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CN1723627A - 用于信道幅度估计和干扰矢量构造的方法和装置 - Google Patents

用于信道幅度估计和干扰矢量构造的方法和装置 Download PDF

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CN1723627A
CN1723627A CNA2003801053078A CN200380105307A CN1723627A CN 1723627 A CN1723627 A CN 1723627A CN A2003801053078 A CNA2003801053078 A CN A2003801053078A CN 200380105307 A CN200380105307 A CN 200380105307A CN 1723627 A CN1723627 A CN 1723627A
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A·P·纳拉延
P·贾恩
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Abstract

本发明涉及一种根据扩频系统实现信道确定和干扰矢量构造的高效方法和装置。利用第一系列的快速沃尔什变换步骤执行信道确定。将对应于有效通信系统信道的第一组快速沃尔什变换步骤的结果与阈值作比较。然后使所述第一组快速沃尔什变换步骤得到的结果通过第二组快速沃尔什变换步骤，其中对一组结果执行的步骤数由从中导出幅度信息的信道的相关码元长度确定。然后可以将这样得到的与每个有效码元长度对应的干扰矢量合并，以形成复合干扰矢量。所述快速沃尔什变换步骤和其它步骤可以利用共享硬件部件或软件模块来执行。

Description

用于信道幅度估计和干扰矢量构造的方法和装置
发明领域
本发明涉及通信系统中信道幅度的确定。本发明还涉及构造干扰矢量以在创建消除干扰的信号时使用。更具体而言，本发明涉及利用有利的方法和/或结构实现信道幅度估计和干扰矢量构造。
发明背景
无线通信系统应该在分配的频率空间内提供大量的保密(或专用)通信信道。为此，已开发出扩频系统。在扩频类型的系统中，采用扩频码，以允许多个信道占用同一频率范围。为了成功将信道解调，配合信道使用的扩频码和覆盖码(covering code)必须是已知的。当解调处理器跟踪某条信号路径时，与另一些发射机相关联的信号路径在该处理器看来是噪声。
为了提供可靠的通信，扩频系统通常在建立和维持成对端点之间的通信信道时跟踪多条信号路径。不同信号路径可能由其它基站或基站扇区提供的冗余信号引起，或由信号的反射版本或多径版本引起。在典型的接收机中，设有多个(例如4至6)个解调处理器或解调指(modulation finger)，这些解调指中的每个解调指指配用于跟踪一条不同的信号路径。为了获得接收机可用的不同信号路径的有关信息，设有搜索器解调处理器或解调指。在典型的接收机中，搜索器解调指通过伪随机数(PN)码偏移(code offset)和信号长度检测并识别信号。因为非正被跟踪的信号路径的信号路径对解调处理器看来如同噪声，所以有关被跟踪或期望的信号路径的信噪比可能很低，这可能导致通信信道具有差的质量和可靠性。具体而言，接收机附近的信号源发出的信号可能淹没距离接收机更远的信号源发出的信号。因此，由于这种“远近”问题，信号分集受到限制。除使通信信道更容易中断外，以其它方式可为接收机所利用的相对较弱的信号可能处于其它相对较强信号形成的噪声层之下。
由于沃尔什(Walsh)覆盖码的正交性或覆盖准正交函数(QOF)的准正交性的原因，基站广播的编码信道一般不会彼此干扰。但是，扩频通信系统，如直接系列码分多址(DS-CDMA)系统仍会受到前向链路上两种形式的多址干扰。共信道干扰由在时间上相对于感兴趣信号路径延迟的信号路径的多径副本构成。因为只要两个码之间存在时间偏移就会丧失沃尔什覆盖码的正交性，所以这些信号可能导致干扰。具体而言，当对齐时，沃尔什码形成一个正交基，但当它们不对齐时，可能会有很高的互相关。当在RF前端同时接收到一个以上的基站扇区或基站的传输组合时，会发生交叉信道干扰。每个基站扇区通过唯一的PN短码偏移来区分。但是，该系列具有最小但非零的互相关特性。这表示其本身为源自不同基站扇区的信号之间的互相关干扰。因此，以大得多的功率电平接收的从另一个基站发送的信号会屏蔽感兴趣的信号，因为短码与未对齐沃尔什码的非零互相关性。
已经开发出许多用于从接收信号流中去除干扰信号路径的方法。例如，干扰消除是一种结合到为CDMA系统，如用于无线通信的cdma2000和W-CDMA标准的系统设计的扩频接收机中的功能。具体而言，干扰消除接收机是一类扩频通信系统接收机，它可以去除或减少一个或多个干扰源的干扰。大多数干扰消除方法要求估计干扰信号源中的信道。因此，必须估计信号路径内有效信道的标识和那些信道的幅度。利用基于投影的方法来计算干扰的其它方法需要构造干扰矢量来表示来自干扰信号源内活动信道的干扰的方向，但不一定需要那些信道的幅度。
扩频通信系统最初是采用单个长度的码元来开发的。例如，IS-95系统采用64码片的码元长度。但是，最近的通信标准，如cdma2000引入了与较长码共存的更短长度的码(辅助信道)。例如，为了促进高速数据传输，已开发出允许将短至四个码片的码元用于数据传输，同时允许信道将64个码片长或更长的码元用于语音通信的通信系统。在单个通信系统内采用不同长度的码元使得识别信号路径中活动信道的任务变得复杂。此外，因为使用较短长度的码会使某些较长码系列无效，识别活动信道的现有方法在应用于支持采用多码元长度的系统时效率可能低下。
快速沃尔什变换是一种用于高效计算信号路径内多个信道的幅度的公知方法。具体而言，快速沃尔什变换方法可用于计算利用称为沃尔什码的正交码系列覆盖的信道的幅度。但是，用于应用快速沃尔什变换处理的常规方法尚不能够有效率地估计涉及支持多码元长度的通信系统的信道。此外，常规方法不能有效率地构造用于干扰消除的干扰矢量。
发明概述
本发明旨在解决现有技术的这些和其它问题及其缺点。根据本发明实施例，将快速沃尔什变换应用于涉及干扰信号路径的幅度信息。具体而言，该幅度信息在分辨率上对应于跟踪干扰或潜在干扰信号路径时接收的数据的每个码片。幅度数据随后利用快速沃尔什变换加以处理。该数据可以通过一级或多级快速沃尔什变换来识别活动信道。具体而言，在对应于通过干扰信号路径传输的数据的有效码元长度的沃尔什级上对数据进行处理之后，将该阶段的数据组中的每个元素的幅度与某个阈值作比较。如果元素的量值大于该阈值，则将该元素替换为零值，然后利用快速沃尔什变换对该数据组进行下一级处理。相应地，本发明提供了一种方法和装置，采用这种方法和装置，可确定结合支持多个有效码元长度的通信系统生成的信号路径内是否存在有效信道以及它们的幅度。
根据本发明的另一实施例，在形成用于创建消除干扰的信号流的矢量时，在有效码元长度所对应的每个沃尔什级上采用执行快速沃尔什变换的结果。相应地，在本发明的实施例中，将在对应于有效信道码元长度的级上执行快速沃尔什变换的结果与阈值作比较。将该级所得结果中量值小于所述阈值的各个元素替换为零值，而使超过该阈值的元素的幅度保持不变。此比较结果可以存储在寄存器中。对于含有用于构造干扰矢量的阈值数据的每个寄存器，应用快速沃尔什变换处理。具体而言，使每组数据通过对应于最初从中获得量值数据的级的若干快速沃尔什变换级，从而实现干扰矢量的建立。根据本发明实施例，在支持多个码元长度的情况下，将对应于有效码元长度的快速沃尔什变换级得到的数据所形成的干扰矢量合并，以形成复合干扰矢量。根据本发明实施例，通过将每个有效信号长度所对应的按比例缩放的干扰矢量合并而得到复合干扰矢量。根据本发明实施例，执行所述按比例缩放的操作以将所述各干扰矢量内的能量归一化。
根据本发明的另一个实施例，利用共享硬件部件实现信道估计和干扰矢量构造时使用的快速沃尔什变换处理。即，将用于估计信道幅度的相同部件用于构造干扰矢量。
附图简介
图1是显示根据本发明实施例的扩频接收机的部件的框图；
图2是显示根据本发明实施例，涉及信道估计和干扰矢量生成系统的部件的处理步骤和信息流的框图；
图3是说明根据本发明实施例实现快速沃尔什变换的框图；
图4是说明根据本发明实施例实现阈值作比较功能的框图；
图5以流程图形式说明根据本发明实施例的操作；
图6以流程图形式说明根据本发明实施例的操作的其它方面；
图7以流程图形式说明根据本发明实施例构造干扰矢量的各个方面；以及
图8说明根据本发明实施例用于创建复合干扰矢量的过程的各个方面。
发明的详细说明
参考图1，其中显示了根据本发明实施例的可消除干扰的接收机100。图1所示，信号通过天线108提供给射频(RF)前端104。在典型环境中，可以在射频(RF)前端104接收多个不同的信号，例如不同基站、基站的不同扇区产生的信号或这些信号的多径或反射版本。如本领域技术人员可以理解的那样，不同基站或不同基站扇区的信号通常由相关的路径号或伪随机数(PN)来标识，它根据PN码空间中信号路径的时间偏移来标识基站或基站扇区。信号的多径版本由该信号的视距版本的路径编号，以及说明反射信号的较长路径的附加时间偏移量来标识。如本领域技术人员进一步可以理解的那样，来自不同信号源的信号路径通常按一定距离(例如64个码片)分隔，该距离足以允许正确地将信号路径的多径版本与其信号源相关联。
RF前端104对射频信号进行向下取样，并将该信号分离成复基带信号或具有同相(I)和正交(Q)分量的原始数据流112。本领域技术人员会认识到，本发明公开的处理包含I和Q信道，即使当只有一条连接或信号路径被显示时。
将接收机100收集并由RF前端104进行下变频的原始信号流112提供给搜索器解调指116。该搜索器解调指用于扫描信号流112以查找各可识别信号路径和/或多径。具体而言，搜索器解调指116用于确定与每个可识别信号路径相关的路径编号或伪随机数(PN)码偏移。如上所述，PN码将信号路径标识为与特定基站或基站扇区相关联。在码分多址(CDMA)系统中，将PN码系列称为短码。
搜索器解调指116向控制器120报告已识别的信号路径。控制器120可以利用搜索器解调指116提供的信息来确定要获得并跟踪的那些信号路径。一般来说，可以指示接收机100跟踪的信号路径的数量由作为接收机100组成部分提供的解调指124的数量限定。在将解调指124指配用于获得并跟踪信号路径时，控制器120可以提供有关指定信号路径的PN代码偏移、任何附加时间偏移和观测信号强度的信息。在图1中，仅显示了两个解调指124a和224b。但应理解，可以设置任何数量个附加解调指124。
如图1所示，基本控制器120可以与消除控制器128通信。如下所述，消除控制器128可以估计一条信号路径内各信道的幅度。此外，消除控制器128的实施例还可以形成干扰矢量。根据本发明的其它实施例，消除控制器128可以合并多个干扰矢量以形成复合干扰矢量。
消除控制器128包括多个模块。具体而言，当消除控制器128确定应该删除某条信号路径时，将该信号路径对应的PN码和该信号路径的I和Q数据馈送到正交相移键控(QPSK)解扩模块132。在解扩之后，在载波相位恢复模块136中恢复载波相位。载波相位恢复可以采用多种方法来执行。例如，可以按如下列专利所述来执行载波相位恢复：受让给本发明的受让人的于2003年10月15日提交的题为“用于调整相位的系统和方法”的美国专利以及于2002年10月15日提交的题为“载波相位恢复电路”的美国临时专利申请No.60/418188，这些专利的全部公开内容通过引用结合于本文中。随后将载波相位恢复后得到的除去PN和相位的数据流提供给信道估计/干扰矢量生成模块140。信道估计/干扰矢量生成模块140确定待删除信号路径中活动信道的幅度，并生成可提供给消除操作模块144的干扰矢量。消除操作模块144利用信道估计/干扰矢量生成模块140提供的干扰矢量从提供给一个或多个解调指的一个或多个数据流148中去除识别出的干扰信号路径。接收到消除干扰的信号的解调指124随后可以将期望信号路径的信道传送的数据解调。
如图1所示，可为每个解调指124配备PN生成器152。此外，可以根据消除控制器128发送给PN生成器152的控制信号156，使PN生成器152生成的PN码超前或延迟。可以使与解调指124相关的PN生成器152延迟或超前是有利的，因为这使各解调指124可以跟踪所提供的馈送信号流，即便在该馈送信号流经历延迟，例如经历在消除控制器128中进行的、作为生成消除干扰的信号流的一部分的处理过程中的延迟时亦如此。作为替代或补充，消除控制器可以在解调指124释放从所提供的信号流获得的码元之前，将解调的信号提供给作为解调指124组成部分提供的延迟缓冲器，以控制每个解调指124引入的延迟量。通过这样控制解调指124内的延迟，就可以将彼此同步的解调信号流160提供给码元合并器164。相应地，可以采用常规的码元合并器164。或者，也可以采用能够使解调指124对所提供的信号流148进行处理而得到的码元同步的码元合并器164。作为另一种选择，消除控制器128可以在相对于RF前端104接收的原始信号流112的固定延迟之后，向解调指124提供馈送信号流，以便可以采用常规的码元合并器160。一般来说，可以采用任何向码元合并器164提供同步的数据的方法。如本领域技术人员可以理解的那样，解调指和信号合并器164可以构成RAKE接收机。
现在参考图2，其中显示了根据本发明实施例的消除控制器128、尤其是信道估计/干扰矢量生成模块140的各个方面。如图2所示，信道估计/干扰矢量生成模块140可以视为包括第一阶段204和第二阶段208。具体而言，第一阶段204执行信道估计功能，第二阶段208执行干扰矢量构造。此外，如同从本文所述可以理解的那样，在第一阶段204，使与作为信号路径的一部分接收的码片的量值有关的信息经过多个快速沃尔什变换步骤212，以确定信号路径内是否存在识别为干扰的有效信道，以及确定那些信道的幅度。用于处理接收数据的快速沃尔什变换步骤212的个数等于logN，其中N是有效信道的数量。例如，就64信道的通信系统而言，需要6个步骤来完全确定信号路径中存在哪些信道。又如，有128个信道的通信系统可能需要7个步骤。第二阶段208利用第一阶段204所获得的信道幅度的有关信息，形成复合干扰矢量，以供消除操作模块144用于从提供给解调指124的信号流中消除干扰信号路径。
因此，如图所示，第一阶段204包括多个快速沃尔什变换步骤212。在图2所示的示范实施例中，接收机100结合支持每条信号路径内64个业务信道的通信系统使用。因此，信道估计/干扰矢量生成模块140包括6个快速沃尔什变换步骤212a-f。但应理解，可以提供任何数量的快速沃尔什变换步骤212。
初始时，使经过解扩的载波相位恢复的接收信号通过第一快速沃尔什变换步骤212a。在此示例中，对一组数据执行所述快速沃尔什变换步骤，所述一组数据包括长度等于最长有效码元长度的数据段内每个码片的幅度或量值。因此，在此示例中，对含有64个不同量值的一组数据执行各快速沃尔什变换步骤212。
如本领域技术人员可以理解的那样，第一快速沃尔什变换步骤包括64次加法或减法运算。更具体而言，第一快速沃尔什变换步骤212a包括将第一元素a1加上第二元素a2，以获得新的第一元素，从第一元素a1中减去第二元素a2以获得新的第二元素，将第三元素a3加上第四元素a4得到新的第三元素，从第三元素a3中减去第四元素a4得到新的第四元素，并依此类推，直到该数据组内的所有64个元素都得到处理并计算出64个新值。在本示例中，通信系统不支持长度短于四个码片的码元。因此，将执行第一快速沃尔什变换步骤的结果或电路212a的结果直接传递给第二快速沃尔什变换步骤212b。
同样如本领域技术人员可以理解的那样，在第二快速沃尔什变换步骤212b中，也有64次加法或减法运算。对第一快速沃尔什变换步骤212a得到的64个量值或元素执行第二快速沃尔什变换步骤212b中所包括的计算。具体而言，将第一元素a1加上第三元素a3以获得新的第一元素，从第一元素a1中减去第三元素a3以获得新的第二元素，将第二元素a2加上第四元素a4以获得新的第三元素，从第二元素a2中减去第四元素a4以获得新的第四元素，并依此类推，
直到该数据组内的每个量值都被包含在作为第二快速沃尔什变换步骤212b一部分的一次加法和一次减法计算中，并为所包括的每个元素计算出新量值为止。
在本示例中，通信系统支持长度短至四个码片的码元。通信系统所采用的有效码元的最短长度是根据标准得知的，因此通常为给定接收机100预先配置。或者，可以由与接收机100通信的基站或其它网络部件提供此信息。因为在本示例中，信道可以采用短至四个码片的码元，并且因为两个快速沃尔什变换步骤之后可以确定任何这种信道，所以将通过这两个快速沃尔什变换步骤得到的量值纳入考虑。具体而言，在第一比较器或比较块220a中将计算得到的一组值或量值内的每个元素与阈值作比较。信道确定时据以测试信道强度的阈值可以等于已知作为干扰信号路径的一部分存在的信道的量值或由此导出。例如，根据适用标准总是存在于信号路径中的接收信道的平均量值可用于设置阈值。如果已形成用于存在的信道的量值的准则，则还可以将阈值设为某个预定值或固定值。
在进行比较之后，将一组值中等于或大于(或仅大于)阈值的量值存储在第一存储块224a中。而对于小于(或仅不大于)阈值的那些元素，则在第一存储块224a中输入或存储零值。存储在第一存储块224a中的值(即信道幅度)涉及将四个码片长的码元用于传送数据的一个或多个活动信道。此外，如上所述，在作为信道估计/干扰矢量生成模块140的第一阶段204的一部分提供的存储块224中存储的值包括干扰矢量前身(interference vector precursor)，并且将用于第二阶段208中计算干扰矢量。将第一比较块220a中确定的小于(或者，小于或等于)阈值的元素或信道幅度作为信道估计存储在存储块228中。对于等于或大于(或者仅大于)阈值量值的那些元素，则在存储块228中输入或存储零值。因此，从本公开可以理解，可阻止信道估计/干扰矢量生成模块140为无效的、长度较长的信道创建干扰矢量。即，不会为使用较长码元、但因采用较短(例如四码片)码元而无效的信道创建干扰矢量。
随后将存储器228中存储的包括第一比较步骤220a之后得到的量值或零值的值提供给第三快速沃尔什变换步骤212c。如本领域技术人员可以理解的那样，作为第三快速沃尔什变换步骤212c的一部分，将第一元素a1加上第五元素以获得新的第一元素，从第一元素a1中减去第五元素以获得新的第二元素，将第二元素a2加上第六元素a6以获得新的第三元素，从第二元素a2中减去第六元素a6以获得新的第四元素，并依此类推，直到该数据组内的每个量值都被包含在一次加法和一次减法计算中，并为每个元素计算出新量值为止。
然后在第二比较步骤220b，将第三快速沃尔什变换步骤212c的结果与阈值作比较。将第三快速沃尔什变换步骤或电路212c的结果中大于或等于阈值的每个量值存储在第二存储块224b中。对于量值不大于或等于阈值的那些元素(那些量值)，则在存储块224b中存储零值。将小于阈值的元素量值存储在存储块228中，而对于量值大于阈值的元素，则在存储块228中存储零值。第二比较步骤220b之后存储在存储块228中的值可以替换先前或第一比较步骤228之后存储在存储块228中的元素量值或值。
随后将第二比较步骤220b之后存储的量值或零值提供给第四快速沃尔什变换步骤212d。如本领域技术人员可以理解的那样，作为第四快速沃尔什变换步骤212d的一部分，将第一元素a1加上第九元素a9以获得新的第一元素，从第一元素a1中减去第九元素a9以获得新的第二元素，将第二元素a2加上第十元素a10以获得新的第三元素，从第二元素a2中减去第十元素a10以获得新的第四元素，并依此类推，直到该数据组内的每个量值都被包含在一次加法和一次减法计算中，并为每个元素计算出新量值为止。
然后在第三比较步骤220c，将第四快速沃尔什变换步骤212d的结果与阈值作比较。将大于或等于阈值的每个量值存储在第三存储块224c中。对于量值不大于或等于阈值的那些元素，则在存储块224c中存储零值。将小于阈值的元素量值存储在存储块228中，而对于量值大于阈值的元素，则在存储块228中存储零值。第三比较步骤220c之后存储在存储块228中的值可以替换第二比较步骤220b之后存储在存储块228中的元素量值或值。
然后将第四快速沃尔什变换步骤212d和第三比较步骤224c之后存储在存储块228中的值提供给第五快速沃尔什变换步骤212e，以进行处理。如本领域技术人员可以理解的那样，第五快速沃尔什变换步骤212e包括：将第一元素a1加上第十七元素a17以获得新的第一元素，从第一元素a1中减去第十七元素a17以获得新的第二元素，将第二元素a2加上第十八元素a18以获得新的第三元素，从第二元素a2中减去第十八元素a18以获得新的第四元素，并依此类推，直到每个元素都被包含在一次加法和一次减法计算中，并为每个元素计算出新量值为止。
然后在第四比较步骤220d，将执行第五快速沃尔什变换步骤212e得到的结果与阈值作比较。将量值等于或大于阈值的元素存储在，而将量值低于阈值的元素量值改为零值存储在存储块224d中。将小于阈值的元素量值的值存储在存储块228中，而将量值等于或大于阈值的元素以零值的形式存储在存储块224d中。
然后将第五快速沃尔什变换步骤212e和第四比较步骤220d之后存储在存储块228中的值提供给第六快速沃尔什变换步骤212f，以进行处理。如本领域技术人员可以理解的那样，第六快速沃尔什变换步骤212f包括：将第一元素a1加上第三十三元素a33，以获得新的第一元素，从第一元素a1中减去第三十三元素a33以获得新的第二元素，将第二元素a2加上第三十四元素a34以获得新的第三元素，从第二元素a2中减去第三十四元素a34以获得新的第四元素，并依此类推，直到每个元素都被包含在一次加法和一次减法计算中，并为每个元素计算出新量值为止。
然后在第五比较步骤220e，将执行第六快速沃尔什变换步骤212f的结果与阈值作比较。根据图2所示的实施例，将量值大于或等于阈值的元素作为一组存储在存储块228中，而将量值小于阈值的元素改为零值存储在存储块228中。具体而言，因为在本示例中第六快速沃尔什变换步骤212f是要执行的最后一个步骤(即本示例的最长有效码元长度为64)，因此可将用于存储供下一快速沃尔什变换处理使用的数据的存储块228用于存储构造干扰矢量时所用的数据。
在完成属于第一阶段204的信道确定步骤之后，可以将收集到的与有效信道相关的幅度信息选择性地提供给第二阶段208，以用于构造复合干扰矢量216。具体而言，复用器230可以选择从存储块224和228中之一提供信道幅度数据。然后利用对应于从中获取幅度信息的级的若干快速沃尔什变换步骤处理幅度数据。
因此，将有关存储在第一存储块224a中的量值的量值信息提供给第一快速沃尔什变换步骤或电路212a’以及第二快速沃尔什变换步骤212b’。第一212a′和第二212b′快速沃尔什变换步骤可以利用与用于执行作为第一阶段204处理的一部分的第一快速沃尔什变换步骤212a和第二快速沃尔什变换步骤212b的部件相同的部件来执行。因为存储在存储块224a中的数据涉及长度为四码片的码元的信道，所以该数据只由第一快速沃尔什变换步骤212a’和第二快速沃尔什变换步骤212b’来处理。将对存储块224a中的数据执行第二快速沃尔什变换步骤212b’之后得到的结果作为第一干扰矢量(IV1)228a存储在例如第一存储块224a中。
复用器230可以接着执行操作，以将存储在第二存储器224b中的量值提供给第二阶段208。使存储在第二存储器224b中的一组量值或值通过三个步骤或三级的快速沃尔什变换处理212。因此，在第二阶段208，会使这些值通过下列三个快速沃尔什变换步骤：第一快速沃尔什变换步骤212a′、第二快速沃尔什变换步骤212b′和第三快速沃尔什变换步骤212c′。然后可以将执行第三步快速沃尔什变换处理212c’之后得到的结果作为第二干扰矢量(IV2)232b存储在例如第二存储块224b中。
使存储在存储块224c中的数据通过四个快速沃尔什变换步骤212a’-d’来对其进行处理。该处理的结果作为第三干扰矢量(IV3)232c存储在例如存储块224c中。
使存储在存储块224d中的数据通过五个快速沃尔什变换步骤212a’-e’来对其进行处理。该处理的结果作为第四干扰矢量(IV4)232d存储在例如存储块224d中。
然后可以使第六快速沃尔什变换步骤212f和第五快速沃尔什变换步骤220e之后存储在存储块228中的值通过复用器230提供给第二阶段208。该数据经过六个快速沃尔什变换步骤212a’-f’，然后作为第五干扰矢量(IV5)232e存储在例如存储器228中。
随后在求和块236中将各干扰矢量232a-e相加而形成复合干扰矢量216。根据本发明实施例，使每个干扰矢量232按比例缩放。具体而言，使每个干扰矢量232乘以某个值，以便将每个干扰矢量232中包含的一组量值所表示的能量值归一化。因此，第一干扰矢量232a可以乘以16以获得第一比例干扰矢量，第二干扰矢量232b可以乘以8以获得第二比例干扰矢量，第三干扰矢量232c可以乘以4以获得第三比例干扰矢量，第四干扰矢量232d可以乘以2以获得第四比例干扰矢量，以及第五干扰矢量232e可以乘以1以获得第五比例干扰矢量。然后将这些比例干扰矢量加到一起以得到复合干扰矢量216。
由本文所提供的描述可以理解，各处理步骤在第一阶段204和第二阶段208中是重复的。这些处理步骤可以利用或共享相同的硬件部件和/或处理模块。此外，不同的级可以共享硬件部件和/或处理模块。具体而言，用于实现第一阶段204处理中的快速沃尔什变换步骤212的硬件和/或处理模块也可用于实现第二阶段208处理中的快速沃尔什变换步骤212’。此外，如上所述，各存储块和存储器224和228均可用于第一阶段204和第二阶段208。
现在参考图3，其中显示根据本发明实施例，实施快速沃尔什变换的各个方面。具体而言，图3显示了可用于实施快速沃尔什变换步骤212和212’的硬件结构或电路。一般来说，快速沃尔什变换电路300包括第一复用器304和第二复用器308。每个复用器304和308接收作为输入数据312的一组待处理值。因此，在快速沃尔什变换电路300正在第一快速沃尔什变换级212a和212a’时，作为输入312提供给复用器304和308的该组数据包含解扩的但属于原始的数据，表示接收码片量值。在快速沃尔什变换电路300执行第二或后续快速沃尔什变换步骤212和212’时，输入312包括在先前快速沃尔什变换步骤212和212’期间计算的元素。此外，作为输入312提供的元素可以进行如下修改。例如，作为执行第一阶段204中包括的快速沃尔什变换步骤212的快速沃尔什变换电路300的输入312提供的数据可以包括：实际的元素量值以及已确定为大于或等于阈值而被替换为零值并存储在存储器228中的元素量值所对应的零值。此外，应理解，在对输入数据执行多个快速沃尔什变换步骤212以使沃尔什级对应于有效最小码元长度的情况下，这些输入值可包括信道幅度。又如，作为执行第二阶段208中包括的快速沃尔什变换步骤212’的快速沃尔什变换电路300的输入312提供的数据可以包括：存储在某个存储块(例如用于存储第一阶段204中第一快速沃尔什变换步骤212所得到的数据的存储块224a-d或存储器228之一)中的实际元素量值以及已确定为小于阈值的元素量值所对应的零值。
根据选择信号324，在相应的输出316或320上提供来自各复用器304和308的一个元素。一般来说，选择信号324由信道估计/干扰矢量生成模块140生成或由消除控制器128的某个其它模块生成，以在输出316和320上提供适当的元素对。复用器304和308的输出316和320被提供给加法器-减法器324。该加法器-减法器包括一个加法器，此加法器提供包含将第一复用器304在输出线316上输出的值与第二复用器308在输入线320上输出的值相加所得值的第一输出328。加法-减法器324还包括一个减法器，此减法器提供将第一复用器308在第二输出线322上提供的值减去第二复用器308提供的值而得到的输出值。
根据用于具有64码片最大码元长度的通信系统的实施例，可以采用四个快速沃尔什变换电路300来获得一组完整的64变换值。然后按如上所述，在输出328和332上提供的所述加法和减法运算结果进一步由附加的快速沃尔什变换步骤加以处理，和/或与阈值作比较。
现在参考图4，图中显示了比较电路400的部件。一般来说，比较电路400可结合比较步骤220来执行。比较电路400可以包括作为第一输入的阈值408和元素值或信道幅度412的比较器404。可以从复用器416提供选定的元素值或信道幅度。比较器404具有高输出420和低输出424。如果所考虑的元素值小于阈值，则为了给下一快速沃尔什变换步骤212提供变换元素值，将高输出420设为零，而将低输出设为信道幅度。此外，为将信道幅度存储在存储器224中以便确定干扰矢量228，如果信道幅度大于或等于阈值，则将高输出420设为信道幅度，而将低输出424设为零。
现在参考图5，其中说明本发明实施例操作的各个方面。初始时，在步骤500获得并跟踪识别为干扰或潜在干扰信号路径的信号路径。在步骤504，执行信道估计，其间确定可能存在于跟踪信号路径中的信道的幅度。如本领域技术人员可以理解的那样，信号路径包含可能已以多速率传输的信道的线性组合。例如，CDMA 2000信号可以包含码元持续时间在4个码片到128个码片之间变化的信道，信道中存在的码元的标识和码元长度取决于基站或移动台上的发送器在相应时间发送的信号。
在信道估计之后，执行信道确定和阈值比较(步骤508)。信道确定和阈值比较508包括判断信号路径中是否确实存在某个特定信道。如上所述，信道确定包括将接收到的信道量值与阈值作比较的步骤。可以采用各种算法来确定阈值。如适用标准所规定的那样，通常选择已知始终存在于信号路径的信道来确定阈值。例如，在CDMA 2000接收机中，可以将同步信道的平均量值(在任意数量个码元上求平均而得到)用于确定阈值。
根据本发明，信道确定之后，执行干扰矢量跟踪(步骤512)。此外，本发明支持构造复合干扰矢量。复合干扰矢量可以如于2001年11月16日提交的题为“编码信号处理引擎的干扰矩阵构造”的美国临时专利申请号60/331480所述的那样来构造，该专利申请的整个公开内容通过引用结合于本文中；
现在参考图6，其中说明本发明实施例操作的其它方面。初始时，在步骤600，将输入数据读入第一沃尔什变换步骤212a(步骤604)。一般来说，读入第一沃尔什变换步骤的输入数据包含一组量值。此外，输入量值的步骤包含与实施本发明的通信系统的最长有效码元中的码片数相等的元素数量。然后对输入数据执行沃尔什更新步骤(步骤608)。即，执行第一快速沃尔什变换步骤。在步骤612，判断在前沃尔什更新步骤的沃尔什级是否包括有效信道数据。例如，因为必须执行logN个快速沃尔什变换步骤以确定信号路径中存在的码元长度等于N个码片的信道，所以不是所有沃尔什级都将包括有效的信道数据。此外，因为通信系统可以定义由一个或多个沃尔什级区分的有效码元长度，所以大于最小有效码元长度的码元长度所对应的沃尔什级也许不包括有效信道数据。例如，通信系统可将4码片和64码片长度的码元定义为有效码元，而将中等码元长度(例如码元长度为8、16和32码片)的码元定义为无效码元。如果确定当前沃尔什级不具有有效的信道数据，则使沃尔什步骤递增(步骤616)，并且过程返回到步骤608。
如果所考虑的沃尔什级具有有效的信道数据，则接着判断任何有效信道的量值(即所考虑的组中的任何元素的量值)是否大于阈值(步骤620)。如果确定任何有效信道具有大于阈值的量值，则存储那些信道量值或幅度(步骤624)。在存储了幅度大于阈值的信道幅度(步骤624)之后，或确定没有大于阈值的有效信道之后，判断是否存在量值小于阈值的任何有效信道(步骤628)。将小于阈值的任何有效信道量值存储(步骤632)。在存储了小于阈值的任何信道量值之后，或确定没有量值小于阈值的有效信道之后，判断是否还有沃尔什步骤要执行(步骤636)。一般来说，要执行的沃尔什步骤的总数由结合适用通信系统使用的最大有效码元长度来确定。例如，对于最大有效码元长度为64个码片的通信系统，必须执行6个快速沃尔什变换步骤来完成信道确定。因此，如果还有沃尔什步骤要执行，则使沃尔什步骤递增(步骤640)。然后将小于阈值的信道幅度读入下一沃尔什步骤(步骤644)，并且过程返回到步骤608。由本说明书可以理解，可以在联系下一快速沃尔什变换步骤的步骤644将确定为超过阈值的信道量值设为零。如果不再有沃尔什步骤要执行，则系统进入干扰矢量构造步骤(步骤640)(参见图7)。
现在参考图7，其中显示了根据本发明实施例，生成干扰矢量时采取的步骤。初始时，在步骤700，获得为干扰矢量构造而存储的第一组幅度值。例如，获得存储在第一存储器224a中的幅度值组。如本文其它地方所述，第一存储器224a中存储的幅度可以包含实际的幅度值或确定为等于或大于阈值的那些幅度，以及先前确定为小于阈值的那些幅度所对应的零值。在步骤704，将计数值j设为等于所考虑的信道的沃尔什级所对应的沃尔什步骤数。例如，在第一存储器224a中存储的值已经过两个快速沃尔什变换步骤212a和212b处理时将j设为等于2。因此，j＝Logn，其中n是存储值(即信道幅度)所对应的码元长度。然后对信道幅度执行第一快速沃尔什变换步骤(步骤708)。然后使计数值j递减(步骤712)，判断j是否等于零(步骤716)。如果j不等于零，则对执行前一沃尔什步骤所得的结果数据执行下一沃尔什步骤(步骤720)。随后过程返回步骤712。
如果在步骤716确定j等于零，则存储对所考虑的信道幅度执行一个或多个沃尔什步骤所得的结果(步骤724)。例如，可以将这些结果作为干扰矢量232存储在某个存储块中。在步骤728，判断是否还有待处理的信道幅度组。如果还有待处理的信道幅度组，则取为干扰矢量构造而存储的下一组幅度，且过程返回步骤704。如果不再有待处理的信道幅度组，则过程结束(步骤736)。
现在参考图8，其中显示了根据本发明实施例，用于构造复合干扰矢量216的过程。初始时，获取含有第一干扰矢量232的第一组信道幅度(步骤800)。在步骤804，将计数值k设为所考虑的信道幅度所对应的相应沃尔什级的任何有效信道中所含的码元数。例如，在所考虑的信道幅度对应于最小码元长度为4个码片的信道时，将k设为等于4。又如，在所考虑的信道幅度对应于码元长度为64个码片的信道时，将k设为等于64。在步骤808，将最大有效码元长度除以k，以获得用于所考虑的干扰矢量的系数。
在步骤812，判断是否还有其它干扰矢量需要计算系数。如果还有其它干扰矢量，则获得下一个干扰矢量(步骤816)，并且过程返回到步骤804。如果已经为所有干扰矢量计算了系数，便将每个干扰矢量乘以对应的系数，然后将所得到的积相加，以得到复合干扰矢量(步骤820)。随后可将该复合干扰矢量应用于信号流，以创建消除干扰的信号流。
如本领域技术人员可以理解的那样，各比较步骤一般会导致两个可能事件中选定的一个事件发生。在本文中各点上，在所考虑的值等于或大于阈值时执行第一操作，而在所考虑的值小于阈值时执行第二操作。但是，作为一种设计考虑，也可以在发现所考虑的值大于阈值时取第一事件，而在发现所考虑的值小于或等于阈值时取第二事件。即，由比较得到第一结果或第二结果，以确定有关相应元素(如果有的话)要采取的操作或事件。
虽然本文的描述讨论了最大码元长度为64个码片和最小码元长度为4个码片的示范通信系统，但应理解，本发明并不局限于结合这种系统使用。具体而言，可以将本发明应用于需要信道估计的任何扩频通信系统。例如，本发明可通过采用附加的快速沃尔什变换步骤和附加的存储寄存器来适应支持码元长度最长为128码片的通信系统。此外，可以将本发明应用于需要为消除干扰而生成干扰矢量和/或复合干扰矢量的任何通信系统。
如本领域技术人员可以理解的那样，本发明的实施例可以各种形式来实施。例如，本发明可以通过运行于可访问存储器的合适的处理器之上的硬编程代码或软编程代码来实施。此外，本发明可以专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)的形式来实施。此外，本发明的各方面可以采用硬编码的电路或专用逻辑电路来实施。例如，如上所述，可以利用分离的和/或集成的电路元件来实现根据本发明的复用器、加法器、减法器、比较器、存储器和/或存储寄存器。
此外，本发明并不局限于语音通信系统。例如，可以将本发明的实施例应用于任何多信道系统，包括无线电定位系统，如全球定位系统(GPS)、多媒体通信和数据传输系统。
一个对本发明的说明仅用于图示和说明目的。此外，上述说明并不用于将本发明限定于所公开的形式。因此，在相关领域的技术和知识范围内的、符合上述教导的变化和修改方案均在本发明范围内。上述实施例还用于解释目前实施本发明的最佳方式，以及使本领域技术人员能够按照所述实施例或其它实施例，根据本发明的具体应用或用法的需要进行各种修改，这样来利用本发明。本发明人的意图是，应将所附权利要求书理解为涵盖了现有技术所允许的范围内的替代实施例。

Claims (51)

1.用于执行一种方法的计算部件，所述方法包括如下步骤：
对第一组量值执行至少第一快速沃尔什变换，所述一组量值包含数量等于最长有效码元中码片数的多个量值；
将所述执行至少第一快速沃尔什变换的结果存储在第一寄存器中；
将含有所述执行至少第一快速沃尔什变换的所述结果的每个量值与阈值作比较；以及
将执行所述第一快速沃尔什变换的所述存储结果中大于所述阈值的每个量值替换为零，以获得第一修改结果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：将所述第一修改结果存储在所述第一寄存器中。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：
对所述第一修改结果执行至少第二快速沃尔什变换；
将执行所述至少第二快速沃尔什变换的结果存储在所述第一寄存器中；
将含有所述执行至少第二快速沃尔什变换的所述结果的每个量值与所述阈值作比较；以及
将执行所述至少第二快速沃尔什变换的所述存储结果中大于所述阈值的每个量值替换为零，以获得第二修改结果。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：将所述第二修改结果存储在所述第一寄存器中。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：
对先前计算的修改结果执行第(n-1)快速沃尔什变换；
将执行所述第(n-1)快速沃尔什变换的结果存储在寄存器中；
将含有所述执行所述第(n-1)快速沃尔什变换的所述结果的每个量值与所述阈值作比较；
将执行所述第(n-1)快速沃尔什变换的所述存储结果中大于所述阈值的每个量值替换为零，以获得第(n-1)修改结果；
对所述第(n-1)修改结果执行第n快速沃尔什变换；
将执行所述第n快速沃尔什变换的结果存储在寄存器中；
将含有所述执行至少第n快速沃尔什变换的所述结果的每个量值与所述阈值作比较；以及
将执行所述第n快速沃尔什变换的所述存储结果中大于所述阈值的每个量值替换为零，以获得第n修改结果。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：将执行所述第(n-1)和所述第n快速沃尔什变换的结果存储在所述第一寄存器中。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：执行所述第(n-1)快速沃尔什变换的所述结果不与执行所述第n快速沃尔什变换的所述结果同时存储在所述第一寄存器中。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于：存储所述第(n-1)修改结果和所述第n修改结果中的每一个的所述寄存器包括所述第一寄存器中。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述先前计算的修改结果包括所述第一修改结果。
10.如权利要求5所述的方法，其特征在于还包括：
将含有执行所述第n快速沃尔什变换的所述结果、不小于所述阈值的每个量值存储在第二寄存器中；以及
将含有执行所述第n快速沃尔什变换的所述结果、小于所述阈值的量值所对应的零值存储在所述第二寄存器中，其中所述第二寄存器中包含数量等于最长有效码元中的所述码片数的多个量值。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于：所述存储零值的步骤包括将存储在所述第二寄存器中、量值不大于所述阈值的量值替换为零值。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于：所述第n快速沃尔什变换对应于用于具有有效长度的码元的一组沃尔什码。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于还包括：
将含有执行所述第(n-1)快速沃尔什变换的所述结果、大于所述阈值的所述量值存储在第三寄存器中；以及
将含有执行所述第(n-1)快速沃尔什变换的所述结果、不大于所述阈值的量值所对应的零值存储在所述第三寄存器中，其中，所述第三寄存器包含数量等于最长有效码元中的所述码片数的多个量值。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于：所述第(n-1)快速沃尔什变换对应于用于具有至少最小有效长度的码元的一组沃尔什码。
15.如权利要求10所述的方法，其特征在于：所述第二寄存器中包含个数等于最长有效码元中所述码片数的多个值。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于还包括：
将所述第二寄存器中的所述值与所述第三寄存器中的所述值乘以2而得到的积相加，以得到复合干扰矢量。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于：所述第n快速沃尔什变换对应于用于具有最大有效长度的码元的一组沃尔什码。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于还包括：
将所述复合干扰矢量应用于接收信号流，以创建消除干扰的信号流。
19.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述阈值是根据从中获得所述第一组量值的信号流内的选定接收信道的量值导出的。
20.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述阈值包括从同步信道的量值中导出的值。
21.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述阈值等于同步信道的所述量值。
22.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述阈值是预先选定的值。
23.如权利要求1所述的方法，其特征在于：n是所执行的快速沃尔什变换的个数，它等于logN，其中N是有效业务信道的数量。
24.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述计算部件包括含有用于执行所述方法的指令的计算机可读存储介质。
25.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述计算部件包括逻辑电路。
26.一种计算干扰计算值的方法，它包括：
接收含有多个信道的信号流；
应用解扩码将所述信号流解扩；
从所述解扩信号流中获得第一数量个码片值，所述第一数量等于最长有效码元中所含码片的数量；
对所述第一数量个码片值执行快速沃尔什变换，以获得第一组变换值，其中所述第一结果包含数量等于码片值的所述第一数量的第一数量个元素；
将所述第一组变换值的所述第一数量个元素中每个元素的值与阈值作比较；以及
创建第一组修改值，其中，对于所述第一组变换值的每个元素：
响应所述比较的第一结果，将所述元素的值改为零值；
响应所述比较的第二结果，不将所述元素的值改为零值。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于：所述不将所述元素的值替换为零的步骤包括使所述元素的所述值保持原样。
28.如权利要求26所述的方法，其特征在于还包括：
对先前创建一组修改值执行快速沃尔什变换，以获得第(n-1)组变换值，其中所述第(n-1)组变换值包括所述第一数量个元素；
将所述第(n-1)组变换值的所述第一数量个元素中每个元素的值与阈值作比较；
创建第(n-1)组修改值，其中，对于所述第(n-1)组变换值的每个元素：
响应所述比较的第一结果，将所述元素的值改为零值；以及
响应所述比较的第二结果，不将所述元素的值改为零值。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于：所述先前创建的一组修改值包括所述第一结果。
30.如权利要求28所述的方法，其特征在于还包括：
对所述第(n-1)组修改值执行快速沃尔什变换，以获得第n组变换值，其中所述第n组变换值包括所述第一数量个元素；
将所述第n组变换值的所述第一数量个元素中每个元素的值与阈值作比较；
创建第n组修改值，其中，对于所述第n组变换值的每个元素：
响应所述比较的第一结果，将所述元素的值改为零值；以及
响应所述比较的第二结果，不将所述元素的值改为零值。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于还包括：
创建第一复合干扰矢量分量，其中将所述第n组修改值的每个元素的值与阈值作比较，其中，对于所述第n组修改值的每个元素：
响应所述比较的第一结果，不将所述元素的值改为零值，以及
响应所述比较的第二结果，将所述元素的值改为零值。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于还包括：
创建第二复合干扰矢量分量，其中将所述第(n-1)组修改值的每个元素的值与阈值作比较，其中，对于所述第(n-1)组修改值的每个元素：
响应所述比较的第一结果，不将所述元素的值改为零值，以及
响应所述比较的第二结果，将所述元素的值改为零值。
33.如权利要求32所述的方法，其特征在于还包括：
将所述第一和第二复合干扰矢量分量彼此组合，以创建复合干扰矢量。
34.如权利要求32所述的方法，其特征在于还包括：
按比例缩放所述第二复合干扰矢量分量，以获得按比例缩放的第二复合干扰矢量分量；以及
将所述第一复合干扰矢量分量加上所述按比例缩放的第二复合干扰矢量分量，以获得复合干扰矢量。
35.如权利要求34所述的方法，其特征在于还包括：
将所述复合干扰矢量投影到接收信号流上，以获得消除干扰的信号。
36.如权利要求26所述的方法，其特征在于：所述改变元素值的步骤包括替换寄存器中的所述值。
37.一种确定通信信道值的装置，它包括：
用于接收信号路径的部件；
用于对选定的一组元素幅度执行至少第一快速沃尔什变换的部件，所述一组元素幅度是作为所述信号路径一部分接收的或作为所述信号路径一部分接收并经过修改的之一，在此部件中获取第一组修改的元素幅度；
用于将所述第一组修改的元素幅度与阈值作比较的部件；以及
用于存储信道估计的第一部件，其中所述信道估计包含幅度未超过所述阈值的元素所对应的元素幅度和幅度超过所述阈值的元素所对应的零值。
38.如权利要求37所述的装置，其特征在于：通过将所述选定的一组元素提供给用于执行快速沃尔什变换的部件，以修改所述选定的一组元素幅度，之后将所述得到的修改元素幅度提供给用于执行至少第一快速沃尔什变换的所述部件。
39.如权利要求37所述的装置，其特征在于还包括：
对所述信道估计执行至少第一快速沃尔什变换的部件，在此部件中获取第二组修改的元素幅度。
40.如权利要求39所述的装置，其特征在于还包括：
用于将所述第二组修改的元素幅度与阈值作比较的部件。
41.如权利要求37所述的装置，其特征在于还包括：
用于存储干扰矢量前身的部件，其中所述干扰矢量前身包含幅度超过所述阈值的元素所对应的元素幅度和幅度未超过所述阈值的元素所对应的零值。
42.如权利要求41所述的装置，其特征在于还包括：
对所述干扰矢量前身执行至少第一快速沃尔什变换以获得干扰矢量的部件。
43.如权利要求42所述的装置，其特征在于还包括：用于存储干扰矢量的部件。
44.如权利要求42所述的装置，其特征在于还包括：用于按比例缩放干扰矢量的部件。
45.如权利要求44所述的装置，其特征在于还包括：用于将多个干扰矢量组合成复合干扰矢量的部件。
46.一种接收机设备，它包括：
快速沃尔什变换模块，可用于对一组值执行选定的沃尔什变换级；
比较器，可用于将所述快速沃尔什变换模块输出的每个值与阈值作比较；
第一存储寄存器，可用于存储所述比较器输出的值小于所述阈值的元素值；以及
第二存储寄存器，可用于存储所述比较器输出的值不小于所述阈值的元素值。
47.如权利要求46所述的设备，其特征在于：所述比较器还可用于代替值大于所述阈值的元素输出零以存储在所述第一存储寄存器中。
48.如权利要求46所述的设备，其特征在于：所述比较器还可用于输出零值以便代替值小于所述阈值的元素值存储在所述第二存储寄存器中。
49.如权利要求46所述的设备，其特征在于还包括：
复用器，可用于将存储在所述第二存储器中的所述元素值提供给所述快速沃尔什变换模块，所述快速沃尔什变换模块还可用于对所述存储的元素值执行至少第一快速沃尔什变换，以获得干扰矢量。
50.如权利要求49所述的设备，其特征在于还包括：
比例器，用于将所述干扰矢量乘以选定值。
51.如权利要求50所述的设备，其特征在于还包括：加法器，用于将多个干扰矢量相加以获得复合干扰矢量。
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