[发明专利]用于实现无线通信系统中的匹配滤波器的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信系统，具体涉及一种简化的方法和一种设备，用于实现无线通信系统中的匹配滤波器。

背景技术

在CDMA系统的直接序列扩频中，通常采用具有伪随机噪声特性的高速率扩频序列来对较低速率的基带信号的频率进行扩展，由此得到信道扩频增益，以便改进信号的传输质量。在接收机中，使用相同的扩频序列来对接收到的信号执行相反的处理，即解扩处理，以便恢复出原始数据信息。这里，重要的因素是发射机和接收机之间的同步。通常，在DS-CDMA(直接扩频码分多址)系统中，为了帧同步，将通常称为SC(即，同步码)的预定义序列插入每个子帧，此外，为了时隙同步，也将预定义的已知序列(训练序列)插入每个时隙，接收终端可以只通过对预定义的已知序列执行匹配滤波(相关)来实现发射机和接收机之间的同步。

通常，将CDMA接收机的传统系统设计为，通过使用包括大量电子组件的匹配滤波器来实现同步，其中该匹配滤波器占据了较大面积，并且其实现更加昂贵。特别地，CDMA接收机使用匹配滤波器来匹配码序列，以便检测相关峰值。通常，匹配滤波器包括延迟寄存器、乘法器和加法器。因为匹配滤波器需要包括大量电子组件，所以系统设计非常昂贵，并且系统占据了较大的面积。

现在参照图1，此图示出了在CDMA接收机中实现的匹配滤波器的功能。当接收机接收到输入信号时，调谐匹配滤波器，以便匹配码序列。在使用QPSK调制的系统中，诸如TD-SCDMA(时分同步码分多址)系统，将码序列插入接收机所接收到的信号(即数字采样)中。提供码序列的目的是增强通信系统的操作。具体地，在CDMA无线通信系统中，扩频技术非常适于在具有严重干扰的无线环境下提供稳定的数据传输。

另一方面，在CDMA系统中，多个用户同时共享相同频谱上的通信信道。为了将一个传输与另一个区分开，每个UE(用户设备)具有唯一的同步码序列。同步序列通常具有良好的自相关性能，因此帮助UE在没有关于定时参考的任何先验知识的情况下迅速且准确地识别同步码，此外还帮助基站区分不同UE所使用的不同码。在实现中，通常将匹配滤波器用于对DS-CDMA系统中的不同用户进行同步和区分。正如图1中所示，匹配滤波器1包括匹配滤波器单元2和检测单元3，其中，匹配滤波器单元2用于对输入数据流中的码序列执行匹配滤波，检测单元3用于检测来自匹配滤波器单元2的匹配滤波器输出，其中，匹配滤波器单元2的较高输出值指示了与期望码序列的更调谐的匹配。这个过程也称为相关过程。因此，高输出值表示与输入与所感兴趣的码序列具有良好的相关性。此外，在平坦衰落信道中，可以将子帧/时隙内的峰值输出值用做针对这个子帧/时隙的信道估计值。

参照图2，这个图示出了演示了用于实现现有技术中的匹配滤波器的有限冲激响应(FIR)滤波器的示意图。正如图2所示，为了使码序列与长度L匹配，需要L个延迟寄存器、L个乘法器和L个加法器。也就说，在现有技术中，需要更多的硬件元件来实现匹配滤波器。此外，公知的是，乘法器的硬件实现更复杂。

考虑到上述原因，需要提供匹配滤波器的新硬件实现，以便通过使用较少的电子元件和相对简单的硬件结构来实现所需要的匹配滤波器功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种新颖的改进方法和功能处理，以便简化CDMA系统中的匹配滤波器(具体是针对使用QPSK调制的系统中的匹配滤波器)的硬件结构，使用导频序列(或训练序列)的特性来以选择器(可以通过多路复用器来实现)替代现有技术中的乘法器，以便实现匹配滤波器。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于实现无线通信系统中的匹配滤波器的方法，该方法包括以下步骤：对预处理后的接收信号进行过采样和提取，以便得到多个采样序列中的各个采样点的同相分量(I分量)和正交分量(Q分量)；以及根据预定义的选择信号，对各个采样序列的相同采样序列中的各个采样点的I分量和Q分量进行转换和组合，以便得到多个对应的匹配滤波结果。

优选地，预定义的选择信号是基于已知训练序列的选择信号，其中，每个采样序列的长度等于已知训练序列的长度。

根据本发明的第二方面，提供了用于实现无线通信系统中的匹配滤波器的设备，该设备包括：过采样和提取装置，用于对预处理后的接收信号进行过采样和提取，以便得到多个采样序列中的各个采样点的I分量和Q分量；以及转换处理装置，用于根据预定义的选择信号，对各个采样序列的相同采样序列中的各个采样点的I分量和Q分量进行转换和组合，以便得到多个对应的匹配滤波结果。