專利名稱：一種用于碼分多址通信系統(tǒng)的多徑跟蹤方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)中的信號(hào)接收處理方法和裝置，特別涉及CDMA接收機(jī)系統(tǒng)中的多徑跟蹤方法和裝置。
背景技術(shù)：
與有線信道相比，無線信道環(huán)境較為惡劣，存在衰落、多徑等諸多干擾，因此無線通信系統(tǒng)的信號(hào)接收處理方法的合適與否一直是影響系統(tǒng)性能的決定因素。
所謂多徑傳輸現(xiàn)象，指的是從發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)經(jīng)過多條不同的傳輸路徑到達(dá)接收機(jī)，因此接收機(jī)將以不同的延時(shí)接收到衰落程度和相位不等的多條路徑的傳輸信號(hào)，這些多徑傳輸信號(hào)混合到達(dá)接收機(jī)時(shí)可造成多徑衰落現(xiàn)象。圖1和圖2分別示出了理想情況和實(shí)際情況下從某一發(fā)射機(jī)接收信號(hào)的延時(shí)功率譜，圖中的橫軸表示信號(hào)接收的時(shí)間，豎軸表示接收信號(hào)的能量或功率，各個(gè)箭頭101～106表示多徑信號(hào)在接收機(jī)上出現(xiàn)的時(shí)間以及功率。在實(shí)際系統(tǒng)中，由于碼長(zhǎng)、碼的非理想性、系統(tǒng)的非完全同步以及噪聲等因素的綜合影響，多徑信號(hào)在延時(shí)功率譜上并非如圖1所示的離散型豎線，而是如圖2所示能量隨時(shí)間變化的連續(xù)曲線。圖2中與圖1對(duì)應(yīng)的峰值位置附近仍然形成有信號(hào)峰，但是位置并非精確對(duì)應(yīng)，而且對(duì)于能量較小的104和106兩個(gè)峰，則幾乎無法辨別。另外，在以20標(biāo)示的位置上還出現(xiàn)一個(gè)由較高噪聲能量引起的虛假多徑信號(hào)。
盡管實(shí)際接收的多徑信號(hào)存在各種噪聲干擾，但是仍然包含了可以利用的信息，因此例如在CDMA系統(tǒng)中，接收機(jī)可以通過合并多徑信號(hào)來改善接收信號(hào)的信噪比。在CDMA接收機(jī)中一般采用RAKE接收技術(shù)，對(duì)時(shí)間間隔大于一個(gè)碼片的多徑信號(hào)進(jìn)行分集以及合并以獲得更好的接收性能。RAKE接收機(jī)一般由多徑搜索單元、多徑跟蹤單元/單元組、解擴(kuò)解擾單元/單元組、信道估計(jì)和補(bǔ)償單元和多徑合并單元組成。多徑搜索單元用于從輸入的基帶信號(hào)中確定屬于同一發(fā)射機(jī)或用戶的各個(gè)多徑信號(hào)的相對(duì)時(shí)間位置或相位，解擴(kuò)解擾單元/單元組則在多徑搜索單元確定的多徑位置上對(duì)信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)解擾處理以獲得各個(gè)多徑信號(hào)，多徑跟蹤單元對(duì)解擴(kuò)解擾單元/單元組的解擴(kuò)解擾位置作精細(xì)調(diào)節(jié)。由于各路多徑信號(hào)的衰落程度和相位不等，因此需由信道估計(jì)和補(bǔ)償單元對(duì)它們進(jìn)行信號(hào)補(bǔ)償和校正。最后，多徑合并單元將各個(gè)經(jīng)過補(bǔ)償?shù)亩鄰叫盘?hào)進(jìn)行合并以獲得具有較高信噪比的信號(hào)。
在上述RAKE接收機(jī)中，實(shí)際上采用了兩級(jí)同步方式，即首先進(jìn)行多徑搜索，獲得大范圍內(nèi)的各條多徑信號(hào)，然后進(jìn)行多徑跟蹤處理，對(duì)多徑搜索處理獲得的粗略位置進(jìn)行調(diào)整以確定精確的多徑位置并克服一個(gè)多徑搜索周期內(nèi)多徑峰位可能的移動(dòng)。因此，多徑搜索實(shí)際上是一種在大的時(shí)間范圍內(nèi)獲得多徑基本位置的粗同步技術(shù)，而多徑跟蹤是在小的時(shí)間范圍內(nèi)精確調(diào)制多徑相位的精細(xì)同步技術(shù)。
多徑跟蹤的原理基于碼相關(guān)函數(shù)關(guān)于多徑位置的對(duì)稱性質(zhì)，即該函數(shù)為相對(duì)于多徑位置的偶函數(shù)。圖3a和3b分別示出了理想情況和非理想情況下經(jīng)過解調(diào)處理得到的多徑位置功率譜，圖中的橫軸代表信號(hào)接收時(shí)間或多徑位置，縱軸代表多徑能量。如圖3a所示，在理想情況下，碼相關(guān)函數(shù)401的中心解調(diào)位置(或解調(diào)相位)與實(shí)際的多徑位置421嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)，因此經(jīng)過碼相關(guān)函數(shù)處理后，該位置上的解調(diào)能量取值最大，而對(duì)稱分布于中心解調(diào)位置兩側(cè)的解調(diào)位置411和431上的解調(diào)能量必定相等，以下將上述三個(gè)位置中解調(diào)能量取值最大的位置稱為中路位置，而將早于和遲于中路位置的解調(diào)位置分別稱為早路位置和遲路位置。但是如圖3b所示，在非理想情況下，碼相關(guān)函數(shù)402的中心解調(diào)位置向后偏離理想情況下的碼相關(guān)函數(shù)401′的中心解調(diào)位置，即偏離實(shí)際的多徑位置422，因此雖然位置422上的解調(diào)能量仍然最大，但是卻小于理想情況下的取值，而且對(duì)稱分布于該位置兩側(cè)的早路位置412和遲路位置432上的解調(diào)能量不相等，其中前者小于后者。顯然，如果碼相關(guān)函數(shù)402的中心解調(diào)位置向前偏離理想情況下的碼相關(guān)函數(shù)401′的中心解調(diào)位置，則早路位置412的解調(diào)能量將大于遲路位置432上的解調(diào)能量。由上可見，通過判斷早路位置能量與遲路位置能量的相對(duì)大小，可以確定出中路位置與實(shí)際多徑位置的相位關(guān)系并據(jù)此移動(dòng)碼相關(guān)函數(shù)，盡量使其中心解調(diào)位置對(duì)準(zhǔn)實(shí)際的多徑位置。
圖4為一種普通多徑跟蹤裝置的示意圖。如圖4所示，利用解調(diào)處理得到的早路位置信號(hào)、遲路位置信號(hào)以及中路位置信號(hào)分別輸入能量計(jì)算單元501～503以計(jì)算得到早路位置信號(hào)能量、遲路位置信號(hào)能量以及中路位置信號(hào)能量。能量計(jì)算單元501和502輸出的早路位置信號(hào)能量與遲路位置信號(hào)能量被送至求差單元5 1進(jìn)行減法運(yùn)算以獲得兩個(gè)位置信號(hào)的能量之差。求差單元51輸出的能量之差以及能量計(jì)算單元503輸出的中路位置信號(hào)能量分別被送至平滑單元521和522處理，由它們進(jìn)行平滑處理并送至閾值判決單元53。閾值單元53根據(jù)平滑單元521和522的輸出結(jié)果進(jìn)行判決并將判決結(jié)果反饋給解調(diào)單元以指示其調(diào)節(jié)中心解調(diào)位置。閾值判決單元53可采用各種判決規(guī)則來確定中心解調(diào)位置的移動(dòng)方向和大小。一種最簡(jiǎn)單的判決規(guī)則是，如果能量之差小于0(即早路位置信號(hào)能量小于遲路位置信號(hào)能量)，則指示解調(diào)單元使中心解調(diào)位置前移，如果能量之差大于0，則后移中心解調(diào)位置，如果等于0，則不移動(dòng)。
平滑單元521和522的主要功能是抑制普遍存在的噪聲對(duì)多徑跟蹤判決造成的的影響并對(duì)突發(fā)性大噪聲具有限制作用，一般采用線性濾波器實(shí)現(xiàn)，例如有限沖擊響應(yīng)(FIR)濾波器或者無限沖擊響應(yīng)(IIR)濾波器。最常用的是一階IIR濾波器，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。在該濾波器中，由乘法器61完成輸入能量與濾波器系數(shù)α的乘積運(yùn)算，由延時(shí)寄存器63對(duì)輸出能量進(jìn)行延時(shí)處理并由乘法器62將延時(shí)處理結(jié)果與系數(shù)(1-α)相乘，由加法器64將乘法器61和62的輸出結(jié)果相加作為輸出能量。濾波器系數(shù)α的取值決定了該濾波器的性能，如果系數(shù)α較大，則整個(gè)系統(tǒng)比較穩(wěn)定，誤判較低，但是多徑跟蹤時(shí)間也較長(zhǎng)；如果α系數(shù)較小，則系統(tǒng)反應(yīng)比較靈敏，多徑跟蹤時(shí)間也短，但是容易出現(xiàn)誤判。
在上述多徑跟蹤裝置中，閾值判決單元之前的各個(gè)單元均為線性單元，其信號(hào)檢測(cè)方法都是線性的。理論上已經(jīng)證明，線性信號(hào)檢測(cè)不可能使虛警概率(雖然待接收信號(hào)不存在或與本地序列不同步但是卻誤判為待接收信號(hào)存在或與本地序列同步的概率)和漏檢概率(雖然待接收信號(hào)存在或與本地序列同步但是卻誤判為待接收信號(hào)不存在或與本地序列不同步的概率)同時(shí)最小。因此在設(shè)計(jì)系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，就不得不在虛警概率與漏檢概率之間取折中，導(dǎo)致系統(tǒng)性能不十分理想。此外，線性系統(tǒng)的響應(yīng)速度與最終精度也是一個(gè)普遍存在的矛盾，即，不可能依靠線性信號(hào)檢測(cè)獲得既穩(wěn)定又快速的多徑位置跟蹤判決方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠穩(wěn)定、準(zhǔn)確和快速地完成多徑跟蹤處理的多徑跟蹤方法和裝置。
在按照本發(fā)明的用于碼分多址通信系統(tǒng)的多徑跟蹤方法中，所述通信系統(tǒng)內(nèi)的接收機(jī)通過多徑搜索處理獲得多徑位置并按照如下步驟跟蹤多徑搜索處理確定的多徑位置(1)對(duì)每個(gè)多徑位置多次重復(fù)進(jìn)行解調(diào)處理以得到該多徑位置的多個(gè)早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差値和多個(gè)中路位置信號(hào)的能量値，其中每次解調(diào)處理時(shí)的解調(diào)相位不變；(2)從所述多個(gè)能量差値中選取中間値作為該多徑位置上的早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差値中間値，并且對(duì)所述多個(gè)中路位置信號(hào)的能量値進(jìn)行濾波處理以得到該多徑位置上的濾波處理后中路位置信號(hào)能量値；以及(3)如果所述能量差値中間値與所述濾波處理后中路位置信號(hào)的能量値之比小于預(yù)先設(shè)定的閾值，則指示不需要調(diào)整解調(diào)相位，否則，當(dāng)所述能量差値中間値大于零時(shí)，指示使解調(diào)相位在時(shí)間上后移，當(dāng)所述能量差値中間値小于零時(shí)，指示使解調(diào)相位在時(shí)間上前移。
在按照本發(fā)明的用于碼分多址通信系統(tǒng)的多徑跟蹤裝置中，所述通信系統(tǒng)包括多徑搜索單元、解調(diào)單元和多徑跟蹤單元，解調(diào)單元對(duì)多徑搜索單元獲得的多徑位置進(jìn)行解調(diào)處理并輸出每個(gè)多徑位置的早路位置信號(hào)、中路位置信號(hào)和遲路位置信號(hào)，所述多徑跟蹤單元包括位置信號(hào)處理單元，用于計(jì)算所述解調(diào)單元輸出的早路位置信號(hào)、中路位置信號(hào)和遲路位置信號(hào)的能量并計(jì)算所述早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差值；能量平滑處理單元，用于從所述位置信號(hào)處理單元提供的多個(gè)屬于同一多徑位置的早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差値中選取中間値作為該多徑位置上的早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差値中間値，并對(duì)所述位置信號(hào)處理單元提供的所述多個(gè)屬于同一多徑位置的中路位置信號(hào)能量値進(jìn)行濾波處理以得到該多徑位置上的濾波處理后中路位置信號(hào)能量值，其中該多徑位置上的多個(gè)早路位置信號(hào)、中路位置信號(hào)和遲路位置信號(hào)由解調(diào)單元通過在相同的解調(diào)相位上進(jìn)行解調(diào)處理獲得；以及閾值判決單元，如果所述能量差値中間値與所述平滑處理后中路位置信號(hào)能量值之比小于預(yù)先設(shè)定的閾值，則所述閾值判決單元指示不需要調(diào)整解調(diào)相位，否則，所述閾值判決單元當(dāng)所述能量差値中間値大于零時(shí)指示使解調(diào)相位在時(shí)間上后移，當(dāng)所述能量差値中間値小于零時(shí)指示使解調(diào)相位在時(shí)間上前移。
在本發(fā)明的方法和裝置中，由于對(duì)多徑位置上的早路位置信號(hào)能量與遲路位置信號(hào)能量的差值采用中値濾波方式處理(即上述從多個(gè)差值中選取中間値的處理方式)，因此與現(xiàn)有技術(shù)的線性平滑處理方式相比，這種非線性方式可以有效地將延時(shí)功率譜中的噪聲信息濾除，因此降低了虛警概率和漏警概率。此外，本發(fā)明的方法和裝置可以縮短多徑跟蹤周期，增加對(duì)突然出現(xiàn)的多徑的適應(yīng)能力。最后，上述處理方式并未大幅度增加多徑跟蹤方法和裝置的復(fù)雜程度和系統(tǒng)開銷，因此實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)便而經(jīng)濟(jì)。


圖1為理想情況下無線接收信號(hào)的延時(shí)功率譜。
圖2為實(shí)際情況下無線接收信號(hào)的延時(shí)功率譜。
圖3a和3b分別示出了理想情況和非理想情況下經(jīng)過解調(diào)處理得到的多徑位置功率譜。
圖4為現(xiàn)有技術(shù)多徑跟蹤裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為一階無限沖擊響應(yīng)濾波器的示意圖。
圖6為按照本發(fā)明較佳實(shí)施例的多徑跟蹤方法的流程圖。
圖7為按照本發(fā)明較佳實(shí)施例的多徑跟蹤裝置的示意圖。
圖8為按照本發(fā)明較佳實(shí)施例的多徑搜索裝置的中值濾波器的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在實(shí)際系統(tǒng)的延時(shí)功率譜中，碼相關(guān)函數(shù)受到噪聲的污染，表現(xiàn)為在相關(guān)函數(shù)范圍內(nèi)，高斯白噪聲疊加在各個(gè)相位的信號(hào)上，因此當(dāng)早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)能量一致時(shí)，突發(fā)性高斯白噪聲的存在可能使得能量差値突發(fā)性地增加，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤地判定解調(diào)位置與多徑位置不一致，此即虛警判斷；而當(dāng)早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)能量不一致時(shí)，突發(fā)性高斯白噪聲的存在可能使得原本較大的能量差值減小，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤地判定解調(diào)位置與多徑位置一致，此即漏檢判斷?？梢姡咚拱自肼暤耐话l(fā)性較大值是造成錯(cuò)誤判決的主要原因。另外，這種高斯白噪聲的輸出值遵循高斯分布，出現(xiàn)較小噪聲値的概率較高，出現(xiàn)突發(fā)性大噪聲的概率較低。最后需要指出的是，由于發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間無線信道在一定時(shí)間間隔內(nèi)的變化不大，因此該間隔內(nèi)的延時(shí)功率譜可能會(huì)呈現(xiàn)大致的周期性結(jié)構(gòu)，即每個(gè)多徑位置等時(shí)地重復(fù)分布于功率譜的若干時(shí)刻上，并且每個(gè)多徑位置上的信號(hào)能量値將圍繞去除噪聲后的理想値隨機(jī)漲落。
基于上述分析，本發(fā)明的核心思想是，對(duì)于每個(gè)多徑位置，通過以一定時(shí)間間隔內(nèi)的多個(gè)早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差值為樣本并從中選取中間值作為該多徑位置上的能量差值中間値，可以克服突發(fā)性增大的高斯白噪聲的影響，從而有效地降低錯(cuò)誤判決概率。值得指出的是，這里所謂的中間値應(yīng)該理解為，如果樣本數(shù)量為奇數(shù)n，則對(duì)這些樣本按照大小順序排序并將其中的第(n+1)/2個(gè)樣本值作為中間値，而如果樣本數(shù)量為偶數(shù)n，則對(duì)這些樣本按照大小順序排序并將其中的第n/2或第(n/2+1)個(gè)樣本值作為中間値。
按照本發(fā)明的多徑跟蹤方法，首先在一段時(shí)間間隔內(nèi)利用上述碼相關(guān)函數(shù)對(duì)每個(gè)多徑位置多次重復(fù)進(jìn)行解調(diào)處理，其中每次解調(diào)處理時(shí)的解調(diào)相位是不變的。由此可得到該多徑位置上的多個(gè)早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差値和多個(gè)中路位置信號(hào)能量。
如上所述，由于噪聲的存在，這些差值構(gòu)成的樣本將圍繞理想値隨機(jī)漲落，顯而易見的是，這些樣本中的中間値應(yīng)該最為接近理想値，因此本發(fā)明的方法選取這樣的中間値作為一個(gè)多徑位置上的早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差値中間値，以下將這種差値獲取方式稱為中間値濾波處理方式。對(duì)于多徑位置的中路位置信號(hào)能量，同樣也會(huì)由于噪聲的存在而出現(xiàn)隨機(jī)漲落，因此也需要進(jìn)行能量平滑處理，從實(shí)現(xiàn)成本、性能等諸方面綜合考慮，比較好的是采用無限沖擊響應(yīng)濾波方式處理這些中路位置信號(hào)能量値構(gòu)成的樣本，但是也可以采用其它線性或非線性濾波處理方式。
在根據(jù)上述方式確定了多徑位置上的早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差値中間値和中路位置信號(hào)能量后，即可判斷是否需要調(diào)整解調(diào)相位。具體而言，如果該差值中間値與中路位置信號(hào)能量之比小于預(yù)先設(shè)定的閾值，則表明碼相關(guān)函數(shù)的中心解調(diào)位置與多徑位置基本上是對(duì)準(zhǔn)的，或者說中心解調(diào)位置的精確度符合系統(tǒng)要求，因此不需要調(diào)整解調(diào)相位，否則，即表明需要進(jìn)行解調(diào)相位調(diào)整。隨后可根據(jù)多徑位置上早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差値中間値確定解調(diào)相位的調(diào)整方向，當(dāng)能量差值中間値大于零時(shí)，應(yīng)使解調(diào)相位在時(shí)間上后移，而當(dāng)能量差値中間値小于零時(shí)，應(yīng)使解調(diào)相位在時(shí)間上前移。
以下借助圖6描述按照本發(fā)明方法的一個(gè)較佳實(shí)施例。如圖6所示，首先進(jìn)入步驟1，利用碼相關(guān)函數(shù)對(duì)基帶信號(hào)的某一多徑位置進(jìn)行處理以獲得該多徑位置的早路位置、遲路位置以及中路位置的解調(diào)信號(hào)。接著在步驟2計(jì)算早路位置、遲路位置以及中路位置解調(diào)信號(hào)的能量値。然后進(jìn)入步驟3，計(jì)算早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差值。
以下進(jìn)入對(duì)解調(diào)信號(hào)能量值進(jìn)行平滑處理的過程，平滑處理包括對(duì)早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差値進(jìn)行中值濾波處理和對(duì)中路位置信號(hào)能量値進(jìn)行無限沖擊響應(yīng)濾波處理。首先進(jìn)入步驟4.1，存儲(chǔ)步驟2計(jì)算得到的中路位置信號(hào)能量值和步驟3計(jì)算得到的能量差値，并且使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)遞增。接著在步驟4.2中，判斷計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值(也即當(dāng)前存儲(chǔ)的能量差値個(gè)數(shù)或中間位置信號(hào)能量值個(gè)數(shù))是否大于或等于預(yù)先確定的數(shù)值L，如果大于或等于L，則使計(jì)數(shù)器清零并進(jìn)入步驟4.3，否則返回步驟1。在步驟4.3中，對(duì)早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差值進(jìn)行中值濾波處理，即從存儲(chǔ)的L個(gè)能量差值中選取中間值作為早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差值中間値。隨后進(jìn)入步驟4.4，對(duì)存儲(chǔ)的L個(gè)中路位置信號(hào)能量値進(jìn)行無限沖擊響應(yīng)濾波處理以得到最終的中路位置信號(hào)能量値。
以下進(jìn)入閾值判決過程以判斷是否需要進(jìn)行解調(diào)相位調(diào)整并輸出解調(diào)相位調(diào)整信息。首先在步驟5.1中，判斷步驟4.3確定的能量差值中間値是否大于或等于中路位置信號(hào)能量値與預(yù)先設(shè)定閾值的乘積，如果小于乘積，則表明無需作解調(diào)相位調(diào)整，因此返回步驟1，繼續(xù)其它多徑位置的跟蹤處理，否則進(jìn)入步驟5.2。在步驟5.2中，判斷能量差値中間値是大于0還是小于0，如果大于0，則判斷當(dāng)前中路位置偏早，因此進(jìn)入步驟5.3，輸出解調(diào)位置后調(diào)信息；如果小于0，則判斷當(dāng)前中路位置偏遲，因此進(jìn)入步驟5.4，輸出解調(diào)位置前調(diào)信息。步驟5.3或5.4的處理完成后即返回步驟1。
值得指出的是，數(shù)值L和預(yù)先設(shè)定的閾值可通過仿真實(shí)驗(yàn)確定，并且如何確定這些數(shù)值不屬于本發(fā)明的發(fā)明范圍，因此不再贅述。
按照本發(fā)明，本發(fā)明的多徑跟蹤裝置包含位置信號(hào)處理單元、能量平滑處理單元和閾值判決單元，以下分別描述這些單元的工作原理。
CDMA RAKE接收機(jī)接收的基帶信號(hào)經(jīng)過解調(diào)處理后，每個(gè)多徑位置上獲得三個(gè)解調(diào)信號(hào)，即早路位置信號(hào)、中路位置信號(hào)和遲路位置信號(hào)。位置信號(hào)處理單元分別計(jì)算得到早路位置信號(hào)、中路位置信號(hào)和遲路位置信號(hào)的能量値并計(jì)算早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差值，這些計(jì)算結(jié)果被提供給能量平滑處理單元進(jìn)行能量平滑處理。
能量平滑處理單元對(duì)位置信號(hào)處理單元的輸出結(jié)果進(jìn)行平滑處理，包括對(duì)早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差値進(jìn)行中值濾波處理和對(duì)中路位置信號(hào)能量値進(jìn)行線性或非線性濾波處理。具體而言，能量平滑處理單元從位置信號(hào)處理單元提供的計(jì)算結(jié)果中挑選出屬于同一多徑位置并且解調(diào)相位相同的信號(hào)的多個(gè)能量差値，并從中選取中間値作為該多徑位置上的早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差値中間値以完成中値濾波處理；對(duì)于中路位置信號(hào)能量値，能量平滑處理單元也從位置信號(hào)處理單元提供的計(jì)算結(jié)果中挑選出屬于同一多徑位置并且解調(diào)相位相同的信號(hào)的多個(gè)中路位置信號(hào)能量值，并進(jìn)行線性或非線性濾波處理以得到平滑處理后的中路位置信號(hào)能量值。
閾值判決單元根據(jù)能量平滑處理后的能量差值中間値和中路位置信號(hào)能量值判斷所屬多徑位置的解調(diào)相位是否需要調(diào)整。具體而言，如果能量差値中間値與平滑處理后的中路位置信號(hào)能量值之比小于預(yù)先設(shè)定的閾值，則閾值判決單元指示不需要調(diào)整解調(diào)相位，否則，當(dāng)能量差値中間値大于零時(shí)，閾值判決單元輸出結(jié)果指示使解調(diào)相位在時(shí)間上后移，當(dāng)能量差値中間値小于零時(shí)，閾值判決單元輸出結(jié)果指示使解調(diào)相位在時(shí)間上前移。
以下借助圖7描述按照本發(fā)明多徑搜索裝置的一個(gè)較佳實(shí)施例。如圖7所示，解調(diào)單元通過處理基帶信號(hào)得到早路位置信號(hào)、遲路位置信號(hào)以及中路位置信號(hào)，這些信號(hào)被分別輸入能量計(jì)算單元501～503以計(jì)算早路位置信號(hào)、遲路位置信號(hào)以及中路位置信號(hào)的能量値。能量計(jì)算單元501和502計(jì)算的早路位置信號(hào)能量和遲路位置信號(hào)能量被輸出至求差單元51以獲得兩路位置信號(hào)的能量差値。由此可見，能量計(jì)算單元501～503以及求差單元51即構(gòu)成上述位置信號(hào)處理單元。
求差單元51計(jì)算的多個(gè)兩路位置信號(hào)能量差値被輸出至中值濾波器81進(jìn)行中値濾波處理以得到能量差值中間値，中値濾波的處理方式已在上面作了描述，因此此處不再贅述。能量計(jì)算單元503計(jì)算的中路位置信號(hào)能量値被送至α濾波器82進(jìn)行線性濾波處理。由此可見，中值濾波器81和α濾波器82即構(gòu)成能量平滑處理單元。
經(jīng)過中值濾波器81和α濾波器82平滑處理后的能量差值和能量值被送至閾值判決單元53，由閾值判決單元53進(jìn)行判決并輸出判決結(jié)果，其中判決方式如上所述，因此也不再贅述。
以下借助圖8描述上述中値濾波器的一種硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。如圖8所示，該中值濾波器由一個(gè)控制單元94、(L-1)個(gè)寫使能選擇器911～91(L-1)、與(L-1)個(gè)寫使能選擇器一一對(duì)應(yīng)的(L-1)個(gè)全雙工雙口RAM921-92(L-1)和一個(gè)選取中間值單元93組成。每個(gè)寫使能選擇器911～91(L-1)都包含輸出使能選擇信號(hào)的使能輸出端；每個(gè)全雙工雙口RAM921-92(L-1)的輸入端與上述求差單元51的串行輸出端相連，輸出端與選取中間值單元93相連以從多個(gè)能量差值中選取中間値，讀寫地址端口與控制單元94相連以按照單元94提供的地址進(jìn)行讀寫操作，讀寫控制端口與對(duì)應(yīng)的寫使能選擇器911～91(L-1)的使能輸出端相連。因此控制單元94一方面通過控制每個(gè)寫使能選擇器的使能狀態(tài)來選擇能量差值寫入的全雙工雙口RAM，另一方面通過每個(gè)全雙工雙口RAM的讀寫控制端口來控制其進(jìn)行讀寫操作的地址。選取中間值單元的輸入端包括一個(gè)與求差單元51串行輸出端直接相連的輸入端和與全雙工雙口RAM輸出端相連的(L-1)個(gè)輸入端，在控制單元94的控制下，選取中間值單元93對(duì)輸入的L個(gè)能量差值進(jìn)行選取中間值操作。
以下描述上述中間值濾波器的工作原理。當(dāng)求差單元51以串行方式逐個(gè)輸出能量差值時(shí)，控制單元94通過控制寫使能選擇器911～91(L-1)輸出端上的使能選擇信號(hào)來選取寫入當(dāng)前能量差值的全雙工雙口RAM922-92(L-1)，例如求差單元51輸出第1個(gè)能量差值時(shí)，如果要將其存儲(chǔ)在全雙工雙口RAM921中，則控制單元94使寫使能選擇器911輸出寫入使能輸出為1，其它寫使能選擇器的寫入使能輸出為0，與此同時(shí)，控制單元94通過全雙工雙口RAM921的讀寫地址端口輸入寫入地址，從而將第1個(gè)能量差值的數(shù)據(jù)寫入，該全雙工雙口RAM內(nèi)原先存儲(chǔ)的前次多徑跟蹤所用能量差值即被更新。除了最后一個(gè)能量差值，其它能量差值的寫入依此類推，不再贅述。對(duì)于最后一個(gè)能量差值，它被直接送入選取中間值單元93?？刂茊卧?4通過全雙工雙口RAM921-92(L-1)的讀寫地址端口輸入讀取地址，從而將RAM內(nèi)存儲(chǔ)的(L-1)個(gè)能量差值的數(shù)據(jù)讀取至選取中間值單元93。選取中間值單元93則根據(jù)直接從求差單元51輸入的能量差值數(shù)據(jù)和從RAM內(nèi)讀取的能量差值數(shù)據(jù)進(jìn)行中間值選取操作，從而完成中間值濾波以獲得能量差值中間値。
權(quán)利要求
1.一種用于碼分多址通信系統(tǒng)的多徑跟蹤方法，所述通信系統(tǒng)內(nèi)的接收機(jī)通過多徑搜索處理獲得多徑位置，其特征在于，所述接收機(jī)按照如下步驟跟蹤多徑搜索處理確定的多徑位置(1)對(duì)每個(gè)多徑位置多次重復(fù)進(jìn)行解調(diào)處理以得到該多徑位置的多個(gè)早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差値和多個(gè)中路位置信號(hào)的能量値，其中每次解調(diào)處理時(shí)的解調(diào)相位不變；(2)從所述多個(gè)能量差値中選取中間値作為該多徑位置上的早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差値中間値，并且對(duì)所述多個(gè)中路位置信號(hào)的能量値進(jìn)行濾波處理以得到該多徑位置上的濾波處理后中路位置信號(hào)能量値；以及(3)如果所述能量差値中間値與所述濾波處理后中路位置信號(hào)的能量値之比小于預(yù)先設(shè)定的閾值，則指示不需要調(diào)整解調(diào)相位，否則，當(dāng)所述能量差値中間値大于零時(shí)，指示使解調(diào)相位在時(shí)間上后移，當(dāng)所述能量差値中間値小于零時(shí)，指示使解調(diào)相位在時(shí)間上前移。
2.如權(quán)利要求1所述的多徑跟蹤方法，其特征在于，步驟(2)中通過無限沖擊響應(yīng)濾波器對(duì)所述多個(gè)中路位置信號(hào)的能量値進(jìn)行濾波處理。
3.一種用于碼分多址通信系統(tǒng)的多徑跟蹤裝置，所述通信系統(tǒng)包括多徑搜索單元、解調(diào)單元和多徑跟蹤單元，解調(diào)單元對(duì)多徑搜索單元獲得的多徑位置進(jìn)行解調(diào)處理并輸出每個(gè)多徑位置的早路位置信號(hào)、中路位置信號(hào)和遲路位置信號(hào)，其特征在于，所述多徑跟蹤單元包括位置信號(hào)處理單元，用于計(jì)算所述解調(diào)單元輸出的早路位置信號(hào)、中路位置信號(hào)和遲路位置信號(hào)的能量并計(jì)算所述早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差值；能量平滑處理單元，用于從所述位置信號(hào)處理單元提供的多個(gè)屬于同一多徑位置的早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差値中選取中間値作為該多徑位置上的早路位置信號(hào)與遲路位置信號(hào)的能量差値中間値，并對(duì)所述位置信號(hào)處理單元提供的所述多個(gè)屬于同一多徑位置的中路位置信號(hào)能量値進(jìn)行濾波處理以得到該多徑位置上的濾波處理后中路位置信號(hào)能量值，其中該多徑位置上的多個(gè)早路位置信號(hào)、中路位置信號(hào)和遲路位置信號(hào)由解調(diào)單元通過在相同的解調(diào)相位上進(jìn)行解調(diào)處理獲得；以及閾值判決單元，如果所述能量差値中間値與所述平滑處理后中路位置信號(hào)能量值之比小于預(yù)先設(shè)定的閾值，則所述閾值判決單元指示不需要調(diào)整解調(diào)相位，否則，所述閾值判決單元當(dāng)所述能量差値中間値大于零時(shí)指示使解調(diào)相位在時(shí)間上后移，當(dāng)所述能量差値中間値小于零時(shí)指示使解調(diào)相位在時(shí)間上前移。
4.如權(quán)利要求3所述的多徑跟蹤裝置，其特征在于，所述能量平滑處理單元包含對(duì)所述多個(gè)中路位置信號(hào)能量進(jìn)行濾波處理的一階無限沖擊響應(yīng)濾波器。
5.如權(quán)利要求3或4中任意一項(xiàng)所述的多徑跟蹤裝置，其特征在于，所述位置信號(hào)處理單元通過其輸出端以串行方式輸出L個(gè)所述能量差值，所述能量平滑處理單元包含對(duì)該L個(gè)能量差值進(jìn)行中値濾波處理的中值濾波器，其包含控制單元；(L-1)個(gè)寫使能選擇器，每個(gè)寫使能選擇器都具有在所述控制單元控制下輸出使能選擇信號(hào)的寫使能選擇器輸出端；與所述(L-1)個(gè)寫使能選擇器一一對(duì)應(yīng)的(L-1)個(gè)全雙工雙口RAM，每個(gè)全雙工雙口RAM包括與所述位置信號(hào)處理單元輸出端相連的全雙工雙口RAM輸入端；在所述控制單元控制下輸出其存儲(chǔ)的所述能量差值的全雙工雙口RAM輸出端；與對(duì)應(yīng)的所述寫使能選擇器輸出端相連的讀寫控制端口；以及與所述控制單元相連的讀寫地址端口；以及選取中間值單元，具有一個(gè)與所述位置信號(hào)處理單元輸出端直接相連的輸入端和與所述(L-1)個(gè)全雙工雙口RAM輸出端相連的(L-1)個(gè)輸入端，并且在所述控制單元的控制下對(duì)輸入的所述能量差值進(jìn)行選取中間值操作。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述控制單元通過控制每個(gè)寫使能選擇器的使能選擇信號(hào)來選擇寫入所述能量差值的全雙工雙口RAM，并且通過控制每個(gè)全雙工雙口RAM的讀寫地址端口來選擇對(duì)其進(jìn)行讀寫操作的地址。
全文摘要
本發(fā)明提供的多徑跟蹤方法和裝置首先對(duì)每個(gè)多徑位置多次重復(fù)進(jìn)行解調(diào)處理以得到該多徑位置的多個(gè)早路與遲路位置信號(hào)的能量差値和多個(gè)中路位置信號(hào)的能量値，其中每次解調(diào)處理時(shí)的解調(diào)相位不變；其次從多個(gè)能量差値中選取中間値作為能量差値中間値，并濾波處理多個(gè)中路位置信號(hào)的能量値以得到濾波處理后的能量値；如果能量差値中間値與濾波處理后中路位置信號(hào)的能量値之比小于預(yù)先設(shè)定的閾值，則指示不需要調(diào)整解調(diào)相位，否則，當(dāng)能量差値中間値大于零時(shí)，指示使解調(diào)相位在時(shí)間上后移，當(dāng)小于零時(shí)，指示使解調(diào)相位在時(shí)間上前移。由于采用中値濾波這種非線性方式，所以可有效地將延時(shí)功率譜中的噪聲信息濾除，降低了虛警概率和漏警概率，縮短了多徑跟蹤周期。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1501609SQ0214529
公開日2004年6月2日 申請(qǐng)日期2002年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月15日
發(fā)明者吳濤, 濤 吳 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司