將符號修正結果輸出；DPDCH信道的RAKE合并單元和DPCCH信道的RAKE合并單元，用于結合輸入的信道估計結果分別對輸入的DPDCH符號修正結果和DPCCH符號修正結果進行去信道調制和RAKE合并，并分別將結果輸出；DPDCH軟判決與軟判決加權單元，由輸入信號即DPDCH信道的RAKE合并結果以及噪聲功率的估計結果得到DPDCH每個符號的軟判決，然后進行軟判決加權后輸出其結果；DPCCH軟判決與軟判決加權單元，由輸入信號即DPCCH信道的RAKE合并結果以及噪聲功率的估計結果得到DPCCH每個符號的軟判決，然后進行軟判決加權后輸出其結果；信號再生單元，該信號再生單元由DPDCH信道軟判決加權結果、DPCCH信道軟判決加權結果和用戶的多徑時延信息得到用戶的符號級再生信號和碼片級再生信號，并將碼片級再生信號送入本級PIC結構中的干擾對消單元，將符號級再生信號送給后一級PIC結構中同一用戶的信號處理單元。
干擾對消單元包括信號求和裝置，用于對輸入的各用戶的碼片級再生信號進行求和，然后將求和結果輸出；成型與匹配濾波單元，用于對輸入信號即求和結果進行成型濾波和匹配濾波，并將濾波結果輸出；殘差計算單元，用于從輸入的基帶信號中減去輸入的濾波結果，得到殘差信號，并將所述殘差信號作為本級PIC的輸出信號并行送給下一級PIC結構中各用戶的用戶信號處理單元。
最后一級PIC結構和中間級PIC結構還包括擴頻因子計算單元，用于計算本級的DPDCH信道的擴頻因子。該擴頻因子計算單元包括TFCI譯碼單元，用于對輸入的DPCCH信道的RAKE合并結果進行TFCI譯碼得到DPDCH信道的擴頻因子，并將DPDCH信道的擴頻因子送到DPDCH解擴單元。
在中間級PIC結構和最后一級PIC結構中用于DPDCH解擴單元的DPDCH信道的擴頻因子可以使用上一級PIC結構中DPDCH解擴單元的擴頻因子，也可以由本級的擴頻因子計算單元提供。
本發明將雙層加權并行干擾對消方法的簡化方法應用于上行專用物理信道的接收裝置，得到多用戶接收裝置。雙層加權并行干擾對消方法的簡化方法，在保持雙層加權并行干擾對消方法性能的同時，降低了實現復雜度。這樣該裝置可以大大提高上行專用物理信道的接收性能。
圖1是現有的上行專用物理信道單用戶RAKE接收裝置示意圖；圖2是本發明的上行專用物理信道多用戶接收裝置示意圖；圖3是本發明的上行專用物理信道多用戶接收裝置中第一級PIC結構示意圖；圖4是本發明的上行專用物理信道多用戶接收裝置中中間級PIC結構示意圖；圖5是本發明的上行專用物理信道多用戶接收裝置中最后一級PIC結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
圖2顯示的是本發明的上行專用物理信道多用戶接收裝置。如圖2所示，天線的接收信號經過解調和匹配濾波器201得到基帶信號，將基帶信號同時送入多徑搜索器組205、第一級PIC結構202和中間各級PIC結構203。
多徑搜索器組205搜索得到每個用戶的徑時延信息，并將所有用戶的徑時延信息同時送給第一級PIC結構202、中間級PIC結構203和最后一級PIC結構204。如圖2所示，基帶信號進入多徑搜索器組205，設系統有K個用戶，多徑搜索器組205就有K個多徑搜索器。每個用戶對應一個多徑搜索器，其中K是大于1的正整數。
第一級PIC結構的處理圖3顯示的是本發明的上行專用物理信道多用戶接收裝置中第一級PIC結構。第一級PIC結構202由K個用戶信號處理單元300和一個干擾對消單元320構成。每個用戶對應一個用戶信號處理單元300。如圖3所示，進入第一級PIC結構202的基帶信號并行進入各用戶的信號處理單元300，進入第一級PIC結構202的各用戶的多徑時延信息分別進入相應用戶的信號處理單元300。各用戶的信號處理單元300完成完全相同的功能。
進入用戶信號處理單元300的基帶信號和用戶的多徑時延信息分別進入DPDCH處理通道和DPCCH處理通道。
DPCCH解擴單元302根據DPCCH信道的擴頻碼即DPCCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息，對輸入的基帶信號進行多徑解擴，并將多徑解擴結果送給信道估計單元304、功率控制單元303、噪聲功率估計單元308和DPCCH信道的RAKE合并單元307。
信道估計單元304由DPCCH各徑的解擴結果得到各徑的信道估計，并將信道估計結果同時送給DPDCH信道的RAKE合并單元305、DPCCH信道的RAKE合并單元307。
功率控制單元303由輸入的DPCCH信道的各徑解擴結果得到功率控制指令，并將功率控制指令作為第一級PIC的一個輸出，反饋給用戶的發送端。
噪聲功率估計單元308由DPCCH各徑的解擴結果得到DPCCH信道的噪聲功率的估計，并將噪聲功率的估計結果同時送給DPDCH軟判決與軟判決加權單元309和DPCCH軟判決與軟判決加權單元310。
DPCCH信道的RAKE合并單元307，用于結合輸入的信道估計結果對輸入的DPCCH解擴結果進行去信道調制和RAKE合并，并將合并結果分別送給DPCCH軟判決與軟判決加權單元310和TFCI譯碼單元306。
TFCI譯碼單元306，用于對輸入的DPCCH信道的RAKE合并結果進行TFCI譯碼，得到DPDCH信道的擴頻因子，并將擴頻因子送給DPDCH解擴單元301。
DPDCH解擴單元301根據DPDCH信道的擴頻碼即DPDCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息和經TFCI譯碼后得到的擴頻因子，對基帶信號進行多徑解擴，并將多徑解擴結果送給DPDCH信道的RAKE合并單元305。
DPDCH的RAKE合并單元305，用于結合輸入的信道估計結果對DPDCH解擴結果進行去信道調制和RAKE合并，并將合并結果送給DPDCH軟判決與軟判決加權單元309。
DPDCH軟判決與軟判決加權單元309由DPDCH的RAKE合并結果和噪聲功率的估計結果得到DPDCH每個符號的軟判決，然后進行軟判決加權。DPCCH軟判決與軟判決加權單元310由DPCCH的RAKE合并結果和噪聲功率的估計結果得到DPCCH每個符號的軟判決，然后進行軟判決加權。DPDCH信道的軟判決加權的權值和DPCCH信道軟判決加權的權值可以取不同的數值。DPDCH信道在計算軟判決時，首先要由DPCCH信道噪聲功率的估計折算出DPDCH信道的噪聲功率。
信號再生單元311由DPDCH信道軟判決結果、DPCCH信道的軟判決結果和用戶的各徑時延信息得到用戶的符號級再生信號和碼片級再生信號，并將碼片級再生信號送入干擾對消單元320；將符號級再生信號輸送給中間級PIC結構203中同一用戶的信號處理單元400的符號修正子單元。用戶的碼片級再生信號可以表示為(1)式，用戶i第l徑的DPDCH信道和DPCCH信道的符號級再生信號可以分別表示為(2)式和(3)式gi(k)(t)=Σl=1LAilci(t-τil)(Σn=-∞∞(ρdi(n)(k)sd(t-τil)+jβcρci(n)(k)sc(t-τil))p(t-nTb-τil))----(1)]]>sgdil(k)(t)=AilΣn=-∞∞ρdi(n)(k)p(t-nTb)---(2)]]>sgcil(k)(t)=AilΣn=-∞∞βcρci(n)(k)p(t-nTb)---(3)]]>其中，L為徑數；l表示徑號，l＝1，.....．，L；Ail是第i個用戶第l徑的信道估計值，Ail由信道估計單元提供τil表示第i個用戶第l徑的時延；ci(t)表示用戶i的擴頻碼。ρdi(n)(k)、pci(n)(k)分別為第k級PIC結構中DPDCH信道和DPCCH信道軟判決加權的結果；βc表示DPCCH信道與DPDCH信道的幅度比；p(t)表示周期為Tb的矩形脈沖，當t∈
時，p(t)＝1；當t
時，p(t)＝0；sd(t)為DPDCH信道的信道碼，sc(t)為DPCCH信道的信道碼，ci(t)為用戶i的擾碼。
所有用戶的碼片級再生信號和基帶信號進入干擾對消單元320中的信號求和裝置321。該信號求和裝置321對輸入的各用戶的碼片級再生信號進行求和，然后將求和結果送給成型與匹配濾波單元322。該成型與匹配濾波單元322對輸入信號進行成型濾波和匹配濾波。成型濾波器同上行專用物理信道調制部分采用的成型濾波器，匹配濾波器就是上行專用物理信道接收端采用的匹配濾波器。濾波結果送入殘差計算單元323。基帶信號也進入殘差計算單元。殘差計算單元323從基帶信號中減去濾波結果，得到殘差信號，并將殘差信號作為本級PIC的輸出信號送給下一級PIC結構，在下一級PIC結構中，該信號被并行送給各用戶的信號處理單元。
對本發明的第一級PIC結構，TFCI譯碼得到的擴頻因子可以只供本級PIC結構使用，也可以傳輸給后續各級PIC結構，供后續PIC結構中DPDCH解擴單元使用。
中間各級PIC結構的處理中間各級PIC的結構完全一樣，下面以第二級PIC結構為例來說明中間各級PIC結構的處理過程。
圖4顯示的是本發明的上行專用物理信道多用戶接收裝置中中間級PIC結構。第一級PIC結構202得到的殘差信號、各用戶的符號級再生信號和各用戶的徑時延信息進入中間級PIC結構203。中間級PIC結構203依舊由K個用戶信號處理單元400和一個干擾對消單元420構成。每個用戶有一個用戶信號處理單元400。各用戶的用戶信號處理單元400完成完全相同的功能。
如圖4所示，在中間級PIC結構203中，用戶的信號處理單元400的輸入信號為殘差信號、本用戶的符號級再生信號和本用戶的徑時延信息。
用戶的信號處理單元400首先把用戶的多徑時延信息和殘差信號同時送給DPDCH信道處理通道和DPCCH信道處理通道。
DPDCH解擴單元401根據DPDCH信道的擴頻碼即DPDCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息和DPDCH信道的擴頻因子，對輸入的殘差信號進行多徑解擴，并將解擴結果送給DPDCH信道的符號修正單元405；DPCCH解擴單元402根據DPCCH信道的擴頻碼即DPCCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息，對輸入的殘差信號進行多徑解擴，并將解擴結果送給信道估計單元403、噪聲功率估計單元404和DPCCH信道的符號修正單元406。
信道估計單元403由DPCCH各徑的解擴結果得到各徑的信道估計，并將信道估計結果同時送給DPDCH信道的RAKE合并單元407、DPCCH信道的RAKE合并單元408。
噪聲功率估計單元404由輸入的DPCCH信道的各徑解擴結果得到DPCCH信道的噪聲功率的估計，并將噪聲功率的估計結果同時送給后面的兩個軟判決與軟判決加權單元。
DPDCH信道的符號修正單元405對輸入的DPDCH信道的解擴結果進行符號級修正，即將DPDCH信道某徑的解擴結果和該徑的符號級再生信號相加。DPCCH信道的符號修正單元406對輸入的DPCCH信道的解擴結果進行符號級修正，即將DPCCH信道某徑的解擴結果和該徑的符號級再生信號相加。
DPDCH信道的RAKE合并單元407和DPCCH信道的RAKE合并單元408，分別對DPDCH符號修正結果和DPCCH符號修正結果進行去信道調制和多徑合并，并將合并結果分別送給DPDCH軟判決與軟判決加權單元409和DPCCH軟判決與軟判決加權單元410。
DPDCH軟判決與軟判決加權單元409由輸入信號即DPDCH信道的RAKE合并結果以及噪聲功率的估計結果得到DPDCH每個符號的軟判決，然后進行軟判決加權；DPCCH軟判決與軟判決加權單元410由輸入信號即DPCCH信道的RAKE合并結果以及噪聲功率的估計結果得到DPCCH每個符號的軟判決，然后進行軟判決加權。DPDCH信道的軟判決加權的權值和DPCCH信道軟判決加權的權值可以取不同的數值。但本級DPDCH的軟判決加權的權值要大于前一級軟判決加權的權值。DPCCH信道的軟判決加權的權值也是如此。
信號再生單元411由DPDCH信道軟判決結果、DPCCH信道的軟判決結果和用戶的各徑時延信息得到用戶的符號級再生信號和碼片級再生信號，并將碼片級再生信號送入干擾對消單元420；將符號級再生信號輸送給后一級PIC結構204中同一用戶的信號處理單元的符號修正子單元。
所有用戶的碼片級再生信號和基帶信號進入干擾對消單元420中的信號求和裝置421。該信號求和裝置421對輸入的各用戶的碼片級再生信號進行求和，然后將求和結果送給成型與匹配濾波單元422。該成型與匹配濾波單元422對輸入信號進行成型濾波和匹配濾波。濾波結果送入殘差計算單元423。基帶信號也進入殘差計算單元。殘差計算單元423從基帶信號中減去濾波結果，得到殘差信號，并將殘差信號作為本級PIC的輸出信號送給下一級PIC結構，在下一級PIC結構中，該信號被并行送給各用戶的信號處理單元。
DPDCH的解擴單元需要知道DPDCH的擴頻因子，擴頻因子可以使用第一級PIC結構中TFCI譯碼得到的擴頻因子，也可以由本級PIC的擴頻因子計算單元得到。本級PIC的擴頻因子計算單元430包括TFCI譯碼器431，通過對DPCCH信道的RAKE合并結果進行TFCI譯碼，得到DPDCH信道的擴頻因子。經過前一級PIC結構的干擾對消，本級PIC結構中DPCCH信道的RAKE合并結果的信噪比應該比前一級PIC結構中DPCCH信道的RAKE合并結果的信噪比高，所以，本級TFCI譯碼得到的擴頻因子的誤碼率將更小。因此，在本級采用擴頻因子計算單元430，并使用該單元得到的擴頻因子進行DPDCH的解擴，對用戶的檢測將更有利。但是，TFCI譯碼不僅增加了復雜度，而且增加了時延。可以根據需要確定是否在本級采用擴頻因子計算單元。
以后的各中間級PIC結構進行完成相同的操作。
最后一級PIC結構的處理圖5顯示的是本發明的上行專用物理信道多用戶接收裝置中最后一級PIC結構。最后一級PIC結構204由K個用戶信號處理單元500構成。用戶的信號處理單元500如圖5所示。
信號處理單元500的輸入為前一級得到的殘差信號和符號級再生信號，以及多徑時延信息。用戶信號處理單元500首先將多徑時延信息和殘差信號分別送入DPDCH處理通道和DPCCH處理通道。
DPDCH解擴單元501根據DPDCH信道的擴頻碼即DPDCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息和DPDCH信道的擴頻因子，對輸入的殘差信號進行多徑解擴，并將解擴結果送給DPDCH信道的符號修正單元504；DPCCH解擴單元502根據DPCCH信道的擴頻碼即DPCCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息，對輸入的殘差信號進行多徑解擴，并將解擴結果送給信道估計單元503和DPCCH信道的符號修正單元505。
信道估計單元503由DPCCH各徑的解擴結果得到各徑的信道估計，并將信道估計結果同時送給DPDCH信道的RAKE合并單元506、DPCCH信道的RAKE合并單元507。
DPDCH信道的符號修正單元504對輸入的DPDCH信道的解擴結果進行符號級修正，即將DPDCH信道某徑的解擴結果和該徑的符號級再生信號相加。DPCCH信道的符號修正單元505對輸入的DPCCH信道的解擴結果進行符號級修正，即將DPCCH信道某徑的解擴結果和該徑的符號級再生信號相加。
DPDCH信道的RAKE合并單元506和DPCCH信道的RAKE合并單元507，分別結合信道估計結果對DPDCH符號修正結果和DPCCH符號修正結果進行去信道調制和多徑合并。將DPDCH信道的合并結果送入DPDCH通道的信道解碼器508，DPCCH信道的合并結果送給DPCCH通道的硬判決器509。
信道譯碼器508對輸入信號進行信道解碼得到DPDCH信道發送的信息比特。
硬判決器509對輸入信號進行硬判決，得到DPCCH信道發送的信息比特。
其中DPDCH的解擴單元501需要知道DPDCH的擴頻因子，擴頻因子可以使用前一級PIC結構中TFCI譯碼得到的擴頻因子，也可以由本級PIC的擴頻因子計算單元510得到。可以根據需要確定是否在本級采用擴頻因子計算單元。
PIC結構的級數可以根據需要確定。可以只采用第一級和最后一級PIC結構，也可以采用更多級的PIC結構。
權利要求
1.一種寬帶碼分多址(WCDMA)系統中上行專用物理信道的多用戶接收裝置，其特征在于，所述多用戶接收裝置包括解調和匹配濾波器，用于對天線的接收信號進行解調和匹配濾波以輸出基帶信號；多徑搜索器組，由K個多徑搜索器組成，用于對解調和匹配濾波后的基帶信號進行多徑搜索，每個搜索器負責搜索一個用戶的徑時延信息，輸出所有K個用戶的多徑時延信息，其中K是大于1的正整數；第一級并行干擾對消(PIC)結構，由K個用戶信號處理單元和一個干擾對消單元構成，每個用戶對應一個用戶信號處理單元，所述第一級PIC結構的輸入由所述基帶信號以及所有K個用戶的多徑時延信息組成，其中基帶信號并行進入所述K個用戶的信號處理單元，而K個用戶的多徑時延信息分別進入相應的用戶信號處理單元，經過相應處理輸出每個用戶的功率控制指令、符號級再生信號和碼片級再生信號，其中所有K個用戶的功率控制指令經下行鏈路分別反饋給相應用戶的發送端，而基帶信號和所有用戶的碼片級再生信號進入干擾對消單元進行處理輸出殘差信號；最后一級PIC結構，包括K個用戶信號處理單元，每個用戶對應一個用戶信號處理單元，所述最后一級PIC結構的輸入由所有K個用戶的多徑時延信息、以及上一級PIC結構處理輸出的殘差信號和所有K個用戶的符號級再生信號組成，其中所述上一級PIC結構處理輸出的殘差信號并行進入所述K個用戶的信號處理單元，而K個用戶的多徑時延信息以及上一級PIC結構處理輸出的所有K個用戶的符號級再生信號分別進入相應的用戶信號處理單元，進行相應的處理。
2.如權利要求1所述的多用戶接收裝置，其進一步特征在于，所述多用戶接收裝置還包括中間級PIC結構，所述中間級PIC結構是位于第一級PIC結構和所述最后一級PIC結構之間的任一級PIC結構，它包括K個用戶信號處理單元和一個干擾對消單元，每個用戶對應一個用戶信號處理單元，所述中間級PIC結構的輸入由基帶信號、所有K個用戶的多徑時延信息、以及它的上一級PIC結構處理輸出的殘差信號和所有K個用戶的符號級再生信號組成，其中上一級PIC結構處理輸出的殘差信號并行進入所述K個用戶的信號處理單元，而K個用戶的多徑時延信息以及上一級PIC結構處理輸出的所有K個用戶的符號級再生信號分別進入相應的用戶信號處理單元，經過相應處理輸出每個用戶的符號級再生信號和碼片級再生信號，其中基帶信號和所有用戶的碼片級再生信號進入干擾對消單元進行處理輸出殘差信號。
3.如權利要求2所述的多用戶接收裝置，其進一步特征在于，所述中間級PIC結構的級數可以根據需要確定，可以使用一級或多級中間級PIC結構，也可以不使用中間級PIC結構。
4.如權利要求1所述的多用戶接收裝置，其進一步特征在于，所述第一級PIC結構中K個用戶信號處理單元包括專用物理控制信道(DPCCH)解擴單元，所述DPCCH解擴單元根據DPCCH信道的擴頻碼即DPCCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息，對輸入的基帶信號進行多徑解擴，并輸出多徑解擴結果；信道估計單元，由輸入的DPCCH信道的各徑解擴結果得到各徑的信道估計結果，并將其輸出；功率控制單元，由輸入的DPCCH信道的各徑解擴結果得到功率控制指令，并將其作為所述第一級PIC結構的一個輸出，反饋給用戶的發送端；噪聲功率估計單元，由輸入的DPCCH信道的各徑解擴結果得到DPCCH信道的噪聲功率的估計結果，并將其輸出；DPCCH信道的RAKE合并單元，用于結合輸入的信道估計結果對輸入的DPCCH解擴結果進行去信道調制和RAKE合并，并將合并結果輸出；傳輸格式組合指示(TFCI)譯碼單元，用于對輸入的DPCCH信道的RAKE合并結果進行TFCI譯碼，得到DPDCH信道的擴頻因子，并將其輸出；專用物理數據信道(DPDCH)解擴單元，所述DPDCH解擴單元根據DPDCH信道的擴頻碼即DPDCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息和經TFCI譯碼后的DPDCH信道的擴頻因子，對輸入的基帶信號進行多徑解擴，并輸出多徑解擴結果；DPDCH信道的RAKE合并單元，用于結合輸入的信道估計結果對輸入的DPDCH解擴結果進行去信道調制和RAKE合并，并將合并結果輸出；DPDCH軟判決與軟判決加權單元，由輸入信號即DPDCH信道的RAKE合并結果以及噪聲功率的估計結果得到DPDCH每個符號的軟判決，然后進行軟判決加權后輸出其結果；DPCCH軟判決與軟判決加權單元，由輸入信號即DPCCH信道的RAKE合并結果以及噪聲功率的估計結果得到DPCCH每個符號的軟判決，然后進行軟判決加權后輸出其結果；信號再生單元，所述信號再生單元由DPDCH信道軟判決加權結果、DPCCH信道軟判決加權結果和用戶的多徑時延信息得到用戶的符號級再生信號和碼片級再生信號，并將碼片級再生信號送入所述第一級PIC結構中的干擾對消單元，將符號級再生信號送給下一級PIC結構中同一用戶的信號處理單元。
5.如權利要求1所述的多用戶接收裝置，其進一步特征在于，所述最后一級PIC結構中K個用戶信號處理單元包括DPDCH解擴單元，所述DPDCH解擴單元根據DPDCH信道的擴頻碼即DPDCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息和DPDCH信道的擴頻因子，對輸入的殘差信號進行多徑解擴，并輸出多徑解擴結果；DPCCH解擴單元，所述DPCCH解擴單元根據DPCCH信道的擴頻碼即DPCCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息，對輸入的殘差信號進行多徑解擴，并輸出多徑解擴結果；信道估計單元，由輸入的DPCCH信道的各徑解擴結果得到各徑的信道估計結果，并將其輸出；兩個符號修正單元，用于結合輸入的用戶的符號級再生信號分別對輸入的DPCCH信道的解擴結果和DPDCH信道的解擴結果進行符號修正，并分別將符號修正結果輸出；DPDCH信道的RAKE合并單元和DPCCH信道的RAKE合并單元，用于結合輸入的信道估計結果分別對輸入的DPDCH信道的符號修正結果和DPCCH信道的符號修正結果進行去信道調制和RAKE合并，并分別將結果輸出；信道譯碼器，用于對輸入的DPDCH信道的RAKE合并結果進行信道解碼得到DPDCH信道發送的信息比特；硬判決器，用于對輸入的DPCCH信道的RAKE合并結果進行硬判決，得到DPCCH信道發送的信息比特。
6.如權利要求2所述的多用戶接收裝置，其進一步特征在于，所述中間級PIC結構中K個用戶信號處理單元包括DPDCH解擴單元，所述DPDCH解擴單元根據DPDCH信道的擴頻碼即DPDCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息和DPDCH信道的擴頻因子，對輸入的殘差信號進行多徑解擴，并輸出多徑解擴結果；DPCCH解擴單元，所述DPCCH解擴單元根據DPCCH信道的擴頻碼即DPCCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息，對輸入的殘差信號進行多徑解擴，并輸出多徑解擴結果；信道估計單元，由輸入的DPCCH信道的各徑解擴結果得到各徑的信道估計結果，并將其輸出；噪聲功率估計單元，由輸入的DPCCH信道的各徑解擴結果得到DPCCH信道的噪聲功率的估計結果，并將其輸出；兩個符號修正單元，用于結合輸入的用戶的符號級再生信號分別對輸入的DPCCH解擴結果和DPDCH解擴結果進行符號修正，并分別將符號修正結果輸出；DPDCH信道的RAKE合并單元和DPCCH信道的RAKE合并單元，用于結合輸入的信道估計結果分別對輸入的DPDCH信道的符號修正結果和DPCCH信道的符號修正結果進行去信道調制和RAKE合并，并分別將結果輸出；DPDCH軟判決與軟判決加權單元，由輸入信號即DPDCH信道的RAKE合并結果以及噪聲功率的估計結果得到DPDCH每個符號的軟判決，然后進行軟判決加權后輸出其結果；DPCCH軟判決與軟判決加權單元，由輸入信號即DPCCH信道的RAKE合并結果以及噪聲功率的估計結果得到DPCCH每個符號的軟判決，然后進行軟判決加權后輸出其結果；信號再生單元，所述信號再生單元由DPDCH信道軟判決加權結果、DPCCH信道軟判決加權結果和用戶的多徑時延信息得到用戶的符號級再生信號和碼片級再生信號，并將碼片級再生信號送入本級PIC結構中的干擾對消單元，將符號級再生信號送給所述后一級PIC結構中同一用戶的信號處理單元。
7.如權利要求5或6所述的多用戶接收裝置，其進一步特征在于，在所述中間級PIC結構和所述最后一級PIC結構中用于DPDCH解擴單元的所述信道的擴頻因子可以使用上一級PIC結構中DPDCH解擴單元的擴頻因子，也可以由本級的擴頻因子計算單元提供。
8.如權利要求1或2所述的多用戶接收裝置，其進一步特征在于，所述干擾對消單元包括信號求和裝置，用于對輸入的各用戶的碼片級再生信號進行求和，然后將求和結果輸出；成型與匹配濾波單元，用于對所述信號求和裝置的求和結果進行成型濾波和匹配濾波，并將濾波結果輸出；殘差計算單元，用于從輸入的基帶信號中減去所述成型與匹配濾波單元的濾波結果，得到殘差信號，并將所述殘差信號作為本級PIC的輸出信號并行送給下一級PIC結構中各用戶的用戶信號處理單元。
9.如權利要求1或2所述的多用戶接收裝置，其進一步特征在于，所述最后一級PIC結構和所述中間級PIC結構還包括擴頻因子計算單元，用于計算本級的DPDCH信道的擴頻因子。
10.如權利要求9所述的多用戶接收裝置，其進一步特征在于，所述擴頻因子計算單元包括TFCI譯碼單元，用于對輸入的DPCCH信道的RAKE合并結果進行TFCI譯碼得到DPDCH信道的擴頻因子，并將DPDCH信道的擴頻因子送到DPDCH解擴單元。
全文摘要
本發明提出了一種寬帶碼分多址(WCDMA)系統中上行專用物理信道的多用戶接收裝置，該裝置涉及WCDMA蜂窩移動通信系統中基站的多用戶檢測技術。多用戶檢測技術是碼分多址(CDMA)系統的增強型技術，采用雙層加權并行干擾對消方法及其簡化方法可以大大提高傳統并行干擾對消方法的性能。本發明將雙層加權并行干擾對消方法的簡化方法應用于上行專用物理信道的信號接收，可以大大提高上行專用物理信道的接收性能。
文檔編號H04B1/707GK1505294SQ0215106
公開日2004年6月16日 申請日期2002年12月5日 優先權日2002年12月5日
發明者魏立梅, 王國林, 金宇 申請人:華為技術有限公司