專利名稱：Wcdma系統(tǒng)基站中隨機(jī)接入信道前綴捕獲的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及WCDMA(寬帶碼分多址)移動(dòng)通信技術(shù)，具體指WCDMA移動(dòng)通信擴(kuò)頻系統(tǒng)上行隨機(jī)接入信道前綴捕獲的一種方法和裝置。
由于捕獲的一個(gè)目的是進(jìn)行多徑搜索，所以如何實(shí)現(xiàn)快速簡(jiǎn)單的搜索模塊是捕獲的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，目前一般采用的是匹配濾波的方法，采用這種方法從實(shí)現(xiàn)的角度來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，但需要占用較多的系統(tǒng)資源。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案，即一種WCDMA系統(tǒng)基站中隨機(jī)接入信道前綴捕獲的方法，包括下列步驟1)利用24個(gè)延遲線抽頭的輸入信號(hào)與16個(gè)不同相位的擾碼的去擾相關(guān)計(jì)算，得到在384種可能的多徑偏移情況下的相關(guān)結(jié)果。
2)對(duì)去擾以后的相關(guān)結(jié)果進(jìn)行去除相位因子的處理。
3)采用控制讀寫RAM(隨機(jī)讀取存儲(chǔ)器)的方式，進(jìn)行哈達(dá)碼變換，得到針對(duì)于16種可能的簽名的相關(guān)結(jié)果。
4)對(duì)以上得到的所有復(fù)數(shù)相關(guān)結(jié)果進(jìn)行求模，得到幅度。
5)分別對(duì)各個(gè)簽名的384個(gè)相關(guān)幅度進(jìn)行排序，得到每個(gè)簽名對(duì)應(yīng)的最大的幾個(gè)相關(guān)幅度及多徑位置，以及最大幅度大于門限的幾個(gè)簽名號(hào)。
6)將判決結(jié)果存入寄存器以便讀取。
在上述的WCDMA系統(tǒng)基站中隨機(jī)接入信道前綴捕獲方法中，其中，24個(gè)延遲線抽頭，每?jī)蓚€(gè)抽頭的信號(hào)之間有1/2碼片的時(shí)延，16個(gè)不同相位的擾碼在一個(gè)碼片的16個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘內(nèi)時(shí)分復(fù)用，每?jī)蓚€(gè)擾碼的相位相差12碼片。
根據(jù)以上的技術(shù)方案，本發(fā)明還提供了一種WCDMA系統(tǒng)基站中隨機(jī)接入信道前綴捕獲的裝置，包括相關(guān)器組模塊、相位處理模塊、哈達(dá)碼變換模塊、求模模塊、排序判決模塊、判決結(jié)果存儲(chǔ)模塊、緩存單元和碼發(fā)生器，所述的碼發(fā)生器連接至相關(guān)器組模塊，所述的緩存單元分別與相關(guān)器組模塊、相位處理模塊、和哈達(dá)碼變換模塊進(jìn)行雙向互連，所述的求模模塊、排序及判決模塊和判決結(jié)果存儲(chǔ)模塊依次單向相連，且求模模塊與緩存單元還單向連接；其中相關(guān)器組模塊和碼發(fā)生器配合，用于計(jì)算不同多徑偏移下的相關(guān)值(接收信號(hào)擾碼相位與本地?cái)_碼相位之間的偏移)，其中碼發(fā)生器產(chǎn)生16路時(shí)分復(fù)用且相位依次相差12碼片的擾碼；相位處理模塊，用于去除發(fā)射端調(diào)制過(guò)程中加入的相位因子(在發(fā)送端調(diào)制時(shí)加上的)；哈達(dá)碼變換模塊，用于得到針對(duì)于16個(gè)不同的簽名號(hào)的相關(guān)值；緩存單元，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)處理的中間結(jié)果，包括相關(guān)解擾后的數(shù)據(jù)、相位處理后數(shù)據(jù)以及哈達(dá)碼變換后的數(shù)據(jù)，并且根據(jù)依次進(jìn)行的相關(guān)解擾、相位處理和哈達(dá)碼變換，對(duì)緩存單元依次占用，即緩存單元各階段存儲(chǔ)不同的數(shù)據(jù)；求模模塊，用于對(duì)復(fù)數(shù)相關(guān)結(jié)果進(jìn)行求幅度；排序判決模塊，用于確定各個(gè)簽名的多徑位置及幅度以及簽名的最大相關(guān)幅度是否超過(guò)門限；判決結(jié)果存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)最后的結(jié)果，包括超過(guò)門限的簽名號(hào)、簽名的多徑位置及幅度。
上述的WCDMA系統(tǒng)基站中隨機(jī)接入信道前綴捕獲的裝置，其中，相關(guān)器組模塊包括用來(lái)產(chǎn)生不同延遲的信號(hào)的24個(gè)延遲單元和用于相關(guān)解擾的24個(gè)相關(guān)器，利用相關(guān)器對(duì)延遲線抽頭過(guò)來(lái)的信號(hào)和碼發(fā)生器產(chǎn)生的擾碼進(jìn)行相關(guān)解擾運(yùn)算。
上述的WCDMA系統(tǒng)基站中隨機(jī)接入信道前綴捕獲的裝置，其中，相關(guān)器包括一個(gè)多路控制選擇器和兩個(gè)分別與該多路控制選擇器相連的加/減法器，通過(guò)碼發(fā)生器產(chǎn)生的擾碼對(duì)加/減法器進(jìn)行控制的方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)的相關(guān)解擾，并將累加的中間結(jié)果存入所述的緩存單元。
采用了上述的技術(shù)解決方案，本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)多徑搜索方面采用了輸入數(shù)據(jù)延遲抽頭和擾碼相位相配合的方式進(jìn)行，延遲線抽頭有24個(gè)，每?jī)蓚€(gè)抽頭之間相差1/2chip(碼片)，24個(gè)抽頭的的時(shí)延分別為0chip到11又1/2chip，而碼發(fā)生器產(chǎn)生的16路擾碼的相位之間都相差12chip這樣就可以通過(guò)兩者的配合產(chǎn)生0chip到191又1/2chip的各種延時(shí)，其精度為1/2chip。由于碼發(fā)生器的16路擾碼是在一個(gè)chip的16個(gè)時(shí)鐘里時(shí)分產(chǎn)生的，所以使得占用的系統(tǒng)資源比完全采用延遲線抽頭(或匹配濾波器)的方式要大大減少。另外在進(jìn)行快速哈達(dá)碼變換時(shí)采用控制讀寫RAM的方式，以及在RAM的使用上采用分階段重復(fù)利用的方式，大大提高了系統(tǒng)資源利用率。
在WCDMA通信系統(tǒng)的接收機(jī)中，針對(duì)于隨機(jī)接入信道(RACH)有一個(gè)preamble的捕獲裝置。RACH信道的preamble部分是由簽名(signature，是一組長(zhǎng)度為16的哈達(dá)碼共16個(gè)，用于標(biāo)志不同的用戶)經(jīng)過(guò)擾碼加擾后形成的，如下式pre(n)＝Scrm(n)*Sig(n)*exp(j*(PI/4+n*PI/2))，n＝0，…，4095。
其中Scrm(n)代表上行RACH preamble中的擾碼，Sig(n)代表某個(gè)簽名，后面為復(fù)數(shù)相位部分。
WCDMA系統(tǒng)的信道使用的擾碼均為正交GOLD碼，長(zhǎng)度為38400，它用來(lái)區(qū)分不同的信道或用戶，比如對(duì)于多用戶隨機(jī)接入來(lái)說(shuō)，可能會(huì)有多個(gè)用戶同時(shí)請(qǐng)求接入(即向基站發(fā)送RACH信道)，那么我們可以通過(guò)他們使用的各不相同(各個(gè)用戶使用哪個(gè)擾碼是由基站統(tǒng)一進(jìn)行分配的)且相互正交的擾碼進(jìn)行區(qū)分。
針對(duì)WCDMA系統(tǒng)RACH的preamble的組成，preamble捕獲裝置需要對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解擾并且針對(duì)所有可能的簽名號(hào)進(jìn)行哈達(dá)碼變換的運(yùn)算，從而通過(guò)計(jì)算結(jié)果檢測(cè)出所接收到的簽名號(hào)。Preamble捕獲裝置的另一個(gè)重要目的是進(jìn)行多徑檢測(cè)，所以在解擾的處理上本裝置采用了相關(guān)器組進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，通過(guò)對(duì)不同的偏移(本地?cái)_碼和接收信號(hào)的擾碼之間的相位差)下的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較從而得到多徑偏移和幅度。
一、本發(fā)明采用的處理流程如下1)24個(gè)延遲線抽頭的輸入信號(hào)與16個(gè)不同相位的擾碼的去擾相關(guān)計(jì)算，得到在各種(384種)可能的多徑偏移情況下的相關(guān)結(jié)果。
2)對(duì)去擾以后的相關(guān)結(jié)果進(jìn)行去除相位因子的處理。
3)采用控制讀寫RAM的方式，進(jìn)行哈達(dá)碼變換，得到針對(duì)于16種可能的簽名的相關(guān)結(jié)果。
4)對(duì)以上得到的所有復(fù)數(shù)相關(guān)結(jié)果進(jìn)行求模，得到幅度。
5)分別對(duì)各個(gè)簽名的384個(gè)相關(guān)幅度進(jìn)行排序，得到每個(gè)簽名對(duì)應(yīng)的最大的幾個(gè)相關(guān)幅度及多徑位置，以及最大幅度大于門限的幾個(gè)簽名號(hào)。
6)將判決結(jié)果存入寄存器以便讀取。
上述的24個(gè)延遲線抽頭，每?jī)蓚€(gè)抽頭的信號(hào)之間有1/2碼片的時(shí)延，16個(gè)不同相位的擾碼在一個(gè)碼片的16個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘內(nèi)時(shí)分復(fù)用，每?jī)蓚€(gè)擾碼的相位相差12碼片。
二、本發(fā)明的捕獲裝置如附

圖1所示，該裝置包括相關(guān)器組模塊1、碼發(fā)生器2、相位處理模塊3、哈達(dá)碼變換模塊4、緩存單元8、求模模塊5、排序及判決模塊6、判決結(jié)果存儲(chǔ)模塊7，所述的碼發(fā)生器2連接至相關(guān)器組模塊1，所述的相關(guān)器組模塊1、相位處理模塊3以及哈達(dá)碼變換模塊4三者與緩存單元8之間都是雙向互連，所述的緩存單元8、求模模塊5、排序及判決模塊6、判決結(jié)果存儲(chǔ)模塊7依次單向相連。
碼發(fā)生器2用于產(chǎn)生解擾所需的本地?cái)_碼，如附圖5所示，它能夠時(shí)分產(chǎn)生16路擾碼，這16路擾碼在一個(gè)chip(碼片)的16個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘內(nèi)時(shí)分復(fù)用，每?jī)陕废噜彽臄_碼之間的相位相差12chip。當(dāng)然這只是針對(duì)該設(shè)計(jì)的一種選擇，我們也可以通過(guò)配置碼發(fā)生器內(nèi)部的參數(shù)，從而控制每路擾碼的相位，這樣可以使捕獲范圍不只局限于0到192chip，增加系統(tǒng)捕獲范圍的靈活性。
如附圖2所示，相關(guān)器組模塊1包括用來(lái)產(chǎn)生不同延遲的信號(hào)的24個(gè)延遲單元11和用于相關(guān)解擾的24個(gè)相關(guān)器12，利用相關(guān)器12對(duì)延遲線抽頭過(guò)來(lái)的信號(hào)和碼發(fā)生器2產(chǎn)生的擾碼進(jìn)行相關(guān)解擾運(yùn)算。由于碼發(fā)生器2產(chǎn)生的16路擾碼之間依次相差12chip的相位，而24個(gè)延遲線抽頭信號(hào)依次相差1/2chip的相位，所以我們可以進(jìn)行384種不同的偏移下的相關(guān)計(jì)算。
相關(guān)器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)如附圖4所示，它包括兩個(gè)加/減法器121和一個(gè)多路控制選擇器122，通過(guò)碼發(fā)生器產(chǎn)生的擾碼對(duì)加/減法器進(jìn)行控制的方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)的相關(guān)解擾，累加的中間結(jié)果存入緩存單元8。
緩存單元8中包含48個(gè)RAM81，存儲(chǔ)I、Q路數(shù)據(jù)，如附圖3A、圖3B所示，RAM81的大小都是256×14，每個(gè)RAM81被等分為16個(gè)部分，它們?cè)跀?shù)據(jù)處理的各個(gè)階段存儲(chǔ)不同的數(shù)據(jù)，在相關(guān)計(jì)算和相位處理階段RAM81每個(gè)部分中存放的是某個(gè)偏移位置上16個(gè)經(jīng)過(guò)256次累加后的相關(guān)值。而做完哈達(dá)碼變換之后，RAM81的每個(gè)部分中存放的是某個(gè)偏移位置上對(duì)應(yīng)于16個(gè)簽名的相關(guān)值(即4096chip的累加結(jié)果)。
相位處理模塊3用于去除相位因子。
哈達(dá)碼變換模塊4用于對(duì)16種可能的簽名進(jìn)行哈達(dá)碼變換，如附圖6所示，哈達(dá)碼變換模塊4包括地址發(fā)生器41、加法器42和減法器43，其與RAM81相連，采用控制讀寫RAM81的方式實(shí)現(xiàn)哈達(dá)碼變換。圖中所示的是兩個(gè)輸入和兩個(gè)輸出之間是順序進(jìn)行的1)根據(jù)讀地址1從地址1中讀取數(shù)據(jù)1；2)根據(jù)讀地址2從地址2中讀取數(shù)據(jù)2；3)將加法器42的輸出即數(shù)據(jù)1和數(shù)據(jù)2的和寫入RAM81的地址1中；4)將減法器43的輸出即數(shù)據(jù)1和數(shù)據(jù)2的差寫入RAM81的地址2中。
進(jìn)行哈達(dá)碼變換時(shí)，每個(gè)相關(guān)器12的數(shù)據(jù)并行處理，相關(guān)器內(nèi)部的IQ兩路也并行運(yùn)算，所以總共有如圖所示的電路48套，也就是說(shuō)在緩存單元中也包含48個(gè)RAM81。對(duì)某個(gè)相關(guān)器的I或Q路相關(guān)結(jié)果，16個(gè)哈達(dá)碼變換每個(gè)需要4次蝶形運(yùn)算。這里的處理是一次做完16個(gè)哈達(dá)碼變換的第一級(jí)蝶形，再做第二、三、四級(jí)。每個(gè)蝶形包括一次加法、一次減法，在4個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成。從加減法器的角度看，這四拍的操作是讀地址1數(shù)據(jù)，讀地址2數(shù)據(jù)，和寫入地址1，差寫入地址2。讀寫地址產(chǎn)生如下每個(gè)蝶形的兩個(gè)地址(4位)有3位相同，對(duì)于每級(jí)的8個(gè)蝶形，在“000“到”111“的8個(gè)計(jì)數(shù)值分別插入‘0’和‘1’即得到每個(gè)蝶形的讀寫地址，對(duì)4級(jí)蝶形運(yùn)算而言，插入位置依次為”^×××”，”×^××”，”××^×”，”×××^”。
求模模塊5用于求取復(fù)信號(hào)的幅度。
排序及判決模塊6用于對(duì)每種可能的簽名的384種偏移下的相關(guān)幅度進(jìn)行比較，從而得到其中幅度最大的幾個(gè)幅度及其偏移，另外需要對(duì)16個(gè)可能簽名的幅度之間以及它們與捕獲門限之間進(jìn)行比較，從而得到超過(guò)門限的最大的幾個(gè)簽名號(hào)。
判決結(jié)果存儲(chǔ)模塊7用于存儲(chǔ)排序及判決模塊得到的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種WCDMA系統(tǒng)基站中隨機(jī)接入信道前綴捕獲的方法，包括下列步驟1)利用24個(gè)延遲線抽頭的輸入信號(hào)與16個(gè)不同相位的擾碼的去擾相關(guān)計(jì)算，得到在384種可能的多徑偏移情況下的相關(guān)結(jié)果。2)對(duì)去擾以后的相關(guān)結(jié)果進(jìn)行去除相位因子的處理。3)采用控制讀寫RAM的方式，進(jìn)行哈達(dá)碼變換，得到針對(duì)于16種可能的簽名的相關(guān)結(jié)果。4)對(duì)以上得到的所有復(fù)數(shù)相關(guān)結(jié)果進(jìn)行求模，得到幅度。5)分別對(duì)各個(gè)簽名的384個(gè)相關(guān)幅度進(jìn)行排序，得到每個(gè)簽名對(duì)應(yīng)的最大的幾個(gè)相關(guān)幅度及多徑位置，以及最大幅度大于門限的幾個(gè)簽名號(hào)。6)將判決結(jié)果存入寄存器以便讀取。
2.如權(quán)利要求1所述的WCDMA系統(tǒng)基站中隨機(jī)接入信道前綴捕獲的方法，其特征在于所述的24個(gè)延遲線抽頭，每?jī)蓚€(gè)抽頭的信號(hào)之間有1/2碼片的時(shí)延，16個(gè)不同相位的擾碼在一個(gè)碼片的16個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘內(nèi)時(shí)分復(fù)用，每?jī)蓚€(gè)擾碼的相位相差12碼片。
3.一種WCDMA系統(tǒng)基站中隨機(jī)接入信道前綴捕獲的裝置，其特征在于包括相關(guān)器組模塊、相位處理模塊、哈達(dá)碼變換模塊、求模模塊、排序判決模塊、判決結(jié)果存儲(chǔ)模塊、緩存單元和碼發(fā)生器，所述的碼發(fā)生器連接至相關(guān)器組模塊，所述的緩存單元分別與相關(guān)器組模塊、相位處理模塊、和哈達(dá)碼模塊進(jìn)行雙向互連，所述的求模模塊、排序及判決模塊和判決結(jié)果存儲(chǔ)模塊依次單向相連，且求模模塊與緩存單元還單向連接；其中相關(guān)器組模塊和碼發(fā)生器配合，用于計(jì)算不同多徑偏移下的相關(guān)值，其中碼發(fā)生器產(chǎn)生16路時(shí)分復(fù)用且相位依次相差12碼片的擾碼；相位處理模塊，用于去除發(fā)射端調(diào)制過(guò)程中加入的相位因子；哈達(dá)碼變換，用于得到針對(duì)于16個(gè)不同的簽名號(hào)的相關(guān)值；緩存單元，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)處理的中間結(jié)果，包括相關(guān)解擾后的數(shù)據(jù)、相位處理后數(shù)據(jù)以及哈達(dá)碼變換后的數(shù)據(jù)，并且根據(jù)依次進(jìn)行的相關(guān)解擾、相位處理和哈達(dá)碼變換，對(duì)緩存單元依次占用，即緩存單元各階段存儲(chǔ)不同的數(shù)據(jù)；求模模塊，用于對(duì)復(fù)數(shù)相關(guān)結(jié)果進(jìn)行求幅度；排序判決模塊，用于確定各個(gè)簽名的多徑位置及幅度以及簽名的最大相關(guān)幅度是否超過(guò)門限；判決結(jié)果存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)最后的結(jié)果，包括超過(guò)門限的簽名號(hào)、簽名的多徑位置及幅度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種WCDMA系統(tǒng)基站中隨機(jī)接入信道前綴捕獲的裝置，其特征在于所述的相關(guān)器組模塊包括用來(lái)產(chǎn)生不同延遲的信號(hào)的24個(gè)延遲單元和用于相關(guān)解擾的24個(gè)相關(guān)器，利用相關(guān)器對(duì)延遲線抽頭過(guò)來(lái)的信號(hào)和碼發(fā)生器產(chǎn)生的擾碼進(jìn)行相關(guān)解擾運(yùn)算。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種WCDMA系統(tǒng)基站中隨機(jī)接入信道前綴捕獲的裝置，其特征在于所述的相關(guān)器包括一個(gè)多路控制選擇器和兩個(gè)分別與該多路控制選擇器相連的加/減法器，通過(guò)碼發(fā)生器產(chǎn)生的擾碼對(duì)加/減法器進(jìn)行控制的方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)的相關(guān)解擾，并將累加的中間結(jié)果存入所述的緩存單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種WCDMA系統(tǒng)基站中隨機(jī)接入信道前綴捕獲的方法和裝置。其方法為采用延遲線抽頭與擾碼相位相配合的方法實(shí)現(xiàn)不同多徑偏移下的相關(guān)計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)多徑搜索，并且采用了16路擾碼時(shí)分復(fù)用的方式；在實(shí)現(xiàn)哈達(dá)碼變換時(shí)采用了控制讀寫RAM的方式完成；對(duì)中間計(jì)算結(jié)果和最終的判決結(jié)果的存儲(chǔ)采用了分時(shí)段占用RAM的方式。本發(fā)明通過(guò)以上方法，提供了一種資源利用率高、系統(tǒng)復(fù)雜度低且能夠完成快速捕獲的裝置。
文檔編號(hào)H04W36/30GK1462119SQ02111839
公開日2003年12月17日 申請(qǐng)日期2002年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月27日
發(fā)明者沈東 , 曹鵬志, 曹崢, 劉俊 申請(qǐng)人:上海貝爾有限公司