专利名称：管理数字延迟线上的抽头位置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对移动接收机的数字延迟线上的抽头位置进行调整。
背景技术：
在UMTS (通用移动电信服务)数据处理中，属于不同传播路径 的数据在不同时刻到达移动台。此外，所述数据可从相同或不同的发 送源(即基站)到达移动台。在接收机上，对空中接口的每个路径上 所传输的信息进行采样、解调、以及延迟，然后将其与其他路径的对 应的已处理的信息结合，以改善所接收到的信号的质量。
典型地，对于码分多址(CDMA)系统，扩频被用于将每个符号 转变成码元(chip)序列。在发送端，每个符号都与一个宽带扩频码 相乘。
诸如3GPP UMTS标准的CDMA无线通信系统包括多个基站和多 个移动用户设备(UE)。在使用直接扩频序列码(在UMTS标准中称 为"扩频码")的传输之前，在频率上针对目的地为位于特定基站的覆 盖区域(小区)内的用户设备的下行数据进行扩频。
由于接收机是移动的这个事实，信号通常所在的多个传播路径具 有不同的长度以及不同的衰减，从而导致所发送信号的多个延迟、衰 减版本的叠加到达用户设备天线。当用户设备相对于基站运动时，从 基站到用户设备的传播路径的长度将随时间变化，因此相对的延迟也 将改变。典型地，将一组数字延迟线用于在重新组合之前重新排列信 号的延迟版本。可将延迟线设想成长度为L、具有与延迟线上的抽头 相对应的读指针的移位寄存器。抵达符号被写到延迟线的开始，并且 在每个符号周期内，所有的符号随之移动一个位置。在每个符号周期 读取数据线的抽头上的内容，从而产生输入符号流的延迟版本。延迟
量由抽头的位置所决定，这是可编程的。
更有效率的实现是在解扩单元之前使用单一的延迟线。此延迟线 有几个抽头，其中的每个都放置以对应于不同的路径延迟。每个抽头 的输出是未处理的已采样的输入信号的延迟版本。如果将每个抽头输 出馈送到解扩单元，并且在每个单元中使用相同的扰码序列排列，则 解扩器的输出将是一组已对齐的符号流，此组符号流可在不再费周折 的情况下重新组合。
延迟线的长度决定了接收机可容纳的最大延迟扩展。此最大延迟 扩展被定义为在一组所有可能路径(即，信噪比对于可接受低误差率 足以的路径)中的最短传播路径和最长传播路径的最大延迟差。
为了使成本最小化，将延迟线长度设置成容纳延迟扩展以及基站 时序间的差的最小值。
必须连续地调整延迟线的抽头位置，以重新排列符号流。
因此，可能地，在短时间之后， 一个或多个抽头可到达延迟线的 开始或结尾。如果延迟继续改变，则不再可能跟踪路径，该跟踪丢失。
本发明的目的是提供一种根据路径时序来调整延迟线的位置的 机制，以避免路径损耗，即使对于减少长度的延长线。此机制的功能 是将所有的抽头移动到延迟线的开始或结尾，而不会失去符号的对齐 或用于解扩的扰码序列。
发明内容
根据本发明的第一方面，其目的是提供根据权利要求1的一种调 整接收机中的抽头位置的方法。
还可包括从属权利要求中的一个或多个特征。 本发明提供了几个优点。
本发明具有以下优点在执行抽头位置调整时，符号中没有码元 丢失。这个优点在考虑到低扩展因子(例如，每个符号的码元数)的 情况下更显著，因为一个码元代表了更大比例的符号功率。
另一个优点是与接收机中典型需要的复杂的解扩单元不同，本 发明的接收机中的解扩单元更简单，并且因此更具有成本效率。它们
不需要对符号中缺少或附加的码元进行补偿，因为在扰码序列发生器 中不需要跳过或者重复码元。
从下面的详细说明书以及权利要求书中，本发明的其他特征和优 点将显而易见。
图l是多传播路径的示意图。
图2是具有移动用户设备的多传播路径的示意图。 图3是以组合延迟线实现的接收机的示意图。
图4是眼图的示意图。
图5是延迟线读取实现的示意图。
图6是图5中的延迟线读取实现在向延迟线起始点移动抽头位置 时的示意图。
图7是图5中的延迟线读取实现在向延迟线结束点移动抽头位置 时的示意图。
图8是使用RAM存储器的更宽延迟线读取实现的示意图。 图9是图8中的更宽延迟线实现在向延迟线结束点移动抽头位置 时的示意图。
具体实施例方式
参见图1，对于用户设备2，存在信号的多传播路径，g卩，较短 的传播路径4和较长的传播路径6。信号4被直接从基站8发送到用 户设备2，而信号6首先从基站8传播到障碍物10，然后从障碍物IO 发送到用户设备2。
用户设备2利用信号通常所在的多传播路径。由于这些传播路径 中的每个都包含有用的信号功率，因此对于用户设备2来说值得对其 进行解扩以及解码。此外，不同的传播路径经历不同的干扰和衰落条 件。因此，在所有路径上同时发生的错误概率低于任意单一路径上的 错误概率。
现在参见图2，当用户设备2相对于基站8移动时，从基站8到
用户设备2的传播路径的长度将随时间变化，因此对应的延迟也将改
变。换句话说，如果用户设备2从位置12移到位置14，则路径4和6 分别变成路径16和18。在用户设备关于网络的基准频率中的任意错 误也将引起用户设备2所感觉的到达时间上的偏离。这需要定期测量 路径延迟，并且需要更新抽头位置以保持符号间的对齐。还必须调整 扰码和扩频码序列的时序。例如，延迟锁定环可用于控制此调整。
在UMTS中，在接收机上对在控制接口的每个路径上传输的信息 进行采样、解调以及延迟。然后，将该信息与其他路径上相应的已处 理的信息结合，以改善所接收到的信号的质量。
参见图3，示出了接收机60的实现。接收机60包括用于接收信 号采样62的单一延迟线64。在这个特定的实施例中，延迟线64包括 具有与抽头相对应的几个读指针66、 68的移位寄存器。每个读抽头 66和68适用于以码元速率时钟70所提供的码元速率时钟频率69来 读取延迟线64中的数据码元。抽头66、 68被用于在将采样传递到解 扩单元71和72之前读取信号采样62。解扩单元71和72分别包括扰 码序列发生器74和76。
解扩单元71和72适用于对发送到接收机60的接收码元进行解 调。首先，对码元进行解扰，即通过扰码发生器74和76所提供的扰 码来解调。随后将解扰的码元解扩为符号。
然后，在集成器78上将来自不同路径的解扩符号重新组合。换 句话说，延迟线64的抽头66和68中的每个被放置以对应于不同路径。 每个抽头66和68的输出是未处理的已采样的输入信号的延迟版本。 如果抽头的输出分别被馈送到解扩单元71和72，并且在每个单元中 使用相同的扰码序列对齐，则解扩器71和72的输出将是一组已对齐 的符号流，可在集成器78中重新组合该组符号流。
根据本发明，过采样器80被布置在延迟线64的输入端。过采样 率表示为K。s。因此，信号采样62是接收机60所接收的信号82的过 采样点。过采样器80连接到采样速率时钟84，此采样速率时钟84提 供具有采样速率时钟周期r的采样速时钟信号86。
因此，所有的采样都被以采样速率时钟频率F。s二l/r写入延迟线
64并通过延迟线64传播。因此，在位置N和时间T，或等于在位置 N-l和时间T-r (其中r定义了过采样周期r=l/F。s)，读取对应于特 定码元的采样。此外，与以码元速率时钟频率Fc操作的延迟线相比， 此延迟线的长度L要乘于K。s。这将参考下面的图5进行进一步的描 述。
提供了控制单元92，以便在必要时，尤其是用于对不同路径所提 供的符号进行重排列以及用于将码元内具有最佳采样位置的值提供给 解扩单元时，移动抽头66和68的位置。控制单元92还适用于縮短或 延长码元速率时钟70所提供的码元速率对钟周期。
参见图4，通过作为r及其信号的函数的接收数据眼图100的图 例，来示出对于延迟线抽头的调整的最优化。眼图张开度102消耗一 个码元周期104的周期时间。图4还列出了相邻的眼图张开度106和 108的转变时间。由于过采样点109，眼图张开度102、 106和108包 括几个采样位置或采样点。例如，眼图张开度102有两个具有减小SNR (信噪比)的采样位置IIO和112，以及一个最佳采样位置114。图4 示出了码元的最佳采样位置正好在中间，并不与码元周期104的中间 相对应的采样具有减小的SNR。采样位置116和118只列出了噪声， 此外采样位置120和122分别列出了眼图张开度106和108的最佳采 样点，而采样位置124和126则列出了其减小的SNR的采样点。
因此，过采样点109的产生允许对路径延迟的精确测量。这使输 入到解扩单元的实际值对应于最佳采样位置，g卩，位置114、 120、 122。
过采样最优化还允许对诸如位置110-126的不同采样位置的SNR进行 比较，以及最佳位置的选择。
这里参见图5，示出了延迟线64的读同步。在这个读同步中，延 迟线64具有起始点132以及结束点134。在这个示例中，延迟线64 在从起始点B2到结束点134的方向上移动，如箭头136所示。以过 采样周期r (即o、 r、 2r、 3r、 4r、 5r、 6" 7r等等)对延迟线 64进行过采样。因此，以采样速率时钟周期r的采样速率时钟86进行 过采样，并且通常以具有码元时钟频率69的码元速率周期时钟A，根 据码元速率时钟70来读取采样(例如，在142循环的采样值)。换句
话说，采样速率时钟84以比码元速率时钟70高的频率循环。
例如，当将所有的抽头66、 68移动一个延迟线位置时，在时间T 读取的采样将不再对应于最佳码元采样位置，而对应于相邻的一个。 这将导致对应符号流的SNR的下降。因此，必须将从延迟线64中读 取采样的时刻调整采样速率时钟周期r。此外，在一个方向上重复移 动之后，解扩器中的扰码序列将不再与从诸如抽头66和68的延迟线 抽头所接收到的码元采样对齐。因此，在抽头66和68在控制单元92 的控制下移动或移位的同时，对产生扰码序列的每个码元的时刻T调
总之，扰码序列码元的产生和从延迟线的抽头66和68中的码元 采样值的读取由频率对应于码元速率时钟频率F的时钟来同步。因此， 在码元速率时钟70的每个上升沿，扰码序列前进一个码元，并从延迟 线64中读取新的一组值。如分别对应于抽头66和68的输出序列148 和150所示，采样值8和12由抽头66依照码元速率时钟70读出，而 采样值14和18由抽头68依照码元速率时钟70读出。
根据本发明，如图6所示，当控制单元92在时刻T将抽头66和 68的位置向延迟线64的起始点132移动一个位置时，调整码元速率 时钟70的码元速率时钟周期A-。具体地，在将抽头位置66和68向 延迟线64的起始点132移动时，縮短码元速率时钟周期A-。因此， 在移动抽头的位置时，同时将码元速率时钟周期A-縮短"其后，码 元速率时钟周期A-以码元速率时钟70的码元速率时钟频率进行，以 图5中的码元速率时钟周期A来读出数据码元。但是读出釆样的时刻 仍然与码元的最佳采样位置对齐，假设为新的延迟线抽头位置。此外， 扰码码元在比之前产生的时间早r的时间产生。
因此，即使在操作的连续循环之后，序列仍保持与输入码元流对 齐。因此，分别对应于抽头66和68的输出序列148a和150a产生采 样值8、 12、 16和14、 18、 22。正如预期的，输出序列148a和150a 的值与图5中的输出序列148和150相同。
同样地，参考图7，当抽头位置66和68需要向延迟线64的结束 点134移动一个位置时，码元速率时钟周期A被扩展"以产生码元速
率时钟周期A+，从而延迟了从延迟线64中读取采样值142的时间以
及扰码序列码元的产生。因此，在这个特殊情况下，调整码元速率时
钟70的码元速率时钟周期A+包括延长码元速率时钟周期A + ，以将抽 头位置向数字延迟线的结束点134移动。
通过使时钟频率(即用于通过延迟线64移动采样的采样速率时 钟84)高于用于读取码元的时钟频率69 (即码元速率时钟70)，并调 整码元速率时钟周期A，以便向起始点或结束点移动抽头位置，而不 必跳过或重复码元，从而消除了所有的性能衰落。具体地，在读之前， 例如在码元时钟的下降沿，在縮短和延长码元速率时钟周期A的过程 中调整抽头指针66和68。这保证了在读发生时，读指针己经与最佳 采样位置对齐，如分别具有结果采样值8、 12和14、 18的附图标记 148b和150b所示。
此外，使用上述方法，由于码元始终存在，不需要补偿解扩器中 跳过或增加的码元。这在很大程度上降低了解扩器的复杂度。
此外，调整的尺寸对应于路径跟踪算法的粒度(granularity)。正 如所描述的，过采样可以检测并跟踪码元内的最佳采样点。跟踪的粒 度为采样速率时钟周期T，即跟踪机构以r步幅来调整抽头位置。如果 将特定信号路径选择作为所有其他信号路径与之时间对齐的参考，则 每次此参考路径延迟变化，并且对应的延迟线抽头移动时，为了将参 考路径抽头保持在同一位置(即，在延迟线的中间)，在相反的方向上 移动所有的抽头。如果限制抽头以诸如图4的104所示的一个整个码 元周期的步幅移动，则将有必要加速参考路径位置抽头的运动，使得 仅在此抽头在一个方向上已移动K。s步幅时延迟线才移动。因此，以 本方法的最优化，延迟线管理被流线化并简化。另一方面，与一个码 元的调整相比较，假设在同一方向以相同速度平移，本发明的操作被 更频繁地执行KM次。
参见图8，示出了更长延迟线的可选实现。在此实施例中，延迟 线包括随机存取存储器(RAM) 160，而不是移位寄存器，作为用于 所接收到的采样码元的存储介质。延迟线160包括写抽头指针162、 读指针164和166、表示为1的釆样值168、以及抽头指针170和172。
根据采样速率时钟信号86以及由码元速率时钟频率69所产生的码元
采样读出，抽头指针170和172分别产生输出序列174和176。
在数字延迟线160中，RAM的写抽头指针162具有表示延迟线 160的起始点的地址，并且以每个采样速率时钟周期来增加该地址。 换句话说，延迟线160的起始点由每周期写入写抽头指针162所指向 的存储器地址的新采样所表示。通过使用读指针164和166来实现抽 头170和172，读指针164和166包括读取采样的存储地址，如分别 具有结果采样值7、 11和3、 7的附图标记174和178所示。读指针 164和166在码片速率时钟70d的每个周期增加过采样率K。s。读指针 164和166中的地址相对于写指针162中的地址给出了关于延迟线160 的起始点的每个抽头的位置。
现在参见图9，图6中所描述的用于调整抽头位置的方法同样适 用于图9中的基于RAM存储的实现。与图6中的移位寄存器的实现 相似，通过调整读指针164和166—个采样时间86，并且同时在码片 速率时钟70的一个周期期间縮短码片速率时钟周期A-或延长该周期， 来移动指针抽头170和172，如分别具有结果釆样值7、 11、 15和3、 7、 11的附图标记174和176所示。
可以理解的是，尽管结合详细描述而描述了本发明，上述说明旨 在例证而并非限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求的范 围所定义。另外的方面、优点、以及修改在所附权利要求的范围内。
权利要求
1.一种在具有起始点(132)和结束点(134)的数字延迟线(64，160)的抽头位置(66，68，170，172)读取多个码元采样值、以用于延迟接收机中所接收到的信号(82)的符号的方法，该方法包括-根据具有码元速率时钟周期(Δ，Δ+，Δ-)以及码元速率时钟频率(Fc)的码元速率时钟(70)，在数字延迟线(64，160)的抽头位置(66，68，170，172)读取多个码元采样值，-根据具有采样速率时钟周期(τ)以及采样速率时钟频率(Fos)的采样速率时钟(84)，对所接收到的信号(82)进行过采样，以产生在数字延迟线(64，160)提供的多个码元采样值，采样速率时钟频率(Fos)高于码元速率时钟频率(Fc)，-向数字延迟线(64，160)的起始点(132)或结束点(134)移动抽头位置(66，68，170，172)，以及-在移动抽头位置时，调整码元速率时钟周期(Δ，Δ+，Δ-)。
2. 如权利要求1所述的方法，其中，调整码元速率时钟周期(A) 还包括-在向数字延迟线(64， 160)的起始点移动抽头位置时，縮短码 元速率时钟(70)的码元速率周期(A-)，或-在向数字延迟线(64， 160)的结束点移动抽头位置时，延长码 元速率时钟(70)的码元速率周期(△+)。
3. 如前述任一权利要求所述的方法，其中，调整码元速率时钟周 期(A)包括将码元速率时钟周期縮短(△-)或延长(△ + ) —个采 样速率时钟周期(r)。
4. 如前述任一权利要求所述的方法，其中，所述方法包括确定 码元的多个采样位置；以及对不同的采样位置进行比较，以选择具有 增大的信噪比(SNR)的最佳采样位置(114);此外，调整码元速率 时钟周期(A， A + ， A-)包括将多个码元采样值的读取与码元的最 佳采样位置对齐。
5. 如前述任一权利要求所述的方法，其中，在读取采样值之前，在縮短或延长步骤期间对多个抽头位置进行调整，使得多个抽头位置 已经与最佳采样码元位置对齐。
6. 如前述任一权利要求所述的方法，其中，从移位寄存器(64) 中读取多个码元采样值。
7. 如前述任一权利要求所述的方法，其中，从随机存取存储器 (RAM) (160)中读取多个码元采样值。
8. —种用于接收由符号构成的信号(82)的接收机(60)，所述接 收机包括-用于根据具有码元速率时钟周期(A， A + ， A-)以及码元速率时 钟频率(Fe)的码元速率时钟(70)，在数字延迟线(64， 160)的抽 头位置(66， 68， 170， 172)读取多个码元采样值的装置，-用于根据具有采样速率时钟周期(r)以及采样速率时钟频率 (F。s)的采样速率时钟(84)，对所接收到的信号(82)进行过采样， 以产生在数字延迟线(64， 160)提供的多个码元采样值的装置(80， 84)，采样速率时钟频率(F。s)高于码元速率时钟频率(Fc)，-用于向数字延迟线(64， 160)的起始点(132)或结束点(134) 移动抽头位置(66， 68， 170， 172)的装置(66， 68， 92)，以及-用于在移动抽头位置时，调整码元速率时钟周期(A， A + ， A-) 的装置(92)。
9. 如权利要求8所述的接收机，其中，所述延迟线包括移位寄存 器(64)，以便读取多个码元采样值。
10. 如权利要求8所述的接收机，其中，所述延迟线包括随机存取 存储器(RAM) (160)，以便读取多个码元采样值。
全文摘要
一种在具有起始点和结束点的数字延迟线(64)的抽头位置(66、68)读取多个码元采样值、以用于延迟接收机中所接收到的信号(82)的符号的方法，包括-根据具有码元速率时钟周期和码元速率时钟频率的码元速率时钟(70)，在数字延迟线(64)的抽头位置(66、68)读取多个码元采样值；-根据具有采样速率时钟周期和采样速率时钟频率的采样速率时钟(84)，对所接收到的信号(82)进行过采样，以产生在数字延迟线(64)提供的多个码元采样值，采样速率时钟频率比码元速率时钟频率高；-向数字延迟线(64)的起始点或结束点移动抽头位置(66、68)；以及-在移动抽头位置时，调整码元速率时钟周期。
文档编号H04B1/707GK101116255SQ200580041261
公开日2008年1月30日 申请日期2005年11月30日 优先权日2004年12月3日
发明者马克·沃利斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司