專利名稱：延遲輪廓測量的方法和電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種延遲輪廓測量的方法和電路，用于從擴(kuò)頻通信(CDMA通信)的解擴(kuò)接收信號中測量延遲輪廓。
在CDMA通信中，當(dāng)在接收機(jī)執(zhí)行瑞克(RAKE)合成接收時需要檢測到達(dá)的無線電波的路徑數(shù)目。存在對瑞克合成可用的有效路徑可以通過測量延遲輪廓來澄清。
測量延遲輪廓的方法之一，是從接收的QPSK調(diào)制信號(或，更具體地是導(dǎo)頻碼元)的I分量(同相分量)和Q分量(正交分量)中計算接收信號的平均功率的方法。
導(dǎo)頻碼元是公知的為同步捕獲(或同步跟蹤)而插入的數(shù)據(jù)串。
接收信號的功率是通過將接收信號的I分量的平方與Q分量的平方相加來計算的，即，是通過計算I2+Q2得到的。
在這種計算中，將預(yù)定數(shù)目的多個連續(xù)I分量數(shù)據(jù)(或Q分量)相加并得到相加結(jié)果的平方而不是直接求接收信號的平方值，可以改善功率測量的精度。
疊加在接收信號上的噪聲存在于任意位置上。因此，將預(yù)定的同相分量數(shù)據(jù)量相加能夠使噪聲分量相互抵消，從而改善S/N(信噪比)。
當(dāng)使用在多個同相分量數(shù)據(jù)相加之后執(zhí)行平方處理的方法時，要相加的數(shù)據(jù)量被預(yù)先指定。
然而，接收信號的電平隨衰落而波動。當(dāng)衰落周期小于與要相加的數(shù)據(jù)量相對應(yīng)時間寬度時，要相加的數(shù)據(jù)本身的可靠性就降低?；诘涂煽啃詳?shù)據(jù)計算的接收功率不會得到精確的功率計算。
例如，檢測噪聲和干擾信號分量的峰值的概率將增加。因此，存在很高的不能精確地檢測到達(dá)無線電波的可能性。也就是，測量延遲輪廓的精度將降低。
本發(fā)明的實(shí)施用來解決這種問題，本發(fā)明的目的是總是允許進(jìn)行精確的路徑檢測，而不受衰落狀態(tài)的影響。
本發(fā)明根據(jù)衰落頻率(周期)自適應(yīng)地改變經(jīng)受同相相加的數(shù)據(jù)量。
也就是，當(dāng)計算連續(xù)的同相數(shù)據(jù)時，本發(fā)明通過改變相加數(shù)來獲取多個數(shù)據(jù)段。
因而，根據(jù)每個數(shù)據(jù)段，計算接收信號的功率(或，接收信號功率對噪聲功率的比值)。然后，根據(jù)計算值和其時間變化確定在當(dāng)前衰落下的最佳同相相加數(shù)。
更可取的情況是，把通過解擴(kuò)獲得的用于同步捕獲的所有數(shù)據(jù)分成多個塊，并使用這樣的作為一個單元的塊來改變數(shù)據(jù)的相加數(shù)。
這樣就允許進(jìn)行同相相加的數(shù)據(jù)總量(具體地說，對應(yīng)于數(shù)據(jù)總量的時間寬度)根據(jù)要相加的塊數(shù)在各步驟中急劇地變化。
這樣就允許對應(yīng)于要相加的數(shù)據(jù)總量的時間寬度與當(dāng)前接收環(huán)境的衰落周期進(jìn)行快速比較。
本發(fā)明的上述和其它目的以及特點(diǎn)將通過下文中的結(jié)合附圖的下列說明的研究變得更加清楚。在附圖中，采用舉例方式說明一個實(shí)例。
圖1示出了本發(fā)明的CDMA接收裝置的配置的方框圖；圖2A是解釋把接收的I和Q分量數(shù)據(jù)線段分割成塊的示意圖；圖2B示出了各塊之間相加的組合；圖2C是解釋接收信號的功率計算的示意圖；圖2D示出了在時間軸上接收信號的功率值和該功率值的變化的一個實(shí)例；圖3A是顯示圖1中的同相相加數(shù)確定電路配置的一個實(shí)例的方框圖；圖3B是顯示圖1中的同相相加數(shù)確定電路配置的另一個實(shí)例的方框圖；圖3C是顯示噪聲功率測量方法的一個實(shí)例的附圖；圖4是顯示本發(fā)明的CDMA接收設(shè)備的特有操作的流程圖；和圖5是解釋衰落頻率(周期)與要經(jīng)歷同相相加的數(shù)據(jù)數(shù)目之間關(guān)系的附圖。
下面參照


本發(fā)明的實(shí)施例。
(實(shí)施例1)圖1示出了適用于本發(fā)明的CDMA接收設(shè)備配置的方框圖。
該CDMA接收設(shè)備的特征是根據(jù)在用于同步獲取(同步跟蹤)的延遲輪廓測量階段中衰落的狀態(tài)自適應(yīng)地改變同相相加的數(shù)目。
首先，說明CDMA接收設(shè)備的整體配置。
包含已知導(dǎo)頻信號的信號由天線10接收。無線接收部分12變換接收信號的頻率并放大該接收信號。
然后，接收信號由A/D變換器14進(jìn)行采樣。該A/D變換器14輸出I(同相)分量和Q(正交)分量的數(shù)據(jù)。
如圖1所示，CDMA接收設(shè)備包括對每個塊執(zhí)行I分量相加運(yùn)算的同相相加部分30a，對每個塊執(zhí)行Q分量相加運(yùn)算的同相相加部分30b，和同相相加數(shù)確定部分40。
同相相加部分30a和30b具有相同的內(nèi)部配置。
這里，以簡化的附圖(為圖示簡潔而作部分刪除)說明同相相加部分30b的內(nèi)部配置。
圖1中的同相相加數(shù)確定部分40根據(jù)接收信號的功率值實(shí)時確定同相相加數(shù)(M)。該實(shí)施例中的同相相加數(shù)(M)表示相加的塊的數(shù)量(相加的塊數(shù))。
該確定的同相相加數(shù)(M)被供給接收信號的功率計算部分(I2+Q2計算部分)50。
多個不同的相加數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)段被輸入給功率計算部分50。功率計算部分50從數(shù)據(jù)中選擇與確定的同相相加數(shù)(=M)相對應(yīng)的數(shù)據(jù)并使用該數(shù)據(jù)計算I2+Q2以得到接收信號的功率。
求平均部分52平均多個周期上的接收信號的功率。
路徑選擇部分56檢測被平均的接收功率的峰值。這樣就使延遲輪廓得以被測量。因此，能夠確定用于瑞克合成的路徑。
與每個路徑相對應(yīng)的功率峰值出現(xiàn)的定時是CDMA接收設(shè)備的接收定時。
為了按這種方式檢測定時的接收信號，跟蹤部分58控制同相相加部分30a和30b的定時控制電路24a和24b以及擴(kuò)碼(spreading code)生成器60的操作。
當(dāng)保持以這種方式獲取的同步時，解擴(kuò)部分62執(zhí)行解擴(kuò)。然后，相干檢測電路64執(zhí)行相干檢測，瑞克合成電路66執(zhí)行瑞克合成接收。
這是接收設(shè)備的整體配置和操作。
下面將具體說明根據(jù)延遲輪廓測量階段中衰落狀態(tài)來自適應(yīng)地改變同相相加數(shù)的配置。
由天線10接收的無線電波被無線接收部分放大并由A/D變換部分14變換成數(shù)字信號。
被QPSK調(diào)制的接收數(shù)據(jù)的I和Q分量從A/D變換部分14輸出。
下面的說明集中到I分量數(shù)據(jù)方面。對Q分量也執(zhí)行相似的處理。
變換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的I分量數(shù)據(jù)被存儲在同相相加部分30a的存儲器20a中。
另一方面，存儲器21a用已知導(dǎo)頻信號(PL)存儲從擴(kuò)碼生成器60輸出的擴(kuò)碼(復(fù)制碼)相乘的結(jié)果。
導(dǎo)頻信號(PL)與擴(kuò)碼(復(fù)制碼)的相乘由乘法器22a執(zhí)行。
在同相相加部分30a中的相關(guān)器23a例如由匹配濾波器配置。
該相關(guān)器23a檢測從存儲器20a讀出的接收數(shù)據(jù)(解擴(kuò)碼乘導(dǎo)頻碼元構(gòu)成的信號)與從存儲器21a讀出的數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性。
然后，對相關(guān)器23a輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行相加。
該數(shù)據(jù)相加處理按兩個階段執(zhí)行。
首先，同相相加電路25a執(zhí)行對一個塊中包含的數(shù)據(jù)的相加處理。
然后，同相相加電路26a執(zhí)行各塊之間的相加。相關(guān)器23a和同相相加電路25a及26a的操作定時由定時控制電路24a控制。
這里，同相相加電路25a和26a的操作使用圖2A和圖2B進(jìn)行解釋。
如圖2A所示，I和Q數(shù)據(jù)線段每個被分割成多個塊。
也就是，在如圖2A中，I數(shù)據(jù)線段被分割成IB1至IB5共五個塊。
同樣，Q數(shù)據(jù)線被分割成QB1至QB5共5個塊。
一個數(shù)據(jù)塊由a至d四個數(shù)據(jù)段組成。每個數(shù)據(jù)段a至d的值是“+1”或“-1”。
圖1中的同相相加電路25a把屬于圖2A所示的所有塊(IB1至IB5)的每個塊的所有數(shù)據(jù)段加在一起。
當(dāng)要改變圖2所示的所有組合的相加塊數(shù)時，圖1中的同相相加電路26a執(zhí)行相加操作。
也就是，執(zhí)行圖2B所示①至⑤的相加。
同樣，對Q分量執(zhí)行⑥至⑩的相加。
這就是同相相加電路25a和26a的處理內(nèi)容。
下面將說明使用塊之間的相加結(jié)果確定最佳同相相加數(shù)的處理。
圖1中的同相相加數(shù)確定部分40具有平方計算電路41和42，加法器43，存儲器44和同相相加數(shù)確定電路45。
圖2B所示的結(jié)果①至⑤的數(shù)據(jù)(I數(shù)據(jù))被輸入給平方計算電路41，電路41對每個數(shù)據(jù)段執(zhí)行平方計算(I2)。
同樣，結(jié)果⑥至⑩的數(shù)據(jù)(Q數(shù)據(jù))被輸入給平方計算電路42，電路42對每個數(shù)據(jù)段執(zhí)行平方計算(Q2)。
然后，加法器43將相應(yīng)的平方計算的結(jié)果加起來，并把結(jié)果存儲到存儲器44中。
也就是，存儲器44存儲圖2C所示的E1至E5的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)E1至E5按下式計算E1=①2+⑥2,E2=②2+⑦2,E3=③2+⑧2,E4=④2+⑨2,E5=⑤2+⑩2E1是對應(yīng)于一個塊(IB1和QB1)的功率值。同樣，E2至E5是對應(yīng)于2至5個塊的功率值。
圖1中的同相相加數(shù)確定電路45比較圖2D所示的功率值(E1至E5)，并且它檢測時間軸上的每個值的變化。
在圖2D中，E3是最大的功率值。
在考慮時間軸上的功率值變化時，E1至E3表示相似并且是穩(wěn)定的值，而E4和E5的功率值則急劇降低。
在這種情況下，因?yàn)樗ヂ涞挠绊?，E4和E5的數(shù)值假定呈現(xiàn)低可靠性。
也就是，如圖2A的下部所示，衰落的半周期(1/2周期)可能短于相當(dāng)于5個塊的長度，而長于相當(dāng)于3個塊的長度。
因此，最佳同相相加數(shù)(要相加的塊的數(shù)目)在這種情況下被確定為“3”。與衰落半周期之后的部分相對應(yīng)的數(shù)據(jù)很不穩(wěn)定，因此不包含在相加對象中。在剩余的塊數(shù)“1”、“2”和“3”中，最大數(shù)“3”被確定為是相加的塊數(shù)。
也就是，當(dāng)最佳同相相加數(shù)(這里，是要相加的塊數(shù))是M時，M是3。
這里，確定同相相加數(shù)，不僅要考慮功率值本身，而且還要考慮時間軸上的功率值的變化。
然而，本發(fā)明不局限于此。
例如，也可以通過選擇最高功率值的方法期待可靠性的明顯改善。
圖3A示出了同相相加數(shù)確定電路45的配置的一個實(shí)例。
如圖所示，同相相加數(shù)確定電路45包括功率值變化檢測電路70和最佳相加數(shù)檢測電路71，電路71從功率值和檢測的功率值時間變化中檢測最佳同相相加數(shù)。
電路3A計算接收信號的功率值(E)對噪聲值(N)的比值(E/N)，并根據(jù)該比值確定同相相加數(shù)。這樣就改善了可靠性。
也就是，根據(jù)圖3A中的電路，當(dāng)噪聲電平也很高時，即使接收信號的電平即刻指示峰值，它也能夠確定該峰值或許是歸于噪聲的分量。這使它能夠檢測具有較高精度的最佳同相相加數(shù)。
圖3B示出了同相相加數(shù)確定電路45配置的另一個實(shí)例。
圖3中的同相相加數(shù)確定電路45包括檢測噪聲的噪聲功率檢測電路72，得到接收信號功率值(E)對噪聲(N)功率值的比值(E/N)的E/N測量電路73，檢測時間軸上的E/N值的變化的變化檢測電路74，從E/N值和檢測的E/N值的時間變化中檢測最佳同相相加數(shù)的最佳相加數(shù)確定電路75。
圖3C示出了計算噪聲功率的方法。
也就是，在接收信號E1至E5的功率值中，大于閾值Vth(E2、E3和E4)的值被認(rèn)為是相當(dāng)于瑞克合成的每個路徑的接收信號的功率值。
然后，低于閾值Vth(E1和E5)的功率值平均，并視作噪聲功率(N)。
E/N值變化檢測電路74比較時間軸上的值E2/N、E3/N、E4/N。然后，最佳相加數(shù)確定電路75檢測最佳同相相加數(shù)(M)。
這樣，自適應(yīng)改變同相相加數(shù)就改善了路徑檢測精度(延遲輪廓測量的精度)。具體實(shí)例如下所述。
考慮如圖5所示的具有不同周期的兩個衰落信號。當(dāng)衰落具有相對于同相接收信號串(a至I)的長周期時，同相相加數(shù)被設(shè)置為N(=7)。
另一方面，當(dāng)衰落具有短周期時，同相相加數(shù)被設(shè)置為M(=2)，也就是，使用較小的同相相加數(shù)。
這就改善了數(shù)據(jù)的可靠性，形成了接收信號的功率計算的基礎(chǔ)。因此路徑檢測的精度得到了改善。
以上所述的本發(fā)明的特有處理的過程按圖4所示的流程圖進(jìn)行概述。
即，對全部塊執(zhí)行同相相加(步驟80)。
然后，在改變要相加的塊數(shù)的時候，對所有組合執(zhí)行塊之間的相加(步驟81)。
然后，根據(jù)每個相加結(jié)果執(zhí)行接收信號的功率計算。必要時，計算接收信號的功率值對噪聲功率值的比值(E/N)(步驟82)。
接著，通過比較功率值等，或者再考慮時間軸上的變化確定最佳同相相加數(shù)(M)(步驟83)。
然后，使用得到的最佳相加數(shù)執(zhí)行同相相加，計算接收信號的功率，隨后求平均值并測量延遲輪廓(步驟84)。
如上所述，本發(fā)明根據(jù)衰落的頻率自適應(yīng)地改變同步獲取處理中的I和Q分量的待相加的數(shù)據(jù)量。
這就避免了噪聲/干擾分量的峰值被錯誤地檢測為接收路徑。使得路徑檢測的精度(延遲輪廓測量)得到改善。
本發(fā)明不局限于上述的實(shí)施例，在不背離本發(fā)明的范圍的條件下，各種變化和修改都是可能的。
本發(fā)明以2000年3月24日提交的第2000-84368號日本專利申請為基礎(chǔ)，該申請的全部內(nèi)容作為參考而被特別引出。
權(quán)利要求
1．一種CDMA通信中的延遲輪廓建立方法，包括以下步驟對多個具有不同的待相加數(shù)據(jù)量的同相分量數(shù)據(jù)執(zhí)行相加，并獲取它們的各自相加結(jié)果的數(shù)據(jù)檢測接收信號的功率值，或者根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)檢測接收信號功率對噪聲功率的比值；和通過比較檢測的功率值或在所述比值的數(shù)值之間進(jìn)行比較或者通過檢測時間軸上的這些數(shù)值來確定最佳同相相加數(shù)，從而在當(dāng)前衰落情況下確定最佳同相相加數(shù)。
2．一種延遲輪廓測量方法，它接收包含已知碼元的CDMA信號，解擴(kuò)該信號，把多個連續(xù)的同相分量數(shù)據(jù)加起來，并使用相加結(jié)果和接收信號的計算功率測量延遲輪廓，該方法包括以下步驟把解擴(kuò)后的包含所述已知碼元的一部分?jǐn)?shù)據(jù)串分成n(n是2或大于2的自然數(shù))個塊；獲得由n個相加，比如一個分割的塊中包含的數(shù)據(jù)相加、2個塊中包含的數(shù)據(jù)相加、…、(n-1)個塊中包含的數(shù)據(jù)相加和n個塊中包含的數(shù)據(jù)相加而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；根據(jù)相加結(jié)果的數(shù)據(jù)計算接收信號的功率；在計算的接收信號的功率值之間進(jìn)行比較，從而自適應(yīng)地確定相加的塊數(shù)；和根據(jù)與確定的塊數(shù)對應(yīng)的接收信號的功率值來測量延遲輪廓。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的延遲輪廓測量方法，其中比較所計算的接收信號的所述n個功率值從而自適應(yīng)地確定要相加的塊數(shù)的步驟包括檢測所述n個接收功率的最大的一個和檢測與檢測的最大功率值相對應(yīng)的塊數(shù)的步驟。
4．根據(jù)權(quán)利要求2所述的延遲輪廓測量方法，其中比較所計算的接收信號的所述n個功率值從而自適應(yīng)地確定要相加的塊數(shù)的步驟包括檢測時間軸上的接收功率的所述n個功率值的變化的步驟。
5．根據(jù)權(quán)利要求2所述的延遲輪廓測量方法，其中比較所計算的接收信號的所述n個功率值從而自適應(yīng)地確定要相加的塊數(shù)的步驟包括得到所述接收信號的n個功率值中多個至少較高取樣值對噪聲功率的比值的步驟。
6．一種延遲輪廓測量電路，它接收包含已知碼元的CDMA信號，把解擴(kuò)后的多個連續(xù)的同相分量數(shù)據(jù)加起來，并使用相加結(jié)果和接收信號的計算功率測量延遲輪廓，該電路包括一個塊內(nèi)同相相加部分，把解擴(kuò)后的一部分包含所述已知碼元的數(shù)據(jù)串分成n(n是2或大于2的自然數(shù))個塊并把每個塊的同相數(shù)據(jù)加起來；一個塊間相加部分，執(zhí)行塊間的同相相加，從而獲得作為一個塊的同相相加結(jié)果、2個塊間的同相相加結(jié)果、…、(n-1)個塊間的同相相加結(jié)果和n個塊間的同相相加結(jié)果的n個相加結(jié)果的總和；一個塊內(nèi)相加數(shù)確定部分，根據(jù)所述塊間相加裝置輸出的所述n個相加結(jié)果的每個計算接收信號的功率值，在計算的接收信號的n個功率值之間進(jìn)行比較，從而自適應(yīng)地確定要相加的塊數(shù)；和一個延遲輪廓測量部分，根據(jù)在數(shù)目上與確定的塊數(shù)相對應(yīng)的同相數(shù)據(jù)的相加結(jié)果從計算的接收功率中測量延遲輪廓。
7．一種CDMA接收設(shè)備，接收包含已知比特的CDMA信號，包括一個解擴(kuò)接收信號的解擴(kuò)部分；一個塊內(nèi)同相相加部分，把解擴(kuò)后的一部分包含所述已知碼元的數(shù)據(jù)串分成n(n是2或大于2的自然數(shù))個塊并把每個塊的同相數(shù)據(jù)加起來；一個塊間相加部分，執(zhí)行塊間的同相相加，從而獲得作為一個塊的同相相加結(jié)果、2個塊間的同相相加結(jié)果、…、(n-1)個塊間的同相相加結(jié)果和n個塊間的同相相加結(jié)果的n個相加結(jié)果的總和；一個塊內(nèi)相加數(shù)確定部分，根據(jù)所述塊間相加裝置輸出的所述n個相加結(jié)果的每個計算接收信號的功率值，在計算的接收信號的n個功率值之間進(jìn)行比較，從而自適應(yīng)地確定要相加的塊數(shù)；一個延遲輪廓測量部分，根據(jù)在數(shù)目上與確定的塊數(shù)相對應(yīng)的同相數(shù)據(jù)的相加結(jié)果從計算的接收功率中測量延遲輪廓；路徑選擇部分，從所述延遲輪廓測量部分的輸出信號中檢測具有高功率值的較高數(shù)目樣值的路徑；和瑞克(RAKE)合成部分，按照與所述路徑選擇部分選擇的路徑相對應(yīng)的定時執(zhí)行解擴(kuò)，并執(zhí)行瑞克合成。
8．一種CDMA基站設(shè)備，包括權(quán)利要求7所述的CDMA接收設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明的CDMA通信延遲輪廓測量電路根據(jù)衰落的頻率自適應(yīng)地改變要進(jìn)行同相相加的數(shù)據(jù)量。包含導(dǎo)頻碼元的接收數(shù)據(jù)串被分成多個塊。因而,在逐漸改變待相加的塊數(shù)時,獲得了多個同相相加結(jié)果的數(shù)據(jù)。與每個相加結(jié)果的數(shù)據(jù)相對應(yīng)的接收信號的功率值被計算。通過比較這些功率值,計算最佳塊相加數(shù)。因而,根據(jù)所確定數(shù)目的塊中包含的數(shù)據(jù)獲得功率值。
文檔編號H04B1/707GK1315793SQ00136000
公開日2001年10月3日 申請日期2000年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月24日
發(fā)明者山田大輔 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社