專利名稱：一種搜索器及多徑搜索方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及寬帶CDMA系統(tǒng)中，多徑接收技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在WCDMA系統(tǒng)中，RAKE接收機是其關(guān)鍵的組成部分，而多徑搜索模塊又是RAKE的核心部分。在多徑搜索模塊中，由于硬件條件的限制，搜索窗寬是有限的，但實際應(yīng)用中，由于根據(jù)初始搜索獲得的有效徑配窗的隨機性和主要由多徑生滅引起的多徑分布可能位于搜索窗外，如要減少這種風險至很低的程度，則搜索窗需要做的很大。
無線信道是自然界中一種較為惡劣的通信介質(zhì)。協(xié)議25.104定義了NodeB入網(wǎng)測試必須滿足的幾種基本信道模型，包括Gaussian，Moving，BirthDeath，Case1～Case4。其中，Case2的多徑分布最為分散，最大間距可達76.9chips。此外，根據(jù)歐洲標準化組織COST發(fā)布的COST259信道模型，其多徑分布最為分散的是HT120信道，其多徑間的最大間距亦達到了70chips左右。僅僅對上述幾種協(xié)議規(guī)定的信道模型進行分析可知如果僅使用單一的搜索窗進行搜索，其搜索范圍至少要達到150chips以上，才可以實現(xiàn)在初始搜索配任何有效徑的條件下，使得搜索窗可以包含包括Case2在內(nèi)的所有多徑信息。而在實際的外場環(huán)境中，信道條件更為復(fù)雜，由于徑的傳播條件的變化而導(dǎo)致徑在一個比較大的范圍內(nèi)生滅的可能性是存在的，如發(fā)生了這種情況，即使使用了很大的搜索窗，也有可能無法避免徑丟失的現(xiàn)象發(fā)生，而一旦搜索窗失去了對若干有效徑的跟蹤，RAKE接收機的解調(diào)性能將受到很大的影響，甚至造成拆鏈。因此，有必要使用一種機制對這種風險進行規(guī)避。
如圖1所示，是目前WCDMA中最常見的搜索加跟蹤的搜索器結(jié)構(gòu)在搜索開始的時候，搜索模塊會啟動一個初始搜索，其捕獲的多徑作為多徑分配模塊最初的分配依據(jù)，之后，此搜索按配置的參數(shù)周期進行。搜索模塊需將其多徑相位，能量，天線號報給多徑分配模塊。多徑分配模塊根據(jù)多徑搜索上報的信息，按能量優(yōu)先的原則對需要跟蹤的多徑進行更新，并將之實時傳給跟蹤模塊。跟蹤模塊對需要跟蹤的多徑設(shè)置鎖定/失鎖門限，這是一個兩個狀態(tài)切換的閉環(huán)。然后將跟蹤多徑的相位，天線號，鎖定/失鎖狀態(tài)發(fā)給解調(diào)。解調(diào)利用其中處于鎖定狀態(tài)的多徑信息進行Rake合并。解調(diào)模塊設(shè)計方法與本專利無關(guān)，在此略去。
現(xiàn)有技術(shù)的主要缺點如下1、現(xiàn)有技術(shù)的搜索窗寬一般設(shè)置的量級在幾十chips左右。這樣的搜索窗寬設(shè)置，假定最初的配徑方式是將初始搜索獲得的徑配置在距離搜索窗起始相位1/3搜索窗寬處，那么，對如Case2這樣的信道環(huán)境，如果初始搜索獲得的有效徑是Case2距基站最遠的一條徑，那么，前面的若干條有效徑將丟失。這對解調(diào)性能影響巨大。
2、如有效徑在幾十chips的量級上發(fā)生大范圍生滅，現(xiàn)有技術(shù)對這種情況是無能為力的，必然導(dǎo)致解調(diào)性能下降甚至拆鏈的結(jié)果。
3、現(xiàn)有技術(shù)如要避免1和2的發(fā)生，需要將搜索窗作的很大，這將不可避免的帶來實現(xiàn)復(fù)雜度的增加和運行時間復(fù)雜度的增加。

發(fā)明內(nèi)容
本專利的目的就是設(shè)計一種可以更大范圍搜索的搜索器及使用該搜索器的多徑搜索方法。
一種搜索器，包括搜索模塊，多徑分配模塊，跟蹤模塊和解調(diào)模塊，所述搜索模塊搜索多徑，獲得徑信息并發(fā)送給多徑分配模塊，所述多徑分配模塊將徑信息處理后發(fā)送給跟蹤模塊，所述跟蹤模塊對徑進行跟蹤，根據(jù)徑衰落情況進行鎖定和失鎖判斷并輸出徑信息給解調(diào)模塊進行解調(diào)，并將此判斷反饋給多徑分配模塊；其特征在于所述的搜索器還包括一個輪詢模塊，所述輪詢模塊搜索多徑并獲得徑信息，處理后發(fā)送給搜索模塊進行搜索窗起始相位的調(diào)整。
所述的輪詢模塊包括相干累加模塊、非相干累加模塊和搜索窗搜索模塊；所述的相干累加模塊對輸入的信號進行去擾碼及相干累加，并輸出信號給非相干累加模塊，所述的非相干累加模塊對輸入信號進行非相干累加，并將結(jié)果輸出給搜索窗搜索模塊，所述的搜索窗搜索模塊對信號進行擴大的搜索窗搜索，并將搜索結(jié)果輸出給搜索模塊。
一種多徑搜索方法，其特征在于包括以下步驟a、輪詢模塊對輸入信號進行輪詢處理，并將處理結(jié)果輸入到搜索模塊；b、搜索模塊對信號進行徑搜索，并將結(jié)果輸出給多徑分配模塊；c、多徑分配模塊對需要跟蹤的多徑進行更新，并將更新的多徑信號傳送給跟蹤模塊；d、跟蹤模塊對需要跟蹤的多徑設(shè)置鎖定/失鎖門限，將多徑的相關(guān)信息發(fā)給解調(diào)模塊及多徑分配模塊進行處理。
所述的步驟a進一步包括以下步驟a1、由相干累加模塊對輸入信號進行相干累加；a2、由非相干累加模塊對相干累加結(jié)果進行非相干累加并獲得搜索窗；a3、在搜索窗內(nèi)進行多徑捕獲；a4、將捕獲的徑的相位輸出給搜索模塊。
所述的步驟a3，是通過以下方式確定的確定一個徑能量門限值，判斷搜索窗中的相位能量是否超過該門限值，如果超過該門限值，則將該相位作為有效徑輸出。
所述的步驟b，還包括根據(jù)步驟a4的輸入，對搜索窗起始位置進行調(diào)整的步驟b1。
所述的步驟b1，進一步是指比較輪詢模塊輸出的多徑相位是否在當前搜索的起始和結(jié)束相位之內(nèi)，如果在其內(nèi)，則無須調(diào)整，如果不在其內(nèi)，則使用輪詢獲得的最早的徑或其前延若干相位點作為新搜索窗的起點。
所述的步驟a中，所述的輪詢范圍，是與當前搜索窗相關(guān)的一個數(shù)值。
所述的輪詢范圍是以當前搜索窗的搜索范圍為基準，前后各補若干相位作為輪詢搜索的搜索范圍。
所述的步驟a中，輪詢間隔可以設(shè)定為秒級。
所述的步驟a中，可以是一個搜索器按時分復(fù)用的方式輪詢多個RL。由于采用了本發(fā)明的搜索器和多徑搜索方法，無需擴大正常搜索的搜索窗寬，使得運行時間復(fù)雜度幾乎沒有增加。通過對含當前搜索窗的一個比較大的范圍的周期的輪詢搜索，有效的克服了根據(jù)初始搜索獲得的有效徑配窗的隨機性，并可以對搜索窗外生成的新徑作出快速反應(yīng)。同時，本發(fā)明克服了原有方法中初始搜索的隨機性，可以對搜索窗外生成的新徑作出快速反應(yīng)，同時無需擴大正常搜索的搜索窗寬。從而在少量增加實現(xiàn)復(fù)雜度的條件下，大大提高了系統(tǒng)的性能和可靠性。另外，由于本發(fā)明通過對多條鏈路時分復(fù)用的使用輪詢搜索器，使得實現(xiàn)復(fù)雜度增加很小。由此可見，本發(fā)明在少量增加復(fù)雜度的條件下，大大提高了系統(tǒng)的性能和可靠性。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的搜索器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的搜索器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明搜索器中輪詢模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合說明書附圖來說明本發(fā)明的具體實施方式
。
如圖2所示，是本發(fā)明設(shè)計的搜索器的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖中可以看出，本發(fā)明與原有的搜索器相比較，包括相同的多徑分配模塊，跟蹤模塊和解調(diào)模塊，該搜索模塊搜索徑信號并發(fā)送給多徑分配模塊，該多徑分配模塊將徑信號發(fā)送給跟蹤模塊，該跟蹤模塊對徑信號進行高精度的跟蹤，根據(jù)徑信號衰落情況進行定和失鎖判斷并輸出徑信號給解調(diào)模塊進行解調(diào)。
本發(fā)明與現(xiàn)有的搜索器相比，還包括一個輪詢模塊，該輪詢模塊搜索多徑并獲得徑信息，處理后發(fā)送給搜索模塊進行搜索窗起始相位的調(diào)整。
該輪詢模塊包括相干累加模塊、非相干累加模塊和搜索窗搜索模塊；其中相干累加模塊對輸入的信號進行去擾碼及相干累加，并輸出信號給非相干累加模塊，該非相干累加模塊對輸入信號進行非相干累加，并將結(jié)果輸出給搜索窗搜索模塊，搜索窗搜索模塊對信號進行擴大的搜索窗搜索，并將搜索結(jié)果輸出給搜索器模塊。
與本發(fā)明的搜索器相配合，本發(fā)明多徑搜索方法包括以下步驟a、輪詢模塊對輸入信號進行輪詢處理，并將處理結(jié)果輸入到搜索模塊；輪詢處理是本發(fā)明的一個關(guān)鍵點所在，通過對含當前搜索窗的一個比較大的范圍的周期的輪詢搜索，有效的克服了根據(jù)初始搜索獲得的有效徑配窗的隨機性，并可以對搜索窗外生成的新徑作出快速反應(yīng)。
該步驟的輪詢周期即輪詢間隔可以設(shè)定為秒級，也可以設(shè)定其他的級別，這由系統(tǒng)的要求來確定。同時，該步驟中可以是一個搜索器輪詢多個RL，也就是復(fù)用，由于現(xiàn)有技術(shù)中，通過時序的設(shè)置和調(diào)度來實現(xiàn)復(fù)用的技術(shù)方案很多，在這里不再詳細介紹。
a1、由相干累加模塊對輸入信號進行相干累加；首先利用導(dǎo)頻信息對輸入的信號進行去擾碼，去OVSF碼的相干累加模塊相干累加過程，該相干累加模塊即是相關(guān)器。
a2、由非相干器對相干累加結(jié)果進行非相干累加并獲得搜索窗；非相干累加的目的在于進一步降低相干累加結(jié)果中噪聲的影響，對若干組相干累加結(jié)果進行非相干累加，獲得一個在一個比較大的相位范圍內(nèi)的能量延遲分布(PDP)，稱此PDP為搜索窗。
a3、在搜索窗內(nèi)進行多徑捕獲；在前面得到的搜索窗內(nèi)進行多徑捕獲，主要方法為按極低的虛警概率和一定的捕獲概率確定一個門限，當相位能量超過門限者作為有效徑提取出來。該滿足的合適虛警概率和捕獲概率的門限既可以通過仿真，也可以通過理論推導(dǎo)，也可以在實際環(huán)境中測定。因為各個廠家的實現(xiàn)方式不同，因此具體方法可自行決定，此處不再敘述。
這里的輪詢范圍，是與當前搜索窗相關(guān)的一個數(shù)值，比如以當前搜索窗的搜索范圍為基準，前后各補一個當前搜索窗的大小作為輪詢搜索的搜索范圍。
關(guān)于如何確定輪詢的搜索范圍的問題，從下面段落的行文可以發(fā)現(xiàn)，輪詢的搜索范圍是當前搜索范圍的一個擴展，其理論依據(jù)為a)根據(jù)協(xié)議25.104和25.943的信道模型設(shè)置，可以發(fā)現(xiàn)其最大多徑分布范圍為76.9chips。可以認為此量級為業(yè)界公認的一個多徑分布范圍。因此，如當前搜索窗外有多徑，其最有可能存在的區(qū)域是當前搜索窗前后幾十chips的范圍內(nèi)。
b)根據(jù)協(xié)議25.104的BirthDeath信道模型，其多徑生滅的最大范圍是當前徑左右10us，約合39chips?？梢哉J為此量級為業(yè)界公認的一個多徑生滅范圍。因此，如當前搜索窗外有多徑發(fā)生生滅，其最有可能發(fā)生的區(qū)域是當前搜索窗前后幾十chips的范圍內(nèi)。
c)根據(jù)信道中的多徑傳播理論，每一條徑都是無數(shù)條不可分辨的從各個方向射來的小徑的疊加。而無論城區(qū)，郊區(qū)或是山區(qū)，在短時內(nèi)其傳播環(huán)境具有連續(xù)性(即絕大部分是相似的)這就決定了徑突然從幾百chips以外產(chǎn)生的是一個小概率事件(指發(fā)生的可能性趨于0的事件)。從對已知的文獻查閱和對外場實測數(shù)據(jù)的分析，沒有發(fā)現(xiàn)關(guān)于徑可能在幾百chips以外產(chǎn)生的證據(jù)。同時，也沒有任何一個廠家宣稱自己的系統(tǒng)可以應(yīng)付這種情況。由于器件的成本(因為搜索器是系統(tǒng)的前端，所以搜索窗每增大1個chip，都會極大增加整個系統(tǒng)的成本)，也不可能有廠家消耗大量的資源只為應(yīng)付一個小概率事件。
d)基于上面的考慮，本方案的輪詢范圍已足以應(yīng)付實際系統(tǒng)中可能的最惡劣的情況。而本方案采用一個搜索器輪詢多個RL的方法就是出于盡可能的節(jié)約成本的考慮。
a4、將捕獲的徑的相位輸出給搜索模塊。
此相位將輸出給搜索模塊進行它的搜索窗起始相位的調(diào)整。
b、搜索模塊對信號進行徑搜索，并將結(jié)果輸出給多徑分配模塊；本步驟與現(xiàn)有技術(shù)中搜索模塊的作用相同，內(nèi)容也相似，但因為前面a4步驟中，有一個將捕獲的徑的相位輸出給搜索模塊的步驟，因此，本步驟還包括一個對搜索窗起始位置進行調(diào)整的步驟。
因為當前的搜索始終是在一個相位范圍內(nèi)進行的，因此，只需比較一下輪詢模塊輸出的多徑相位是否在當前搜索的起始和結(jié)束相位之內(nèi)，如在，則無需作任何調(diào)整，一旦在當前搜索窗外發(fā)現(xiàn)新徑，則根據(jù)新徑的位置確定一個新的與當前搜索范圍大小相同的搜索窗。最后將當前的搜索范圍調(diào)整到新的搜索窗上去以實現(xiàn)對新徑的跟蹤。
此外，在本發(fā)明的步驟a中，還存在一個如何確定輪詢范圍的問題，對該問題采用的解決方法是以當前搜索窗的搜索范圍為基準，前后各補若干相位作為輪詢搜索的搜索范圍。比如前后各補一個當前搜索窗的大小，那么，此時輪詢搜索的范圍是當前搜索窗大小的3倍，為行文方便期間起見，將輪詢范圍分為三個當前搜索窗寬的部分，分別命名為前窗，中窗和后窗，起點為前窗的窗頭。假設(shè)當前搜索窗大小為Wchips，搜索范圍為絕對相位的Achips～Bchips。則輪詢窗大小為可設(shè)為3Wchips，將此3Wchips分為三個Wchips的部分，分別命名為前窗，中窗和后窗。起點為前窗的窗頭，即(A-W)chips處。輪詢搜索的范圍為(A-W)chips-(A+2W)chips。
c、多徑分配模決對需要跟蹤的多徑進行更新，并將更新的多徑信息傳送給跟蹤模塊；d、跟蹤模塊對需要跟蹤的多徑設(shè)置鎖定/失鎖門限，將多徑的相關(guān)信息發(fā)給解調(diào)模塊及多徑分配模塊進行處理。
步驟c和d是與現(xiàn)有技術(shù)中的搜索器模塊相類似的過程，在這里不再詳細介紹。
由于采用了本發(fā)明的搜索器和多徑搜索方法，無需擴大正常搜索的搜索窗寬，使得運行時間復(fù)雜度幾乎沒有增加。通過對含當前搜索窗的一個比較大的范圍的周期的輪詢搜索，有效的克服了根據(jù)初始搜索獲得的有效徑配窗的隨機性，并可以對搜索窗外生成的新徑作出快速反應(yīng)。同時，由于本發(fā)明對多條鏈路時分復(fù)用的使用輪詢搜索器，使得實現(xiàn)復(fù)雜度增加很小。綜上所述本發(fā)明在少量增加復(fù)雜度的條件下，大大提高了系統(tǒng)的性能和可靠性。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種搜索器，包括搜索模塊，多徑分配模塊，跟蹤模塊和解調(diào)模塊，所述搜索模塊搜索多徑，獲得徑信息并發(fā)送給多徑分配模塊，所述多徑分配模塊將徑信息處理后發(fā)送給跟蹤模塊，所述跟蹤模塊對徑進行跟蹤，根據(jù)徑衰落情況進行鎖定和失鎖判斷并輸出徑信息給解調(diào)模塊進行解調(diào)，并將此判斷反饋給多徑分配模塊；其特征在于所述的搜索器還包括一個輪詢模塊，所述輪詢模塊搜索多徑并獲得徑信息，處理后發(fā)送給搜索模塊進行搜索窗起始相位的調(diào)整。
2.如權(quán)利要求1所述的搜索器，其特征在于所述的輪詢模塊包括相干累加模塊、非相干累加模塊和搜索窗搜索模塊；所述的相干累加模塊對輸入的信號進行去擾碼及相干累加，并輸出信號給非相干累加模塊，所述的非相干累加模決對輸入信號進行非相干累加，并將結(jié)果輸出給搜索窗搜索模塊，所述的搜索窗搜索模塊對信號進行擴大的搜索窗搜索，并將搜索結(jié)果輸出給搜索模塊。
3.一種多徑搜索方法，其特征在于包括以下步驟a、輪詢模塊對輸入信號進行輪詢處理，并將處理結(jié)果輸入到搜索模塊；b、搜索模塊對信號進行徑搜索，并將結(jié)果輸出給多徑分配模塊；c、多徑分配模塊對需要跟蹤的多徑進行更新，并將更新的多徑信號傳送給跟蹤模塊；d、跟蹤模塊對需要跟蹤的多徑設(shè)置鎖定/失鎖門限，將多徑的相關(guān)信息發(fā)給解調(diào)模塊及多徑分配模塊進行處理。
4.如權(quán)利要求3所述的多徑搜索方法，其特征在于所述的步驟a進一步包括以下步驟a1、由相干累加模塊對輸入信號進行相干累加；a2、由非相干累加模塊對相干累加結(jié)果進行非相干累加并獲得搜索窗；a3、在搜索窗內(nèi)進行多徑捕獲；a4、將捕獲的徑的相位輸出給搜索模塊。
5.如權(quán)利要求4所述的多徑搜索方法，其特征在于所述的步驟a3，是通過以下方式確定的確定一個徑能量門限值，判斷搜索窗中的相位能量是否超過該門限值，如果超過該門限值，則將該相位作為有效徑輸出。
6.如權(quán)利要求3所述的多徑搜索方法，其特征在于所述的步驟b，還包括根據(jù)步驟a4的輸入，對搜索窗起始位置進行調(diào)整的步驟b1。
7.如權(quán)利要求6所述的多徑搜索方法，其特征在于所述的步驟b1，進一步是指比較輪詢模塊輸出的多徑相位是否在當前搜索的起始和結(jié)束相位之內(nèi)，如果在其內(nèi)，則無須調(diào)整，如果不在其內(nèi)，則使用輪詢獲得的最早的徑或其前延若干相位點作為新搜索窗的起點。
8.如權(quán)利要求3所述的多徑搜索方法，其特征在于所述的步驟a中，所述的輪詢范圍，是與當前搜索窗相關(guān)的一個數(shù)值。
9.如權(quán)利要求8所述的多徑搜索方法，其特征在于，所述的輪詢范圍是以當前搜索窗的搜索范圍為基準，前后各補若干相位作為輪詢搜索的搜索范圍。
10.如權(quán)利要求3所述的多徑搜索方法，其特征在于所述的步驟a中，輪詢間隔可以設(shè)定為秒級。
11.如權(quán)利要求3所述的多徑搜索方法，其特征在于所述的步驟a中，可以是一個搜索器按時分復(fù)用的方式輪詢多個RL。
全文摘要
本發(fā)明涉及WCDMA系統(tǒng)中多徑接收技術(shù)領(lǐng)域。一種搜索器，包括搜索模塊，多徑分配模塊，跟蹤模塊，解調(diào)模塊和輪詢模塊，所述輪詢模塊搜索多徑獲得徑信息，處理后發(fā)送給搜索模塊進行搜索窗起始相位的調(diào)整。一種多徑搜索方法，包括a.輪詢模塊對輸入信號進行輪詢處理，并將處理結(jié)果輸入到搜索模塊；b.搜索模塊對信號進行徑搜索，并根據(jù)輪詢模塊輸出調(diào)整搜索窗起始搜索相位；c.多徑分配模塊對需要跟蹤的多徑進行更新；d.跟蹤模塊對需要跟蹤的多徑設(shè)置鎖定/失鎖門限，將多徑的相關(guān)信息發(fā)給解調(diào)模塊及多徑分配模塊進行處理。本發(fā)明的搜索器和多徑搜索方法，無需擴大正常搜索的搜索窗寬，運行時間復(fù)雜度和實現(xiàn)復(fù)雜度幾乎沒有增加。
文檔編號H04B1/06GK1507189SQ0215529
公開日2004年6月23日 申請日期2002年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月12日
發(fā)明者黃心曄 申請人:華為技術(shù)有限公司