專利名稱：擴頻解調(diào)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種接收機單元，且尤其涉及一種用于為運動期間的移動臺提供改善的接收的擴頻通信接收機。
最近幾年，對于包含蜂窩電話和便攜式電話的地面移動通信的需求已顯著增長。因此，對于更有效地利用有限的頻帶以獲得更大的用戶容量的改進技術(shù)的需要也已經(jīng)增長。一種已提出的更有效的利用頻率的系統(tǒng)類型是碼分多址系統(tǒng)(CDMA)。CDMA系統(tǒng)依靠擴頻傳輸，并且通過擁有非常尖銳的自相關(guān)特性同時還擁有極低互相關(guān)特性的擴展碼對信息信號的調(diào)制，提供與早期傳輸方法相比改進的接收。一個將CDMA系統(tǒng)用于傳輸?shù)牡孛嬉苿油ㄐ畔到y(tǒng)的示例在U.S.Patent No.4,901,307中描述。
在美國，現(xiàn)有的CDMA傳輸系統(tǒng)利用一種稱為直接擴頻系統(tǒng)的調(diào)制方法，這種直接擴頻系統(tǒng)允許一種稱為RAKE型接收機的接收機分別地解調(diào)和合并一個信號的多個檢測出的多徑分量。現(xiàn)有技術(shù)RAKE型接收機的一個示例在IEEE.Proceeding Vol.68，No.3(March 1980)的328到353頁上描述。
作為下面描述本發(fā)明的背景，現(xiàn)在將描述一種使用直接擴頻系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)擴頻通信系統(tǒng)。

圖1a顯示一個現(xiàn)有技術(shù)擴頻發(fā)射機的基本結(jié)構(gòu)。如圖1a所示，將傳輸數(shù)據(jù)49輸入一個用于調(diào)制該傳輸數(shù)據(jù)的信息調(diào)制裝置50。擴展碼發(fā)生裝置51產(chǎn)生一個用在擴展該已調(diào)制傳輸數(shù)據(jù)中的擴展碼。擴頻調(diào)制裝置52使用所產(chǎn)生的擴展碼輸出一個已調(diào)制的擴頻信號。然后，用一個連接到那里的傳輸天線53發(fā)送該已調(diào)制信號。
圖1b顯示這樣一個擴頻接收機的基本結(jié)構(gòu)，該接收機包含一個接收天線54、一個連接到那里的擴頻解調(diào)裝置56、一個擴展碼捕獲裝置55、以及一個信息解調(diào)裝置57。擴展碼捕獲裝置55用于產(chǎn)生與用在發(fā)射機中調(diào)制已檢出的信號的擴展碼相位相同的擴展碼。擴頻解調(diào)裝置56用于在一個與發(fā)射機(圖1a)中擴頻調(diào)制裝置52所用的過程互補的過程中解調(diào)已檢出的信號。信息解調(diào)裝置57用于進一步解調(diào)擴頻解調(diào)裝置56的輸出量，以產(chǎn)生接收數(shù)據(jù)58。
發(fā)射機(圖1a)的信息調(diào)制裝置50產(chǎn)生一個擁有僅夠攜載傳輸數(shù)據(jù)49的帶寬的窄帶信息信號。然而，在用擴展碼調(diào)制之后，所得到的信號與原窄帶信息信號相比在帶寬上增大許多倍。在接收機(圖1b)中，通過將寬帶信號與由擴展碼捕獲裝置55在相同相位下產(chǎn)生的相同擴展碼相乘后再積分，擴頻解調(diào)裝置56將寬帶信號變換回一窄帶信息信號。
在接收機天線54(圖1b)所檢出的傳輸包含歸因于雜散頻率信號和環(huán)境熱噪聲(如圖1b中的尖峰信號和凸起的平坦頻譜干擾分量所示)的干擾頻率分量。通過用一個擁有相對于諸干擾信號非常小的互相關(guān)特性的擴展碼解擴展諸已檢出信號，擴頻信號的接收可減少這些干擾分量。
如圖2a所描述的，在一個移動通信環(huán)境中，一個信道上頻繁地出現(xiàn)沿幾條不同路徑的傳輸歸因于發(fā)送信號反射、折射、繞射、以及散射。這些效應(yīng)通常被稱為多徑傳輸。如，圖2a中，一個基站59和一個移動臺60位于諸如建筑物的一反射體61附近。路徑62顯示從基站59直接到達之傳輸用的一條直接路徑。路徑63顯示供經(jīng)建筑物61反射后延遲到達的同一傳輸用的一條非直接路徑。圖2b顯示對應(yīng)每個多徑分量的相應(yīng)相關(guān)電平，這些多徑分量是相對于直接傳輸路徑62和延遲傳輸路徑63的不同接收時標(biāo)上分別被檢測到的。
為根據(jù)不同的多徑分量正確地解調(diào)具有不同接收時標(biāo)的一擴頻信號，必須指定接收機的一個擴頻解調(diào)裝置56在正確的接收時標(biāo)上解調(diào)多徑分量。
易遭遇歸因于由建筑物及其它物體所引起的反射的多徑傳輸?shù)男盘栆自庥霾煌亩鄰椒至恐g的依賴于位置的有害干擾。RAKE型接收機擁有多個擴頻解調(diào)裝置56，它可被用來補償這樣的多徑傳輸，這是通過擁有用于解調(diào)不同的多徑分量的個別解調(diào)裝置實現(xiàn)的。
現(xiàn)將描述常規(guī)RAKE型擴頻接收機的操作。圖3顯示一個常規(guī)RAKE型解調(diào)器的方框原理圖。如圖3所描述，將由天線接收到的輸入信號1施加給幾個擴頻解調(diào)裝置2、3、4和5。擴頻解調(diào)裝置2至5每個被指定一個不同的接收時標(biāo)，以個別地解調(diào)沿不同的傳輸路徑所接收到的傳輸信號的諸多徑分量。擴頻解調(diào)裝置2至5的輸出量6至9被施加給一個接收信號合并裝置10，它將這些輸出量合并成一個加權(quán)和以形成一個最大比值合并信號。
擴頻解調(diào)器中加入一個相關(guān)電平搜索裝置12，它用來根據(jù)一信號的不同多徑分量為其每個接收時標(biāo)確定一個相關(guān)電平13。對應(yīng)每個接收時標(biāo)的相關(guān)電平13被輸入一個相位指定裝置14，它設(shè)定擴頻解調(diào)裝置2至5的接收時標(biāo)，以供解調(diào)所檢出的復(fù)合多徑分量時使用。
圖4描述對應(yīng)一傳輸信號的諸多徑分量的相關(guān)電平的一個示例。圖4具體地描述在相應(yīng)的接收時標(biāo)t0至t4上所檢出的諸多徑分量的相關(guān)電平16至20。如圖4所示，對應(yīng)每個相應(yīng)的多徑分量的接收時標(biāo)t0至t4，相關(guān)電平16至20為最大值。
執(zhí)行用于擴頻解調(diào)裝置56解調(diào)的接收時標(biāo)的指定，以便選出接收時標(biāo)的一個子集——于其上觀察到最高相關(guān)電平的子集。因此，此例中，擴頻解調(diào)裝置將被指定以分別在接收時標(biāo)t0、t1、t2和t3上解調(diào)——這些時標(biāo)上分別檢出相關(guān)電平16、17、18和20。接收時標(biāo)t3——于其上觀察到最低相關(guān)電平19——將不被選用指定給擴頻解調(diào)裝置，這是因為如這樣做將導(dǎo)致解調(diào)性能的降低。
移動通信環(huán)境中Rayleigh衰落以及其它現(xiàn)象引起沿特定傳輸路徑所接收的信號的相關(guān)電平的大的時間相關(guān)變化。Rayleigh衰落是這樣一種周期現(xiàn)象，在特定位置它隨時間變化，與移動臺移動的速度成正比關(guān)系。遭遇這種衰落的每個多徑分量的相關(guān)電平可獨立地變化20dB以上。結(jié)果，相關(guān)電平搜索裝置12必須不斷地跟蹤對信號每個多徑分量所檢出的相關(guān)電平。
縱使這種衰落，需要這樣的一種系統(tǒng)和方法，它允許擴頻RAKE型接收機的一個相位指定裝置指定若干個這樣的接收時標(biāo)以通過擴頻解調(diào)裝置2至5解調(diào)不同的多徑分量信號，這些接收時標(biāo)將始終對應(yīng)那組擁有最高相關(guān)電平的所檢出的復(fù)合多徑分量。
然而，常規(guī)的RAKE型擴頻解調(diào)器不總是能夠指定對應(yīng)最高整體相關(guān)電平供解調(diào)之用的接收時標(biāo)，這是因為每個多徑分量的相關(guān)電平隨著移動臺移動在不斷地變化著。另外，常規(guī)RAKE型接收機的相位指定裝置14易遭遇由相關(guān)電平搜索裝置12執(zhí)行的檢測操作所引起的控制延遲以及改變擴頻解調(diào)裝置2至5的接收時標(biāo)設(shè)置時相位指定裝置中的附加延遲。結(jié)果，現(xiàn)有技術(shù)的RAKE型接收機在移動臺的移動過程中通常不工作在最大相關(guān)電平上，并因此未提供最優(yōu)的接收質(zhì)量。
參看圖5a，將描述由現(xiàn)有技術(shù)RAKE型接收機執(zhí)行的這樣一種相位指定操作，其中一個多徑分量的相關(guān)電平中的時間變化慢于相位指定裝置14的控制響應(yīng)速度。參看圖5b，描述由現(xiàn)有技術(shù)RAKE型接收機執(zhí)行的這樣一種相位指定操作，其中一個多徑分量的相關(guān)電平中的時間變化快于相位指定裝置14的控制響應(yīng)速度。為簡單起見，考慮這樣一種情形，其中被檢出的多徑分量個數(shù)為兩個，且接收機僅含一個擴頻解調(diào)裝置。
圖5a描述這樣一個示例，其中通信的一個多徑分量的相關(guān)電平中的時間變化慢于受相位指定裝置14影響的控制速度。曲線30顯示一個多徑信號的多徑分量A的相關(guān)電平中的時間變化。曲線31顯示一個多徑信號的多徑分量B的相關(guān)電平中的時間變化。時間點33指示多徑分量A和B的相關(guān)電平相交的時刻，使得此后路徑B擁有較高的相關(guān)電平。時間點34指示這樣的時刻，在該時刻擴頻解調(diào)裝置從多徑分量A接收時標(biāo)上的解調(diào)切換到多徑分量B接收時標(biāo)上的解調(diào)。從而，時間間隔32示出影響接收時標(biāo)指定變更的控制延遲。時間間隔35指示將擴頻解調(diào)裝置的相位設(shè)置到多徑分量A的相位上的時刻，而時間間隔36指示將擴頻解調(diào)裝置的相位設(shè)置到多徑分量B的相位上的時刻。因此，相位指定裝置14能夠在控制延遲32之后將解調(diào)裝置的接收時標(biāo)指定切換到檢出較高相關(guān)電平的不同的多徑分量的接收時標(biāo)上。
圖5b描述這樣一個示例，其中通信的一個多徑分量的相關(guān)電平中時間變化快于受相位指定裝置14影響的控制速度。曲線37顯示一個多徑信號的多徑分量C的相關(guān)電平中的時間變化。曲線38顯示一個多徑信號的多徑分量D的相關(guān)電平中的時間變化。時間間隔39指示將擴頻解調(diào)裝置的接收時標(biāo)設(shè)置到多徑分量C的接收時標(biāo)上的時刻，而時間間隔40指示將擴頻解調(diào)裝置的接收時標(biāo)設(shè)置到多徑分量D的接收時標(biāo)上的時刻。此例中，因與相關(guān)電平中的時間變化相比受相位指定裝置14影響的控制響應(yīng)緩慢，現(xiàn)有技術(shù)RAKE型接收機不能夠完成導(dǎo)致較高相關(guān)電平信號的接收時標(biāo)指定。
根據(jù)圖5a所示的現(xiàn)行系統(tǒng)的操作，盡管與相位指定裝置14的控制響應(yīng)速度相比多徑分量的相關(guān)電平中的時間變化較慢，但控制延遲32時間間隔中的接收質(zhì)量降低——該時間間隔內(nèi)解調(diào)是在較低的信號相關(guān)電平的接收時標(biāo)上執(zhí)行的。然而，根據(jù)圖5b所顯示的現(xiàn)行系統(tǒng)操作，當(dāng)多徑分量的相關(guān)電平中時間的變化快于相位指定裝置14的控制響應(yīng)速度時，該接收時標(biāo)指定導(dǎo)致這樣多徑分量的解調(diào)，該多徑分量的相關(guān)電平在給定時間點上低于擁有較高的平均信號相關(guān)電平的多徑分量C。此情形下，如圖5b所描述的，令人欲求的是避免頻繁地切換擴頻解調(diào)裝置的接收時標(biāo)指定，并指定一個反映較高的平均信號相關(guān)電平的接收時標(biāo)。
盡管為簡單起見以上示例已被描述成其中多徑分量的個數(shù)為兩個且接收機僅包含一個擴頻解調(diào)裝置，技術(shù)熟練人員將理解它適用于對于如同現(xiàn)有技術(shù)RAKE型接收機中使用多個擴頻解調(diào)裝置來個別地解調(diào)多個將被合并成最大比值解調(diào)信號的多徑分量的情形。
本發(fā)明力求解決諸如RAKE型接收機的現(xiàn)有技術(shù)接收系統(tǒng)的常規(guī)相位指定技術(shù)所導(dǎo)致的諸問題。具體地，本發(fā)明力求提供這樣一種系統(tǒng)與方法，通過它執(zhí)行相位指定控制，它將允許RAKE型接收機指定若干個這樣的接收時標(biāo)用于解調(diào)，這些接收時標(biāo)更為接近地對應(yīng)于在給定時間點擁有較高相關(guān)電平的諸多徑分量。通過使用這樣的相位指定控制，多徑傳輸?shù)慕邮召|(zhì)量將有所提高。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供這樣的一種系統(tǒng)與方法，它將允許RAKE型接收機指定若干個這樣的接收時標(biāo)用于解調(diào)，這些接收時標(biāo)更為接近地對應(yīng)于在給定時間點擁有較高相關(guān)電平的諸多徑分量。
本發(fā)明的另一個目的是提供這樣的一種系統(tǒng)與方法，它允許移動通信用戶被告知該移動通信接收機相對于發(fā)射機的一個估計移動速度。
本發(fā)明的另一個目的是估計一個檢測到的相關(guān)電平的變化速率并基于估計的變化速率執(zhí)行一個接收時標(biāo)的指定。
本發(fā)明還有另一個目的是提供一個多徑分量信號的相關(guān)電平的一個預(yù)測值，并基于該預(yù)測值執(zhí)行一個接收時標(biāo)的指定。
本發(fā)明的又一個目的是提供擁有一個所選定的平均時間間隔的一個平均裝置，用于根據(jù)該平均時間間隔確定一個傳輸信號的多徑分量的平均相關(guān)電平，并且在此基礎(chǔ)上執(zhí)行一個接收時標(biāo)的指定。
本發(fā)明的若干個實施方式中的第一個中，一個變化速度估計裝置被連接至一個解調(diào)系統(tǒng)的一個相關(guān)電平搜索裝置，用于估計一個傳輸信號的多徑分量的相關(guān)電平變化速率。提供一個連接至該變化速度估計裝置的平均裝置，用于根據(jù)估計的變化速率選擇這樣的一個平均時間間隔，在該時間間隔上確定多徑分量的平均相關(guān)電平。該平均時間間隔被提供給相位指定裝置14，它根據(jù)該平均時間間隔對傳輸信號的多個多徑分量的每個確定一個平均相關(guān)電平。該相位指定裝置還給解調(diào)裝置指定一個基于平均相關(guān)電平的接收時標(biāo)。
變化速度估計裝置最好是用對一個多徑分量的相關(guān)電平信號進行差分的裝置與對每單位時間內(nèi)求差分相關(guān)電平信號過零點個數(shù)進行計數(shù)的裝置來實現(xiàn)。
當(dāng)相關(guān)電平的估計變化速率快時，平均時間間隔最好被選得較長。當(dāng)相關(guān)電平的估計變化速率慢時，平均時間間隔最好被選得較短。裝置最好提供在解調(diào)系統(tǒng)內(nèi)以根據(jù)一個傳輸?shù)亩鄰椒至康南嚓P(guān)電平的估計變化速率來確定和顯示一個移動通信接收機與該傳輸?shù)陌l(fā)射機之間的相對移動速度。該解調(diào)系統(tǒng)最好解調(diào)一個擴頻發(fā)送信號。
本發(fā)明的另一個實施方式中，一個相關(guān)電平預(yù)測裝置提供一個傳輸信號的多徑分量的預(yù)測的未來相關(guān)電平，它基于對該多徑分量相關(guān)電平的以往測量。相位指定裝置14被提供以該預(yù)測相關(guān)電平，并基于該預(yù)測相關(guān)電平執(zhí)行一個接收時標(biāo)的指定。
圖1a描述一個現(xiàn)有技術(shù)擴頻傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與操作。
圖1b描述一個現(xiàn)有技術(shù)擴頻接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與操作。
圖2a描述移動通信系統(tǒng)中的多徑傳輸。
圖2b是顯示多徑傳輸信號的兩個多徑分量的相關(guān)電平隨接收時標(biāo)變化的一個圖形。
圖3顯示現(xiàn)有技術(shù)擴頻RAKE型接收機的方框原理圖。
圖4是顯示擴頻解調(diào)之后傳輸信號的諸多徑分量的相關(guān)電平隨接收時標(biāo)變化的一個圖形。
圖5a是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)接收時標(biāo)指定控制的一個圖形，顯示傳輸信號的兩個多徑分量的相關(guān)電平中時間變化及提供給一擴頻解調(diào)裝置的接收時標(biāo)指定，其中相關(guān)電平的估計變化速率為慢的。
圖5b是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)接收時標(biāo)指定控制的一個圖形，顯示傳輸信號的兩個多徑分量的相關(guān)電平中時間變化及提供給一擴頻解調(diào)裝置的接收時標(biāo)指定，其中相關(guān)電平的估計變化速率為快的。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式所建立的一個擴頻解調(diào)接收機的方框原理圖。
圖7a是根據(jù)本發(fā)明的第一、第二和第四實施方式的一個圖形，顯示傳輸信號的兩個多徑分量的相關(guān)電平中時間變化及提供給一擴頻解調(diào)裝置的接收時標(biāo)指定，其中估計的相關(guān)電平變化速率為慢的。
圖7b是根據(jù)本發(fā)明的第一、第二和第四實施方式的一個圖形，顯示傳輸信號的兩個多徑分量的相關(guān)電平中時間變化及提供給一擴頻解調(diào)裝置的接收時標(biāo)指定，其中估計的相關(guān)電平變化速率為快的。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式所建立的一個擴頻解調(diào)接收機的方框原理圖。
圖9是顯示一個多徑分量的相關(guān)電平的時間變化、其差分信號以及該差分信號諸過零點的一個圖形。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式所建立的一個擴頻解調(diào)接收機的方框原理圖。
圖11是描述根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的相關(guān)電平預(yù)測裝置的操作的圖形。
圖12a是根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的一個圖形，顯示傳輸信號的兩個多徑分量的相關(guān)電平中時間變化、預(yù)測的相關(guān)電平、及提供給一擴頻解調(diào)裝置的接收時標(biāo)指定，其中相關(guān)電平變化速率為慢的。
圖12b是根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的一個圖形，顯示傳輸信號的兩個多徑分量的相關(guān)電平中時間變化、預(yù)測的相關(guān)電平、及提供給一擴頻解調(diào)裝置的接收時標(biāo)指定，其中相關(guān)電平變化速率為快的。
圖13是根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式所建立的一個擴頻解調(diào)接收機的方框原理圖。
圖6顯示本發(fā)明的第一實施方式的方框原理圖。圖6的電路部分1至15與圖3所示的那些相同并且已在以上描述。變化速度估計裝置21基于每個多徑分量的所檢出相關(guān)電平13工作，來給每個相關(guān)電平提供一個估計的變化速率22。平均裝置23被連接至相位指定裝置14，并根據(jù)基于相關(guān)電平的估計的變化速率的一個平均時間間隔給每個多徑分量確定一個平均相關(guān)電平24。在估計的變化速率22緩慢的諸情形下，平均時間間隔被設(shè)定得短。在估計的變化速率22快速的諸其它情形下，平均裝置23的平均時間間隔被設(shè)定得長。使用估計的變化速率22和平均信號相關(guān)電平24，相位指定裝置14指定將由每個擴頻解調(diào)裝置2、3、4及5用于解調(diào)的諸不同接收時標(biāo)。
現(xiàn)將描述根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的擴頻解調(diào)系統(tǒng)的操作。變化速度估計裝置21提供由相關(guān)電平搜索裝置12所檢出的一多徑分量的相關(guān)電平13的一個估計的變化速率22。平均裝置23選擇一個基于對多徑分量的估計的變化速率的平均時間間隔，并根據(jù)該平均時間間隔確定該多徑分量的平均相關(guān)電平。平均相關(guān)電平24被提供給相位指定裝置14?；诟鶕?jù)平均時間間隔所確定的諸平均多徑信號相關(guān)電平，相位指定裝置14確定哪些相關(guān)電平在給定點是最高的已檢出的相關(guān)電平。相位指定裝置14則與其一致地給擴頻解調(diào)裝置指定接收時標(biāo)。
現(xiàn)將參看圖7a描述一個具體的操作示例，其中多徑分量的相關(guān)電平的變化速率為緩慢的；并且將參看圖7b描述一個具體的操作示例，其中多徑分量的相關(guān)電平的變化速率為快速的。為簡單起見，將考慮這樣的情形，其中多徑分量的個數(shù)為兩個且該接收機中僅提供一個擴頻解調(diào)裝置。圖7a中所顯示的曲線30和31、交叉點33以及相位指定35和36代表以上參看圖5a所顯示的以及所描述的相同特征。參考數(shù)41和43指示歸因于相關(guān)電平搜索裝置12中搜索時間的控制延遲加上平均裝置23所引入的延遲。參考數(shù)42表示這樣的一個時間點，此刻擴頻解調(diào)裝置2的接收時標(biāo)從多徑分量A的接收時標(biāo)被重新指定成多徑分量B的接收時標(biāo)。參考數(shù)44(圖7b)指示這樣一個時間間隔，其間擴頻解調(diào)裝置2的接收時標(biāo)被指定以解調(diào)多徑分量C。
圖7a顯示這樣一情形，其中一個多徑分量的相關(guān)電平的估計的變化速率緩慢。因為平均裝置23中平均時間間隔被設(shè)定得較短，這導(dǎo)致相位指定裝置迅速將擴頻解調(diào)裝置2的接收時標(biāo)從多徑分量A的接收時標(biāo)重新指定成擁有更大相關(guān)電平的多徑分量B的接收時標(biāo)。
圖7b顯示這樣一情形，其中一個多徑分量的相關(guān)電平的估計的變化速率快速。由于將平均裝置23的周期相對于估計的變化速率設(shè)定得長，這導(dǎo)致相位指定裝置將接收時標(biāo)指定保持在具有最高平均相關(guān)電平的信號的接收時標(biāo)上，使得不發(fā)生接收時標(biāo)指定的快速變更。如此，在對應(yīng)時間上整體相關(guān)電平較高的接收時標(biāo)上執(zhí)行解調(diào)。
在以上所述的操作示例中，考慮了這樣的情形，其中多徑分量的個數(shù)為兩個且僅考慮指定一個擴頻解調(diào)裝置。技術(shù)熟練人員將理解使用多個擴頻解調(diào)裝置來解調(diào)多個多徑分量的情形之下本發(fā)明的操作。通過本發(fā)明所提供的如上所述的諸改進，一RAKE型接收機所使用于解調(diào)的接收時標(biāo)指定可被保持來解調(diào)諸多徑分量——與現(xiàn)有技術(shù)RAKE型接收機相比，它們更為緊密地與最大相關(guān)電平相聯(lián)系。
圖8是一個方框原理圖，它顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的一個改進RAKE型接收機。圖8中，參考數(shù)1至15、及22至24代表與圖6中所顯示的并以所附文字描述的那些相同的諸部分。如同在圖8中以具體的互連方式所圖示的，根據(jù)本發(fā)明的此實施方式，變化速度估計裝置由一個差分裝置25與一個過零點計數(shù)器27構(gòu)成。差分裝置25被用來求已檢出的傳輸信號的一個多徑分量的相關(guān)電平13的差分信號。參考數(shù)26指示那里的一個差分信號，而參考數(shù)27指示一個被用來提供每單位時間差分信號過零點個數(shù)的計數(shù)的一個過零點計數(shù)器。
圖9顯示根據(jù)本發(fā)明的此實施方式的操作的一個具體操作示例。圖9中，參考數(shù)66代表一個給定多徑分量的相關(guān)電平中的時間變化，參考數(shù)67指示時間變化66的一個差分電平，而參考數(shù)68顯示差分電平67的諸過零點。如同圖9中所看到的，相關(guān)電平的一個基本周期可通過對被差分信號66中每單位時間的過零點進行計數(shù)來估計。
操作中，根據(jù)由過零點計數(shù)器27所提供的相關(guān)電平的估計基本周期，相位指定裝置指定一個對應(yīng)于最高相關(guān)電平的用于由解調(diào)裝置2進行解調(diào)的接收時標(biāo)。
圖10是一個方框原理圖，描述根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的結(jié)構(gòu)。圖10的參考數(shù)1至15及24顯示與圖6中所顯示的并由所附文字說明的部分相同的諸部分。圖10中，參考數(shù)28代表一個路徑電平預(yù)測裝置，用于預(yù)測多徑信號的一多徑分量的相關(guān)電平。路徑電平預(yù)測裝置28從相關(guān)電平搜索裝置12接收一個多徑分量的相關(guān)電平13，并給相位指定裝置14提供一個預(yù)測相關(guān)電平24，用于給擴頻解調(diào)裝置2提供一個接收時標(biāo)。該預(yù)測相關(guān)電平可通過一個通常所用的波形預(yù)測方法獲得，比如，其中通過對以往所觀察到的諸相關(guān)電平值加權(quán)平均而獲得一個預(yù)測值。
現(xiàn)將描述根據(jù)第三實施方式的擴頻解調(diào)系統(tǒng)的操作。根據(jù)相關(guān)電平搜索裝置12對應(yīng)每個接收時標(biāo)所檢出的相關(guān)電平13，路徑電平預(yù)測裝置28對一個多徑分量預(yù)測出一個相關(guān)電平。相位指定裝置14隨后使用該預(yù)測相關(guān)電平24，以根據(jù)該預(yù)測電平值給擴頻解調(diào)裝置2、3、4或5指定一個接收時標(biāo)，以便完成該時標(biāo)指定的更為精確的時標(biāo)切換。
現(xiàn)將參看圖11，描述本發(fā)明的此實施方式的操作示例。如圖11所示，參考數(shù)69和72指示一個多徑分量所觀察到的相關(guān)電平中的時間變化，其中相關(guān)電平的變化速率在一種情形下相對緩慢，而在另一種情形下變化速率快速。參考數(shù)70和73顯示相關(guān)電平69和72中每個相應(yīng)的時間變化所獲得的預(yù)測相關(guān)電平的趨勢。時間點71指示預(yù)測相關(guān)電平被確定的時刻。參考數(shù)74指示一個抽樣間隔。
根據(jù)以下公式確定相關(guān)電平預(yù)測值x∃(n+1)=Σk=0N-1ak·x(n-k)]]>其中ak是加權(quán)系數(shù)，x(n)是在時刻nT的抽樣值，其中T是抽樣間隔，n為一整數(shù)，而N是一個觀察期。以此方式，一個預(yù)測值是通過直至當(dāng)前時刻將相應(yīng)的權(quán)重施加給樣值而獲得的。這個權(quán)重值是預(yù)先選取的以便使預(yù)測誤差最小。
圖11中，趨勢70和73是通過對信號相關(guān)電平的諸以往測量求加權(quán)平均所獲得的線性線，其中將在時間點71確定一個預(yù)測相關(guān)電平。在相關(guān)電平變化速率緩慢的諸情形下，有可能以相對高的精度執(zhí)行預(yù)測。然而在相關(guān)電平變化速率快速的諸情形下，預(yù)測相關(guān)電平成為真實相關(guān)電平的一個不精確的估量并代表信號的一個平均相關(guān)電平。
作為根據(jù)本發(fā)明的此實施方式的RAKE型接收機一個具體操作示例，分別參看圖12a和圖12b，將描述多徑分量的變化速率是緩慢的一種情形；以及多徑分量的變化速率是快速的另一種情形。為簡單起見，將考慮這樣的情形，其中多徑分量的個數(shù)為兩個且該接收機中僅提供一個擴頻解調(diào)裝置。在圖12a和12b中，參考數(shù)30、31、33和35至38代表與圖5a和5b中所示的并由所附文字描述的相同的諸曲線和特征。參考數(shù)45a指示時間間隔32a之后在時間點33上預(yù)測的多徑分量A的相關(guān)電平的預(yù)測值。參考數(shù)45b指示時間間隔32a之后在時間點33上預(yù)測的多徑分量B的相關(guān)電平的預(yù)測值。多徑分量C的相關(guān)電平的預(yù)測值46被示于圖12b中，同樣，多徑分量D的相關(guān)電平的預(yù)測值47也被示于圖12b中。時間間隔48指示擴頻解調(diào)裝置的接收時標(biāo)被設(shè)定至多徑分量C的接收時標(biāo)的時間。
如圖12a所示，根據(jù)于時間點33所作出的多徑分量A和B的預(yù)測相關(guān)電平45a和45b可理解到，在時間點33之后多徑分量B的相關(guān)電平被預(yù)測為超過多徑分量A的相關(guān)電平。基于這樣的預(yù)測，相位指定裝置指定擴頻解調(diào)裝置的接收時標(biāo)以解調(diào)多徑分量B，而沒有象現(xiàn)有技術(shù)RAKE型接收機那樣緊接時間點33之后引起控制延遲。
然而，在圖12b所描述的情形下，預(yù)測相關(guān)電平46和47為每個相應(yīng)的多徑分量C和D的所檢測出的諸相關(guān)電平的平均值。這種情形下，相位指定裝置14將解調(diào)裝置2的接收時標(biāo)指定為根據(jù)預(yù)測相關(guān)電平46和47確定的較高平均相關(guān)電平的接收時標(biāo)。結(jié)果，解調(diào)裝置2的接收時標(biāo)指定在時間間隔48內(nèi)被保持在多徑分量C的接收時標(biāo)上，使得解調(diào)裝置2的接收時標(biāo)指定不被頻繁切換，不會如同發(fā)生于現(xiàn)有技術(shù)RAKE型接收機中，那樣將導(dǎo)致解調(diào)性能的降低。
再次參看圖10，本發(fā)明中，通過根據(jù)預(yù)測相關(guān)電平24作出擴頻解調(diào)裝置2至5的接收時標(biāo)一種指定，RAKE型接收機可工作在更為緊密地對應(yīng)于最大相關(guān)電平的諸相位上，它因此改善接收質(zhì)量。
圖13顯示本發(fā)明的第四實施方式的結(jié)構(gòu)的方框原理圖。圖13的參考數(shù)1至15、及21至24指示與圖6所示的并由所附文字描述的部分相同的諸部分。圖13中，參考數(shù)29指示這樣一個移動速度顯示單元，它用來將一個特定多徑分量的相關(guān)電平的變化速率22轉(zhuǎn)換成移動速度并顯示該移動速度。在所有的其它方面，本發(fā)明的第四實施方式的結(jié)構(gòu)與操作均與本發(fā)明第一實施方式相同。因此不需再次詳細描述其結(jié)構(gòu)與操作。
本發(fā)明的此實施方式中，移動速度顯示單元29根據(jù)變化速度估計裝置21所確定的信號相關(guān)電平中的估計的變化速率22以計算并顯示發(fā)射機與接收機之間的一個相對移動速度。因為多徑分量的變化速率22和發(fā)射機與接收機的相對速度成正比關(guān)系，可以容易地用以下公式獲得相對速度ν＝fD·λ其中fD是一個多徑分量的變化速率22(或最大Doppler頻率)，而λ是載波頻率。除本發(fā)明的第一實施方式所提供的效果之外，此實施方式提供以下一個優(yōu)點，即將一個傳輸?shù)陌l(fā)射機與該傳輸?shù)慕邮諜C之間的相對速度的指示提供給用戶。
盡管本發(fā)明已在此根據(jù)其若干個最佳實施方式詳細描述，技術(shù)熟練人員可實施其中諸多的修改和變化。因此，意欲通過所后附的涵蓋落入本發(fā)明的真正的實質(zhì)與范圍之內(nèi)的所有這樣的修改和變化。
權(quán)利要求
1.在包含一個用于根據(jù)諸接收時標(biāo)指定解調(diào)一傳輸信號的多個多徑分量的所選擇的一個或多個的解調(diào)裝置的一種解調(diào)系統(tǒng)中所述解調(diào)系統(tǒng)進一步包含一個相關(guān)電平搜索裝置，用于對所述諸多徑分量的每個確定對應(yīng)于一個接收時標(biāo)的一個相關(guān)電平，改進包括估計裝置，用于估計所述諸相關(guān)電平的變化速率；以及一個相位指定裝置，用于根據(jù)所述諸相關(guān)電平和所述諸估計的變化速率將所述諸接收時標(biāo)指定提供給所述諸解調(diào)裝置。
2.權(quán)利要求1的解調(diào)系統(tǒng)進一步包括一個移動速度顯示單元，用于基于所述諸多徑分量的所述諸相關(guān)電平的所述諸估計的變化速率確定并顯示所述傳輸信號的一個發(fā)射機與所述解調(diào)裝置之間的一個估計相對速度。
3.權(quán)利要求1的解調(diào)系統(tǒng)進一步包括連接至所述相位指定裝置的平均裝置，用于對所述諸多徑分量的每個在一個平均時間間隔內(nèi)確定一個平均相關(guān)電平，所述平均時間間隔是根據(jù)所述多徑分量的所述諸相關(guān)電平的所述諸估計的變化速率所選取的；并且其特征在于所述相位指定裝置根據(jù)所述平均相關(guān)電平選擇所述接收時標(biāo)指定。
4.權(quán)利要求3的解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)所述諸相關(guān)電平的諸估計的變化速率緩慢時所述選取的平均時間間隔短。
5.權(quán)利要求3的解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)所述諸相關(guān)電平的諸估計的變化速率快速時所述選取的平均時間間隔長。
6.權(quán)利要求3的解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述解調(diào)裝置解調(diào)一個已根據(jù)一擴展碼信號被調(diào)制的傳輸信號。
7.權(quán)利要求1的解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述估計裝置包含用于求所述諸多徑分量的所述諸相關(guān)電平差分的裝置和一個用于確定所述諸差分相關(guān)電平的過零點個數(shù)的計數(shù)器。
8.權(quán)利要求7的解調(diào)系統(tǒng)進一步包括連接至所述相位指定裝置的平均裝置，用于對所述諸多徑分量的每個在一個平均時間間隔內(nèi)確定一個平均相關(guān)電平，所述平均時間間隔是根據(jù)所述多徑分量的所述諸相關(guān)電平的所述諸估計的變化速率所選取的；并且其特征在于所述相位指定裝置根據(jù)所述平均相關(guān)電平選擇所述接收時標(biāo)指定。
9.權(quán)利要求8的解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)所述相關(guān)電平的諸估計的變化速率緩慢時所述選取的平均時間間隔短。
10.權(quán)利要求8的解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)所述相關(guān)電平的諸估計的變化速率快速時所述選取的平均時間間隔長。
11.權(quán)利要求9的解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述解調(diào)裝置解調(diào)一個已根據(jù)一個擴展碼信號被調(diào)制的傳輸信號。
12.在包含一個用于根據(jù)諸接收時標(biāo)指定解調(diào)一傳輸信號的多個多徑分量的所選擇的一個或多個的解調(diào)裝置的一種解調(diào)系統(tǒng)中所述解調(diào)系統(tǒng)進一步包含一個相關(guān)電平搜索裝置，用于對所述諸多徑分量的每個確定對應(yīng)于一個接收時標(biāo)的一個相關(guān)電平，改進包括相關(guān)電平預(yù)測裝置，用于基于諸以往相關(guān)電平的確定值對所述諸相關(guān)電平的每個預(yù)測一個未來相關(guān)電平。一個相位指定裝置，用于根據(jù)所述諸預(yù)測未來相關(guān)電平將所述諸接收時標(biāo)指定提供給所述解調(diào)裝置。
13.權(quán)利要求12的解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述未來相關(guān)電平是基于所述以往相關(guān)電平諸確定值的一個平均值預(yù)測出的。
14.權(quán)利要求13的解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述平均值是一個加權(quán)平均值。
15.權(quán)利要求12的解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)所述相關(guān)電平快速變化時所述未來相關(guān)電平是所述以往相關(guān)電平諸確定值的一個平均值。
16.一種用于解調(diào)和合并已根據(jù)一擴展碼信號被調(diào)制的一個數(shù)字傳輸信號的被選擇的多個多徑分量的擴頻解調(diào)系統(tǒng)，包括多個擴展碼解調(diào)裝置，每個擴展碼解調(diào)裝置根據(jù)擴展碼相位和諸接收時標(biāo)指定解調(diào)所述數(shù)字傳輸信號的多個多徑分量的被選擇的一個或多個；一個相關(guān)電平搜索裝置，用于對所述諸多徑分量的每個確定對應(yīng)于一擴展碼相位和一接收時標(biāo)的一個相關(guān)電平；估計裝置，用于估計所述諸相關(guān)電平的變化速率；以及一個相位指定裝置，用于根據(jù)所述諸相關(guān)電平和所述諸估計的變化速率將一個擴展碼相位和一個接收時標(biāo)指定提供給所述諸解調(diào)裝置的每個。
17.一種用于提供若干個接收時標(biāo)指定的方法，用于根據(jù)所述諸接收時標(biāo)指定解調(diào)一傳輸信號的多個多徑分量的被選擇的一個或多個，包括如下諸步驟對所述諸多徑分量的每個確定對應(yīng)于一個接收時標(biāo)的一個相關(guān)電平；估計所述諸相關(guān)電平的變化速率；以及根據(jù)所述諸相關(guān)電平和所述諸估計的變化速率將所述諸接收時標(biāo)指定提供給所述解調(diào)裝置。
18.權(quán)利要求17的方法進一步包括如下步驟基于所述諸多徑分量的所述相關(guān)電平的所述估計的變化速率確定并顯示所述傳輸信號的一個發(fā)射機與所述解調(diào)裝置之間的一個估計相對速度。
19.權(quán)利要求17的方法進一步包括以下諸步驟對所述諸多徑分量的每個在一個平均時間間隔內(nèi)確定一個平均相關(guān)電平，所述時間間隔是根據(jù)所述諸多徑分量的所述相關(guān)電平的所述估計的變化速率而選取的；以及根據(jù)所述平均相關(guān)電平選擇所述接收時標(biāo)指定。
20.權(quán)利要求19的方法，其特征在于當(dāng)所述相關(guān)電平的估計的變化速率緩慢時所述選取的平均時間間隔短。
21.權(quán)利要求19的方法，其特征在于當(dāng)所述相關(guān)電平的估計的變化速率快速時所述選取的平均時間間隔長。
22.權(quán)利要求19的方法，其特征在于所述傳輸信號已根據(jù)一個擴展碼信號被調(diào)制。
23.權(quán)利要求19的方法，其特征在于所述諸相關(guān)電平的所述諸估計的變化速率是通過對所述諸多徑分量的所述諸相關(guān)電平差分并對所述諸差分相關(guān)電平的過零點個數(shù)計數(shù)而確定的。
24.一種用于提供若干個接收時標(biāo)指定的方法，用于根據(jù)所述諸接收時標(biāo)指定解調(diào)一傳輸信號的多個多徑分量的被選擇的一個或多個，包括如下諸步驟對所述諸多徑分量的每個確定對應(yīng)于一個接收時標(biāo)的一個相關(guān)電平；基于以往相關(guān)電平的諸確定值對所述諸相關(guān)電平的每個預(yù)測一個未來相關(guān)電平；以及根據(jù)所述諸預(yù)測未來相關(guān)電平將諸接收時標(biāo)指定提供給所述解調(diào)裝置。
25.權(quán)利要求24的方法，其特征在于所述未來相關(guān)電平是基于所述以往相關(guān)電平的諸確定值的一個平均值而預(yù)測出的。
26.權(quán)利要求24的方法，其特征在于所述平均值是一個加權(quán)平均值。
27.權(quán)利要求24的方法，其特征在于當(dāng)所述相關(guān)電平快速變化時所述未來相關(guān)電平是所述以往相關(guān)電平的諸確定值的一個平均值。
28.一種用于將一個擴展碼相位和接收時標(biāo)指定提供給多個擴頻解調(diào)裝置的每個的方法，用于解調(diào)一個已根據(jù)一擴展碼信號被調(diào)制的數(shù)字傳輸信號的多個多徑分量的被選擇的一個或多個，包括如下諸步驟對所述諸多徑分量的每個確定對應(yīng)于一個擴展碼相位和一個接收時標(biāo)的一個相關(guān)電平；估計所述諸相關(guān)電平的變化速率；以及根據(jù)所述諸相關(guān)電平和所述諸估計的變化速率，將一個擴展碼相位和一個接收時標(biāo)指定提供給所述諸解調(diào)裝置的每個。
全文摘要
一種改進的解調(diào)系統(tǒng)指定一個接收時標(biāo)用于根據(jù)多徑分量的一個相關(guān)電平的估計的變化速率解調(diào)一個傳輸信號的多徑分量。提供一個平均電路，用于根據(jù)一個平均時間間隔確定一個多徑分量的平均相關(guān)電平，其中平均時間間隔是根據(jù)一個多徑分量的相關(guān)電平中的估計的變化速率而確定的。提供一個移動速度顯示單元，用于根據(jù)一個多徑分量的相關(guān)電平的估計的變化速率確定并顯示發(fā)射機與接收機之間的相對移動速度。
文檔編號H04B7/005GK1166733SQ9711118
公開日1997年12月3日 申請日期1997年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月16日
發(fā)明者中野隆之 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社