专利名称：有多重搜索窗口以防止呼叫时校正不准的扩展频谱接收机的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及到扩展频谱通讯系统，尤其是涉及到一种用在移动通讯系统能够在短时间周期内建立同步的扩展频谱接收机。
在一个扩展频谱通讯系统中，如已知的分离多径接收机，它由多个分离多径指和一个组合这些分离多径指输出的分离多径组合器组成。每个分离多径指包括一个解扩频电路，它检测一个接收的扩展频谱信号和与其它分离多径指(rake finger)的解扩频编码相同的位序列的一个解扩频编码(或者伪随机序列)之间的相关性。每个分离多径指的解扩频编码与相对于该代码的参考时序偏移，这样所有分离多径指的偏移量的增量不同，相差一个码片间隔。所有分离多径指的时序偏移量在正确接收发射信号的时序的搜索中连续地变化，以致于在分离多径指之一中解扩频编码将最终与发射信号的参考时序一致。使用在这种时序搜索中的处理是一种多重窗口技术，它保证快速搜索的进行。
在常规的CDMA(码分多址)移动通讯系统中，多窗口技术是应用于快速建立与控制信道的同步。然而，当建立与控制信道的同步时，通常实际是选择一个预定的分离多径指之一以及利用分配的通信信道的PN码设置选定的分离多径指。然后该选定的分离多径指用一个由控制信道建立的时序而确定的时序偏移量来设置。因此，当一个连接建立时，选择的分离多径指能够立即与指定通信信道上发射的语音信号建立同步。
因为多重窗口工作的方式仅对于短的呼叫建立时间连续，所以节约措施是通过共享呼叫之间的多重窗口分离多径接收机的结构和把单个窗口解扩频电路分配给各个呼叫来获得的。然而，如果该接收机失去正确时序的跟踪，它将利用单一搜索窗口为丢失的信号初始化一个搜索。如果移动台迅速地移动或者语音信号的场强急剧地降低结果消失，这样一种校正不准确的状态可能发生。因为是单一窗口搜索，所以将花很长的时间来重新建立同步。
本发明的一个目的是提供一种用于在一个呼叫期间防止时序校正不准确地接收扩展频谱信号的接收机和方法。
根据本发明的第一个方面，这里提供的扩展频谱接收机包括多个用于接收扩展频谱信号的分离多径指，每个分离多径指包括利用解扩频编码来解扩展频谱信号的解扩频电路、一个用来组合分离多径指的输出信号的分离多径组合器、以及一个控制电路。该控制电路具有以增加数值的各自时序偏移量对分离多径指设置第一位序列的解扩频编码的功能，以致于在连续分离多径指之间存在一个码片间隔的时序差别，并且连续地变化各自的时序偏移量以接收一个呼叫处理信号。响应指示呼叫处理信号被接收的分离多径组合器的输出，该控制电路确定接收的呼叫处理信号的时序偏移量，并且根据确定的时序偏移量以各自时序偏移量对分离多径指设置一个第二位序列的解扩频编码以便接收一个信息信号。该控制电路可以安排连续地变化第二位序列解扩频编码的各自时序偏移量，以响应指示信息信号丢失的分离多径组合器的一个输出。
根据第二个方面，本发明提供一种扩展频谱接收机包括多个用于接收扩展频谱信号的分离多径指，和一个用于组合该分离多径指的输出信号的分离多径组合器。每个分离多径指包括多个利用相同位序列解扩频编码来解扩展频谱信号的解扩频电路、多个分别与这些解扩频电路相关用来确定这些解扩频电路输出信号的各自的信号-干扰比的信号-干扰检测电路、以及用于选择具有最大信号-干扰比的解扩频电路的输出信号之一作为分离多径指的输出信号的选择电路。控制电路具有以增加数值的各自时序偏移量对所有分离多径指的所有解扩频电路设置第一位序列的解扩频编码的功能，以致于在所有分离多径指的连续指之间存在一个码片间隔的时序差别，并且连续地变化各自的时序偏移量以接收一个呼叫处理信号。该控制电路响应分离多径组合器的一个输出，指示呼叫处理信号被接收，用来确定该接收呼叫处理信号的时序偏移量，并且根据确定的时序偏移量以各自时序偏移量对所有分离多径指设置第二位序列的解扩频编码以便接收一个信息信号。该控制电路可以安排以便连续地变化设置在所有分离多径指的解扩频电路中的第二位序列解扩频编码的各自时序偏移量，以响应指示信息信号没有接收的分离多径组合器的一个输出。
根据第三个方面，本发明提供一种利用多个分离多径指和一个分离多径组合器接收扩展频谱信号的方法，其中每个分离多径指接收一个扩展频谱信号并且利用相同位序列的解扩频编码来解扩频该扩展频谱信号，以及该分离多径组合器组合该分离多径指的输出信号。该方法包括如下步骤以增加数值的各自时序偏移量对分离多径指设置第一位序列的解扩频编码，以致于在连续指之间存在一个码片间隔的时序差别的步骤，响应指示一个呼叫处理信号被接收的分离多径组合器的输出来确时序偏移量的步骤，以及根据确定的时序偏移量以所述增加数值的各自时序偏移量对分离多径指设置第二位序列的解扩频编码以便接收一个信息信号的步骤。
根据第四个方面，本发明提供一种利用多个用于接收扩展频谱信号的分离多径指以及一个分离多径组合器来接收扩展频谱信号的方法，其中每个分离多径指包括多个利用相同位序列的解扩频编码来解扩频该扩展频谱信号的解扩频电路，包括多个信号-干扰检测电路，这些电路分别与用于确定解扩频电路输出信号的各自信号-干扰比的解扩频电路有关，并且还包括用于选择具有最大信号-干扰比的解扩频电路的输出信号之一的选择电路，其中分离多径组合器组合选中的分离多径指信号。该方法包括如下步骤以增加数值的各自时序偏移量对所有分离多径指的所有解扩频电路设置第一位序列的解扩频编码，以致于在所有解扩频电路的连续指之间存在一个码片间隔的时序差别的步骤，连续地变化所有分离多径指的各自时序偏移量以便接收一个呼叫处理信号的步骤，响应指示一个呼叫处理信号被接收的分离多径组合器的输出来确时序序偏移量的步骤，以及根据确定的时序偏移量以所述增加数值的各自时序偏移量对所有分离多径指设置一个第二位序列的解扩频编码以便接收一个信息信号的步骤。
本发明将参考附图进一步详细描述，其中
图1是根据本发明的一个实施例的扩展频谱通接收机的方框图；图2是一个图1的时序控制器工作的流程图；图3是一个本发明的第一实施例的搜索窗口的图解说明；图4是根据本发明的一个修改实施例的扩展频谱通接收机的方框图；以及图5是一个本发明的修改实施例的搜索窗口的图解说明。
本发明详细描述现在参考图1，在此显示的是对于CDMA(码分多址)蜂窝移动通信系统的本发明第一实施例的扩展频谱接收机。该接收机包括一个用于限制接收的扩频频谱RF(射频)信号带宽的带通滤波器100。多个分离多径指101分别提供给不同的信道以便建立对应的搜索窗口。分离多径指101接收其带通滤波器100输出的信号并且它们的输出信号在搜索组合器102组合。该搜索组合的信号耦合到一个解码器103，在搜索组合的信号上做出判定以恢复原始的数字信号。
一个控制器104被提供用来控制搜索组合器102与解码器103的输出。一个时钟源105通过可变延时电路106以码片间隔T提供一个时钟脉冲序列给移位寄存器107，这些脉冲是沿着它的每级移位。移位寄存器107的各级分别连接到分离多径指101。可变延时电路106包括一个预定的时间延时量(即，T)。一个伪随机(PN)码产生器108根据来自控制器104的命令信号提供PN码。
在每个分离多径指中，一个再循环类型的移位寄存器110被提供用于接收该PN码并且对应于提供自相应移位寄存器107各级的时钟脉冲沿着它的各级逐次地移位。移位寄存器输出的移位PN码序列通过反馈路径再循环并且再进入它的输入端。这个再循环处理重复直到该存储的PN码用一个新的PN码代替。在这种方法中，该存储PN码的位移时间对应于参考时序连续地变化。
在每个分离多径指中，带宽限制扩展频谱信号与存储PN码之间的相关是由一个用来解扩展频谱信号的相关器111计算的。该相关结果由一个信道估算器112所用，该相当估算器可以用一个自适应横向滤波器112实现以便估算接收扩展频谱信号的信道特性。提供一个解调器113用于解调接收的信号。
基站在一个信道上不断地广播时序信号。在该小区内的移动台监视这个控制信道。当一个移动台希望建立一个呼叫时，它就根据控制信道的时序信号时序地发射一个扩展频谱呼叫请求信号。
控制器104的操作根据图2的流程进行，以在控制器命令PN码产生器108产生控制信道的PN码的步骤201作为开始，并且设置初始时序数据给可变延时电路106以致于移位寄存器107的中心级对应于该PN码的参考时序(步骤202)。所以，移位寄存器107对应左边的一半相对参考时序是延时的而右边的一半相对参考时序是提前的。在这种方法中，所有分离多径指的解扩频编码都以增加数值的各自时序偏差设置以致于在连续的分离多径指之间存在着一个码片间隔的时序差。
控制器104继续到步骤203等待一个预定间隔并且继续到步骤204以判定搜索组合器102的输出信号SRC是否大于一个阀值。如果为“否”，程序继续从步骤204到步骤205使得可变延时电路106引进一个预选延时时间给码片-速率时钟脉冲的序列。程序继续到步骤203以等待预定间隔。因此，该程序在步骤203，204和205循环直到超过该阀值。这是当参考时序与可能接收的移动-发射信号的时序一致时发生的。
如果存在5个分离多径指，移动-发射呼叫请求信号的接收时序将在图3中所示5个搜索窗口A、B、C、D和E的范围之内，并且正确的时序能够很快确定。当分离多径-组合信号SRC超过阀值时，就确定移动-发射呼叫请求信号被接收。当这种情况发生时，解码器103提供一个信号给控制器104，表示一个呼叫请求信号被接收。
相应地，控制器104继续步骤204到步骤206以确定对应于PN码参考时序的移动-发射信号接收时序的偏移量，并且存储该时序偏差数据到存储器109中。
在步骤207，控制器104处理呼叫设置信号并且指定一个语音信道给请求的用户。当语音信道被分配时，程序继续到步骤208以命令PN码产生器108提供指定语音信道的PN码给分离多径指101。
在步骤209，控制器104根据接收存储在存储器109中的时序数据来设置可变延时电路106。
然后控制器104继续到步骤210等待一定间隔以及判定是否搜索组合器的输出SRC高于该阀值(步骤211)。如果它不高于阀值，则可变延时电路106被命令引进一个预选的延时时间给码片-速率时钟脉冲的序列(步骤212)。程序继续从步骤212到210再等待一个预定的间隔。因此，如果设置时序与接收信号的实际时序之间存在一个时序偏差则步骤210，211和212被重复执行。
因为可变延时电路106是对先前的呼叫建立信号的接收时序而设置并且同时发生的搜索是在多重窗口上实施，所以信息信号随着呼叫建立的过程将立即被检测。因此，在通信信道指定后分离多径-组合信号一般将很快超过阀值。
因此，由于移动台迅速地移动或者由于在传播环境中一个重大变化的发生，即使移动-发射信号的接收时序跟随呼叫建立过程有效地立即变化，接收时序还将处于基站的多重搜索窗口的范围之内。所以，在大多数情况下，对于一个呼叫期间同步捕获不是必要的。
如果该移动-发射信号的接收时序超出多重搜索窗口的范围，则捕获过程必须初始化。由于这个原因，该程序继续从步骤211到步骤213以查看是否该呼叫还在进行中。如果为“是”，程序继续从步骤213到211来查看该分离多径-组合信号是否高于阀值。如果这样一个超过范围的状态发生，在步骤212的判定将是否定的，并且程序重复地执行步骤212，以致于多重窗口位移一定的量以便向一旁移动搜索窗口来检测丢失的信号。
根据已有技术，为了正确时序所取搜索时间一般在几帧到几十帧(该帧具有10ms到20ms之间)的范围内。然而，本发明的搜索时间实际上基本为零。
图4中所显示的是本发明的一个修改的实施例。根据这个修改，每个分离多径指是由一组移位寄存器400和一组对应的相关器401组成。移位寄存器400从移位寄存器107的顺序地接收它们的时序信号以及从PN码产生器108接收一个PN码以便这些PN码在寄存器400中以不同的时序移位。输入扩展频谱信号与PN码之间的相关分别由相关器401获取并且它们的输出连接到选择器403以及还连接到一组SIR(信号-干扰比)检测器404。SIR检测器404的输出彼此之间相互比较而它们的最大值由最大值检测器405来确定。选择器403由最大值检测器405控制以选出由最大值检测器指定的SIR检测器404的输出之一作为最大的SIR值。
干扰电平检测器406连接到选择器403的输出以便检测选择信号的干扰电平。干扰电平检测器406的输出由SIR选择器403利用确定它们的SIR值。选择器403的输出还连接到一个信道估算器407和以如图1所示相同的方式连接到一个解调器408。
因此可以看出每个分离多址指都有3个一组的搜索窗口。如果提供5个分离多径指，总共就有15个搜索窗口如图5所示。
在每个分离多径指中SIR-相关选择电路的规定允许扩展频谱接收机增加它的搜索窗口而不增加与信道估算器407和解调器408有关的实施成本。如果分离多径指的数量简单地增加，扩展频谱接收机的实施成本将按比例增加。
权利要求
1.一个扩展频谱接收机，其特征在于包括；多个用于接收扩展频谱信号的分离多径指(101)，每个分离多径指包括利用一个相同位序列的解扩频编码来解扩展频谱信号的解扩频电路(110，111；400，401)；一个用于组合所述分离多径指输出信号的分离多径组合器(102)；以及控制电路(104-108)，该控制电路用于以增加数值的各时序偏移量对所述分离多径指设置一个第一位序列的解扩频编码，以致于在连续分离多径指之间存在一个码片间隔的时序差别，并且连续地变化所述各自的时序偏移量以接收一个呼叫处理信号，所述控制电路响应所述呼叫处理信号被接收指定的分离多径组合器的输出，用来确定接收的呼叫处理信号的时序偏移量，并且根据确定的时序偏移量对所述增加数值的各自时序偏移量的所述分离多径指设置一个第二位序列的解扩频编码以便接收一个信息信号。
2.根据权利要求1所述的扩展频谱接收机，其特征在于所述控制电路被设置为响应表示所述信息信号丢失的所述分离多径组合器的一个输出，而连续地变化第二位序列解扩频编码的各自时序偏移量。
3.一个扩展频谱接收机，其特征在于包括；多个用于接收扩展频谱信号的分离多径指(101)，每个分离多径指包括多个利用一个相同位序列的解扩频编码来解扩展频谱信号的解扩频电路(400，401)；多个信号-干扰检测电路(404-406)，它们分别与用于确定所述解扩频电路的输出信号的各自信号-干扰比的所述解扩频电路有关；以及选择电路，用于选择具有一个最大信号-干扰比的所述解扩频电路的输出信号之一作为分离多径指的一个输出信号；一个用来组合所述分离多径指输出信号的分离多径组合器(102)；以及控制电路(104-108)，该控制电路用来以增加数值的各自时序偏移量对所有分离多径指的所有解扩频电路设置一个第一位序列的解扩频编码，以致于在所有解扩频电路的连续分离多径指之间存在一个码片间隔的时序差别以便接收一个呼叫处理信号，并且连续地变化所有分离多径指的所述各自的时序偏移量，所述控制电路响应所述呼叫处理信号被接收指定的分离多径组合器的输出，用于确定接收的呼叫处理信号的时序偏移量，并且根据确定的时序偏移量以所述增加数值的各自时序偏移量对所有分离多径指的所有解扩频电路设置一个第二位序列的解扩频编码以便接收一个信息信号。
4.根据权利要求3所述的扩展频谱接收机，其特征在于所述控制电路被设置为响应表示所述信息信号丢失的所述分离多径组合器的一个输出，而连续地变化第二位序列解扩频编码的各自时序偏移量。
5.一种利用多个分离多径指(101)和一个分离多径组合器(102)接收扩展频谱信号的方法，其特征在于，每个分离多径指接收一个扩展频谱信号并且利用相同位序列的解扩频编码解扩频该扩展频谱信号，以及所述分离多径组合器(102)组合所述分离多径指的输出，该方法包括如下步骤以增加数值的各自时序偏移量对所述分离多径指设置第一位序列的解扩频编码，以致于在连续指之间存在一个码片间隔的时序差别；连续地变化解扩频编码的时序偏移量；响应表示一个呼叫处理信号被接收的所述分离多径组合器的输出，确定接收呼叫处理信号的时序偏移量；以及根据确定的时序偏移量对以所述增加数值的各自时序偏移量对所述分离多径指设置第二位序列的解扩频编码以便接收信息信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括连续地变化第二位序列的解扩频编码各自时序偏移量以响应表示信息信号丢失的所述分离多径组合器的一个输出。
7.一种利用多个用于接收扩展频谱信号的分离多径指(101)和一个分离多径组合器(102)来接收扩展频谱信号的方法，其特征在于，每个分离多径指包括多个利用相同位序列的解扩频编码解扩频该扩展频谱信号的解扩频电路(400，401)，包括多个信号-干扰检测电路(404-406)，这些电路分别与用于确定所述解扩频电路输出信号的各自信号-干扰比的所述解扩频电路有关，并且还包括用于选择具有最大信号-干扰比的解扩频电路的输出信号之一作为分离多径指输出信号的选择电路，其中所述分离多径组合器(102)组合所述分离多径指的输出信号，该方法包括多个步骤以增加数值的各自时序偏移量对所有分离多径指的所有解扩频电路设置第一位序列的解扩频编码，以致于在所有解扩频电路的连续指之间存在一个码片间隔的时序差别；连续地在一个呼叫处理信号的搜索中变化所述各自时序偏移量；响应表示一个呼叫处理信号被接收的所述分离多径组合器的输出，确定接收呼叫处理信号的时序偏移量；以及根据确定的时序偏移量对所述增加数值的各自时序偏移量的所有分离多径指的所有解扩频电路设置一个第二位序列的解扩频编码以便接收一个信息信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括连续地变化第二位序列的解扩频编码的各自时序偏移量以响应表示所述信息信号丢失的所述分离多径组合器的一个输出。
全文摘要
一种扩展频谱接收机包括多个分离多径指。每个分离多径指分解扩展频谱信号。分离多径组合器组合分离多径指的输出。控制电路对分离多径指设置第一位序列的解扩频编码。然后控制电路连续地变化时序偏移量。控制电路响应分离多径组合器的输出,确定它的相对于参考值的时序偏移量,并且根据确定的时序偏移量对分离多径指设置第二位序列的解扩频编码。如果接收机失去信息信号的正确时序跟踪,控制电路连续地变化分离多径指的时序偏移量。
文档编号H04B1/707GK1248825SQ9911907
公开日2000年3月29日 申请日期1999年9月14日 优先权日1998年9月14日
发明者三浦彻也 申请人:日本电气株式会社