碼分多址系統中的時間定位的製作方法
2023-05-15 19:05:06 5
專利名稱：碼分多址系統中的時間定位的製作方法
技術領域：
本發明涉及依照接收信號對接收機進行時間定位的方法和設備。具體地說，本發明涉及確定在接收信號中已知同步標記或數據串的位置，以使對接收信號執行其他處理(例如頻率鎖定和數據解碼)。
圖1示出由例如行動電話接收的信號的幀結構。接收信號包括一個連續碼片序列，每個碼片有固定的時長。每個碼片包括一對I(同相)值和Q(正交)值，從這個意義上說，碼片r是複數r＝rx+jry，其中rx和ry分別代表組成碼片的I值和Q值。可把各IQ碼片對看作是碼元。如圖1所示，幀結構包括38400個碼片長的幀。幀由15個連續的PCP(功率控制周期)構成，每個PCP為2560個碼片長。每個PCP包括10個連續的時隙，每個時隙為256個碼片長。其中(在每個PCP中)各時隙中的一個包含同步字(SW)，同步字長度為256個碼片或碼元。
接收如圖1所示信號的設備搜索接收信號，尋找同步字(SW)，以便接收機能依照接收信號對自身進行時間定位，從而完成接收信息的頻率鎖定和正確解碼。
依照接收信號對接收機進行時間定位的傳統方法是費時的，而且是計算密集型的。
本發明旨在改進這些問題。
根據一個方面，本發明提供一種使接收機與接收信號同步的方法，接收信號包括一系列以連續周期排列的碼片，該方法包括使同步字與接收信號周期長度相關，累加相關結果以產生第一組累積相關結果，並檢查第一組累積相關結果以確定同步字在接收信號中的位置，其中所述數目在第一組累積相關結果超過閾值處被截斷。
根據有關方面，本發明提供實現方法的電腦程式。
根據另一方面，本發明提供用於使接收機與接收信號同步的設備，接收信號包括一系列以連續周期排列的碼片，該設備包括用於使同步字與若干數目的接收信號周期長度相關的相關裝置；用於累加相關結果以產生第一組累積相關結果的累加裝置；以及用於檢查第一組累積相關結果以確定同步字在接收信號中的位置的檢查裝置，其中該設備進一步包括用於在第一組累積相關結果超過閾值時截斷所述數目的截斷裝置。
通過使相關處理可以被截斷，能使同步處理更有效地運行。
在一個實施例中，周期長度的起點可以由例如一個碼片片斷替換。可使同步字與若干數目的偏移長度相關以產生第二累積相關結果。這樣做的好處在於，利用具有周期長度基準的偏移幀再次執行相關可提高解析度，也就是說，能以更高的精度確定同步字在接收信號中的位置。產生第二個(或第三個、第四個等)累積相關結果所用的累加處理可被限制在與產生第一組累積相關結果所用的周期長度相同的數目上。基於相同數目的周期長度產生第一組和第二組累積相關結果，這一事實帶來了其他好處。這意味著如果對第一組和第二組累積相關結果進行比較，以確定同步字在接收信號中的位置，那麼其中一組累積相關結果就不會傾向於與另一組相關。
截斷所用閾值可以是預先確定的，或者是動態確定的。
在同步處理中，接收機對輸入信號的測試段進行處理，輸入信號測試段持續長度至少為一個周期長度。最好，接收機對持續長度為3到8個周期長度的測試段進行處理。當然，相關處理中所用的周期長度的數目將在截斷調停處減少。
在優選實施例中，接收機是全球移動通信系統(UMTS)接收機，同步字是主同步序列PSCH。
現在僅通過示例，結合附圖來說明本發明的實施例，附圖中很明顯，周期長度不必與接收信號的周期同步。
圖1說明接收信號的幀結構。
在本實施例中，接收機對具有前面結合圖1所說明的幀結構的信號進行處理。接收機通過對接收信號的測試段進行處理來執行同步過程，(根據默認準則)接收信號的測試段長度為6個PCP。
接收機利用下列公式使SW與PCP長度相關Pk=[i=0255(sirx(i+k))]2+[i=0255(siry(i+k))]2]]>其中si為標量，表示SW的第i個碼片；rx(i+k)表示測試段PCP長度的第(i+k)個碼片(r(i+k))的同相分量；以及ry(i+k)表示測試段PCP長度的第(i+k)個碼片(r(i+k))的正交分量。
相關結果由字母P表示(P代表功率，由於相乘的結果是信號幅度的平方，而信號幅度的平方與功率的量綱相同)。索引k表示相關值P是由SW的碼片與PCP長度的第k個到第(k+255)個碼片相乘而得。如果rk恰好是SW出現在PCP長度中的第一個碼片，那麼Pk的相關值將為高數值。對接收信號的每個碼片重複執行相關處理，以測試SW是否在該碼片處出現於PCP長度中，即可對k＝0到2559中的每一個計算Pk。因此，就對PCP長度產生了具有2560個P值的數組。該數組被稱為「功率」數組。
為在處理中引入平均度，對測試段的下一個PCP長度計算Pk值。將新的功率數組與前面的功率數組相加，以產生累積功率數組。在累積功率數組中，第k個元素包含第一個和第二個PCP長度的第k個功率值的和。
然後，通過計算另外4組Pk數組繼續執行上述過程，以便產生接收信號測試段的全部6個PCP長度的Pk數組。每當產生新的Pk值時，都將該值加到累積功率數組的第k個值中。當處理完全部6個PCP長度後，累積功率數組就成為最終功率數組。可將最終功率數組中的最大值看作用來識別在接收信號中SW出現的第一個碼片，從而允許接收機與接收信號同步。
可以將測試段中的碼片邊界偏移二分之一碼片的偏移量。然後重複執行相關處理，計算每個PCP長度的功率數組，並構造另一個最終功率數組。這一新的最終功率數組將包含表示在接收信號中SW的初始碼片的最大值。可以比較來自初始的最終功率數組和新的最終功率數組中的最大值，將兩者之中的較大者表示在接收信號中SW的初始碼片的位置。可以理解，這是可提高確定SW在接收信號中的位置的過程的解析度的方式。而且，可以理解，測試段中的碼片邊界可以偏移其他的碼片片斷。事實上，最終功率數組可針對任何數目的偏移量(每個偏移量是不同的碼片片斷)來計算以進一步提高解析度。
為了加快確定在接收信號中SW的位置的過程，在計算最終功率數組的過程中採用截斷判定。在開始計算關於第二個和後續的PCP長度(這裡是第2到6個PCP長度)的Pk數組之前，接收機檢查累積功率數組，以確定其中的任何k元素是否已超過預先確定的閾值。如果超過，則累積功率數組成為最終功率數組，並且在這個最終功率數組的產生過程中，不再處理其他的PCP長度。
很明顯，在產生多個最終功率數組時(基於不同的碼片片段偏移量)，每個最終數組都必須基於相同數目的累積功率數組Pk(或PCP長度)。否則，最終功率數組將不能在公平的基礎上進行比較，以確定同步字在接收信號中的位置。因此，如果對所處理的PCP長度的數目的截斷髮生在第一個最終功率數組的產生過程中，那麼在全部後續的最終功率數組的產生過程中，應採用相同的截斷(而不必依靠閾值的比較)。
權利要求
1.一種使接收機與接收信號同步的方法，所述接收信號包括一系列以連續周期排列的碼片，所述方法包括使同步字與若干數目的接收信號周期長度相關，累加相關結果以產生第一組累積相關結果，並檢查第一組累積相關結果以確定在接收信號中同步字的位置，其中所述數目在第一組累積相關結果超過閾值處被截斷。
2.根據權利要求1的方法，進一步包括偏移周期長度的起點以產生偏移長度，使同步字與若干數目的偏移長度相關以產生第二組累積相關結果，並檢查第二組累積相關結果以確定在接收信號中同步字的位置，其中確定偏移長度的數目為產生第一組累積相關結果所用的長度數目。
3.根據權利要求2的方法，其中周期長度的起點可偏移一個碼片片斷。
4.根據權利要求2或3的方法，其中確定偏移長度數目的步驟包括通知是否在產生第一組累積相關結果所用的長度數目被截斷。
5.根據前述權利要求中的任一項所述的方法，其中使同步字與周期長度相關的步驟包括通過使同步字與始於周期長度中的每個碼片位置的碼片序列相關來產生關於那個碼片位置的相關值。
6.根據權利要求5的方法，其中累加相關結果的步驟包括將從不同周期長度中的一碼片位置得來的相關值相加。
7.根據權利要求5或6的方法，其中檢查累積相關結果的步驟包括確定累積相關結果中的最大相關值。
8.根據權利要求7的方法，其中在檢查累積相關結果的步驟中，確定的最大相關值表示在接收信號中同步字的起點。
9.一種用於實現根據上述任何權利要求的方法的電腦程式。
10.一種用於使接收機與接收信號同步的設備，所述接收信號包括一系列以連續周期排列的碼片，所述設備包括用於使同步字與若干數目的接收信號周期長度相關的相關裝置，用於累加相關結果以產生第一組累積相關結果的累加裝置；以及用於檢查第一組累積相關結果以確定同步字在接收信號中的位置的檢查裝置，其中所述設備進一步包括用於在第一組累積相關結果超過閾值時截斷所述數目的截斷裝置。
11.根據權利要求10的設備，進一步包括用於偏移周期長度的起點以產生偏移長度的轉移裝置、和確定裝置，其中相關裝置用於使同步字與若干數目的偏移長度相關以產生第二組累積相關結果，檢查裝置用於檢查第二組累積相關結果以確定在接收信號中同步字的位置，以及確定裝置用於使偏移長度的所述數目確定為產生第一組累積相關結果所用的長度數目。
12.根據權利要求11的設備，其中偏移裝置用於將周期長度的起點轉移一個碼片片斷。
13.根據權利要求11或12的設備，其中相關裝置包括監視裝置，用於通知是否在產生第一組累積相關結果所用的長度數目被截斷。
14.根據權利要求10到13中的任一項所述的設備，其中相關裝置用於通過使同步字與始於周期長度中的每個碼片位置的碼片序列相關來產生關於那個碼片位置的相關值。
15.根據權利要求14的設備，其中累加裝置用於將從不同的周期長度中的一碼片位置得來的相關值相加。
16.根據權利要求14或15的設備，其中檢查裝置用於確定累積相關結果中的最大相關值。
17.根據權利要求16的設備，其中檢查裝置用於將最大相關值表示在接收信號中同步字的起點。
18.一種使接收機與接收信號同步的方法，所述方法在本質上如上文結合附圖所做的說明。
19.一種使接收機與接收信號同步的設備，所述設備在本質上如上文結合附圖所做的說明。
全文摘要
一種使自身與具有圖(1)所示幀結構的信號有效同步的接收機。接收信號的各功率控制周期(PCP)在它的一個時隙中包含主同步序列(PSCH)。接收機使已知的PSCH與接收信號相關，以確定在接收信號中PSCH的位置，並由此使自身與接收信號同步。為保存處理資源，可在相關例行程序正常結束之前獲得足夠好的相關時截斷相關。
文檔編號H04B1/707GK1483247SQ01821118
公開日2004年3月17日 申請日期2001年11月1日 優先權日2000年11月10日
發明者安迪·瑟斯頓, 安迪 瑟斯頓 申請人:尤比尼蒂克斯有限公司