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擴展碼估計裝置和擴展碼估計方法

2023-06-07 00:25:21 2

專利名稱:擴展碼估計裝置和擴展碼估計方法
技術領域:
本發明涉及利用CDMA系統的無線通信系統中的擴展碼估計裝置和擴展碼估計方法。
在CDMA(碼分多址)中,從屬於利用擴展碼進行次級調製的寬帶信號由發射機一側發送。在接收機一側,接收到的信號用與發射機一側相同的擴展碼進行多路復用從而獲得窄帶信號。
在利用CDMA系統的無線通信系統中,當存在多個發射站時,每個站都利用專屬於它的擴展碼來發射信號。因此接收機一側必須檢測系統中使用的所有擴展碼與聯繫接收信號的相位之間的相關度,並估計接收信號的擴展碼和相位。
以下藉助

圖1的框圖描述普通的擴展碼估計裝置。在下列描述中,與發射機一側信號多路復用時所用相同的擴展碼稱為「實際擴展碼」。擴展碼估計裝置的用途是從系統所用所有擴展碼中估計出實際擴展碼。
如圖1所示,普通的擴展碼估計裝置包括無線接收部分1、編碼號存儲部分2、擴展碼發生器3、相關值計算部分4、平均化部分5和最大值檢測部分6。無線接收部分1接收無線頻率信號並輸出基帶信號。編碼號存儲部分2存儲與系統所有使用的擴展碼和相位對應的編號(以下稱為「編碼號」)。擴展碼發生器3輸出與各編碼號對應的複製編碼。相關值計算部分4計算輸入的基帶信號與複製編碼之間的相關值。平均化部分5將足以限制噪聲所需的相關值數量平均化。最大值檢測部分6將具有最大平均相關值的複製編碼估計為實際擴展碼。
從天線接收的無線頻率信號由無線接收部分1調製到基帶信號上並輸出至相關值計算部分4。
與此同時,編碼號從編碼號存儲部分3被輸出至擴展碼發生器4。隨後,與編碼號對應的複製編碼從擴展碼發生器3輸出至相關值計算部分4。
接著,相關值計算部分4計算來自無線接收部分1的基帶輸出與來自擴展碼發生器3的複製編碼之間的相關值,並將計算的相關值輸出至平均化部分5。
平均化部分5用足以抑制噪聲所需的相關值數量對相關值進行平均。隨後平均相關值被輸出至最大值檢測部分6。最大值檢測部分6檢測系統中所用所有擴展碼平均相關值的最大值,並將對應最大值的複製編碼估計為實際擴展碼。
但是在上述擴展碼估計裝置中,當所估計擴展碼數量和相位數量較多時,存在下列問題。
具體而言,在利用足以抑制噪聲所需相關值數量對所有擴展碼的相關值進行平均過程中估計擴展碼所需的時間將延長。
本發明的目標是提供一種擴展碼估計裝置,即使在待估計的擴展碼數量和相位數量較大時它也能夠縮短擴展碼估計時間,本發明還提供擴展碼估計方法。
實現本發明目標的方式是,用小於足以抑制噪聲所需的相關值數量平均化相關值從而挑選出擴展碼作為候選對象,並利用足以抑制噪聲所需的相關值數量平均化所挑選的擴展碼的相關值從而定義擴展碼。
圖1為普通擴展碼估計裝置的結構框圖;圖2為按照本發明第一實施例的擴展碼估計裝置的結構框圖;圖3為按照本發明第一實施例的擴展碼估計裝置的操作流程圖;圖4為按照本發明第二實施例的擴展碼估計裝置第一結構的框圖;圖5為按照本發明第二實施例的擴展碼估計裝置前半部分操作的流程圖;圖6為按照本發明第二實施例的擴展碼估計裝置後半部分操作的流程圖;以及圖7為按照本發明第二實施例的擴展碼估計裝置第二結構的框圖。
以下藉助附圖描述本發明的實施例。
在下面的描述中,與發射機一側信號多路復用時所用相同的擴展碼稱為「實際擴展碼」。擴展碼估計裝置的用途是從系統所用所有擴展碼中估計出實際擴展碼。
(第一實施例)圖2為按照本發明第一實施例的擴展碼估計裝置的結構框圖。
如圖2所示,第一實施例的擴展碼估計裝置包括無線接收部分101、編碼號存儲部分102、擴展碼發生器103、相關值計算部分104、初步選擇平均化部分105、候選編碼選擇部分106、實際選擇平均化部分107和最大值檢測部分108。無線接收部分101接收無線頻率信號並輸出基帶信號。編碼號存儲部分102存儲與系統所使用的擴展碼和相位對應的編號(以下稱為「編碼號」)。擴展碼發生器103輸出與各編碼號對應的複製編碼。相關值計算部分104計算輸入的基帶信號與複製編碼之間的相關值。初步選擇平均化部分105將相關值初步平均化。候選編碼選擇部分106選擇實際擴展碼候選對象的編碼號(以下稱為「候選編碼」)。實際選擇平均化部分107利用足以抑制噪聲所需的相關值數量(以下稱為「噪聲抑制所需數量」)平均化相關值。最大值檢測部分108從平均相關值中估計為實際擴展碼。
第一實施例的擴展碼估計裝置還包括切換部分110和切換部分111。切換部分110將編碼號存儲部分102或候選編碼選擇部分106輸出的編碼號輸入擴展碼發生器103。切換部分111將相關值檢測部分104輸出的相關值輸入初步選擇平均化部分105或者實際選擇平均化部分107。
無線接收部分101將天線接收到的無線頻率信號的頻率調製到基帶從而輸出至相關值計算部分104。
編碼號存儲部分102存儲對應該系統所用的所有擴展碼的編碼號,並將編碼號順序輸出至擴展碼發生器103。
擴展碼發生器103根據預先獲得的擴展碼發送時序向相關值計算部分104輸出對應於來自編碼號存儲部分102或候選編碼選擇部分106的複製編碼。
相關值計算部分104計算無線接收部分101的基帶信號與來自擴展碼發生器103的複製編碼之間的相關值。隨後,相關值計算部分104向初步選擇平均化部分105或實際選擇平均化部分107輸出相關值。
初步選擇平均化部分105對相關值計算部分104輸出的相關值進行平均,並向候選編碼選擇部分106輸出平均相關值。初步選擇平均化部分105還向編碼號存儲部分102輸出時序信號。
候選編碼選擇部分106從初步選擇平均化部分105輸入該系統所用所有擴展碼的平均相關值。隨後,候選編碼選擇部分106選擇較高平均相關值的複製編碼作為候選編碼(以下稱為「初步選擇」)。隨後候選編碼選擇部分106根據實際選擇平均化部分107輸出的時序信號向擴展碼發生器103輸出候選編碼的編碼號。
作為選擇候選編碼的方法,一種方法是只選擇預先按平均相關值降序排列的複製編碼數。在這種情況下,無需獲得選定候選編碼的序號。換句話說,每次當輸入新選定的候選編碼時,獲選編碼選擇部分106將新選定的候選編碼平均相關值與作為候選對象的所有已存儲擴展碼平均相關值中最小的一個進行比較。隨後,候選編碼選擇部分106選擇較高的平均相關值作為候選對象並存儲編碼號。
而且,作為選擇候選編碼的另一種方法,在一種方法中預先選擇閾值,並且從所有複製編碼中選擇大於閾值的平均相關值。在這種情況下,候選編碼數根據通信線路狀態變化。因此,為了保留候選編碼合適的編號,閾值必須設定得小於估計實際擴展碼所用的相關值的預期值。
實際選擇平均化部分107利用噪聲抑制所需數量對相關值計算部分104輸出的相關值進行平均。隨後,實際選擇平均化部分107向最大值檢測部分108輸出平均相關值。實際選擇平均部分107還向候選編碼選擇部分106輸出時序信號。
最大值檢測部分108輸入來自實際選擇平均化部分107的各候選編碼的平均相關值。隨後,最大值檢測部分108檢測平均相關值內的最大相關值,並將相應的候選編碼估計為實際的擴展碼(以下稱為「實際選擇」)。
以下藉助圖3的流程圖描述第一實施例的擴展碼估計裝置的操作。
在圖3中,N是噪聲抑制所需數量,L為初步選擇時有待平均的相關值的數量。在這種情況下、L小於噪聲抑制所需數量。I為該系統所用擴展碼的總數、而M為初步選擇時擴展碼的數量。
首先,在步驟(以下稱為「ST」)201中,作為初始設定,切換部分110的移動觸點與編碼號存儲部分102相連,而切換部分111的移動觸點與初步選擇平均化部分105相連。
在ST202-ST204中,第一編碼號從編碼號存儲部分102輸出至擴展碼發生器103在ST205-210中,無線接收部分101以預定時序向相關值計算部分104輸出基帶信號。隨後,擴展碼發生器103向相關值計算部分104輸出複製編碼,並且由相關值計算部分104計算相關值。
在ST211中,相關值計算部分104計算的L個相關值輸入初步選擇平均化部分105。隨後從L個相關值計算得到L個平均相關值,計算得到的L個平均相關值輸出至候選編碼選擇部分106。
在ST212中,候選選擇部分106根據L個平均相關值從I個擴展碼選擇M個候選編碼,並存儲編碼號。
編碼號存儲部分102按照預定的次序產生編碼號。因此,無需從外部選擇向候選編碼選擇部分106發送編碼號作為信息。
這裡作為初步選擇時平均化相關值的數量L小於噪聲抑制所需數量。因此,在某些情況下,實際擴展碼的平均相關值不會超過最大值。但是實際擴展碼極有可能包含在初步選擇的M個候選編碼中。
隨後在ST213中,結束相對該系統所用所有擴展碼的初步選擇部分(ST203-ST212中所示),並且初步選擇的候選編碼隸屬於下述步驟中的實際選擇。
首先,在ST214中,切換部分110的移動觸點與候選編碼選擇部分106相連,而切換部分111的移動觸點與實際選擇平均化部分107相連。
接著,存儲在候選編碼選擇部分106中的編碼號被順序輸出至擴展碼發生器103。
在ST218-ST223中,無線接收部分101以預定時序向相關值計算部分104輸出基帶信號。隨後,擴展碼發生器103向相關值計算部分104輸出複製編碼,並且由相關值計算部分104計算相關值。
在ST224中,相關值計算部分104計算的N個相關值輸入實際平均化部分107。隨後從N個相關值計算得到N個平均相關值。N個平均相關值通過平均化噪聲抑制所需數量的相關值得到。在實際擴展碼與其它每個候選編碼之間的相關值將有足夠的差異。
接著,在ST225-ST227中,最大值檢測部分108檢測所有候選編碼的N個平均相關值中的最大值,並將相應的候選編碼估計為實際的擴展碼。
因此候選編碼利用小於足以抑制噪聲所需相關值數量的平均相關值初步選定。隨後,利用抑制噪聲所需的相關值平均化選定的擴展碼。此後,從平均相關值的最大值中估計出實際擴展碼。與利用對應抑制噪聲所需數量的相關值平均化所有擴展碼的情形相比,估計擴展碼的成功率是相同的。而且大大縮短了擴展碼估計時間。
在利用對應抑制噪聲所需數量的相關值平均化所有擴展碼的情形中,擴展碼估計時間為(N×l)。在本發明中,擴展碼估計時間為(L×I+N×M)。例如,假定N=30,L=15,I=500,並且M=20。在這種情況下,(L×I+N×M)/(N×1)=0.54,從而將擴展碼估計時間縮短了46%。
(第二實施例)圖4為按照本發明第二實施例的擴展碼估計裝置的結構框圖。在圖4的擴展碼估計裝置中,與圖2擴展碼估計裝置相同的部分採用相同的標號,並且不再贅述。
如圖4所示,第二實施例的擴展碼估計裝置的候選編碼選擇部分106包括相關值存儲部分301、最大值檢測部分302、相關值差值計算部分303和閾值確定部分304。
相關值存儲部分301在初步選擇期間存儲來自初步選擇平均化部分105的平均相關值。當初步選擇結束時,相關值存儲部分301向相關值差值計算部分303輸出存儲的平均相關值。
最大值檢測部分302從初步選擇平均部分105輸出的平均相關值中檢測最大相關值。隨後,最大值檢測部分302向相關值差值計算部分303輸出檢測到的最大相關值。
相關值差值計算部分303從相關值存儲部分301輸入平均相關值,並輸入來自最大值檢測部分302的最大相關值。隨後,相關值差值計算部分303向閾值確定部分304輸出每個平均相關值與最大相關值之間的相關值差值。
閾值確定部分304從相關值差值計算部分303輸入相關值差值。隨後,閾值確定部分304向擴展碼發生器103輸出相關值差值小於預定閾值的候選編碼的編碼號。
以下藉助圖5和6的流程圖描述第二實施例的擴展碼估計裝置的操作。
在圖5和6中,N是噪聲抑制所需數量,L為初步選擇時有待平均的相關值的數量。在這種情況下,L小於噪聲抑制所需數量。l為該系統所用擴展碼的總數,而M為初步選擇時擴展碼的數量。
首先,在ST401中,作為初始設定,切換部分110的移動觸點與編碼號存儲部分102相連,而切換部分111的移動觸點與初步選擇平均化部分105相連。
在ST402-ST404中,第一編碼號從編碼號存儲部分102輸出至擴展碼發生器103。
在ST405-410中,無線接收部分101以預定時序向相關值計算部分104輸出基帶信號。隨後,擴展碼發生器103向相關值計算部分104輸出複製編碼,並且由相關值計算部分104計算相關值。
在ST411中。相關值計算部分104計算的L個相關值輸入初步選擇平均化部分105,從而計算出L個平均相關值。隨後,計算得到的平均相關值輸出至相關值存儲部分301和最大值檢測部分302。
在ST412-ST414中,相關值存儲部分310存儲L個平均相關值,而最大值檢測部分302檢測所有擴展碼的L個平均相關值中的最大相關值。
在ST415-ST419中,相關值差值計算部分303計算每個擴展碼的L個平均相關值與最大相關值之間的相關值差值。隨後閾值確定部分304初步選擇相關值差值小於預定閾值的擴展碼作為候選編碼並存儲其編碼號。
隨後,初步選擇的候選編碼隸屬於下述步驟中的實際選擇。
首先,在ST420中,切換部分110的移動觸點與閾值確定部分304相連,而切換部分111的移動觸點與實際選擇平均化部分107相連。
在ST421-ST423中,存儲在閾值確定部分304內的編碼號被順序輸出至擴展碼發生器103。
在ST424-ST429中,無線接收部分101以預定時序向相關值計算部分104輸出基帶信號。隨後,擴展碼發生器103向相關值計算部分104輸出複製編碼,並且由相關值計算部分104計算相關值。
在ST430中、N個相關值輸入實際平均化部分107。隨後實際平均化部分107計算N個平均相關值,N個平均相關值通過平均化噪聲抑制所需數量的相關值得到。在實際擴展碼與其它每個候選編碼之間的相關值將有足夠的差異。
接著,在ST431-ST433中,最大值檢測部分108檢測所有候選編碼的N個平均相關值中的最大值,並將相應的候選編碼估計為實際的擴展碼。
因此候選編碼選自每個擴展碼的平均相關值與最大相關值之間的相關差值。這可以消除無實際擴展碼可能的候選編碼,並大大縮短了擴展碼估計時間。
如圖7所示,在第二實施例中,即使圖4的最大值檢測部分302和最大值檢測部分108是共享的,並且提供了平均相關值輸入源切換部分401,也可以得到同樣的效果。
在這種情況下,平均相關值輸入源切換部分401可以設定為在初步選擇時刻從初步選擇平均化部分105輸入平均相關值,並且在實際選擇時刻從實際選擇平均化部分107輸入平均相關值。
利用上述結構,可以只提供一個最大值檢測部分,從而可以減小裝置的大小如上所述,按照本發明,作為候選對象的複製編碼通過利用小於足以抑制噪聲所需相關值的數量進行平均化處理選定。隨後,利用足以抑制噪聲所需的相關值數量對選定的複製編碼進行平均,從而估計發射機一側進行信號多路復用所用的擴展碼。這裡提供的擴展碼估計裝置與普通裝置相比,在大大縮短擴展碼估計時間的同時不會降低擴展碼估計的成功率。本發明還提供了擴展碼估計的方法。
本申請基於1998年1月28日提交的日本專利申請No.HEI10-030635,其全部內容都包含在本申請中。
權利要求
1.一種擴展碼估計裝置,其特徵在於包含相關值計算裝置,用來計算接收信號與複製編碼之間的相關值;第一平均化裝置,用來平均化與所有存儲的複製編碼對應的相關值從而計算第一相關值;初步選擇裝置,用來根據所述第一相關值選擇一擴展碼作為候選對象;第二平均化裝置,用來平均化接收信號與由所述初步選擇裝置選擇的複製編碼之間的相關值從而從而計算第二相關值;以及實際選擇裝置,用來根據所述第二相關值估計接收信號多路復用所用的擴展碼。
2.如權利要求1所述的擴展碼估計裝置,其特徵在於所述第二平均化裝置平均化足以抑制噪聲所需的相關值從而計算第二相關值,並且所述第一平均化裝置平均化小於計算第二相關值所用相關值數量的相關值從而計算第一相關值。
3.如權利要求1所述的擴展碼估計裝置,其特徵在於所述初步擴展碼選擇裝置從降序排列的第一相關值中選擇預定數量的擴展碼。
4.如權利要求1所述的擴展碼估計裝置,其特徵在於所述初步擴展碼選擇裝置選擇第一相關值大於閾值的擴展碼。
5.如權利要求1所述的擴展碼估計裝置,其特徵在於所述初步擴展碼選擇裝置包括存儲第一相關值的相關值存儲裝置、檢測第一相關值最大值的最大值檢測裝置、獲取所述最大值與所述第一相關值的相關值差值的相關值差值計算裝置;以及選擇對應相關值差值小於預定閾值的相關值的擴展碼的閾值確定裝置。
6.如權利要求5所述的擴展碼估計裝置,其特徵在於所述初步擴展碼選擇裝置進一步包括共享所述擴展碼估計裝置和最大值檢測裝置的共享檢測裝置;以及根據所述第一相關值平均化裝置和所述相關值平均化裝置將相關值輸入源切換至所述共享檢測裝置的切換裝置。
7.一種擴展碼估計裝置,其特徵在於包括實際選擇裝置,用來計算接收信號與所有存儲的作為候選對象的每一個複製編碼之間的相關值,並計算接收信號與選定複製編碼之間的相關值從而估計被接收信號多路復用的擴展碼。
8.一種擴展碼估計方法,其特徵在於包含以下步驟計算接收信號與存儲的所有複製編碼中的每一個之間的相關值;通過平均化存儲的所有複製編碼計算第一相關值;根據所述第一相關值選擇一擴展碼作為候選對象;計算接收信號與選定的複製編碼之間的相關值;通過平均化接收信號與選定複製編碼之間的相關值計算第二相關值;以及根據所述第二相關值估計接收信號多路復用所用的擴展碼。
9.如權利要求8所述的擴展碼估計方法,其特徵在於所述第二相關值計算步驟平均化足以抑制噪聲所需的相關值從而計算第二相關值,並且所述第一相關值計算步驟平均化小於計算第二相關值所用相關值數量的相關值從而計算第一相關值。
10.如權利要求8所述的擴展碼估計方法,其特徵在於所述複製編碼候選對象選擇步驟從降序排歹的第一相關值中選擇預定數量的擴展碼。
11.如權利要求8所述的擴展碼估計方法,其特徵在於所述複製編碼選擇步驟選擇第一相關值大於閾值的擴展碼。
12.如權利要求8所述的擴展碼估計方法,其特徵在於所述複製編碼選擇步驟包括以下步驟存儲第一相關值;檢測第一相關值的最大值;獲取所述最大值與所述第一相關值的相關值差值;以及選擇對應相關值差值小於預定閾值的相關值的擴展碼。
13.一種包括擴展碼估計裝置的移動站,其特徵在於所述擴展碼估計裝置包含相關值計算裝置,用來計算接收信號與複製編碼之間的相關值;第一平均化裝置,用來平均化與所有存儲的複製編碼對應的相關值從而計算第一相關值;初步選擇裝置、用來根據所述第一相關值選擇一擴展碼作為候選對象;第二平均化裝置,用來平均化接收信號與由所述初步選擇裝置選擇的複製編碼之間的相關值從而從而計算第二相關值;以及實際選擇裝置,用來根據所述第二相關值估計接收信號多路復用所用的擴展碼。
14.一種包括擴展碼估計裝置的基站,其特徵在於所述擴展碼估計裝置包含相關值計算裝置,用來計算接收信號與複製編碼之間的相關值;第一平均化裝置,用來平均化與所有存儲的複製編碼對應的相關值從而計算第一相關值;初步選擇裝置,用來根據所述第一相關值選擇一擴展碼作為候選對象;第二平均化裝置,用來平均化接收信號與由所述初步選擇裝置選擇的複製編碼之間的相關值從而從而計算第二相關值;以及實際選擇裝置,用來根據所述第二相關值估計接收信號多路復用所用的擴展碼
全文摘要
一種擴展碼估計裝置,包含:相關值計算裝置,用來計算接收信號與複製編碼之間的相關值;第一平均化裝置,用來平均化與所有存儲的複製編碼對應的相關值從而計算第一相關值;初步選擇裝置,用來根據所述第一相關值選擇一擴展碼作為候選對象;第二平均化裝置,用來平均化接收信號與由所述初步選擇裝置選擇的複製編碼之間的相關值從而計算第二相關值;以及實際選擇裝置,用來根據所述第二相關值估計接收信號多路復用所用的擴展碼。
文檔編號H04B7/26GK1236236SQ9910182
公開日1999年11月24日 申請日期1999年1月28日 優先權日1998年1月28日
發明者今泉賢 申請人:松下電器產業株式會社

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