移动通信终端、干扰消除系统、干扰消除方法和基站

摘要

移动电话1接收基站B1所发送的本地小区信号和基站B2所发送的或外部小区A2中的移动电话21所发送的外部小区信号。移动电话1接收基站B1所发送作为本地小区码的扩展码C2－C4。移动电话1检测本地小区信号与外部小区信号之间的干扰。当检测到干扰时，移动电话1接收基站B2所发送的或移动电话21所发送的作为外部小区码的扩展码C1。移动电话1利用本地小区码和外部小区码，通过联合检测，消除干扰信号。

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信终端、干扰消除系统、干扰消除方法和基站。

背景技术

通常，TDD(时分双工)系统被作为用于实现(substantialize)移动通信终端(如蜂窝电话)与基站之间的双向通信的系统之一。在TDD系统中，上行链路与下行链路信道可以在短时间(例如667μs)内被切换，据此，利用同频率的通信信道来发送和接收各种信号。

另一方面，在移动通信终端位于多个基站的无线电波可到达的范围内的情况下，在来自通信基站的信号与来自其他基站的信号之间可能出现干扰。干扰可能出现在移动通信终端与基站之间，也可能出现在多个移动通信终端之间。为此，提出了联合检测，作为一种消除TDD系统中的这种干扰的技术。

联合检测的过程是：根据移动通信终端所接收到的接收信号E、扩展码C和信道估计H，利用预定的运算表达式计算出解调信号D。移动通信终端一旦接收到信号就进行联合检测，以消除在同一小区中的其他移动通信终端或基站的干扰。这种联合检测技术还可以运用到CDMA(码分多址)系统中。

发明内容

然而，上述现有技术存在着下列问题。也就是说，通过联合检测消除其干扰的信号是一些在与移动通信终端通信的基站的通信区(以下称为“本地小区”)内接收到的信号。例如，在移动通信终端位于本地小区地理上与除该本地小区之外的小区(以下称为“外部小区”)相互重叠的区域中的情况下，外部小区的基站所发送的信号与本地小区的基站所发送的信号相互干扰。这种干扰有时会使移动通信终端从本地小区的基站所接收到的信号质量下降。

鉴于上述问题，提出了本发明，因此，本发明的目的在于：提供这样一种移动通信终端、一种干扰消除系统、一种干扰消除方法和一种基站，它们可以消除本地小区和外部小区的干扰，从而减小对接收质量的影响。

根据本发明的移动通信终端是这样一种移动通信终端，它可用来接收本地小区的基站所发送的本地小区信号和外部小区的基站所发送的或外部小区中的移动通信终端所发送的外部小区信号，该移动通信终端包括：本地小区码接收装置，用于接收本地小区的基站所发送的作为本地小区码的代码；检测装置，用于检测本地小区信号与外部小区信号之间的干扰；外部小区码接收装置，当检测装置检测到干扰时，用于接收外部小区的基站所发送的或外部小区中的移动通信终端所发送的作为外部小区码的代码；和消除装置，利用本地小区码接收装置所接收到的本地小区码和外部小区码接收装置所接收到的外部小区码，通过联合检测，消除干扰信号。

根据本发明的干扰消除方法是这样一种干扰消除方法，当移动通信终端接收到本地小区的基站所发送的本地小区信号和外部小区的基站所发送的或外部小区中的移动通信终端所发送的外部小区信号时，可用来消除接收信号中的干扰，该干扰消除方法包括：本地小区码接收步骤，其中，移动通信终端接收本地小区的基站所发送的作为本地小区码的代码；检测步骤，其中，移动通信终端检测本地小区信号与外部小区信号之间的干扰；外部小区码接收步骤，其中，当检测步骤检测到干扰时，移动通信终端接收外部小区的基站所发送的或外部小区中的移动通信终端所发送的作为外部小区码的代码；和消除步骤，其中，移动通信终端利用本地小区码接收步骤所接收到的本地小区码和外部小区码接收步骤所接收到的外部小区码，通过联合检测，消除干扰信号。

根据上述发明，移动通信终端可以消除与本地小区信号和与外部小区信号的干扰，从而减小对接收质量的影响。也就是说，移动通信终端利用本地小区码和外部小区码进行联合检测。因而，移动通信终端可以消除所接收到的所有信号中的干扰信号。因此，与只消除本地小区信号的干扰的情况相比，接收质量有所提高。在移动通信终端位于本地小区地理上与外部小区相互重叠的区域中的情况下，上述发明尤其有效，这是因为，在这种情况下与外部小区的干扰很明显。

在这种移动通信终端中，最好当移动通信终端接收到的外部小区信号的接收电平超过预定值时，检测装置检测干扰。

在这种干扰消除方法中，在检测步骤中，最好当移动通信终端接收到的外部小区信号的接收电平超过预定值时，移动通信终端检测干扰。

根据上述发明，当移动通信终端接收到的外部小区信号的接收电平超过预定值时，移动通信终端检测干扰。也就是说，直接根据作为干扰消除的目标的外部小区信号的接收电平来检测干扰。因此，可以非常准确迅速地检测干扰。

在这种移动通信终端中，最好当移动通信终端所发送的被外部小区的基站所接收到的信号的接收电平超过预定值时，检测装置根据外部小区的基站通过本地小区的基站发出的通知来检测干扰。

在这种干扰消除方法中，在检测步骤中，最好当移动通信终端所发送的被外部小区的基站所接收到的信号的接收电平超过预定值时，移动通信终端根据外部小区的基站通过本地小区的基站发出的通知来检测干扰。

根据上述发明，当移动通信终端所发送的被外部小区的基站所接收到的信号的接收电平超过预定值时，移动通信终端根据外部小区的基站通过本地小区的基站发出的通知来检测干扰。因而，移动通信终端本身不必执行将接收电平与预定值进行比较的过程。因此，可以降低移动通信终端的处理负荷。

此外，在这种移动通信终端中，外部小区码接收装置最好接收外部小区信号中的外部小区码。

此外，在这种干扰消除方法中，在外部小区码接收步骤中，移动通信终端最好接收外部小区信号中的外部小区码。

根据上述发明，移动通信终端接收外部小区信号中的外部小区码。也就是说，移动通信终端直接接收来自作为干扰消除的目标的外部小区信号的用于干扰消除的外部小区码。因此，可以非常准确迅速地进行干扰消除处理。

移动通信终端最好还包括请求装置，用于通过本地小区的基站请求来自外部小区的基站的外部小区码，而外部小区码接收装置通过本地小区的基站接收该请求装置所请求的来自外部小区的基站的外部小区码。

干扰消除方法最好还包括请求步骤，其中，移动通信终端通过本地小区的基站请求来自外部小区的基站的外部小区码，而在外部小区码接收步骤中，移动通信终端通过本地小区的基站接收该请求步骤所请求的来自外部小区的基站的外部小区码。

根据上述发明，移动通信终端通过本地小区的基站从外部小区的基站接收根据传输请求所发送的外部小区码。因而，移动通信终端本身不必执行从外部小区信号中获得外部小区码的过程。因此，可以降低移动通信终端的处理负荷。

此外，本发明还可以应用于这样一种干扰消除系统的构造和操作，该干扰消除系统包括：这种移动通信终端；和用于将本地小区信号发送到该移动通信终端的本地小区的基站，其中，该移动通信终端与该本地小区的基站之间进行通信。

根据本发明的基站是这样一种基站，它可用来接收本地小区中的移动通信终端所发送的本地小区信号和外部小区的基站所发送的或外部小区中的移动通信终端所发送的外部小区信号，该基站包括：本地小区码接收装置，用于接收本地小区中的移动通信终端所发送的作为本地小区码的代码；检测装置，用于检测本地小区信号与外部小区信号之间的干扰；外部小区码接收装置，当检测装置检测到干扰时，用于接收外部小区的基站所发送的或外部小区中的移动通信终端所发送的作为外部小区码的代码；和消除装置，利用本地小区码接收装置所接收到的本地小区码和外部小区码接收装置所接收到的外部小区码，通过联合检测，消除干扰信号。

根据本发明的另一干扰消除方法是这样一种干扰消除方法，当基站接收到本地小区中的移动通信终端所发送的本地小区信号和外部小区的基站所发送的或外部小区中的移动通信终端所发送的外部小区信号时，可用来消除接收信号中的干扰，该干扰消除方法包括：本地小区码接收步骤，其中，基站接收本地小区中的移动通信终端所发送的作为本地小区码的代码；检测步骤，其中，基站检测本地小区信号与外部小区信号之间的干扰；外部小区码接收步骤，其中，当检测步骤检测到干扰时，基站接收外部小区的基站所发送的或外部小区中的移动通信终端所发送的作为外部小区码的代码；和消除步骤，其中，基站利用本地小区码接收步骤所接收到的本地小区码和外部小区码接收步骤所接收到的外部小区码，通过联合检测，消除干扰信号。

根据本发明，基站可以消除与本地小区信号和与外部小区信号的干扰，从而减小对接收质量的影响。也就是说，基站利用本地小区码和外部小区码进行联合检测。因而，可以消除基站所接收到的所有信号中的干扰信号。因此，与只消除本地小区信号的干扰的情况相比，接收质量有所提高。在与外部小区的基站通信的移动通信终端处在其本地小区在地理上与外部小区相互重叠的区域中的情况下，本发明尤其有效，这是因为，在这种情况下外部小区的干扰很明显。

本发明还可以应用于这样一种干扰消除系统的构造和操作，该干扰消除系统包括：这种基站；和用于将本地小区信号发送到该基站的移动通信终端，其中，该基站与该移动通信终端之间进行通信。

本发明成功地提供了移动通信终端、干扰消除系统、和干扰消除方法，它们可以消除本地小区信号和外部小区信号的干扰，从而减小对接收质量的影响。也就是说，移动通信终端利用本地小区码和外部小区码进行联合检测。因而，可以消除移动通信终端所接收到的所有信号中的干扰信号。因此，与只消除本地小区信号的干扰的情况相比，接收质量有所提高。

根据以下作出的详述以及只是为了举例说明而给出的附图，本发明可以更充分地被理解，因此，不能认为是限定本发明。

根据以下作出的详述，可以看到本发明的进一步的适用范围。然而，应当理解，这一详述以及具体例子，尽管表明了本发明的优选实施方式，但也只是为了举例说明，这是因为，对熟练技术人员而言，根据这一详述可以看出本发明的思想和范围内的各种变化和修改。

附图说明

图1是一个说明根据本发明的干扰消除系统的总配置例子的示意图。

图2是一个说明移动电话的功能结构的框图。

图3是一个说明干扰消除处理过程的流程图。

具体实施方式

下面，将参照附图详述本发明的一些实施方式。

首先来描述其配置。图1是一个说明本实施方式中的干扰消除系统100的总配置例子的示意图。如图1中所示，干扰消除系统100一般包括移动电话1(相应于移动通信终端)、移动电话11、移动电话21(相应于外部小区中的移动通信终端)、基站B1(相应于本地小区的基站)、基站B2(相应于外部小区的基站)和无线控制器31。

稍后将详述内部结构，而移动电话1、11、21是用户所携带和使用的蜂窝电话。基站B1是一个公共基站，它具有作为无线电波的达到范围的“本地小区A1”，并用来执行与位于该本地小区A1中的移动电话1、11的无线通信。基站B2也是一个公共基站，它具有作为无线电波的达到范围的“外部小区A2”，并用来执行与位于该外部小区A2中的移动电话21的无线通信。无线控制器31是一个无线控制单元，它用来控制移动电话1、11、21与基站B1、B2之间的无线通信，并且与分组通信网N连接。

移动电话1、11与基站B1之间以及移动电话21与基站B2之间的无线通信系统是已知的IMT-2000 CDMA TDD系统。IMT-2000CDMA TDD系统是一种基于ITU(国际电信联盟)所标准化的IMT-2000的通信信道的复用系统。IMT-2000 CDMA TDD系统采用了CDMA、TDMA(时分多址)和TDD，因此，通信信道用时间和扩展码来划分。

在IMT-2000 CDMA TDD系统中，一帧(例如10ms)在时间轴上被划分成十五个时隙，并且上行链路通信信道和下行链路通信信道被分配给各自的时隙。在干扰消除系统100中，移动电话1、11、21利用相同的时隙进行发送/接收。因此，移动电话1、11、21所发送和接收的信号利用各自的上行链路和下行链路通信信道上所复用的扩展码来标识。

移动电话1在接收到基站B1所发送的信号(以下称为“本地小区信号”)的同时建立无线通信，该信号的接收电平要比来自基站B2的无线电波的接收电平高。移动电话1位于同样能接收到基站B2所发送的或移动电话21所发送的信号(以下称为“外部小区信号”)的区域中。

在以下描述中，专门用于标识本地小区信号中的目标移动电话的代码(例如，扩展码C2-C4)称为“本地小区码”，而专门用于标识外部小区信号中的目标移动电话的代码(例如，扩展码C1)称为“外部小区码”。无线控制器31与基站B1连接也与基站B2连接，以便可以双向通信。

下面将参照图2详述移动电话1的内部配置。图2是一个说明移动电话1的功能结构的框图。如图2中所示，移动电话1包括控制单元2(相应于检测装置、消除装置和请求装置)、输入单元3、RAM 4、显示单元5、存储单元6、无线通信单元7(相应于本地小区码接收装置和外部小区码接收装置)和声音处理单元8，这些单元相互连接以便可以通过总线9输入/输出各种信号。

控制单元2内含有ROM(只读存储器)2a，工作时，将预先存储在ROM 2a中的程序读入到RAM 4中，并根据该程序对各单元进行中央控制。也就是说，如稍后所述，控制单元2根据输入单元3的输入信号和读入到RAM 4中的程序，进行干扰消除处理(参见图3)，并将处理结果暂存在RAM 4中。以后，根据需要，它将RAM 4中所存储的处理结果存入到存储单元6内部的预定区中。

输入单元3具有各种控制按钮用以发出加电/断电、功能选择等指令，因此，用户单独或组合按下这些不同的控制按钮，可以将根据指令的输入信号输出给控制单元2。

RAM(随机存取存储器)4包括一个易失性半导体存储器，并且，在控制单元2所执行的各种过程中，它可以用来暂存从ROM 2a中读出的程序和/或从存储单元6中读出的数据。RAM 4还具有VRAM(视频RAM)的功能，用于暂存将要显示在显示单元5上的数据。

显示单元5包括LCD(液晶显示器)、EL(场致发光)等，它可以用来根据控制单元2所提供的显示信号，将显示数据显示在屏幕上。

存储单元6包括一个非易失性半导体存储器，如EEPROM(电可擦可编程ROM)，它可用来存储执行各种过程所需的数据、执行各种过程所得到的数据等等。

存储单元6至少具有一个阈值存储区61。阈值存储区61存储移动电话1所接收到的外部小区信号的接收电平的阈值T(相应于预定值)。这一阈值数据是数字数据，作为在判断移动电话1是否与外部小区的基站B2或与移动电话21相互干扰时的依据。

无线通信单元7对与基站B1的无线通信进行控制。

声音处理单元8包括转换器、放大器等，并装有麦克风8a和扬声器8b。声音处理单元8在转换器中将来自控制单元2的声音数据转换成模拟信号，并在呼叫期间将声音通过放大器从扬声器8b发出。声音处理单元8还在转换器中将来自麦克风8a的声音信号转换成可无线通信的数字信号，并在呼叫期间将数字信号输出给控制单元2。

上面描述了根据本发明的移动电话1的配置。移动电话11、21的主要配置与上面所详述的移动电话1的配置相似，因此，这里不再说明和详述它们的配置情况。

下面参照图3的流程图来描述本实施方式中的操作情况。

在第一步骤S1中，移动电话1获得相同时隙中所用的本地小区A1中的扩展码C3。该扩展码的获得是通过测量各时隙上所复用的中置码(midamble)的偏移(shift)的时间而实现的。也就是说，在本地小区A1中，相同的中置码针对各自的通信信道(传输通路)被分配有不同时间的偏移。因此，扩展码可以根据偏移的时间被唯一确定。

在下一步骤S2中，移动电话1确定本地小区A1中所发送和接收的信号的信道估计。信道估计是一个矩阵H(它满足E＝H×D，其中，E是接收信号[e0，e1，e2，...，et]，而D是解调信号[d0，d1，d2，...，dt])，并可用一系列表明本地小区A1中所用的各通信信道的延迟概况(profile)的数字来表示。移动电话1根据各通信信道的中置码在控制单元2中测量出信道估计。

在以下描述中，设H3是基于S1中所获得的扩展码C3的信道估计，而H2和H4是基于预先分配给移动电话1的扩展码C2、C4的信道估计。应当注意，C2-C4和H2-H4用各自的向量来表示。

在下一步骤S3中，移动电话1在控制单元2中检测本地小区信号与外部小区信号之间的干扰。检测的方法可以自行确定，最好例如选自下述三种方法。

第一种方法是当移动电话1接收到的来自基站B2的外部小区信号的接收电平不小于阈值存储区61中所存储的接收电平的阈值T时检测干扰的方法。第二种方法是当移动电话1接收到的来自移动电话21的外部小区信号的接收电平不小于阈值存储区61中所存储的接收电平的阈值T时检测干扰的方法。第三种方法是这样一种方法：当基站B2接收到的来自移动电话1的信号的接收电平不小于基站B2中所存储的接收电平的阈值时，移动电话1根据通过基站B1所接收到的这一事实的通知来检测干扰。

当在S3中移动电话1检测到本地小区信号与外部小区信号之间的干扰时(S3；是)，移动电话1将转到下一步骤S4。在S4中，移动电话1利用无线通信单元7获得外部小区A2中所发送和接收的扩展码C1。

获得该扩展码的方法可以自行确定，最好例如选自下述两种方法。第一种方法是这样一种方法：移动电话1测量基站B2发送的信号的在时隙上所复用的中置码的偏移的时间，以获得扩展码。第二种方法是这样一种方法：移动电话1通过无线控制器31来接收扩展码。也就是说，移动电话1通过基站B1和无线控制器31来请求来自基站B2的扩展码。根据这一请求，基站B2通过无线控制器31和基站B1向移动电话1发送扩展码。移动电话1接收该扩展码。

在下一步骤S5中，移动电话1确定外部小区A2中所发送和接收的信号的信道估计。移动电话1根据通信信道的中置码在控制单元2中测量出信道估计，如上述S2中那样。在以下描述中，H1表示基于S4中所获得的扩展码C1的信道估计。应当注意，C1和H1用各自的向量来表示。

在最后的步骤S6中，移动电话1进行联合检测(图中的JD过程)，以便得到解调信号。联合检测利用从任何发送方接收到的信号、扩展码C1-C4和信道估计H1-H4来完成。联合检测按照例如下列AniaKlein的研究报告中所述的方法进行。该研究报告的题目以及文献名称是：“Zero Forcing and Minimum Mean-Square-Error Equalization forMultiuser Detection in Code-Division Multiple Access Channel”(IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY，VOL.45，NO.2，MAY 1996，PP.276-287)。

如上所述，联合检测是已知的干扰消除技术，因此，这里不再详述。下面将概述这种技术。首先，根据扩展码C和信道估计H，按照C×H(其中×代表卷积运算符)计算出B。这样得到：B1＝C1×H1，B2＝C2×H2，B3＝C3×H3，和B4＝C4×H4。然后，根据B1-B4得到信道估计矩阵A。利用接收信号E和信道估计矩阵A，对运算表达式(AHA+σ2I)D＝AHE进行求解，可计算出解调信号D。上述表达式中，AH是信道估计矩阵A的转置，σ是热噪声消去系数，而I是单位矩阵。在IMT-2000 CDMA TDD系统中，扩展因数(它们是Cn的长度)的最大值为16，并且信道估计矩阵A的大小可以比在IMT-2000 CDMAFDD(频分双工)系统以及其他系统中的情况小，从而使得可以降低计算复杂度。从而，相对容易运用干扰消除技术。

当在S3中移动电话1检测不到本地小区信号与外部小区信号之间的干扰时(S3；否)，移动电话1跳过各个步骤S4-S5中的过程而转到S6。在这种情况下，S6中的联合检测只利用扩展码C2-C4和信道估计H2-H4来完成，而无需利用扩展码C1和信道估计H1。

如上所述，移动电话1接收基站B1所发送的本地小区信号和基站B2所发送的或外部小区A2中的移动电话21所发送的外部小区信号。移动电话1至少配置有控制单元2和无线通信单元7。无线通信单元7接收基站B1所发送的扩展码C2-C4，作为本地小区码。控制单元2检测本地小区信号与外部小区信号之间的干扰。当检测到干扰时，无线通信单元7接收基站B2所发送的或移动电话21所发送的扩展码C1，作为外部小区码。控制单元2利用本地小区码和外部小区码，通过联合检测，消除移动电话1所接收到的所有信号中的干扰信号。因此，移动电话1可以消除与本地小区信号的干扰和与外部小区信号的干扰。从而可以减小对接收质量的影响。

上述实施方式中所述的形式仅仅是根据本发明的干扰消除系统的一种优选例子，而本发明并不局限于该例子。

例如，尽管上述实施方式是移动电话1执行一系列干扰消除处理过程的例子，然而基站B1也可以执行这一处理过程。不过，在这种情况下，本地小区中干扰消除处理的对象不是移动电话11和基站B1，而是移动电话1、11。也就是说，基站B1利用从移动电话1、11接收到的信号作为本地小区信号并利用从移动电话21和基站B2接收到的信号作为外部小区信号来完成联合检测。

上述实施方式所描述的移动通信终端是移动电话，然而，移动通信终端可以是具有无线通信功能的任何信息设备，比如，PHS(个人手持电话系统)。

根据所述的本发明，显然，本发明的实施方式可以以多种方式变化。不应认为这些变化脱离了本发明的思想和范围，对熟练技术人员而言，显然所有这些修改都包含在附属权利要求书的范围内。