SE532857C2 - Anordning och metod för dämpning av bandspridningsinterferens - Google Patents

Description

533 BE? 2 ningen. Behandlingsförstärkningen är förhållandet mellan chip-frekvensen och bitfrekvensen. Genom dämpning eller reduktion av interferensen kan SNR primärt orsakas av termisk störning, och interferensalstrad reststörning.

Följaktligen kan SNR öka, vilket minskar BER och vilket reducerar behovet av en FEC~kodare/-avkodare.

Interferensdämparen innefattar för en viss kanal ett flertal bandsamlingsorgan ("despreading means"), ett flertal bandspridningsbehandlingsorgan, subtraktionsorgan och kanalbandsamlingsorgan. Med användning av ett flertal chip-kodsignaler bandsamlar nämnda flertal bandsamlings- organ bandspridnings-CDMA-signalerna som ett flertal bandsamlade signaler. Nämnda flertal bandspridningsbe- handlingsorgan använder en tidanpassad version av nämnda flertal chip-kodsignaler för bandspridningsbehandling av nämnda flertal bandsamlade signaler, med en chip-kodsig- nal motsvarande en respektive bandsamlad signal. Den tid- anpassade versionen av chip-kodsignalen kan alstras genom fördröjning av chip-kodsignalen från en chip-kodsignals~ generator. Alternativt kan ett avstämt filter detektera en viss PN-sekvens i bandspridnings-CDMA-signalen. En chip~kodsignalsgenerator kan använda den detekterade signalen från det anpassade filtret för att trigga en tidanpassad version av chip~kodsignalen.

För återhämtning av en viss CDMA-kanal med hjälp av en izte chip-kodad signal subtraherar subtraktionsorganet var och en av de N-l bandspridningsbehandlade~bandsamlade signalerna från bandspridnings-CDMA-signalen, varigenom den alstrar en subtraherad signal. De N-l-bandspridnings- behandlade-bandsamlade signalerna innefattar inte den bandspridningsbehandlade-bandsamlade signalen för den i:te kanalen som motsvarar den ize chip-kodade signalen.

Kanalbandsamlingsorganet bandsamlar den subtraherade sig- nalen med den i:te chip-kodade signalen.

Föreliggande uppfinning innefattar även en metod för att reducera interferens i en bandspridnings-CDMA-motta- gare som har N kanaler. Metoden innefattar stegen att 532 857 3 bandsamla, med hjälp av ett flertal chip-kodade signaler, bandspridnings-CDMA-signalen som ett flertal bandsamlade signaler, att med hjälp av en tidanpassad version av nämnda flertal chip-kodade signaler bandspridningsbe- handla var och en av nämnda flertal bandsamlade signaler med en chip-kodad signal som motsvarar respektive band- samlad signal; att från bandspridnings-CDNA-signalen sub- trahera var och en av de N-1 bandspridningsbehandlade- -bandsamlade signalerna med de N-l bandspridningsbehand- lade-bandsamlade signalerna som inte innefattar någon bandspridningsbehandlad-bandsamlad signal av de izte ka- nalerna, och därigenom alstrar en subtraherad signal; och att bandsamla den subtraherade signalen som har den izte chip-kodade signalen.

Ytterligare ändamål med och fördelar hos uppfinningen framställs till en del i den beskrivning som följer och är till en del uppenbara mot bakgrund av beskrivningen eller kan inses genom utövning av uppfinningen. Ändamàlen med och fördelarna hos uppfinningen kan också realiseras och uppnås med hjälp av de medel och kombinationer som särskilt utpe- kas i de åtföljande patentkraven.

Kort beskrivning av ritningarna De åtföljande ritningarna, som är införlivade i och utgör en del av specifikationen, åskådliggör föredragna ut- föringsformer av uppfinningen och tjänar tillsammans med beskrivningen till att förklara principerna för uppfinning- en.

Fig l är ett blockschema över bandspridnings-CDMA- -interferensdämparen, som använder korrelatorer; fig 2 är ett blockschema över bandspridnings-CDMA- -interferensdämparen för behandling av flera kanaler med hjälp av korrelatorer; Fig 3 är ett blockschema över bandspridnings-CDMA- -interferensdämparen, som använder anpassade filter; Fig 4 är ett blockschema över bandspridnings-CDMA- interferensdämparen för behandling av flera kanaler med hjälp av anpassade filter; 533 85? 4 Fig 5 är ett blockschema över bandspridnings-CDMA- -interferensdämparen, som har flera iterationer för be- handling av flera kanaler; Fig 6 visar en teoretisk prestanda-karakteristik för Eb/n = 6 dB; Fig 7 visar en teoretisk prestanda-karakteristik för Eb/n = 10 dB; Fig 8 visar en teoretisk prestanda-karakteristik för Eb/n = 15 dB; Fig 9 visar en teoretisk prestanda-karakteristik för Eb/n = 20 dB; Fig 10 visar en teoretisk prestanda-karakteristik för Eb/H = 25 dB; Fig 11 visar en teoretisk prestanda-karakteristik för Eb/n = 30 dB; Fig 12 är ett blockschema över sammankopplade inter- ferensdämpare; Fig 13 är ett blockschema som kombinerar utgångarna från interferensdämparna i fig 12; Fig 14 visar simulerade prestandakarakteristiker för asynkron, PG = 100, samma effekt, EbN = 30 dB; Fig 15 visar simulerade prestandakarakteristiker för asynkron, PG = 100, samma effekt, EbN = 30 dB; Fig 16 visar simulerade prestandakarakteristiker för asynkron, PG = 100, samma effekt, EbN = 30 dB; Fig 17 visar simulerade prestandakarakteristiker för asynkron, PG = 100, samma effekt, EbN = 30 dB; Detaljerad beskrivning av de föredragna utföringsformerna De föredragna utföringsformerna av uppfinningen kom- mer nu att beskrivas i detalj, och exempel på dessa visas pà de åtföljande ritningarna, där samma hänvisningsbe- teckningar anger samma element i figurerna.

I det exemplifierande arrangemang som visas i fig 1 är en bandspridningsinterferensdämpare av typen koddelad multiaocess (CDMA) anordnad för reduktion av interferens i en bandspridnings-CDMA-mottagare som har N kanaler. Fö~ religgande uppfinning fungerar också i ett bandsprid- 533 35? nings-kodmultiplexsystem (CDM-system). I enlighet därmed innefattar termen bandspridnings-CDMA-signal, som används häri, utan någon förlust av allmängiltighet, bandsprid- nings-CDMA-signaler och bandspridnings~CDM-signaler. I en personlig kommunikationstjänst kan interferensdämparen användas i en basstation eller i en fjärrenhet, mikrotelefon. såsom en Fig l visar interferensdämparen för den första ka- nalen, som benämnes den första chip-kodade signalen. In- terferensdämparen innefattar ett flertal bandsamlings- organ, ett flertal tidanpassningsorgan, ett flertal band- spridningsbehandlingsorgan, ett subtraktionsorgan och ett första kanalbandsamlingsorgan.

Med hjälp av ett flertal chip-kodade signaler band- samlar nämnda flertal bandsamlingsorgan de mottagna band- spridnings-CDMA-signalerna som ett flertal bandsamlade signaler. Fig l visar nämnda flertal bandsamlingsorgan som ett första bandsamlingsorgan, ett andra bandsamlingsorgan t o m ett Nzte bandsamlingsorgan. Det första bandsam- lingsorganet innefattar en första korrelator, som exempel- vis utgörs av en första blandare 51, en första chip-kod- signalgenerator 52 och en första integrator 54. Den första integratorn 54 kan antingen vara ett första lågpassfilter eller ett första bandpassfilter. Den första blandaren 51 är ansluten mellan ingången 41 och den första chip-kodsig- nalgeneratorn 52 och den första integratorn 54.

Det andra bandsamlingsorganet innefattar en andra kor- relator, vilken exempelvis utgörs av en andra blandare 61, en andra chip-kodsignalgenerator 62 och en andra integrator 64. Den andra integratorn 64 kan antingen vara ett andra lågpassfilter eller ett andra bandpassfilter. Den andra blandaren 61 är ansluten mellan ingången 41, den andra chip-kodsignalgeneratorn 62 och den andra integratorn 64.

Det Nzte bandsamlingsorganet visas som en Nzte korre- lator, vilken i exemplifierande syfte visas som en Nzte blandare 71, en Nzte chip-kodsignalgenerator 72 och en Nzte integrator 74. Den Nzte integratorn 74 kan antingen vara 532 BE? 6 ett N:te lågpassfilter eller ett N:te bandpassfilter. Den N:te blandaren 7l är ansluten mellan ingången 41, den N:te chip-kodsignalgeneratorn 72 och den N:te integratorn 74.

Såsom är känt inom teknikområdet kan de första till N:te bandsamlingsorganen utgöras av vilka enheter som helst som kan bandsamla i en kanal i en bandspridningssignal.

Nämnda flertal tidanpassningsorgan kan utgöras av ett flertal fördröjningsenheter 53, 63, 73. En första fördröj- ningsenhet 53 har en fördröjningstid T som ungefär är den- samma som den första integratorns 54 integrationstid Tb, eller tidskonstanten för det första lågpassfiltret eller det första bandpassfiltret. En andra fördröjningsenhet 63 har en tidsfördröjning T, som ungefär är densamma som den andra integratorns 64 integrationstid Tb eller tidskon- stanten för det andra lågpassfiltret eller det andra band- passfiltret. På samma sätt har den N:te fördröjningsenhe- ten 73 en tidsfördröjning T, som är ungefär densamma som den N:te integratorns 74 integrationstid Tb eller tidskon- stanten för det N:te lågpassfiltret eller det N:te band- passfiltret. Vanligtvis är integrationstiderna för den första integratorn 54, den andra integratorn 64 t o m den N:te integratorn 74 samma. Om lågpassfilter används är vanligtvis tidskonstanterna för det första lågpassfiltret, det andra làgpassfiltret t o m det N:e lågpassfiltret samma. Om bandpassfilter används är tidskonstanterna för det första bandpassfiltret, det andra bandpassfiltret t o m det N:te bandpassfiltret samma.

Nämnda flertal bandspridningsbehandlingsorgan rege- nererar var och en av nämnda flertal bandsamlingssignaler som ett flertal bandspridníngssignaler. Nämnda flertal bandspridningsbehandlingsorgan använder en tidanpassad version, dvs en fördröjd version, av nämnda flertal chip- -kodsignaler för bandspridningsbehandling av nämnda fler- tal ansamlade signaler, med en chip-kodsignal som motsva- rar respektive bandsamlade signal. Nämnda flertal band- spridningsbehandlingsorgan visas, såsom ett exempel, som en första behandlingsblandare 55, en andra behandlings- lO l5 533 85? 7 blandare 65 t o m N:te behandlingsblandare 75. Den första behandlingsblandaren 65 är ansluten till den första inte- gratorn 54 och via en första fördröjningsenhet 53 till den första chip-kodsignalgeneratorn 52. Den andra behand- lingsblandaren 65 är ansluten till den andra integratorn 64 och via den andra fördröjningsenheten 63 till den andra chip-kodsignalgeneratorn 62. Den Nzte behandlings- blandaren 75 är ansluten till den Nzte integratorn 74 och via fördröjningsenheten 73 till den Nzte chip-kodsignal- generatorn 72.

För reduktion av interferens på en kanal, med hjälp av en i:te chip-kodsignal i bandspridnings-CDMA-signalen, subtraherar subtraktionsorganet var och en av den N-l bandspridningsbehandlade-bandsamlade signalerna som inte motsvarar den i:te kanalen från bandspridnings-CDMA-sig- nalen. Subtraktionsorganet alstrar därigenom en substan- tiell signal. Subtraktionsorganet visas som en första subtraherare 150. Den första subtraheraren 150 visas an- sluten till utgångarna från den andra behandlingsblanda- ren 65 t o m den Nzte behandlingsblandaren 75. Vidare är den första subtraheraren 150 ansluten via en huvudför- dröjningsenhet 48 till ingången 41.

Det i:te kanalbandsamlingsorganet bandsamlar den subtraherade signalen med den i:te chip-kodade signalen som den i:te kanalen. Det första kanalbandsamlingsorganet visas som en första kanalblandare 147. Den första kanal- blandaren l47 är ansluten till den första fördröjnings- enheten 53 och till den första subtraheraren 150. Den första kanalintegratorn 146 är ansluten till den första kanalblandaren l47.

Den första chip-kodsignalgeneratorn 52, den andra chip-kodsignalgeneratorn 62 t o m den Nzte chip-kodsig- nalgeneratorn 72 alstrar en första chip-kodsignal, en andra chip-kodsignal t o m en Nzte chip-kodsignal. Termen "chip-kodsignal" används här med avseende på spridninge- signalen i en bandspridningssignal, såsom är känt inom teknikomràdet. Chip~kodsignalen alstras vanligtvis ur en 533 85? 8 pseudoslumpsekvens (PN)-sekvens. Den första chip-kodsig~ nalen, den andra chip-kodsignalen t o m den Nzte chip- -kodsignalen kan alstras ur en första PN-sekvens, en andra PN-sekvens t o m en Nzte PN-sekvens. Den första PN-sekvensen definieras medelst eller alstras från ett första chip-kodord, den andra PN-sekvensen definieras me- delst eller alstras från ett andra chip-kodord, etc t o m den Nzte PN-sekvensen som definieras medelst eller alst- ras fràn ett Nzte chip-kodord. Vart och ett av det första chip-kodordet, det andra chip-kodordet t o m det Nzte chip-kodordet skiljer sig från de andra. Generellt kan ett chip-kodord vara den faktiska sekvensen i en PN-sek- vens eller användas för att definiera inställningar för alstring av PN-sekvensen. Inställningarna kan vara exem- pelvis fördröjningstappar i skiftregister.

En första kanal i en i ingången 41 mottagen band- spridnings-CDMA-signal bandsamlas medelst den första blandaren 51 till en första bandsamlad signal, med hjälp av den första chip-kodsignalen som alstras av den första chip-kodsignalgeneratorn 52. Den första bandsamlade sig- nalen från den första blandaren 51 filtreras genom den första integratorn 54. Den första integratorn 54 inte- grerar under tiden Tb tidvaraktigheten för en symbol såsom en bit. Samtidigt fördröjs den första chip-kodsig- nalen med tiden T av fördröjningsenheten 53. Fördröj- ningstiden T är ungefär lika med integrationstiden Tb plus system- eller komponentfördröjningar. System- eller komponentfördröjningar är vanligtvis små i jämförelse med integrationstiden Tb.

Den fördröjda versionen av den första chip-kodsigna- len behandlas med den första bandsamlade signalen från utgången från den första integratorn 54, med hjälp av den första spridningsblandaren 55. Utsignalen från den första spridningsblandaren 55 matas till andra subtraherare än den första subtraheraren 150 för behandling av de andra t o m Nzte kanalerna i bandspridnings-CDMA-signalen. 532 85? 9 För att reducera interferensen på den första kanalen av bandspridnings-CDMA-signalen behandlas den mottagna bandspridnings-CDMA-signalen av de andra t o m N:te band- samlarna enligt följande. Bandspridnings-CDMA-signalens andra kanal bandsamlas med hjälp av det andra bandsam- lingsorganet. I den andra blandaren 61 bandsamlar en andra chip-kodsignal, som alstras av den andra chip-kod- signalqeneratorn 62, bandspridnings-CDMA-signalens andra kanal. Den bandsamlade andra kanalen filtreras genom den andra integratorn 64. Utsignalen från den andra integra- torn 64 är den andra bandsamlade signalen. Den andra bandsamlade signalen bandspridningsbehandlas medelst den andra behandlingsblandaren 65 med en fördröjd version av den andra chip-kodsignalen. Den andra chip-kodsignalen fördröjs genom fördröjningsenheten 63. Fördröjningsen- heten 63 fördröjer den andra chip-kodsignalen med tiden T. Den andra kanalblandaren 65 bandspridningsbehandlar en tidsanpassad version, dvs en fördröjd version, av den andra chip-kodsignalen med den filtrerade versionen av den andra bandspridningskanalen från den andra integra- torn 64. Termen "bandspridningsbehandling" innefattar, såsom den används här, vilken metod som helst för att alstra en bandspridningssignal genom blandning eller genom modulering av en signal med en chip-kodsignal.

Bandspridningsbehandlingen kan utföras av produktenheter, EXKLUSIVT-ELLER-grindar, anpassade filter eller någon annan enhet eller krets som är känd inom teknikomrâdet.

På samma sätt bandsamlas den N:te kanalen av band- spridnings-CDMA-signalen medelst det N:te bandsamlings- organet. Följaktligen får den mottagna bandspridnings- CDMA-signalen den N:te kanalen bandsamlad medelst den N:te blandaren 71, genom blandning av bandspridnings- CDMA-signalen med den N:te chip-kodsignalen från den N:te chip-kodsignalgeneratorn 72. Utsignalen från den N:te blandaren 71 filtreras av den N:te integratorn 74. Ut- signalen från den N:te integratorn 74, som är den N:te bandsamlade signalen, är en bandsamlad och filtrerad 532 85? version av bandspridnings-CDMA-signalens Nzte kanal. Den Nzte bandsamlade signalen bandspridningsbehandlas med en fördröjd version av den Nzte chip-kodsignalen. Den N:te chip-kodsignalen fördröjs genom den Nzte fördröjnings- enheten 73. Den Nzte behandlingsblandaren 75 bandsprid- ningsbehandlar den tidanpassade versionen, dvs en för- dröjd version, av den Nzte chip-kodsignalen med den Nzte bandsamlade signalen.

I den första subtraheraren 150 subtraherar utsigna- lerna från den andra behandlingsblandaren 65 t o m den Nzte behandlingsblandaren 75 från en tidanpassad ver- sion, dvs en fördröjd version, av bandspridnings-CDMA- -signalen från ingången 4l. Fördröjningen av bandsprid- nings-CDMA-signalen tidanpassas genom den första huvud- fördröjningsenheten 48. Vanligtvis är den första huvud- fördröjningsenhetens 48 fördröjning tiden T, vilken är ungefär lika med integrationstiden hos den första inte- gratorn 54 t o m den Nzte integratorn 74.

I den första subtraherarens 150 utgång alstras en första subtraherad signal. Den första subtraherade sig- nalen, för den första kanalen i bandspridnings-CDMA-sig- nalen, definieras här såsom varande utsignalerna från den andra behandlingsblandaren 65 t o m den Nzte behandlings- blandaren 75 subtraherade från den fördröjda versionen av bandspridnings-CDMA-signalen. Den andra subtraherade sig- nalen t o m den Nzte subtraherade signalen definieras på sama sätt.

Den fördröjda versionen av den första chip-kodsigna- len från den första fördröjningsenhetens 53 utgång an- vänds för att bandsamla den första subtraherarens 150 ut- signal. Följaktligen bandsamlas den första subtraherade signalen med den första chip-kodsignalen medelst den första kanalblandaren 147. Utsignalen från den första ka- nalblandaren 147 filtreras medelst den första kanalinte- gratorn 147. Detta ger ett utsignalsestimat dl för den första kanalen i bandspridnings-CDMA-signalen. 532 857 11 Såsom schematiskt visas i fig 2 kan ett flertal sub- traherare 150, 250, 350, 450 anslutas på lämpligt sätt till ingången 41 och till en första spridningsblandare 55, en andra spridningsblandare 65, en tredje spridnings~ blandare t o m en N:te sprídningsblandare 75, enligt fig l. Nämnda flertal subtraherare 150, 250, 350, 450 är också anslutna till huvudfördröjningsenheten 48 från in- gången 41. Detta arrangemang kan alstra en första subtra- herad signal från den första subtraheraren 150, en andra subtraherad signal från den andra subtraheraren 250, en tredje subtraherad signal från den tredje subtraheraren 350, t o m en N:te subtraherad signal från en N:te sub- traherare 450.

Utgångarna från den första subtraheraren 150, den andra subtraheraren 250, den tredje subtraheraren 350, t o m den N:te subtraheraren 450 är anslutna till den första kanalblandaren 147, en andra kanalblandare 247, en tredje kanalblandare 347, t o m en N:te kanalblandare 447. Kanalblandarna är anslutna till fördröjda versioner av den första chip~kodsignalen g1(t-T), den andra chip- -kodsignalen g2(t-T), den tredje chip-kodsignalen g3(t- T), t o m den N:te chip-kodsignalen gN(t-T). Utgàngarna från var och en av den första kanalblandaren 147, den andra kanalblandaren 247, den tredje kanalblandaren 347, t o m den N:te kanalblandaren 447 är anslutna till varsin av en första kanalintegrator 146, en andra kanalintegra- tor 246, en tredje kanalintegrator 346 t o m en N:te ka- nalintegrator 446. I utgången från respektive kanalinte- grator alstras ett estimat av respektive första kanal dl, andra kanal d2, tredje kanal d3 t o m N:te kanal dN.

I fig 1 visas användningen av föreliggande uppfinning för den första kanalen i bandspridnings-CDMA-signalen, var- vid det är underförstått att de andra t o m N:te CDMA-ka- nalerna fungerar likadant. En i ingången 41 mottagen band- spridnings-CDMA-signal fördröjs medels fördröjningsenheten 48 och matas till den första subtraheraren 150. Bandsprid- nings-CDMA-signalen får den andra kanalen t o m den N:te 5332 BE? 12 kanalen bandsamlad av den andra blandaren 61, med hjälp av den andra chip-kodsignalen, t o m den Nzte blandaren 71, med hjälp av den Nzte chip-kodsignalen. Den andra chip- kodsignalen t o m den Nzte chip-kodsignalen alstras medelst varsin generator av de andra t o m de Nzte chip-kodsignal- generatorerna 62 t o m 72. Den andra kanalen t o m den Nzte kanalen bandsamlas och filtreras av varsin integrator av den andra integratorn 64 t o m den Nzte integratorn 74.

Bandsamlingen tar helt eller delvis bort de ej bandsamlade kanalerna i utgångarna från den andra integratorn t o m den Nzte integratorn 74.

I en föredragen utföringsform är chip-kodsignalerna som används för den första chip-kodsignalgeneratorn 52, den andra chip-kodsignalgeneratorn 62 t o m den Nzte chip-kodsignalgeneratorn 72 ortogonala mot varandra. Att använda ortogonala chip-kodsignaler är emellertid inte något krav för att föreliggande uppfinning skall fungera.

När man använder ortogonala chip-kodsignaler innefattar de bandsamlade signalerna respektive kanal plus störning i utgången från var och en av integratorerna. Med ortogo- nala chip-kodsignaler tar blandarna teoretiskt bort kana- ler som är ortogonala mot den andra bandsamlade kanalen.

Respektive kanal bandspridningsbehandlas medelst respek- tive behandlingsblandare.

I den andra behandlingsblandarens 65 t o m den Nzte behandlingsblandarens 75 utgångar återfinns en på nytt spridd version av den andra kanalen t o m den Nzte kana- len plus störningskomponenter. Var och en av de andra t o m Nzte kanalerna subtraheras därefter från den mot- tagna bandspridnings-CDNA-signalen medelst den första subtraheraren 150. Den första subtraheraren 150 alstrar den första subtraherade signalen. Den första subtraherade signalen bandsamlas med en fördröjd version av den första chip-kodsignalen medelst den första kanalblandaren 147, och filtreras medelst det första kanalfiltret 146. Före bandsamlingen av bandspridnings-CDMA-signalens första ka- nal subtraheras följaktligen de andra t o m N:e kanalerna 533 EE? 13 plus med dessa kanaler sammanfallande störkomponenter från den mottagna bandspridnings-CDMA-signalen_ Såsom schematiskt visas i fig 3 innefattar en alternativ utfö- ringsform av bandspridnings-CDMA-interferensdämparen ett flertal första bandsamplingsorgan, ett flertal bandsprid- ningsbehandlingsorgan, subtraktionsorgan och andra band- samlingsorgan. I fig 3 visas nämnda flertal bandsamlings- organ som ett första bandsamlingsorgan, ett andra band- samlingsorgan t o m ett Nzte bandsamlingsorgan. Det första bandsamlingsorganet är utformat som ett första avstämt filter 154. Det första avstämda filtret 154 har ett pulssvar som är avstämt till den första chip-kodsig- nalen, vilken används för att bandspridningsbehandla och definiera den första kanalen i bandspridnings-CDMA-signa- len. Det första avstämda filtret 154 är anslutet till in- gången 41. Det andra bandsamlingsorganet visas som ett andra avstämt filter 164. Det andra avstämda filtret har ett pulssvar som är avstämt till den andra chip-kodsigna- len, vilken används för att bandspridningsbehandla och definiera bandspridnings-CDMA-signalens andra kanal. Det andra avstämda filtret 164 är anslutet till ingången 41.

Det Nzte bandssamlingsorganet visas som ett Nzte av- stämt filter 174. Det Nzte avstämda filtret har ett puls- svar som är avstämt till den Nzte chip-kodsignalen, vilken används för att bandspridningsbehandla och defini- era bandspridnings-CDMA-signalens Nzte kanal. Det Nzte avstämda filtret är anslutet till ingången 41.

Termen avstämt filter innefattar, såsom den används här, vilken typ av avstämt filter som helst vilket kan avstämmas till en chip-kodsignal. Det avstämda filtret kan vara ett digitalt avstämt filter eller ett analogt avstämt filter. En ytvågsenhet vid radiofrekvens (RF) (SAW-enhet) kan användas eller mellanfrekvens (MF). Digita- la signalprocessorer och produktanpassade kretsar (ASIC) vilka har avstämda filter kan användas vid RF-, MF- eller basbandsfrekvens. 532 85? 14 I fig 3 visas nämnda flertal bandspridningsbehand- lingsorgan som den första behandlingsblandaren 55, den andra behandlingsblandaren 65, t o m den Nzte behand- lingsblandaren 75. Den första behandlingsblandaren 55 kan vara ansluten via en första inställningsenhet 97 till den första chip-kodsignalgeneratorn 52. Den andra behand- lingsblandaren 65 kan vara ansluten via en andra inställ- ningsenhet 98 till den andra chip-kodsignalgeneratorn 62.

Den N:te behandlingsblandaren 75 kan vara ansluten via en Nzte inställningsenhet 73 till den Nzte chip-kodsignalge- neratorn 72. Den första inställningsenheten 97, den andra inställningsenheten 98 t o m den Nzte inställningsenhe- ten 99 är valbara, och används som en inställning för in- riktning av den första chip-kodsignalen, den andra chip- -kodsignalen t o m den Nzte chip-kodsignalen med den första bandsamlade signalen, den andra bandsamlade signa- len t o m den Nzte bandsamlade signalen, vilka utmatas från det första avstämda filtret 154, det andra avstämda filtret 164 t o m den Nzte avstämda filtret 174.

Subtraktionsorganet visas som den första subtrahera- ren 150. Den första subtraheraren 150 är ansluten till utgången från den andra behandlingsblandaren 65 t o m den Nzte behandlingsblandaren 75. Vidare är den första subtraheraren 48 ansluten via huvudfördröjningsenheten 48 till ingången 41.

Det första kanalbandsamlingsorganet visas som ett första kanalavstämt filter 126. Det första kanalavstämda filtret 126 är anslutet till den första subtraheraren 150. Det första kanalavstämda filtret 126 har ett puls- svar som är avstämt till den första chip-kodsignalen.

En första kanal av en mottagen bandspridnings-CDMA- -signal, i ingången 41, bandsamlas medelst det första av- stämda filtret 154. Det första avstämda filtret 154 har ett pulssvar som är avstämt till den första chip-kodsig- nalen. Den första chip-kodsignalen definierar den första kanalen i bandspridnings-CDMA-signalen och används av den första chip~kodsignalgeneratorn 52. Den första chip-kod- 532 35? signalen kan fördröjas med inställningstiden 1 med hjälp av inställningsenheten 97. Utsignalen från det första av- stämda filtret 154 bandspridningsbehandlas medelst den första behandlingsblandaren 55 med den första chip-kod- signalen. Utsignalen från den första behandlingsblandaren 55 matas till andra subtraherare än den första subtrahe- raren 150 för behandling av den andra t o m den N:te ka- nalen i bandspridnings-CDMA-signalen.

För att reducera den första bandspridningskanalens interferens behandlas den mottagna bandspridnings-CDMA- -signalen medelst det andra bandsamlingsorganet t o m det N:te bandsamlingsorganet enligt följande. Det andra av- stämda filtret 164 har ett pulssvar som är avstämt till den andra chip-kodsignalen. Den andra chip-kodsignalen definierar bandspridnings-CDMA-signalens andra kanal och används av den andra chip-kodsignalgeneratorn 62. Det andra anpassade filtret 164 bandsamlar bandspridnings- -CDMA-signalens andra kanal. Utsignalen från det andra avstämda filtret l64 är den andra bandsamlade signalen.

Den andra bandsamlade signalen triggar den andra chip- -kodsignalgeneratorn 62. Den andra bandsamlade signalen bandspridningsbehandlas också medelst den andra behand- lingsblandaren 65 med en tidanpassad version av den andra chip-kodsignalen. Den andra chip-kodsignalens tidanpass- ning triggar den andra bandsamlade signalen från det andra avstämda filtret 164.

På samma sätt bandsamlas bandspridnings-CDMA-signa- lens N:te kanal medelst det N:te bandsamlingsorganet. I enlighet därmed bandsamlas den mottagna bandspridnings- -CDMA-signalens N:te kanal medelst det N:te avstämda filtret 174. Utsignalen från det N:te avstämda filtret 174 är den N:te bandsamlade signalen, dvs en bandsamlad och filtrerad version av bandspridnings-CDMA-signalens N:te kanal. Den N:te bandsamlade signalen bandspridnings- behandlas med en tidanpassad version av den N:te chip- -kodsignalen. Den N:te chip-kodsignalens tidanpassning triggas av den N:te bandsamlade signalen från det N:te 532 85? 16 avstämda filtret 174. Den N:te behandlingsblandaren 75 bandspridningsbehandlar den tidanpassade versionen av den N:te chip-kodsignalen med den N:te bandsamlade signalen.

I den första subtraheraren 150 subtraheras var och en av utsignalerna från den andra behandlingsblandaren 65 t o m den N:te behandlingsblandaren 75 från en för- dröjd version av bandspridnings-CDMA-signalen från in- gången 41. Bandspridnings-CDMA-signalens fördröjning tid- anpassas med hjälp av fördröjningsenheten 48. Fördröj- ningsenhetens 48 tid ställs så att de andra t o m N:te bandspridningsbehandlade-bandsamlade signalerna inriktas för subtraktion från bandspridnings-CDMA-signalen. Detta alstrar i den första subtraherarens 150 utgång en första subtraherad signal. Den subtraherade signalen bandsamlas medelst det första kanalavstämda filtret 126. Detta alst- rar ett utsignalsestimat dl av bandspridnings-CDMA-signa- lens första kanal.

Såsom visas i fig 4 kan ett flertal subtraherare 150, 250, 350, 450 anslutas på lämpligt sätt till ut- gången från en första behandlingsblandare, en andra be- handlingsblandare, en tredje behandlingsblandare t o m en N:te behandlingsblandare och till en huvudfördröj- ningsenhet från ingången. En första subtraherad signal utmatas från den första subtraheraren 150, en andra sub- traherad signal utmatas från den andra subtraheraren 250, en tredje subtraherad signal utmatas från den tredje sub- traheraren 350, osv t o m en N:te subtraherad signal som utmatas från den N:te subtraheraren 450.

Utgångarna från den första subtraheraren 150, den andra subtraheraren 250, den tredje subtraheraren 350, osv t o m den N:te subtraheraren 450 är anslutna till var sitt filter av ett första kanalanpassat filter 126, ett andra kanalanpassat filter 226, ett tredje kanalan- passat filter 326, osv t o m ett N:te kanalanpassat fil- ter 426. Det första kanalanpassade filtret 126, det andra kanalanpassade filtret 226, det tredje kanalanpassade filtret 326 t o m det N:te kanalanpassade filtret 426 har 532 85? 17 ett pulssvar som är avstämt till den första chip-kodsig- nalen, den andra chip-kodsignalen, den tredje chip-kod- signalen t o m den N:te chip-kodsignalen, som definierar den första kanalen, den andra kanalen, den tredje kanalen t o m den N:te kanalen i bandspridnings-CDMA-signalen. I var och en av utgàngarna från det första kanalanpassade filtret 126, det andra kanalanpassade filtret 226, det tredje kanalanpassade filtret 326 t o m det N:te kanalan- passade filtret 426 alstras ett estimat av respektive första kanal dl, andra kanal dg, tredje kanal d3 osv t o m N:te kanal dn.

I bruk åskådliggörs föreliggande uppfinning för bandspridnings-CDMA-signalens första kanal, varvid det är underförstått att den andra t o m den N:te kanalen funge- rar på samma sätt. En mottagen bandspridnings-CDMA~signal i ingången 41 fördröjs medelst fördröjningsenheten 48 och matas till subtraheraren 150. Samma bandspridnings-CDMA- -signal får de andra t o m N:te kanalerna bandsamlade av de andra t o m N:te avstämda filterna 164 t o m 174.

Denna bandsamling avlägsnar de andra CDMA-kanalerna från respektive bandsamlad kanal. I en föredragen utförings- form är chip-kodsignalerna som används för var sin kanal av den första kanalen, den andra kanalen t o m den N:te kanalen ortogonala mot varandra. I utsignalerna från det första avstämda filtret 154, det andra avstämda filtret 164 t o m det N:te avstämda filtret 174 finns den första bandsamlade signalen, den andra bandsamlade signalen t o m den N:te bandsamlade signalen plus störning.

Respektive kanal bandspridningsbehandlas med hjälp av behandlingsblandarna. Följaktligen är utsignalen från den andra behandlingsblandaren 65 t o m den N:te behand- lingsblandaren 75 en spridd version av den andra bandsam- lade signalen t o m den N:te bandsamlade signalen plus större komponenter som finns däri. Var och en av de band- spridningsbehandlade-bandsamlade signalerna subtraheras därefter från den mottagna bandspridnings-CDMA-signalen medelst den första subtraheraren 150. Detta alstrar den 532 85? 18 första subtraherade signalen. Den första subtraherade signalen bandsamlas medelst det första kanalavstämda filtret 126. Före bandsamlingen av den första kanalen i bandspridnings-CDMA-signalen subtraheras följaktligen den andra kanalen t o m den Nzte kanalen plus störningskana- ler, som sammanfaller med dessa kanaler, från den mottag- na bandspridnings-CDMA-signalen.

Såsom är känt inom teknikomràdet kan korrelatorer och avstämda filter bytas mot varandra för att uppnå samma funktion. Fig 1 och 3 visar alternativa utföringsformer som använder korrelatorer eller avstämda filter. Arrange- mangen kan varieras. T ex kan nämnda flertal bandsamlings- organ vara utförda som ett flertal avstämda filter, medan kanalbandsamlingsorganet kan vara utfört som en korrela- tor. Alternativt kan nämnda flertal bandsamlingsorgan vara en kombination av avstämda filter och korrelatorer. Vidare kan bandspridnings-behandlingsorganet vara utfört som ett avstämt filter eller en SAW, eller som EXKLUSIVT-ELLER- grindar eller andra enheter för blandning av en bandsamlad signal med en chip-kodsignal. Såsom är känt inom teknikom- rådet kan vilken bandspridnings-bandsamlare eller demodu- lator som helst bandsamla bandspridnings-CDNA-signalen. De särskilda kretsar som visas i fig 1-4 åskådliggör uppfin- ningen i form av exempel.

De koncept som har framlagts i fig 1-4 kan upprepas, såsom visas i fig 5. Fig 5 visar ett första flertal in- terferensdämpare 511, 512, 513, ett andra flertal inter- ferensdämpare 521, 522, 523, t o m ett Nzte flertal in- terferensdämpare 531, 532, 533. Varje flertal interfe- rensdämpare innefattar lämpliga element, såsom redan har beskrivits och visas i fig 1-4. Insignalen fördröjs me- delst en fördröjningsenhet i varje interferensdämpare.

Den mottagna bandspridnings-CDMA-signalen har inter- ferens, som initialt dämpas med hjälp av det första fler- talet interferensdämpare 511, 512, 513 vilka därigenom alstrar en första uppsättning estimat, dvs ett första es- timat dll, ett andra estimat dlg, t o m ett Nzte estimat 532 857 19 d1N, av den första kanalen, den andra kanalen t o m den N:te kanalen i bandspridnings-CDMA-signalen. Den första uppsättningen estimat kan få interferensen dämpad med hjälp av det andra flertalet interferensdämpare 521, 522, 523. Den första uppsättningen estimat dll, d12, ., d1N, av den första kanalen, den andra kanalen t o m den N:te kanalen, inmatas till det andra flertalet interferens- dämpare, interferensdämpare 521, interferensdämparen 522 t o m den N:te interferensdämparen 523 i det andra fler- talet interferensdämpare. Det andra flertalet interfe- rensdämpare alstrar därigenom en andra uppsättning esti- mat, dvs d21, d22, ..., d2N, av den första kanalen, den andra kanalen t o m den N:te kanalen. På samma sätt kan den andra uppsättningen estimat skiktas genom ett tredje flertal interferensdämpare och slutligen genom en Mzte uppsättning interferensdämpare 531, 532 respektive 533.

Föreliggande uppfinning innefattar också en metod för att reducera interferens i en bandspridnings-CDMA- -mottagare, som har N chip~kodkanaler. Var och en av de N kanalerna identifieras med en specifik chip-kodsignal.

Metoden innefattar stegen att bandsamla, med hjälp av ett flertal chip-kodsignaler, bandspridnings-CDMA~signalen som ett flertal bandsamlade signaler. Med hjälp av en tidanpassad version av nämnda flertal chip-kodsignaler bandspridningsbehandlas nämnda flertal bandsamlade signa- ler med en chip-kodsignal som motsvarar respektive band- samlade signal. Var och en av de N-l bandspridningsbe- handlade-bandsamlade signalerna subtraheras från band- spridnings-CDMA-signalen, varvid de N-l bandspridnings- behandlade-bandsamlade signalerna inte innefattar någon bandspridningsbehandlad signal av den i:te bandsamlade signalen, för att därigenom alstra en subtraherad signal.

Den subtraherade signalen bandsamlas för alstring av den i:te kanalen.

Sannolikheten för fel Pe i direktsekvens-bandsprid- nings-CDMA-systemet är: 532 35? Pe = Ä-erfc(aSNR)% 2 där erfc är en komplementär felfunktion, SNR är signal- -brusförhållande och 1 < a < 2. Värdet på a beror på hur ett visst interferensdämpningssystem är utformat.

SNR efter interferensdämpning och -metod ges av: där N är antalet kanaler, PG är behandlingsförstärkning- en, R är antalet upprepningar av interferensdämparen, Eb är energi per informationsbit och n är störningens spekt- raltäthet.

Fig 6 visar en teoretisk prestandakarakteristik för interferensdämparen och metoden när Eb/n = 6 dB. Prestan- dakarakteristiken visas för SNR ut från interferensdämpa- ren mot PG/N. Den understa kurvan, för R = 0, är prestan- da utan interferensdämparen. Kurvorna för R = 1 och R = 2 visar förbättrad prestanda när man använder en respektive två iterationer av interferensdämparen, såsom visas i fig 5. När PG/N -+ 1 är SNR otillräckligt för att den skall fungera. Om PG > N så närmar sig SNR i utsignalen från interferensdämparen Eb/n. Om (N/PG)R+1 << 1, Så SNR -+ (Eb/n) (1 - N/PG).

Fig 7 visar prestandakarakteristiken för Eb/n = 10 dB.

Fig 7 visar att tre iterationer av interferensdämparen kan ge en förbättring om 4 dB med PG/N = 2.

Fig 8 visar prestandakarakteristiken för Eb/n = 15 dB.

Med detta förhållande mellan bitenergi och störning kan två iterationer av interferensdämparen ge en förbättring om 6 dB för PG/N = 2.

Fig 9 visar prestandakarakteristiken för Eb/n 20 dB.

Med detta förhållande mellan bitenergi och störning kan två iterationer av interferensdämparen ge en förbättring om 6 dB för PG/N = 2. På samma sätt visar fig 10 och 11 att en iteration av interferensdämparen kan ge mer än 10 dB för- bättring för PG/N = 2. 532 35? 21 Föreliggande uppfinning kan utsträckas till ett fler- tal interferensdämpare. Såsom visas i fig 12 bandsamlas och detekteras en mottagen bandspridningssignal R(t) med hjälp av en DCMA/DS-detektor 611. Var och en av kanalerna repre- senteras som utsignaler 001, 002, 003, ., 00m.

Följaktligen är varje utsignal en bandsamlad bandsprid- ningskanal från en mottagen bandspridningssignal R(t).

Var och en av utsignalerna från CDMA/DS-detektorn 611 skickas igenom ett flertal interferensdämpare 612, 613, ..., 614, som är seriekopplade. Var och en av bandsprid- níngskanalerna passerar genom interferensdämpningsprocessen såsom har diskuterats ovan. Insignalen till varje interfe- rensdämpare förvärvas genom sampling och hållning av utsig- nalen från det föregående steget, en gång per bitperiod.

För kanal 1 samplar den första interferensdämparen utsigna- len från CDMA/DS-detektorn vid tiden t=T+r1. Detta värde hålls konstant som insignal tills t=2T+11, vid vilken tid- punkt nästa bitvärde samplas. Följaktligen är insignals- vâgformerna till interferensdämparen estimat, d^1(t-ri), av den ursprungliga datavâgformen, d1(t-11), och utsignalerna är andra estimat, d^^1(t-11). De M bandspridningskanalut- signalerna 001, i=1,2, ., M, skickas genom interferens- dämparen 612 för alstring av en ny motsvarande uppsättning kanalutsignaler 011, i=1, 2, ..., M.

Såsom visas i fig 13 kan utsignalerna av en viss band- spridningskanal, vilka utsignaler utmatas från var och en av interferensdämparna, kombineras. Följaktligen kan en kombinerare 615 kombinera utsignalen av den första kanalen, som kommer från CDMA/DS-detektorn 611, och utsignalen 011 från den första interferensdämparen 612 och utsignalen 021 från den andra interferensdämparen 613, t o m utsignalen ON1 från den Nzte interferensdämparen 614. Utsignalerna som skall kombineras utgörs av motsvarande bit. Därför införs "s" bitperiodfördröjningar för varje 031. De kombinerade utsignalerna skickas därefter genom beslutsenheten 616.

Detta kan ske för varje bandspridningskanal och därför anges utsignalerna från var och en av kombinerarna 615, 532 85? 22 617, 619 som medelvärdesbildade utsignaler 01 för kanal ett, 02 för kanal två och OM för kanal M. De medelvärdes- bildade utsignalerna skickas sekventiellt genom besluts- enheten 616, beslutsenheten 618 och beslutsenheten 620.

Företrädesvis har de medelvärdesbildade utsignalerna en multiplikationsfaktor oj, som kan variera i enlighet med en viss utformning. I en föredragen utföringsform gäller cj = 1/23. Detta gör det möjligt att kombinera utsignalerna från de olika interferensdämparna på samma sätt.

Fig 14~17 visar simulerande prestandakarakteristiker för arrangemangen i fig 12 och 13. Fig 14-17 är för en asynkron kanal (relativa tidsfördröjningar är likformigt fördelade mellan O och bittiden T), en behandlingsförstärk- ning som är 100, lika effekt hos samtliga användare, och ett termiskt signal-brusförhållande (EbN som är 30 dB).

Gold-koder med längden 8191 används för PN-sekvenserna.

I fig 14 visas prestandakarakteristiken för vart och ett av utgångsstegen i fig 12. Följaktligen representerar SO BER-prestanda i utgången från CDMA/DS-detektorn 611, S1 representerar BER-prestanda i utgången från interferens- dämparen 612, S2 representerar BER-prestanda i utgången från interferensdämparen 613 etc. Ingen kombinering av ut- signalerna från interferensdämparna används vid bestäm- ningen av prestandakarakteristiken som visas i fig 14.

Istället är prestandakarakteristiken för upprepad använd- ning av interferensdämpare. Som en riktlinje visas i var och en av de efterföljande figurerna utsignalen för varje karakteristik hos CDMA/DS-detektorn 611.

Fig 15 visar prestandakarakteristiken när utsignalen från efter varandra följande interferensdämpare kombineras.

Detta visas för en viss kanal. Följaktligen är kurvan SO utsignalen för CDMA/DS-detektorn 611. Kurvan S1 represen- terar BER~prestanda för medelvärdet av utsignalerna från CDMA/DS~detektorn 611 och interferensdämparen 612. Här gäller CO = Cl = 1/2 Cj = 9, j skilt från noll och ett.

Kurvan S2 representerar BER-prestanda för medelvärdet av utsignalerna från interferensdämparen 613 och Interfe- 532 35? 23 rensdämparen 612. Kurvan S2 bestäms med hjälp av den kombi- nerare som visas i fig 13. Här ställs Cl och C2 lika med 1/2 och alla andra Cj nollställs. På samma sätt är kurvan S3 prestanda för utsignalen från en andra och en tredje interferensdämpare som medelvärdesbildas tillsammans. Följ- aktligen är kurvan S3 prestandakarakteristiken för medel- värdet mellan utsignalerna från en andra och en tredje interferensdämpare. Kurvan S4 är prestandakarakteristiken för medelvärdet av utsignalerna från en tredje och en fjärde interferensdämpare. Endast två interferensdämpare tas åt gången för bestämningen av en prestandakarakteristik för ett medelvärde av utsignalerna från just dessa interfe- rensdämpare. Fig 16 visar de vanliga utsignalerna för CDMA/DS-detektorn 611 och en första och en andra interfe- rensdämpare 612, 613. Vidare visas medelvärdet av utsigna- lerna från CDMA/DS-detektorn 611 och den första interfe- rensdämparen 612 som S1 AVG. BER-prestanda för medelvärdet av utsignalerna från den första interferensdämparen 612 och den andra interferensdämparen 613 visas som medelvärdesut- signalen S2 AVG.

Fig 17 visar prestandakarakteristiken som motsvarar den i fig 16 men uttryckt som signal~brusförhàllandet i decibel (dB).

Det kommer att framgå för fackmannen inom teknikområ- det att olika modifieringar kan göras i bandspridnings- -CDMA-interferensdämparen och -metoden enligt föreliggande uppfinning utan att man avviker från uppfinningstanken och det är avsikten att föreliggande uppfinning täcker modifie- ringar och variationer av bandspridnings-CDMA-interferens- dämparen och metoden förutsatt att de ligger inom ramen för de bifogade patentkraven och deras ekvivalenter.

Claims (2)

10 15 20 25 30 35 EBÉ 35? 24 PATENTKRAV

1. Förfarande som används av en basstation för återhämtning av data som sänts över ett flertal kanaler med användning av trådlös kommunikation med koddelad multiaccess, innefattande: a) att motta flertalet kanaler som en mottagen signal, varvid var och en av kanalerna är associerad med en kod, b) att bandsamla flertalet kanaler som ett flertal bandsamlade mottagna signaler, c) att återbandsprida varje kanals bandsamlade signal med en respektive kanalkod, varvid kanalkoden för àterbandspridningen är anpassad till en timing för var och en av de bandsamlade mottagna signalerna, d) att för var och en av flertalet kanaler subtrahera andra av flertalet kanaler från den mottagna signalen och bandsamling av ett resultat av nämnda subtrahering med en fördröjd version för en första chip-kodsignal med en första kanalblandare och filtrering av ett första kanalfilter, som data för den kanalen, varvid bandsamlingen av resultatet vidare innefattar vidarebefordran av subtraherarens resultat via den första kanalblandaren tillsammans med en kod för en kanal som exkluderats från subtraheringsoperationen, och e) att upprepa a) till d) med användning av bandsamlingsresultatet som erhålls under det inledande utförandet av a) till d) och att kombinera resultatet från det upprepade utförandet av a) till d) och att_ vidarebefordra de kombinerade resultaten genom en beslutsenhet. 1

2. Förfarande enligt patentkrav 1, vari bandsamling av resultatet vidare innefattar filtrering av ett resultat av subtraktionen med användning av en kod som matchas mot en kod för kanalen som exkluderats av subtraheringsoperationen.