專(zhuān)利名稱(chēng)：一種提取多徑的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及WCDMA網(wǎng)絡(luò)的接入技術(shù)，尤其涉及一種提取多徑的方法及裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)3G25.211協(xié)議，在WCDMA反向隨機(jī)接入信道中，隨機(jī)接入發(fā)射的結(jié)構(gòu)如圖1所示。移動(dòng)用戶(hù)在隨機(jī)接入信道發(fā)射包括一個(gè)或多個(gè)長(zhǎng)為4096碼片的前綴和一個(gè)長(zhǎng)為10ms或20ms的消息部分。移動(dòng)用戶(hù)可以在每個(gè)接入時(shí)隙發(fā)射前綴，基站在每個(gè)接入時(shí)隙，在小區(qū)范圍內(nèi)捕獲前綴?；具M(jìn)行前綴捕獲的過(guò)程就是通過(guò)匹配濾波，得到是否有移動(dòng)用戶(hù)接入的信息，并獲得多徑位置。具體來(lái)說(shuō)即基站在完成了對(duì)前綴的匹配濾波后，得到各個(gè)用戶(hù)的匹配能量，然后需要在整個(gè)小區(qū)搜索范圍內(nèi)的大數(shù)據(jù)量的樣點(diǎn)能量中，找出有效的多徑。
每個(gè)用戶(hù)能量樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)量＝搜索半徑(chip)×采樣率×天線數(shù)。由于可支持的小區(qū)搜索半徑最大可以達(dá)到180KM，對(duì)應(yīng)chip數(shù)為6*768＝4608chip，每個(gè)chip(碼片)數(shù)據(jù)是4采樣，且每路都是2天線接收。則一個(gè)用戶(hù)的樣點(diǎn)能量的數(shù)據(jù)量＝4608chips*4采樣*2天線＝36864個(gè)，如果16個(gè)用戶(hù)同時(shí)完成捕獲，則數(shù)據(jù)總量＝16×36864＝589824個(gè)，數(shù)據(jù)量很大。在實(shí)際處理過(guò)程中，需要基站在有限時(shí)間內(nèi)，能夠及時(shí)完成對(duì)所有用戶(hù)都能從所有的樣點(diǎn)能量中，找出有效的幾條多徑來(lái)，且這些多徑之間的相位要求是必須大于等于3，即保證多徑之間的間隔至少為1chip(由4采樣/每chip保證)。
現(xiàn)有技術(shù)采用先存儲(chǔ)再反復(fù)查找的方案首先將所有16個(gè)用戶(hù)在整個(gè)搜索范圍內(nèi)的所有樣點(diǎn)能量值都存儲(chǔ)下來(lái)，然后，分別對(duì)于每個(gè)用戶(hù)的A天線的能量值，反復(fù)在存儲(chǔ)的樣點(diǎn)之間進(jìn)行比較，每次找出能量最大的一個(gè)作為多徑，然后將該徑在原存儲(chǔ)位置中清零，同時(shí)還需要將該多徑前后3個(gè)樣點(diǎn)的能量也清除后，重新進(jìn)行下一個(gè)多徑的比較搜索，直到找出滿足要求個(gè)數(shù)的多徑為止。完成A天線后，對(duì)B天線進(jìn)行同樣的操作。完成一個(gè)用戶(hù)的2個(gè)天線后，再對(duì)下一個(gè)用戶(hù)進(jìn)行同樣的操作過(guò)程。最終可完成搜索得到16用戶(hù)的N個(gè)多徑。
從上述方案可得出，需要的存儲(chǔ)容量＝16用戶(hù)×4608chip×4采樣×2天線×16bit＝9437184bit，將近950萬(wàn)，這樣要求的存儲(chǔ)容量太大。由于都是串行處理，需要單天線單用戶(hù)×2天線×16用戶(hù)時(shí)間，導(dǎo)致后面的新數(shù)據(jù)和上次的數(shù)據(jù)產(chǎn)生沖突，基本無(wú)法實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶(hù)的實(shí)時(shí)處理。因此，使用先存儲(chǔ)再反復(fù)查找的方案，不僅消耗的存儲(chǔ)資源非常大，而且處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，很難滿足系統(tǒng)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種提取多徑的方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)提取多徑存在消耗資源大和處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。
一種提取多徑的方法，該方法包括步驟將天線接收的每路信號(hào)能量數(shù)據(jù)流送到一定長(zhǎng)度的移位寄存器；在所述移位寄存器每次移入新數(shù)據(jù)后，判斷該寄存器中固定位置的數(shù)據(jù)是否不小于其余位置的數(shù)據(jù)，如果是則將該位置的數(shù)據(jù)保存作為能量峰值，并將所述其余位置的數(shù)據(jù)清零；對(duì)能量峰值進(jìn)行多徑門(mén)限判決，將超過(guò)多徑門(mén)限的能量峰值輸出作為多徑數(shù)據(jù)。
根據(jù)上述方法所述固定位置是指所述移位寄存器的中間位置。
采用多個(gè)相同的移位寄存器構(gòu)成多級(jí)的移位寄存器組對(duì)能量數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理，其中，前一級(jí)移位寄存器移出的數(shù)據(jù)移入后一級(jí)移位寄存器。
對(duì)多天線用戶(hù)，在將信號(hào)能量數(shù)據(jù)流送到移位寄存器之前按天線將信號(hào)能量樣點(diǎn)數(shù)據(jù)流進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，以分離為多路信號(hào)能量數(shù)據(jù)流。
在對(duì)能量峰值進(jìn)行多徑門(mén)限判決之前，將多個(gè)能量峰值通過(guò)數(shù)據(jù)間插合并為一路能量峰值。
寄存器數(shù)據(jù)比較、能量峰值的存儲(chǔ)和寄存器內(nèi)數(shù)據(jù)清零在輸入一個(gè)新數(shù)據(jù)的兩拍內(nèi)完成；在所述兩拍中的前一拍將能量峰值數(shù)據(jù)和相位寫(xiě)入峰值寄存器中。
當(dāng)采樣率為m+1個(gè)/碼片(chip)時(shí)，移位寄存器的長(zhǎng)度為2m+1，其中m大于或等于1。
一種提取多徑的去樣點(diǎn)模塊，該裝置包括天線分離子模塊，接收前級(jí)能量樣點(diǎn)數(shù)據(jù)流，并按天線將數(shù)據(jù)流進(jìn)行串并行轉(zhuǎn)換；多級(jí)去樣點(diǎn)子模塊，接收天線分離子模塊輸出的能量數(shù)據(jù)，并從能量數(shù)據(jù)中提取天線的能量峰值；數(shù)據(jù)間插和多徑門(mén)限子模塊，接收多級(jí)去樣點(diǎn)子模塊輸出的多級(jí)能量峰值，將這些能量峰值合并為一路并輸出超過(guò)多徑門(mén)限的能量峰值。
所述多級(jí)去樣點(diǎn)子模塊中的每一級(jí)包括預(yù)定長(zhǎng)度的移位寄存器，通過(guò)移位方式接收能量數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)；峰值鎖存單元，用于存儲(chǔ)獲取的能量峰值；比較、移位和清零單元，將移位寄存器中間位置的數(shù)據(jù)與該寄存器其余數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，在該中間位置數(shù)據(jù)不小于其余數(shù)據(jù)時(shí)將其存入所述峰值鎖存單元并將其余位軒的數(shù)據(jù)清零。
本發(fā)明具有以下有益效果1、不存儲(chǔ)原始樣點(diǎn)能量，使每個(gè)用戶(hù)的能量樣點(diǎn)只需要一次流過(guò)該結(jié)構(gòu)后，就可以完成多徑的查找。當(dāng)搜索范圍很大時(shí)，該結(jié)構(gòu)大大節(jié)省了存儲(chǔ)所有樣點(diǎn)(包括很多無(wú)效樣點(diǎn))的資源消耗。
2、該結(jié)構(gòu)非常靈活，完全獨(dú)立于搜索范圍、搜索半徑等約束，可以用于任何搜索范圍的場(chǎng)合。
3、可通過(guò)隨意配置該寄存器組的級(jí)數(shù)以及每個(gè)寄存器組的長(zhǎng)度，靈活用于各種采樣率以及不同峰值寬度的場(chǎng)合。
4、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)完全是對(duì)數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)處理，沒(méi)有任何中間值的存儲(chǔ)需求，使整個(gè)處理非常迅速，可提供多個(gè)用戶(hù)的分時(shí)處理，大大提高了處理效率。也大大提高了系統(tǒng)的規(guī)格。


圖1為隨機(jī)接入發(fā)射的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明去樣點(diǎn)模塊結(jié)構(gòu)框圖；圖3為去樣點(diǎn)模塊功能子模塊示意圖；圖4為多級(jí)雙天線/用戶(hù)的去樣點(diǎn)子模塊電路框圖；圖5為實(shí)現(xiàn)去樣點(diǎn)子模塊的電路原理圖；圖6為數(shù)據(jù)間插和多徑門(mén)限子模塊的原理圖。
具體實(shí)施例方式
在多用戶(hù)情況下，如果采用RAM存儲(chǔ)所有樣點(diǎn)，然后遍歷清零法來(lái)提取候選徑，數(shù)據(jù)量太大，操作太多，時(shí)序和資源耗費(fèi)太大。因此本發(fā)明增加一個(gè)去除樣點(diǎn)模塊，其功能是在整個(gè)信號(hào)能量的樣點(diǎn)輸出數(shù)據(jù)流中，一方面將非峰值樣點(diǎn)除去(清零)，另一方面，用多徑門(mén)限進(jìn)行限定，只保留很少的超過(guò)多徑門(mén)限的峰值信號(hào)進(jìn)行提取，以此來(lái)大大減少操作次數(shù)并極大地節(jié)省處理時(shí)間。
根據(jù)算法分析，多徑有如下條件1、由于系統(tǒng)使用(m+1)采樣/1chip(碼片)，多徑間隔必須大于或等于m個(gè)采樣點(diǎn)；2、通常一個(gè)多徑用2m+1個(gè)采樣點(diǎn)就可代表；3、一個(gè)很寬的峰值很少超過(guò)n個(gè)Chip的寬度(m＞＝1即可；n一般＝3)。
由條件1、2，該方案是將前級(jí)信號(hào)能量數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)長(zhǎng)度為(2m+1)的移位寄存器，每次都將中間位置m的數(shù)據(jù)和其他位置的2m個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，一旦中間值比其他2m個(gè)值都大，則認(rèn)為該中間值是一個(gè)峰值，同時(shí)刪除其它2m的樣點(diǎn)，只保留該峰值。由條件3，此結(jié)構(gòu)的移位寄存器組只需要n級(jí)。同時(shí)2天線數(shù)據(jù)必須分別進(jìn)行處理。假設(shè)n＝3時(shí)其結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。
1、考慮到2天線分別處理，首先將前級(jí)的信號(hào)能量樣點(diǎn)數(shù)據(jù)流，通過(guò)天線分離電路，分別送到去樣點(diǎn)寄存器組A0～A2m和B0～B2m。
2、隨著前級(jí)數(shù)據(jù)的流入，移位寄存器一方面不斷將新數(shù)據(jù)移入，另一方面，每次都將位于(2m+1)長(zhǎng)度寄存器的中間位置的數(shù)據(jù)Dm與其前后位置的2m個(gè)數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行比較，如果數(shù)據(jù)Dm不小于所有其他2m個(gè)數(shù)據(jù)，則被判決為峰值，將該信號(hào)的峰值能量和相對(duì)位置存儲(chǔ)到一個(gè)峰值寄存器中，然后所有2m+1個(gè)位置的數(shù)據(jù)全部清零(由于數(shù)據(jù)是兩拍進(jìn)來(lái)1個(gè)數(shù)據(jù)，所以通常是第1拍移入數(shù)據(jù)；第2拍將數(shù)據(jù)進(jìn)行比較后重新清零寫(xiě)入)；否則所有數(shù)據(jù)不動(dòng)。2天線操作相同。
3、能量樣點(diǎn)數(shù)據(jù)流通過(guò)n級(jí)2m+1長(zhǎng)度的去樣點(diǎn)寄存器后，可實(shí)現(xiàn)寬度最大為3個(gè)峰值的大峰值的提取。2天線的峰值輸出結(jié)果再經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)間插，合并成一路能量峰值輸出。
4、間插為1路的輸出峰值再經(jīng)過(guò)多徑門(mén)限判決后，只將超過(guò)該多徑門(mén)限的，真正峰值的樣點(diǎn)能量輸出到后級(jí)。大大減少了后級(jí)的數(shù)據(jù)流量，且所有相位的操作都一次完成。
參閱圖3所示，去樣點(diǎn)模塊分成天線分離子模塊、n級(jí)去樣點(diǎn)子模塊、數(shù)據(jù)間插和多徑門(mén)限子模塊。其中天線分離子模塊將數(shù)據(jù)流按天線進(jìn)行串/并行轉(zhuǎn)換。
每個(gè)用戶(hù)的每個(gè)天線的每一級(jí)結(jié)構(gòu)都包括1個(gè)2m+1長(zhǎng)度的移位寄存器、比較/移位/清零單元、峰值鎖存單元，基本結(jié)構(gòu)如圖4所示。該結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵點(diǎn)在于n級(jí)的比較/移位/清零處理的寄存器組，其作用是將移位寄存器中間位置的數(shù)據(jù)與該寄存器其余數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，在該中間位置數(shù)據(jù)不小于其余數(shù)據(jù)時(shí)將其存入所述峰值鎖存單元并將該次比較的所有數(shù)據(jù)清零。對(duì)兩2路天線的信號(hào)能量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的結(jié)構(gòu)完全一樣，而且每一級(jí)也完全一樣。
由于前級(jí)能量樣點(diǎn)數(shù)據(jù)輸入速率為2拍輸入1個(gè)新數(shù)據(jù)，則去樣點(diǎn)子模塊在每2拍內(nèi)需要完成如下操作1、中間位置寄存器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)Dm和其前后2m個(gè)寄存器內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；
2、當(dāng)且僅當(dāng)Dm比其它2m個(gè)數(shù)據(jù)都大或者相等時(shí)，進(jìn)行2個(gè)操作A、首先將該Dm數(shù)據(jù)存入峰值鎖存單元；B、將此次比較的D0～D2m這2m+1個(gè)寄存器內(nèi)數(shù)據(jù)全部清零。
每2拍后，新數(shù)據(jù)輸入，其他數(shù)據(jù)移位。峰值鎖存單元主要就是將在某個(gè)時(shí)刻發(fā)現(xiàn)比較結(jié)果中間值數(shù)據(jù)Dm大于等于其他數(shù)值時(shí)，為保證在其清零前先將數(shù)據(jù)存入峰值寄存器中，總是在輸入數(shù)據(jù)的兩拍中后一拍將中間位置Dm寫(xiě)到峰值寄存器中，同時(shí)將該值的相位也寫(xiě)入。具體電路參閱圖5所示，主要由觸發(fā)器、比較器和與門(mén)等邏輯器件構(gòu)成。
參閱圖6所示，將6個(gè)峰值并行數(shù)據(jù)間插成一路串行數(shù)據(jù)，并通過(guò)多徑門(mén)限進(jìn)行比較，最后輸出超過(guò)多徑門(mén)限的多徑峰值。
從上述可知，本結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的是采樣率為(m+1)個(gè)/chip的數(shù)據(jù)流，采用n級(jí)長(zhǎng)度為2m+1特殊移位寄存器組結(jié)構(gòu)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)一次能量多樣點(diǎn)數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)該結(jié)構(gòu)后得到超過(guò)多徑門(mén)限且去除了無(wú)效樣點(diǎn)的少量的峰值多徑能量，從而極大地提高了提取多徑的效率，且大大減少了存儲(chǔ)前級(jí)樣點(diǎn)能量信息的資源。
權(quán)利要求
1.一種提取多徑的方法，其特征在于包括步驟將天線接收的每路信號(hào)能量數(shù)據(jù)流送到一定長(zhǎng)度的移位寄存器；在所述移位寄存器每次移入新數(shù)據(jù)后，判斷該寄存器中固定位置的數(shù)據(jù)是否不小于其余位置的數(shù)據(jù)，如果是則將該位置的數(shù)據(jù)保存作為能量峰值，并將所述其余位置的數(shù)據(jù)清零；對(duì)能量峰值進(jìn)行多徑門(mén)限判決，將超過(guò)多徑門(mén)限的能量峰值輸出作為多徑數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定位置是指所述移位寄存器的中間位置。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用多個(gè)相同的移位寄存器構(gòu)成多級(jí)的移位寄存器組對(duì)能量數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理，其中，前一級(jí)移位寄存器移出的數(shù)據(jù)移入后一級(jí)移位寄存器。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)多天線用戶(hù)，在將信號(hào)能量數(shù)據(jù)流送到移位寄存器之前按天線將信號(hào)能量樣點(diǎn)數(shù)據(jù)流進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，以分離為多路信號(hào)能量數(shù)據(jù)流。
5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，在對(duì)能量峰值進(jìn)行多徑門(mén)限判決之前，將多個(gè)能量峰值通過(guò)數(shù)據(jù)間插合并為一路能量峰值。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，寄存器數(shù)據(jù)比較、能量峰值的存儲(chǔ)和寄存器內(nèi)數(shù)據(jù)清零在輸入一個(gè)新數(shù)據(jù)的兩拍內(nèi)完成。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在所述兩拍中的后一拍將能量峰值數(shù)據(jù)和相位寫(xiě)入峰值寄存器中。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)采樣率為m+1個(gè)/碼片(chip)時(shí)，移位寄存器的長(zhǎng)度為2m+1，其中m大于或等于1。
9.一種提取多徑的去樣點(diǎn)模塊，其特征在于該裝置包括天線分離子模塊，接收前級(jí)能量樣點(diǎn)數(shù)據(jù)流，并按天線將數(shù)據(jù)流進(jìn)行串并行轉(zhuǎn)換；多級(jí)去樣點(diǎn)子模塊，接收天線分離子模塊輸出的能量數(shù)據(jù)，并從能量數(shù)據(jù)中提取天線的能量峰值；數(shù)據(jù)間插和多徑門(mén)限子模塊，接收多級(jí)去樣點(diǎn)子模塊輸出的多級(jí)能量峰值，將這些能量峰值合并為一路并輸出超過(guò)多徑門(mén)限的能量峰值。
10.如權(quán)利要求9所述的去樣點(diǎn)模塊，其特征在于，多級(jí)去樣點(diǎn)子模塊中的每一級(jí)包括預(yù)定長(zhǎng)度的移位寄存器，通過(guò)移位方式接收能量數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)；峰值鎖存單元，用于存儲(chǔ)獲取的能量峰值；比較、移位和清零單元，將移位寄存器中間位置的數(shù)據(jù)與該寄存器其余數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，在該中間位置數(shù)據(jù)不小于其余數(shù)據(jù)時(shí)將其存入所述峰值鎖存單元并將所有其他位置的數(shù)據(jù)清零。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種提取多徑的方法及裝置，其中方法為將天線接收的每路信號(hào)能量數(shù)據(jù)流送到一定長(zhǎng)度的移位寄存器；在所述移位寄存器每次移入新數(shù)據(jù)后，判斷該寄存器中固定位置的數(shù)據(jù)是否不小于其余位置的數(shù)據(jù)，如果是則將該位置的數(shù)據(jù)保存作為能量峰值，并將所述其余位置的數(shù)據(jù)清零；對(duì)能量峰值進(jìn)行多徑門(mén)限判決，將超過(guò)多徑門(mén)限的能量峰值輸出作為多徑數(shù)據(jù)。所述裝置包括天線分離子模塊、多級(jí)去樣點(diǎn)子模塊及數(shù)據(jù)間插和多徑門(mén)限子模塊。
文檔編號(hào)H04J13/02GK1622501SQ20031011666
公開(kāi)日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2003年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月25日
發(fā)明者王菁, 肖妍妍 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司