專利名稱：通過使用多級相關器來檢測具有頻偏的導頻信號的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及所接收的碼分多址(“CDMA”)信號的處理。
背景技術：
本部分意欲向讀者介紹可能與下面說明和/或要求保護的本發(fā)明的各個方面相關聯(lián)的技術的各個方面。本討論相信有益于向讀者提供便于更好地理解本發(fā)明的各個方面的背景信息。因此，應當明白，要從這個方面來閱讀這些陳述，而不是作為現有技術的許可范圍。
無線通信設備的制造商在設計無線系統(tǒng)時具有較寬范圍的可選擇的傳輸技術。一些例證的技術包括時分多址(“TDMA”)、碼分多址(“CDMA”)等。通常使用直接序列擴頻技術來實現的CDMA在包括蜂窩電話等的通信系統(tǒng)中非常普遍。
在CDMA系統(tǒng)中，向在語音或數據信號中的所有語音比特分配代碼或碼元。所述碼元在頻譜上被編碼，并且被發(fā)送到接收器。當接收到編碼的CDMA碼元時，它們被解碼和重新組合成表示原始語音信號的信號。
在處理所接收的CDMA信號中，在存在頻率偏移的情況下可能難于檢測長碼元。因為在存在頻率偏移的情況下構成碼元的碼片(每個碼片等于在擴頻碼中的一個比特)可能趨向于旋轉，因此有可能碼片在一個碼元的完整周期期間完全地圍繞復平面旋轉。當此發(fā)生時，所述碼片可以破壞地組合以產生很小的相關峰值。一種解決這個問題的方法可以是在硬件中實現頻率同步塊，但是這樣的解決方案可能不合需要地昂貴，以便能夠承受較大的頻率偏移。在缺少更昂貴的硬件解決方案的情況下，在存在相對小的頻率偏移的情況下，接收器可能僅僅能夠檢測長碼元。期望有一種在存在較高的頻率偏移的情況下檢測長碼元的改進方法和裝置。

發(fā)明內容
所公開的實施例涉及一種用于在無線通信系統(tǒng)中執(zhí)行導頻同步操作的方法和裝置。所述系統(tǒng)可以包含多個滑動相關器，每個接收所接收的相關序列的一部分，并且提供部分相關輸出。絕對值塊可以獲得每個部分相關輸出的絕對值。電路可以組合每個所述部分相關輸出的絕對值以形成相關輸出。


在附圖中圖1是可以采用本發(fā)明的實施例的例證CDMA接收器的方框圖；以及圖2是圖解按照本發(fā)明的一個實施例的小區(qū)搜索塊的圖。
具體實施例方式
下面將說明本發(fā)明的一個或多個特定實施例。為了提供這些實施例的簡潔說明，在說明書中并不描述實際實現方式的全部特征。應當明白，在任何這樣的實際實現方式的開發(fā)中，像在任何工程或設計項目中那樣，可以進行多種實現方式專用的判定以實現開發(fā)者的特定目標，諸如符合系統(tǒng)相關聯(lián)和商務相關聯(lián)的限制，所述限制可能在不同的實現方式之間不同。而且，應當明白，這樣的開發(fā)努力可能復雜并且耗時，但是對于受益于本公開的技術人員來說，不過是設計、制作和制造的例行工作。
圖1是其中可以采用本發(fā)明的實施例的例證CDMA接收器的方框圖。所述CDMA接收器總的由附圖標號10表示。在模擬CDMA信號被接收到之后，它被模數轉換器12轉換成數字信號。模數轉換器12的數字輸出被提供到匹配濾波器14。所述匹配濾波器14具有與發(fā)送脈沖整形濾波器匹配的響應，并且所述匹配濾波器14用于對模數轉換器12的輸出濾波。
匹配濾波器14的輸出被提供到分接延遲線16，分接延遲線16向各個接收器部件提供輸出。分接延遲線16的各個抽頭可以被調整來同步CDMA接收器10的操作。
來自分接延遲線16的一個輸出被提供到小區(qū)搜索塊18，小區(qū)搜索塊可以被實現在符合第三代(“3G”)無線通信標準的多個接收器中，以將諸如蜂窩電話的移動終端與基站同步，所述第三代(“3G”)無線通信標準諸如通用移動電信系統(tǒng)(“UMTS”)寬帶碼分多址(“WCDMA”)標準，所述標準在此通過引用而被并入。當用戶的電話被首次接通時或者當丟失了與基站的同步(例如在通過一個通道后)時，小區(qū)搜索塊18可以執(zhí)行同步。
在UMTS WCDMA標準中，主同步信道(“SCH”)和公共導頻信道(“CPICH”)都具有256碼片的碼元長度。所述主SCH信道是稀疏信道(sparsechannel)，它僅僅在每個2569碼片的時隙的前256個碼片期間包含數據。對于在幀中的每個時隙重復同一數據，并且所有的幀承載同一主SCH信道。另外，在WCDMA系統(tǒng)中的所有小區(qū)發(fā)送相同的主SCH信道。一旦移動終端獲得主SCH信道，則接收器將已經實現碼片、碼元和時隙同步。但是，因為主SCH在每個時隙中包含相同的數據，因此它不能用于實現幀同步，這是因為在一個幀中的所有時隙是相同的，因此它們不能用于確定幀開始的位置。
在UMTS系統(tǒng)中，輔助SCH信道對于每個小區(qū)不同，并且其目的是幫助接收器獲得幀同步以及了解在當前小區(qū)中使用的加擾碼組。像主SCH信道那樣，在每個時隙的前256個碼片期間也僅僅發(fā)送輔助SCH信道。一個幀的每個時隙包含輔助同步碼(“SSC”)。存在總共16個可能的SSC。這些SSC具有復數值，并且它們是基于Hadamard序列的。
CPICH是包括由當前小區(qū)的加擾碼加擾的已知訓練序列的連續(xù)下行鏈路導頻信號。所使用的訓練序列是常數1+j。和SCH信道不同，CPICH是在每個幀的整個持續(xù)時間發(fā)送的連續(xù)信號。一旦確定了正確的加擾碼組，則接收器可以使用在給定的碼組中的8個不同的加擾碼之一來與CPICH相關聯(lián)，以便得到當前小區(qū)的正確加擾碼。
小區(qū)搜索塊18執(zhí)行至少兩個功能。首先，它獲取主SCH信道以實現時隙同步。一個UMTS幀(具有10毫秒的持續(xù)時間)包含38400個碼片。所述幀由15個時隙構成，每個具有2560個碼片的長度。在小區(qū)搜索塊18獲得時隙同步后，CDMA接收器10了解了時隙邊界，但是它不知道幀何時開始。其次，小區(qū)搜索塊18然后獲取輔助SCH信道，以便實現幀同步。
同時，輔助SCH信道的獲取唯一地確定正在發(fā)送哪個下行鏈路加擾碼組。每個多碼組包含8個可能的加擾碼，并且所述塊與每個相關聯(lián)以確定哪個具有最高的峰值(因此具有被發(fā)送的最大可能性)。一旦確定，則在CDMA接收器10中的其他塊可以通過使用這個加擾碼來調諧到基站。下面參照圖2來更詳細地說明小區(qū)搜索塊18的操作。
分接延遲線16向搜索塊20提供第二輸出。加擾碼產生器26也向搜索塊20提供信號。所述搜索塊20將所接收的采樣與加擾碼的不同的延遲版本相關聯(lián)。通過監(jiān)控在加擾碼的不同偏移的相關輸出，所述塊搜索用于表示接收器可以從其接收數據的多徑信號的峰值。
在CDMA接收器10中可以包括N個手指電路(finger circuit)22、24。所述手指電路22、24可以從分接延遲線16、加擾碼產生器26和擴頻碼產生器28接收輸入。在諸如由UMTS所要求的擴頻CDMA系統(tǒng)中，數據比特被用于調制不同長度的擴展碼。如果一個比特被調制到長度為256的擴展碼上，則數據率將會低(這是因為它占用了256個碼片來發(fā)送一個比特)，但是處理增益將會高(這是因為來自與長度為256的序列的相關的相關增益)。如果一個比特被調制到長度為4的擴展碼上，則數據率將會高(這是因為每四個碼片可以發(fā)送一個比特)，但是處理增益將會低(這是因為不存在太多的來自與短的四個碼片序列的相關的相關增益)。
手指電路22、24的每個可以下降到由搜索塊20得到的峰值。每個手指電路22、24可以包含相關器，所述相關器將所接收的采樣與加擾碼相關聯(lián)。手指電路22、24可以去擴頻數據。
手指電路22、24的輸出被提供到最大比率組合器(“MRC”)30。MRC 30從每個手指(對應于同一下行鏈路發(fā)送信號的不同多徑版本)獲得采樣，通過它們的導頻來旋轉它們以對齊信號的相位，并且將它們相加在一起以形成將由CDMA接收器10處理的所發(fā)送碼元的估計值。
小區(qū)搜索塊18、搜索塊20和MRC 30的輸出可以被提供到嵌入處理器(未示出)以進一步處理。如上所述，圖2還圖解了小區(qū)搜索塊18的操作。
圖2是圖解按照本發(fā)明的一個實施例的小區(qū)搜索塊的圖。所述小區(qū)搜索塊電路總的被表示為附圖標號100。為了說明，假定小區(qū)搜索塊正試圖與包括N個采樣的所存儲采樣序列相關聯(lián)。
在碼元周期長并且頻率偏移大的情況下，小區(qū)搜索塊電路100可以通過識別在所接收的CDMA數據中的導頻信道來改善移動CDMA接收器的性能以與基站同步。小區(qū)搜索塊電路100通過下述方式來操作通過將相關分解為幾個較短的相關，并且然后通過將相關輸出的絕對值求和來非相關地(non-coherently)組合所述較短相關的輸出。當存在較大的頻率偏移(例如10kHz)時，諸如主SCH信道和輔助SCH信道之類的導頻信道很難通過使用通常的相關來檢測。但是，可以采用本發(fā)明的實施例來容易地獲取導頻信道。
通過將相關周期劃分為N個較短的周期，碼片在相關間隔期間將不旋轉同樣多，這將防止碼片被破壞性地組合。當存在頻率偏移時，絕對值的和將因此形成比通常的相關更強的相關峰值。
通過滑動相關器102來接收采樣輸入。所接收的采樣的多個部分被提供到附加的滑動相關器106、110和114。舉例而言，圖2中圖解了四個滑動相關器。本領域技術人員將明白，有可能使用更多或更少的滑動相關器級。所采用的滑動相關器級的數量依賴于預期的頻率偏移的程度。較大的頻率偏移可能需要更多的級。
滑動相關器102試圖將它接收的N/4采樣與對應于目標序列的第一部分的所存儲的序列104相關聯(lián)。類似地，滑動相關器106將它接收的N/4采樣與對應于目標序列的第二部分的所存儲的序列108相關聯(lián)?；瑒酉嚓P器110和114分別將它們接收的N/4采樣與所存儲的序列112(它對應于目標序列的第三部分)和所存儲的序列116(它對應于目標序列的第四部分)相關聯(lián)。
可以被稱為部分相關輸出的、滑動相關器102、106、110和114的輸出被分別提供到絕對值塊118、120、122和124。絕對值塊118、120、122和124的輸出被提供到求和電路126，所述求和電路126將它們組合為相關輸出。本發(fā)明產生相關輸出，所述相關輸出具有便利諸如主SCH和輔助SCH導頻信道之類的導頻信道的識別的相關峰值。當已經識別了導頻信道時，接收器10的定時可以被改變以便利所接收信號的精確處理。
雖然本發(fā)明可能容易受到各種修改和替換形式的影響，但是特定實施例已經通過在附圖中的示例而被示出，并且將在此詳細地被說明。但是，應當理解，本發(fā)明不意欲限于所公開的特定形式。而是，本發(fā)明將涵蓋落入由所附權利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內的所有修改、等同者和替代者。
權利要求
1.一種用于在無線通信系統(tǒng)中執(zhí)行導頻同步操作的裝置(100)，所述裝置包括多個滑動相關器(102，106，110，114)，每個接收所接收的相關序列的一部分，并且提供部分相關輸出；絕對值塊(118-124)，其獲得每個部分相關輸出的絕對值；以及用于將所述部分相關輸出的每個的絕對值組合以形成相關輸出的電路(126)。
2.按照權利要求1的裝置(100)，其中，所述多個滑動相關器(102，106，110，114)的每個接收所存儲的相關序列的一部分(104，108，112，116)以用于與所接收的相關序列的一部分相比較。
3.按照權利要求1的裝置(100)，其中，所述相關輸出包括相關峰值。
4.按照權利要求3的裝置(100)，其中，所述相關峰值對應于主SCH信道。
5.按照權利要求3的裝置(100)，其中，所述相關峰值對應于輔助SCH信道。
6.按照權利要求1的裝置(100)，其中，所述裝置(100)包括碼分多址接收器的一部分。
7.按照權利要求1的裝置(100)，其中，所述裝置(100)包括符合通用移動電信系統(tǒng)(“UMTS”)寬帶碼分多址(“WCDMA”)標準的接收器的一部分。
8.按照權利要求1的裝置(100)，其中，所述裝置(100)包括小區(qū)搜索塊的至少一部分。
9.一種碼分多址(“CDMA”)接收器，包括模數轉換器(12)，用于接收CDMA信號，并且將所述CDMA信號轉換為數字信號；匹配濾波器(14)，用于將數字信號濾波以產生濾波數字信號；分接延遲線(16)，用于接收濾波數字信號，并且產生被延遲的濾波數字信號；以及小區(qū)搜索塊，包括多個滑動相關器(102，106，110，114)，每個接收所述被延遲的濾波數字信號的至少一部分，并且提供部分相關輸出；絕對值塊(118-124)，其獲得每個部分相關輸出的絕對值；以及用于將所述部分相關輸出的每個的絕對值組合以形成相關輸出的電路(126)。
10.按照權利要求9的CDMA接收器，其中，所述多個滑動相關器(102，106，110，114)的每個接收所存儲的相關序列的一部分(104，108，112，116)以用于與所接收的相關序列的一部分相比較。
11.按照權利要求9的CDMA接收器，其中，所述相關輸出包括相關峰值。
12.按照權利要求11的CDMA接收器，其中，所述相關峰值對應于主SCH信道。
13.按照權利要求11的CDMA接收器，其中，所述相關峰值對應于輔助SCH信道。
14.按照權利要求9的CDMA接收器，其中，所述裝置包括碼分多址接收器的一部分。
15.按照權利要求9的CDMA接收器，其中，所述CDMA接收器符合通用移動電信系統(tǒng)(“UMTS”)寬帶碼分多址(“WCDMA”)標準。
16.一種用于在無線通信系統(tǒng)中形成相關輸出的方法，所述方法包括接收相關序列以產生所接收的相關序列；將所接收的相關序列劃分為多個部分相關序列；將每個部分相關序列與所存儲的相關序列的一部分相比較；根據將每個部分相關序列與對應的所存儲相關序列的比較來產生部分相關輸出；確定每個部分相關輸出的絕對值；以及組合所述部分相關輸出的每個的絕對值以形成相關輸出。
17.按照權利要求16的方法，包括識別在相關輸出中的相關峰值。
18.按照權利要求17的方法，包括根據相關峰值來識別主SCH信道。
19.按照權利要求17的方法，包括根據相關峰值來識別輔助SCH信道。
20.按照權利要求16的方法，其中，以所陳述的順序來執(zhí)行所陳述的行為。
全文摘要
所公開的實施例涉及一種用于在無線通信系統(tǒng)中執(zhí)行導頻同步操作的方法和裝置。所述系統(tǒng)可以包含多個滑動相關器(102，106，110，114)，每個接收所接收的相關序列的一部分，并且提供部分相關輸出。絕對值塊(118－124)可以獲得每個部分相關輸出的絕對值。電路(126)可以將所述部分相關輸出的每個的絕對值組合以形成相關輸出。
文檔編號H04B1/707GK1947347SQ200480017564
公開日2007年4月11日 申請日期2004年7月1日 優(yōu)先權日2003年7月2日
發(fā)明者路易斯·R·利特溫, 奧爾頓·S·基爾, 高文 申請人:湯姆森特許公司