專利名稱：一種確定是否對多徑搜索窗進行調(diào)整的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)，尤其涉及到CDMA系統(tǒng)的多徑搜索技術(shù)。
背景技術(shù)：
碼分多址技術(shù)是一種以擴頻通信為基礎(chǔ)的多址接入方式，它將要發(fā)送的一定帶寬的信號數(shù)據(jù)，用一個帶寬遠遠大于信號帶寬的高速擴頻碼去調(diào)制它，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被大大擴展，同時接收端會利用擴頻碼解調(diào)接收數(shù)據(jù)，恢復(fù)出原始的發(fā)送數(shù)據(jù)。其中各個用戶所使用的擴頻碼之間保持著良好的正交性，接收機正是利用這些擴頻碼之間的正交性來區(qū)分不同用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)，同時抵抗噪聲影響。
在移動通信中，無線信道的一個主要特點是多徑傳輸，由于周圍建筑物和地形的影響，電波傳播必然會出現(xiàn)不同路徑和時延，使接收機接收到的信號出現(xiàn)起伏和衰落。采用分集合并接收技術(shù)是十分有效的抵抗多徑衰落的方法，CDMA系統(tǒng)可以采用RAKE接收機來克服多徑傳輸帶來的影響。RAKE接收機的原理是利用擴頻碼的正交性將各個多徑信號分別解調(diào)出來，并將解調(diào)出來的信號進行合并，這樣不僅克服了多徑傳輸帶來的影響，而且充分利用了各條徑的有用信號，更好的恢復(fù)出發(fā)送端發(fā)送的信號，提高系統(tǒng)的性能。
對于RAKE接收機，要進行多徑信號的合并，首先要分離出各條徑的信號，這就需要及時準確的定位出各條徑的位置，同時搜索到盡量多的真徑信號對數(shù)據(jù)的解調(diào)也會起到更好的效果。然而，移動臺和基站之間無線信道是隨著周圍環(huán)境的變化而變化的，其多徑位置也會隨著變化，而對于一般的多徑搜索器來說，它的搜索窗長度是有限的，其能搜索到的多徑位置是固定在一定范圍之內(nèi)的，多徑位置的變化有可能造成部分真徑落在搜索窗范圍之外而造成部分多徑信息的丟失，甚至所有的真徑都落在搜索窗之外，根本搜索不到一條真正的多徑，接收機無法正確解調(diào)信號，導(dǎo)致接收性能下降?？梢姸鄰剿阉鞔拔恢檬欠駵蚀_對RAKE接收機的多徑搜索起到至關(guān)重要的作用，那么就需要在多徑搜索的同時及時的調(diào)整搜索窗的位置來保證盡量搜索到所有的多徑，進行更準確的解調(diào)。
現(xiàn)有的搜索窗調(diào)整方法主要有兩種一種是直接利用搜索出的多徑位置調(diào)整搜索窗，其中包括調(diào)整搜索窗位置使搜索窗的中心位置和多徑相位最大值和最小值的中心位置或者是所有徑的平均位置重合，或者直接將最強徑放在搜索窗的中心位置，這樣做基本可以保證在搜索窗中搜索出大多數(shù)多徑，但是對于一般的多徑搜索方法，其多徑判斷門限的選取都不能保證完全消除多余的噪聲徑，如果多徑搜索到的噪聲徑出現(xiàn)的比較頻繁，并且落在真徑位置的兩側(cè)，搜索窗會比較頻繁的進行調(diào)整，并且不能保證真正的多徑在搜索窗中位置的平均分配，這樣搜索窗連續(xù)調(diào)整有可能造成多徑信息丟失甚至出現(xiàn)搜索窗調(diào)飛現(xiàn)象(即搜索窗調(diào)整過大，造成全部多徑都落在搜索窗范圍之外，多徑搜索器搜索不到任何一條真正的多徑，這時完全解調(diào)不出數(shù)據(jù))。第二種方法是利用多徑的重心位置來調(diào)整搜索窗，它是先用搜索到的多徑信息計算出所有多徑的重心位置，再利用重心位置和搜索窗位置的偏差來確定是否需要進行搜索窗調(diào)整以及如何調(diào)整。這種方法相對于第一種方法有著一定的改進，噪聲徑能量一般比較小，其對重心位置的影響較小，重心位置能比較準確的反映出真正的多徑位置的變化趨勢以便相應(yīng)的調(diào)整搜索窗位置，并且可以通過設(shè)置搜索窗位置與重心位置的關(guān)系保證多徑在搜索窗中較平均的分配，以利于所有的多徑都落在搜索窗范圍之內(nèi)。但是這種靠重心位置來確定是否調(diào)整搜索窗位置的方法仍然存在一定的缺陷，在無線信道突然惡化，或者壓縮模式中進行多徑搜索的時間正好和Gap期重合，以及更軟切換中的某條無線鏈路在一定條件下都有可能出現(xiàn)短時間內(nèi)搜索不到真徑的現(xiàn)象，這時搜索出來的多徑幾乎全是噪聲徑，重心位置的變化也會比較快，搜索窗相應(yīng)的進行頻繁的調(diào)整，而此時真正的多徑位置一般是沒有變化或者變化非常小，沒有達到需要調(diào)整搜索窗的程度，這時頻繁的調(diào)整搜索窗位置是不起任何作用的，只會白白消耗系統(tǒng)硬件資源，增加系統(tǒng)的復(fù)雜度，甚至在搜索窗連續(xù)向同一方向錯誤偏移時，搜索窗會出現(xiàn)調(diào)飛現(xiàn)象，等信號能量恢復(fù)后也不會搜索到真徑。
以上兩種方法都有可能存在搜索窗位置的頻繁調(diào)整，而這些頻繁調(diào)整有可能是在沒有必要的情況下進行的，雖然可以通過設(shè)置偏移量門限和偏移次數(shù)門限，限定只有連續(xù)向同一方向偏移且每次偏移量都大于偏移量門限的次數(shù)達到偏移次數(shù)門限時才進行調(diào)整，但噪聲條件下仍然存在一定的概率進行不必要的位置調(diào)整，這樣對硬件的要求就會相對升高。并且在搜索窗進行調(diào)整時有可能引起搜索窗調(diào)飛，造成接收性能的下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中在多徑能量較小或者純噪聲條件下多徑搜索窗的頻繁調(diào)整的缺陷，防止因搜索窗的錯誤調(diào)整而造成多徑落在搜索窗范圍外搜索不到的現(xiàn)象，同時降低因搜索窗不必要的頻繁調(diào)整帶來的系統(tǒng)復(fù)雜度的增高。
本發(fā)明的技術(shù)方案為，在現(xiàn)有技術(shù)采用重心位置確定是否調(diào)整搜索窗方法的基礎(chǔ)上，進一步增加一個條件，即在利用重心偏移判斷需要調(diào)整搜索窗時，不直接進行搜索窗的調(diào)整，而是進一步判斷是否存在真徑，只有確定存在真正的多徑時才進行搜索窗調(diào)整，否則即使重心發(fā)生偏移也不對搜索窗進行調(diào)整。具體地，包括以下步驟第一步確定多徑搜索任務(wù)搜索出來的多徑的重心位置；第二步通過重心位置判斷是否需要進行搜索窗調(diào)整；第三步進一步判斷是否存在真徑，若存在，進行搜索窗調(diào)整；否則，不進行搜索窗調(diào)整。
在第三步中判斷是否存在真徑的方法為，將功率時延函數(shù)的峰均比與預(yù)設(shè)的門限比較，若功率時延函數(shù)的峰均比與預(yù)設(shè)的門限大，則判斷存在真徑。
本發(fā)明加入利用是否存在真徑來決定是否進行搜索窗的調(diào)整，它與現(xiàn)有技術(shù)相比，既能在多徑變化的同時及時調(diào)整搜索窗位置，保證搜索出真正的多徑，以供RAKE接收機進行數(shù)據(jù)解調(diào)，又能在多徑信息基本不變情況時避免搜索窗的頻繁調(diào)整，減少了硬件資源的不必要浪費，同時避免一定程度下的搜索窗調(diào)飛現(xiàn)象，尤其是在短時間內(nèi)搜索不到真徑的情況下更好的保證了系統(tǒng)的性能。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中確定調(diào)整搜索窗方法的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明確定搜索窗調(diào)整方法的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是利用本發(fā)明方法進行搜索窗調(diào)整方法的流程圖；圖4是搜索窗根據(jù)重心位置調(diào)整的具體示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對技術(shù)方案的實施作進一步的詳細描述。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中利用重心位置確定調(diào)整搜索窗方法的結(jié)構(gòu)圖。它由多徑搜索101、重心計算102、重心偏差判決103和搜索窗調(diào)整104四部分組成，多徑搜索搜索出多徑能量和相位后，經(jīng)過多徑重心計算并判斷相位偏差就直接進行多徑搜索窗的調(diào)整。
圖2是本發(fā)明確定搜索窗調(diào)整方法的結(jié)構(gòu)圖。從圖中可以看出，它與現(xiàn)有技術(shù)相比，其同樣包括多徑搜索201、重心計算202、重心偏差判決203和搜索窗調(diào)整205四部分。區(qū)別在于重心偏差判決后加入了真徑判決204部分，調(diào)整搜索窗之前確認一下是否存在真徑，在確定存在真徑時才對搜索窗位置進行調(diào)整。
判斷是否搜索到真正多徑，可以利用整個搜索窗的功率時延函數(shù)的峰均比值來判決。功率時延函數(shù)用PDP表示，其就是擾碼與接收信號的相關(guān)函數(shù)的模值平方。對于基本是噪聲情況或者多徑能量非常小時，其PDP值分布比較平坦，沒有較突出的PDP值，相應(yīng)的PDPmax/PDPmean也會比較??；而在有真徑存在的情況下，其PDP值會在真徑位置附近存在一個峰值，只要存在一條真徑，此時的PDPmax/PDPmean值就會相對偏高，可以在兩者之間選取一個合適的PDPmax/PDPmean門限值以此來判斷是否存在真正的多徑。
圖3是利用本發(fā)明的搜索窗調(diào)整方法的流程圖。方框301對應(yīng)著方法中的第一步，利用得到的多徑能量和相位計算其多徑重心，方框302對應(yīng)著整個搜索窗調(diào)整過程，這里包括3步，其中302.1和302.2是確定是否應(yīng)對搜索窗調(diào)整的判斷，分別完成對重心偏移和是否存在真徑的判斷，如果兩個條件全部滿足，則會執(zhí)行302.3即搜索窗調(diào)整的具體實施步驟，否則直接結(jié)束本次搜索窗的調(diào)整。具體地第一步，利用多徑搜索201搜索得到的多徑能量和相位計算多徑重心位置。具體操作為將各多徑的能量與其相位相乘，然后再將乘積相加，所得的和除以各條徑的能量之和，得到最后的重心位置。公式如下OffsetGravity=Σn=0N-1En·Offsetn/Σn=0N-1En]]>其中En和Offsetn分別表示各條徑的能量和相位，N表示多徑的總個數(shù)。
第二步，通過重心位置判斷是否需要調(diào)整搜索窗位置。將第一步得到的多徑重心位置與搜索窗的某固定位置比較，考慮到一般的多徑分布情況，最強徑在前面，多徑的重心比中心位置偏前，這里的搜索窗固定位置選取了搜索窗左邊3/8處(如圖4的固定位置)，同時也可根據(jù)具體情況選擇搜索窗中心等位置。如果比較的位置偏差Δoffset大于設(shè)定門限THoff，則初步判斷需要對搜索窗位置進行調(diào)整，否則直接跳出結(jié)束本次搜索窗調(diào)整。
第三步，在第二步判斷搜索窗需要調(diào)整的前提下，利用PDP值判斷是否存在真徑，確定是否進行搜索窗調(diào)整。在多徑搜索得到的本次多徑搜索任務(wù)所有的PDP值中，選取其中最大值PDPmax，并且計算所有PDP值的平均值PDPmean，兩值相除得到峰均比PDPmax/PDPmean，將PDPmax/PDPmean與設(shè)定門限值THPDPmax/PDPmean比較，如果大于門限值就確定搜索出的多徑中存在真徑，進行搜索窗的調(diào)整，否則認為本次搜索沒有搜索到真徑，不進行搜索窗調(diào)整，直接跳出結(jié)束本次搜索窗調(diào)整。
第四步，根據(jù)第二步和第三步的判斷，進行搜索窗的位置調(diào)整。如果第二步和第三步的判斷都滿足搜索窗調(diào)整的條件，則利用第一步計算得到的重心位置，調(diào)整搜索窗位置使得第二步中確定的搜索窗的固定位置(搜索窗左邊3/8處或中心位置等)和計算的重心位置重合，如圖4中402，完成本次搜索窗的位置調(diào)整。
經(jīng)過本次調(diào)整的搜索窗會應(yīng)用在下一次的多徑搜索任務(wù)中來進行多徑搜索，并利用下一次搜索的多徑信息進行新一輪搜索窗調(diào)整，以此反復(fù)進行下去。
采用本發(fā)明上述的CDMA搜索窗調(diào)整方法，不僅可以準確及時的調(diào)整搜索窗的位置，適應(yīng)多徑位置的變化，同時可以保證在短時間搜不到真徑情況下不會對搜索窗做不必要的頻繁調(diào)整，也避免了因此可能造成的搜索窗調(diào)飛現(xiàn)象，更加保證了搜索窗位置的正確調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種確定是否對多徑搜索窗進行調(diào)整的方法，包括以下步驟第一步確定多徑搜索任務(wù)搜索出來的多徑的重心位置；第二步通過重心位置判斷是否需要進行搜索窗調(diào)整；其特征在于，還包括第三步進一步判斷是否存在真徑，若存在，進行搜索窗調(diào)整；否則，不進行搜索窗調(diào)整。
2.權(quán)利要求1所述的確定是否對多徑搜索窗進行調(diào)整的方法，其特征在于，在第三步中判斷是否存在真徑的方法為，將功率時延函數(shù)的峰均比與預(yù)設(shè)的門限比較，若功率時延函數(shù)的峰均比比預(yù)設(shè)的門限大，則判斷存在真徑。
3.權(quán)利要求1或2所述的確定是否對多徑搜索窗進行調(diào)整的方法，其特征在于，在第一步中確定多徑的重心位置的方法為將搜索出來的各多徑的能量與其相位相乘，然后再將乘積相加，所得的和除以各條徑的能量之和。在第二步中通過重心位置判斷是否需要調(diào)整搜索窗位置的方法為，將第一步得到的多徑重心位置與搜索窗的某固定位置比較，如果比較的位置偏差大于設(shè)定門限，則判斷需要對搜索窗位置進行調(diào)整，否則直接結(jié)束本次搜索窗調(diào)整。
全文摘要
一種確定是否對多徑搜索窗進行調(diào)整的方法，在現(xiàn)有技術(shù)采用重心位置確定是否調(diào)整搜索窗方法的基礎(chǔ)上，增加一個條件，即在利用重心偏移判斷需要調(diào)整搜索窗時，不直接進行搜索窗的調(diào)整，而是進一步判斷是否存在真徑，只有確定存在真正的多徑時才進行搜索窗調(diào)整，否則即使重心發(fā)生偏移也不對搜索窗進行調(diào)整。本發(fā)明既能在多徑變化的同時及時調(diào)整搜索窗位置，保證搜索出真正的多徑，以供RAKE接收機進行數(shù)據(jù)解調(diào)，又能在多徑信息基本不變情況時避免搜索窗的頻繁調(diào)整，減少了硬件資源的不必要浪費，同時避免一定程度下的搜索窗調(diào)飛現(xiàn)象，尤其是在短時間內(nèi)搜索不到真徑的情況下更好的保證了系統(tǒng)的性能。
文檔編號H04J13/02GK1976249SQ200610076810
公開日2007年6月6日 申請日期2006年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月30日
發(fā)明者張海清, 丁杰偉 申請人:中興通訊股份有限公司