專利名稱：多徑信號載波相位誤差估計裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于下行瑞克接收機多徑收信號相干解調(diào)的多徑收信號載波相
位誤差估計裝置，可大幅度提升瑞克接收機多徑分集接收的效率，提高多徑收信號的功 率利用率，屬于移動通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
使用瑞克接收機的CDMA手機收信設(shè)備是移動通信領(lǐng)域的高科技產(chǎn)品。多徑信 號載波相位誤差估計裝置這種高科技設(shè)備用于CDMA系統(tǒng)的下行瑞克接收機，能夠提高 碼分多址系統(tǒng)中下行信道多徑收信號功率利用率和接收機接收信噪比。雖然有許多資料 提到可以用傳統(tǒng)瑞克接收機實現(xiàn)載波相干解調(diào)，但據(jù)申請人調(diào)研，傳統(tǒng)下行瑞克接收機 普遍采用的"載波相干解調(diào)"實際上對多徑收信號而言是非完全相干的，由于收到的多 徑信號載波間存在相位差，收信機中恢復(fù)的一路相干載波CJt) = cosw^t只能與一徑收信 號載波S"t) = S^oswJ保持同步，這兩個信號間的相位差9為0，可實現(xiàn)相干解調(diào)，但
會導(dǎo)致在其它兩徑收信號的解調(diào)中引入它們各自的收信號載波與c"t)相位差e有關(guān)的
解調(diào)信號幅度損失、極性變化和干擾。當(dāng)其它一徑收信號載波S2(t) = S2cOSw2t與CJt) 存在相位差e時，已解調(diào)信號可簡單表示為S2cos e ，顯然相位差e將影響已解調(diào)信號 的極性和幅度。此相位差損失會使多徑收信號的功率利用率大幅下降，可將cose定義為 相干解調(diào)損耗因子。至今還沒有資料給出具體的實現(xiàn)多徑信號的完全相干解調(diào)，可消除 相干解調(diào)損耗因子cose影響的多徑信號載波相位誤差估計方法和相應(yīng)裝置的原理。該 方法與傳統(tǒng)瑞克接收機的方法相比，可以準(zhǔn)確的估計各路多徑收信號載波與本地載波的 相位誤差e，從而消除相干解調(diào)損耗因子cose的影響，大幅度提升瑞克接收機多徑分集
接收的效率，提高多徑收信號的功率利用率，由于該方法是在基帶實現(xiàn)多徑收信號載波 相位誤差估計，使它的可用性上升，應(yīng)用成本下降，使瑞克接收機的推廣成為可能。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對以上還沒有相關(guān)技術(shù)資料說明的 多徑信號載波相位誤差估計方法，提出一種我們首創(chuàng)的多徑收信號載波相位誤差估計裝 置，這種裝置可用于準(zhǔn)確的估計各路多徑信號載波與本地載波的相位誤差e ，消除相干
解調(diào)損耗因子cose帶來的不確定的影響，實現(xiàn)多徑收信號的相干解調(diào)，可以大大增加瑞
克接收機的可用性，提高了下行接收機的接收信噪比，大大改善了 CDMA系統(tǒng)的下行功
率利用率。
技術(shù)方案本發(fā)明的多徑信號載波相位誤差估計方法是根據(jù)多徑收信號表達(dá)
式、傳統(tǒng)瑞克接收機表達(dá)式，導(dǎo)出各路徑信號對應(yīng)的相位誤差跟蹤信號tge^ tge2、 tge3，在相位誤差跟蹤信號的控制下，經(jīng)過移相器調(diào)整本地相干載波的相位，使得本地 相干載波與收信號載波的相位誤差e趨向于零，恢復(fù)出分別與三路收信號的載波同步的 本地相干載波。QAM相干解調(diào)器在此處具備雙重功能，當(dāng)對應(yīng)路徑的相位誤差跟蹤信號tge不等于0時，移相器產(chǎn)生的本地載波信號與其對應(yīng)路徑收信號載波不同步，其QAM 相干解調(diào)器就相當(dāng)于一個正交下變頻器；當(dāng)對應(yīng)路徑相位誤差跟蹤信號tg e等于0時， 移相器產(chǎn)生的載波信號會與其對應(yīng)路徑載波收信號達(dá)到完全同步，所述QAM相干解調(diào)器 將會實現(xiàn)相干解調(diào)。QAM相干解調(diào)器的這兩種功能是互不干擾的。 多徑信號載波相位誤差估計裝置包括用于兩路基帶信號與多個本地PN序列相 乘的第十一乘法器、第十二乘法器、第十三乘法器、第十四乘法器、第十五乘法器、第 十六乘法器，用于分別對所述第十一乘法器、第十二乘法器、第十三乘法器輸出的基帶 信號進(jìn)行處理的第十一處理器、第十二處理器、第十三處理器，用于對所述處理器輸出 的基帶信號與相應(yīng)所述第十四乘法器、第十五乘法器、第十六乘法器輸出信號相乘的第 十七乘法器、第十八乘法器、第十九乘法器；第二十一QAM相干解調(diào)器解調(diào)出的U各 信號分別進(jìn)入所述第十一乘法器、第十二乘法器、第十三乘法器與對應(yīng)的第一本地PN序 列、第二本地PN序列和第三本地PN序列相乘，Qu路信號分別進(jìn)入所述第十四乘法器、 第十五乘法器、第十六乘法器與對應(yīng)第一本地PN序列、第二本地PN序列和第三本地 PN序列相乘，所述第十一乘法器、第十二乘法器、第十三乘法器的輸出端分別接所述第 十一處理器、第十二處理器、第十三處理器的輸入端，第十一處理器的輸出端與所述第 十四乘法器的輸出端接所述第十七乘法器的兩個輸入端，第十二處理器的輸出端與所述 第十五乘法器的輸出端接第十八乘法器的兩個輸入端，第十三處理器的輸出端與第十六 乘法器的輸出端接第十九乘法器的兩個輸入端，第十七乘法器、第十八乘法器和第十九
乘法器將分別輸出三路收信號載波的相位誤差跟蹤信號tg e p tg e 2和tg e 3，相位誤差跟 蹤信號tg e p tg e 2和tg e 3將送入所述多徑信號載波相位誤差估計裝置中的相干解調(diào)電 路。 所述相干解調(diào)電路中，三徑收信號的輸入信號SAD(t)分別送入第二i^一 QAM 相干解調(diào)器、第二十二QAM相干解調(diào)器、第二十三QAM相干解調(diào)器，分別與由第 二十四移相器、第二十五移相器、第二十六移相器產(chǎn)生的本地相干載波進(jìn)行相干解調(diào)， 第二十四移相器、第二十五移相器和第二十六移相器利用輸入的所述相位誤差跟蹤信號 tg^、 1§92和^93調(diào)整各路徑對應(yīng)本地相干載波的相位，使它們分別與對應(yīng)的收信號
載波同相；所述第二i^一 QAM相干解調(diào)器的兩路輸出信號Itl、 Qtl分別接第二十七延 時電路的兩路輸入端，所述第二十二QAM相干解調(diào)器的兩路輸出信號^、 (^2分別接第 二十八延時電路的兩路輸入端，延時控制信號Cdl接所述第二十七延時電路的控制信號輸 入端，延時控制信號Cd2接所述第二十八延時電路的控制信號輸入端，第二十七延時電路 的輸出信號It/和第二十八延時電路的輸出信號IJ分別接第二十一加法器的兩路輸入 端，第二十七延時電路的輸出信號Qt/和第二十八延時電路的輸出信號(^2'分別接第 二十二加法器的兩路輸入端，第二十三QAM相干解調(diào)器的輸出1 接第二十一加法器的另 一路輸入端，第二十三QAM相干解調(diào)器的輸出Qt3接所述第二十二加法器的另一路輸入 端，第二十一加法器的輸出端接解擾碼第二十三乘法器的一路輸入端，第二十二加法器 的輸出端接解擾碼第二十四乘法器的一路輸入端，第三本地PN序列PN^和PN^L分別輸 入所述第二十三乘法器和第二十四乘法器另外兩個輸入端進(jìn)行I路和Q路合并信號的解擾 碼。 利用QAM相干解調(diào)器實現(xiàn)相干解調(diào)時，若圖2中三個移相器最終產(chǎn)生的6路本地相干載波分別與三徑收信號載波同頻同相，據(jù)圖2可以給出
Itl = I^cos 9 2+I3cos 9 3+Q2sin e 2+Q3sin e 3 (1)
Qtl = Qi+C^cos 9 2+Q3cos 9 3-I2sin e 2-I3sin e 3 (2)
It2 = 12+1拜9 Acos 9 3+Qpin 9 ^C^sin 9 3 (3)
Qt2 = Q2+Q拜9 i+QsCOS 9 3-I丄sin e ^sin e 3 (4)
It3 = I3+IlCos 9 Acos 9 2+QiSin e ^(^sin e 2 (5)
Qt3 = Q3+QlCos 9 i+C^cos 9 2-I丄sin e ^sin e 2 (6) 由于可以用PNhl、 PN^和PN^判定Iu和Ie應(yīng)有的時延，因此可以在解擴(kuò)前完 成相加過程，其后再用PN^進(jìn)行解擴(kuò)?？梢杂妙愃频姆椒▽?dǎo)出Q路的接收部分，為避 免重復(fù)，此處略。 如果圖2中三個移相器產(chǎn)生的6路本地相干載波分別未與三徑收信號載波達(dá)到同 頻同相，其QAM相干解調(diào)器輸出為I = I拜9 Acos 9 2+I3cos 9 3+Q丄sin 9 i+C^sin 9 2+Q3sin 9 3 (7)
Q = QlCos 9 i+C^cos 9 2+Q3cos 9 3-I丄sin e ^sin e 2-I3sin e 3 (8)
然而，對I、 Q路輸出信號做如下處理得 L = PNI1L .1 = D"t)W"t)cos 9 i+PNnL .[I2cos 9 2+I3cos 9 3+Qpin e i+C^sin e 2+Q3sin Q3] (9)
I2 = PNI2L.I = D"t-tdi)W"t-tdi)cos 9 2+PNI2L . [I丄cos 9 Acos 9 3+Qpin 9 fC^sin 9 2+Q3sin 9 3]
(10)
I3 = PNI3L I = D"t-td廣td2)W"t-td廣td2)cos 9 3+PNI3L . [Lcos 9 i+^cos 9 2+Qpin 9 ^C^sin 9 3+Q2sin e 2] (11) 式子(9)中，由于PN肌與l2、 I3、 Q2和Q3中的短PN序列異步，所以這五 項信號無法解出，將表現(xiàn)為信號L中由多徑引入的CDMA自干擾噪聲，此項噪聲將會受 到乘法器后接低通濾波器的限制，此處為簡化框圖將對應(yīng)的低通濾波器略去。對于12和 13做類似的處理。PNI2L . Q = -I2sin e 2+PNI2L . [Q!cos 9 !+Q2COS 9 2+Q3cos 9 3-I!sin e 「1^11 e 3]
(12) 式子(12)中最后一項表現(xiàn)為噪聲，經(jīng)過低通濾波器后可以解出-I2sin 9 2。做類 似的處理同樣可以得到-IlSin 9 p -I3sin 9 3。 因此根據(jù)上述公式(7) (12)，可以導(dǎo)出收信號多徑載波相位誤差跟蹤信號產(chǎn)生 電路原理框圖見圖1。 有益效果由于該發(fā)明利用給出的多徑收信號相位誤差估計方法，準(zhǔn)確的估計
各路多徑收信號載波與本地相干載波的相位誤差e ，可以消除相干解調(diào)損耗因子cose帶
來的不確定的影響，實現(xiàn)多徑信號的相干解調(diào)，可以構(gòu)造出一種新型的多徑收信號載波
相干解調(diào)瑞克接收機，提高了下行接收端的接收信噪比，大大改善了CDMA系統(tǒng)的下行
5功率利用率。由于該多徑收信號相位誤差估計方法是在基帶實現(xiàn)，使它的可用性上升， 應(yīng)用成本下降。


圖1為多徑信號載波相位誤差估計裝置中的相位誤差跟蹤信號產(chǎn)生電路原理 圖。其中包括用于兩路基帶信號與多個本地PN序列相乘的第十一乘法器Mn、第十二 乘法器M『第十三乘法器M^、第十四乘法器Mm、第十五乘法器M^、第十六乘法器 M16，用于分別對所述第i^一乘法器Mn、第十二乘法器M『第十三乘法器M^輸出的 基帶信號進(jìn)行處理的第十一處理器ll、第十二處理器12、第十三處理器13，用于對所述 處理器輸出的基帶信號與相應(yīng)所述第十四乘法器MM、第十五乘法器M『第十六乘法器 Mw輸出信號相乘的第十七乘法器M『第十八乘法器M『第十九乘法器Mw。
圖2為多徑信號載波相位誤差估計裝置中的相干解調(diào)電路部分原理圖，其中包 括三個用于三徑收信號分離和相干解調(diào)的第二十一 QAM相干解調(diào)器21、第二十二 QAM 相干解調(diào)器22、第二十三QAM相干解調(diào)器23，三個利用相位誤差跟蹤信號恢復(fù)出與 三路徑收信號載波同步的本地相干載波的第二十四移相器24、第二十五移相器25、第 二十六移相器26，用于調(diào)整多徑時延的第二十七延時電路27、第二十八延時電路28， 用于I路三徑信號疊加的第二十一加法器M21，用于Q路三徑信號疊加的第二十二加法 器M^用于I路已合并信號解擾的第二十三乘法器M^用于Q路已合并信號解擾的第 二十四乘法器M24。
具體實施方式

實施例一 本實施例利用基帶信號產(chǎn)生多徑載波相位誤差跟蹤信號，實現(xiàn)相位誤差估計。 多徑信號載波相位誤差估計裝置中的相位誤差跟蹤信號產(chǎn)生電路原理圖見圖1。主要由下 列部分組成其中包括用于兩路基帶信號與多個本地PN序列相乘的第十一乘法器Mn、 第十二乘法器M『第十三乘法器M^、第十四乘法器Mm、第十五乘法器M『第十六乘 法器Mw，用于分別對所述第i^一乘法器Mn、第十二乘法器M『第十三乘法器M^輸出 的基帶信號進(jìn)行處理的第十一處理器ll、第十二處理器12、第十三處理器13，用于對所 述處理器輸出的基帶信號與相應(yīng)所述第十四乘法器MM、第十五乘法器M^、第十六乘法 器Mw輸出信號相乘的第十七乘法器M『第十八乘法器M『第十九乘法器Mw。
首先將所述圖2中第二i^一 QAM相干解調(diào)器21解調(diào)出的Itl路信號分別進(jìn)入 所述第i^一乘法器Mu、第十二乘法器M12和第十三乘法器M13與對應(yīng)的第一本地PN序
列PNhl、第二本地PN序列PN肌和第三本地PN序列PN!3l相乘，Qu路信號分別進(jìn)入
所述第十四乘法器M14、第十五乘法器M15和第十六乘法器M16與對應(yīng)的第一本地PN 序列PNhl、第二本地PN序列PN肌和第三本地PN序列PNI3l相乘，所述第i^一乘法 器Mn、第十二乘法器M12和第十三乘法器M13的輸出信號分別為I21cos 9 p I22cos 9 2、 I23cose3，所述第十四乘法器Mm、第十五乘法器M^和第十六乘法器Mw的輸出信號分 別為-I21sin e p -I22sin e 2、 -l23sin e 3。 所述第^^一乘法器Mu的輸出信號I21cos e!送入所
述第十一處理器ii，得到所述第十一處理器ii的輸出信號-i/Lcose"將所述第十一處理器11的輸出信號-l/I21cos e工與所述第十四乘法器M14的輸出信號-I21sin e工送至所述第 十七乘法器Mn中相乘，所述第十七乘法器Mu的輸出信號即為這路信號的相位誤差跟蹤 信號tg 9 p所述第十二乘法器M^和第十三乘法器M^的輸出信號經(jīng)過上述類似的處理過
程可得到其對應(yīng)的相位誤差跟蹤信號tg e 2和tg e 3。所述相位誤差跟蹤信號tg e p tg e 2
和tg e 3將送入所述多徑信號載波相位誤差估計裝置中的相干解調(diào)電路。
在多徑信號載波相位誤差估計裝置的相干解調(diào)電路中，將所述相位誤差跟蹤信
號tg^、 1§92和^93分別輸入圖2的第二十四移相器24、第二十四移相器25和第 二十四移相器26，經(jīng)過移動器調(diào)整本地相干載波的相位，使得本地相干載波與收信號載
波的相位誤差e趨向于零，恢復(fù)出分別與三路收信號的載波同步的本地相干載波，恢復(fù)
出的本地相干載波可用于在QAM相干解調(diào)器中實現(xiàn)多徑信號的載波分離，并分別解調(diào)出 三徑信號。所述第二十一QAM相干解調(diào)器21的兩路輸出信號^、 (^分別接第二十七延 時電路27的兩路輸入端，所述第二十二 QAM相干解調(diào)器22的兩路輸出信號It2、 Qt2分 別接第二十八延時電路28的兩路輸入端，延時控制信號Cdl接所述第二十七延時電路27 的控制信號輸入端，延時控制信號Cd2接所述第二十八延時電路28的控制信號輸入端， 所述第二十七延時電路27的輸出信號It/和所述第二十八延時電路28的輸出信號IJ分 別接第二十一加法器Ma的兩路輸入端，所述第二十七延時電路27的輸出信號Qt/和所 述延時電路28的輸出信號Qt2'分別接加法器M22的兩路輸入端，所述二十三QAM相干 解調(diào)器23的輸出It3接所述第二十一加法器M21的另一路輸入端，所述第二十三QAM相 干解調(diào)器23的輸出Qt3接所述第二十二加法器Ma的另一路輸入端，所述第二十一加法器 M21的輸出端接解擾碼第二十三乘法器M23的一路輸入端，所述第二十二加法器M22的輸 出端接解擾碼第二十四乘法器M24的一路輸入端，PN肌和PNQ2l分別輸入所述第二十三 乘法器M23和第二十四乘法器M24另外兩路輸入端進(jìn)行I路和Q路合并信號的解擾碼。
除上述實施例外，本專利還可以有其它實施方式。凡采用等同替換或等效變換 形成的技術(shù)方案，均落在本專利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種多徑信號載波相位誤差估計裝置，其特征在于該裝置包括用于兩路基帶信號與多個本地PN序列相乘的第十一乘法器(M11)、第十二乘法器(M12)、第十三乘法器(M13)、第十四乘法器(M14)、第十五乘法器(M15)、第十六乘法器(M16)，用于分別對所述第十一乘法器(M11)、第十二乘法器(M12)、第十三乘法器(M13)輸出的基帶信號進(jìn)行處理的第十一處理器(11)、第十二處理器(12)、第十三處理器(13)，用于對所述處理器輸出的基帶信號與相應(yīng)所述第十四乘法器(M14)、第十五乘法器(M15)、第十六乘法器(M16)輸出信號相乘的第十七乘法器(M17)、第十八乘法器(M18)、第十九乘法器(M19)；第二十一QAM相干解調(diào)器(21)解調(diào)出的It1路信號分別進(jìn)入所述第十一乘法器(M11)、第十二乘法器(M12)、第十三乘法器(M13)與對應(yīng)的第一本地PN序列(PNI1L)、第二本地PN序列(PNI2L)和第三本地PN序列(PNI3L)相乘，Qt1路信號分別進(jìn)入所述第十四乘法器(M14)、第十五乘法器(M15)、第十六乘法器(M16)與對應(yīng)第一本地PN序列(PNI1L)、第二本地PN序列(PNI2L)和第三本地PN序列(PNI3L)相乘，所述第十一乘法器(M11)、第十二乘法器(M12)、第十三乘法器(M13)的輸出端分別接所述第十一處理器(11)、第十二處理器(12)、第十三處理器(13)的輸入端，第十一處理器(11)的輸出端與所述第十四乘法器(M14)的輸出端接所述第十七乘法器(M17)的兩個輸入端，第十二處理器(12)的輸出端與所述第十五乘法器(M15)的輸出端接第十八乘法器(M18)的兩個輸入端，第十三處理器(13)的輸出端與第十六乘法器(M16)的輸出端接第十九乘法器(M19)的兩個輸入端，第十七乘法器(M17)、第十八乘法器(M18)和第十九乘法器(M19)將分別輸出三路收信號載波的相位誤差跟蹤信號tgθ1、tgθ2和tgθ3，相位誤差跟蹤信號tgθ1、tgω2和tgθ3將送入所述多徑信號載波相位誤差估計裝置中的相干解調(diào)電路。
2. 如權(quán)利要求1所述多徑信號載波相位誤差估計裝置，其特征在于所述相干解調(diào)電 路中，三徑收信號的輸入信號S^(t)分別送入第二十一QAM相干解調(diào)器(21)、第二十二 QAM相干解調(diào)器(22)、第二十三QAM相干解調(diào)器(23)，分別與由第二十四移相器(24)、 第二十五移相器(25)、第二十六移相器(26)產(chǎn)生的本地相干載波進(jìn)行相干解調(diào)，第二十四 移相器(24)、第二十五移相器(25)和第二十六移相器(26)利用輸入的所述相位誤差跟蹤信 號tg^、 1§92和^93調(diào)整各路徑對應(yīng)本地相干載波的相位，使它們分別與對應(yīng)的收信號 載波同相；所述第二十一QAM相干解調(diào)器(21)的兩路輸出信號L、 (^分別接第二十七 延時電路(27)的兩路輸入端，所述第二十二 QAM相干解調(diào)器(22)的兩路輸出信號It2、 Qt2分別接第二十八延時電路(28)的兩路輸入端，延時控制信號Cdl接所述第二十七延時 電路(27)的控制信號輸入端，延時控制信號Cd2接所述第二十八延時電路(28)的控制信 號輸入端，第二十七延時電路(27)的輸出信號It/和第二十八延時電路(28)的輸出信號 It2'分別接第二十一加法器(MJ的兩路輸入端，第二十七延時電路(27)的輸出信號Qt/ 和第二十八延時電路(28)的輸出信號QJ分別接第二十二加法器(M22)的兩路輸入端， 第二十三QAM相干解調(diào)器(23)的輸出It3接第二i^一加法器(M21)的另一路輸入端，第 二十三QAM相干解調(diào)器(23)的輸出Qt3接所述第二十二加法器(M22)的另一路輸入端， 第二十一加法器(M21)的輸出端接解擾碼第二十三乘法器(M23)的一路輸入端，第二十二 加法器(M22)的輸出端接解擾碼第二十四乘法器(M24)的一路輸入端，第三本地PN序列 PN13l和PNQ3l分別輸入所述第二十三乘法器(M23)和第二十四乘法器(M24)另外兩個輸入 端進(jìn)行I路和Q路合并信號的解擾碼。
全文摘要
多徑信號載波相位誤差估計裝置可用于下行瑞克接收機相干解調(diào)的實現(xiàn)。根據(jù)多徑收信號表達(dá)式可導(dǎo)出多徑收信號載波與本地載波相位誤差θ的表達(dá)式，后續(xù)說明書給出導(dǎo)出過程。利用這些表達(dá)式給出多徑收信號載波相位誤差估計裝置。該裝置將QAM相干解調(diào)器的輸出分別送到I路和Q路的六個乘法器，將三個I路乘法器的輸出送入三個處理器，再將它們輸出送入另外三個乘法器，與三個Q路乘法器的三路輸出分別相乘，即可得到各路徑信號的相位誤差跟蹤信號。相位誤差跟蹤信號控制移相器調(diào)整本地相干載波的相位，恢復(fù)出分別與三路收信號載波同步的本地相干載波，用于分別解調(diào)出三徑信號，最后再將三徑信號的I、Q路分別合并進(jìn)行解擾。
文檔編號H04B1/707GK101692617SQ20091003423
公開日2010年4月7日 申請日期2009年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月26日
發(fā)明者丁蔚, 傅海陽, 劉雄, 賈向東, 錢巍巍 申請人:南京郵電大學(xué)