有多重搜索窗口以防止呼叫時校正不準的擴展頻譜接收機的製作方法
2023-06-12 21:03:51 2
專利名稱：有多重搜索窗口以防止呼叫時校正不準的擴展頻譜接收機的製作方法
技術領域：
本發明通常涉及到擴展頻譜通訊系統，尤其是涉及到一種用在移動通訊系統能夠在短時間周期內建立同步的擴展頻譜接收機。
在一個擴展頻譜通訊系統中，如已知的分離多徑接收機，它由多個分離多徑指和一個組合這些分離多徑指輸出的分離多徑組合器組成。每個分離多徑指包括一個解擴頻電路，它檢測一個接收的擴展頻譜信號和與其它分離多徑指(rake finger)的解擴頻編碼相同的位序列的一個解擴頻編碼(或者偽隨機序列)之間的相關性。每個分離多徑指的解擴頻編碼與相對於該代碼的參考時序偏移，這樣所有分離多徑指的偏移量的增量不同，相差一個碼片間隔。所有分離多徑指的時序偏移量在正確接收發射信號的時序的搜索中連續地變化，以致於在分離多徑指之一中解擴頻編碼將最終與發射信號的參考時序一致。使用在這種時序搜索中的處理是一種多重窗口技術，它保證快速搜索的進行。
在常規的CDMA(碼分多址)移動通訊系統中，多窗口技術是應用於快速建立與控制信道的同步。然而，當建立與控制信道的同步時，通常實際是選擇一個預定的分離多徑指之一以及利用分配的通信信道的PN碼設置選定的分離多徑指。然後該選定的分離多徑指用一個由控制信道建立的時序而確定的時序偏移量來設置。因此，當一個連接建立時，選擇的分離多徑指能夠立即與指定通信信道上發射的語音信號建立同步。
因為多重窗口工作的方式僅對於短的呼叫建立時間連續，所以節約措施是通過共享呼叫之間的多重窗口分離多徑接收機的結構和把單個窗口解擴頻電路分配給各個呼叫來獲得的。然而，如果該接收機失去正確時序的跟蹤，它將利用單一搜索窗口為丟失的信號初始化一個搜索。如果移動臺迅速地移動或者語音信號的場強急劇地降低結果消失，這樣一種校正不準確的狀態可能發生。因為是單一窗口搜索，所以將花很長的時間來重新建立同步。
本發明的一個目的是提供一種用於在一個呼叫期間防止時序校正不準確地接收擴展頻譜信號的接收機和方法。
根據本發明的第一個方面，這裡提供的擴展頻譜接收機包括多個用於接收擴展頻譜信號的分離多徑指，每個分離多徑指包括利用解擴頻編碼來解擴展頻譜信號的解擴頻電路、一個用來組合分離多徑指的輸出信號的分離多徑組合器、以及一個控制電路。該控制電路具有以增加數值的各自時序偏移量對分離多徑指設置第一位序列的解擴頻編碼的功能，以致於在連續分離多徑指之間存在一個碼片間隔的時序差別，並且連續地變化各自的時序偏移量以接收一個呼叫處理信號。響應指示呼叫處理信號被接收的分離多徑組合器的輸出，該控制電路確定接收的呼叫處理信號的時序偏移量，並且根據確定的時序偏移量以各自時序偏移量對分離多徑指設置一個第二位序列的解擴頻編碼以便接收一個信息信號。該控制電路可以安排連續地變化第二位序列解擴頻編碼的各自時序偏移量，以響應指示信息信號丟失的分離多徑組合器的一個輸出。
根據第二個方面，本發明提供一種擴展頻譜接收機包括多個用於接收擴展頻譜信號的分離多徑指，和一個用於組合該分離多徑指的輸出信號的分離多徑組合器。每個分離多徑指包括多個利用相同位序列解擴頻編碼來解擴展頻譜信號的解擴頻電路、多個分別與這些解擴頻電路相關用來確定這些解擴頻電路輸出信號的各自的信號-幹擾比的信號-幹擾檢測電路、以及用於選擇具有最大信號-幹擾比的解擴頻電路的輸出信號之一作為分離多徑指的輸出信號的選擇電路。控制電路具有以增加數值的各自時序偏移量對所有分離多徑指的所有解擴頻電路設置第一位序列的解擴頻編碼的功能，以致於在所有分離多徑指的連續指之間存在一個碼片間隔的時序差別，並且連續地變化各自的時序偏移量以接收一個呼叫處理信號。該控制電路響應分離多徑組合器的一個輸出，指示呼叫處理信號被接收，用來確定該接收呼叫處理信號的時序偏移量，並且根據確定的時序偏移量以各自時序偏移量對所有分離多徑指設置第二位序列的解擴頻編碼以便接收一個信息信號。該控制電路可以安排以便連續地變化設置在所有分離多徑指的解擴頻電路中的第二位序列解擴頻編碼的各自時序偏移量，以響應指示信息信號沒有接收的分離多徑組合器的一個輸出。
根據第三個方面，本發明提供一種利用多個分離多徑指和一個分離多徑組合器接收擴展頻譜信號的方法，其中每個分離多徑指接收一個擴展頻譜信號並且利用相同位序列的解擴頻編碼來解擴頻該擴展頻譜信號，以及該分離多徑組合器組合該分離多徑指的輸出信號。該方法包括如下步驟以增加數值的各自時序偏移量對分離多徑指設置第一位序列的解擴頻編碼，以致於在連續指之間存在一個碼片間隔的時序差別的步驟，響應指示一個呼叫處理信號被接收的分離多徑組合器的輸出來確時序偏移量的步驟，以及根據確定的時序偏移量以所述增加數值的各自時序偏移量對分離多徑指設置第二位序列的解擴頻編碼以便接收一個信息信號的步驟。
根據第四個方面，本發明提供一種利用多個用於接收擴展頻譜信號的分離多徑指以及一個分離多徑組合器來接收擴展頻譜信號的方法，其中每個分離多徑指包括多個利用相同位序列的解擴頻編碼來解擴頻該擴展頻譜信號的解擴頻電路，包括多個信號-幹擾檢測電路，這些電路分別與用於確定解擴頻電路輸出信號的各自信號-幹擾比的解擴頻電路有關，並且還包括用於選擇具有最大信號-幹擾比的解擴頻電路的輸出信號之一的選擇電路，其中分離多徑組合器組合選中的分離多徑指信號。該方法包括如下步驟以增加數值的各自時序偏移量對所有分離多徑指的所有解擴頻電路設置第一位序列的解擴頻編碼，以致於在所有解擴頻電路的連續指之間存在一個碼片間隔的時序差別的步驟，連續地變化所有分離多徑指的各自時序偏移量以便接收一個呼叫處理信號的步驟，響應指示一個呼叫處理信號被接收的分離多徑組合器的輸出來確時序序偏移量的步驟，以及根據確定的時序偏移量以所述增加數值的各自時序偏移量對所有分離多徑指設置一個第二位序列的解擴頻編碼以便接收一個信息信號的步驟。
本發明將參考附圖進一步詳細描述，其中
圖1是根據本發明的一個實施例的擴展頻譜通接收機的方框圖；圖2是一個圖1的時序控制器工作的流程圖；圖3是一個本發明的第一實施例的搜索窗口的圖解說明；圖4是根據本發明的一個修改實施例的擴展頻譜通接收機的方框圖；以及圖5是一個本發明的修改實施例的搜索窗口的圖解說明。
本發明詳細描述現在參考圖1，在此顯示的是對於CDMA(碼分多址)蜂窩移動通信系統的本發明第一實施例的擴展頻譜接收機。該接收機包括一個用於限制接收的擴頻頻譜RF(射頻)信號帶寬的帶通濾波器100。多個分離多徑指101分別提供給不同的信道以便建立對應的搜索窗口。分離多徑指101接收其帶通濾波器100輸出的信號並且它們的輸出信號在搜索組合器102組合。該搜索組合的信號耦合到一個解碼器103，在搜索組合的信號上做出判定以恢復原始的數位訊號。
一個控制器104被提供用來控制搜索組合器102與解碼器103的輸出。一個時鐘源105通過可變延時電路106以碼片間隔T提供一個時鐘脈衝序列給移位寄存器107，這些脈衝是沿著它的每級移位。移位寄存器107的各級分別連接到分離多徑指101。可變延時電路106包括一個預定的時間延時量(即，T)。一個偽隨機(PN)碼產生器108根據來自控制器104的命令信號提供PN碼。
在每個分離多徑指中，一個再循環類型的移位寄存器110被提供用於接收該PN碼並且對應於提供自相應移位寄存器107各級的時鐘脈衝沿著它的各級逐次地移位。移位寄存器輸出的移位PN碼序列通過反饋路徑再循環並且再進入它的輸入端。這個再循環處理重複直到該存儲的PN碼用一個新的PN碼代替。在這種方法中，該存儲PN碼的位移時間對應於參考時序連續地變化。
在每個分離多徑指中，帶寬限制擴展頻譜信號與存儲PN碼之間的相關是由一個用來解擴展頻譜信號的相關器111計算的。該相關結果由一個信道估算器112所用，該相當估算器可以用一個自適應橫向濾波器112實現以便估算接收擴展頻譜信號的信道特性。提供一個解調器113用於解調接收的信號。
基站在一個信道上不斷地廣播時序信號。在該小區內的移動臺監視這個控制信道。當一個移動臺希望建立一個呼叫時，它就根據控制信道的時序信號時序地發射一個擴展頻譜呼叫請求信號。
控制器104的操作根據圖2的流程進行，以在控制器命令PN碼產生器108產生控制信道的PN碼的步驟201作為開始，並且設置初始時序數據給可變延時電路106以致於移位寄存器107的中心級對應於該PN碼的參考時序(步驟202)。所以，移位寄存器107對應左邊的一半相對參考時序是延時的而右邊的一半相對參考時序是提前的。在這種方法中，所有分離多徑指的解擴頻編碼都以增加數值的各自時序偏差設置以致於在連續的分離多徑指之間存在著一個碼片間隔的時序差。
控制器104繼續到步驟203等待一個預定間隔並且繼續到步驟204以判定搜索組合器102的輸出信號SRC是否大於一個閥值。如果為「否」，程序繼續從步驟204到步驟205使得可變延時電路106引進一個預選延時時間給碼片-速率時鐘脈衝的序列。程序繼續到步驟203以等待預定間隔。因此，該程序在步驟203，204和205循環直到超過該閥值。這是當參考時序與可能接收的移動-發射信號的時序一致時發生的。
如果存在5個分離多徑指，移動-發射呼叫請求信號的接收時序將在圖3中所示5個搜索窗口A、B、C、D和E的範圍之內，並且正確的時序能夠很快確定。當分離多徑-組合信號SRC超過閥值時，就確定移動-發射呼叫請求信號被接收。當這種情況發生時，解碼器103提供一個信號給控制器104，表示一個呼叫請求信號被接收。
相應地，控制器104繼續步驟204到步驟206以確定對應於PN碼參考時序的移動-發射信號接收時序的偏移量，並且存儲該時序偏差數據到存儲器109中。
在步驟207，控制器104處理呼叫設置信號並且指定一個語音信道給請求的用戶。當語音信道被分配時，程序繼續到步驟208以命令PN碼產生器108提供指定語音信道的PN碼給分離多徑指101。
在步驟209，控制器104根據接收存儲在存儲器109中的時序數據來設置可變延時電路106。
然後控制器104繼續到步驟210等待一定間隔以及判定是否搜索組合器的輸出SRC高於該閥值(步驟211)。如果它不高於閥值，則可變延時電路106被命令引進一個預選的延時時間給碼片-速率時鐘脈衝的序列(步驟212)。程序繼續從步驟212到210再等待一個預定的間隔。因此，如果設置時序與接收信號的實際時序之間存在一個時序偏差則步驟210，211和212被重複執行。
因為可變延時電路106是對先前的呼叫建立信號的接收時序而設置並且同時發生的搜索是在多重窗口上實施，所以信息信號隨著呼叫建立的過程將立即被檢測。因此，在通信信道指定後分離多徑-組合信號一般將很快超過閥值。
因此，由於移動臺迅速地移動或者由於在傳播環境中一個重大變化的發生，即使移動-發射信號的接收時序跟隨呼叫建立過程有效地立即變化，接收時序還將處於基站的多重搜索窗口的範圍之內。所以，在大多數情況下，對於一個呼叫期間同步捕獲不是必要的。
如果該移動-發射信號的接收時序超出多重搜索窗口的範圍，則捕獲過程必須初始化。由於這個原因，該程序繼續從步驟211到步驟213以查看是否該呼叫還在進行中。如果為「是」，程序繼續從步驟213到211來查看該分離多徑-組合信號是否高於閥值。如果這樣一個超過範圍的狀態發生，在步驟212的判定將是否定的，並且程序重複地執行步驟212，以致於多重窗口位移一定的量以便向一旁移動搜索窗口來檢測丟失的信號。
根據已有技術，為了正確時序所取搜索時間一般在幾幀到幾十幀(該幀具有10ms到20ms之間)的範圍內。然而，本發明的搜索時間實際上基本為零。
圖4中所顯示的是本發明的一個修改的實施例。根據這個修改，每個分離多徑指是由一組移位寄存器400和一組對應的相關器401組成。移位寄存器400從移位寄存器107的順序地接收它們的時序信號以及從PN碼產生器108接收一個PN碼以便這些PN碼在寄存器400中以不同的時序移位。輸入擴展頻譜信號與PN碼之間的相關分別由相關器401獲取並且它們的輸出連接到選擇器403以及還連接到一組SIR(信號-幹擾比)檢測器404。SIR檢測器404的輸出彼此之間相互比較而它們的最大值由最大值檢測器405來確定。選擇器403由最大值檢測器405控制以選出由最大值檢測器指定的SIR檢測器404的輸出之一作為最大的SIR值。
幹擾電平檢測器406連接到選擇器403的輸出以便檢測選擇信號的幹擾電平。幹擾電平檢測器406的輸出由SIR選擇器403利用確定它們的SIR值。選擇器403的輸出還連接到一個信道估算器407和以如圖1所示相同的方式連接到一個解調器408。
因此可以看出每個分離多址指都有3個一組的搜索窗口。如果提供5個分離多徑指，總共就有15個搜索窗口如圖5所示。
在每個分離多徑指中SIR-相關選擇電路的規定允許擴展頻譜接收機增加它的搜索窗口而不增加與信道估算器407和解調器408有關的實施成本。如果分離多徑指的數量簡單地增加，擴展頻譜接收機的實施成本將按比例增加。
權利要求
1.一個擴展頻譜接收機，其特徵在於包括；多個用於接收擴展頻譜信號的分離多徑指(101)，每個分離多徑指包括利用一個相同位序列的解擴頻編碼來解擴展頻譜信號的解擴頻電路(110，111；400，401)；一個用於組合所述分離多徑指輸出信號的分離多徑組合器(102)；以及控制電路(104-108)，該控制電路用於以增加數值的各時序偏移量對所述分離多徑指設置一個第一位序列的解擴頻編碼，以致於在連續分離多徑指之間存在一個碼片間隔的時序差別，並且連續地變化所述各自的時序偏移量以接收一個呼叫處理信號，所述控制電路響應所述呼叫處理信號被接收指定的分離多徑組合器的輸出，用來確定接收的呼叫處理信號的時序偏移量，並且根據確定的時序偏移量對所述增加數值的各自時序偏移量的所述分離多徑指設置一個第二位序列的解擴頻編碼以便接收一個信息信號。
2.根據權利要求1所述的擴展頻譜接收機，其特徵在於所述控制電路被設置為響應表示所述信息信號丟失的所述分離多徑組合器的一個輸出，而連續地變化第二位序列解擴頻編碼的各自時序偏移量。
3.一個擴展頻譜接收機，其特徵在於包括；多個用於接收擴展頻譜信號的分離多徑指(101)，每個分離多徑指包括多個利用一個相同位序列的解擴頻編碼來解擴展頻譜信號的解擴頻電路(400，401)；多個信號-幹擾檢測電路(404-406)，它們分別與用於確定所述解擴頻電路的輸出信號的各自信號-幹擾比的所述解擴頻電路有關；以及選擇電路，用於選擇具有一個最大信號-幹擾比的所述解擴頻電路的輸出信號之一作為分離多徑指的一個輸出信號；一個用來組合所述分離多徑指輸出信號的分離多徑組合器(102)；以及控制電路(104-108)，該控制電路用來以增加數值的各自時序偏移量對所有分離多徑指的所有解擴頻電路設置一個第一位序列的解擴頻編碼，以致於在所有解擴頻電路的連續分離多徑指之間存在一個碼片間隔的時序差別以便接收一個呼叫處理信號，並且連續地變化所有分離多徑指的所述各自的時序偏移量，所述控制電路響應所述呼叫處理信號被接收指定的分離多徑組合器的輸出，用於確定接收的呼叫處理信號的時序偏移量，並且根據確定的時序偏移量以所述增加數值的各自時序偏移量對所有分離多徑指的所有解擴頻電路設置一個第二位序列的解擴頻編碼以便接收一個信息信號。
4.根據權利要求3所述的擴展頻譜接收機，其特徵在於所述控制電路被設置為響應表示所述信息信號丟失的所述分離多徑組合器的一個輸出，而連續地變化第二位序列解擴頻編碼的各自時序偏移量。
5.一種利用多個分離多徑指(101)和一個分離多徑組合器(102)接收擴展頻譜信號的方法，其特徵在於，每個分離多徑指接收一個擴展頻譜信號並且利用相同位序列的解擴頻編碼解擴頻該擴展頻譜信號，以及所述分離多徑組合器(102)組合所述分離多徑指的輸出，該方法包括如下步驟以增加數值的各自時序偏移量對所述分離多徑指設置第一位序列的解擴頻編碼，以致於在連續指之間存在一個碼片間隔的時序差別；連續地變化解擴頻編碼的時序偏移量；響應表示一個呼叫處理信號被接收的所述分離多徑組合器的輸出，確定接收呼叫處理信號的時序偏移量；以及根據確定的時序偏移量對以所述增加數值的各自時序偏移量對所述分離多徑指設置第二位序列的解擴頻編碼以便接收信息信號。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，還包括連續地變化第二位序列的解擴頻編碼各自時序偏移量以響應表示信息信號丟失的所述分離多徑組合器的一個輸出。
7.一種利用多個用於接收擴展頻譜信號的分離多徑指(101)和一個分離多徑組合器(102)來接收擴展頻譜信號的方法，其特徵在於，每個分離多徑指包括多個利用相同位序列的解擴頻編碼解擴頻該擴展頻譜信號的解擴頻電路(400，401)，包括多個信號-幹擾檢測電路(404-406)，這些電路分別與用於確定所述解擴頻電路輸出信號的各自信號-幹擾比的所述解擴頻電路有關，並且還包括用於選擇具有最大信號-幹擾比的解擴頻電路的輸出信號之一作為分離多徑指輸出信號的選擇電路，其中所述分離多徑組合器(102)組合所述分離多徑指的輸出信號，該方法包括多個步驟以增加數值的各自時序偏移量對所有分離多徑指的所有解擴頻電路設置第一位序列的解擴頻編碼，以致於在所有解擴頻電路的連續指之間存在一個碼片間隔的時序差別；連續地在一個呼叫處理信號的搜索中變化所述各自時序偏移量；響應表示一個呼叫處理信號被接收的所述分離多徑組合器的輸出，確定接收呼叫處理信號的時序偏移量；以及根據確定的時序偏移量對所述增加數值的各自時序偏移量的所有分離多徑指的所有解擴頻電路設置一個第二位序列的解擴頻編碼以便接收一個信息信號。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，還包括連續地變化第二位序列的解擴頻編碼的各自時序偏移量以響應表示所述信息信號丟失的所述分離多徑組合器的一個輸出。
全文摘要
一種擴展頻譜接收機包括多個分離多徑指。每個分離多徑指分解擴展頻譜信號。分離多徑組合器組合分離多徑指的輸出。控制電路對分離多徑指設置第一位序列的解擴頻編碼。然後控制電路連續地變化時序偏移量。控制電路響應分離多徑組合器的輸出,確定它的相對於參考值的時序偏移量,並且根據確定的時序偏移量對分離多徑指設置第二位序列的解擴頻編碼。如果接收機失去信息信號的正確時序跟蹤,控制電路連續地變化分離多徑指的時序偏移量。
文檔編號H04B1/707GK1248825SQ9911907
公開日2000年3月29日 申請日期1999年9月14日 優先權日1998年9月14日
發明者三浦徹也 申請人:日本電氣株式會社