專利名稱：根據(jù)運(yùn)動速度控制通信的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在移動通信系統(tǒng)中根據(jù)可估計(jì)的移動臺運(yùn)動速度將基站通信設(shè)備參數(shù)設(shè)置為最佳值的通信控制設(shè)備和方法。
歷來，就移動通信系統(tǒng)中的信道多路復(fù)用方法而言，業(yè)已開發(fā)了時(shí)分多址(TDMA)系統(tǒng)、頻分多址(FDMA)系統(tǒng)等。然而，希望開發(fā)一種能更有效地利用頻率的方法，因此直接序列碼分多址(DS-CDMA)系統(tǒng)由于可提供大量通信服務(wù)而特別具有發(fā)展前途。
DS-CDMA系統(tǒng)是一種擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，在發(fā)送方，數(shù)據(jù)信號以擴(kuò)展的頻譜發(fā)送，多個(gè)信道使用相同的頻率，但對于每個(gè)信道數(shù)據(jù)信號乘了一個(gè)獨(dú)立的寬帶擴(kuò)頻碼。在接收方，對于每個(gè)信道通過將接收信號乘以相同的擴(kuò)頻碼來恢復(fù)數(shù)據(jù)信號。在接收方乘以擴(kuò)頻碼的處理稱為解擴(kuò)。在這種DS-CDMA系統(tǒng)用于移動通信時(shí)，搜索功能、發(fā)射功率控制功能、相干檢測功能等都是必不可少的。
搜索功能是指檢測傳輸路徑和為解擴(kuò)進(jìn)行定時(shí)的解擴(kuò)碼定時(shí)的功能。發(fā)射功率控制功能是指為了克服由于移動臺與基站之間距離不同而引起的距離問題和由于多路徑而引起的瞬時(shí)起伏(衰落)而修改發(fā)射功率的功能。相干檢測功能是指為了以較低的發(fā)射功率達(dá)到所要求的比特差錯(cuò)率(BER)在發(fā)送時(shí)在數(shù)據(jù)信號上再添加一個(gè)導(dǎo)頻信號和在接收時(shí)執(zhí)行相干檢測的功能。
在移動通信中，要求在各種動態(tài)變化的環(huán)境中，如移動臺可能從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)為高速運(yùn)動狀態(tài)、從市區(qū)環(huán)境轉(zhuǎn)到郊區(qū)環(huán)境之類，都能進(jìn)行穩(wěn)定可靠的通信。特別是在具有通過多條傳輸路徑的反射波和延遲波的多路徑環(huán)境中，抗干擾是必不可少的，因?yàn)檫@種多路徑干擾會導(dǎo)致衰落(瞬時(shí)值起伏)。在DS-CDMA系統(tǒng)中，上述各種功能也需要有有效的抗衰落措施配合。
然而，在利用DS-CDMA系統(tǒng)的移動通信中存在下面一些問題。
一般說來，雖然對于通信設(shè)備的各個(gè)單元對抗通信期間出現(xiàn)的衰落而言一些參數(shù)具有最佳值，但并不是每個(gè)參數(shù)始終是能設(shè)置為最佳值的，這是因?yàn)樗ヂ涞钠鸱俣?或稱為衰落節(jié)距fading pitch)隨移動臺的運(yùn)動速度而改變。因此，在參數(shù)沒有最佳化的情況下，接收特性就會變差，從而使信道容量減小。
由于如上所述，DS-CDMA系統(tǒng)具有搜索功能、發(fā)射功率控制功能、相干檢測功能等，因此必需對這些功能的參數(shù)進(jìn)行修正，以減小衰落對接收信號的影響。
本發(fā)明的目的是提供一種在利用DS-CDMA的移動通信中將通信設(shè)備的每個(gè)參數(shù)設(shè)置為最佳值的通信控制設(shè)備和方法。
本發(fā)明的通信控制設(shè)備包括一個(gè)速度估計(jì)單元和一個(gè)修正單元，用來控制在發(fā)送臺和接收臺之間移動通信的一些參數(shù)。
速度估計(jì)單元估計(jì)出發(fā)送臺或移動臺的運(yùn)動速度，輸出與所估計(jì)的運(yùn)動速度相應(yīng)的控制信號。修正單元根據(jù)這個(gè)控制信號對參數(shù)的值進(jìn)行修正。
移動通信中的基站和移動臺都可以相應(yīng)為發(fā)送臺或接收臺。例如，速度估計(jì)單元利用接收臺向發(fā)送臺發(fā)送的發(fā)射功率控制命令估計(jì)出接收臺的運(yùn)動速度，以及利用在接收臺產(chǎn)生的有用信號功率估計(jì)出發(fā)送臺的運(yùn)動速度。實(shí)際上，由于無論是基站還是移動臺都具有發(fā)送臺和接收臺兩種功能，因此無論是基站還是移動臺都能利用發(fā)射功率控制命令或有用信號功率估計(jì)出對方的運(yùn)動速度。
修正單元根據(jù)速度估計(jì)單元輸出的控制信號改變設(shè)備的作為發(fā)送臺和接收臺的各種參數(shù)。這些參數(shù)包括檢測擴(kuò)頻信號解擴(kuò)定時(shí)的搜索操作的頻率，搜索操作中接收相關(guān)值的累加頻率，相干檢測中所用的導(dǎo)頻信號的數(shù)目和加權(quán)系數(shù)，無效路徑檢測中觀察信號的觀察長度，發(fā)射功率控制中功率值的調(diào)整幅度和修正頻率等。通過根據(jù)控制信號控制這些參數(shù)就能按照運(yùn)動速度控制通信，從而改善接收臺的接收特征。
在本說明的附圖中

圖1示出了本發(fā)明的通信控制設(shè)備的原理；
圖2示出了發(fā)射機(jī)的原理；圖3示出了第一種接收機(jī)的原理；圖4示出了第一種搜索器的配置；圖5示出了匹配濾波器的配置；圖6示出了一種擴(kuò)頻碼；圖7示出了一些相關(guān)值的峰值；圖8示出了五個(gè)估計(jì)速度級別；圖9為示出第一種搜索操作的流程圖(No.1)；圖10為示出第一種搜索操作的流程圖(No.2)；圖11示出了第二種接收機(jī)的原理；圖12示出了第二種搜索器的配置；圖13為示出第二種搜索操作的流程圖(No.1)；圖14為示出第二種搜索操作的流程圖(No.2)；圖15示出了一種導(dǎo)頻信號；圖16示出了第一種插入型相干檢測電路的配置；圖17示出了一種開關(guān)控制方法；圖18示出了第二種插入型相干檢測電路的配置；圖19示出了一種權(quán)系數(shù)控制方法；圖20示出了第一種無效路徑檢測單元的配置；圖21示出了第二種無效路徑檢測單元的配置；圖22示出了濾波器長度控制方法；圖23示出了接收機(jī)的發(fā)射功率控制單元的配置；圖24示出了發(fā)射功率控制方法；圖25示出了發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率控制單元的配置；圖26示出了功率值傳輸?shù)亩〞r(shí)控制；圖27示出了利用TPC命令的速度估計(jì)；圖28示出了第一種TPC命令計(jì)數(shù)結(jié)果；圖29示出了第二種TPC命令計(jì)數(shù)結(jié)果；圖30示出了第三種TPC命令計(jì)數(shù)結(jié)果；
圖31示出了第四種TPC命令計(jì)數(shù)結(jié)果；圖32示出了衰落節(jié)距估計(jì)單元的第一配置例；圖33示出了衰落節(jié)距估計(jì)單元的第二配置例；圖34示出了根據(jù)計(jì)數(shù)值產(chǎn)生衰落節(jié)距的電路；圖35示出了利用TPC命令的累加值的速度值計(jì)；圖36示出了累加值的采樣情況；圖37示出了衰落節(jié)距估計(jì)單元的第三配置例；圖38示出了TPC命令累加值的基準(zhǔn)值；圖39示出了衰落節(jié)距估計(jì)單元的第四配置例；圖40示出了利用有用信號功率的速度估計(jì)；圖41示出了接收相關(guān)值的采樣情況；圖42示出了采樣電路；圖43示出了第一種功率合成情況；圖44示出了第二種功率合成情況；圖45示出了第三種功率合成情況；圖46示出了功率合成單元的第一配置例；圖47示出了功率合成單元的第二配置例；圖48示出了有用信號功率的基準(zhǔn)值；以及圖49示出了兩種估計(jì)方法之間的關(guān)系。
下面將結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的各實(shí)施例。
圖1示出了本發(fā)明的通信控制設(shè)備的原理。圖1所示的通信控制設(shè)備包括一個(gè)速度估計(jì)單元1和一個(gè)修正單元2，用來控制發(fā)送臺與接收臺之間移動通信的一些參數(shù)。
速度估計(jì)單元1估計(jì)出發(fā)送臺或接收臺的運(yùn)動速度，輸出與所估計(jì)的運(yùn)動速度相應(yīng)的控制信號。修正單元2根據(jù)這個(gè)控制信號對上面所提到的這些參數(shù)的值進(jìn)行修正。
在移動通信中，基站和移動臺都可以相應(yīng)為發(fā)送臺或接收臺。例如，速度估計(jì)單元1利用接收臺向發(fā)送臺發(fā)送的發(fā)射功率控制命令估計(jì)出接收臺的運(yùn)動速度，以及利用在接收臺產(chǎn)生的所要求的信號功率估計(jì)出發(fā)射臺的運(yùn)動速度。實(shí)際上，由于無論是基站還是移動臺都具有發(fā)送臺和接收臺兩種功能，因此無論是基站還是移動臺都能利用發(fā)射功率控制命令或所要求的信號功率估計(jì)出對方的運(yùn)動速度。
修正單元2根據(jù)速度估計(jì)單元1輸出的控制信號改變設(shè)備的作為發(fā)送臺和接收臺的各種參數(shù)。這些參數(shù)包括檢測擴(kuò)頻信號解擴(kuò)定時(shí)的搜索操作的頻率，搜索操作中接收相關(guān)值的累加頻率，相干檢測中所用的導(dǎo)頻信號的數(shù)目和加權(quán)系數(shù)，無效路徑檢測中觀察信號的觀察長度，發(fā)射功率控制中功率值的調(diào)整幅度和修正頻率等。通過根據(jù)控制信號控制這些參數(shù)，就能按照運(yùn)動速度控制通信，從而改善了接收臺的接收特性。
例如，圖1中所示的速度估計(jì)單元1相當(dāng)于圖4中所示的速度估計(jì)單元61，而修正單元2相當(dāng)于圖4中所示的搜索開始定時(shí)器54和計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元56，圖12中所示的計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元114，圖16中所示的開關(guān)控制單元136，圖18中所示的權(quán)系數(shù)控制單元152，圖21中所示的濾波器長度控制單元175，圖25中所示的TPC步長選擇控制單元225，以及圖26中所示的定時(shí)控制單元228。
為了使基站中的通信設(shè)備的各參數(shù)最佳，必需在基站估計(jì)出移動臺的運(yùn)動速度。然而，在DS-CDMA系統(tǒng)中，與也是多路復(fù)用系統(tǒng)的TDMA或FDMA系統(tǒng)不同的是多個(gè)信道疊在相同的頻率上，因此很難根據(jù)接收場強(qiáng)的測量來估計(jì)運(yùn)動速度。
所以，在這個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)動速度是利用在DS-CDMA系統(tǒng)發(fā)射功率控制(TPC)中所使用的TPC命令或接收所接收的波的相關(guān)值來估計(jì)的。然后設(shè)置搜索器、發(fā)射功率控制單元、相干檢測中的相位估計(jì)單元等的各參數(shù)的值，使得對于所產(chǎn)生的衰落來說是最佳的。
首先說明按照運(yùn)動速度設(shè)置各種參數(shù)的配置情況，然后再說明估計(jì)運(yùn)動速度的配置情況。雖然在以下的實(shí)施例中說明的是由基站估計(jì)移動臺的運(yùn)動速度和控制移動臺的參數(shù)的情況，但同樣的配置也可用于移動臺。在這種情況下，可以估計(jì)出基站相對移動臺的運(yùn)動速度，再根據(jù)所估計(jì)的運(yùn)動速度可以在移動臺設(shè)置設(shè)備的各種參數(shù)。
圖2和圖3分別示出了DS-CDMA系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的原理圖。在圖2中，需載在載波上發(fā)送的數(shù)據(jù)由乘法器12乘以來自代碼產(chǎn)生器11產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼，再經(jīng)放大器13放大后從天線14發(fā)射出去。乘法器12的邏輯可以采用任意的邏輯，如異或(EXOR)等。
在圖3中，來自天線21的接收信號經(jīng)放大器22放大后由變頻單元23變換成基帶信號(數(shù)字信號)，再由解調(diào)單元24恢復(fù)成原始數(shù)據(jù)。
解調(diào)單元24包括多個(gè)各由代碼產(chǎn)生器31、乘法器32和檢測單元33組成的支路。每個(gè)代碼產(chǎn)生器31產(chǎn)生定時(shí)各不相同的解擴(kuò)代碼。通常，所用的解擴(kuò)碼與發(fā)送時(shí)用的擴(kuò)頻碼相同。乘法器32將信號乘以解擴(kuò)碼，使頻譜恢復(fù)到原來的頻帶。檢測器33對經(jīng)解擴(kuò)的信號進(jìn)行檢測，它們的輸出信號由加法器34相加。
為了使發(fā)送方的擴(kuò)頻定時(shí)與接收方的解擴(kuò)定時(shí)匹配，配置了一個(gè)搜索器25。搜索器25根據(jù)變頻單元23的輸出信號判斷在多路徑環(huán)境下每條路徑的信號延遲，控制每個(gè)代碼產(chǎn)生器31，使解擴(kuò)以與每條路徑一致的定時(shí)進(jìn)行。這樣，解調(diào)單元24就輸出與通過多條路徑的這些信號一致的數(shù)據(jù)。
下面將說明利用所估計(jì)的運(yùn)動速度使搜索器25的參數(shù)最佳的實(shí)施例。
圖4示出了搜索器25采用匹配濾波器的一種實(shí)施方案。在圖4中，匹配濾波器41根據(jù)輸入信號產(chǎn)生有用信號的相關(guān)值。累加單元42將相關(guān)值累加起來，以改善信噪比(SNR)。累加后的值存入仿形存儲器(profilememory)43。有效路徑檢測單元44從存儲在仿形存儲器43內(nèi)的各累加值中提取一個(gè)或多個(gè)大于一定值的峰值。于是，有效路徑檢測單元44將每個(gè)峰值看作是一個(gè)與一條有效路徑相應(yīng)的峰值，將這條路徑的定時(shí)置入圖3中所示的相應(yīng)代碼產(chǎn)生器31。
代碼產(chǎn)生單元51按照來自定時(shí)控制單元55的代碼輸出起動信號產(chǎn)生解擴(kuò)碼，送至匹配濾波器41作為相乘系數(shù)。存儲器地址產(chǎn)生單元52有一個(gè)地址計(jì)數(shù)器。存儲器地址產(chǎn)生單元52按照來自定時(shí)控制單元55的地址計(jì)數(shù)器起動信號產(chǎn)生存儲器地址，送至仿形存儲器43作為寫地址。計(jì)數(shù)器53按照計(jì)數(shù)完畢信號對累加計(jì)數(shù)，在計(jì)數(shù)值達(dá)到一定值時(shí)將一個(gè)檢測起動信號送至有效路徑檢測單元44。
搜索器起動定時(shí)器54按照速度估計(jì)單元61估計(jì)的移動臺運(yùn)動速度使搜索操作的頻率達(dá)到最佳，根據(jù)最佳搜索頻率將搜索起動信號送至定時(shí)控制單元55。在這個(gè)實(shí)施例中，所謂最佳化是指控制搜索頻率，使得在運(yùn)動速度較低時(shí)搜索頻率也較低，因?yàn)檫@時(shí)解擴(kuò)定時(shí)變化較慢，而在運(yùn)動速度較高時(shí)搜索頻率也較高，因?yàn)檫@時(shí)解擴(kuò)定時(shí)變化較快。
通過利用所估計(jì)的運(yùn)動速度使搜索頻率最佳化，就可以防止解擴(kuò)定時(shí)檢測跟不上路徑起伏，從而也就防止搜索操作過多執(zhí)行。因此，搜索器的功率消耗就可降低。
為了改善在一次搜索操作中接收相關(guān)值的SNR，還可以考慮根據(jù)運(yùn)動速度使累加次數(shù)最佳化。衰落在移動臺運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生。因此，即使以一定的定時(shí)檢測接收相關(guān)值，但這值在相應(yīng)于衰落的凹點(diǎn)時(shí)較小，因此定時(shí)的可靠性不高。
所以，累加次數(shù)需要根據(jù)每個(gè)信道的移動臺是處于運(yùn)動還是靜止或處于高速運(yùn)動還是低速運(yùn)動改變，設(shè)置為一個(gè)適當(dāng)?shù)臄?shù)。在移動臺處于靜止(或低速運(yùn)動)時(shí)，累加次數(shù)設(shè)置為一個(gè)較小的數(shù)，因?yàn)槁窂狡鸱苌?。在移動臺高速運(yùn)動時(shí)，累加次數(shù)就設(shè)置為一個(gè)較大的數(shù)，因?yàn)橛写罅康穆窂狡鸱?。為了?shí)現(xiàn)這樣的控制，計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元56按照速度估計(jì)單元61所估計(jì)的運(yùn)動速度修改計(jì)數(shù)器53的初始值。
下面說明匹配濾波器41的配置和工作情況。圖5示出了在假設(shè)采用3比特?cái)U(kuò)頻碼情況下的匹配濾波器41的配置，以使說明更為簡明。在圖5中，延遲單元71有三個(gè)觸發(fā)器(FF)，用來將輸入的串行信號變換成3比特的并行信號。三個(gè)乘法器72將這個(gè)并行信號與一個(gè)3比特的解擴(kuò)碼相乘。加法器73將這些乘法器72的輸出相加后作為接收相關(guān)值輸出。
例如，如圖6所示，當(dāng)發(fā)送方將數(shù)據(jù)“1”與擴(kuò)頻碼“101”執(zhí)行Exor后發(fā)射時(shí)，接收信號就為“010”。這個(gè)信號從延遲單元71送至乘法器72，受到與解擴(kuò)碼“101”的Exor操作，因此每個(gè)乘法器72都輸出邏輯“1”。結(jié)果，加法器73輸出的相關(guān)值為“3”。實(shí)際上，使用的擴(kuò)頻碼有許多比特，因此匹配濾波器41包括許多FF和乘法器。
每當(dāng)延遲單元71中的數(shù)據(jù)移動一個(gè)比特時(shí)，相關(guān)值就發(fā)生變化。在以與發(fā)射方乘以擴(kuò)頻碼相同的定時(shí)乘以解擴(kuò)碼時(shí)，形成相關(guān)值的峰值。概括地說，由于接收信號包括經(jīng)多條路徑來的信號，而每個(gè)信號的到達(dá)時(shí)間由于信號所經(jīng)過的路徑不同而不同，因此會形成如圖7所示的多個(gè)峰值。
在圖7中，第一峰值相應(yīng)于基站與移動臺之間的最短路徑P1，而第二和第三峰值相應(yīng)于反射波或延遲波的路徑P2和P3。圖4中所示的有效路徑檢測單元44通過測量這些峰值的時(shí)間差為解擴(kuò)產(chǎn)生分別與各路徑相應(yīng)的定時(shí)信號。圖4中所示的累加單元42和包絡(luò)存儲器43用來使這些峰值檢測起來可以更為容易。
如圖8所示，圖4中的速度估計(jì)單元61以五個(gè)速度范圍增量來估計(jì)移動臺的運(yùn)動速度A(靜止?fàn)顟B(tài))，B(0至40公里/小時(shí))，C(40至80公里/小時(shí))，D(80至120公里/小時(shí))和E(120公里/小時(shí)以上)；將與速度范圍相應(yīng)的控制信號輸出給搜索器起動定時(shí)器54和計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元56。于是，搜索器25就按照控制信號執(zhí)行搜索操作。
圖9和圖10示出了根據(jù)所估計(jì)的運(yùn)動速度執(zhí)行搜索操作的流程圖。在接收到來自速度估計(jì)單元61的控制信號時(shí)(圖9中的步驟S1)，搜索器起動定時(shí)器54和計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元56判斷運(yùn)動速度V是否相應(yīng)于級A(步驟S2)。如果速度V相應(yīng)于級A，初始值設(shè)置單元56就將計(jì)數(shù)器53的初始值設(shè)置為41(步驟S3)，而定時(shí)器54將定時(shí)器周期設(shè)置為500毫秒(步驟S4)。
如果速度V不與級A相應(yīng)，搜索器起動定時(shí)器54和計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元56就判斷運(yùn)動速度V是否相應(yīng)于級B(步驟S5)。如果速度V相應(yīng)于級B，初始值設(shè)置單元56就將計(jì)數(shù)器53的初始值設(shè)置為31(步驟S6)，而定時(shí)器54將定時(shí)器周期設(shè)置為250毫秒(步驟S7)。
如果速度V不與級B相應(yīng)，搜索器起動定時(shí)器54和計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元56就判斷運(yùn)動速度V是否相應(yīng)于級C(步驟S5)。如果速度V相應(yīng)于級C，初始值設(shè)置單元56就將計(jì)數(shù)器53的初始值設(shè)置為21(步驟S9)，而定時(shí)器54將定時(shí)器周期設(shè)置為125毫秒(步驟S10)。
如果速度V不與級C相應(yīng)，搜索器起動定時(shí)器54和計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元56就判斷運(yùn)動速度V是否相應(yīng)于級D(步驟S11)。如果速度V相應(yīng)于級D，初始值設(shè)置單元56就將計(jì)數(shù)器53的初始值設(shè)置為11(步驟S12)，而定時(shí)器54將定時(shí)器周期設(shè)置為62.5毫秒(步驟S13)。
如果速度V不與級D相應(yīng)，搜索器起動定時(shí)器54和計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元56就判斷運(yùn)動速度V是否相應(yīng)于級E(步驟S14)。如果速度V相應(yīng)于級E，初始值設(shè)置單元56就將計(jì)數(shù)器53的初始值設(shè)置為1(步驟S15)，而定時(shí)器54將定時(shí)器周期設(shè)置為31.25毫秒(步驟S16)。
設(shè)置了計(jì)數(shù)器53的初始值和定時(shí)器54的周期，搜索器25就開始進(jìn)行搜索操作(圖10中的步驟S17)。首先，代碼產(chǎn)生單元51將解擴(kuò)碼置入匹配濾波器41(步驟S18)，然后仿形存儲器43開始獲取匹配濾波器41輸出的相關(guān)值的仿形數(shù)據(jù)(在一段時(shí)間內(nèi)的一系列相關(guān)值)(步驟S19)。
此時(shí)，存儲器地址產(chǎn)生單元52的地址計(jì)數(shù)器開始增大地址Adr直至地址Adr的值達(dá)到2048，并將所產(chǎn)生的地址Adr送至仿形存儲器43(步驟S20,S21)。仿形存儲器43依次將各相關(guān)值分別存入由地址Adr指定的地址。然后，在地址Adr達(dá)到2048時(shí)，存儲器地址產(chǎn)生單元52的地址計(jì)數(shù)器就協(xié)助完成了獲取一次操作的仿形數(shù)據(jù)(步驟S22)。
然后，計(jì)數(shù)器53將累加次數(shù)的計(jì)數(shù)值N加1(步驟S23)，再判斷值N是否達(dá)到63(步驟S24)。在這個(gè)實(shí)施例中，計(jì)數(shù)器53用的是一個(gè)6比特的計(jì)數(shù)器，因此最終值為63(=26-1)。N的初始值由步驟S3、S6、S9、S12和S15之一設(shè)定。如果值N小于63，則返回步驟17繼續(xù)重復(fù)執(zhí)行這些操作。累加由累加單元42執(zhí)行。
在這種情況下，初始值41、31、21、11和1分別相應(yīng)于累加次數(shù)為22、32、42、52和62。顯然，速度V越大，設(shè)置的累加次數(shù)越多。
在值N達(dá)到63時(shí)，有效路徑檢測單元44從存儲在仿形存儲器43內(nèi)的累加結(jié)果中提取一個(gè)或多個(gè)與有效路徑相應(yīng)的峰值，輸出指示每個(gè)峰值的定時(shí)的控制信號(步驟S25)。
在這樣完成了搜索操作時(shí)(步驟S26)，來自控制器53的控制信號(脈沖)就起動定時(shí)器54(暫停定時(shí)器)(步驟S27)，不執(zhí)行搜索操作，直至定時(shí)器54計(jì)滿由步驟S4、S7、S10、S13和S16之一設(shè)置的時(shí)間(步驟S28)。
然后，在設(shè)置的時(shí)間計(jì)滿時(shí)，就返回步驟S2，按照這時(shí)候的運(yùn)動速度繼續(xù)執(zhí)行這些操作。在這種情況下，由于速度V越大，所設(shè)置的定時(shí)器54的循環(huán)時(shí)間越短，因此速度V越大，搜索頻率就越高。
此外，在一個(gè)基站要與多個(gè)移動臺(信道)通信的情況下，這些信道的路徑定時(shí)檢測也可以通過使一個(gè)搜索器進(jìn)行時(shí)分操作來實(shí)現(xiàn)。
圖11示出了執(zhí)行這種搜索操作的接收機(jī)的原理圖。圖11中的天線21、放大器22、變頻單元23和各解調(diào)器24的配置和工作情況與圖3中的相同。各解調(diào)單元24分別用與各信道相應(yīng)的解擴(kuò)碼對接收信號進(jìn)行解調(diào)。
在普通工作模式，搜索器81以同樣的頻率依次為各信道執(zhí)行搜索操作。然而，由于各移動臺不可能以相同的速度運(yùn)動，各信道在路徑起伏上也不一樣，因此搜索頻率應(yīng)根據(jù)各移動臺的運(yùn)動速度分別對各信道最佳化。
在這種情況下，一個(gè)具有較低運(yùn)動速度的信道的搜索頻率設(shè)置得較低，因?yàn)榇藭r(shí)解擴(kuò)定時(shí)變化不大。同時(shí)，一個(gè)具有較高運(yùn)動速度的信道的搜索頻率就設(shè)置得較高，因?yàn)榇藭r(shí)解擴(kuò)定時(shí)變化較快，情況同圖3中所示的搜索器25。
搜索器81也可以像搜索器25那樣根據(jù)所估計(jì)的運(yùn)動速度為每個(gè)信道使累加次數(shù)最佳化。在這種情況下，一個(gè)具有較低運(yùn)動速度的信道的累加次數(shù)設(shè)置為一個(gè)較小的數(shù)，因?yàn)榇藭r(shí)路徑起伏不大。同時(shí)，一個(gè)具有較高運(yùn)動速度的信道的累加次數(shù)設(shè)置為一個(gè)較大的數(shù)，因?yàn)榇藭r(shí)路徑起伏較大，情況同搜索器25。
采用這樣的控制，可以根據(jù)各信道的路徑起伏設(shè)置各信道的最佳搜索頻率和最佳累加次數(shù)。由于不是以高于所需的頻率執(zhí)行搜索，因此可以減少檢測時(shí)間，從而用一個(gè)搜索器就可保證對多個(gè)信道的搜索。
圖12示出了搜索器81在為各信道使累加次數(shù)最佳情況下的配置例。雖然在此說明的是三個(gè)信道CH1、CH2和CH3的情況，但對于多于三個(gè)信道的情況也是一樣的。
在圖12中，匹配濾波器92從信道多路復(fù)用輸入信號產(chǎn)生所需信號的相關(guān)值。累加單元93對相關(guān)值進(jìn)行累加，將累加結(jié)果存入仿形存儲器94。有效路徑檢測單元95從存儲在仿形存儲器94內(nèi)的累加結(jié)果中提取一個(gè)或多個(gè)與有效路徑相應(yīng)的峰值，將這些路徑的定時(shí)送至相應(yīng)信道的解調(diào)器24，如圖11中所示。
代碼產(chǎn)生單元102、103和104按照來自定時(shí)控制單元113的代碼輸出起動信號分別產(chǎn)生信道CH1、CH2和CH3的解擴(kuò)碼，提供給匹配濾波器92作為相乘系數(shù)。選擇器101有選擇地將解擴(kuò)碼CH1、CH2或CH3送至匹配濾波器92，而選擇器105有選擇地將代碼輸出起動信號送至代碼產(chǎn)生單元102、103和104。
存儲器地址產(chǎn)生單元107有一個(gè)地址計(jì)數(shù)器。存儲器地址產(chǎn)生單元107按照來自定時(shí)控制單元113的地址計(jì)數(shù)器起動信號產(chǎn)生存儲器地址，送至仿形存儲器94作為寫地址。
計(jì)數(shù)器108、109和110按照計(jì)數(shù)完畢信號對CH1、CH2和CH3的累加計(jì)數(shù)，在計(jì)數(shù)值達(dá)到一定值時(shí)，將一個(gè)檢測起動信號送至有效路徑檢測單元95。選擇器111有選擇地將計(jì)數(shù)完畢信號送至計(jì)數(shù)器108、109或110。
計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元114按照速度估計(jì)單元121、122和123所估計(jì)的CH1、CH2和CH3的運(yùn)動速度分別修改計(jì)數(shù)器108、109和110的初始值。選擇器115有選擇地將來自速度估計(jì)單元121、122或123的控制信號送至計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元114。
信道選擇單元112受定時(shí)控制單元113的控制，控制選擇器101、105、111和115的通斷。速度估計(jì)單元121、122和123以五個(gè)級別的速度范圍來估計(jì)運(yùn)動速度，輸出與所估計(jì)的速度范圍相應(yīng)的控制信號，情況同圖4中所示的速度估計(jì)單元61。
圖13和14為示出搜索器81的搜索操作的流程圖。在接收到來自速度估計(jì)單元121、122和123之一的控制信號時(shí)(圖13中的步驟S31、S32和S33)，信道選擇單元112就控制選擇器101、105、111和115，使它們選擇相應(yīng)的信道(步驟S34)。
然后，計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元114判斷運(yùn)動速度V是否相應(yīng)于級A(步驟S35)。如果速度V相應(yīng)于級A，計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元114就將相應(yīng)信道的計(jì)數(shù)器(108,109或110)的初始值設(shè)置為41(步驟S36)。
如果速度V不與級A相應(yīng)，計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元114就判斷運(yùn)動速度V是否相應(yīng)于級B(步驟S37)。如果速度V相應(yīng)于級B，計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元114就將計(jì)數(shù)器的初始值設(shè)置為31(步驟S38)。
如果速度V不與級B相應(yīng)，計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元114就判斷運(yùn)動速度V是否相應(yīng)于級C(步驟S39)。如果速度V相應(yīng)于級C，計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元114就將計(jì)數(shù)器的初始值設(shè)置為21(步驟S40)。
如果速度V不與級C相應(yīng)，計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元114就判斷運(yùn)動速度V是否相應(yīng)于級D(步驟S41)。如果速度V相應(yīng)于級D，計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元114就將計(jì)數(shù)器的初始值設(shè)置為11(步驟S42)。
如果速度V不與級D相應(yīng)，計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元114就判斷運(yùn)動速度V是否相應(yīng)于級E(步驟S43)。如果速度V相應(yīng)于級D，計(jì)數(shù)器初始值設(shè)置單元114就將計(jì)數(shù)器的初始值設(shè)置為1(步驟S44)。
這樣設(shè)置了計(jì)數(shù)器的初始值后，搜索器81就開始搜索操作(圖14中的步驟S46)。首先，相應(yīng)信道的代碼產(chǎn)生單元(102,103或104)將解擴(kuò)碼置入匹配濾波器92(步驟S47)，然后仿形存儲器94開始獲取匹配濾波器92輸出的相關(guān)值的仿形數(shù)據(jù)(步驟S48)。
在這種情況下，存儲器地址產(chǎn)生單元107的地址計(jì)數(shù)器開始增大地址Adr直至地址Adr的值達(dá)到2048，并將所產(chǎn)生的地址Adr送至仿形存儲器94(步驟S49,S50)。仿形存儲器94依次將各相關(guān)值分別存入由地址Adr指定的地址。然后，在地址Adr達(dá)到2048時(shí)，就完成了獲取一次操作的仿形數(shù)據(jù)(步驟S51)。
然后，相應(yīng)信道的計(jì)數(shù)器將累加次數(shù)的計(jì)數(shù)值N加1(步驟S52)，再判斷計(jì)數(shù)值N是否達(dá)到63(步驟S53)。N的初始值由步驟S36、S38、S40、S42和S44之一設(shè)定。如果值N小于63，則返回步驟S46重復(fù)執(zhí)行這些操作。累加由累加單元93執(zhí)行。
在值N達(dá)到63時(shí)，有效路徑檢測單元95從存儲在仿形存儲器94內(nèi)的累加結(jié)果中提取一個(gè)或多個(gè)與有效路徑相應(yīng)的峰值，輸出指示每個(gè)峰值的定時(shí)的控制信號(步驟S54)。
在這樣完成了搜索操作時(shí)(步驟S55)，信道選擇單元112就選擇下一個(gè)信道(圖13中的步驟S45)，流程返回步驟S35，根據(jù)運(yùn)動速度重復(fù)執(zhí)行這些操作。
雖然在圖9、10、13和14中按照運(yùn)動速度V設(shè)置的是計(jì)數(shù)器53、108、109和110的初始值，但也可以按照速度V設(shè)置累加次數(shù)的終止值，而將這些計(jì)數(shù)器的初始值都設(shè)置為0。
下面將說明利用所估計(jì)的運(yùn)動速度使用于接收機(jī)的導(dǎo)頻信號插入型絕對同步檢測電路的參數(shù)最佳化的實(shí)施例。例如，在圖3中所示檢測單元33執(zhí)行信號相干檢測時(shí)，需要進(jìn)行相位估計(jì)。在插入型同步檢測電路中是利用作為已知信號的導(dǎo)頻信號來進(jìn)行相位估計(jì)的。
圖15示出了一個(gè)插入了導(dǎo)頻信號的需發(fā)送的信號。在這個(gè)實(shí)施例中，在N個(gè)碼元的數(shù)據(jù)前插入一個(gè)碼元的導(dǎo)頻信號，形成一個(gè)具有N個(gè)碼元數(shù)據(jù)的信號時(shí)隙。
一般來說，用來進(jìn)行相位估計(jì)的導(dǎo)頻信號數(shù)越多，信噪比從而也就是估計(jì)精度的改善也就越大。但是，在由于移動臺的運(yùn)動而產(chǎn)生衰落時(shí)，信號中會發(fā)生相位旋轉(zhuǎn)，從而在多個(gè)導(dǎo)頻信號之間的相位相關(guān)性減弱。因此，在利用許多在時(shí)間上相互分開的導(dǎo)頻信號來進(jìn)行相位估計(jì)，估計(jì)精度有時(shí)反而不高。
因此，可以根據(jù)所估計(jì)的運(yùn)動速度進(jìn)行控制，使用于相位估計(jì)的導(dǎo)頻信號數(shù)最佳化。由于移動臺越接近靜止?fàn)顟B(tài)，相位旋轉(zhuǎn)越小，所以移動臺越接近靜止?fàn)顟B(tài)，同步檢測電路進(jìn)行一次相位估計(jì)所用的導(dǎo)頻信號越多，而移動臺運(yùn)動速度越大，則進(jìn)行一次相位估計(jì)所用的導(dǎo)頻信號越少。
圖16示出了這種插入型絕對同步檢測電路的配置例。在圖16中，導(dǎo)頻信號/數(shù)據(jù)分路單元131將經(jīng)解擴(kuò)的如圖15所示的輸入信號分路成數(shù)據(jù)信號和導(dǎo)頻信號。
數(shù)據(jù)延遲單元132將數(shù)據(jù)信號延遲兩個(gè)時(shí)隙后送至乘法器133。相位估計(jì)單元135按照來自速度估計(jì)單元141的控制信號產(chǎn)生所估計(jì)的導(dǎo)頻信號相位值(導(dǎo)頻信號的復(fù)共軛)送至乘法器133。乘法器133將數(shù)據(jù)延遲單元132的輸出乘以相位估計(jì)單元135的輸出，而識別單元134從相乘結(jié)果中識別數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)鑒別)，輸出經(jīng)解碼的數(shù)據(jù)。
相位估計(jì)單元135包括一個(gè)開關(guān)控制單元136、多個(gè)移位寄存器(SR)137、多個(gè)開關(guān)(SW1,SW2,SW3,SW4和SW5)138和一個(gè)加法器(ADD)139。
每個(gè)移位寄存器137例如由一些觸發(fā)器組成，用來將來自導(dǎo)頻/數(shù)據(jù)分路單元131的導(dǎo)頻信號推移一個(gè)時(shí)隙。每個(gè)開關(guān)138均由開關(guān)控制單元136控制。這些開關(guān)138提取輸出的導(dǎo)頻信號或各移位寄存器137的輸出送至加法器139。加法器139將來自各開關(guān)138的輸出相加后送至乘法器133。
按照這種配置，在數(shù)據(jù)延遲單元132輸出作為識別目標(biāo)(解調(diào)目標(biāo))的數(shù)據(jù)信號，開關(guān)SW3能將與數(shù)據(jù)信號處于同一時(shí)隙的導(dǎo)頻信號送至加法器139。
開關(guān)控制單元136例如用如圖17所示邏輯控制每個(gè)開關(guān)138。在來自速度估計(jì)單元141的控制信號相應(yīng)于速度為0公里/小時(shí)(靜止?fàn)顟B(tài))時(shí)，開關(guān)控制單元136使所有開關(guān)全部接通。結(jié)果，插在作為識別目標(biāo)的數(shù)字信號前后的五個(gè)導(dǎo)頻信號全都送至加法器139。
在來自速度估計(jì)單元141的控制信號相應(yīng)于速度為0至80公里/小時(shí)時(shí)，開關(guān)控制單元136使開關(guān)SW2、SW3和SW4接通，而使其余開關(guān)SW1和SW5斷開。結(jié)果，插在作為識別目標(biāo)的數(shù)字信號前后的三個(gè)導(dǎo)頻信號送至加法器139。
在來自速度估計(jì)單元141的控制信號相應(yīng)于速度超過80公里/小時(shí)時(shí)，開關(guān)控制單元136只使開關(guān)SW3接通，而使其余的開關(guān)138斷開。結(jié)果，只有與作為識別目標(biāo)的數(shù)據(jù)信號在同一時(shí)隙內(nèi)的這個(gè)導(dǎo)頻信號送至加法器139。
這樣，在相位估計(jì)單元135中，所估計(jì)的運(yùn)動速度越小，使用的導(dǎo)頻信號就越多，而所估計(jì)的運(yùn)動速度越大，使用的導(dǎo)頻信號就越少。因此，相位估計(jì)的精度可以按照運(yùn)動速度得到最佳化。
在這種插入型絕對同步檢測電路的相位估計(jì)單元中，作為識別目標(biāo)的數(shù)據(jù)前后的若干個(gè)導(dǎo)頻信號也可以按照離數(shù)據(jù)的時(shí)距進(jìn)行加權(quán)后加以利用。通常每個(gè)導(dǎo)頻信號的加權(quán)系數(shù)是固定不變的。
然而，如前面所述，在移動臺運(yùn)動時(shí)會引起相位旋轉(zhuǎn)，而隨著運(yùn)動速度的改變，多個(gè)導(dǎo)頻信號之間的相位相關(guān)性也會發(fā)生起伏。因此，希望能按照所估計(jì)的運(yùn)動速度修正各權(quán)系數(shù)的值。在這個(gè)實(shí)施例中，移動臺越接近靜止?fàn)顟B(tài)，所設(shè)置的各權(quán)系數(shù)相差越小，而運(yùn)動速度越大，則越遠(yuǎn)離作為標(biāo)別目標(biāo)的數(shù)據(jù)的導(dǎo)頻信號的權(quán)系數(shù)就設(shè)置成越小。
圖18示出了這種插入型絕對同步檢測電路的實(shí)施例。在圖18中，導(dǎo)頻/數(shù)據(jù)分路單元131、數(shù)據(jù)延遲單元132、乘法器133和識別單元134的工作情況與圖16中所示相應(yīng)電路的工作情況相同。
相位估計(jì)單元151包括一個(gè)權(quán)系數(shù)控制單元152、多個(gè)移位寄存器(SR)153、多個(gè)乘法器154和一個(gè)加法器(ADD)155。相位估計(jì)單元151按照來自速度估計(jì)單元141的控制信號產(chǎn)生所估計(jì)的導(dǎo)頻信號的相位值送至乘法器133。
每個(gè)移位寄存器153將來自導(dǎo)頻/數(shù)據(jù)分路單元131的導(dǎo)頻信號推移一個(gè)碼元。各乘法器154將輸入的導(dǎo)頻信號和各移位寄存器153的輸出分別乘以權(quán)系數(shù)控制單元152提供的一些權(quán)系數(shù)(K1,K2,K3,K4和K5)，將相乘結(jié)果送至加法器155。加法器155將這些相乘結(jié)果相加后輸出。
權(quán)系數(shù)控制單元152按照例如如圖19所示那樣設(shè)置各權(quán)系數(shù)。如果來自速度估計(jì)單元141的控制信號相應(yīng)于速度為0公里/小時(shí)(靜止?fàn)顟B(tài))，所有權(quán)系數(shù)就都設(shè)置為1.0。結(jié)果，插在作為識別目標(biāo)的數(shù)字信號前后的五個(gè)導(dǎo)頻信號受到同樣的加權(quán)后送至加法器155。
如果來自速度估計(jì)單元141的控制信號相應(yīng)于速度為0至80公里/小時(shí)時(shí)，就將權(quán)系數(shù)K2、K3和K4設(shè)置為1.0，而將其余的權(quán)系數(shù)K1和K5設(shè)置為0.5。結(jié)果，五個(gè)導(dǎo)頻信號中，接近作為標(biāo)別目標(biāo)的數(shù)據(jù)信號的那三個(gè)導(dǎo)頻信號經(jīng)權(quán)系數(shù)為1.0的加權(quán)后送至加法器155，而其余離數(shù)據(jù)信號較遠(yuǎn)的二個(gè)導(dǎo)頻信號則經(jīng)權(quán)系數(shù)為0.5的加權(quán)后送至加法器155。
如果來自速度估計(jì)單元141的控制信號相應(yīng)于速度超過80公里/小時(shí)時(shí)，權(quán)系數(shù)K3、K2和K4、K1和K5分別設(shè)置為1.0、0.5、0.2。結(jié)果，五個(gè)導(dǎo)頻信號中，與作為識別目標(biāo)的數(shù)據(jù)信號處在同一時(shí)隙中的一個(gè)導(dǎo)頻信號、在作為識別目標(biāo)的數(shù)據(jù)信號緊前、后時(shí)隙中的兩個(gè)導(dǎo)頻信號、剩下的在作為識別目標(biāo)的數(shù)據(jù)信號再前、后時(shí)隙中的兩個(gè)導(dǎo)頻信號分別經(jīng)權(quán)系數(shù)為1.0、0.5、0.2的加權(quán)后送至加法器155。
這樣，在相位估計(jì)單元151中，如果所估計(jì)的運(yùn)動速度小，這些權(quán)系數(shù)就設(shè)置成相差不大的值，然而如果所估計(jì)的運(yùn)動速度大，則離作為識別目標(biāo)的數(shù)據(jù)信號越遠(yuǎn)的導(dǎo)頻信號的權(quán)系數(shù)設(shè)置得越小。因此，相位估計(jì)的精度可以按照運(yùn)動速度得到最佳化。
如果某些遠(yuǎn)離作為識別目標(biāo)的數(shù)據(jù)信號的導(dǎo)頻信號設(shè)置為0，就可以像圖16中所示的相位估計(jì)單元135那樣修改用于相位估計(jì)的導(dǎo)頻信號的數(shù)量。
在DS-CDMA系統(tǒng)的接收機(jī)中，可以通過在解擴(kuò)過程中將接收信號分路為若干與路徑相應(yīng)的信號、在相干檢測后再合并來改善接收特性。像這樣的功能稱為瑞克(rake)合并，而合并方法可以采用最大比合并等。在這種情況下，所有分路得到的來自各條路徑的信號不必是有相同的強(qiáng)度，有一些毫無意義的弱信號甚至也加以合并。還有可能存在一些由于錯(cuò)誤搜索導(dǎo)致解擴(kuò)定時(shí)不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的全是噪聲的信號。
下面，首先說明用作檢測與這些信號相應(yīng)的無效路徑的電路的無效路徑檢測單元，然后再說明按照所估計(jì)的運(yùn)動速度使無效路徑檢測單元的參數(shù)最佳化的實(shí)施例。
圖20示出了具有無效路徑檢測單元的接收機(jī)的配置例。圖20所示電路相應(yīng)于圖3中的解調(diào)單元24，配有若干個(gè)分別與各路徑相應(yīng)的各包括一個(gè)解擴(kuò)單元160、一個(gè)插入型同步檢測單元161和一個(gè)無效路徑檢測單元162的組件。解擴(kuò)單元160以與一個(gè)特定路徑相應(yīng)的定時(shí)對輸入信號解擴(kuò)。插入型同步檢測單元161利用導(dǎo)頻信號進(jìn)行相干檢測，將得出的信號(接收相關(guān)值)送至無效路徑檢測單元162。
無效路徑檢測單元162包括滑窗平均濾波器171、識別電平產(chǎn)生單元172、比較器173和選擇器174，向瑞克合并單元163輸出從插入型同步檢測單元161輸入的信號或0電平信號。
滑窗平均濾波器171對處在滑窗內(nèi)這段時(shí)間的輸入信號進(jìn)行滑窗平均，而識別電平產(chǎn)生單元172輸出具有預(yù)定的識別電平的信號。比較器173將來自滑窗平均濾波器171的輸入信號A與來自識別電平產(chǎn)生單元172的輸入信號B進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出一個(gè)控制信號。
如果信號A大于信號B，所輸出的控制信號使選擇器174可以選擇來自插入型同步檢測單元161的輸入I1，而如果信號A小于或等于信號B，所輸出的控制信號使選擇器174可以選擇輸入I2。輸入I2固定為邏輯“0”。選擇器174按照控制信號有選擇地輸出一個(gè)是它的輸入I1或I2的信號。
按照這種無效路徑檢測單元162，如果信號的滑窗平均值小于或等于識別電平，就切斷插入型同步檢測單元161的輸出。因此，低電平路徑的信號就不會輸入瑞克合并單元163，而只有良好電平路徑的信號輸入瑞克合并單元163。瑞克合并單元163將來自各路徑的輸入信號合并在一起。識別單元164對合并后的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)識別，輸出經(jīng)解碼得到的數(shù)據(jù)。
接收滑窗平均濾波器171所觀察的相關(guān)值的觀察時(shí)間(觀察長度或?yàn)V波器長度)越短，就越能及時(shí)拒絕無效路徑。然而，接收滑窗平均濾波器171所觀察的相關(guān)值的觀察時(shí)間越短，無效路徑的檢測準(zhǔn)確性下降的可能性就越大。因此，應(yīng)該考慮按照所估計(jì)的運(yùn)動速度修正檢測無效路徑的濾波器長度。
濾波器長度可以認(rèn)為對于每種移動速度有一個(gè)最佳值，希望控制成能在最短的必需時(shí)間內(nèi)拒絕無效路徑。在這個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)動速度越小，就將濾波器長度設(shè)置得越短，因?yàn)檫\(yùn)動速度越小，衰落的起伏也就越小。同時(shí)，運(yùn)動速度越大，就將濾波器長度設(shè)置得越長，因?yàn)檫\(yùn)動速度越大，衰落的起伏也就越大。
圖21示出了無效路徑檢測單元的配置例。在圖21所示的配置中，加了一個(gè)濾波器長度控制單元175與無效路徑檢測單元162配合，還提供了一個(gè)速度估計(jì)單元181。濾波器長度控制單元175按照來自速度估計(jì)單元181的控制信號修正滑窗平均濾波器171的濾波器長度。
此時(shí)，濾波器長度控制單元175例如如圖22所示那樣來設(shè)置濾波器長度。如果來自速度估計(jì)單元的控制信號相應(yīng)于速度為0公里/小時(shí)(靜止?fàn)顟B(tài))、0至80公里/小時(shí)和大于80公里/小時(shí)，濾波器長度控制單元175就相應(yīng)將濾波器長度設(shè)置為5毫秒、10毫秒和15毫秒。
這樣，如果所估計(jì)的運(yùn)動速度較小，就設(shè)置較短的濾波器長度，而如果所估計(jì)的運(yùn)動速度較大，就設(shè)置較長的濾波器長度。因此，無效路徑檢測的準(zhǔn)確性就可以按照運(yùn)動速度最佳化。
在DS-CDMA系統(tǒng)中，例如，如圖23中所示的發(fā)射功率控制是在接收方的發(fā)射功率控制單元內(nèi)執(zhí)行的，以克服由于基站與移動臺之間距離不同和多路徑傳輸所引起的衰落。
在圖23中，天線191、接收單元192和解調(diào)單元193分別相應(yīng)于圖3中所示的天線21、圖3中所示的放大器22和變頻單元23和圖3中所示的解調(diào)單元24。解調(diào)單元193執(zhí)行解擴(kuò)和各基帶信號的瑞克合并后輸出接收相關(guān)值。所謂接收相關(guān)值是指解擴(kuò)后的信號。
發(fā)射功率控制單元194包括SIR估計(jì)單元195和比較單元196。SIR估計(jì)單元195根據(jù)接收相關(guān)值估計(jì)信號干擾比(SIR)，比較單元196將所估計(jì)的SIR值與目標(biāo)SIR值進(jìn)行比較。如果所估計(jì)的SIR值大于目標(biāo)SIR值，比較單元196產(chǎn)生一個(gè)減小發(fā)射功率的TPC命令。如果所估計(jì)的SIR值小于目標(biāo)SIR值，比較單元196就產(chǎn)生一個(gè)增大發(fā)射功率的TPC命令。然后，發(fā)射功率控制單元194將TPC命令發(fā)送給發(fā)送方，控制它的發(fā)射功率。
圖24示出了利用接收方所產(chǎn)生的TPC命令進(jìn)行發(fā)射功率控制的情況。在發(fā)送方的發(fā)射功率控制單元201接收到一個(gè)來自接收方的TPC命令時(shí)，發(fā)射功率控制單元201就按照這個(gè)TPC命令增大或減小發(fā)射功率，將一個(gè)相應(yīng)的控制信號送至發(fā)射功率修正單元202。發(fā)射功率修正單元202包括一個(gè)可變放大器，用來修正發(fā)射信號的發(fā)射功率。發(fā)射信號經(jīng)放大器203放大后，由天線204發(fā)送給接收方。
按照這樣的控制，發(fā)送方的發(fā)射功率可以控制成使接收方的SIR值能達(dá)到最佳。然而，無論發(fā)射功率控制單元201中的發(fā)射功率值的調(diào)整幅度(TPC增大/減小步長)和修正節(jié)奏(調(diào)整時(shí)寬)通常都是固定不變的。
但是，在移動臺運(yùn)動時(shí)，SIR的起伏很快，因此就有可能發(fā)射功率在基站利用普通的TPC增大/減小步長和調(diào)整時(shí)寬就不能按照移動臺的SIR控制發(fā)射功率。因此，希望能按照所估計(jì)的運(yùn)動速度使這些參數(shù)最佳化。在這種情況下，發(fā)射功率控制單元201按照來自速度估計(jì)單元211的控制信號修正TPC增大/減小步長和調(diào)整時(shí)寬。
圖25示出按照所估計(jì)的速度修正TPC增大/減小步長的發(fā)射功率控制單元201的配置例。TPC命令通常是一個(gè)指示需增大或減小發(fā)射功率的1比特命令。命令修改單元221、222和223各以不同的放大量放大輸入的TPC命令后送至選擇器224。
命令修改單元221(X1)輸出一個(gè)與它的輸入相同的命令，命令修改單元222(X2)使它的輸出為輸入命令的兩倍，而命令修改單元223(X3)則使它的輸出為輸入命令的三倍。
選擇器224受TPC步長選擇控制單元225的控制，有選擇地將從命令修改單元221、222或223輸入的TPC命令送至TPC命令累加單元226。命令累加單元226累加輸入的TPC命令，發(fā)射功率值轉(zhuǎn)換表227輸出一個(gè)指示與累加值相應(yīng)的發(fā)射功率值的信號。
例如，如果一個(gè)增大發(fā)射功率的TPC命令和一個(gè)減小發(fā)射功率的TPC命令分別用“+1”和“-1”表示，TPC命令累加單元226依次將相繼輸入的TPC命令的值累加，產(chǎn)生一個(gè)作為累加結(jié)果的命令累加值。然后，從發(fā)射功率值轉(zhuǎn)換表227輸出與這個(gè)累加值成正比的發(fā)射功率值。
速度估計(jì)單元211以靜止?fàn)顟B(tài)、低速運(yùn)動和高速運(yùn)動三個(gè)級別估計(jì)運(yùn)動速度，輸出相應(yīng)級別的控制信號。TPC步長選擇控制單元225在控制信號相應(yīng)于靜止?fàn)顟B(tài)、低速運(yùn)動或高速運(yùn)動時(shí)能使選擇器224相應(yīng)選擇來自命令修改單元221、222或223的輸入。
例如，如果TPC命令的累加值“+/-”相應(yīng)于調(diào)整幅度為0.5dB，那么對于一個(gè)TPC命令輸入，命令修正單元221、222和223分別產(chǎn)生為0.5dB、1.0dB和1.5dB的調(diào)整幅度。
這樣，如果所估計(jì)的運(yùn)動速度較小，就將發(fā)射功率值的調(diào)整幅度設(shè)置得較小，而如果運(yùn)動速度較大，就將發(fā)射功率值的調(diào)整幅度設(shè)置得較大。因此，即使運(yùn)動速度大，也能按照速度來控制發(fā)射功率。
修改發(fā)射功率值的調(diào)整時(shí)寬也可按照運(yùn)動速度加以控制。圖26示出了控制這種定時(shí)的發(fā)射功率控制單元的配置例。
在圖26中，定時(shí)控制單元228按照從速度估計(jì)單元211輸入的控制信號輸出一個(gè)調(diào)整選通信號，而功率值傳輸控制單元229按照調(diào)整選通信號修改輸出來自發(fā)射功率值轉(zhuǎn)換表227的發(fā)射功率值的時(shí)間間隔(調(diào)整時(shí)寬)。
這里，所估計(jì)的運(yùn)動速度越接近靜止?fàn)顟B(tài)，調(diào)整時(shí)寬就設(shè)置得越大。所估計(jì)的運(yùn)動速度越大，調(diào)整時(shí)寬就設(shè)置得越小。因此，按照所估計(jì)的運(yùn)動速度修改發(fā)射功率值的頻率得到最佳化，即使所估計(jì)的運(yùn)動速度增大，發(fā)射功率也能按照速度加以控制。
下面將說明估計(jì)移動臺運(yùn)動速度的速度估計(jì)單元的配置和工作情況。有兩種方法可以估計(jì)這種速度。一種方法是利用來自移動臺的TPC命令，而另一種方法是利用有用信號功率。首先說明利用TPC命令的估計(jì)方法。
由于TPC命令按照諸如衰落之類的瞬時(shí)起伏改變，因此如果檢測出TPC命令的變化率，就能估計(jì)出運(yùn)動速度。然而，由于在非常高速衰落的情況下，TPC命令并不能跟上瞬時(shí)起伏，在運(yùn)動速度超過一定值后，變化率就飽和不變。TPC命令改變率飽和不變的區(qū)域取決于TPC命令的調(diào)整幅度和調(diào)整時(shí)寬。
圖27示出了利用在如圖24所示系統(tǒng)中產(chǎn)生的用來控制發(fā)射功率的TPC命令估計(jì)運(yùn)動速度的配置。圖27中所示的衰落節(jié)距估計(jì)單元231相當(dāng)于圖24中所示的速度估計(jì)單元211，用來檢測輸入的TPC命令的變化。
如上所述，如果TPC命令假定為一個(gè)1比特的數(shù)據(jù)(+1/-1)，衰落節(jié)距估計(jì)單元231就比較相繼的二個(gè)TPC命令，對具有相同代碼的數(shù)據(jù)連續(xù)出現(xiàn)兩次的頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)，根據(jù)計(jì)數(shù)值估計(jì)運(yùn)動速度。一般說來，如果運(yùn)動速度小，TPC命令的代碼就不常改變。如果運(yùn)動速度大，代碼就會經(jīng)常翻轉(zhuǎn)。因此，在運(yùn)動速度減小或增大時(shí)，連續(xù)出現(xiàn)具有相同代碼的數(shù)據(jù)的頻率就會相應(yīng)增大或減小。
例如，在圖28和29所示的TPC命令串中，計(jì)數(shù)值(SUM)分別為7和4。因此，可以估計(jì)圖29所示狀態(tài)的運(yùn)動速度大于圖28所示狀態(tài)的運(yùn)動速度。運(yùn)動速度也可以用若干個(gè)按計(jì)數(shù)值范圍劃分的級別加以估計(jì)。
圖30和31分別示出了圖28和29所示TPC命令串的另一種計(jì)數(shù)方法。即使采用這兩種計(jì)數(shù)方法，也能以與上述相同的方式估計(jì)運(yùn)動速度。
圖32示出了執(zhí)行如圖28和29所示計(jì)數(shù)操作的衰落節(jié)距估計(jì)單元231的配置例。圖32所示的配置包括延遲單元241、EX-NOR門242、滑窗平均濾波器243和速度轉(zhuǎn)換存儲器245。
延遲單元241將輸入的TPC命令遲延一個(gè)采樣周期后輸出。EX-NOR門242對輸入的TPC命令和延遲單元241的輸出執(zhí)行“同”操作，輸出輸入的TPC命令與上一個(gè)TPC命令的“同”信號。因此，如果兩個(gè)相繼的TPC命令的值如果相同，就輸出邏輯“1”，否則，輸出邏輯“0”。
滑窗平均濾波器243包括若干個(gè)延遲單元241和一個(gè)加法器244?；捌骄鶠V波器243將一段時(shí)間內(nèi)EX-NOR門242的輸出相加，輸出相加結(jié)果，作為計(jì)數(shù)值。速度轉(zhuǎn)換存儲器245存儲了一個(gè)將從滑窗平均濾波器243輸入的計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換成衰落節(jié)距的轉(zhuǎn)換表，利用這個(gè)轉(zhuǎn)換表輸出所估計(jì)的衰落節(jié)距的值。
圖33所示的配置包括一個(gè)由加法器246和鎖存電路247組成的積分器，用來代替圖32中所示的滑窗平均濾波器243。加法器246重復(fù)一定次數(shù)的將EX-NOR門242的輸出與存儲在鎖存電路247中的計(jì)數(shù)值相加的操作，鎖存電路247將計(jì)數(shù)值送至速度轉(zhuǎn)換存儲器245。因此，從速度平均轉(zhuǎn)換存儲器245輸出衰落節(jié)距的估計(jì)值。
也可以利用如圖34所示的這種電路代替速度轉(zhuǎn)換存儲器245將計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換成衰落節(jié)距。圖34所示電路包括四個(gè)比較器251和一個(gè)解碼器252。
每個(gè)比較器151將輸入的計(jì)數(shù)值A(chǔ)與相應(yīng)給定的門限(S1,S2,S3或S4)進(jìn)行比較。如果A＞B，比較器251輸出邏輯“1”，否則，比較器251就輸出邏輯“0”。假設(shè)門限S1、S2、S3和S4預(yù)先根據(jù)計(jì)數(shù)值與衰落節(jié)距之間的關(guān)系確定，而且S1＜S2＜S3＜S4。
解碼器252產(chǎn)生與根據(jù)每個(gè)比較器251的輸出得出的衰落節(jié)距相應(yīng)的信號。例如，解碼器252的輸出表示為三個(gè)比特。對于計(jì)數(shù)值≤S1、S1＜計(jì)數(shù)值≤S2、S2＜計(jì)數(shù)值≤S3、S3＜計(jì)數(shù)值≤S4和S4＜計(jì)數(shù)值這些情況，輸出分別為“100”、“011”“010”、“001”和“000”。因此，計(jì)數(shù)值越大，解碼器252的輸出就越小。
在這種速度估計(jì)方法中，在TPC命令的傳輸頻率由于系統(tǒng)不同而不同時(shí)，對于速度估計(jì)來說具有相同代碼的數(shù)據(jù)連續(xù)出現(xiàn)兩次的頻率并不一定最佳。因此，這種方法可以推廣為對具有相同代碼的數(shù)據(jù)連續(xù)出現(xiàn)N次的頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)，而使用對于系統(tǒng)最佳的計(jì)數(shù)值進(jìn)行估計(jì)。值得推薦的是TPC命令的傳輸頻率越大，將N值取得越大。
圖35示出了利用TPC命令的累加值估計(jì)運(yùn)動速度的配置。圖35中所示的衰落節(jié)距估計(jì)單元262相當(dāng)于圖24中所示的速度估計(jì)單元211。衰落節(jié)距估計(jì)單元262接收來自圖25中所示的TPC命令累加單元226的累加值，據(jù)此估計(jì)運(yùn)動速度。
如圖36所示，衰落節(jié)距估計(jì)單元262以一定采樣間隔對TPC命令的累加值進(jìn)行采樣，將在一段時(shí)間內(nèi)相繼采樣值之差的絕對值相加，根據(jù)所得的和估計(jì)運(yùn)動速度。
運(yùn)動速度越大，則這個(gè)和越大，因?yàn)檫\(yùn)動速度越大，累加值的增大或減小越迅速。同時(shí)，運(yùn)動速度越小，則這個(gè)和越小，因?yàn)檫\(yùn)動速度越小，累加值的增大或減小越緩慢。因此，可以用若干個(gè)按采樣值差之和的范圍劃分的級別來估計(jì)運(yùn)動速度。
圖37示出了執(zhí)行這種操作的衰落節(jié)距估計(jì)單元262的配置例。圖37所示的配置包括延遲單元271、比較器272、變換電路273、減法器274、加法器275、鎖存電路276和速度轉(zhuǎn)換存儲器277。
延遲單元271將輸入的累加值延遲一個(gè)采樣周期后輸出。比較器272將輸入的累加值B與延遲單元271的輸出A進(jìn)行比較。如果A＞B，比較器272輸出邏輯“1”，否則，比較器272輸出邏輯“0”。
變換電路273受比較器272的輸出控制。如果比較器272的輸出為邏輯“1”，變換電路273就將輸入A和B分別從輸出端X和Y輸出，而如果比較器272的輸出為邏輯“0”，變換電路273則將輸入A和B分別從輸出端Y和X輸出。因此，如果輸入的累加值B大于上一次采樣的累加值A(chǔ)，則有X=B和Y=A，而如果輸入的累加值B小于上一次采樣的累加值A(chǔ)，則有X=A和Y=B。
減法器274將變換電路273的輸出X減去輸出Y，輸出差值。由于變換電路273的輸出始終保證X≥Y，因此減法器274的輸出始終大于或等于0。這個(gè)輸出相當(dāng)于輸入的累加值與上一次采樣的累加值之差的絕對值。
加法器275重復(fù)一定次數(shù)的將減法器274的輸出與鎖存電路276存儲的和相加的操作，鎖存電路276將和送至速度轉(zhuǎn)換存儲器277。因此，從速度轉(zhuǎn)換存儲器277輸出衰落節(jié)距的估計(jì)值。也可以不用速度轉(zhuǎn)換存儲器277而用如圖34所示電路將和轉(zhuǎn)換成速度的估計(jì)值。
運(yùn)動速度也可以根據(jù)在將一段時(shí)間采樣值之差相加時(shí)測量這些值的滑窗平均所得的平均值進(jìn)行估計(jì)。更為精確的運(yùn)動速度的起伏可以通過精確測量滑窗平均進(jìn)行估計(jì)。
如圖38所示，通過使衰落節(jié)距估計(jì)單元262對TPC命令的累加值穿越某個(gè)基準(zhǔn)值的頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可以根據(jù)計(jì)數(shù)值(SUM)估計(jì)運(yùn)動速度。累加值穿越基準(zhǔn)值說明累加值成為大于基準(zhǔn)值或小于基準(zhǔn)值。運(yùn)動速度越大，計(jì)數(shù)值就越大，而運(yùn)動速度越小，計(jì)數(shù)值也就越小。因此，利用這個(gè)計(jì)數(shù)值，能像利用采樣值之間的差之和那樣來估計(jì)運(yùn)動速度。
圖39示出了執(zhí)行這種操作的衰落節(jié)距估計(jì)單元262的配置例。圖39所示的配置包括基準(zhǔn)值計(jì)算單元281、比較器282、上升邊檢測電路283、乘法器284、加法器285、鎖存電路286和速度轉(zhuǎn)換存儲器277。
在這個(gè)實(shí)施例中，基準(zhǔn)值計(jì)算單元281包括(n-1)個(gè)延遲單元271、一個(gè)加法器287、一個(gè)乘法器288和一個(gè)加法器289，用來根據(jù)對n個(gè)累加值的平均計(jì)算出基準(zhǔn)值。加法器287將輸入的累加值與(n-1)個(gè)延遲單元271的輸出相加，乘法器288將相加結(jié)果乘以1/n。加法器289再將相乘結(jié)果加上某個(gè)值α，從而得出基準(zhǔn)值。
比較器282將來自基準(zhǔn)值計(jì)算單元281的基準(zhǔn)值A(chǔ)與輸入的累加值B進(jìn)行比較。如果A＜B，比較器282輸出邏輯“1”，否則，比較器282就輸出邏輯“0”。在比較器282的輸出從邏輯“0”變?yōu)檫壿嫛?”時(shí)，上升邊檢測單元283就輸出邏輯“1”。乘法器284將上升邊檢測單元283的輸出乘以2。
加法器285重復(fù)一定次數(shù)的將乘法器284的輸出與鎖存電路286所存儲的計(jì)數(shù)值相加的操作，鎖存電路286將計(jì)數(shù)值送至速度轉(zhuǎn)換存儲器277。因此，在一定時(shí)間內(nèi)累加值超過基準(zhǔn)值的頻率的兩倍就作為計(jì)數(shù)值輸出，這個(gè)計(jì)數(shù)值相應(yīng)于累加值穿越基準(zhǔn)值的頻率。
速度轉(zhuǎn)換存儲器277按照輸入的計(jì)數(shù)值輸出衰落節(jié)距的估計(jì)值。也可以不用速度轉(zhuǎn)換存儲器277而用諸如圖34所示的電路將計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換為衰落節(jié)距的估計(jì)值。
在對穿越頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，可以測量計(jì)數(shù)值在一定時(shí)間內(nèi)的滑窗平均，運(yùn)動速度也能根據(jù)這平均值進(jìn)行估計(jì)。通過精確測量滑窗平均能估計(jì)出更為準(zhǔn)確的運(yùn)動速度的起伏。
雖然以上所有這些方法都是利用TPC命令估計(jì)運(yùn)動速度的方法，但還有另一種方法，這種方法利用了從接收相關(guān)值得到的有用信號功率。在DS-CDMA系統(tǒng)中，接收信號在解擴(kuò)前是處于頻譜受到擴(kuò)展的狀態(tài)，多個(gè)信道被多路合并。因此，只有在解擴(kuò)后才能觀察到來自目標(biāo)移動臺的受衰落影響的信號。然而，可以通過對信號進(jìn)行解擴(kuò)提取，來自目標(biāo)的有用信號，觀測衰落情況，估計(jì)運(yùn)動速度。
圖40示出了利用有用信號功率估計(jì)運(yùn)動速度的配置。功率合成單元291利用與圖3中所示的解調(diào)器24的輸出相應(yīng)的接收相關(guān)值合成有用信號功率。衰落節(jié)距估計(jì)單元292相當(dāng)于一個(gè)速度估計(jì)單元，根據(jù)合成的有用信號功率估計(jì)運(yùn)動速度。
如圖41所示，衰落節(jié)距估計(jì)單元292測量接收相關(guān)值，對每段一定時(shí)間內(nèi)的有用信號功率進(jìn)行采樣。有用信號功率的每個(gè)采樣值(SP1,SP2,…,SPi,SPj)都是根據(jù)n個(gè)相繼的接收相關(guān)值(1,2,…,n)產(chǎn)生的。
圖42示出了執(zhí)行這種采樣操作的電路的實(shí)施例。圖42所示采樣電路包括加法器301和鎖存電路302和303，用來產(chǎn)生有用信號功率的采樣值。
加法器301和鎖存電路302對n個(gè)相繼的接收相關(guān)值進(jìn)行累加，鎖存電路302每次采樣都由采樣信號清零。鎖存電路303用采樣信號鎖存鎖存電路302每次采樣的輸出，輸出采樣值。按照這種電路，將每次采樣的n個(gè)相繼的接收相關(guān)值的和作為一個(gè)采樣值輸出。
例如，作為根據(jù)如圖15所示包括導(dǎo)頻信號的信號的接收相關(guān)值產(chǎn)生有用信號功率的方法，可以考慮如圖43、44和45所示的三種方法。
在圖43中，瑞克合并單元304輸出與特定信道相應(yīng)的有用信號的接收相關(guān)值，導(dǎo)頻信號提取單元305提取作為已知信號的導(dǎo)頻信號的接收相關(guān)值。功率合成單元291執(zhí)行所提取的接收相關(guān)值的功率合成，產(chǎn)生有用信號功率的采樣值。在這個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)采樣值為n個(gè)接收相關(guān)值的平方和。
在圖44中，功率合成單元291執(zhí)行所提取的接收相關(guān)值的幅度合成，產(chǎn)生有用信號功率的采樣值。在這個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)采樣值為n個(gè)接收相關(guān)值的均值的平方。
在圖45中，并不提取導(dǎo)頻信號，功率合成單元291執(zhí)行瑞克合并單元304輸出的導(dǎo)頻信號和數(shù)據(jù)信號的功率合成，產(chǎn)生有用信號功率的采樣值。在這個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)采樣值為n個(gè)接收相關(guān)值的平方和。圖45所示方法可用于任意信號，無論其中是否有導(dǎo)頻信號。
圖46示出了圖43中所示的功率合成單元291的配置例。圖46所示的配置包括平方器311、加法器312和鎖存電路313。平方器311對輸入的接收相關(guān)值進(jìn)行平方。加法器312和鎖存電路313累加平方器311的n個(gè)相繼輸出，將所得結(jié)果作為采樣值輸出。鎖存電路313在每次采樣時(shí)都由采樣信號清零。圖45中所示的功率合成單元291包括與圖46所示相同的電路。
圖47示出了圖44中所示的功率合成單元291的配置例。圖47所示的配置包括加法器321、鎖存電路322和323、乘法器324和平方器325。
加法器321和鎖存電路322累加n個(gè)相繼的接收相關(guān)值，鎖存電路322在每次采樣時(shí)都由采樣信號清零。鎖存電路323根據(jù)采樣信號鎖存每次采樣的鎖存電路322的輸出，乘法器324將鎖存電路323的輸出乘以1/n。平方器325對乘法器324的輸出進(jìn)行平方，將計(jì)算結(jié)果作為采樣值輸出。
根據(jù)這樣產(chǎn)生的有用信號功率的采樣值，以與圖36所示相同的方式，圖40中所示的衰落節(jié)距估計(jì)單元292將一段時(shí)間內(nèi)相繼值之差的絕對值相加，從所得到的和估計(jì)運(yùn)動速度。在這種情況下，衰落節(jié)距估計(jì)單元292例如可以采用與圖37所示相同的電路。
運(yùn)動速度越大，這個(gè)和就越大，因?yàn)檫\(yùn)動速度越大，有用信號功率的增大或減小也就越迅速。同樣，運(yùn)動速度越小，這個(gè)和就越小，因?yàn)檫\(yùn)動速度越小，有用信號功率的增大或減小也就越緩慢。因此，運(yùn)動速度可以用若干個(gè)按采樣值差之和的范圍劃分的級別加以估計(jì)。運(yùn)動速度也可以表示為這個(gè)和的適當(dāng)函數(shù)。
運(yùn)動速度也可以根據(jù)在將一段時(shí)間采樣值之差相加時(shí)測量這些值的滑窗平均所得的平均值進(jìn)行估計(jì)。通過精確測量滑窗平均能估計(jì)出更為準(zhǔn)確的運(yùn)動速度的起伏。
如圖48所示，通過使衰落節(jié)距估計(jì)單元292對有用信號功率的采樣值穿越一定基準(zhǔn)值的頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)，運(yùn)動速度也可以根據(jù)這計(jì)數(shù)值(和)加以估計(jì)。運(yùn)動速度越大，計(jì)數(shù)值就越大，而運(yùn)動速度越小，計(jì)數(shù)值就越小。因此，運(yùn)動速度可以利用這計(jì)數(shù)值以與上述求采樣值差之和相同的方式進(jìn)行估計(jì)。在這種情況下，衰落節(jié)距估計(jì)單元292例如可以采用如圖39所示那樣的電路。
在對穿越頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，可以測量計(jì)數(shù)值在一定時(shí)間內(nèi)的滑窗平均，運(yùn)動速度也能根據(jù)這平均值進(jìn)行估計(jì)。通過精確測量滑窗平均能估計(jì)出更為準(zhǔn)確的運(yùn)動速度的起伏。
雖然以上說明了利用TPC命令和有用信號功率這兩種估計(jì)方法，但這兩種方法之間存在著一定的相關(guān)性。一般說來，由于在運(yùn)動速度超過一定值時(shí)，TPC命令控制不了發(fā)射功率，因此接收方產(chǎn)生的TPC命令的變化率就成為固定不變的了。
因此，在利用TPC命令的方法中，根據(jù)這變化率所得到的估計(jì)速度在超過一定值的高速區(qū)呈現(xiàn)為一個(gè)不變的值，如圖49所示。圖49示出了所產(chǎn)生衰落的衰落節(jié)距(fdt)與估計(jì)速度之間的關(guān)系?？梢?，衰落節(jié)距與實(shí)際運(yùn)動速度之間有著密切的關(guān)系。衰落節(jié)距越大，運(yùn)動速度就越大。
另一方面，在利用有用信號功率的方法中，估計(jì)速度在低于一定值的低速區(qū)呈現(xiàn)為一個(gè)不變的值，這正好與利用TPC命令的方法相反。這是因?yàn)樵谶\(yùn)動速度不大時(shí)，由于TPC命令有效地控制了發(fā)射功率，因此有用信號功率成為固定不變的。如果運(yùn)動速度增大到一定程度，發(fā)射功率控制起不了作用，有用信號功率就發(fā)生起伏。因此，運(yùn)動速度就能利用這種起伏來進(jìn)行估計(jì)。
所以，最好是同時(shí)利用這兩種估計(jì)方法來估計(jì)運(yùn)動速度。例如，在利用TPC命令得到的估計(jì)值飽和的區(qū)域中，可以采用利用有用信號功率得到的估計(jì)值，而在利用有用信號功率得到的估計(jì)值飽和的區(qū)域中，可以采用利用TPC命令得到的估計(jì)值。通過同時(shí)利用這兩種方法，可以相互彌補(bǔ)各自的缺點(diǎn)，從而能擴(kuò)展運(yùn)動速度的估計(jì)范圍。
在上述各實(shí)施例中，可以用諸如數(shù)字信號處理器(DSP)之類的任何硬件或固件實(shí)現(xiàn)估計(jì)運(yùn)動速度的電路和設(shè)置通信設(shè)備各種參數(shù)的電路。控制的目標(biāo)參數(shù)不限于搜索功能、發(fā)射功率控制功能和相干檢測功能中的這些參數(shù)，也可以包括任何其他功能中的參數(shù)。
此外，本發(fā)明不局限于用于DS-CDMA系統(tǒng)中的通信，也可廣泛地用于相移鍵控(PSK)系統(tǒng)、個(gè)人數(shù)字蜂窩(PDC)系統(tǒng)等系統(tǒng)中的通信。
按照本發(fā)明，在CDMA等系統(tǒng)中的通信中，可以按照所估計(jì)的運(yùn)動速度動態(tài)地控制通信設(shè)備中的各種參數(shù)，從而能改善接收特性和增大信道容量。
權(quán)利要求
1．一種控制發(fā)送臺與接收臺之間移動通信的參數(shù)的通信控制設(shè)備，所述設(shè)備包括速度估計(jì)裝置，用來估計(jì)所述發(fā)射臺或接收臺的運(yùn)動速度，輸出與所估計(jì)的運(yùn)動速度相應(yīng)的控制信號；以及修正裝置，用來根據(jù)所述控制信號修正所述參數(shù)的值。
2．按權(quán)利要求1所述的通信控制設(shè)備，其中所述接收臺包括搜索裝置，用來檢測對擴(kuò)頻信號進(jìn)行解擴(kuò)的定時(shí)；以及所述修正裝置根據(jù)所述控制信號控制作為所述參數(shù)的所述搜索裝置執(zhí)行搜索操作的頻率。
3．按權(quán)利要求2所述的通信控制設(shè)備，其中所述修正裝置包括控制搜索操作頻率的定時(shí)裝置，對作為所述參數(shù)的所述定時(shí)裝置的周期進(jìn)行控制。
4．按權(quán)利要求2所述的通信控制設(shè)備，其中所述搜索裝置檢測多個(gè)擴(kuò)頻信道的解擴(kuò)信號的定時(shí)；以及所述修正裝置根據(jù)與每個(gè)信道的估計(jì)運(yùn)動速度相應(yīng)的控制信號控制所述搜索操作的頻率。
5．按權(quán)利要求1所述的通信控制設(shè)備，其中所述接收臺包括搜索裝置，用來檢測對擴(kuò)頻信號進(jìn)行解擴(kuò)的定時(shí)；以及所述修正裝置根據(jù)所述控制信號控制對所述搜索裝置產(chǎn)生的接收相關(guān)值的累加次數(shù)。
6．按權(quán)利要求5所述的通信控制設(shè)備，其中所述搜索裝置檢測多個(gè)擴(kuò)頻信道的解擴(kuò)信號的定時(shí)；以及所述修正裝置根據(jù)與每個(gè)信道的估計(jì)運(yùn)動速度相應(yīng)的控制信號控制所述累加次數(shù)。
7．按權(quán)利要求1所述的通信控制設(shè)備，其中所述接收臺包括相干檢測裝置，用來檢測包括導(dǎo)頻信號的信號；以及所述修正裝置根據(jù)所述控制信號控制作為所述參數(shù)的所述相干檢測裝置執(zhí)行相位估計(jì)所用的導(dǎo)頻信號的數(shù)目。
8．按權(quán)利要求1所述的通信控制設(shè)備，其中所述接收臺包括相干檢測裝置，用來檢測包括導(dǎo)頻信號的信號；以及所述修正裝置根據(jù)所述控制信號控制作為所述參數(shù)的所述相干檢測裝置執(zhí)行相位估計(jì)所用的導(dǎo)頻信號的加權(quán)系數(shù)。
9．按權(quán)利要求1所述的通信控制設(shè)備，其中所述接收臺包括無效路徑檢測裝置，用來檢測信號電平低于一定值的無效路徑；以及所述修正裝置根據(jù)所述控制信號控制作為所述參數(shù)的所述無效路徑檢測裝置觀察信號的觀察長度。
10．按權(quán)利要求9所述的通信控制設(shè)備，其中所述無效路徑檢測裝置包括一個(gè)濾波裝置，用來對需觀察的信號進(jìn)行濾波；以及所述修正裝置根據(jù)所述控制信號控制作為所述參數(shù)的所述濾波裝置的濾波器長度。
11．按權(quán)利要求1所述的通信控制設(shè)備，其中所述發(fā)送臺包括一個(gè)發(fā)射功率控制裝置，用來修正發(fā)射功率；以及所述修正裝置根據(jù)所述控制信號控制作為所述參數(shù)的所述發(fā)射功率控制裝置修正功率值的調(diào)整幅度。
12．按權(quán)利要求11所述的通信控制裝置，其中所述發(fā)射功率控制裝置包括一個(gè)累加所述接收臺發(fā)送的發(fā)射功率控制命令的累加裝置和一個(gè)將累加值轉(zhuǎn)換為功率值的轉(zhuǎn)換裝置；以及所述修正裝置根據(jù)所述控制信號控制所述發(fā)射功率控制命令累加值。
13．按權(quán)利要求1所述的通信控制設(shè)備，其中所述發(fā)送臺包括一個(gè)發(fā)射功率控制裝置，用來修正發(fā)射功率；以及所述修正裝置根據(jù)所述控制信號控制作為所述參數(shù)的所述發(fā)射功率控制裝置修正功率值的頻率。
14．按權(quán)利要求1所述的通信控制設(shè)備，其中所述速度估計(jì)裝置估計(jì)所述發(fā)送臺對所述接收臺的相對運(yùn)動速度或所述接收臺對所述發(fā)送臺的相對運(yùn)動速度。
15．按權(quán)利要求1所述的通信控制設(shè)備，其中所述速度估計(jì)裝置利用所述接收臺發(fā)送給發(fā)送臺的發(fā)射功率控制命令估計(jì)所述運(yùn)動速度。
16．按權(quán)利要求1所述的通信控制設(shè)備，其中所述速度估計(jì)裝置利用在所述接收臺內(nèi)產(chǎn)生的有用信號功率估計(jì)所述運(yùn)動速度。
17．一種接收機(jī)，包括速度估計(jì)裝置，用來估計(jì)與所述接收機(jī)進(jìn)行移動通信的發(fā)射臺的運(yùn)動速度，輸出與所估計(jì)的運(yùn)動速度相應(yīng)的控制信號；以及修正裝置，用來根據(jù)所述控制信號修正所述移動通信的參數(shù)的值。
18．按權(quán)利要求17所述的接收機(jī)，其中所述修正裝置根據(jù)所述控制信號至少控制作為所述參數(shù)的以下一個(gè)或n個(gè)參數(shù)檢測對擴(kuò)頻信號進(jìn)行解擴(kuò)的定時(shí)的搜索操作的頻率，在搜索操作中接收相關(guān)值的累加次數(shù)，執(zhí)行相干檢測所用的導(dǎo)頻信號的數(shù)目，導(dǎo)頻信號的加權(quán)系數(shù)，以及在無效路徑檢測中觀測信號的觀測長度。
19．一種發(fā)射機(jī)，包括速度估計(jì)裝置，用來估計(jì)與所述發(fā)射機(jī)進(jìn)行移動通信的接收臺的運(yùn)動速度，輸出與所估計(jì)的運(yùn)動速度相應(yīng)的控制信號；以及修正裝置，用來根據(jù)所述控制信號修正所述移動通信的參數(shù)的值。
20．按權(quán)利要求19所述的發(fā)射機(jī)，其中所述修正裝置根據(jù)所述控制信號至少控制作為所述參數(shù)的以下一個(gè)或n個(gè)參數(shù)在發(fā)射功率控制中的功率值調(diào)整幅度和功率值的修正頻率。
21．一種通信控制方法，包括下列步驟執(zhí)行發(fā)送臺和接收臺之間的移動通信；估計(jì)所述發(fā)送臺或所述接收臺的運(yùn)動速度；根據(jù)所估計(jì)的運(yùn)動速度修正所述移動通信的參數(shù)的值。
22．按權(quán)利要求21所述的通信控制方法，其中檢測對擴(kuò)頻信號進(jìn)行解擴(kuò)的定時(shí)的搜索操作的頻率、在搜索操作中接收相關(guān)值的累加次數(shù)、執(zhí)行相干檢測所用的導(dǎo)頻信號的數(shù)目、導(dǎo)頻信號的加權(quán)系數(shù)、在無效路徑檢測中觀察信號的觀測長度、在發(fā)射功率控制中功率值的調(diào)整幅度和修正頻率這些參數(shù)中的至少一個(gè)或n個(gè)作為所述參數(shù)根據(jù)所述所估計(jì)的運(yùn)動速度加以控制。
全文摘要
安裝在移動通信系統(tǒng)的基站或移動臺中的通信控制設(shè)備估計(jì)對方臺站的相對運(yùn)動速度,根據(jù)估計(jì)得到的運(yùn)動速度調(diào)整搜索器、發(fā)射功率控制單元、絕對同步檢測單元等的通信參數(shù)的值。
文檔編號H04B7/26GK1225529SQ9812084
公開日1999年8月11日 申請日期1998年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月3日
發(fā)明者久保德郎, 箕輪守彥 申請人:富士通株式會社