專利名稱：處理cdma搜索器中的導(dǎo)頻和非導(dǎo)頻信道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理碼分多址(CDMA)搜索器中的非導(dǎo)頻信道。
CDMA通信技術(shù)可以應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)中，如蜂窩電話系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括多個(gè)基站，所述多個(gè)基站通過利用相同的頻率的多個(gè)通信信道與多個(gè)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信。在這樣的系統(tǒng)中，給每個(gè)移動(dòng)臺(tái)分配一個(gè)擴(kuò)頻序列(在現(xiàn)在的CDMA網(wǎng)絡(luò)中是n×n的Walsh矩陣的行(n＝64、128、256))和一個(gè)擾頻(scrambling)序列(位于當(dāng)前CDMA網(wǎng)絡(luò)中的基站或網(wǎng)絡(luò)本地的長(zhǎng)偽隨機(jī)或金(gold)序列)，這些序列用來對(duì)輸入信號(hào)的序列進(jìn)行擴(kuò)頻，并將其濾波成所分配的帶寬以恢復(fù)傳輸?shù)男畔ⅰ４送?，每個(gè)基站傳輸一個(gè)由所有本地移動(dòng)臺(tái)接收的導(dǎo)頻信道(通常傳輸不帶信息的基站擾頻序列)。同一地區(qū)中的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)基站使用相同的導(dǎo)頻碼，但具有不同的時(shí)間偏差，以使每個(gè)移動(dòng)臺(tái)能夠識(shí)別出從多個(gè)不同基站傳輸來的信號(hào)。
為了使移動(dòng)臺(tái)通過通信網(wǎng)絡(luò)使用通信信道并進(jìn)行通信，移動(dòng)臺(tái)需要利用導(dǎo)頻信道在時(shí)標(biāo)上與附近的基站同步。通常，每個(gè)移動(dòng)臺(tái)內(nèi)的搜索器接收器(searcher receiver)通過使移動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生的擾頻序列與輸入的采樣信號(hào)序列相關(guān)來試圖與基站同步。


圖1是通信系統(tǒng)的一個(gè)方框圖。
圖2是搜索器接收器的一個(gè)方框圖。
圖3是據(jù)此操作該搜索器接收器的方法的一個(gè)流程圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，通信系統(tǒng)10包括多個(gè)基站(如基站12)，所述多個(gè)基站被設(shè)置為用于與一個(gè)或多個(gè)的移動(dòng)臺(tái)(如移動(dòng)臺(tái)14)進(jìn)行無線電通信。移動(dòng)臺(tái)14被設(shè)置為傳輸并接收CDMA網(wǎng)絡(luò)中的信息，因此該移動(dòng)臺(tái)14可與基站12進(jìn)行通信。
基站12將包含有數(shù)據(jù)的信號(hào)傳輸給移動(dòng)臺(tái)14。在一個(gè)CDMA實(shí)施方案中，基站12使用用于傳輸數(shù)據(jù)的擴(kuò)展頻譜技術(shù)，該擴(kuò)展頻譜技術(shù)所占用的帶寬比傳統(tǒng)的技術(shù)通常所需要的帶寬要大。這種技術(shù)利用與數(shù)據(jù)無關(guān)的碼序列來調(diào)制被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。該碼的共軛(conjugate)被用來在接收端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)。在公知為沃爾什覆蓋(Walsh covering)的過程中，利用擴(kuò)頻碼，如正交Walsh碼，對(duì)通信信道上的數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻。每個(gè)基站都分配一個(gè)唯一的正交Walsh碼給每個(gè)移動(dòng)臺(tái)。
使用Walsh碼使得傳輸給每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的符號(hào)相對(duì)于每個(gè)其它的移動(dòng)臺(tái)都是正交的。每個(gè)移動(dòng)臺(tái)用分配給它們各自的Walsh碼來處理采樣輸入信號(hào)的序列，而分配給每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的Walsh碼都對(duì)應(yīng)于分配給它的通信信道和本地?cái)_頻序列。
除了通信信道，基站12還廣播導(dǎo)頻信道、同步信道和尋呼信道(或多個(gè)信道)。導(dǎo)頻信道是通過傳輸由Walsh碼0覆蓋的全零數(shù)據(jù)序列而形成的，所述Walsh碼0是由全部1組成的。該導(dǎo)頻信道可以被在范圍內(nèi)的所有移動(dòng)臺(tái)接收，并由移動(dòng)臺(tái)使用，以識(shí)別CDMA基站的存在、初始的系統(tǒng)探測(cè)(acquisition)、空閑模式切換，以及對(duì)同步、尋呼和通信信道進(jìn)行解調(diào)。同步信道用來使移動(dòng)臺(tái)與基站定時(shí)同步。尋呼信道用來將尋呼信息從基站12發(fā)送到包括移動(dòng)臺(tái)14在內(nèi)的多個(gè)移動(dòng)臺(tái)。
除了沃爾什覆蓋，還利用擾頻序列對(duì)基站傳輸?shù)亩鄠€(gè)信道進(jìn)行擴(kuò)頻，該擾頻序列如偽隨機(jī)噪聲(PN)序列或金序列，還稱為導(dǎo)頻序列。通過利用用于擾頻序列的起始相位，也稱為起始時(shí)間、相移或時(shí)間偏差，通信系統(tǒng)10中的每個(gè)基站12可以被唯一地識(shí)別。擴(kuò)展導(dǎo)頻信道對(duì)射頻(RF)載波進(jìn)行調(diào)制，并被傳輸?shù)交?2所服務(wù)的地理區(qū)域內(nèi)的多個(gè)移動(dòng)臺(tái)。擾頻序列可以是包括同相(I)和正交(Q)分量的復(fù)數(shù)。因此，下面所描述的導(dǎo)頻信號(hào)的所有處理都可能涉及I和Q分量。
移動(dòng)臺(tái)14包括天線26、前端電路16、搜索器接收器20和控制邏輯22。天線26接收來自基站12和附近其它基站的RF信號(hào)。
通過天線26將接收到的RF信號(hào)轉(zhuǎn)換成要發(fā)送到前端電路16的電信號(hào)。前端電路16對(duì)該電信號(hào)進(jìn)行濾波，并將該電信號(hào)轉(zhuǎn)換成用于進(jìn)一步由搜索器接收器20處理的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。
搜索器接收器20檢測(cè)由移動(dòng)臺(tái)14從多個(gè)基站(如基站12)接收到的導(dǎo)頻信號(hào)。搜索器接收器20將包括導(dǎo)頻信號(hào)和非導(dǎo)頻信號(hào)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流存儲(chǔ)到緩沖器內(nèi)，并編組成稱為符號(hào)的數(shù)據(jù)組。搜索器接收器20通過使輸入的符號(hào)與本地?cái)_頻序列(通常為PN或金)和擴(kuò)頻序列(通常為Walsh)相關(guān)來產(chǎn)生相關(guān)符號(hào)。
產(chǎn)生相關(guān)符號(hào)后，搜索器接收器20利用相關(guān)符號(hào)進(jìn)行概率計(jì)算。計(jì)算得到的概率取決于這樣一個(gè)事件，即所考慮的選定時(shí)間偏差近似為移動(dòng)臺(tái)時(shí)鐘和基站時(shí)鐘之間的時(shí)間差(或者，該事件完成)。如果計(jì)算得到的概率不滿足預(yù)定的閾值，則利用來自緩沖器的新采樣值重復(fù)上述過程。如果滿足了誤報(bào)警閾值，則移動(dòng)臺(tái)14可以利用選定時(shí)間偏差與基站14同步，并隨后與其進(jìn)行通信。
前端電路16也能將控制邏輯22產(chǎn)生的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)，該RF信號(hào)隨后可從移動(dòng)臺(tái)14被傳輸?shù)交?2?？刂七壿?2包括存儲(chǔ)元件和用來控制移動(dòng)臺(tái)14工作的處理邏輯。
如圖2中所示，搜索器接收器20包括緩沖器30、導(dǎo)頻符號(hào)相關(guān)器32和相應(yīng)的擾頻序列碼發(fā)生器34。接收器20還包括一個(gè)或多個(gè)非導(dǎo)頻符號(hào)相關(guān)器36和相應(yīng)的擴(kuò)頻序列碼發(fā)生器38。概率引擎(engine)40和判定邏輯42也是搜索器接收器20的組成部分。
搜索器接收器20檢測(cè)導(dǎo)頻信號(hào)，以獲得用于使移動(dòng)臺(tái)14與基站12同步的系統(tǒng)定時(shí)。搜索器接收器20以某個(gè)采樣速率對(duì)從前端電路16接收到的輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，并將產(chǎn)生的采樣值發(fā)送到緩沖器30的輸入側(cè)31?？梢酝ㄟ^耦合到緩沖器30輸入側(cè)31的模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器來進(jìn)行該采樣處理。然后，緩沖器30將采樣信號(hào)存儲(chǔ)為單元，所述單元被稱為符號(hào)。每個(gè)符號(hào)都可以是2的多次冪(a multiple of the power two)，如32、64、128、256。緩沖器30可以存儲(chǔ)的符號(hào)的數(shù)量根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可以從1變化到N，所述的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可以是，如成本和使用性能之間的權(quán)衡。
每個(gè)符號(hào)都包含多個(gè)碼片(chips)(在CDMA IS-95中是64個(gè)，在CDMA2000中是128個(gè)，以及在寬帶(WB)CDMA中是256個(gè))，其中每個(gè)碼片都是反映出在給定的CDMA系統(tǒng)中所使用的頻率的時(shí)間周期。在一個(gè)實(shí)施方案中，緩沖器30的存儲(chǔ)容量是36個(gè)網(wǎng)絡(luò)符號(hào)，每個(gè)碼片被采樣一次或兩次。例如，在WB-CDMA系統(tǒng)中的存儲(chǔ)量大約為256×36＝9216個(gè)采樣值，或者，如果每個(gè)碼片采樣兩次，則為該數(shù)量的兩倍。
這樣的一個(gè)CDMA系統(tǒng)可以包括直接序列CDMA(DS-CDMA)系統(tǒng)，例如，如在電訊工業(yè)協(xié)會(huì)(Telecommunications Industry Association(TIA/EIA))暫行標(biāo)準(zhǔn)IS-95，“用于雙模寬帶擴(kuò)頻蜂窩系統(tǒng)的移動(dòng)臺(tái)-基站兼容性標(biāo)準(zhǔn)”(IS-95)(“Mobile Station-Base-StationCompatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System”(IS-95))中所定義的那樣。在這樣的DS-CDMA系統(tǒng)中，每個(gè)序列的長(zhǎng)度都是256個(gè)碼片，它們是以每秒鐘1.2288兆碼片的碼片速率產(chǎn)生且每26又2/3毫秒重復(fù)一次。最小的時(shí)間間隔是64個(gè)碼片長(zhǎng)度，這允許有總共512個(gè)不同的PN碼相位分配給多個(gè)基站。
導(dǎo)頻符號(hào)相關(guān)器32耦合到緩沖器30的輸出端33，并且導(dǎo)頻符號(hào)相關(guān)器32能從緩沖器中取回采用組(如符號(hào))的形式的數(shù)據(jù)采樣值。導(dǎo)頻符號(hào)相關(guān)器32可以包括標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)處理元件，如乘法元件32a和加法元件32b。乘法元件32a產(chǎn)生乘積結(jié)果，該乘積結(jié)果是通過將來自符號(hào)的每個(gè)采樣值與擾頻序列碼發(fā)生器34產(chǎn)生的擾頻序列碼相乘而得到的。擾頻序列碼發(fā)生器34產(chǎn)生擾頻序列碼數(shù)組，該數(shù)組通過在計(jì)算過程中用到的時(shí)間偏差范圍來進(jìn)行標(biāo)引(indexed)。所述時(shí)間偏差中的每一個(gè)都代表與導(dǎo)頻信號(hào)相關(guān)聯(lián)的時(shí)間偏差的估計(jì)值。加法元件32b將由乘法計(jì)算產(chǎn)生的每個(gè)乘積結(jié)果累加起來，以產(chǎn)生相關(guān)導(dǎo)頻符號(hào)z0。
類似地，非導(dǎo)頻符號(hào)相關(guān)器36耦合到緩沖器30的輸出端33，并且非導(dǎo)頻符號(hào)相關(guān)器36能從緩沖器中取回采用組(如符號(hào))的形式的數(shù)據(jù)采樣值。相關(guān)器36也可以包括標(biāo)準(zhǔn)元件，如乘法元件36a和加法元件36b。乘法元件36a產(chǎn)生乘積結(jié)果，該乘積結(jié)果是通過將符號(hào)的每個(gè)采樣值與擴(kuò)頻序列碼發(fā)生器38生成的擴(kuò)頻序列碼相乘而產(chǎn)生的。擴(kuò)頻序列碼發(fā)生器38產(chǎn)生擴(kuò)頻序列碼數(shù)組，該數(shù)組通過在計(jì)算過程中用到的時(shí)間偏差范圍來進(jìn)行標(biāo)引。所述時(shí)間偏差中的每一個(gè)都代表與導(dǎo)頻信號(hào)相關(guān)的時(shí)間偏差的估計(jì)值。加法元件36b將每個(gè)乘積結(jié)果累加起來，以產(chǎn)生相關(guān)非導(dǎo)頻符號(hào)z1。盡管上面僅討論了一個(gè)相關(guān)器36，但搜索器接收器20可以包括多個(gè)非導(dǎo)頻相關(guān)器，這些相關(guān)器中的每一個(gè)都能夠產(chǎn)生相關(guān)非導(dǎo)頻符號(hào)(z1到zn)。
概率引擎40耦合到導(dǎo)頻符號(hào)相關(guān)器32的輸出端和非導(dǎo)頻符號(hào)相關(guān)器36的輸出端。概率引擎40包括用于計(jì)算概率P的邏輯，所述計(jì)算是利用相關(guān)導(dǎo)頻符號(hào)z0和相關(guān)非導(dǎo)頻符號(hào)(如z1到zn)來進(jìn)行的。概率P表示假定或假設(shè)選定的時(shí)間偏差近似為與導(dǎo)頻信號(hào)相關(guān)的時(shí)間偏差。
判定邏輯模塊42耦合到概率引擎40的輸出端，以計(jì)算由所述引擎產(chǎn)生的概率P。將概率P與閾值相比較，所述閾值可以基于，例如，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)上的考慮。如果閾值比較的結(jié)果表明該假定不正確，則利用緩沖器中的下一個(gè)符號(hào)產(chǎn)生新的一組相關(guān)值和概率計(jì)算結(jié)果。重復(fù)這個(gè)過程，直到所述閾值得到滿足或達(dá)到超時(shí)條件為止。
如圖3所示，搜索器接收器20將包含有導(dǎo)頻信號(hào)和非導(dǎo)頻信號(hào)的100個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到緩沖器內(nèi)?？梢詫⒕彌_器30內(nèi)的數(shù)據(jù)編組成一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)采樣值組，如包含256個(gè)數(shù)據(jù)采樣值的符號(hào)。
一旦數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到了緩沖器30內(nèi)，導(dǎo)頻符號(hào)相關(guān)器32就會(huì)產(chǎn)生相關(guān)導(dǎo)頻符號(hào)z0(步驟102)，其中z0＝∑k(擾頻序列[k+d]*x[k])。擾頻序列[k+d]表示擾頻序列數(shù)組中的第[k+d]個(gè)元素。項(xiàng)x[k]表示從緩沖器中取回的信號(hào)采樣值數(shù)據(jù)數(shù)組{x[k]}中的第k個(gè)元素。數(shù)據(jù)數(shù)組可以是與擾頻序列元素相似的復(fù)數(shù)。標(biāo)記(index)d表示選定時(shí)間偏差，它是由搜索器來檢查或探查的。導(dǎo)頻符號(hào)相關(guān)器32從緩沖器30中取回采樣值x[k]。數(shù)據(jù)數(shù)組中的每個(gè)采樣值x[k]都乘以擾頻序列中一個(gè)對(duì)應(yīng)的第(k+d)個(gè)元素(在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)中它是±1±j)。累加乘積結(jié)果產(chǎn)生相關(guān)導(dǎo)頻符號(hào)z0。
然后，搜索器接收器20產(chǎn)生相關(guān)非導(dǎo)頻符號(hào)如z1(步驟104)，其中z1＝∑(擾頻序列碼[k+d]*x[k]*擴(kuò)頻序列碼[i，k])，且其中擾頻序列碼[k+d]表示如上面所討論的擾頻序列碼數(shù)組。類似地，如上面所討論的，項(xiàng)x[k]表示從緩沖器中取回的符號(hào)數(shù)據(jù)數(shù)組中的第k項(xiàng)，標(biāo)記d表示用作與導(dǎo)頻信號(hào)相關(guān)的所期望時(shí)間偏差的選定時(shí)間偏差。但是，在這個(gè)計(jì)算過程中，使用擴(kuò)頻序列碼數(shù)組，并用特定的通信信道標(biāo)記i對(duì)其進(jìn)行標(biāo)引。對(duì)系統(tǒng)中每個(gè)通信信道i，可以存在單獨(dú)的擴(kuò)頻序列碼數(shù)組。擴(kuò)頻序列相關(guān)器36從緩沖器30中取回符號(hào)x[k]。符號(hào)x[k]中的每個(gè)采樣值k都乘以擾頻序列碼[k+d]中的每個(gè)元素，以產(chǎn)生中間結(jié)果。然后每個(gè)中間結(jié)果都乘以每個(gè)擴(kuò)頻序列碼[i+k]以產(chǎn)生最終的結(jié)果。累加每個(gè)最終結(jié)果以產(chǎn)生相關(guān)導(dǎo)頻符號(hào)z1。由每個(gè)非導(dǎo)頻符號(hào)相關(guān)器36執(zhí)行這個(gè)過程，以產(chǎn)生擾頻序列符號(hào)z1到zn。
然后概率引擎40通過利用相關(guān)導(dǎo)頻符號(hào)z0和相關(guān)非導(dǎo)頻符號(hào)z1到zn產(chǎn)生概率P(步驟106)。概率P取決于這樣的假設(shè)，即在相關(guān)處理過程中選擇的選定時(shí)間偏差d近似為與導(dǎo)頻信號(hào)相關(guān)的時(shí)間偏差，該導(dǎo)頻信號(hào)是由移動(dòng)臺(tái)接收的。概率計(jì)算包括條件概率算法。
在一個(gè)實(shí)施方案中，在給定的迭代(有時(shí)稱為靜態(tài)(dwell))過程中，移動(dòng)臺(tái)搜索器中概率引擎的輸入是相關(guān)符號(hào)z＝(z0，z1，...，zn)的數(shù)組，其中z0表示幾個(gè)符號(hào)的導(dǎo)頻信道和。該假設(shè)的概率為在相關(guān)處理過程中所選擇的選定時(shí)間偏差d近似為移動(dòng)臺(tái)和基站之間的實(shí)際時(shí)間偏差。這個(gè)概率是個(gè)估計(jì)值，并且由相關(guān)符號(hào)z＝(z0，z1，...，zn)的輸入數(shù)據(jù)決定。
概率引擎40根據(jù)下面的模式進(jìn)行操作。假定是在不正確假設(shè)的情況下，z0，z1，...，zn為獨(dú)立零均值復(fù)數(shù)高斯隨機(jī)變量(r.v.)，該獨(dú)立零均值復(fù)數(shù)高斯隨機(jī)變量(r.v.)表征zi的實(shí)數(shù)和虛數(shù)部分的方差為σ2i的噪聲。在正確假設(shè)的情況下，信道和被傳輸?shù)谋忍?bits)可以呈現(xiàn)在接收的數(shù)據(jù)中。在正確假設(shè)的情況下，增加了表示信道(乘以一常數(shù))的復(fù)數(shù)零平均值高斯隨機(jī)變量(r.v.)h。在這種情況下，該處理過程包含n+2個(gè)獨(dú)立的零均值復(fù)數(shù)高斯隨機(jī)變量(r.v.)h，N0，N1，...Nn，并且由下式給出符號(hào)zi＝ti·sih+Ni其中si是集合(set)U＝def＝{1，-1，j，-j}中的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)比特，并且ti＝2*·(專用于信道的能量部分)1/2(符號(hào)的長(zhǎng)度)。
用σn+12＝σ2表示h的實(shí)數(shù)和虛數(shù)部分的方差。
給定s0＝1(即在導(dǎo)頻信道上沒有發(fā)送數(shù)據(jù))，并且對(duì)于n≥i＞0，從集合U中以均勻分布隨機(jī)選擇si，而且si與所有其它的sj，j≠i無關(guān)。用下式表示所有比特配置的集合
V＝V(n)＝{s＝(1，s1，...，sn)s1，...，sn∈U}。
通常，存在已知的概率函數(shù)P給每種比特配置s＝(1，s1，...，sn)都分配一個(gè)值，其中s1，...，sn∈U，用P(s)表示。均勻分布是一種特殊的情況，其中對(duì)于所有的s＝(1，s1，...，sn)，P(s)＝4-n。
設(shè)定A表示所考慮的假設(shè)是不正確的事件，而B＝Ac則是正確的。然后在給定觀察值(observations)下，A(和B)的概率由下式給出，其中給定條件是相關(guān)符號(hào)z＝(z0，z1，...，zn)P(A|z)＝(1+(p(z|B)/p(z|A))·((P(A)-1-1))-1P(B|z)＝1-P(A|z)所需要的是一個(gè)寫成觀察值向量z的函數(shù)的項(xiàng)。這一點(diǎn)在接下來的步驟中完成，其中在p(z|B)/p(z|A)中給出這樣的項(xiàng)，然后傳遞到P(A|z)。為了便于討論，將該函數(shù)展開成幾個(gè)表達(dá)式。(通過對(duì)信道的積分來進(jìn)行驗(yàn)證)。
設(shè)定P為所有(被傳輸?shù)?n個(gè)符號(hào)的集合，V，的分布，并定義為c＝∑0≤i≤n+1ti2/(2σi2)，vi＝ziti/(2·c1/2·σi2)，i＝0，1，.........，n，v＝(v0，........，vn)gP，n(v)＝def＝∑s∈V(n)P(s)·exp(|(v，s)|2)。
然后p(z|B)/p(z|A)＝c-1·σ-2gP，n(v)。
這里，根據(jù)慣例，用標(biāo)準(zhǔn)的w*＝x-j·y表示復(fù)數(shù)w＝x+j·y的復(fù)共軛，并且(s，v)代表標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)積，也即為(v，s)＝∑ivi·si*，另外，|v|2＝(v，v)。
復(fù)標(biāo)量V0，...，Vn被認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)化(normalized)的相關(guān)符號(hào)。在實(shí)踐中，對(duì)于所有的比特配置s，比特分布可以是均勻的，P(s)＝4-n。在這種情況下，gn(v)＝gP，n(v)。在項(xiàng)gn(v)的表達(dá)式中，和的大小為指數(shù)4n，因此，對(duì)于相當(dāng)少的未知比特量n，僅以小的計(jì)算負(fù)載可以直接并精確地計(jì)算。對(duì)于更大的n，可以使用由低復(fù)雜性的算法獲得的gn(v)近似值。下面詳細(xì)地討論這些近似值。接下來的討論描述了gn(v)的近似值，或者相當(dāng)于是p(z|B)/p(z|A)的近似值，并且指出，如果這是作為上限或下限，無論何時(shí)適用，因?yàn)檫@些就是可以被用來進(jìn)行進(jìn)一步增強(qiáng)的特性。
函數(shù)gn(v)的某些近似方法可能需要使用本文下面在復(fù)線性空間上定義的范數(shù)。對(duì)于v＝(v0，...，vn)∈Cn+1，定義該范數(shù)為[v]＝max{|∑0≤i≤nvi·si*|(s0，........，sn)∈Un+1}。
本文中稱該范數(shù)為MBR(Max-Bit-Reconstruction，最大-比特-重建)范數(shù)。下面描述計(jì)算該范數(shù)的一種有效的方法。
在一個(gè)實(shí)施方案中，下面的過程可以被用來計(jì)算該MBR范數(shù)(本文中稱為MBR過程)，以作為估計(jì)gn(v)的概率引擎的一部分。這種過程的輸入是n維復(fù)數(shù)數(shù)組v＝(v1，...，vn)，其中每個(gè)復(fù)數(shù)以笛卡兒坐標(biāo)zi＝xi+j·yi給出，并且輸出為MBR范數(shù)[v]。
步驟1對(duì)于每個(gè)i＝1，2，......，n，該過程分別單獨(dú)找到U＝{1，-1，j，-j}中唯一的ui，使得Re(ui*·zi)＞0和Im(ui*·zi)≥0，并且插入v’i＝vi·ui*。
這一步驟的復(fù)雜性在于包括2n次實(shí)數(shù)與0的比較。
步驟2該過程找出排列π∈Sn，其滿足y’π(1)/x’π(1)≤y’π(2)/x’π(2)≤...≤y’π(n)/x’π(n)并且對(duì)于每個(gè)i＝1，2，...，n插入zi＜----z’π(i)這一步驟的復(fù)雜性在于包括n次實(shí)數(shù)除法，n·log(n)次比較，n次實(shí)數(shù)插入。
步驟3該過程計(jì)算h0＝(-j)·∑1≤p≤nz’p，并插入Max＝|h0|2。
這一步驟的復(fù)雜性在于包括2·n次實(shí)數(shù)加法。
步驟4對(duì)于i＝1到n，計(jì)算hi＝hi-1+(1+j)·z’i如果(|hi|2＞Max)Max＝|wi|2這一步驟的復(fù)雜性在于包括5·n次實(shí)數(shù)加法，2n次實(shí)數(shù)乘積。
該過程返回值[z]＝Max1/2。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，本文中被稱為Upper-Bound 1(UB1)(上限1)的gn(v)的上限近似值基于下面的數(shù)學(xué)不等式gu1，n(v)＝def＝(exp(|[v]|2)≥gn(v0，...，vn)。
可以利用下面的步驟解這個(gè)不等式步驟1通過如上所述的MBR碼計(jì)算[v]。
步驟2通過查指數(shù)表計(jì)算(exp(|[v]|2)。
另外，在某些實(shí)施方案中，計(jì)算下面在本文中被稱為L(zhǎng)ower-Bound 1(LB1)(下限1)的gn(v)的下限近似值。對(duì)于v＝(v0，...，vn)，它基于下面的數(shù)學(xué)不等式gn(v)≥exp(|v|2)＝def＝gL1，n(v)。
可以使用接下來的步驟解該近似值
步驟1以直接的標(biāo)準(zhǔn)方式計(jì)算|v|2。
步驟2通過查指數(shù)表計(jì)算(exp(|v|2)。
此外，在另一個(gè)實(shí)施方案中，計(jì)算接下面在本文中被稱為Upper-Bound 2(UB2)(上限2)的gn(v)的上限近似值。它是基于下面的數(shù)學(xué)不等式，設(shè)定α＝def＝(81/2-2)/2，然后gu2(v)=def=4-nπ0≤i≤n(Σsi∈Uexp([v]·(Re(vi·si*)α·Im(vi·si*)))]]>+4-nπ0≤i≤n(Σsi∈Uexp([v]·(Re(vi·si*)-α·Im(vi·si*)))≥gn(v0,...,vn)]]>可以使用接下來的偽碼解該近似值r＝[v]；a＝(sqrt(8)-2)/2；product1＝1；product2＝1；for(i＝0；i＜＝n；i++){u
＝r*(Re_V[i]+a*Im_V[i])；/*s＝1*/u[1]＝-u
；/*s＝-1*/u[2]＝r*(-Im_V[i]+a*Re_V[i])； /*s＝j(luò)*/u[3]＝-u[2]；/*s＝-j*/v
＝r*(Re_V[i]-a*Im_V[i])；v[1]＝-v
；v[2]＝r*(-Im_V[i]-a*Re_V[i])；v[3]＝-v[2]；U＝0；V＝0；for(k＝0；k＜4；k++){U＝U+exp(u[k])；V＝V+exp(v[k])；
}product1＝product1*U/4；product2＝product2*V/4；}Return x＝4*(product1+product2)。
可以通過利用下面的數(shù)學(xué)近似不等式估計(jì)函數(shù)gn(v)，或者可以與MBR過程一起估計(jì)設(shè)定v＝(v0，...，vn)∈Cn+1，且0＜k≤n。設(shè)置u＝(v0+v1+...+vk-1)/k。
然后其適用于y＝(u，u...(k次)...u，vk，...，vn)，其中g(shù)n(v0，...，vn)≥gn(u，u...u，vk，...，vn)可以通過計(jì)算函數(shù)gL2，n(v)確定這個(gè)不等式，函數(shù)gL2，n(v)是gn(v)的下限，按如下所述來定義并產(chǎn)生1.設(shè)定v＝(v0，...，vn)為標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)符號(hào)的數(shù)組，并設(shè)定s＝(s0，...，sn)∈Un+1滿足[v]＝|∑0≤i≤nvi·si*|其中[v]代表MBR范數(shù)，U＝{1，-1，j，-j}，并且可以用MBR過程來求出[v]和s。
進(jìn)一步定義2.w′i＝vi·si*適合于0≤i≤n，3.u’＝(w’1+w’2+...+w’n)/n，4.y＝u’*/|u’|，5.w0＝y(tǒng)·w’0，6.u＝y(tǒng)·u’，7.x0＝Re(w0)，8.y0＝Im(w0)，9.y＝(w0，u，u，...，u)，并且，最后定義gL2，n(v)＝gn(y)。
可以利用下面的方法計(jì)算gL2，n(v)步驟1計(jì)算上面定義的等式1-9。
步驟2對(duì)于每個(gè)-n≤p≤n，處理器計(jì)算(或者通過采用查表)下面的數(shù)組a[]和b[]，并將所述數(shù)組a[]和b[]存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)a[p]＝exp((x0+u·p)2)，b[p]＝exp((y0+u·p)2)，步驟3通過使用下面的恒等式計(jì)算所需的輸出gn(y)=4-nΣ0≤m≤nnm(Σ0≤k≤mmka[2k-m])·(Σ0≤i≤n-mn-mib[m+2i-n])]]>步驟1的復(fù)雜性在于包括大約n·log(n)次算術(shù)運(yùn)算。步驟2的復(fù)雜性在于包括需要4n+2的指數(shù)(通過查表來執(zhí)行)次乘積和加法運(yùn)算?？梢岳貌楸韥磉M(jìn)行的步驟3的復(fù)雜性包括n2+2n次乘積和加法運(yùn)算，以及相同次數(shù)的二項(xiàng)式查表。
此外，可以通過通用似然比測(cè)試(GLRT)或通過其它估算量估計(jì)信道h。然后可以使用下面的概率項(xiàng)，或等同項(xiàng)，p(z|B)/p(z|A)=exp(-C·|h|2)·π0≤i≤n(1/4Σsi∈Uexp(Re(z*i·ti·si·h)/σi2))]]>其中C＝∑0≤i≤nti2/(2σi2)在另一個(gè)實(shí)施方案中，可以計(jì)算該公式的自然對(duì)數(shù)，并將該結(jié)果與適當(dāng)?shù)拈撝迪啾容^。從而，我們得到log(p(z|B)/p(z|A))＝-C·|h|2+∑0≤i≤nlog(∑s∈Uexp(Re(zi·ti·s*·h*)/σi2))在步驟108中檢查所述假設(shè)的不正確的計(jì)算概率(基于觀察值Z的向量)、或者這個(gè)概率的一個(gè)或幾個(gè)近似值，以確定是否一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的閾值被滿足了。例如，可以將該概率與漏檢測(cè)閾值和誤報(bào)警閾值相比較。誤報(bào)警閾值表示，當(dāng)事實(shí)上選定的時(shí)間偏差假設(shè)不正確時(shí)，該選定的時(shí)間偏差假設(shè)正確的似然性。另一方面，漏檢測(cè)閾值表示，當(dāng)實(shí)際上當(dāng)前選定的時(shí)間偏差假設(shè)是正確時(shí)，該當(dāng)前選定的時(shí)間偏差假設(shè)是錯(cuò)誤的似然性。
如果概率P小于誤報(bào)警閾值，則基于選定的時(shí)間偏差的假設(shè)是正確的，并且可以利用步驟110選定的時(shí)間偏差與基站同步，并與基站進(jìn)行通信。如上面所討論的，該假設(shè)是基于選定的時(shí)間偏差近似為與導(dǎo)頻信號(hào)相關(guān)的時(shí)間偏差的概率。
另一方面，如果該概率大于漏檢測(cè)閾值，則認(rèn)為基于選定的時(shí)間偏差的假設(shè)是不正確的。可以利用新的時(shí)間偏差d和緩沖器30中的下一個(gè)符號(hào)重復(fù)前面的過程。在下一次相關(guān)和概率/假設(shè)計(jì)算過程中使用新的時(shí)間偏差。
類似地，如果該概率大于誤報(bào)警閾值，但小于漏檢測(cè)閾值，則重復(fù)上面的過程。利用緩沖器中接下來的符號(hào)，并計(jì)算新的相關(guān)導(dǎo)頻符號(hào)和非導(dǎo)頻符號(hào)，以產(chǎn)生新的概率。將該新的概率與一個(gè)閾值(或多個(gè)閾值)進(jìn)行比較。當(dāng)重復(fù)該過程時(shí)，選擇并利用新的時(shí)間偏差d來估計(jì)導(dǎo)頻信號(hào)中存在的實(shí)際時(shí)間偏差，其中該導(dǎo)頻信號(hào)是從基站傳輸來的。此外，如果在處理過程中用完所有的符號(hào)而沒有成功地找到正確的時(shí)間偏差，則利用新的符號(hào)來進(jìn)行該過程。在每次相關(guān)計(jì)算過程中，持續(xù)累加相關(guān)結(jié)果，以用在下一次概率計(jì)算過程中。重復(fù)上面的過程，并當(dāng)用完時(shí)間偏差d之后刪除以前的累加的結(jié)果。以相似的方式，當(dāng)處理完緩沖器中的符號(hào)之后，重復(fù)上面的過程。
利用前述技術(shù)，可以改進(jìn)使移動(dòng)臺(tái)與基站同步的整個(gè)過程。因?yàn)槔梅菍?dǎo)頻信號(hào)數(shù)據(jù)以及導(dǎo)頻信號(hào)數(shù)據(jù)來獲得同步，所以可以減少同步所需的時(shí)間。使用非導(dǎo)頻數(shù)據(jù)可以提供用于同步的其它的信息。結(jié)果，可以減少采樣值的數(shù)量、計(jì)算次數(shù)和同步所需的時(shí)間。
可以在硬件、軟件或硬件和軟件的組合中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各種特征。例如，可以在可編程序計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序中實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的某些方面?？梢杂酶呒?jí)程序語言或面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言來實(shí)現(xiàn)每個(gè)程序，以與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信。此外，每個(gè)這種計(jì)算機(jī)程序都可以存儲(chǔ)到存儲(chǔ)介質(zhì)上，用于當(dāng)計(jì)算機(jī)讀該存儲(chǔ)介質(zhì)以執(zhí)行上述功能時(shí)配置并操作該計(jì)算機(jī)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)如可以被通用或?qū)Ｓ每删幊绦虻挠?jì)算機(jī)或處理器讀取的只讀存儲(chǔ)器(ROM)。
其它實(shí)施方式都落在下面的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括處理至少一個(gè)非導(dǎo)頻信道；以及根據(jù)處理結(jié)果確定基站是否同步。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中，處理所述非導(dǎo)頻信道包括通過使信號(hào)序列與對(duì)應(yīng)于所述非導(dǎo)頻信道的擴(kuò)頻序列相關(guān)而產(chǎn)生至少一個(gè)非導(dǎo)頻相關(guān)符號(hào)。
3.如權(quán)利要求2的方法，其中，產(chǎn)生所述至少一個(gè)非導(dǎo)頻相關(guān)符號(hào)包括處理事先已經(jīng)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)的信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1的方法，其中確定同步包括計(jì)算相關(guān)符號(hào)，并將所述相關(guān)符號(hào)與預(yù)定閾值進(jìn)行比較。
5.如權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括處理導(dǎo)頻信號(hào)，其中所述處理導(dǎo)頻信號(hào)包括通過使信號(hào)序列與網(wǎng)絡(luò)擾頻序列相關(guān)而產(chǎn)生相關(guān)導(dǎo)頻符號(hào)。
6.如權(quán)利要求1的方法，其中，確定同步包括根據(jù)相關(guān)導(dǎo)頻符號(hào)和非導(dǎo)頻符號(hào)來計(jì)算概率，并檢查所述概率是否滿足閾值。
7.如權(quán)利要求6的方法，其中所述閾值包括至少一個(gè)漏檢測(cè)閾值和一個(gè)誤報(bào)警閾值。
8.如權(quán)利要求1的方法，其中，非導(dǎo)頻信道包括通信信道或控制信道。
9.如權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括利用采樣信號(hào)序列和網(wǎng)絡(luò)擾頻序列的相關(guān)產(chǎn)生導(dǎo)頻符號(hào)。
10.一種搜索器接收器，包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的緩沖器；以及耦合到所述緩沖器的處理器，所述處理器包括存儲(chǔ)指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)將上述指令提供給所述處理器時(shí)，上述指令使所述處理器處理至少一個(gè)非導(dǎo)頻信道，以及根據(jù)處理結(jié)果確定基站是否同步。
11.如權(quán)利要求10的搜索器接收器，其中，所述處理器被設(shè)置為通過使信號(hào)序列與對(duì)應(yīng)于所述非導(dǎo)頻信道的擴(kuò)頻序列相關(guān)而產(chǎn)生至少一個(gè)非導(dǎo)頻相關(guān)符號(hào)。
12.如權(quán)利要求11的搜索器接收器，其中，所述處理器被設(shè)置為通過處理事先已經(jīng)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)的信號(hào)而產(chǎn)生至少一個(gè)非導(dǎo)頻相關(guān)符號(hào)。
13.如權(quán)利要求10的搜索器接收器，其中，所述處理器被設(shè)置為通過計(jì)算相關(guān)符號(hào)，并將所述相關(guān)符號(hào)與預(yù)定閾值進(jìn)行比較而確定同步。
14.如權(quán)利要求10的搜索器接收器，其中，所述處理器被設(shè)置為用來處理導(dǎo)頻信號(hào)，其中所述處理導(dǎo)頻信號(hào)包括通過使信號(hào)序列與網(wǎng)絡(luò)擾頻序列相關(guān)而產(chǎn)生相關(guān)導(dǎo)頻符號(hào)。
15.如權(quán)利要求10的搜索器接收器，其中，所述處理器被設(shè)置為用來確定同步，其中所述確定同步包括根據(jù)相關(guān)導(dǎo)頻符號(hào)和非導(dǎo)頻符號(hào)來計(jì)算概率，并檢查所述概率是否滿足閾值。
16.如權(quán)利要求15的搜索器接收器，其中所述閾值包括至少一個(gè)漏檢測(cè)閾值和一個(gè)誤報(bào)警閾值。
17.如權(quán)利要求10的搜索器接收器，其中，所述處理器被設(shè)置為通過利用采樣信號(hào)序列和網(wǎng)絡(luò)擾頻序列的相關(guān)而產(chǎn)生導(dǎo)頻符號(hào)。
18.一種移動(dòng)臺(tái)，包括前端電路，用來將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；和耦合到所述前端電路的搜索器接收器，用來接收所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，其中所述搜索器接收器包括存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的緩沖器，以及耦合到所述緩沖器的處理器，所述處理器包括存儲(chǔ)指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)將上述指令提供給所述處理器時(shí)，上述指令使所述處理器處理至少一個(gè)非導(dǎo)頻信道，以及根據(jù)處理結(jié)果確定基站是否同步。
19.如權(quán)利要求19的移動(dòng)臺(tái)，其中，所述處理器被設(shè)置為用來處理非導(dǎo)頻信道，其中所述處理非導(dǎo)頻信道包括通過使信號(hào)序列與對(duì)應(yīng)于所述非導(dǎo)頻信道的擴(kuò)頻序列相關(guān)而產(chǎn)生至少一個(gè)非導(dǎo)頻相關(guān)符號(hào)。
20.如權(quán)利要求19的移動(dòng)臺(tái)，其中，所述處理器被設(shè)置為用來產(chǎn)生至少一個(gè)非導(dǎo)頻相關(guān)符號(hào)，其中所述產(chǎn)生至少一個(gè)非導(dǎo)頻相關(guān)符號(hào)包括處理事先已經(jīng)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)的信號(hào)。
21.如權(quán)利要求19的移動(dòng)臺(tái)，其中，所述處理器被設(shè)置為用來確定同步，其中所述確定同步包括計(jì)算相關(guān)符號(hào)，并將相關(guān)符號(hào)與預(yù)定閾值進(jìn)行比較。
22.如權(quán)利要求19的移動(dòng)臺(tái)，其中，所述處理器被設(shè)置為用來處理導(dǎo)頻信號(hào)，其中所述處理導(dǎo)頻信號(hào)包括通過使信號(hào)序列與網(wǎng)絡(luò)擾頻序列相關(guān)而產(chǎn)生相關(guān)導(dǎo)頻符號(hào)。
23.如權(quán)利要求19的移動(dòng)臺(tái)，其中，所述處理器被設(shè)置為用來確定同步，其中所述確定同步包括根據(jù)相關(guān)導(dǎo)頻符號(hào)和非導(dǎo)頻符號(hào)來計(jì)算概率，并檢查所述概率是否滿足閾值。
24.如權(quán)利要求19的移動(dòng)臺(tái)，其中，所述處理器被設(shè)置為利用采樣信號(hào)序列和網(wǎng)絡(luò)擾頻序列的相關(guān)而產(chǎn)生導(dǎo)頻符號(hào)。
25.一種通信系統(tǒng)，包括被設(shè)置為發(fā)送電信號(hào)的基站；以及電耦合到所述基站的移動(dòng)臺(tái)，所述移動(dòng)臺(tái)包括用來將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的前端電路，以及耦合到所述前端電路用來接收所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的搜索器接收器，其中所述搜索器接收器包括存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的緩沖器，以及耦合到所述緩沖器的處理器，所述處理器包括存儲(chǔ)指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)將上述指令提供給所述處理器時(shí)，上述指令使所述處理器處理至少一個(gè)非導(dǎo)頻信道，以及根據(jù)處理結(jié)果確定基站是否同步。
26.如權(quán)利要求25的通信系統(tǒng)，其中，所述處理器被設(shè)置為用來處理非導(dǎo)頻信道，其中所述處理非導(dǎo)頻信道包括通過使信號(hào)序列與對(duì)應(yīng)于所述非導(dǎo)頻信道的擴(kuò)頻序列相關(guān)而產(chǎn)生至少一個(gè)非導(dǎo)頻相關(guān)符號(hào)。
27.如權(quán)利要求26的通信系統(tǒng)，其中，所述處理器被設(shè)置為用來產(chǎn)生至少一個(gè)非導(dǎo)頻相關(guān)符號(hào)，其中所述產(chǎn)生至少一個(gè)非導(dǎo)頻相關(guān)符號(hào)包括處理事先已經(jīng)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)的信號(hào)。
28.如權(quán)利要求25的通信系統(tǒng)，其中，所述處理器被設(shè)置為用來確定同步，其中所述確定同步包括計(jì)算相關(guān)符號(hào)，并將所述相關(guān)符號(hào)與預(yù)定閾值進(jìn)行比較。
29.如權(quán)利要求25的通信系統(tǒng)，其中，所述處理器被設(shè)置為用來處理導(dǎo)頻信號(hào)，其中所述處理導(dǎo)頻信號(hào)包括通過使信號(hào)序列與網(wǎng)絡(luò)擾頻序列相關(guān)而產(chǎn)生相關(guān)導(dǎo)頻符號(hào)。
30.如權(quán)利要求25的通信系統(tǒng)，其中，所述處理器被設(shè)置為用來確定同步，其中所述確定同步包括根據(jù)相關(guān)導(dǎo)頻符號(hào)和非導(dǎo)頻符號(hào)來計(jì)算概率，并檢查所述概率是否滿足閾值。
全文摘要
通過使用導(dǎo)頻和非導(dǎo)頻信道，可以加速在CDMA接收器中獲得擾頻碼相位偏差。相關(guān)的結(jié)果被組合起來處理檢測(cè)概率，所述概率與漏檢測(cè)閾值和誤報(bào)警閾值進(jìn)行比較。還降低了概率計(jì)算的復(fù)雜性。
文檔編號(hào)H04Q7/38GK1653712SQ03811348
公開日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2003年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月25日
發(fā)明者丹尼爾·耶林, 阿夫納·多爾 申請(qǐng)人:英特爾公司