專利名稱：在擴頻通信系統(tǒng)里確定脈沖開始時刻的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括適合于一個以碼元形式傳輸信息的系統(tǒng)的一個接收電路的臺站，這一接收電路包括一個同步電路，用來產(chǎn)生一個說明一個碼元的開始的指示。
本發(fā)明還涉及一種同步方法，用于確定碼元的開始時間。
本發(fā)明可以應(yīng)用于采用擴頻技術(shù)的蜂窩無線電電話網(wǎng)工業(yè)，特別是CDMA網(wǎng)絡(luò)工業(yè)。
這種系統(tǒng)帶來的問題是接收機如何同步。要被接收的碼元必須跟本地時鐘保持相位同步。這樣，就能以很高的精度確定發(fā)射的碼元的開始時間。關(guān)于這一點，可以查閱美國專利第5712869號。在這一專利文獻里，是用導(dǎo)頻信號來實現(xiàn)同步的。
本發(fā)明提議大大地簡化接收臺的同步方式，從而不再需要導(dǎo)頻信號同步序列。
因此，這樣一種臺的特征在于，所述同步電路包括-測量發(fā)射信號能量的一個測量電路，-對這一能量測量值進行積分的第一個積分電路，-對第一個積分電路輸出信號進行積分的第二個積分電路，-根據(jù)第二個積分電路的輸出信號產(chǎn)生接收到的碼元開始時間的信號的一個門限電路。
通過非限制性的實例，同時參考以下實施方案，本發(fā)明的這些方面和其它方面將會明了和得到闡明。
在這些附圖中

圖1是本發(fā)明中包括一個站臺的發(fā)射系統(tǒng)的一個示意圖，圖2是跟一個差分解調(diào)器一起工作的一個匹配的濾波器的示意圖，圖3說明本發(fā)明中兩個積分器級聯(lián)組件，圖4顯示第一個積分器輸入端信號的形狀，圖5顯示這第一個積分器輸出端信號的形狀，圖6顯示第二個積分器輸出端信號的形狀，和圖7說明建立同步的處理電路的示意圖。
圖1代表一個發(fā)射系統(tǒng)，它包括本發(fā)明中跟第二個臺2通信的第一個臺1。臺1和2分別包括一個發(fā)射部分11和12，還包括一個接收部分14和15。特別對發(fā)射部分11和接收部分15建立的鏈路感興趣。這一鏈路發(fā)射碼元和使用例如3條路徑T1、T2和T3。每個碼元都由一個二進制元素或者一組二進制元素形成，由一些碼片形成的擴頻碼CS結(jié)束。這個碼是在發(fā)射端由一個碼發(fā)生器21產(chǎn)生的。在接收部分15中這個碼CS用適合這個碼的一個濾波器22代表，放置在這一接收部分第一級23的輸出端。這個濾波器22后面是一個差分解調(diào)器。在以下文章中，會找到對這些單元22和25的討論“擴頻抗多徑技術(shù)以及在城市數(shù)字無線電話中的應(yīng)用簡介”，作者是G.L.TURIN，這篇文章發(fā)表于1980年3月在第68卷第3期的IEEE論文集中的328～353頁上。
“多徑衰落信道上擴頻通信的集成化全數(shù)字分集接收機”，它的作者是C.MOULEC等，這篇文章在VTC 1994的367～370上發(fā)表。
在圖2里重新畫出這些單元的結(jié)構(gòu)。匹配濾波器22是用兩個橫向濾波器30和31形成的，它們中的每一個都被分別分配給路徑I和Q，它們跟同相和正交相位數(shù)據(jù)有關(guān)，這些數(shù)據(jù)來自第一級23。只詳細說明了濾波器30。它包括級聯(lián)的延遲單元32a、32b、32c、……，每一個延遲單元都帶來等于一個碼片周期的延遲。這個中延遲單元都用乘法器35a、35b、35c、……、35d跟系數(shù)CL-1、CL-2、CL-3……C0。加法器38將乘法器35a、35b、35c、……、35d的輸出的幅度加起來。這些系數(shù)的值代表擴頻碼CS的值。這兩個濾波器產(chǎn)生同相信號x2I和正交信號x2Q，它們被分別交給由一個延遲線40和41形成的差分解調(diào)器25，用于產(chǎn)生等于一個碼元周期的延遲。兩個乘法器45和46分別完成延遲值跟差分解調(diào)器25輸入端的值的相乘。然后用加法器49將這些乘法器產(chǎn)生的結(jié)果加在一起，產(chǎn)生信號A，為了進行概括，將它寫成A(n)=x2I(n-N)·x2I(n)+x2Q(n-N)·x2Q(n)在這個公式中，“n”代表當前時刻，“N”代表延遲線40和41的長度，等于擴頻碼的長度，因而等于一個碼元的延續(xù)時間。在解調(diào)器25產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上，在處理完之后，在用戶電路26中產(chǎn)生有用的數(shù)據(jù)。
作為多徑T1、T2、T3……和其它干擾的結(jié)果，很難在接收端將收到的數(shù)據(jù)跟本地產(chǎn)生的擴頻碼同步。為了實現(xiàn)同步，這一同步電路包括(圖1)-對這一能量測量值進行積分的第一個積分電路52，-對第一個積分電路輸出信號進行積分的第二個積分電路54，-根據(jù)第二個積分電路的輸出信號產(chǎn)生接收到的碼元開始時間的信號的一個門限電路26。
這樣，在這一脈沖開始時間信號的基礎(chǔ)之上，就有可能用一個處理電路58保證接收機同步。
積分器52和54的結(jié)構(gòu)在圖3里說明。這兩個積分器將產(chǎn)生的值跟解調(diào)器25的值積分。只畫出了積分器52的結(jié)構(gòu)，因為積分器54的結(jié)構(gòu)可以相同。積分器52包括加法器60和一個累加存儲器62形成的一個累加器。積分器52可以重新初始化，然后在信號SY的控制下將存儲器62設(shè)置成0。為了重新初始化這一積分器54，還采用了信號SY，但這一重新初始化是利用第一個積分器的輸出值，信號SY每兩個活動邊緣一個活動邊緣進行的。信號SY由一個處理電路58(圖1)進行處理，以產(chǎn)生同步信號。
在圖4里，說明解調(diào)器25輸出端信號A的形狀。每一條路徑T1、T2和T3分別給出一個相關(guān)峰P1、P2和P3。顯然傳播參數(shù)不會變化得太快。將為跟在后面的碼元SB2再現(xiàn)為有第一個值的碼元SB1產(chǎn)生的前面描述的峰P1、P2和P3形成的結(jié)構(gòu)，這個碼元SB2具有相同的極性，與此同時碼元SB2跟碼元SB1有相同的值。由于隨后的碼元SB3有一個不同的值，因此有一個負峰結(jié)構(gòu)。
圖5說明第一個積分器52輸出端的信號B，這個積分器在每一碼元周期里都復(fù)位成0，就像前面已經(jīng)對此介紹過一樣。積分器54輸出端上的信號C在圖6里說明。這個積分器54的累加器在每第二個碼元周期被復(fù)位成0，在這兩個周期之間這一累加器增加第一個積分器52的輸出值。因此，峰的極化的改變會導(dǎo)致代表信號C的曲線的斜率改變。這在圖6中用記號BEG表示。這一信號由門限電路56處理(圖1)。
圖7說明處理電路58的結(jié)構(gòu)。這一電路是在一個計數(shù)器80周圍形成的，這個計數(shù)器從D/2+In到-D/2+In對時鐘81產(chǎn)生的信號進行計數(shù)。值In是允許同步的變量，就像會在下面解釋的一樣，D是計數(shù)器容量和希望獲得的同步精度的函數(shù)。當計數(shù)器的內(nèi)容經(jīng)過0的時候，出現(xiàn)活動的同步信號SY。事實上就是這些內(nèi)容在提醒這些碼元的有效性，并核實積分器的重新初始化。檢測到斜率BEG的變化時，將計數(shù)器的值Ibt經(jīng)過寄存器91發(fā)送給處理單元90。第一個步驟里的這一單元確定了一個值Ibtt，從而使 其中，b代表標志著一個碼元開始的第一個預(yù)期峰出現(xiàn)之前儲存的一個等待周期。
根據(jù)以下類型的一個公式，這個值Ibtt可以被隨后過濾成一個幅度Ibttf，作為以前過濾后的值Ibbtf(-1)的一個函數(shù)Ibttf=Ibtt·α+(1-α)Ibttf(-1)其中的α是一個小于1的濾波器常數(shù)。
然后計算值In，它就是要計入向下計數(shù)器里的修正值In=IbttfxΓb+Γ]]>其中Γ是可以跟同步形成的環(huán)路增益相比擬的一個值。
如果不進行這一濾波，In就可以取以下值 這個值In被放入寄存器95中，在它的向下計數(shù)循環(huán)的結(jié)尾，也就是說，在它達到D/2-1的時候，重新填充計數(shù)器80。
權(quán)利要求
1．一種站臺，包括適合于一種系統(tǒng)的一個接收電路，在這種系統(tǒng)中信息是以出現(xiàn)在碼元周期內(nèi)的碼元的形式發(fā)射的，在這種接收電路里，有一個同步電路，用于產(chǎn)生一個信號，說明一個碼元的開始，其特征在于該同步電路包括測量發(fā)射信號能量的一個測量電路，對這一能量測量值進行積分的第一個積分電路，第二個積分電路，用于對這一能量測量結(jié)果進行積分，作為第一個積分電路輸出信號的函數(shù)，根據(jù)第二個積分電路的輸出信號產(chǎn)生接收到的碼元開始時間的信號的一個門限電路。
2．權(quán)利要求1的站臺，其特征在于這一門限電路檢測斜率的變化。
3．權(quán)利要求1或2的站臺，其特征在于這第一個積分電路在每一個碼元周期里都被復(fù)位到零。
4．權(quán)利要求1或2的站臺，其特征在于第二個積分電路在至少每第二個碼元周期里被復(fù)位到0，在這些復(fù)位到0的操作之間，用第一個積分電路的輸出值再裝填。
5．確定一個碼元定義脈沖開始時間的一種方法，用于權(quán)利要求1～4之一的站臺中，其特征在于它包括以下步驟測量發(fā)射脈沖的信號的接收能量，在一個碼元周期里對這一能量進行第一次積分，在至少兩個碼元周期里對這一能量進行第二次積分，通過檢測由第二次積分獲得的輸出信號的斜率的變化，確定脈沖的開始時刻。
6．權(quán)利要求5的方法，其特征在于它包括一個重新初始化步驟，用于周期性地重新初始化第一個積分，還用于在不同的第一個積分的重新初始化的周期里重新初始化對這第一個積分值的第二次積分。
7．包括權(quán)利要求1～4之一的站臺一種發(fā)射系統(tǒng)。
全文摘要
這種臺包括一種系統(tǒng),在這種系統(tǒng)里信息是以在碼元周期里出現(xiàn)的碼元的形式發(fā)射的,這種臺包括一個接收電路,其中有同步電路,用于產(chǎn)生碼元的開始信號。這一同步電路包括一個測量電路,用于測量發(fā)射的信號的能量,第一個積分電路,用于對這一能量測量結(jié)果進行積分,第二個積分電路,用于對這一能量測量結(jié)果進行積分,作為第一個積分電路輸出信號的函數(shù)。最后,在第二個積分電路輸出信號的基礎(chǔ)之上,一個門限電路產(chǎn)生一個接收到的碼元開始的信號。
文檔編號H04B1/707GK1302483SQ00800762
公開日2001年7月4日 申請日期2000年5月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月4日
發(fā)明者O·帕維奧 申請人:皇家菲利浦電子有限公司