專利名稱：隨機碼獲取的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及獲取接收的擴展頻譜無線電信號的擴展碼和本機參考碼之間的碼同步的裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及獲取接收的擴展頻譜無線電信號的擴展碼和本機參考碼之間的碼同步的裝置，其中，在接收的擴展頻譜無線電信號和本機參考碼之間存在時間和頻率的偏移。
另外，本發(fā)明涉及獲取接收的擴展頻譜無線電信號和本機參考碼之間的碼同步的方法，更具體地說，涉及一種獲取碼同步的方法，其中，在接收的擴展頻譜無線電信號和本機參考碼之間存在時間和頻率的偏移。
擴展頻譜通信系統(tǒng)裝備有用來在通過工作在系統(tǒng)中的發(fā)送器發(fā)送之前，擴展數(shù)據(jù)載波無線電信號的頻譜的裝置。通過提供用來使所述信號調(diào)制擴展碼的裝置，數(shù)據(jù)載波無線電信號的頻譜被擴展。在直接序列擴譜系統(tǒng)中，被無線電信號所載數(shù)據(jù)被表示成為碼元序列，使該碼元序列調(diào)制一個n碼元的擴展碼，其中，n碼元碼中的每一碼元被稱為片碼。因此，直接序列擴譜信號的每一數(shù)據(jù)碼元被表示成為一個被調(diào)制的n片碼的形式，這具有增加數(shù)據(jù)傳輸率和信號帶寬的效果，增加的倍數(shù)取決于n的值。
為了檢測和恢復(fù)通過數(shù)據(jù)載波無線電信號傳遞的數(shù)據(jù)，擴譜系統(tǒng)中的接收器必須裝備根據(jù)發(fā)送器所使用的擴展碼壓縮信號的裝置。為了這個目的，接收器裝備有產(chǎn)生n片擴展碼的本機參考碼形式的裝置，并且裝備有使這n片擴展碼與接收信號相關(guān)的裝置。然而為了使接收器正確地壓縮該無線電信號，必須使n片本機參考碼與相應(yīng)的接收的 無線電信號的n片擴展碼同步，使得本機所產(chǎn)生的參考碼中的n片碼與接收信號中的n片碼在時間上對準(zhǔn)，并且因此而彼此相關(guān)。
獲取擴展碼同步的已知系統(tǒng)使本機參考碼中的n片碼與接收信號的n個樣值相關(guān)，并且把相關(guān)的結(jié)果與預(yù)定的閾值相比較。根據(jù)擴展碼的片碼速率對接收信號進行采樣。當(dāng)相關(guān)的結(jié)果超過預(yù)定的閾值時，則認為已經(jīng)獲得碼同步。然而，當(dāng)相關(guān)結(jié)果低于預(yù)定閾值時，則引入接收信號相對于本機參考碼的偏移，使得本機參考碼與接收信號之間的相關(guān)產(chǎn)生一片碼的落后。其后，對于接收信號相對于參考碼的所有n個可能的偏移重復(fù)所述相關(guān)過程，直到相關(guān)結(jié)果超過預(yù)定閾值為止，這時認為已經(jīng)獲得碼同步。
如前所述的獲得碼同步的已知系統(tǒng)的問題是對于代表接收信號的片碼的信號樣值存在時序的不確定性，這是由于該信號樣值可能代表片碼周期中的任何時間位置。下面把在片碼周期間內(nèi)信號樣值的時間位置稱為片碼時序。當(dāng)片碼時序離開最佳位置偏移半片碼時，在相關(guān)過程中失去的能量會導(dǎo)致大大地降低超過預(yù)定閾值的可能性，甚至在本機碼中的n片碼以其他方式與接收器中的碼序列同步時也一樣。
當(dāng)擴譜信號在擴譜系統(tǒng)的發(fā)送器和接收器之間的迅速變化距離是傳輸時，例如，由于多普勒頻移可能產(chǎn)生接收信號中的頻率和時序的不確定性。因此，擴譜信號的接收器還必須分辨與接收信號的載頻和用于產(chǎn)生將接收的的擴譜信號解調(diào)的信號的本機振蕩器之間的頻率偏移不確定性有關(guān)的頻率。
本發(fā)明的一個目的是提供一種在獲得碼同步方面有改進的接收器。
按照本發(fā)明，提供一種用來在接收擴譜無線電信號的n片擴展碼和由所述無線電信號接收器中碼發(fā)生器所產(chǎn)生的n片本機參考碼之間獲得碼同步的碼獲取電路。該碼獲取電路包括可變延遲裝置，該裝置將延遲偏移引入所述接收的無線電信號中；相關(guān)器，該相關(guān)器將n片本機參考碼與接收信號的n個樣值相關(guān)，所述樣值是按照由片碼時序位置所確定的采樣時間間隔和接收信號的片碼速率進行采樣而得的，該相關(guān)器裝備有產(chǎn)生代表相關(guān)結(jié)果的相關(guān)信號的裝置；碼獲取控制器，該控制器結(jié)合相關(guān)信號保持延遲漂移至少一個相關(guān)周期，這里延遲偏移是一片碼周期中的隨機選擇段，從而提供了一種可以隨機地改變片碼時序位置的裝置。
通過提供一個與隨機產(chǎn)生的數(shù)成比例地將延遲引入接收信號的可變延遲裝置，在與本機參考碼相關(guān)之前，將一個隨機產(chǎn)生的延遲引入片碼時序，這具有如下效果；按照在給定時序偏移上檢測的概率實現(xiàn)碼的獲取，在所有時序偏移上進行平均，而不具有能夠出現(xiàn)最壞情況時序偏移的檢測概率的條件。
按照本發(fā)明的第一方面，提供一種使擴譜無線電信號的n片擴展碼與本機參考碼同步的方法，該方法包括以下步驟(i)將n片本機參考碼與n個相應(yīng)的接收信號的樣值相關(guān)，所述樣值是按照由接收信號的片碼速率確定的采樣間隔和片碼時序位置進行采樣而得的；(ii)將步驟(i)中所進行的相關(guān)的結(jié)果與預(yù)定的相關(guān)閾值相比較，如果該結(jié)果超過保持片碼時序和所述參考碼瞬間與所述接收信號的時間對應(yīng)性的所述閾值，則完成所述方法，否則進行步驟(iii)；(iii)使接收信號的n個樣值在時間上移動代表一個片碼周期的時間間隔；(iv)對于接收信號相對于本機參考碼的每一個可能的n-1片碼重復(fù)步驟(i)至步驟(iii)；(v)將隨機時間偏移引入片碼時序位置，并且重復(fù)步驟(i)至(iv)。
按照本發(fā)明的第二個方面，提供一種用來獲得接收信號的n片擴展碼和所述無線電信號內(nèi)的碼發(fā)生器所產(chǎn)生的n片本機參考碼之間的碼同步的碼獲取電路，碼獲取電路包括可變頻率偏移裝置，該裝置根據(jù)偏移控制信號將頻率偏移引入接收信號；相關(guān)器裝置，該裝置產(chǎn)生代表頻率偏移接收信號與所述本機參考碼相關(guān)結(jié)果的相關(guān)信號；以及碼獲取控制器，該控制器根據(jù)相關(guān)信號提供偏移控制信號給頻率偏移裝置，其中頻率偏移在至少一次相關(guān)之后產(chǎn)生變化。
根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，提供一種用來獲得接收信號的n片擴展碼和所述無線電信號內(nèi)的碼發(fā)生器所產(chǎn)生的n片本機參考碼之間的碼同步的碼獲取電路，碼獲取電路包括可變頻率偏移裝置，該裝置根據(jù)偏移控制信號將頻率偏移引入接收信號；定標(biāo)裝置，該裝置按照本機參考碼對頻率偏移接收信號進行定標(biāo)；累加器，該累加器產(chǎn)生代表在預(yù)定的相關(guān)周期內(nèi)由所述參考碼定標(biāo)的頻率偏移信號的累加結(jié)果的子相關(guān)信號；含有多級的移位寄存器，其中每一級用來存儲傳遞到該寄存器的子相關(guān)信號的樣值；離散富里埃變換器，該變換器對存儲在移位寄存器中的子相關(guān)信號的多個采樣進行離散的富里埃變換；多個比較裝置，每一個比較裝置將從富里埃變換器送出的富里埃變換后的子相關(guān)信號樣值之一的幅度與預(yù)定的閾值相比較；以及碼獲取控制器，該控制器根據(jù)比較器所產(chǎn)生的比較信號產(chǎn)生頻率鎖定信號，該信號表示富里埃變換后的子相關(guān)信號超出了預(yù)定的閾值，并且，該控制器根據(jù)比較信號提供送到頻率偏移裝置的偏移控制信號，其中對于至少一次關(guān)聯(lián)過程保持所述頻率偏移。
按照本發(fā)明的第四個方面，提供一種用來獲得對接收擴譜無線電信號的頻率鎖定的方法，該方法包括下面的步驟；(i)通過用多個解調(diào)信號中的每一個信號對接收信號進行調(diào)制，產(chǎn)生接收信號的多個調(diào)制形式，每一個解調(diào)信號都具有一組預(yù)定頻率中的一個頻率；(ii)將用于擴展接收信號頻譜的擴展碼的本機產(chǎn)生形式與多個接收信號形式中的每一種相關(guān)；(iii)將步驟(ii)中進行的相關(guān)的結(jié)果與預(yù)定的相關(guān)閾值相比較，如果該結(jié)果超過所述保持頻率偏移和對應(yīng)于超過預(yù)定閾值的相關(guān)結(jié)果的解調(diào)信號的頻率的閾值，則所述方法完成，否則進行步驟(iv)；(iv)將隨機頻率偏移引入接收信號，并且重復(fù)步驟(i)至(iii)。
按照本發(fā)明的第五方面，提供一種獲得編碼同步和接收的擴譜無線電信號頻率鎖定的方法，該方法包括下面的步驟；(i)通過用多個解調(diào)信號中的每一個信號對接收信號進行調(diào)制，產(chǎn)生接收信號的多個調(diào)制形式，每一個解調(diào)信號都具有一組預(yù)定頻率中的一個頻率；(ii)將n片本機參考碼與接收信號的每一調(diào)制形式的n個對應(yīng)的樣值相關(guān)，這些樣值是按由接收信號的片碼速率和片碼時序位置所確定的采樣時間間隔進行采樣而得的；(iii)將步驟(ii)進行的相關(guān)結(jié)果與預(yù)定的相關(guān)閾值相比較，如果該結(jié)果超過這樣的閾值，即，它保持片碼時序和所述接收信號與參考碼的時間對應(yīng)值、并且保持頻率偏移和對應(yīng)于超過所述預(yù)定閾值的相關(guān)結(jié)果的解調(diào)信號的頻率，則完成所述方法，并且如果在步驟(ii)中沒有一個相關(guān)結(jié)果超過所述閾值，則進行步驟(iv)；(iv)對接收信號相對于本機參考碼的(n-1)種可能的片碼位移中的每一種重復(fù)步驟(i)至步驟(iii)；(v)將隨機時間偏移引入片碼時序位置，并且重復(fù)步驟(i)到步驟(iv)；以及(vi)將隨機頻率偏移引入接收信號，并且重復(fù)步驟(i)至步驟(v)。
以下將參考附圖、僅作為例子描述本發(fā)明的一個實施例；

圖1是根據(jù)本發(fā)明的時序獲取電路的方框示意圖；圖2是用來將可變延遲引入輸入信號的裝置的方框圖；圖3是包括一種數(shù)字匹配濾波器的時序獲取和壓縮電路的方框圖；圖4是包括一種數(shù)字匹配濾波器的時序獲取和壓縮電路的簡化的示意方框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的組合時間和頻率獲取電路的方框圖6是包括快速傅里葉變(FFT)相關(guān)器的時間和頻率獲取電路的示意的方框圖。
用來檢測和恢復(fù)直接序列擴譜信號的接收器一般裝備有檢測發(fā)送信號和將接收的信號形式復(fù)原到基本上基帶頻率信號的裝置。然后接收到的擴譜信號被壓縮。為了這一目的，接收器裝備有將本機所產(chǎn)生的參考碼與接收信號的擴展碼同步的裝置。圖1顯示用來獲取碼同步的獲取電路的電路方框圖。在圖1中，接收的擴譜信號經(jīng)過導(dǎo)線2被送到可變延遲裝置1。然后一種形式的延遲的接收信號從可變延遲器1送到乘法器3的第一輸入端。來自碼發(fā)生器4的信號送到乘法器3的第二輸入端，該信號代表用于擴展接收無線電信號頻譜的本機參考擴展碼。定標(biāo)乘法器3的輸出送到累加電路5，該累加電路在預(yù)定的查詢周期將乘法器3的輸出所產(chǎn)生的信號累加起來。查詢周期是由查詢時鐘6所確定的，該時鐘在其輸出端產(chǎn)生表示查詢周期結(jié)束的信號，后者送到累加器5的第二個輸入端，同時也送到數(shù)值函數(shù)7的第一輸入端。累加器5的輸出送到數(shù)值函數(shù)7的第二輸入端。數(shù)值函數(shù)7的輸出被送到閾值檢測器8的第一正輸入端，該檢測器將數(shù)值函數(shù)7的輸出與送到閾值檢測器8的負輸入端的預(yù)定的閾值相比較。查詢時鐘6的輸出也送到與門10的第一輸入端，該與門的第二反相輸入端經(jīng)過反相裝置11與閾值檢測器8的輸出端連接。與門10的輸出被送到碼發(fā)生器4的輸入端并同時被送到查詢計數(shù)器12的輸入端。查詢計數(shù)器12的輸出被送到零檢測器13的輸入端，該檢測器的輸出被送往隨機數(shù)發(fā)生器14。
在操作中，接收信號從導(dǎo)線2饋入到可變延遲器1，該延遲器將一個延遲引入接收信號，然后，乘法器3與累加器5相結(jié)合、在由查詢時鐘6所確定的查詢周期對所述接收信號進行相關(guān)處理。接收信號的采樣次數(shù)大于每片碼一次。實際上，最小的采樣速率大約是≥每片碼2次采樣。所述可變延遲方框引入帶有0到1片碼范圍的元件的延遲電路(其整個延遲可以更大)，并且每片輸出樣值一次。通過與施加在乘法器3的第二輸入端的由碼發(fā)生器4所產(chǎn)生的本機參考碼相乘來實現(xiàn)相關(guān)。通過累加每次相乘的結(jié)果來確定相關(guān)結(jié)果，后者表現(xiàn)為代表在累加器5的輸出端的相關(guān)結(jié)果的信號。從累加器5輸出的相關(guān)性結(jié)果的幅度隨后經(jīng)數(shù)值函數(shù)7計算，之后送入閾值檢測器8的正輸入端。閾值檢測器8將相關(guān)結(jié)果與送入到閾值檢測器8的反相輸入端的預(yù)定的閾值相比較，并且當(dāng)相關(guān)結(jié)果超過該閾值時，在閾值檢測器8的輸出端9產(chǎn)生代表這一比較結(jié)果的信號，該信號同時送到與門10的第二反相輸入端。當(dāng)查詢時鐘表示下一查詢周期開始時，與門10產(chǎn)生代表相關(guān)結(jié)果沒有超出預(yù)定閾值的信號。然后與門10所產(chǎn)生的信號被送到碼發(fā)生器4和查詢計數(shù)器12各自的輸入端。查詢計數(shù)器12用來指示查詢周期的結(jié)束。查詢周期相當(dāng)于這樣的周期，其中對于接收信號相對于參考碼的多次偏移中的每一次進行多次相關(guān)。在查詢周期結(jié)束時，碼發(fā)生器被復(fù)位到初始序列并且象前面一樣進行相關(guān)處理。同時，查詢計數(shù)器被復(fù)位為零，隨機數(shù)發(fā)生器14被觸發(fā)產(chǎn)生新的隨機數(shù)送到可變延遲器1。
如圖1所示的時序獲取電路為在每一相關(guān)周期將可變延遲引入接收信號提供了保證。這種可變延遲器可以用多種方式實施。例如，如果輸入信號的采樣速率為每片碼k個樣值，則可變延遲器可以是具有從多個輸出中選擇一個的k路選擇器的k-1級移位寄存器。隨機數(shù)發(fā)生器14用隨機的方法改變這種延遲，達到這樣的效果在每一相關(guān)周期的隨機選擇點執(zhí)行片碼時序。
圖2顯示根據(jù)隨機數(shù)發(fā)生器所產(chǎn)生的信號引入可變延遲的方法，這里，出現(xiàn)在圖1中的一些部件標(biāo)以相同的標(biāo)號。在圖2中，二進制選擇器20經(jīng)過導(dǎo)線22接收與隨機數(shù)發(fā)生器14所產(chǎn)生的數(shù)字有關(guān)的信號。該接收信號經(jīng)過導(dǎo)線24被送入到七級移位寄存器中并記錄這種輸入，每一級移位寄存器代表對應(yīng)于接收信號采樣周期的延遲。然后根據(jù)由隨機數(shù)發(fā)生器14所產(chǎn)生的隨機數(shù)，二進制選擇器20選擇每一個保持在移位寄存器26中的接收信號的信號樣值，通過導(dǎo)線28記錄這種輸出。通過根據(jù)所產(chǎn)生的并送入二進制選擇器20的數(shù)從移位寄存器26選擇信號樣值，根據(jù)用送入導(dǎo)線22的隨機數(shù)表示的延遲在導(dǎo)線28上收集所述信號樣值并記錄其輸出，該隨機數(shù)對應(yīng)于當(dāng)前3位二進制輸入。因此，每k(＝8)個輸入產(chǎn)生一個輸出，這樣該電路是k取一。另外，接收器可以使用一種插值結(jié)構(gòu)采導(dǎo)出單片碼樣值。在這種情況下，可變延遲器如同一個插值器。使用下列公式(1)可實現(xiàn)一種線性插值yn＝(1-γ)xn+γxn-1(1)這里yn是第n次插值輸出xn是第n次插值輸入γ是插值系數(shù)如果γ＝0，則插值輸出是最新的，即為xn如果γ＝1，則插值輸出是一個延遲的樣值，即為xn-1，因此延遲隨插值線性增長。通常，在使用插值器獲取片碼時序的接收器中，通過產(chǎn)生精確鋸齒波的數(shù)字式控制振蕩器來控制γ值。當(dāng)插值系數(shù)回零時，將產(chǎn)生無效片碼樣值申請的插值輸出。該電路含有一種控制電路，后者這時使樣值無效。所有的插值輸出樣值對應(yīng)于一片碼間隔的樣值。然而，它們的速率將與輸入采樣速率有關(guān)。某些插值輸出將不攜帶樣值，使得有效輸出采樣速率平均等于片碼速率。
通過將一個隨機的值加到當(dāng)前的γ值上，電路中的延遲可以是隨機的。如果所需的隨機延遲超過了輸入采樣周期，則通過將輸入延遲一個或多個樣值，可以獲得額外的延遲。上遲兩種可變延遲電路的延遲效果有微小的差別。前者，給定的延遲是絕對值，沒有累加值。在插值延遲的情況下，給定的延遲被附加在已有的延遲上。在后一種情況中，可以將附加延遲的范圍限制在0到1/2片碼之間。然而，由于最小信號時序誤差在掃描之間不是完全非相關(guān)的，所以這是不理想的。
參考圖1，一般為復(fù)數(shù)的片碼序列被送到乘法器3(通常也是復(fù)數(shù))，在這里該序列與參考碼發(fā)生器4所產(chǎn)生的本機碼相乘。乘法器3的輸出在相關(guān)周期通過累加器5累加，該累加器5通常也是復(fù)數(shù)的。相關(guān)周期由查詢時鐘6的相繼的上升沿確定。在每一上升沿之后，在幅度函數(shù)7中處理所述累加器的輸出，即計算從被復(fù)位為零的累加器5中送出的累加信號的幅度。如果能量超過預(yù)定的閾值，則認為已經(jīng)找到同步，并終止進一步的查詢。否則將查詢時鐘輸出送到碼發(fā)生器4，它表示所述碼將被提前。如果所獲取的信號是未調(diào)制的，則所述碼被提前一片碼。然而，如果所獲取的信號是調(diào)制的，則所有相關(guān)性操作需要與碼元的碼出現(xiàn)時間精確地同步。這種碼元碼出現(xiàn)時間被稱為一個單元。因此，在這種情況下，通過對應(yīng)地移動接收信號樣植，而相對于下一單元移動相關(guān)過程。總之，用這種方法可以查詢下一單元。
如果碼長度等于n，則必須查詢n個單元。作為具有大小為n的計數(shù)周期的模數(shù)計數(shù)器的查詢計數(shù)器12用來在查詢周期中監(jiān)視當(dāng)前位置。當(dāng)該計數(shù)器12的輸出為零時，零檢測器13檢測到這一事件并且觸發(fā)隨機數(shù)發(fā)生器14，產(chǎn)生新的隨機數(shù)。這一新的隨機數(shù)被送到可變延遲器1，以便把為下一碼相位掃描周期準(zhǔn)備的延遲隨機化。隨機數(shù)發(fā)生器14可用非常簡單的方法實現(xiàn)，例如，用一個最大長度序列(M-序列)發(fā)生器來實現(xiàn)?；?0級移位寄存器的該發(fā)生器具有1023的重復(fù)周期該周期應(yīng)當(dāng)是足夠的。如圖2所示，可變延遲器1可由這種M-序列發(fā)生器的任意三級移位寄存器的輸出來控制。
編碼獲取電路的串行實施通常包含多個驗證階段，作為獲取過程的一部分。例如，由圖1中電路所提供的獲取碼同步的過程可以僅僅相當(dāng)于更加復(fù)雜的接收器實施過程的初始獲取過程。然后在同一碼相位上進一步地進行相關(guān)處理以提供關(guān)于相關(guān)性能量超過預(yù)定閾值的更大的可信度，作為正確地接收信號而不是隨施機的噪聲波動的結(jié)果?？梢栽趫D1的基本結(jié)構(gòu)上增加進一步的相關(guān)過程，而不改變隨機元件的基本操作。附加的驗證階段通常將導(dǎo)致更長的掃描時間，并且作為附加相關(guān)過程的一些不確定周期將可能消除錯誤的初始檢測。盡管如此，還是有可能確定什么時候掃描完成并使用碼相位時序的隨機化。
如圖1所示的時序獲取電路進行接收信號與本機產(chǎn)生的參考碼的串行相關(guān)。這種碼獲取和時序電路的并行實施如圖3所示，其中與圖1和圖2所示相同，一些部分具有相同的標(biāo)號。在圖3中，接收信號經(jīng)過導(dǎo)線2被送到相應(yīng)的兩個可變延遲器，第一可變延遲器30和第二可變延遲器31的第一輸入端，第一可變延遲器30和第二可變延遲器31的輸出分別被送到第一和第二移位寄存器32，33。第一和第二移位寄存器分別包含有多級，并且每一級的輸出都作為輸入送到若干個可控開關(guān)上，即34，35，36，37，38，39。每一個開關(guān)的每一個輸出被送到一系列乘法器即41，42，43，44，和45中的每一個輸入端上。所述多個乘法器中的每一個的第二個輸入端接收代表n片擴展碼中的一個片碼的信號，這里每個片碼由Ci表示，其中i的范圍從n-1至0。乘法器40，41，42，43，44，45的每一個的輸出被送到加法器46中，該加法器的輸出送到閾值檢測器47的輸入端。閾值檢測器47將代表一系列乘法器的輸出信號的總和的加法器的輸出與預(yù)定的閾值相比較。代表這一比較結(jié)果的輸出呈現(xiàn)在輸出端子48上。第一和第二可變延遲器31，32的第二輸入端分別接收來自D型觸發(fā)器49的輸出Q和Q。D型觸發(fā)器的時鐘輸入端接收由除n除法器53導(dǎo)出的信號，后者來自片碼速率時鐘55、代表擴展頻譜信號50。片碼速率時鐘55的輸出也被送到第一和第二移位寄存器32，33的時鐘輸入端。被送到D型觸發(fā)器件49的時鐘輸入端的除以n的輸出通過導(dǎo)線52也被送到隨機數(shù)發(fā)生器51的輸入端。隨機數(shù)發(fā)生器51的輸出被送到可變延遲器31和可變延遲器32的第一輸入端。
如圖3所示的時序獲取電路含有一個數(shù)字匹配濾波器，以進行本機參考碼與接收信號的相關(guān)操作。這是通過將本機參考碼與接收信號的一種形式的并行乘積送入乘法器40，41，42，43，44，45來實現(xiàn)的。接收信號被送到兩個可變延遲器30，31中，可變延遲器根據(jù)經(jīng)過導(dǎo)線饋入的隨機數(shù)發(fā)生器51所產(chǎn)生的隨機數(shù)在接收信號中引入延遲。每個被延遲的接收信號被分別送到第一和第二延遲移位寄存器32，33中，該移位寄存器以由片碼速率時鐘55所確定的片碼速率，記錄輸入到所述移位寄存器中的接收信號。然后各個移位寄存器的輸出經(jīng)過開關(guān)34，35，36，37，38，39與n片編碼Ci對應(yīng)的片碼相乘，并且各相乘的結(jié)果通過加法器46相加。加法器46輸出端輸出的相加的乘積代表了接收信號與擴展碼相關(guān)的結(jié)果。加法器46的輸出被送到閾值檢測器47的正輸入端，該閾值檢測器用來指示是否已經(jīng)獲得了碼同步。因此如圖3所示的碼獲取和數(shù)字匹配濾波電路為實現(xiàn)圖1所示的串聯(lián)形式的時序獲取電路的并聯(lián)實施方案提供了保證。
在并聯(lián)編碼獲取系統(tǒng)中，有很多的相關(guān)器，信號的每一個碼相位對應(yīng)一個相關(guān)器。實際上，這種結(jié)構(gòu)可以被看做是數(shù)字濾波器，與該編碼匹配。圖3顯示了一種可能的包含隨機時序的并聯(lián)初始獲取電路的結(jié)構(gòu)。在這個電路中，有兩個可變延遲器30，31。它們的執(zhí)行過程與前面所述的電路中的任一種相對應(yīng)。它們的輸出送入兩個對應(yīng)的移位寄存器32，33中，在移位寄存器32，33的輸出端，可控開關(guān)34，35，36，37，38，39選擇所述移位寄存器中的一個或另一個，以便送到乘法器40，41，42，43，44，45中。這些乘法器將各個延遲信號輸入與碼序列的每一片碼(或者是碼段，當(dāng)碼序列的長度超過整數(shù)周期時)相乘。因此，每一片碼周期之后，即可形成不同于前n個片碼的新的相關(guān)性。根據(jù)各開關(guān)的狀態(tài)，與該相關(guān)性有關(guān)的可變延遲將或者由可變延遲器1，30或者由可變延遲器2，31提供。當(dāng)該相關(guān)結(jié)果超出預(yù)定的閾值時，就認為已經(jīng)得到了片碼時序，并且因此接收信號的碼與本機碼同步。
利用片碼速率時鐘55，結(jié)合D型觸發(fā)器49來提供如圖3所示的碼同步電路的控制。如圖所示片碼速率時鐘用來為移位寄存器提供時鐘同步，并且片碼速率時鐘也被送入除n電路，該電路為每一編碼周期提供一個上升沿。這個上升沿完成兩個功能，第一，它觸發(fā)隨機數(shù)發(fā)生器51，產(chǎn)生新的隨機數(shù)。第二，它驅(qū)動一個利用D型觸發(fā)器49實現(xiàn)的對稱的除2電路。第一和第二可變延遲器30，31利用常規(guī)的鎖存技術(shù)來根據(jù)隨機數(shù)發(fā)生器51所提供的隨機數(shù)，分別在D型觸發(fā)器49的Q端和Q端的輸出端的上升沿改變所提供的信號?？勺冄舆t器由除2電路的相反極性的輸出來觸發(fā)，因此，該延遲器在不同的時間上將被刷新。所述延遲器中的一個將在每個碼周期內(nèi)被刷新，但每個延遲器每兩個碼周期僅被刷新一次。
可控制開關(guān)34，35，36，37，38，39也是根據(jù)觸發(fā)器49的輸出來控制的。在整個碼周期內(nèi)，可控制開關(guān)將保持與一個移位寄存器的連接，然后在整個碼周期內(nèi)開關(guān)輸入到另外一個移位寄存器，等等。其相位是這樣安排的，使得改變了由可變延遲器1，30所引入的延遲并在n個延遲后的信號樣值已經(jīng)接收的之后，開關(guān)立即與第一移位寄存器32連接。這樣的效果是，在利用第一移位寄存器32的輸出進行相關(guān)操作的周期內(nèi)，所有第一移位寄存器32的接收信號樣值將已經(jīng)經(jīng)歷來自第一可變延遲器30的相同的延遲。對于第二可變延遲器31和第二移位寄存器33，也有相似的情況。
如圖3所示的時序獲取電路含有兩個可變延遲器30，31，和兩個對應(yīng)的移位寄存器32，33，以適應(yīng)這樣的情況，即，由隨機數(shù)產(chǎn)生延遲和可變延遲電路隨著被記錄在移位寄存器的信號而變化。該電路保證接收信號與本機產(chǎn)生的參考碼的并行相關(guān)以及由兩個可變延遲電路30，31中的任何一個所引入的延遲將在整個相關(guān)周期內(nèi)保持不變。為了解決在相關(guān)周期內(nèi)可變延遲改變的問題，裝備了兩個可變延遲器，使得當(dāng)在延遲器之間切換時，由與D型觸發(fā)器49的Q端相連的控制線所控制的開關(guān)34，35，36，37，38，39保證了只有一個延遲移位寄存器32，33用于產(chǎn)生相關(guān)結(jié)果。用這種方法實現(xiàn)時序獲取電路的并行實施方案，不存在由對相關(guān)結(jié)果有影響的不同的片碼時序所引入的誤差。然而在這樣應(yīng)用時序獲取電路，使得在具體的應(yīng)用中并不嚴格地考慮由于產(chǎn)生相關(guān)結(jié)果的不同的片碼時序所引起的錯誤，如圖3所示的并聯(lián)時序獲取電路可以簡化成為如圖4所示的電路，其中也出現(xiàn)在圖3中的某些部件標(biāo)以相同的標(biāo)號。實際上圖3和圖4是相同的，只是在圖4中刪除了可變延遲器31，和移位寄存器33，并刪除了多余的一組開關(guān)。也刪除了D型觸發(fā)器49，這是由于這些元件是為了有效地切換片碼時序形式所需要的。因此除了不需要在片碼周期的末端切換不同的片碼時序形式外，對于圖4所示電路的解釋與對圖3的解釋是一樣的。因此通過作為隨機數(shù)發(fā)生器51所產(chǎn)生的隨機時序偏移變化的結(jié)果而產(chǎn)生的片碼時序的變化來進行相關(guān)處理。每一個碼相位刷新時序一次。一般地，移位寄存器的內(nèi)容將包括一些與舊的延遲相對應(yīng)的樣值，和一些與新的延遲相對應(yīng)的樣值。在正確相位附近的相關(guān)器輸出能量將是兩個可用延遲能量的平均值，按照與兩個延遲相對應(yīng)的移位寄存器內(nèi)所包含的片碼的比例加權(quán)。
在傳輸用來將一個不定的頻率引入接收器所需要的載波信號期間，需要一個與時序獲取電路相結(jié)合的頻率獲取電路。圖5提供了一個時間和頻率獲取電路，其中時間的獲取是按圖1所示及附加的說明以串行的形式來實現(xiàn)的，而頻率獲取是以并行的形式來實現(xiàn)的。在圖5中，接收信號經(jīng)過導(dǎo)線2不斷地被送到可變延遲器1中。然后根據(jù)經(jīng)過隨機數(shù)發(fā)生器14所選擇的隨機延遲，可變延遲器將已經(jīng)被延遲的信號送到乘法器82中。同時被送到乘法器82的第二輸入端的是一個由可選變量頻率振蕩器16所產(chǎn)生的頻率偏移。由乘法器82所產(chǎn)生的被延遲和頻移的接收信號被分別送入乘法器61，62，63的第一輸入端。乘法器61，62，63的第二輸入端由本機振蕩器64，65，66提供輸入信號。然后乘法器的各個輸出被送到另一組乘法器67，68，69，這些乘法器的輸出分別被送到加法器70，71，72。碼發(fā)生器73的輸出信號提供給第二組乘法器67，68，69的第二個輸入端。加法器70，71，72的第二輸入端與查尋時鐘6所產(chǎn)生的信號連接，該信號同時被送到幅度函數(shù)74，75，76中每一個的第一輸入端，該函數(shù)分別將加法器70，71，72的輸出信號變?yōu)榉刃盘?。幅度函?shù)74，75，76每一個輸出分別被送到對應(yīng)的閾值檢測器77，78，79的第一輸入端。一個預(yù)定的閾值被送到閾值檢測器77，78，79的反相輸入端。若干個閾值檢測器的輸出被送到或門80，該或門的輸出被送到與門10的反相輸入端。與門10的第二輸入端由查詢時鐘6提供信號。與門10的輸出被送到碼發(fā)生器4的輸入端并被送到查詢計數(shù)器12的輸入端。查詢計數(shù)器12的輸出送到零檢測器13，該檢測器的輸出被送到第一隨機數(shù)發(fā)生器14的第一輸入端和第二隨機數(shù)發(fā)生器81的第一輸入端。第二隨機數(shù)發(fā)生器81的輸出被送到選擇可變電壓控制振蕩器60中。
如圖5所示的碼同步和頻率偏移獲取電路的實施例備有串聯(lián)編碼獲取電路和并聯(lián)頻率跟蹤電路，其中使用了時間和頻率的隨機化。
除了附加的并行頻率跟蹤和頻率隨機化之外，其結(jié)構(gòu)基本上與圖1的電路相同。因此，有關(guān)碼相關(guān)器的碼同步電路的操作也與圖1電路相同。在操作中，接收信號經(jīng)過初始的可變延遲器，然后利用由復(fù)數(shù)混合器和數(shù)字控制振蕩器(NCO R)60施加一個帶有隨機確定值的頻率偏移。之后該信號被分成2m+1路，每一路信號對應(yīng)一個頻率倉，這里每一頻率倉包括振蕩器64，65，66中的一個，以及有關(guān)的碼獲取電路。對于每一個頻率倉有一個NCO64，65，66，用來指定相對頻率偏移。例如，如果相關(guān)周期是T秒，則最大(和可能最佳)的頻率倉是1/T赫茲。一般地將NCO0的頻率調(diào)整在m/T頻率上，NCOm在零頻率上(實際上，它將通過一個無乘法器或NCO的路徑來實現(xiàn))并且NCOm在m/T頻率上。輸入到NCOR的隨機頻率范圍將是±1/2T。選擇m值使得±m(xù)/T覆蓋整個不確定的頻率范圍。
每一個數(shù)字控制振蕩器(NCO)的輸出送到一個獨立的乘法器和累加器中，它們又都由同一個本機參考碼發(fā)生器4提供輸入信號。每個與某一頻率倉相關(guān)的指示計都將頻率偏移接收信號與本機參考碼相關(guān)。當(dāng)其中的任意一個超過閾值時，或門80都輸出一個表示已經(jīng)獲得同步的信號。因此，與某一指示相關(guān)結(jié)果超過閾值的頻率倉相關(guān)的閾值檢測器在被找到的信號上提供頻率偏移。如果相關(guān)結(jié)果沒有一個超過閾值。查詢時鐘輸出送到碼發(fā)生器4上，用來指示應(yīng)該查詢下一單元。所施加的控制操作將與圖1所述的完全一樣。唯一不同的是，當(dāng)對時序進行隨機化時，也同時對載頻偏移NCOR進行隨機化。該頻率偏移將被施加在送到該頻率倉的接收信號的每一形式上。注意，另一種方案將刪除第一頻率轉(zhuǎn)換器并對于每一并聯(lián)的NCOs添加一個隨機頻率值定量。在每一新的隨機化中，增加新的隨機量之前，舊的隨機量需要被刪除。因此，有必要存儲當(dāng)前實際頻率和標(biāo)定頻率。
時序和頻率誤差的影響被大大地緩解。這樣就有可能將兩個隨機數(shù)發(fā)生器14，81合并成為一個隨機數(shù)發(fā)生器。任何性能明顯的降低都是不希望發(fā)生的。
在與沒有頻率查詢的串聯(lián)獲取電路相同的方法中，一般所希望并可能實現(xiàn)的是在頻率查詢期間增加進一步的確認階段。當(dāng)這些完成之后，上述方法可以同樣好地被應(yīng)用。
另外，并且是更有效地在頻率范圍內(nèi)逼近查詢是使用已知的相關(guān)器FFT相關(guān)器，該相關(guān)器在以下兩篇文章中進行了描述，由MK Sust等所作，發(fā)表在IEEE Globecom 1990上的“Rapid Acquisition Conceptfor Voice Activated CDMA”以及由RK Sust et al所作，發(fā)表在IEEEGlobecom 1991上的“Code and Frequency Acquisition for Fully DigitalCDMA-VSATS”。圖6顯示了使用FFT相關(guān)器的時間和頻率獲取系統(tǒng)的方框圖。如圖6所示的電路的操作，除了FFT相關(guān)器100以外基本上與圖5的電路相同。
在圖6中，接收信號借助于導(dǎo)線2經(jīng)過可變延遲器1被送到乘法器82。如參考圖1所描述的那樣，可變延遲器1根據(jù)隨機數(shù)發(fā)生器14所產(chǎn)生的隨機數(shù)在接收信號中引入延遲。乘法器82根據(jù)隨機數(shù)發(fā)生器81所產(chǎn)生的隨機數(shù)將接收信號偏移一個隨機量，與對參考圖5所顯示的頻率跟蹤電路的描述相同。然后，該信號通過乘法器3與本機參考碼相關(guān)，其結(jié)果按照由片碼速率時鐘55所確定的相關(guān)周期由累加器累加。之后，每一個被累加的信號被送到S級的移位寄存器102。S級的移位寄存器的每一級輸出被送到離散富里埃轉(zhuǎn)換器100的輸入端，并完成快速富里埃轉(zhuǎn)換，其中每一輸出對應(yīng)于一個頻率偏移或被引入接收信號的頻率倉。富里埃變換的結(jié)果經(jīng)過多條導(dǎo)線被傳輸，每一條導(dǎo)線與離散富里埃轉(zhuǎn)換器100輸入端的S條導(dǎo)線相對應(yīng)。富里埃轉(zhuǎn)換器100的輸出導(dǎo)線中的每一根饋送到對應(yīng)的若干個幅度函數(shù)103，104中的一個，每一個幅度函數(shù)的輸出又饋送到對應(yīng)的若干個閾值檢測器105，106中的一個。每一個閾值檢測器107，108將對應(yīng)的幅度函數(shù)103，104的輸出信號與閾值相比較，并且產(chǎn)生表示幅度函數(shù)的輸出信號是否超過了該閾值的結(jié)果，并將該輸出送到或門80中。離散富里埃轉(zhuǎn)換器100和幅度函數(shù)103，104的時鐘輸入信號都是由除S單元107所提供的，該單元從片碼速率時鐘55，并經(jīng)過除R單元108獲得信號。移位寄存器102的時鐘輸入是由除R單元108的輸出提供的。
離散富里埃轉(zhuǎn)換器100引入一組對應(yīng)的頻率偏移，該偏移是由圖5所示的NCO所給出的。接著在時域和頻域上進行隨機化，接收信號按片碼速率進行采樣，并乘以由碼發(fā)生器4所提供的本機碼。碼發(fā)生器4的輸出通過累加器101以r片碼為一組進行累加。累加器的輸出被移入S級移位寄存器102并且復(fù)位為零。r×s片碼速率時鐘周期之后，S級移位寄存器將含有S個新的子相關(guān)過程，每一個對應(yīng)于r個片碼。我們設(shè)定n＝r×s，其中n是編碼的相關(guān)周期。FFT產(chǎn)生S個輸出，相鄰的輸出對應(yīng)于1/T的頻率偏移，其中T是對應(yīng)于n片碼傳輸?shù)臅r間周期。通過S幅度函數(shù)103，104計算FFT每一個輸出的能量，并通過S閾值檢測器105，106將其與一個閾值進行比較。如果其中任何一個超過了該閾值，說明已經(jīng)實現(xiàn)了同步。否則除S電路的輸出(查詢時鐘)送到編碼發(fā)生器4并且指示查詢下一單元。接下來隨機化的操作與前面所述完全相同。
權(quán)利要求
1.一種用來獲得接收的擴譜無線電信號的n片擴展碼和由在所述無線電信號接收器中的碼發(fā)生器所產(chǎn)生的n片本機參考碼之間的碼同步的碼獲取電路，該碼獲取電路包括在所述接收無線電信號中引入延遲偏移的可變延遲裝置；將n片本機參考碼與傳輸?shù)慕邮招盘柕膎個樣值相關(guān)的相關(guān)器，所述樣值是按照由片碼時序位置和接收信號的片碼速率所確定的采樣間隔進行采樣而得的，該相關(guān)器裝備有產(chǎn)生代表相關(guān)結(jié)果的相關(guān)信號的裝置；和碼獲取控制器，該控制器根據(jù)相關(guān)信號將延遲偏移至少保持一個相關(guān)周期，其中延遲偏移是隨機選擇的片周期的一段，因此，提供了一種片碼時序位置可被隨機改變的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的碼獲取電路，其特征在于按照從編碼獲取控制器所傳輸?shù)目刂菩盘柾ㄟ^可變延遲裝置引入延遲偏移，并且，碼獲取控制器按照由隨機數(shù)發(fā)生器所產(chǎn)生的隨機數(shù)來產(chǎn)生控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的碼獲取電路，其特征在于碼獲取控制器還包括相關(guān)比較器，該比較器將相關(guān)信號與預(yù)先確定的相關(guān)閾值比較并產(chǎn)生碼鎖定信號，該信號代表相關(guān)信號與所述相關(guān)閾值的比較結(jié)果。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的碼獲取電路，其特征在于碼獲取控制器還包括編碼鎖定裝置，該裝置根據(jù)碼鎖定信號，保持通過可變延遲裝置引入接收信號的延遲偏移。
5.根據(jù)前面所述的任意一項權(quán)利要求的碼獲取電路，其特征在于還包括在接收信號中引入另一延遲偏移的裝置，該偏移包括相對于本機碼的基本上至少一個片碼周期。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的碼獲取電路，其特征在于在接收信號中引入另一延遲偏移的裝置是第二可變延遲裝置，該第二可變延遲器在按照由編碼獲取控制器所產(chǎn)生的第二控制信號在接收信號中引入另一延遲。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的碼獲取電路，其特征在于在接收信號中引入另一延遲偏移的裝置是可變延遲裝置，該可變延遲裝置引入的另一延遲偏移與在由碼獲取控制器和另一控制信號所產(chǎn)生的控制信號結(jié)合在一起的接收信號中引入的延遲偏移是完全一樣的。
8.根據(jù)前面所述的任意一項權(quán)利要求的碼獲取電路，其特征在于相關(guān)器包括定標(biāo)裝置，該裝置產(chǎn)生一個信號，該信號代表利用送入第二輸入端的本機參考碼對送入第一輸入端的接收信號定標(biāo)的結(jié)果；累加器，該累加器產(chǎn)生表示對在預(yù)定周期上的結(jié)果信號進行累加的結(jié)果；和幅度計算器，該計算器按照對在預(yù)定周期結(jié)束時累加信號的幅度的計算結(jié)果產(chǎn)生相關(guān)信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的碼獲取電路，其特征在于所述預(yù)定周期基本上等于與n片擴展碼的時間長度有關(guān)的時間間隔。
10.根據(jù)前面除第8和第9項以外的任意一項權(quán)利要求的碼獲取電路，其特征在于該相關(guān)器包括第一移位寄存器，該第一移位寄存器由多級所組成，并根據(jù)片碼速率時鐘和被送入的接收信號的樣值，在每級的輸出端提供接收信號的樣值；多個定標(biāo)裝置，每一定標(biāo)裝置的第一輸入端與多級第一移位寄存器中的一個的輸出端相連，該裝置對接收信號樣值進行定標(biāo)，該接收信號出現(xiàn)在所述第一移位寄存器各級中的一級的輸出端，所述一級具有代表出現(xiàn)在該移位寄存器的第二輸出端的本機參考碼片碼；以及與所述每一定標(biāo)裝置的輸出端連接的加法器，該加法器按照對接收信號的定標(biāo)樣值產(chǎn)生相關(guān)信號，因此，提供一個實現(xiàn)并行相關(guān)的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的碼獲取電路，其特征在于還包括具有多級的第二移位寄存器，和多個可選開關(guān)，其中，可變延遲裝置包括用于接收信號的第一種形式與第一移位寄存器通信的第三可變延遲裝置和用于接收信號的第二形式與第二移位寄存器通信的第四可變延遲裝置，并且第三和第四可變延遲裝置按照傳輸?shù)目刂菩盘?，將延遲偏移引入接收信號的第一和第二種形式中，其中，每個可選開關(guān)的第一輸入端與多級第一移位寄存器中一級的輸出端連接，每個可選開關(guān)的第二輸入端與多級第二移位寄存器中一級的輸出端連接，并且每一所述可選開關(guān)的輸出端與若干個定標(biāo)裝置中的一個的第一輸入端連接，該可選開關(guān)按照相關(guān)周期，切換從第一或第二移位寄存器來的接收信號，這樣提供了一種并行相關(guān)裝置，其中，在接收信號中引入的延遲偏移基本上與每一相關(guān)周期相同。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的碼獲取電路，其特征在于第一和第二移位寄存器有n級，多個定標(biāo)裝置是n個定標(biāo)裝置，并且多個可選開關(guān)是n個可選開關(guān)，因此，提供了一種裝置，其第一和第二移位寄存器所述級的每一接收信號的樣值可以通過代表n片擴展碼一片碼的相應(yīng)的樣值來定標(biāo)。
13.用來使擴譜無線電信號的n片擴展碼與本機參考碼同步的方法，其特征在于包括下列步驟；(i)使n片本機參考碼與相應(yīng)的n個接收信號的樣值相關(guān)，所述樣值是按照由接收信號的片碼速率和片碼時序位置所確定的采樣間隔進行采樣而得的；(ii)將第一步所完成的相關(guān)結(jié)果與預(yù)定的相關(guān)閾值相比較，并且如果其結(jié)果超過保持片碼時序以及所述參考碼與接收信號的時間對應(yīng)性的所述閾值，則所述方法結(jié)束，否則進行步驟(iii)；(iii)使接收信號的n個樣值在時間上移動代表一個片碼周期的時間間隔；(iv)對于接收信號相對于本機參考碼的可能的n-1個片碼移動中的每一個重復(fù)步驟(i)至步驟(iii)；(v)將隨機時序偏移引入片碼時序位置，并且重復(fù)步驟(i)至(iv)。
14.一種用來獲得接收信號的n片擴展碼和由所述無線電信號接收器中的碼發(fā)生器所產(chǎn)生的n片本機參考碼之間的碼同步的碼獲取電路，該碼獲取電路包括可變頻率偏移裝置，該裝置按照偏移控制信號，在接收信號中引入頻率偏移；相關(guān)器裝置，該裝置產(chǎn)生代表頻移接收信號與本機參考碼相關(guān)結(jié)果的相關(guān)信號；以及碼獲取控制器，該裝置根據(jù)相關(guān)信號產(chǎn)生送入頻率偏移裝置的偏移控制信號，其中，至少一個相關(guān)過程之后頻率偏移才變化。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的碼獲取電路，其特征在于按照頻率控制信號引入的頻率偏移是接收信號碼元速率的一小部分。
16.權(quán)利要求14或15的碼獲取電路，其特征在于頻率獲取控制器包括產(chǎn)生隨機數(shù)的隨機數(shù)發(fā)生器，其中，偏移控制信號表示了該隨機數(shù)，因此，該頻率偏移是隨機選擇的。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的碼獲取電路，其特征在于可變頻率偏移裝置包括頻率定標(biāo)裝置，該裝置對第一輸入端的接收信號進行定標(biāo)，同時在第二輸入端輸入的是一個頻率偏移信號，該頻率偏移信號是由可控振蕩器產(chǎn)生的?？煽卣袷幤鞲鶕?jù)所施加的偏移控制信號提供頻率偏移信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求14至17的碼獲取電路，其特征在于編碼獲取控制器還包括相關(guān)比較器裝置，該裝置將相關(guān)信號與預(yù)定的相關(guān)閾值相比較，并產(chǎn)生頻率鎖定信號，該信號表示相關(guān)信號與所述相關(guān)閾值比較的結(jié)果，并表示接收信號的關(guān)于超過相關(guān)閾值的相關(guān)信號的頻率偏移。
19.根據(jù)權(quán)利要求14至18的碼獲取電路，其特點在于編碼獲取控制器還包括頻率鎖定裝置，該裝置按照頻率鎖定信號通過可變頻率偏移裝置保持引入接收信號的頻率偏移。
20.根據(jù)權(quán)利要求14至19的碼獲取電路，其特征在于還包括與可變頻率偏移裝置連接的離散頻率偏移器，該偏移器產(chǎn)生多個頻率偏移接收信號的頻率偏移形式，每一所述頻率偏移形式表示了在由多個預(yù)定頻率中的一個頻率上接收信號偏移的頻率偏移，其中，相關(guān)裝置產(chǎn)生相關(guān)信號，該信號表示含有所述參考碼的每一頻率偏移形式的相關(guān)結(jié)果。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的碼獲取電路，其特征在于頻率鎖定信號表示頻率偏移，并且表示超過相關(guān)閾值接收信號頻率偏移的頻率偏移形式，其中，頻率鎖定裝置按照頻率鎖定信號保持接收信號的頻率偏移和頻率偏移。
22.根據(jù)權(quán)利要求20至21的碼獲取電路，其特征在于離散頻率偏移器包括多個與可變頻率偏移裝置連接的定標(biāo)裝置，每一定標(biāo)裝置對利用多個調(diào)制信號中的一個調(diào)制信號，從可變頻率偏移裝置傳送的接收信號的頻率偏移進行定標(biāo)，每一個調(diào)制信號是由多個振蕩器中的一個振蕩器產(chǎn)生的，并且每一個調(diào)制信號具有多個預(yù)定頻率中的一個預(yù)定頻率。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的用來檢測擴譜無線電信號的接收器，其特征在于相關(guān)器裝置包括多個與離散頻率偏移器連接的相關(guān)器，每一個相關(guān)器包括定標(biāo)裝置，通過本機所產(chǎn)生的參考碼對接收信號的每一頻率偏移形式進行定標(biāo)；累加器，在預(yù)定的相關(guān)周期，該累加器將通過所述接收信號的頻率偏移形式對本機參考碼的定標(biāo)結(jié)果累加；和幅度函數(shù)，該函數(shù)計算通過所述參考碼對接收信號的定標(biāo)的累加結(jié)果的幅度，所述累加結(jié)果表示了接收信號的頻率偏移和本機所產(chǎn)生的參考碼的相關(guān)性。
24.根據(jù)權(quán)利要求14至23的碼獲取電路，其特征在于還包括可變延遲裝置，該裝置按照從編碼獲取控制器送入的時間控制信號，在所述接收無線電信號中引入延遲偏移，并且至少在一個相關(guān)過程內(nèi)保持該延遲偏移不變，從而提供具有編碼和頻率獲取裝置的接收器。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的碼獲取電路，其特征在于相關(guān)比較器裝置還產(chǎn)生碼鎖定信號，該信號表示關(guān)于超出預(yù)定閾值的相關(guān)信號的延遲偏移。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的碼獲取電路，其特征在于編碼獲取控制器還包括碼鎖定裝置，該裝置根據(jù)碼鎖定信號，通過可變延遲裝置保持引入接收信號的延遲偏移。
27.一種用來獲取接收擴譜無線電信號的n片擴展碼和由在所述的無線電信號接收器中的碼發(fā)生器產(chǎn)生的n片本機參考碼之間的碼同步的碼獲取電路，該碼獲取電路包括可變頻率偏移裝置，該裝置按照偏移控制信號在接收信號中引入頻率偏移；定標(biāo)裝置，該裝置通過本機參考碼對接收信號的頻率偏移進行定標(biāo)；累加器，該累加器在預(yù)定的相關(guān)周期，產(chǎn)生表示通過所述參考碼對頻率偏移信號定標(biāo)的累加結(jié)果的子相關(guān)信號；多級移位寄存器，該移位寄存器的每一級存儲輸入的子相關(guān)信號的樣值；對存儲在移位寄存器中的子相關(guān)信號的多個樣值進行離散富里埃變換的離散富里埃變換器；多個比較裝置，每一個比較裝置將從富里埃變換器送來的每一個子相關(guān)樣值信號的富里埃變換幅度與預(yù)定的閾值相比較；碼獲取控制器，該控制器根據(jù)比較器所產(chǎn)生的比較信號產(chǎn)生頻率鎖定信號，該信號表示子相關(guān)信號的富里埃變換超過了預(yù)定的閾值，并且該碼獲取控制器根據(jù)比較信號，提供偏移控制信號送到頻率偏移裝置中，其中，該頻率偏移至少保持一個相關(guān)過程。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的碼獲取電路，其特征在于按照偏移控制信號引入的頻率偏移是接收信號碼元速率的一小部分。
29.根據(jù)權(quán)利要求27或28的碼獲取電路，其特征在于頻率獲取控制器包括產(chǎn)生隨機數(shù)的隨機數(shù)發(fā)生器，并且其中，偏移控制信號代表了該隨機數(shù)，因此，頻率偏移是隨機選擇的。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的碼獲取電路，其特征在于可變頻率偏移裝置包括另一個頻率定標(biāo)裝置，該裝置對第一輸入端的接收信號進行定標(biāo)，同時第二輸入端上施加頻率偏移信號，該頻率偏移信號是由可控制振蕩器產(chǎn)生的，該振蕩器根據(jù)所施加的偏移控制信號提供頻率偏移信號。
31.根據(jù)權(quán)利要求29的碼獲取電路，其特征在于還包括可變延遲裝置，該裝置按照從碼獲取控制器送來的時間控制信號在所述接收信號中引入延遲偏移，并將該延遲偏移保持至少一個相關(guān)過程，因此，提供一種帶有編碼和頻率獲取裝置的接收器。
32.對于接收擴譜無線電信號進行頻率鎖定的方法，其特征在于包括以下步驟(i)通過用多種解調(diào)信號中的每一個信號對接收信號進行調(diào)制，產(chǎn)生接收信號的多種調(diào)制形式，每一種解調(diào)信號都具有一組預(yù)定頻率中的一個頻率；(ii)使用于接收信號擴展頻譜的擴展碼的本機所生成的形式與多種接收信號形式中的每一種相關(guān)；(iii)將步驟(ii)中進行的相關(guān)的結(jié)果與預(yù)定相關(guān)閾值相比較，如果該結(jié)果超過保持頻率偏移和對應(yīng)于超過預(yù)定閾值的相關(guān)結(jié)果的解調(diào)信號的頻率的所述閾值，則所述方法完成，否則進行步驟(iv)；(iv)將隨機頻率偏移引入接收信號，并且重復(fù)步驟(i)至(iii)。
33.獲得碼同步和對于接收擴譜無線電信號進行頻率鎖定的方法，其特征在于包括以下步驟(i)通過用多種解調(diào)信號中的每一種信號對接收信號進行調(diào)制，產(chǎn)生接收信號的多種調(diào)制形式，每一種解調(diào)信號都具有一組預(yù)定頻率中的一個頻率；(ii)使n片本機參考碼與對應(yīng)的每一接收信號的調(diào)制形式的樣值相關(guān)，所述樣值是按照由接收信號的片碼速率和片碼時序位置確定的采樣間隔進行采樣而得的；(iii)將步驟(ii)中進行的相關(guān)結(jié)果與預(yù)定的相關(guān)閾值相比較，如果該結(jié)果超過這樣一種閾值，即，它保持片碼時序和所述接收信號與所述參考碼的時間對應(yīng)性，并且保持頻率偏移和對應(yīng)于超過所述預(yù)定閾值的相關(guān)結(jié)果的解調(diào)信號的頻率，則完成所述方法，如果在步驟(ii)中沒有一個相關(guān)結(jié)果超過所述閾值，則進行步驟(iv)；(iv)對于接收信號相對于本機參考碼的可能的n-1個片碼位移，重復(fù)步驟(i)至步驟(iii)；(v)將隨機時間偏移引入片碼時序位置，并且重復(fù)步驟(i)到步驟(iv)；(vi)將隨機頻率偏移引入接收信號，并且重復(fù)步驟(i)至步驟(v)。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的獲得編碼同步和頻率同步的方法，其特征在于步驟(v)和步驟(vi)是同時進行的。
35.如前面參考圖1至4所述的碼獲取電路。
36.如前面參考圖5和6所述的檢測擴譜無線電信號的接收器。
全文摘要
一種用來獲得接收的擴譜無線電信號的n片擴展碼和由在所述的無線電信號接收器中的碼發(fā)生器所產(chǎn)生的n片本機參考碼之間的碼同步的編碼獲取電路,該編碼獲取電路包括:在所述接收無線電信號中引入延遲偏移的可變延遲裝置;將n片本機參考碼與傳輸?shù)慕邮招盘柕膎個樣值相關(guān)的相關(guān)器,該相關(guān)器產(chǎn)生代表相關(guān)結(jié)果的相關(guān)信號;和碼獲取控制器,該控制器根據(jù)相關(guān)信號將延遲偏移至少保持一個相關(guān)過程,然后改變延遲偏移,其中延遲偏移是片碼周期中的一小段。
文檔編號H04B1/707GK1175835SQ9711536
公開日1998年3月11日 申請日期1997年7月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月23日
發(fā)明者A·P·胡爾伯特 申請人:羅克馬諾爾研究有限公司