時間跟蹤方法和設備的製作方法
2023-09-18 12:55:45
專利名稱：時間跟蹤方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信系統。尤其，本發明涉及無線通信系統中的時間跟蹤。
背景技術：
圖1是陸基通信系統10的示例實施例。圖1示出3個遠程單元12A、12B和12C已經兩個基站14。實際上，典型的無線通信系統可能有更多的遠程單元和基站。在圖1中，示出遠程單元12A是安裝在汽車中的行動電話。圖1還示出可攜式計算機遠程單元12B和固定位置遠程單元12C，諸如在無線本地環路或計費讀出系統中可以找到的。在最一般的實施例中，遠程單元可以是任何類型的通信單元。例如，遠程單元可以是手持個人通信系統單元、諸如個人數據輔助之類的可攜式數據單元、或諸如計費讀出設備之類的固定位置數據單元。圖1示出從基站14到遠程單元12的前向鏈路信號和從遠程單元12到基站14的反向鏈路信號。
在諸如在圖1中所示出的典型的無線通信系統中，某些基站具有多個扇區。多一扇區的基站包括多個獨立的發送和接收天線和獨立的處理電路。把這裡所討論的原理同等地施加到多扇區基站的每個扇區和一個單個扇區的獨立基站。因此，在本說明的其餘部分，可以假設術語「基站」涉及多扇區基站的扇區、單扇區基站或多扇區基站。
在碼分多址(CDMA)系統中，遠程單元使用公共頻帶與系統中的所有基站進行通信。公共頻帶的使用增加了靈活性，並對系統提供許多優點。例如，公共頻帶的使用可以使遠程單元同時接收來自一個以上的基站的通信和發送一個信號供一個以上的基站接收。通過使用擴展頻譜CDMA波形特性，遠程單元可以鑑別和分別接收同時從各基站來的接收信號。同樣地，基站可以鑑別和分別接收從多個遠程單元來的信號。在題為「使用衛星或陸基中繼器的擴頻多址通信系統」的美國專利第4,901,307號中揭示了CDMA技術在多址通信系統中的應用，該專利已轉讓給本發明的受讓人，並在此引用作為參考。在題為「在CDMA蜂窩電話系統中產生信號波形的系統和方法」的美國專利第5,103,459號中進一步揭示了CDMA技術在多址通信系統中的應用，該專利已轉讓給本發明的受讓人，並在此引用作為參考。
CDMA通信技術在窄帶調製技術方面提供許多優點。特別，多路徑信號的產生使陸基信道提出了特殊的問題，而這些問題可以通過CDMA技術的使用而得到解決。例如，使用如同對來自各遠程單元的信號之間進行鑑別所使用的那些相似的CDMA技術，在基站接收機處可以鑑別和分開接收來自一個共同遠程單元信號的分立多路徑實例(instance)。
在陸基信道中，通過信號從環境中諸如樹、建築物、汽車和人之類的障礙物反射而產生多路徑。一般，陸基信道是由於產生多路徑的結構的相對運動而引起的時間變化多路徑信道。例如，如果在多路徑信道上發送理想脈衝，則接收到脈衝流。在時間變化的多路徑信道中，所接收脈衝流按時間位置、幅度和相位的變化作為發送理想脈衝的時間的函數。
圖2示出從單個遠程單元到達基站處的信號實例的示例組。垂直軸表示以dB定標的接收到的功率。水平軸表示由於傳輸路徑延遲而引起的實例到達基站處的延遲。進入頁面的軸(未示出)表示時間的分段。在頁面的公共平面中的每個信號實例已經在共同的時間到達，但是遠程單元是在不同的時刻發送的。在公共平面中，右邊的峰表示是遠程單元在比發送左變的峰較早的時間發送的。例如，最左邊的峰20對應於最近發送的信號實例。每個信號峰對應於一個信號，該信號已經行進了不同的路徑，因此，展現不同的時間延遲以及不同的相位和幅度響應。
由峰20-30表示的6個不同的信號尖峰代表嚴峻的多路徑環境。右邊2城市環境產生較少的可用實例。由峰和具有較低能量電平的下陷(dip)表示系統的噪聲最低額(floor)。
注意，每個多路徑峰的幅度變化是時間的函數，這由每個多路徑峰20-30的不均勻脊示出。在所示的有限時間中，多路徑峰20-30的幅度沒有較大的變化。然而，在較擴大的時間範圍中，多路徑峰的幅度減小，當時間前進時，建立新的路徑。由於物體在基站的覆蓋區中的移動，當路徑距離變化時，峰也可以滑到早先或以後的時間偏移。
除了陸基環境之外，也可能從衛星系統的使用而造成多個信號實例。例如，在GlobalStar系統中，遠程單元通過一系列衛星而不是陸基基站進行通信。衛星在軌道上繞地球一周約要2小時。衛星通過它的軌道移動導致遠程單元和衛星之間的距離隨時間而變化。此外，當衛星移動到遠程單元的範圍以外時，執行從一個衛星到另一個衛星的軟越區切換。在軟越區切換期間，遠程單元對來自一個以上的衛星的信號進行解調。與在陸基系統中的多路徑信號實例的狀態相同，也可以組合這些多個信號實例。然而，一個差別是，在陸基環境中信號實例趨向於彼此偏離約0-500微秒，而在通過兩個衛星接收信號實例時，趨向於彼此偏離0-20微秒的數量級。
在陸基和衛星兩種系統中，從其它源可以產生可用的信號實例。例如，為了克服衰減效應，通常使用兩個或多個分集接收機。此外，在扇區和共同基站之間的更軟越區切換期間產生多個信號實例。
圖3是現有技術梳狀接收機的方框圖。在圖3中示出的梳狀接收機包括N個解調單元100A-100N。在圖3中已經詳述解調單元100A，而可以假設以相同於配置解調單元A的方式配置解調單元100B-100N。把輸入信號取樣耦合到每個解調單元100A-100N的輸入。在解調單元100A中，去擴展器102使輸入信號取樣與在相應遠程單元處用於擴展信號的擴展碼進行相關。把去擴展器102的輸出耦合到快速Hadamard變換器(FHT)104。把FHT 104配置成對去擴展取樣和一組可能碼元值中的每一個進行相關。例如，在一個實施例中，系統根據題為「用於雙模式寬帶擴頻蜂窩系統的移動站-基站兼容性標準」TIA/EIA/IS-95的電話工業協會、電子工業協會(TIA/EIA)臨時標準進行操作，一般把該標準稱為IS-95，為了完整性在此引用其內容作為參考。在如此的系統中，把6個數據位的一個組映射到64個正交沃爾什碼元中之一。FHT 104對去擴展取樣和64個正交沃爾什碼元進行相關。FHT 104產生一組不同的電壓電平，一個電壓電平對應於每一個可能的碼元值。
把FHT 104的輸出耦合到能量確定塊106，它確定每個可能碼元值的相應的能量值。把能量確定塊106的輸出耦合到多路徑組合器110。此外，把解調單元100B-100N的能量輸出值也耦合到多路徑組合器110的輸入。多路徑組合器110在一個碼元一個碼元的基礎所組合每個解調單元100A-100N的能量值輸出，以確定能量值的組合組，一個能量值對應於每一個可能的碼元值。
把多路徑組合器110的輸出耦合到最大值檢測器112。最大值檢測器112根據能量值的組合組確定最可能的發送數據值。例如，在一個實施例中，最大值檢測器112根據題為「應用雙—最大量度產生過程的非一相關接收機」的美國專利第5,442,627號而操作，該專利已轉讓給本發明的受讓人，並為了完整性而在此引用作為參考。把最大值檢測器112的輸出耦合到進一步執行數字處理的數字處理電路。
如上所述，每個解調單元100A-100N按時跟蹤分配給它的信號實例。為了這樣做，解調單元100A在比額定準時時間偏移較早或較晚的時間偏移處對輸入信號取樣進行解調。通過比較較早和較晚處理的能量結果，可以根據通信的眾知原理確定當前準時估計的正確度。如在圖3中所示，較早去擴展器110A用比去擴展器102使用的時間偏移超前約半個碼片的時間偏移對輸入信號取樣進行去擴展。同樣，較晚去擴展器110B用比去擴展器102使用的時間偏移滯後約半個碼片的時間偏移對輸入信號取樣進行去擴展。把較早去擴展器110A和較晚去擴展器110B的電壓電平輸出分別臨時存儲在緩衝器112A和緩衝器112B中。
如在圖3中所示，還把能量確定塊106的輸出耦合到最大值檢測器108，它根據能量確定塊106的輸出確定最可能的發送數據值。碼元去覆蓋塊114A使存儲在緩衝器112A中的去擴展取樣與對應於最可能的發送數據值的碼元進行相關。在一個實施例中，用與在較早去擴展器110A中用擴展碼對輸入信號取樣進行相關的相似方法，使對應於最可能的發送數據值的沃爾什碼元與所存儲的取樣進行相關。在相似的方法中，碼元去覆蓋塊114B使存儲在緩衝器112B中的去擴展取樣與對應於最可能的發送數據值的碼元進行相關。碼元去覆蓋塊114A和B分別產生較早能量值和較晚能量值。
把較早和較晚能量值存儲在選通和比較塊116。如果最大值檢測器112選擇的最可能發送的數據值和最大值檢測器108產生的數據值相同，則塊116對較早和較晚能量電平進行比較。根據通信理論的眾知原理，如果兩個值相等，則去擴展器102正在使用恰當的時間偏移。然而，如果一個值大於另一個值，則去擴展器102使用的時間偏移偏離理想時間偏移。定時跟蹤器118對選通和比較塊116輸出的能量值進行累加，以確定供去擴展器102使用的更新時間偏移值。此外，一般把定時跟蹤器118的時間偏移輸出傳遞到執行解調單元分配算法的系統控制器120。
如果最大值檢測器112產生的數據值和最大值檢測器108產生的數據值不同，則假設最大值檢測器108已經出錯。這個假設是根據眾知的通信理論原理的，通過組合數個解調單元產生的能量電平，可以作出對最可能的發送數據值的更正確的確定。為了這個原因，平均地說，最大值檢測器112比最大值檢測器108產生發送數據的更正確的估計。因此，如果最大值檢測器108產生的數據值和最大值檢測器112產生的值不同，則使用差錯數據值可能已經確定相應的較早和較晚能量值，因此，不出現可行的數據。為了這個原因，選通和比較塊116丟棄這些值並不把它們傳遞到定時跟蹤器118。
可以在題為「用於擴頻多址通信的小區現場解調結構」的美國專利第5,654,979，號中、在題為「在CDMA通信系統中執行搜索捕獲的方法和設備」的美國專利第5,644,591號、在題為「執行快速Hadamard變換的方法和設備」的美國專利第5,561,618號、在題為「在能夠接收多個信號的系統中的解調單元分配」的美國專利第5,490,165號、在題為「在CDMA通信系統中執行搜索捕獲的方法和設備」的美國專利第5,805,648號中可以找到有關梳狀接收機、解調器和時間跟蹤的另外的信息，這些專利的每一個都已轉讓給本發明的受讓人，並為了完整性而在此引用作為參考。
這種操作的一個缺點是建立大量無效的時間跟蹤數據然後被選通過程丟棄。例如，即使解調單元的差錯率個別高達百分之八十，但是組合信號的差錯率可以低達百分之十，因此，出現可行的通信信道。因此，如果解調單元的差錯率約為百分之八十時，碼元去覆蓋塊114A和114B計算的能量值有五分之四是無效的，因此，被選通處理丟棄而定時跟蹤器118不使用。在這種情況中，時間跟蹤器只根據約百分之二十的可用能量進行操作。這種操作不必要地延遲了時間跟蹤過程而且還降低了時間跟蹤過程的精度。
當去擴展器102使用的時間偏移偏離理想偏移時，降低能量確定塊106的能量輸出。圖4A是曲線圖，示出接收到的能量是用於對信號進行解調的時間偏移的函數。在圖4A中，垂直軸表示梳狀接收機檢測到的能量，而水平軸表示梳狀接收機用來對信號進行解調的時間偏移。當在理想準時對準t0處梳狀接收機用理想同步對信號進行解調時，梳狀接收機檢測可從信號得到的最大能量，如在圖4A上的數據點122所示。如果梳狀接收機使用從理想準時對準t0到較晚時間對準t1延遲一個時間偏移δ的定時對遠程單元信號進行解調，則梳狀接收機檢測到較少的能量，如圖4A上的數據點124所示。在相似的狀態中，如果梳狀接收機使用從理想準時對準t0到較早時間對準te超前一個時間偏移δt的定時對遠程單元信號進行解調，則梳狀接收機檢測到較少的能量，如圖4A上的數據點123所示。只要較早和較晚對準離開準時對準偏離相同的時間量，而且準時對準是理想的，則在較早和較晚對準處檢測到的能量是相同的。
圖4B是和圖4A相似的圖，除了準時對準t0』已經傾斜到比理想定時稍晚。注意由於偏移，在數據點126處檢測到的能量量小於在理想情況中在數據點122處檢測到的能量量。如果梳狀接收機在圖4B中數據點127所示的較早時間對準te』處對一個在早於準時對準t0的時間偏移δ t處的信號進行解調，則梳狀接收機比在圖4A的數據點62和64處檢測到更多的能量。同樣，如果梳狀接收機在數據點128所示的較晚時間對準t1』處對一個在從準時對準t0』延遲時間偏移δt的時間偏移處的遠程單元信號進行解調，則梳狀接收機比在圖4A的數據點62和64，還有圖4B中的數據點127處檢測到更少的能量。通過比較梳狀接收機在較早時間對準和較晚時間對準處檢測到的能量，有可能確定是否理想地對準了準時對準。如果較早和較晚時間對準產生相同的能量電平，則梳狀接收機有可能以正確的時間對準來檢測信號。如果在較早對準處檢測到的能量電平比在較晚對準處檢測到的能量電平大許多，則梳狀接收機有可能檢測到具有滯後於理想對準的對準的信號。如果在較晚對準處檢測到的能量電平比在較早對準處檢測到的能量電平大許多，則梳狀接收機有可能檢測到具有超前於理想對準的對準的信號。
能量的降低使通過多路徑組合器110產生的總能量產生相應的降低。相應地，較低總能量使最大值檢測器112執行的數據值確定過程的正確度產生相應的降低，因此降低了接收機的總性能。此外，能量降低使弱信號實例比強信號實例的時間跟蹤產生更低的正確度，因此，進一步降低了弱信號實例產生的可用的能量。因此，在本領域內迫切需要一種更為精確的時間跟蹤系統和方法。
發明內容
為了對輸入信號進行時間跟蹤，接收機對信號的第一實例進行解調，以產生對應於信號的一組可能數據值的第一組能量值。接收機還對信號的第二實例進行解調，以產生對應於信號的可能數據值組的第一組能量值。接收機組合第一和第二組能量值以確定能量值的組合組。接收機根據能量值的組合組確定最可能的發送數據值的第一估計。接收機使用對應於第一估計的碼元對第一實例的去擴展取樣的較早組進行去覆蓋，以產生第一較早能量值。接收機使用對應於第一估計的碼元對第一實例的去擴展取樣的較晚組進行去覆蓋，以產生第一較晚能量值。最後，接收機根據第一較早和第一較晚能量值確定第一實例的時間偏移。
根據本發明的操作增加輸入時間跟蹤過程的能量。所增加的能量增加了時間跟蹤過程的正確度和速度。通過提高時間跟蹤過程的性能，先前對於正確地時間跟蹤為太弱的信號實例，現在可以正確地跟蹤了。如此，根據以前未能正確地進行解調的附加的可行信號實例，系統可得到附加的能量。附加能量又提高了接收機的性能。
附圖簡述從下面結合附圖對本發明的實施例的詳細描述中，對本發明的特性、目的和優點將更為明了，在所有的附圖中，用相同的標記作相應的識別，其中圖1是陸基無線通信系統的示例方框圖；圖2是曲線圖，示出從單個遠程單元到達基站處的示例信號組；圖3是現有技術梳狀接收機的方框圖；圖4A是曲線圖，示出作為時間偏移的函數的接收能量，所述時間偏移是用來對信號進行解調的。
圖4B是曲線圖，示出作為時間偏移的函數的接收能量，當準時對準與理想定時比較是滯後時，所述時間偏移是用來對信號進行解調的。
圖5是示出配置成在一個系統中使用的本發明的一個實施例的方框圖，在所述系統中，接收到的信號實例彼此在時間上有較大偏移。
圖6是示出一種操作的流程圖，在所述操作中，接收到的信號實例彼此在時間上有較大偏移。
圖7是配置成在系統中操作的接收機的方框圖，其中，在相對接近相互臨時鄰近中接收共同信號的多個實例。
圖8是示出在系統中的操作的流程圖，其中，在相對接近相互臨時鄰近中接收共同信號的多個實例。
實施例的較佳實現方式本發明提高接收機的能力來估計所接收信號實例的時間偏移。根據本發明，把來自一個以上的解調過程的能量值組合在一起以確定最可能發送的數據值的估計。接著，使用對應於最可能發送的數據值的估計的碼元值來確定較早和較晚信號能量電平，供在每個個別解調過程的時間跟蹤過程中使用一不管是否已經單獨地根據對應於個別解調過程的能量值選擇數據值。如此，在時間跟蹤過程中使用對應於每個接收碼元的較早和較晚能量電平而無需選通機構。通過使用對應於每個碼元的較早和較晚能量值，增加了輸入時間跟蹤過程的總能量。通過增加輸入時間跟蹤過程的能量，增加了時間跟蹤過程的正確度和速度。更正確的時間跟蹤導致每個解調過程產生更多的能量，這又提高了接收機的總性能。
圖5是示出特別配置成在系統中使用的本發明的一個實施例的方框圖，其中，所接收到的信號的多個實例彼此在時間上偏移較大，雖然可以使用在其它類型的系統中。例如，在衛星通信系統中可以使用在圖5中示出的接收機，其中，遠程單元能夠同時接收來自兩個或多個衛星的信號。在圖5中，接收機包括至少4個解調單元130A-130N。然而，可以把圖5示出的一般原理應用到提供對兩個或多個信號實例進行解調的接收機。
在圖5中詳述解調單元130B，可以假設解調單元130A、130C和130N是以相同方式配置的。配置每個解調單元130A-130N對來自共同遠程單元的信號實例進行解調。為了討論方便，可以假設以臨時的次序把解調單元130A-130N分配給輸入信號實例，致使解調單元130A解調信號的較早到達實例，而解調單元130N解調信號的較晚到達實例。
把解調單元130A-130N配置成接收一組輸入信號取樣。在一個實施例中，解調單元130A以與圖3的解調單元100A相似的方式進行操作，在圖3A中，根據能量確定塊的輸出確定最可能發送的數據值的第一估計。然而，不是包括一個等待接連著的信號實例到來的選通機構和延遲時間跟蹤過程，而是在時間跟蹤過程中使用每個較早和較晚能量值而無需包括選通機構。參考如下直接描述的解調單元130B的操作，解調單元130A的操作將更顯而易見。
在解調單元130B中，去擴展器132使輸入取樣與在相應的遠程單元處擴展信號所使用的擴展碼進行相關。去擴展器132使用對應於所分配信號實例的到達時間的時間偏移對信號取樣進行去擴展，所述所分配信號實例是第二最早到達信號。
把去擴展器132的輸出耦合到快速Hadamard變換器(FHT)134。把FHT 134配置成使去擴展取樣與可能碼元組中的每一個進行相關。在一個實施例中，FHT134使去擴展取樣與64個正交沃爾什碼元進行相關。FHT 134產生對應於每一個可能碼元值的電壓電平。
把FHT 134的輸出耦合到能量確定塊136，它確定每個可能碼元值的相應能量值。把能量確定塊136的輸出耦合到組合器138。此外，把解調單元130A產生的能量值也耦合到組合器138。組合器138在一個碼元一個碼元的基礎上組合解調單元130A和130B產生的能量值，以確定能量值的第一組合組，一個能量值對應於可能碼元值的每一個。組合器138對解調單元130A產生的能量值和解調單元130B產生的能量值進行時間對準，因此，可以包括存儲器，用於存儲解調單元130A產生的能量值，直到解調單元130B產生相應的能量值。在已經把所存儲的數據與解調單元130B產生的能量值進行組合之後，可以擦除、重寫、或要不然腐蝕所存儲的從解調單元130A接收到的數據。
把組合器138的輸出耦合到最大值檢測器140。把最大值檢測器140配置成根據能量值的第一組合組來確定最可能發送的數據值的第二估計。例如，在一個實施例中，最大值檢測器140根據上面所參考的美國專利第5,442,627號進行操作。因為是根據組合的能量值的，最可能發送的數據值的第二估計與在解調單元130A中產生的第一估計相比是更正確的估計，並且與單獨根據能量確定塊136的輸出可能已經產生的估計相比是更正確的估計。事實上，直到解調單元130C產生信號的下一個到達實例的能量值，第二估計是在接收機處可得到的最正確的估計。
每個解調單元130A-130N按時跟蹤分配給它的信號實例。為了做到這個，解調單元130B在比額定準時偏移較早和較晚時間偏移處對輸入信號取樣進行解調，對結果進行比較以根據眾知的通信原理確定新的準時估計。如在圖5中所示，較早去擴展器152A用比去擴展器132使用的時間偏移超前約半個碼片的時間偏移對信號取樣進行去擴展。同樣，較晚去擴展器152B用比去擴展器132使用的時間偏移滯後約半個碼片的時間偏移對輸入信號取樣進行去擴展。把較早去擴展器152A和較晚去擴展器152B輸出的去擴展信號取樣分別臨時存儲在緩衝器154A和154B中。
把最大值檢測器140的輸出耦合到碼元去覆蓋塊156A。碼元去覆蓋塊156A使來自緩衝器154A的所存儲的去擴展取樣和對應於最可能發送的數據值的第二估計的碼元進行相關。例如，在一個實施例中，對應於最可能發送的數據值的第二估計的沃爾什碼元以相似的方式與所存儲的取樣進行相關，在所述相似的方式中，輸入信號取樣與在較早去擴展器152A中的擴展碼進行相關。在相似的方式中，碼元去覆蓋塊156B使來自緩衝器154的所存儲的去擴展取樣和對應於最可能發送的數據值的碼元的第二估計進行相關。碼元去覆蓋塊156A和156B分別產生較早能量值和較晚能量值。在已經對所存儲的數據進行去覆蓋滯後，可以把它擦除、重寫、或要不然使之腐蝕。
把較早和較晚能量值耦合到時間跟蹤器158。時間跟蹤器158比較較早和較晚能量值以便估計信號實例的到達時間。可以根據眾知的通信理論原理，使用到達時間估計來確定供去擴展器132使用的更新時間偏移。因為第二估計是最可能發送的數據值的更正確的估計，所以較早和較晚能量值是是實際能量值的更正確的指示而無需使用選通過程。因為不使用選通，所以時間跟蹤器158配備有更多數據。通過更多數據的使用，時間跟蹤器158產生更正確的時間跟蹤。此外，時間跟蹤器158引入較少延遲，並可以對在信號實例中的時間變化作出更快的反應，這進一步提高了時間跟蹤過程的正確度。
在一個實施例中，把時間跟蹤器158的輸出耦合到執行解調單元分配算法的系統控制器160。在一個實施例中，系統控制器160是一般用途微處理器。為了使附圖清楚，未示出在解調單元130A-130N和系統控制器160之間的某些連接。
還把組合器138的輸出耦合到隨後的菊花鏈(daisy-chained)解調單元130C。以相同的方式，附加的解調單元可以一起接成菊花鏈。在每個接著的解調單元中，使組合器菊花連結以接收所有可得到的信號能量值，致使當把所有可用的解調單元分配給信號實例時，把到最大值檢測器126N的輸入耦合到最終的組合能量值，並產生供進一步數字處理使用的估計。如此，根據組合能量電平確定的最可能發送的數據值的更正確的估計，使用於接著的解調單元的時間跟蹤過程的正確度提高。在這種系統中，不是在所有時間處把所有解調單元都分配給信號實例的。例如，如果當前只可得到兩個信號實例，則只組合兩組能量值。對應於分配給最後到達的信號實例的解調單元的最大值檢測器的輸出產生最可能發送的數據值的最正確的估計。這個值是供在接收機中進一步進行信號處理使用的。
在圖5所示的實施例中，解調單元130A僅根據在信號的第一實例中可得到的信號能量產生最可能發送的數據值的估計。因此，在實際的實施例中，每個解調單元簡單地是一組資源，可以把它們分配給任何信號實例而不管信號實例是否是最早到達的信號。因此，可以更實際地配置每個解調單元使之具有一個組合器。
參考在圖5中的流程圖在一般意義上描述在圖4中實現的過程。在塊200中，對信號的第一實例進行解調以產生第一組能量值。在塊202中，使用這些能量值來確定最可能發送的數據值的第一估計。在塊204中，使用第一估計對對應於第一實例的較早和較晚偏移取樣進行去覆蓋。以及，在塊206中，根據這些結果執行對第一實例的時間跟蹤。
在塊208中，對同一信號的第二實例進行解調以產生第二組能量值。在塊210中，使第二組能量值和第一組能量值組合。在塊212中，使用組合能量來確定最可能發送的數據值的第二估計。在塊214中，使用第二估計對對應於第二實例的較早和較晚偏移取樣進行去覆蓋。以及，在塊216中，根據這些結果執行對第二實例的時間跟蹤。
如上所述，和如在圖5中所示，可以對信號的其它實例繼續該過程。在塊218中，對同一信號的第三實例進行解調以產生第三組能量值。在塊220中，使第三組能量值和第一和第二組能量值組合。在塊222中，使用組合能量來確定最可能發送的數據值的第三估計。在塊224中，使用第三估計對對應於第三實例的較早和較晚偏移取樣進行去覆蓋。以及，在塊226中，根據這些結果執行對第三實例的時間跟蹤。
圖7是特別配置成在系統中操作的接收機的方框圖，其中，在相對接近相互臨時鄰近中接收共同信號的多個實例，雖然也可以在其它類型的系統中使用。在圖7中輸出的梳狀接收機包括N個解調單元230A-230N。在圖7中詳述解調單元230A，並可以假設解調單元230B-230N是以相同方式配置的。配置每個解調單元230A-230N使之對來自共同遠程單元的一個信號實例進行解調。
配置解調單元230A-230N以接收一組輸入信號取樣。在解調單元230A中，去擴展器232使輸入取樣與在相應的遠程單元處擴展信號所使用的擴展碼進行相關。去擴展器232使用對應於所分配信號實例的到達時間的時間偏移對信號取樣進行去擴展。
把去擴展器232的輸出耦合到快速FHT 234。把FHT 234配置成使去擴展取樣與可能碼元組中的每一個進行相關。在一個實施例中，FHT 234使去擴展取樣與64個正交沃爾什碼元進行相關。FHT 234產生對應於每一個可能碼元值的電壓電平。
把FHT 234的輸出耦合到能量確定塊236，它確定每個可能碼元值的相應能量值。把能量確定塊236的輸出耦合到組合器238。此外，把解調單元230B-230N產生的能量值也耦合到組合器238。組合器238在一個碼元一個碼元的基礎上組合解調單元230A-230N產生的能量值，以確定能量值的組合組，一個能量值對應於可能碼元值的每一個。組合器238對解調單元230A-230N產生的能量值進行時間對準，因此，可以包括存儲器，用於存儲能量值，直到產生所有相應的能量值。在已經把所存儲的數據進行組合之後，可以擦除、重寫、或要不然腐蝕所存儲的數據。
把組合器238的輸出耦合到最大值檢測器240。把最大值檢測器240配置成根據能量值的組合組來確定最可能發送的數據值的估計。因為是根據組合的能量值的，最可能發送的數據值的估計是在接收機處可得到的最正確的估計，並且與單獨根據解調單元230A-230N的任何一個的輸出可能已經產生的估計相比是更正確的估計。
每個解調單元230A-230N按時跟蹤分配給它的信號實例。為了做到這個，解調單元230A在比額定準時偏移較早和較晚時間偏移處對輸入信號取樣進行解調，並對結果進行比較，以根據眾知的通信原理確定新的準時估計。如在圖7中所示，較早去擴展器242A用比去擴展器232使用的時間偏移超前約半個碼片的時間偏移對信號取樣進行去擴展。同樣，較晚去擴展器242B用比去擴展器232使用的時間偏移滯後約半個碼片的時間偏移對輸入信號取樣進行去擴展。把較早去擴展器242A和較晚去擴展器242B輸出的去擴展取樣分別臨時存儲在緩衝器244A和244B中。
把最大值檢測器240的輸出耦合到碼元去覆蓋塊246A。碼元去覆蓋塊246A使來自緩衝器244A的所存儲的去擴展取樣和對應於最可能發送的數據值的估計的碼元進行相關。例如，在一個實施例中，對應於最可能發送的數據值的估計的沃爾什碼元以相似的方式與所存儲的取樣進行相關，在所述相似的方式中，輸入信號取樣與在較早去擴展器242A中的擴展碼進行相關。在相似的方式中，碼元去覆蓋塊246B使存儲在緩衝器154B的去擴展取樣和對應於最可能發送的數據值的碼元的估計進行相關。碼元去覆蓋塊246A和246B分別產生較早能量值和較晚能量值。
把較早和較晚能量值耦合到時間跟蹤器248。時間跟蹤器248比較較早和較晚能量值以便估計信號實例的到達時間。可以根據眾知的通信理論原理，使用到達時間估計來確定供去擴展器232使用的更新時間偏移。再次，不使用選通過程，並把所產生的所有數據輸入到時間跟蹤過程。因為估計是最可能發送的數據值的更正確的估計，所以較早能量值和較晚能量值是實際能量值的更正確的指示並不相應選通過程。因為不使用選通，所以時間跟蹤器248配備有更多數據。通過更多數據的使用，時間跟蹤器248產生更正確的時間跟蹤。
在一個實施例中，把時間跟蹤器248的輸出耦合到執行解調單元分配算法的系統控制器260。在一個實施例中，系統控制器260是一般用途微處理器。為了使附圖清楚，未示出在解調單元230A-230N和系統控制器260之間的某些連接。
在這種系統中，不是在所有時間處把所有解調單元都分配給信號實例的。例如，如果當前只可得到兩個信號實例，則只組合兩組能量值。在接收機中的進一步信號處理中使用最大值檢測器240的輸出。
參考在圖7中的流程圖在一般意義上描述在圖6中實現的過程。在塊270中，對信號的第一實例進行解調以產生第一組能量值。在塊272中，對信號的第二實例進行解調以產生第二組能量值。在塊274中，對信號的第三實例進行解調以產生第三組能量值。在塊274中組合這些能量值，並在塊278中用於確定最可能發送的數據值的估計。
在塊280中，使用估計對對應於第一實例的較早和較晚偏移取樣進行去覆蓋。在塊282中，根據這些結果執行對第一實例的時間跟蹤。在塊284中，使用估計對對應於第二實例的較早和較晚偏移取樣進行去覆蓋。在塊286中，根據這些結果執行對第而實例的時間跟蹤。在塊288中，使用估計對對應於第三實例的較早和較晚偏移取樣進行去覆蓋。以及在塊290中，根據這些結果執行對第三實例的時間跟蹤。通過圖7和8示出信號的三個或多個實例的解調，在某些實施例中，僅可以對信號的兩個實例進行解調。
與在圖5和6中示出的實施例相比，在圖7和8中示出的實施例具有性能優點。得到性能優點是因為最大值檢測器240的輸出是在接收機處可得到的最可能發送的數據值的最佳估計，而圖5的最大值檢測器140的輸出在某些情況下(諸如當可得到附加的信號實例時)不是最佳估計。在圖5中，只有對應於分配給最晚到達信號實例的解調單元的最大值檢測器的輸出才使用在接收機處可得到的所有能量信息。
然而，如果信號實例的到達時間之間的時間差是相當大的話，則在圖4和6中示出的實施例實施起來更實際。當接連著的信號實例之間的時間偏移增加時，直到確定最可能發送的數據值之前必須緩衝的數據量增加。在某些點上，必須存儲的數據量變成禁止的。此外，這種操作在時間跟蹤過程中引入延遲，這降低了時間跟蹤過程對信號實例中的變化的響應時間。在圖5和6中的配置與圖7和8的可能情況相比允許更快速確定最早到達信號的時間偏移。此外，與圖7和8相比，對於一組給定的時間偏移，所述配置降低了存儲在系統中的平均數據量。
根據本發明的操作使輸入到時間跟蹤過程的能量增加。所增加的能量增加了時間跟蹤過程的正確度和速度。通過提高時間跟蹤過程的性能，以前太弱而不能正確地對其進行時間跟蹤的信號實例現在可以時間跟蹤了。如此，依據附加可行的信號實例(以前不能對這些信號實例正確地進行解調)，可得到附加到系統的能量。附加能量又提高了接收機的總性能。
參考上述信息，對於熟悉本技術領域的人員，無數在本發明範圍內的另外的實施例是顯而易見的，諸如對附圖中示出的塊進行簡單的重新安排。雖然在圖5和7中示出的解調單元包括分立單元，但是在某些實施例中，可以在時間多路復用結構中實施這些單元，其中，通過電路單元的公共組順序地處理信號的多個實例。一個如此的實施例在上述美國專利第5,654,979號中詳述。一般在專用集成電路(ASIC)中實施這種實施例，然而也可以把它們設計成分立元件或在軟體中執行。圖5和7的單元可以是一種方法的步驟。
參考使用沃爾什碼元的系統描述了上述實施例。可以把這裡描述的技術應用到對數據的編碼和解碼使用其它裝置和方法的系統。
可以以其它特定形式實施本發明而不偏離本發明的精神和重要特徵。在各方面都認為所描述的實施例僅作為示例而不作為限定，因此，本發明的範圍由所附的權利要求書表示而不是由上述描述來表示。在權利要求書的等效的意義和範圍內的一切變更都包含在本發明的範圍內。
權利要求
1.一種無線接收機中的時間跟蹤方法，其特徵在於所述方法包括下列步驟對信號的第一實例進行解調以產生第一組能量值，所述第一組能量值對應於所述信號的一組可能數據值；對所述信號的第二實例進行解調以產生第二組能量值，所述第二組能量值對應於所述可能數據值組；組合所述第一和所述第二組能量值以確定能量值的組合組；根據能量值的所述組合組確定最可能發送的數據值的第一估計；使用對應於所述第一估計的碼元，對所述第一實例的去擴展取樣的較早組進行去覆蓋，以產生第一較早能量值；使用對應於所述第一估計的所述碼元，對所述第一實例的去擴展取樣的較晚組進行去覆蓋，以產生第一較晚能量值；以及根據所述第一較早和所述第一較晚能量值確定所述第一實例的時間偏移。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，進一步包括下列步驟使用對應於所述第一估計的所述碼元，對所述第二實例的去擴展取樣的較早組進行去覆蓋，以產生第二較早能量值；使用對應於所述第一估計的所述碼元，對所述第二實例的去擴展取樣的較晚組進行去覆蓋，以產生第二較晚能量值；以及根據所述第二較早和所述第二較晚能量值確定所述第二實例的時間偏移。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述第二實例在所述第一實例之前到達所述接收機處，其中，所述方法進一步包括下列步驟根據所述能量值的第二組確定所述最可能發送的數據值的第二估計；使用對應於所述第二估計的所述碼元，對所述第二實例的去擴展取樣的較早組進行去覆蓋，以產生第二較早能量值；使用對應於所述第二估計的所述碼元，對所述第二實例的去擴展取樣的較晚組進行去覆蓋，以產生第二較晚能量值；以及根據所述第二較早和所述第二較晚能量值確定所述第二實例的時間偏移。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，進一步包括下列步驟對信號的第三實例進行解調以產生第三組能量值，所述第三組能量值對應於可能數據值的所述組；組合所述第三和能量值的所述組合組，以確定能量值的第二組合組；根據能量值的所述第二組合組確定所述最可能發送的數據值的第二估計；使用對應於所述第二估計的碼元，對所述第三實例的去擴展取樣的較早組進行去覆蓋，以產生第三較早能量值；使用對應於所述第二估計的所述碼元，對所述第三實例的去擴展取樣的較晚組進行去覆蓋，以產生第三較晚能量值；以及根據所述第三較早和所述第三較晚能量值確定所述第三實例的時間偏移。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，進一步包括下列步驟對信號的第三實例進行解調以產生第三組能量值，所述第三組能量值對應於可能數據值的所述組；其中，所述組合步驟進一步包括組合所述第三組能量值和第一和第二組能量值以產生能量值的所述組合組的步驟；使用對應於所述第一估計的所述碼元，對所述第三實例的去擴展取樣的較早組進行去覆蓋，以產生第三較早能量值；使用對應於所述第一估計的所述碼元，對所述第三實例的去擴展取樣的較晚組進行去覆蓋，以產生第三較晚能量值；以及根據所述第三較早和所述第三較晚能量值確定所述第三實例的時間偏移。
6.在無線接收機中用於時間跟蹤的一種設備，包括對信號的第一實例進行解調以產生第一組能量值的裝置，所述第一組能量值對應於所述信號的可能數據值的一個組；對所述信號的第二實例進行解調以產生第二組能量值的裝置，所述第二組能量值對應於可能數據值的所述組；組合能量值的所述第一和所述第二組以確定能量值的組合組的裝置；根據能量值的所述組合組確定最可能發送的數據值的第一估計的裝置；使用對應於所述第一估計的碼元，對所述第一實例的去擴展取樣的較早組進行去覆蓋以產生第一較早能量值的裝置；使用對應於所述第一估計的所述碼元對所述第一實例的去擴展取樣的較晚組進行去覆蓋以產生第一較晚能量值的裝置；以及根據所述第一較早和所述第一較晚能量值對所述第一實例進行時間跟蹤的裝置。
7.如權利要求6所述的設備，其特徵在於，進一步包括使用對應於所述第一估計的所述碼元對所述第二實例的去擴展取樣的較早組進行去覆蓋以產生第二較早能量值的裝置；使用對應於所述第一估計的所述碼元對所述第二實例的去擴展取樣的較晚組進行去覆蓋以產生第二較晚能量值的裝置；以及使用所述第二較早和所述第二較晚能量值對所述第二實例進行時間跟蹤的裝置。
8.如權利要求6所述的設備，其特徵在於，所述第二實例在所述第一實例之前到達設備中，所述方法進一步包括根據所述能量值的第二組確定所述最可能發送的數據值的第二估計的裝置；使用對應於所述第二估計的碼元對所述第二實例的去擴展取樣的較早組進行去覆蓋以產生第二較早能量值的裝置；使用對應於所述第二估計的所述碼元對所述第二實例的去擴展取樣的較晚組進行去覆蓋以產生第二較晚能量值的裝置；以及使用所述第二較早和所述第二較晚能量值對所述第二實進行時間跟蹤的裝置。
9.如權利要求6所述的設備，其特徵在於，包括對信號的第三實例進行解調以產生第三組能量值的裝置，所述第三組能量值對應於可能數據值的所述組；組合所述第三和能量值的所述組合組以確定能量值的第二組合組的裝置；根據能量值的所述第二組合組確定所述最可能發送的數據值的第二估計的裝置；使用對應於所述第二估計的碼元對所述第三實例的去擴展取樣的較早組進行去覆蓋以產生第三較早能量值的裝置；使用對應於所述第二估計的所述碼元對所述第三實例的去擴展取樣的較晚組進行去覆蓋以產生第三較晚能量值的裝置；以及使用所述第三較早和所述第三較晚能量值對所述第三實例進行時間跟蹤的裝置。
10.如權利要求6所述的設備，其特徵在於，進一步包括對信號的第三實例進行解調以產生第三組能量值的裝置，所述第三組能量值對應於可能數據值的所述組；其中，所述組合裝置進一步包括組合所述第三組能量值和第一和第二組能量值以產生能量值的所述組合組的裝置；使用對應於所述第一估計的所述碼元對所述第三實例的去擴展取樣的較早組進行去覆蓋以產生第三較早能量值的裝置；使用對應於所述第一估計的所述碼元對所述第三實例的去擴展取樣的較晚組進行去覆蓋以產生第三較晚能量值的裝置；以及使用所述第三較早和所述第三較晚能量值對所述第三實例進行時間跟蹤的裝置。
11.一種梳狀接收機包括第一解調單元，把它配置成接收一系列信號取樣，並配置成待分配給信號的第一實例，以致產生能量值的第一組，所述能量值的第一組對應於所述信號的可能數據值的一個組；第二解調單元，把它配置成接收所述一系列信號取樣，並配置成待分配給所述信號的第二實例，以致產生能量值的第二組，所述能量值的第二組對應於所述信號的可能數據值的所述組；組合器，把它配置成組合能量值的所述第一和第二組，以致產生能量值的組合組；最大值檢測器，把它配置成根據能量值的所述組合組確定最可能發送的數據值的第一估計；第一較早碼元去覆蓋器，把它配置成接收所述第一實例的去擴展取樣的第一較早組，並使用對應於所述第一估計的碼元對去擴展取樣的所述第一較早組進行去覆蓋，以致產生第一較早能量值；第一較晚碼元去覆蓋器，把它配置成接收所述第一實例的去擴展取樣的第一較晚組，並使用對應於所述第一估計的碼元對去擴展取樣的所述第一較晚組進行去覆蓋，以致產生第一較晚能量值；以及第一時間跟蹤器，把它配置成接收所述第一較早和所述第一較晚能量值，以致產生時間偏移的更新估計，在所述時間偏移處接收到所述第一實例。
12.如權利要求11所述的梳狀接收機，其特徵在於，進一步包括第二較早碼元去覆蓋器，把它配置成接收所述第二實例的去擴展取樣的第二較早組，並使用對應於所述第一估計的所述碼元對去擴展取樣的所述第二較早組進行去覆蓋，以致產生第二較早能量值；第二較晚碼元去覆蓋器，把它配置成接收所述第二實例的去擴展取樣的第二較晚組，並使用對應於所述第一估計的所述碼元對去擴展取樣的所述第二較晚組進行去覆蓋，以致產生第二較晚能量值；以及第二時間跟蹤器，把它配置成接收所述第二較早和所述第二較晚能量值，以致產生時間偏移的更新估計，在所述時間偏移處接收到所述第二實例。
13.如權利要求11所述的梳狀接收機，其特徵在於，所述第二實例是比所述第一實例較早到達的信號，進一步包括最大值檢測器，把它配置成根據能量值的所述第二組確定所述最可能發送的數據值的第二估計；第二較早碼元去覆蓋器，把它配置成接收所述第二實例的去擴展取樣的第二較早組，並使用對應於所述第二估計的碼元對去擴展取樣的所述第二較早組進行去覆蓋，以致產生第二較早能量值；第二較晚碼元去覆蓋器，把它配置成接收所述第二實例的去擴展取樣的第二較晚組，並使用對應於所述第二估計的碼元對去擴展取樣的所述第二較晚組進行去覆蓋，以致產生第二較晚能量值；以及第二時間跟蹤器，把它配置成接收所述第二較早和所述第二較晚能量值，以致產生時間偏移的更新估計，在所述時間偏移處接收到所述第二實例。
14.如權利要求11所述的梳狀接收機，其特徵在於，進一步包括第三解調單元，把它配置成接收所述系列的信號取樣，並配置成待分配給所述信號的第三實例，以致產生能量值的第三組，所述能量值的第三組對應於所述信號的可能數據值的所述組；其中，進一步配置所述組合器以對能量值的所述第三組和能量值的所述第一和第二組進行組合，以產生能量值的所述組合組；第三較早碼元去覆蓋器，把它配置成接收所述第三實例的去擴展取樣的第三較早組，並使用對應於所述第一估計的所述碼元對去擴展取樣的所述第三較早組進行去覆蓋，以致產生第三較早能量值；第三較晚碼元去覆蓋器，把它配置成接收所述第三實例的去擴展取樣的第三較晚組，並使用對應於所述第一估計的所述碼元對去擴展取樣的所述第三較晚組進行去覆蓋，以致產生第三較晚能量值；以及第三時間跟蹤器，把它配置成接收所述第三較早和所述第三較晚能量值，以致產生時間偏移的更新估計，在所述時間偏移處接收到所述第三實例。
15.如權利要求11所述的梳狀接收機，其特徵在於，進一步包括第三解調單元，把它配置成接收所述列信號取樣，並配置成待分配給所述信號的第三實例，以致產生能量值的第三組，所述能量值的第三組對應於所述信號的可能數據值的所述個組；第二組合器，把它配置成對能量值的所述第三組和能量值的所述組合組進行組合，以產生能量值的第二組合組；第三較早碼元去覆蓋器，把它配置成接收所述第三實例的去擴展取樣的第三較早組，並使用對應於所述第二估計的碼元對去擴展取樣的所述第三較早組進行去覆蓋，以致產生第三較早能量值；第三較晚碼元去覆蓋器，把它配置成接收所述第三實例的去擴展取樣的第三較晚組，並使用對應於所述第二估計的所述碼元對去擴展取樣的所述第三較晚組進行去覆蓋，以致產生第三較晚能量值；以及第三時間跟蹤器，把它配置成接收所述第三較早和所述較晚較早能量值，以致產生時間偏移的更新估計，在所述時間偏移處接收到所述第三實例。
全文摘要
為了對輸入信號進行時間跟蹤,接收機對信號的第一實例進行解調以產生對應於信號的一組可能數據值(200、270)的能量值的第一組。接收機還對信號的第二實例進行解調以產生對應於一組可能數據值(208、272)的能量值的第二組。接收機組合能量值的第一和第二組,以確定能量值(202、278)的組合組。接收機使用對應於第一估計的碼元對第一實例的去擴展取樣的較早組進行去覆蓋,以產生第一較早能量值。接收機使用對應於第一估計的碼元對第一實例的去擴展取樣的較晚組進行去覆蓋,以產生第一較晚能量值(214、284)。最後,接收機根據第一較早和第一較晚能量值確定第一實例的時間偏移。
文檔編號H04B1/707GK1340248SQ00803587
公開日2002年3月13日 申請日期2000年2月8日 優先權日1999年2月8日
發明者J·A·萊文, C·C·裡德爾, T·舍曼 申請人:高通股份有限公司