專利名稱：搜尋門控導(dǎo)頻的方法和裝置的制作方法
背景領(lǐng)域本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信，且更特定地涉及在無線通信系統(tǒng)內(nèi)搜尋并獲得門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)的技術(shù)。
背景無線通信系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于為許多用戶提供不同類型的通信，諸如聲音、數(shù)據(jù)等。這些系統(tǒng)可能基于碼分多址(CDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)或一些其它的多址技術(shù)。CDMA系統(tǒng)可能提供優(yōu)于其它系統(tǒng)的優(yōu)勢，諸如增加的系統(tǒng)容量。
在無線通信系統(tǒng)內(nèi)，導(dǎo)頻基準(zhǔn)經(jīng)常從發(fā)送源發(fā)射到接收機(jī)設(shè)備以幫助接收機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)許多功能。導(dǎo)頻基準(zhǔn)一般根據(jù)已知數(shù)據(jù)模式(例如全零)而生成，并使用已知信號處理方案(例如用特定正交碼覆蓋并用已知PN序列擴(kuò)展)。導(dǎo)頻基準(zhǔn)可能在接收機(jī)設(shè)備端用于與發(fā)送源的時(shí)序和頻率同步、通信鏈路質(zhì)量估計(jì)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)南喔山庹{(diào)。對符合IS-856標(biāo)準(zhǔn)的CDMA系統(tǒng)，導(dǎo)頻基準(zhǔn)還用于確定有到終端的最佳鏈路的特定接入點(diǎn)以及該接入點(diǎn)支持的最高數(shù)據(jù)率。
在IS-95CDMA系統(tǒng)內(nèi)，導(dǎo)頻基準(zhǔn)連續(xù)地在專用導(dǎo)頻信道上以相對較低的發(fā)射功率電平從每個(gè)基站發(fā)射。終端接收并處理前向鏈路信號以隔離出導(dǎo)頻信道，并進(jìn)一步處理導(dǎo)頻信道以恢復(fù)導(dǎo)頻基準(zhǔn)。用于IS-95 CDMA系統(tǒng)的連續(xù)導(dǎo)頻發(fā)送方案更適合低數(shù)據(jù)率傳輸系統(tǒng)，其中終端被給予更多的時(shí)間以處理導(dǎo)頻基準(zhǔn)。然而，對高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中鏈路條件需要在短時(shí)間內(nèi)被準(zhǔn)確估計(jì)，這種連續(xù)低電平導(dǎo)頻基準(zhǔn)不是最好的。
更新一代的CDMA系統(tǒng)(諸如符合cdma2000、IS-856以及WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的)以高(峰值)發(fā)射功率電平發(fā)射門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)。短但高功率導(dǎo)頻突發(fā)使得終端能在短時(shí)間間隔內(nèi)接收導(dǎo)頻基準(zhǔn)，這使得終端能在更短時(shí)間周期內(nèi)估計(jì)鏈路狀況。
搜尋門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)是與比連續(xù)導(dǎo)頻基準(zhǔn)有更大的模糊性相關(guān)的。為搜尋連續(xù)導(dǎo)頻基準(zhǔn)，可能搜尋某特定時(shí)間窗口接收到的信號，且導(dǎo)頻基準(zhǔn)和其定時(shí)通過評估導(dǎo)頻基準(zhǔn)的所有可能時(shí)間偏移(在以下詳述)的許多假設(shè)而確定的。如果導(dǎo)頻基準(zhǔn)是連續(xù)的，則它在任何時(shí)間窗口都可被搜尋且只有其定時(shí)是未知的。然而，對不是在所有時(shí)間都發(fā)射的門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)，許多時(shí)間窗口可能需要被搜尋以捕捉導(dǎo)頻基準(zhǔn)、在給定時(shí)間窗口上搜尋導(dǎo)頻基準(zhǔn)會導(dǎo)致導(dǎo)頻獲得失敗，即使均衡量過所有導(dǎo)頻基準(zhǔn)在該時(shí)間窗口是否沒有被發(fā)送的假設(shè)。因此由于需要衡量多個(gè)時(shí)間窗口連同多個(gè)假設(shè)以找到并獲得門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)，所以門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)的獲得更為復(fù)雜。
因此在技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)需要一種更有效地搜尋并獲得導(dǎo)頻基準(zhǔn)的需要。
概述本發(fā)明的各方面提供搜尋和獲得門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)的技術(shù)，以獲得更快的獲得時(shí)間和高的檢測概率。對發(fā)射門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)的無線通信系統(tǒng)而言，需要比連續(xù)導(dǎo)頻基準(zhǔn)搜尋更大的碼空間。在此提供了不同的技術(shù)以縮短在更大碼空間上搜尋導(dǎo)頻的平均導(dǎo)頻獲得時(shí)間。
在一方面，要搜尋以獲得導(dǎo)頻基準(zhǔn)的總的碼空間被分成碼組，每個(gè)碼組包括許多要被搜尋的假設(shè)。碼組然后被組合，使得產(chǎn)生的組包括產(chǎn)生成功導(dǎo)頻獲得的變化似然性的碼組。然后搜尋該碼組的組，每次一組，以已定義的方式使得更可能成功獲取導(dǎo)頻基準(zhǔn)的組首先被搜尋，最不可能成功獲取導(dǎo)頻基準(zhǔn)的組最后被搜尋。提供機(jī)制以在最可能用的碼空間中獲得導(dǎo)頻基準(zhǔn)時(shí)早期中止獲得處理。
在另一方面，提供多步驟導(dǎo)頻基準(zhǔn)方案以搜尋并獲得導(dǎo)頻基準(zhǔn)，一些步驟被流水化以縮短搜尋時(shí)間。也提供了多級導(dǎo)頻搜尋方案以使用多級(例如兩級)搜尋導(dǎo)頻基準(zhǔn)，其中可以對每個(gè)級用不同的一組搜尋參數(shù)值以對不同操作條件改善可能性導(dǎo)頻獲得。多級導(dǎo)頻搜尋方案可能更好地包括按組搜尋以及上述的流水化。
本發(fā)明的特定實(shí)施例提供在無線通信系統(tǒng)中搜尋門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)的方法。根據(jù)該方法，可能找到導(dǎo)頻基準(zhǔn)的總代碼空間首先被分為許多(例如四個(gè))非重疊碼組的組，每個(gè)碼組代表(帶有特定PN偏置)的特定PN序列的所有可能碼片偏置。然后根據(jù)在每個(gè)組內(nèi)檢測導(dǎo)頻基準(zhǔn)的可能性對組排序，第一組具有最大產(chǎn)生導(dǎo)頻基準(zhǔn)的可能，最后一組具有最小產(chǎn)生導(dǎo)頻基準(zhǔn)的可能。碼組的組然后被用于搜索導(dǎo)頻基準(zhǔn)，每次一組，從第一組開始，結(jié)束于最后一組。在獲得導(dǎo)頻基準(zhǔn)時(shí)，停止搜尋。
搜尋導(dǎo)頻基準(zhǔn)可能使用包括檢測、停留和引入三個(gè)子階段來實(shí)現(xiàn)。在檢測某特定組的子階段，根據(jù)組內(nèi)的碼組為一組采樣搜尋導(dǎo)頻基準(zhǔn)以提供許多檢測到的峰值。在停留階段，檢測子階段檢測到的峰值被重新評估以提供一個(gè)或多個(gè)候選峰值。在引入階段，試圖對每個(gè)候選峰值鎖定以獲得導(dǎo)頻基準(zhǔn)。一個(gè)組的檢測子階段可能與對另一組的引入子階段平行進(jìn)行。
附圖的簡要描述通過下面提出的結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的特征、性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，附圖中相同的標(biāo)號具有相同的標(biāo)識，其中

圖1是支持許多用戶并發(fā)射門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)的無線通信系統(tǒng)圖；圖2是用于符合IS-856標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)用的導(dǎo)頻基準(zhǔn)傳輸方案圖；圖3是由IS-856標(biāo)準(zhǔn)定義的傳輸格式圖；圖4A是示出用于在接入點(diǎn)生成導(dǎo)頻基準(zhǔn)的偽隨機(jī)(PN)序列的索引；圖4B說明搜尋根據(jù)IS-856標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射的門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)的方案的特定實(shí)施例；圖5是可能用于搜尋導(dǎo)頻基準(zhǔn)的接收機(jī)的實(shí)施例的框圖；圖6是在定義的碼空間內(nèi)搜尋門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)的處理實(shí)施例的流程圖；圖7和圖8根據(jù)本發(fā)明的兩例實(shí)施例，說明了在獲得導(dǎo)頻前早期停止的兩級導(dǎo)頻搜尋方案；以及圖9示出導(dǎo)頻檢測(Pd)的概率相對三組搜尋參數(shù)值的接收信號質(zhì)量(Ior/No)的關(guān)系。
詳細(xì)描述圖1是支持許多用戶并發(fā)射門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)的無線通信系統(tǒng)10的圖。系統(tǒng)100提供102a到102g許多小區(qū)的通信，每個(gè)小區(qū)由對應(yīng)的接入點(diǎn)104服務(wù)。不同的接入終端106散布在系統(tǒng)內(nèi)。接入點(diǎn)還稱為基站，接入終端稱為遠(yuǎn)程終端或移動站或簡單地稱為終端。
在一實(shí)施例中，每個(gè)終端106可能在任何給定時(shí)刻在前向鏈路上與一個(gè)接入點(diǎn)104通信，且可能在反向鏈路上與一個(gè)或多個(gè)接入點(diǎn)通信，這取決于終端是否處于軟切換。前向鏈路(即下鏈路)指從接入點(diǎn)到終端的傳輸，而反向鏈路(即上鏈路)指從終端到接入點(diǎn)的傳輸。系統(tǒng)100可能設(shè)計(jì)成符合任何CDMA標(biāo)準(zhǔn)和/或設(shè)計(jì)，諸如cdma2000、IS-856以及WCDMA標(biāo)準(zhǔn)。符合IS-856的CDMA標(biāo)準(zhǔn)在此稱為高數(shù)據(jù)率(HDR)系統(tǒng)。
在圖1內(nèi)，帶箭頭的實(shí)線指明從接入點(diǎn)到終端的用戶特定數(shù)據(jù)傳輸。帶箭頭的斷線指明該終端在接收導(dǎo)頻基準(zhǔn)和其它信令但沒有從接入點(diǎn)來的用戶特定數(shù)據(jù)傳輸。如圖1示出，接入點(diǎn)104a在前向鏈路上將數(shù)據(jù)發(fā)送到終端106a，接入點(diǎn)104b將數(shù)據(jù)發(fā)送到終端106b，基站104c將數(shù)據(jù)發(fā)送到終端106c等。為簡潔之故，圖1中未示出上鏈路通信。
圖2是用于HDR系統(tǒng)的門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)傳輸方案圖。圖2示出從許多接入點(diǎn)的導(dǎo)頻基準(zhǔn)傳輸，導(dǎo)頻基準(zhǔn)在預(yù)定時(shí)間間隔(TINT)內(nèi)特定帶寬(Wp)突發(fā)方式發(fā)射。如在圖2中所示，接入點(diǎn)的時(shí)序是同步的，使得導(dǎo)頻突發(fā)在其傳輸時(shí)間上大致對齊。在該傳輸方案中，從接入點(diǎn)來的導(dǎo)頻基準(zhǔn)可能在同一時(shí)間上在終端處被接收，從不同接入點(diǎn)來的導(dǎo)頻基準(zhǔn)存在的時(shí)序失真是由于傳輸時(shí)延和其它因素間的不同。
圖3是由IS-856標(biāo)準(zhǔn)定義的傳輸格式圖。如圖3所示，數(shù)據(jù)和信令在時(shí)隙內(nèi)傳輸，每個(gè)時(shí)隙為特定時(shí)間段(例如，對IS-856標(biāo)準(zhǔn)為1.667毫秒)。每個(gè)“活動”時(shí)隙被分為兩個(gè)半時(shí)隙，每個(gè)半時(shí)隙包括兩個(gè)由導(dǎo)頻突發(fā)314分開的數(shù)據(jù)部分312。數(shù)據(jù)部分312可能用于發(fā)射用戶特定數(shù)據(jù)和信令，導(dǎo)頻突發(fā)314可能用于發(fā)射導(dǎo)頻基準(zhǔn)。如由IS-856標(biāo)準(zhǔn)定義的，每個(gè)導(dǎo)頻基準(zhǔn)突發(fā)包括特定數(shù)據(jù)形式(例如全零數(shù)據(jù))的96個(gè)碼片。第二個(gè)半時(shí)隙還包括兩個(gè)信令突發(fā)316a和316b位于導(dǎo)頻突發(fā)314b的兩邊且用于實(shí)現(xiàn)信令信道。
如圖3示出，每個(gè)“空閑”時(shí)隙還被分為兩個(gè)半時(shí)隙，且每個(gè)半時(shí)隙還包括一個(gè)同樣寬度的導(dǎo)頻突發(fā)314(例如96碼片)，且位于與活動時(shí)隙相同的半時(shí)隙內(nèi)同一位置?？臻e時(shí)隙的的導(dǎo)頻突發(fā)實(shí)質(zhì)上與活動時(shí)隙的導(dǎo)頻突發(fā)沒有區(qū)別。在空閑時(shí)隙的第一個(gè)半時(shí)隙內(nèi)的導(dǎo)頻突發(fā)314a的兩邊有邊緣318a和318b，且兩個(gè)信令突發(fā)320a和320b位于第二個(gè)半時(shí)隙內(nèi)的導(dǎo)頻突發(fā)314b的兩邊。邊緣318a和318b用于提供在空白(或沒有)傳輸和導(dǎo)頻傳輸間的過渡時(shí)段。該過渡時(shí)段使得導(dǎo)頻基準(zhǔn)能到達(dá)或接近其導(dǎo)頻突發(fā)(例如96碼片)穩(wěn)定狀態(tài)值的持續(xù)時(shí)間。
圖4A是示出用于在接入點(diǎn)生成導(dǎo)頻基準(zhǔn)的偽隨機(jī)(PN)序列的索引。在CDMA系統(tǒng)中，從相鄰接入點(diǎn)來的導(dǎo)頻基準(zhǔn)相互間不同，這是通過在接入點(diǎn)用不同PN碼片偏移定義的PN序列對導(dǎo)頻數(shù)據(jù)(一般為全零序列)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展而達(dá)到的。PN序列有特定數(shù)據(jù)形式和固定的32768碼片的長度，但連續(xù)被重復(fù)以產(chǎn)生連續(xù)擴(kuò)展序列，然后用于擴(kuò)展導(dǎo)頻和話務(wù)數(shù)據(jù)。PN序列的開始有CDMA標(biāo)準(zhǔn)定義且同步到絕對時(shí)間基準(zhǔn)TABS。PN序列的每個(gè)碼片被分配以相應(yīng)PN碼片索引，PN序列的開始被分配以PN碼片索引0，PN序列的結(jié)尾分配以PN碼片索引32767。
PN序列可能被分成512個(gè)不同的“PN偏移”，從0到511編號，相鄰的PN偏移由64碼片隔開。實(shí)際上，512個(gè)不同PN序列可能根據(jù)512中不同的PN偏移而被定義，512個(gè)PN序列的每個(gè)根據(jù)其PN偏移在絕對時(shí)間基準(zhǔn)上有不同的開始點(diǎn)。因此，帶有PN偏移0的PN序列開始在TABS的PN碼片索引0處，帶有PN偏移1的PN序列開始在TABS的PN碼片索引64處，帶有PN偏移2的PN序列開始在TABS的PN碼片索引128處，依次類推，帶有PN偏移511的PN序列開始在TARS的PN碼片索引30704處。
512中可能的PN序列然后可能分配給CDMA系統(tǒng)內(nèi)的接入點(diǎn)且除其它功能外用于區(qū)別接入點(diǎn)。由CDMA標(biāo)準(zhǔn)確定可能分配給(相鄰)接入點(diǎn)的最近的PN偏移。例如，IS-95和IS 856標(biāo)準(zhǔn)定義了PN_INC的最小值為1，它代表PN碼片索引增量為64個(gè)碼片數(shù)。因此PN_INC 1表示(相鄰)接入點(diǎn)可能被分配以最小由一個(gè)偏移(64碼片)分開的PN序列。較低的PN_INC值(例如1)，導(dǎo)致可能有更多可用的PN偏移(例如512)分配給接入點(diǎn)。相反地，較大的PN_INC值(例如4)導(dǎo)致可能有更少的可用PN偏移(例如128)分配給接入點(diǎn)。
在終端處，從選擇的接入點(diǎn)來的導(dǎo)頻基準(zhǔn)可能以與在接入點(diǎn)互補(bǔ)的方式通過處理接收信號而被恢復(fù)。在終端處的處理包括(1)對接收到的信號調(diào)整并數(shù)字化以提供數(shù)據(jù)采樣，(2)用在與選擇的接入點(diǎn)(如在終端接收)的PN偏移匹配的特定PN偏移處的PN序列對數(shù)據(jù)采樣解擴(kuò)展，(3)用同樣的在選擇的接入點(diǎn)用于覆蓋導(dǎo)頻數(shù)據(jù)的正交碼對經(jīng)解擴(kuò)展的采樣解復(fù)蓋以及(4)將解復(fù)蓋后的采樣與導(dǎo)頻數(shù)據(jù)模式進(jìn)行相關(guān)。為簡化信號處理，CDMA系統(tǒng)一般使用全零的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)以用于導(dǎo)頻基準(zhǔn)的全零的正交碼。因此，恢復(fù)導(dǎo)頻基準(zhǔn)的處理可能通過簡單地將數(shù)據(jù)采樣與PN序列相關(guān)而實(shí)現(xiàn)。該互補(bǔ)信號處理從選擇的接入點(diǎn)恢復(fù)出(期望的)導(dǎo)頻基準(zhǔn)并將其它(外部)的傳輸從這個(gè)和其它接入點(diǎn)移去。
由于傳播時(shí)延和多徑，從選擇的接入點(diǎn)來的導(dǎo)頻基準(zhǔn)的到達(dá)時(shí)間不是確定已知的。因此，在從選擇的接入點(diǎn)搜尋導(dǎo)頻基準(zhǔn)時(shí)，可能必須要搜尋整個(gè)“碼空間”。對連續(xù)發(fā)送的導(dǎo)頻基準(zhǔn)，這意味看將數(shù)據(jù)采樣與在32768可能碼片(或相位)偏移處的本地生成的PN序列建立相關(guān)。并確定哪個(gè)碼片偏移提供最高的相關(guān)結(jié)果。由于PN序列的偽隨機(jī)噪聲性質(zhì)，數(shù)據(jù)采樣與PN序列間的互相關(guān)應(yīng)為零(理想情況)除了當(dāng)本地生成PN序列的相位與數(shù)據(jù)采樣的相位對齊時(shí)(如果沒有噪聲)。
圖4B說明搜尋根據(jù)IS-856標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射的門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)的方案的特定實(shí)施例。在該實(shí)施例中，對應(yīng)2144碼片(即2048+96碼片)的許多數(shù)據(jù)采樣最初從接受到的信號導(dǎo)出并存儲在緩沖器內(nèi)。選擇2144碼片的時(shí)間間隔以保證兩個(gè)完整的導(dǎo)頻突發(fā)410a和410b包括在采樣中，雖然導(dǎo)頻突發(fā)的準(zhǔn)確位置未知。一些其它的時(shí)間間隔還可能被處理并在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
為在2144碼片間隔內(nèi)搜尋導(dǎo)頻基準(zhǔn)，數(shù)據(jù)采樣與許多可能用于生成導(dǎo)頻基準(zhǔn)的PN序列的每個(gè)建立關(guān)聯(lián)。圖4B示出數(shù)據(jù)采樣與有PN偏移0的PN序列的相關(guān)。
最初，PN突發(fā)412a和412b從開始在PN碼片索引0處的PN序列生成，每個(gè)PN突發(fā)包括96個(gè)PN碼片和兩個(gè)PN突發(fā)間由1024個(gè)碼片分開(即相繼PN突發(fā)開始間的持續(xù)時(shí)間)。PN突發(fā)412a和412b首先與數(shù)據(jù)采樣相關(guān)以導(dǎo)出PN碼片索引0的相關(guān)值。PN突發(fā)412a以及412b然后右移一個(gè)碼片的位置，并且執(zhí)行另一互相關(guān)來產(chǎn)生PN碼片索引1的另一相關(guān)值?？偣?，實(shí)現(xiàn)互相關(guān)和移位1024次以導(dǎo)出PN碼片索引從0到1023的1024個(gè)相關(guān)值。
PN突發(fā)414a和414b從開始于PN碼片索引1024處的PN序列生成。PN突發(fā)414a和414b首先與數(shù)據(jù)采樣相關(guān)以導(dǎo)出PN碼片索引1024的相關(guān)值，然后右移一個(gè)碼片位置，然后再次與采樣數(shù)據(jù)相關(guān)?？偣玻ハ嚓P(guān)和移位為PN突發(fā)414a和414b實(shí)現(xiàn)1024次以導(dǎo)出PN碼片索引從1024到2047的1024個(gè)相關(guān)值。
PN突發(fā)生成和與數(shù)據(jù)采樣的相關(guān)是為32對具有PN偏移0的PN序列的PN突發(fā)實(shí)現(xiàn)的。32對PN突發(fā)被分為四段使得第一段包括PN突發(fā)的前8對并對應(yīng)PN碼片索引從0到8191，最后一段包括最后8對PN突發(fā)并對應(yīng)PN碼片索引從24576到32767。每段與在數(shù)據(jù)采樣和在8192個(gè)不同碼片偏移處的PN序列間的8192個(gè)相關(guān)的8192個(gè)相關(guān)值有關(guān)。這些32對PN突發(fā)屬于一個(gè)PN序列(即一個(gè)碼組)，它可能已被用于生成導(dǎo)頻基準(zhǔn)。
如果具有1的PN_INC為CDMA系統(tǒng)使用，則任何帶有以64碼片遞增的PN碼片索引的PN序列可能已被用于生成導(dǎo)頻基準(zhǔn)。因此，數(shù)據(jù)采樣下一步以上述方式與有PN偏移1(即如圖4B示出，開始在PN碼片索引64處的PN序列)的PN序列建立相關(guān)。特別是，對于有PN偏移1的PN序列，相關(guān)是用有PN碼片索引64、1088...31808(對應(yīng)于PN偏移1，17...497)的32對PN突發(fā)而實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)采樣接著與有PN偏移2(即開始在PN碼片索引128處的PN序列)的PN序列相關(guān)。數(shù)據(jù)采樣與其它PN偏移的PN序列以類似的方法繼續(xù)相關(guān)。
對PN_INC為1，數(shù)據(jù)采樣與有PN偏移0，1，2，3...14，15)的16個(gè)PN序列相關(guān)。帶有較高PN偏移值的PN序列(例如16，17等)可能還用于生成在接入點(diǎn)的導(dǎo)頻基準(zhǔn)。然而，與帶有較高導(dǎo)頻偏移值的導(dǎo)頻序列間的相關(guān)可能已由帶有低導(dǎo)頻偏移的導(dǎo)頻序列的相關(guān)實(shí)現(xiàn)。例如，對有導(dǎo)頻偏移16的導(dǎo)頻序列，第一個(gè)導(dǎo)頻突發(fā)開始在PN碼片索引1024處。然而，該導(dǎo)頻序列已被屬于帶有導(dǎo)頻偏移0的導(dǎo)頻序列的導(dǎo)頻突發(fā)414a和414b評估。
對于PN_INC為1，整個(gè)要搜尋的“碼空間”因此是對應(yīng)帶有從0到15的導(dǎo)頻偏移的16個(gè)導(dǎo)頻序列。每個(gè)碼組包括32768個(gè)關(guān)于要搜尋的32768個(gè)PN碼片的假設(shè)。每個(gè)碼組可能進(jìn)一步分為四段，每段包括8192個(gè)PN碼片偏移。
如果PN_INC為2用于CDMA系統(tǒng)，則整個(gè)碼空間的搜尋減少為8碼組。該減少是由于只有偶導(dǎo)頻偏移可能分配給接入點(diǎn)(即0，2，4，..510)。帶有0，2，4，6，8，10，12和14個(gè)偏移的8個(gè)導(dǎo)頻序列覆蓋了對PN_INC為2的所有可能的偶導(dǎo)頻序列。
類似地，如果PN_INC為4用于CDMA系統(tǒng)，則整個(gè)碼空間的搜尋減少為4碼組。該減少是由于只有導(dǎo)頻偏移0，4，8，12..508)可能分配給接入點(diǎn)。帶有0，4，8和12的4個(gè)導(dǎo)頻序列覆蓋了對PN_INC為4的所有可能的導(dǎo)頻序列。
如上所述，對于發(fā)射門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)的CDMA系統(tǒng)，需要更大的碼空間以搜尋找到并獲得導(dǎo)頻基準(zhǔn)。而且，碼空間的大小是根據(jù)CDMA系統(tǒng)使用的PN_INC的特定值，PN_INC為1產(chǎn)生搜尋導(dǎo)頻基準(zhǔn)需要的最大的碼空間。如果CDMA系統(tǒng)使用PN_INC＝4，則整個(gè)要搜尋的碼空間為4×32768碼片(或?qū)嶋H上是長度為32768的4個(gè)PN序列)。且如果系統(tǒng)利用PN_INC＝1，則整個(gè)要搜尋的碼空間為16×32768個(gè)碼片。
本發(fā)明的各方面提供搜尋并獲得門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)的技術(shù)，使得能更快地獲得導(dǎo)頻基準(zhǔn)以及更高的檢測概率。在一方面，整個(gè)要搜尋的碼空間被分為碼集的多個(gè)組，且各組被搜尋使得較可能用來生成導(dǎo)頻基準(zhǔn)的PN最先被搜尋，最不可能用來生成導(dǎo)頻基準(zhǔn)的PN最后被搜尋。提供機(jī)制以在較可能使用的碼空間內(nèi)一當(dāng)獲得導(dǎo)頻基準(zhǔn)就及早中止獲得處理。
在另一方面，提供了一種多步驟導(dǎo)頻獲得方案以搜尋并獲得導(dǎo)頻基準(zhǔn)，且一些步驟被流水線以縮短搜尋時(shí)間。還提供多級導(dǎo)頻基準(zhǔn)方案以搜尋使用多級(例如兩級)的導(dǎo)頻基準(zhǔn)，其中可能對每級使用不同的搜尋參數(shù)值集以改善對不同操作條件獲得導(dǎo)頻基準(zhǔn)的可能。多級導(dǎo)頻搜尋方案可能有利地包括分組搜尋以及上述的流水線化。以下將對其詳述。
圖5是可能用于搜尋導(dǎo)頻基準(zhǔn)的接收機(jī)500的實(shí)施例的框圖。接收機(jī)500包括許多指處理器510(為簡潔只示出一個(gè))，它可能分配以處理接收到的信號的強(qiáng)實(shí)例(即多徑)，以及搜尋器，用于搜尋導(dǎo)頻基準(zhǔn)。指處理器510的操作在美國專利好5764687和5490165內(nèi)有詳述。
搜尋器元件550與控制器570以及PN發(fā)生器580一起操作。如圖5示出，從前端單元(未示出)接收的IIN和QIN采樣提供給緩沖器558，它存儲采樣用于搜尋器550作接著的處理。存儲的IIN和QIN采樣然后提供給PN解擴(kuò)展器560，它還從PN發(fā)生器580接收復(fù)數(shù)PN序列、IPNs以及QPNs。復(fù)數(shù)PN序列有特定的對應(yīng)正在搜尋的假設(shè)的相位(或碼片偏移)，這可能由控制器570確定。
PN解擴(kuò)展器560用復(fù)數(shù)IPNs和QPNs序列實(shí)現(xiàn)與IIN和QIN采樣的復(fù)數(shù)相乘并產(chǎn)生復(fù)數(shù)解擴(kuò)展的IDES和QDES采樣。該復(fù)數(shù)乘法是與在接入點(diǎn)的操作互補(bǔ)的。
對許多CDMA系統(tǒng)，導(dǎo)頻基準(zhǔn)在碼信道零上被發(fā)送(即以零的正交碼覆蓋)，且因此在終端處不需要解覆蓋。解擴(kuò)展的IDES和QDES采樣然后分別提供給符號累加器562a和562a，每個(gè)對應(yīng)NC碼片累加特定數(shù)量的解擴(kuò)展采樣。符號累加器562a和562b提供累加后的結(jié)果IACC和QACC，相應(yīng)地送到平方器564a和564，它們對結(jié)果取平方。加法器566然后從平方器564a和564b接收平方結(jié)果IACC2和QACC2，將平方后的結(jié)果每對相加以生成平方和(即IACC2+QACC2)。加法器566還進(jìn)一步累加M個(gè)平方和以生成提供給控制器570的相關(guān)值。
CDMA系統(tǒng)的接收機(jī)500的設(shè)計(jì)和操作在前述的美國專利號5764687和5490165內(nèi)有詳述。
搜尋器550將數(shù)據(jù)采樣與復(fù)數(shù)PN序列相關(guān)。為搜尋導(dǎo)頻基準(zhǔn)，導(dǎo)頻序列在一定范圍內(nèi)的碼片偏移上被掃描，每個(gè)碼片偏移對應(yīng)正在搜尋的假設(shè)。數(shù)據(jù)采樣與PN序列的互相關(guān)生成低值(理想地為零)除了當(dāng)PN序列的相位與數(shù)據(jù)采樣內(nèi)的導(dǎo)頻基準(zhǔn)的對齊。
參數(shù)NC代表相于積分的碼片數(shù)，參數(shù)M代表非相干積分的時(shí)間間隔數(shù)。這些參數(shù)確定了導(dǎo)頻檢測的性能。這些參數(shù)確定了導(dǎo)頻檢測的性能，這可能通過檢測在不同信號質(zhì)量處(即Io/No)的導(dǎo)頻基準(zhǔn)的概率而被量化。不同的參數(shù)值集可能更適合不同的操作條件。例如，如果終端的本地生成的采樣時(shí)鐘(用于對接收信號采樣以生成接收采樣)在從用于在接入點(diǎn)處生成導(dǎo)頻基準(zhǔn)的時(shí)鐘的頻率來的以多于每百萬一部分(ppm)的頻率處于關(guān)閉狀態(tài)，則可以更小的積分間隔提供更佳的性能(例如參數(shù)值NC＝48，M＝4)。相反，如果本地時(shí)鐘在從用于處在頻率低于一ppm的關(guān)閉狀態(tài)，則較長的積分間隔(例如參數(shù)值NC＝96，M＝2)可能提供更佳的性能。
控制器580控制并協(xié)調(diào)搜尋器550和PN發(fā)生器580在搜尋導(dǎo)頻基準(zhǔn)時(shí)的操作?？刂破?80可能用以提供給搜尋器550參數(shù)NC和M，確定應(yīng)處理那部分?jǐn)?shù)據(jù)采樣，并指導(dǎo)PN發(fā)生器580在不同碼片偏移處生成導(dǎo)頻序列?？刂破?50還可能進(jìn)一步根據(jù)特定導(dǎo)頻搜尋方案處理從加法器566來的相關(guān)值以確定在數(shù)據(jù)采樣內(nèi)是否存在導(dǎo)頻基準(zhǔn)，以及在哪個(gè)碼片偏移。
可以用不同的方案檢測導(dǎo)頻基準(zhǔn)。在一實(shí)施例中，在整個(gè)碼空間上實(shí)現(xiàn)順序搜尋，且找到的在某特定閥值以上的第一導(dǎo)頻基準(zhǔn)提供為檢測到導(dǎo)頻基準(zhǔn)。該方案可能不能提供最佳(最強(qiáng))導(dǎo)頻基準(zhǔn)。在其它方案中，整個(gè)碼空間在預(yù)檢測步驟被掃描，且在預(yù)檢測時(shí)找到的候選峰值集在停留步驟處經(jīng)重新評估以找到最佳峰值。本發(fā)明的不同方面可能使用任何導(dǎo)頻搜尋方案實(shí)現(xiàn)。為簡潔起見，在此描述了掃描整個(gè)碼空間以及經(jīng)重新評估以找到最佳峰值的方案的不同方面。
圖6是在定義的碼空間內(nèi)搜尋門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)的處理600實(shí)施例的流程圖。在一實(shí)施例中，碼空間包括32768碼片偏移的碼空間，它對應(yīng)32768種要評估的假設(shè)。開始時(shí)，在步驟612處，碼空間被分為四個(gè)非重疊段，每段包括8192個(gè)碼片偏移。在步驟614處，搜尋每段，在步驟616處選出四個(gè)最大峰值。從所有四段選出的16個(gè)最大峰值被存儲，在步驟618處，在排序后選出四個(gè)最大峰值。
在步驟620處，實(shí)現(xiàn)對在步驟618內(nèi)選出的四個(gè)峰值的每個(gè)周圍的窗口的搜尋。該窗口包括比段少的碼片偏移數(shù)(例如16碼片偏移)。對四個(gè)被搜尋的窗口的每個(gè)，在步驟622處，選出一個(gè)或多個(gè)(例如四個(gè))最大峰值。在步驟624處，從所有四個(gè)窗口來的最大峰值經(jīng)排序，選出排序后一個(gè)或多個(gè)最大峰值。一般，只選一個(gè)最大峰值，但可能還選擇兩個(gè)或四個(gè)或一些其它數(shù)目的最大峰值。
在步驟626處，分配解調(diào)器以試圖鎖定在步驟624所選的最大峰值的每個(gè)的頻率和相位。這可能最好在一個(gè)最大峰值上實(shí)現(xiàn)引入，這是由于組合了頻率誤差。如果引入考慮了多于一個(gè)峰值，這些峰值可能不與實(shí)際信號通路相關(guān)，或信號通路可能與其它Doppler頻率誤差相關(guān)。如果個(gè)別頻率跟蹤環(huán)路不用于每個(gè)峰值，則在引入時(shí)組合通路可能不是最佳的。因此，引入可能從步驟624只對一個(gè)最大峰值實(shí)行。
如果實(shí)現(xiàn)了對峰值的鎖定，如在步驟628確定的，則在步驟639宣稱成功獲得導(dǎo)頻。否則，在步驟632，宣稱失敗并采取其它行動，如上所述。兩種情況下，處理結(jié)束。
在圖6中，從步驟612到步驟618包括“檢測”子階段，步驟620到624包括“停留”子階段，步驟626代表“引入”子階段。在一特定實(shí)施例中，檢測子階段的參數(shù)值為NC＝96、M＝2以及WS＝8192，其中WS為搜尋窗口的大小(以PN碼片偏移表示)，檢測子階段的參數(shù)值為NC＝96、M＝2以及WS＝16。
如上所述，對門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)，需要搜尋更大的碼空間，其大小根據(jù)PN_INC的值。對于PN_INC＝4，整個(gè)要搜尋的碼空間為4×32768碼片偏移，對PN_INC＝1，整個(gè)要搜尋的碼空間為16×32768碼片偏移。每個(gè)32768碼片偏移分組對應(yīng)一個(gè)碼組集。
雖然IS-856標(biāo)準(zhǔn)指定最小PN_INC為1，實(shí)際上許多CDMA系統(tǒng)采用PN_INC為4或可能為2。因此，在一方面，要搜尋的整個(gè)碼空間被分成非重疊的32768碼片偏移的碼集，且對應(yīng)最可能使用的PN_INC值的碼集可能最先被搜尋。
對于PN_INC為1，要搜尋的整個(gè)碼空間可分為16個(gè)碼集。這16個(gè)碼集可能被組裝成四個(gè)組，每個(gè)組包括一定PN碼片偏移(即PN_OFFSET)的四個(gè)碼集。這四個(gè)組可定義如下G1＝PN_OFFSET 0...16...32...；4...20...36...；8...24...40...；以及12...28...44...
G2＝PN_OFFSET 2...18...34...；6...22...38...；10...26...42...；以及14...30...46...
G3＝PN_OFFSET 1...17...33...；5...21...37...；9...25...41...；以及13...29...45...
G4＝PN_OFFSET 3...19...35...；7...23...39...；11...27...43...；以及15...31...47...
使用以上的碼集分組，組G1包括PN_INC＝4的整個(gè)碼空間，組G1和G2包括PN_INC＝2的整個(gè)碼空間，所有四個(gè)組的組合包括PN_INC＝1的整個(gè)碼空間。如果PN_INC＝4是最可能用于CDMA系統(tǒng)的，則PN_INC＝2是第二可能用的，PN_INC＝1是最不可能用的，則組可以按以下順序搜尋G1后G2，之后G3(或G4)，之后G4(或G3)。
如上述定義的組，為搜尋用于CDMA系統(tǒng)最可能的PN_INC(即PN_INC＝4)，只需搜尋由G1定義的碼空間。且為搜尋下一可能用的PN_INC(即PN_INC＝2)，只需附加搜尋由G2定義的碼空間(即G1+G2)。剩下的G3和G4可能附加為PN_INC＝1而搜尋。如果PN_INC不預(yù)知，則所有的四個(gè)組按以上順序搜尋。然而，導(dǎo)頻搜尋階段還可能被定義為只搜尋G1，或僅為G1和G2然后中止。該階段可用在例如最近使用的信道或在“系統(tǒng)丟失”退出條件。
通過按以上描述的將碼組分組并按特定順序(G1、G2、G3然后G4)搜尋組的方法，最先搜尋最可能PN碼片偏移，最后搜尋最不可能PN碼片偏移。這樣，可以在更短時(shí)間內(nèi)獲得導(dǎo)頻基準(zhǔn)(以及系統(tǒng))的機(jī)會增大了。
圖6示出的導(dǎo)頻搜尋處理可能經(jīng)修改以搜尋由四個(gè)碼集組成的碼空間。在一實(shí)施例中，每個(gè)碼集被分為四段，每段包括如上所述的8191個(gè)碼片偏移。每段被搜尋且為該段選出四個(gè)最大峰值。整個(gè)64個(gè)峰值提供給四個(gè)碼集的總的16段。在這64個(gè)峰值中，16個(gè)最大峰值被選為從檢測子階段的輸出。
在停留階段，16個(gè)峰值的每個(gè)的周圍的窗口被搜尋，且為每個(gè)窗口提供一個(gè)或多個(gè)(例如四個(gè))峰值。在為16個(gè)窗口提供的(例如64個(gè))峰值中，一個(gè)或多個(gè)最大峰值被選為從停留子階段來的輸出。然后試圖在來自停留子階段的每個(gè)最大峰值上引入以確定是否獲得了導(dǎo)頻基準(zhǔn)。
以上提供的特定細(xì)節(jié)是說明特定實(shí)現(xiàn)。一般，整個(gè)碼空間(碼集的每個(gè)組)可能根據(jù)不同實(shí)現(xiàn)和參數(shù)值被搜尋。要搜尋的碼空間可能分為任何數(shù)目的段、任何可能用的窗口大小、任何可能選作停留子階段的每個(gè)窗口的峰值數(shù)以及任何搜尋參數(shù)值(即NC和M)。例如，可能搜尋整個(gè)碼空間(即一段)，可能提供16個(gè)最大峰值作為從檢測子階段到停留子階段的輸出，且在停留子階段找出的最大峰值可能提供給引入。
將整個(gè)碼空間分為四個(gè)組，并每次搜尋一個(gè)組(而不是搜尋所有四個(gè)組)還減少了檢測和停留子階段之間的時(shí)間，改善了一些操作環(huán)境的性能。對移動終端，接收信號可能在終端到處移動時(shí)上下衰落，這取決于多徑是建設(shè)性的還是破壞性的。如果有相對長時(shí)間段在檢測和停留子階段之間過去，則兩個(gè)子階段可能受到獨(dú)立衰落且非相關(guān)信號段可能在一定衰落假設(shè)下被搜尋。這也減少了檢測導(dǎo)頻基準(zhǔn)的總概率。因此，最好在檢測子階段后馬上實(shí)行停留子階段，以保證在兩個(gè)測量中使用相關(guān)的衰落統(tǒng)計(jì)量。
通過將PN_INC＝1的整個(gè)碼空間分為四個(gè)組并每次搜尋一個(gè)組(而不是整個(gè)碼空間)，檢測時(shí)間減少了4倍，這對于衰減環(huán)境是特別期望的。為進(jìn)一步減少檢測和停留子階段的時(shí)間，可能在每個(gè)組內(nèi)一次對一個(gè)碼集實(shí)現(xiàn)搜尋。這可以通過使用圖6示出的處理而實(shí)現(xiàn)。該方案可能進(jìn)一步縮短檢測子階段和停留子階段的時(shí)間達(dá)四倍。要搜尋的碼空間的大小以及不同的其他參數(shù)(例如為每個(gè)子階段選擇的峰值數(shù))可能影響檢測導(dǎo)頻基準(zhǔn)的概率，并且可能調(diào)整這些參數(shù)以獲得期望的性能。
導(dǎo)頻搜尋方案可能設(shè)計(jì)以獲得一組目標(biāo)，可能包括(1)高性能，如由更快獲取速度和高檢測率，以及(2)當(dāng)使用PN_INC為1時(shí)獲得導(dǎo)頻基準(zhǔn)的能力，但在使用最可能的PN_INC為2或4時(shí)提供較短獲取時(shí)間。在下面提供該導(dǎo)頻搜尋方案的一例。
本發(fā)明的一方面提供能獲得以上目標(biāo)的多級導(dǎo)頻搜尋方案。每級根據(jù)對操作環(huán)境的一定假設(shè)均被優(yōu)化并搜尋整個(gè)碼空間。在許多例中(可以考慮為在HDR系統(tǒng)中的大多數(shù)導(dǎo)頻獲取情況)，接收的導(dǎo)頻強(qiáng)度相對較強(qiáng)(例如，-8dB Ior/No或更好)且本地采樣時(shí)鐘有較低的頻率誤差(例如，小于1ppm)。因此，如果使用兩級，則第一級可能設(shè)計(jì)成使得它足夠敏感以在更普遍的強(qiáng)導(dǎo)頻強(qiáng)度和低頻率誤差的操作條件下快速獲得導(dǎo)頻基準(zhǔn)，且第二個(gè)可能設(shè)計(jì)成改善敏感性以獲得較不普遍的低導(dǎo)頻強(qiáng)度和/或高頻率誤差的導(dǎo)頻基準(zhǔn)。
多級導(dǎo)頻搜尋方案提供幾個(gè)好處。第一，不同參數(shù)值集可能用于多級階段的每個(gè)，它可以改善導(dǎo)頻獲取的可能性?？赡苓x擇不同的參數(shù)集以使得導(dǎo)頻檢測概率比不同操作條件大，該條件可能指衰落或AWGN環(huán)境，采樣時(shí)鐘內(nèi)的大或小的頻率偏移等。第二，還提供了時(shí)間分集性，由于每個(gè)階段搜尋器在不同時(shí)間段上搜尋導(dǎo)頻基準(zhǔn)。該時(shí)間分集性對于衰落環(huán)境特別有用。
圖9示出導(dǎo)頻檢測(Pd)的概率相對三個(gè)搜尋參數(shù)值集的接收信號質(zhì)量(Ior/No)。從導(dǎo)頻，對于參數(shù)值NC＝96和M＝1在-8dB的Ior/No，導(dǎo)頻檢測的概率大約為0.87(即Pd＝0.87)，對于參數(shù)值NC＝48和M＝4在同一Ior/No，導(dǎo)頻檢測的概率大約為0.99。在特定實(shí)施例中，第一級可能設(shè)計(jì)成以NC＝96和M＝2操作，且第二級可能用于設(shè)計(jì)成用NC＝48和M＝4操作。用兩級的總導(dǎo)頻檢測大約優(yōu)于0.999。這些是仿真的結(jié)果，實(shí)際的性能會有所不同。在另一特定實(shí)施例中，兩級都設(shè)計(jì)成以MC＝48和M＝4操作。
每級還被設(shè)計(jì)成首先搜尋碼空間對于最可能使用的PN_INC＝4的情況，接著搜尋PN_INC＝2的次可能情況，接著是最不可能的PN_INC＝1的情況。這可以通過將整個(gè)PN_INC＝1的碼空間分為16個(gè)碼集而得到，將碼集組裝成四組，且按上述的順序搜尋每個(gè)組。
在一方面，為進(jìn)一步減少搜尋和獲得導(dǎo)頻基準(zhǔn)的時(shí)間，一個(gè)組的檢測/停留子階段以及另一組的停留子階段可以以流水線的方式平行實(shí)現(xiàn)。參考圖5，檢測和停留子階段可能有搜尋器550實(shí)現(xiàn)，且特定停留子階段的最大峰值能提供給解調(diào)器指510用于引入。由于兩個(gè)不同的元件被用于檢測/停留子階段和引入子階段，這些元件可能以流水體的方式操作，如下所述。
圖7說明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例在一當(dāng)獲得導(dǎo)頻就及早結(jié)束的兩級導(dǎo)頻搜尋方案。該兩級導(dǎo)頻搜尋方案可能用于獲得特定CDMA信道。為簡潔起見，在圖7頂部沿線710a示出第一級的處理，在下面沿線710b示出第二級處理。為了簡潔起見，由搜尋器進(jìn)行的處理在線710上而示出，由解調(diào)器系數(shù)實(shí)現(xiàn)的處理線710下而示出。
起初，在時(shí)間T1，緩沖器(例如圖5中緩沖器558)載入從接收信號導(dǎo)出并對應(yīng)特定時(shí)間段的采樣，如圖4B示出。在時(shí)間T2，檢測子階段(D1)在屬于組G1的四個(gè)碼集上實(shí)現(xiàn)。在一實(shí)施例中，用于該子階段的參數(shù)值如下，NC＝96、M＝2以及WS＝8192。在一實(shí)施例中，從組G1的64個(gè)總峰值產(chǎn)生的每段(WS＝8192)收集四個(gè)最大峰值。峰值然后根據(jù)強(qiáng)度被排序，且選擇最大的16個(gè)峰值并提供給停留子階段。
在時(shí)間T3，緩沖器被載入停留子階段(Dw1)的新采樣。檢測子階段(D1)生成許多噪聲峰值，其中一些可能在大小上可比，或比導(dǎo)頻基準(zhǔn)的大小都大。如果噪聲是隨機(jī)且獨(dú)立的(即不相關(guān))，則導(dǎo)頻序列在另一采樣集上的相關(guān)可能會減少噪聲峰值數(shù)以及在同一位置可能發(fā)生的大噪聲峰值。
在時(shí)間T4，停留子階段(Dw1)在從檢測子階段(D1)來的16個(gè)峰值中心周圍的16個(gè)窗口上實(shí)現(xiàn)。在一實(shí)施例中，用于該子階段的參數(shù)值為NC＝96、M＝2以及WS＝16。在一實(shí)施例中，從每個(gè)窗口收集兩個(gè)最大峰值，產(chǎn)生G1組共32個(gè)候選峰值。峰值然后根據(jù)強(qiáng)度排序，且選中一個(gè)或多個(gè)最大峰值并提供給引入子階段。
在時(shí)間T5，引入子階段(引入1)在從停留子階段(Dw1)提供的一個(gè)或多個(gè)最大峰值上實(shí)現(xiàn)。在一實(shí)施例中，引入只對組G1來的最大峰值上實(shí)現(xiàn)。在另一實(shí)施例中，由Np個(gè)解調(diào)器指在來自G1的Np個(gè)峰值上實(shí)現(xiàn)引入，其中Np可能是二、四或任何比一大的整數(shù)。同時(shí)多個(gè)峰值的進(jìn)發(fā)引入可能提供性能改善。然而，如果進(jìn)發(fā)地在多個(gè)峰值上實(shí)現(xiàn)引入，則可能需要考慮其他因子，如下所述。分配以實(shí)現(xiàn)引入的解調(diào)器指被載入用于引入處理的合適的采樣。
當(dāng)在從組G1來的峰值上實(shí)現(xiàn)引入時(shí)，檢測子階段(D2)在屬于組G2的四個(gè)碼組上實(shí)現(xiàn)。這樣，一個(gè)組(例如G2)的檢測子階段可能與另一組(例如G1)的引入子階段被流水化處理，減少了PN_INC為1或2的導(dǎo)頻搜尋需要的時(shí)間。在一實(shí)施例中，G2的檢測子階段(D2)在用于G1組的引入子階段(DWI)的同一采樣集上實(shí)現(xiàn)。
組G1內(nèi)的峰值的引入子階段一般調(diào)整采樣時(shí)鐘的頻率和相位，這可能由溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(TCXO)所提供。該相位/頻率調(diào)整由頻率跟蹤環(huán)路引導(dǎo)，這可以以領(lǐng)域內(nèi)已知的方法實(shí)現(xiàn)。
在時(shí)間T6，G1的引入子階段完成。如果引入子階段宣稱獲取導(dǎo)頻，則可能放棄所有相繼的事件，且處理以信道獲得指示而結(jié)束?；蛘?，如果引入子階段不能成功地鎖定最大峰值，宣稱G1組的失敗，頻率跟蹤環(huán)路可能重設(shè)到其初始狀態(tài)，如同G1組的引入未進(jìn)行過。例如，頻率累加器的值可能從表格重新載入。如果使用，PN_INC為4在G1的引入子階段后及早中止獲取處理使得能有較短的搜尋時(shí)間。然而，如果宣布失敗，這只是對G1組而不是CDMA信道的整個(gè)碼空間。
在組G2的檢測子階段(D2)完成后，且在頻率跟蹤環(huán)路被重設(shè)后，搜尋器的緩沖器載入停留子階段(Dw2)的采樣。由引入子階段對采樣時(shí)鐘的調(diào)整可能影響停留子階段(Dw2)的性能，因此搜索器緩沖器在引入子階段完成后更新而不是在其進(jìn)行時(shí)更新。停留子階段(Dw2)緩沖器的載入根據(jù)檢測子階段(D2)和引入子階段(pull-in1)需要的時(shí)間長度決定。在圖7示出的例中，引入子階段需要比檢測子階段更長的時(shí)間段，且在引入子階段完成后緩沖器重新載入。
G2、G3和G4的每個(gè)組繼續(xù)以與上述G1組的方法進(jìn)行檢測、停留和引入子階段。在完成組G2的引入子階段后，可能宣布獲得導(dǎo)頻，在該情況下，則放棄下面所有相繼時(shí)間且處理以信道獲得指示而結(jié)束。如果使用PN_INC2，在G2組的引入子階段(Pull-in2)后及早中止獲得處理能減少搜尋時(shí)間。
在時(shí)間T7，在由G4組的停留子階段(Dw4)來的一個(gè)或多個(gè)最大峰值上實(shí)行引入。時(shí)間T7還指明第二級的開始。因此，當(dāng)在從第一級的組G4來的峰值上實(shí)行引入時(shí)，第二級的處理開始且在組G1上實(shí)現(xiàn)檢測子階段(D1)。在一實(shí)施例中，用于檢測第二級的檢測子階段的參數(shù)值為NC＝48、M＝4以及WS＝8192。
在時(shí)間T8，組G4的引入子階段完成。如果引入子階段宣布獲得導(dǎo)頻，則放棄第二階段的所有相繼事件且處理以信道獲得指示結(jié)束?；蛘?，如果引入子階段不成功，則宣布組G4的失敗，搜尋器的緩沖器在頻率跟蹤環(huán)路重設(shè)到原始狀態(tài)后，載入停留子階段(Dw1)的采樣，如上所述。停留子階段然后為G1組實(shí)現(xiàn)，使用以下參數(shù)NC＝48、M＝4以及WS＝16。
第二階段處理與上述的第一階段處理類似。同樣，可能在組G1(使用PN_INC＝4時(shí)及早結(jié)束)或在組G2(如果使用PN_INC＝2時(shí)及早結(jié)束)的引入子階段后宣布導(dǎo)頻獲取。
在時(shí)間T9，第二階段的組G4的引入子階段完成，提供了導(dǎo)頻獲得結(jié)果，結(jié)束兩階段導(dǎo)頻搜尋處理。
圖7示出的兩階段導(dǎo)頻搜尋方案在搜尋第二階段內(nèi)同樣的四個(gè)組前搜尋第一級內(nèi)的所有四個(gè)組。搜尋處理可以被重新安排以一種不同的順序?qū)崿F(xiàn)搜尋，使得在一些情況下獲得經(jīng)改善的搜尋時(shí)間。
圖8說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例側(cè)重于PN_INC為四和二的組G1和G2的兩階段導(dǎo)頻搜尋方案。如果更可能使用PN_INC為四或二，則組G1和G2可能在搜遍其余組G3和G4前先搜遍組G1和G2。
如圖8示出，第一階段的組G1和G2的檢測、停留和引入子階段以與圖7類似的方式實(shí)現(xiàn)。然而，在時(shí)間T10，第二階段的組G1的檢測子階段與第一階段組G2的引入子階段進(jìn)發(fā)實(shí)現(xiàn)。在時(shí)間T11，在完成第一階段的組G2的引入子階段后，且如果沒有宣稱獲得導(dǎo)頻，則搜尋器的緩沖器載入新采樣且實(shí)現(xiàn)第二階段的組G1的停留子階段(Dw1)。第二階段組G1和組G2的檢測、停留和引入子階段緊接著第一階段后實(shí)現(xiàn)。在時(shí)間T12，開始搜尋組G3和組G4，第一級階段的G3的檢測子階段(D3)和第二階段的引入子階段組G2是進(jìn)發(fā)實(shí)現(xiàn)的。之后處理以類似的方式進(jìn)行對組G3和G4的處理。
可以考慮其他處理順序，并在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，可能對G1實(shí)現(xiàn)第一階段和第二階段處理，接著G2的第一階段和第二階段處理，接著G3和G4的第一階段和第二階段處理。該搜尋順序會對PN_INC為四甚至提供的更快的獲得時(shí)間。
如果所有四個(gè)組G1到G4按順序被搜尋而不經(jīng)流水線化，則每級的獲得時(shí)間大致為不經(jīng)流水線TACQ≈4·(TDET+TPULL-IN)在以上的估計(jì)中，忽略載入搜尋器緩沖器和停留時(shí)間，由于它們一般遠(yuǎn)小于檢測和引入時(shí)間。如果在成功搜尋組G1之后及早停止，則獲得導(dǎo)頻的時(shí)間大約為TACQ≈(TDET+TPULL-IN)如果在成功搜遍G1和G2后及早停止，則獲得導(dǎo)頻的時(shí)間大致為TACQ≈2·(TDET+TPULL-IN)因此，成功獲得導(dǎo)頻后及早中止提供了時(shí)間上的節(jié)省，大約為3*(TDET+TPULL-IN)或2*(TDET+TPULL-IN)如果使用了流水線且檢測子階段比引入子階段短，則對每個(gè)整個(gè)階段的獲得時(shí)間大致為TACQ＝4·TDET+TPULL-IN，用流水線法以及TDET＜TPULL-IN且如果使用了流水線且檢測子階段比引入子階段長，則對每個(gè)整個(gè)階段的獲得時(shí)間大致為TACQ＝4·TDET+TPULL-IN，用流水線法以及TDET＞TPULL-IN因此，流水線比未經(jīng)流水線節(jié)省了3*TDET或3*TPULL-IN的時(shí)間。
在獲得時(shí)間內(nèi)可能的改善可以對導(dǎo)頻搜尋方案量化，(1)定義碼集的組和按圖7示出的順序搜尋組，以及(2)對檢測和引入子階段實(shí)現(xiàn)流水線。對此例，實(shí)現(xiàn)檢測、停留以及引入子階段需要的時(shí)間以及載入搜尋器緩沖器的時(shí)間如下緩沖器載入時(shí)間＝2.5msec檢測時(shí)間 ＝300msec(第一階段，NC＝96、M＝2以及WS＝8192檢測時(shí)間 ＝335msec(第二階段，NC＝48、M＝4以及WS＝8192停留時(shí)間 ＝0.3msec引入時(shí)間 ＝848msec對Ior/No為-8dB或更低＝424msec對Ior/No為-8dB到-5dB＝212msec對Ior/No為-5dB到-2dB＝106msec對Ior/No為-2dB或更高表1列出了在圖7中對特定參數(shù)值集(例如NC＝96以及M＝2)的不同信號質(zhì)量(Ior/No)對不同中止點(diǎn)的獲得時(shí)間。第二到第七列列出了中止獲得時(shí)間，在搜尋過(1)第一階段的組G1(圖7的第一“早期退出G1”)，(2)第一階段組G1和G2(第一“早期退出G2”)，(3)第一階段所有四個(gè)組(“第一階段退出”)，(4)第二階段組G1(第二“早期退出G1”)，(5)第二階段組G1和G2(第二“早期退出G2”)以及(6)第二階段的所有四組(“第二階段退出”)。表1示出的獲得時(shí)間是根據(jù)上述的時(shí)間和圖7示出的兩階段導(dǎo)頻搜尋方案導(dǎo)出的。為作比較，如果沒有使用流水線，整個(gè)第一階段的獲得時(shí)間對應(yīng)對Ior/No為-2dB或更高、-2dB到-5dB、-5dB到-8dB以及-8dB或更高，分別大約為1648msec，12072msec以及2920msec以及4616msec。
表1

在上例中，停留子階段與檢測和引入子階段相比，占據(jù)時(shí)間上很少的一部分。由于檢測和引入子階段主宰了獲得需要的時(shí)間，所以通過流水線化獲得了這兩個(gè)子階段時(shí)間上的節(jié)省。如圖7所示，搜尋器緩沖器為停留子階段載入的時(shí)刻(例如在T6時(shí)刻)是由引入和檢測時(shí)間中更長的一個(gè)確定的。
由于檢測和引入子階段經(jīng)流水線化，這兩個(gè)子階段的時(shí)間可能用于大致相互匹配。在上例中，引入時(shí)間根據(jù)信號Ior/No在106msec到848msec范圍內(nèi)。如果引入時(shí)間平均上比300msec長，則檢測子階段可能設(shè)計(jì)成用更多該時(shí)間段。例如，為達(dá)到300msec檢測時(shí)間，檢測階段的參數(shù)值可能為選為NC＝96、M＝2以及WS＝8192，這改善了導(dǎo)頻檢測的概率，如圖9所示。在另一種設(shè)計(jì)中，如果引入時(shí)間平均上為150msec或更少，則150msec的檢測時(shí)間可能提供更佳性能，且可能可以通過NC＝96、M＝1以及WS＝8192的參數(shù)值而獲得。
參數(shù)NC和M一般被選為最優(yōu)化導(dǎo)頻獲得，這可用為平均獲得時(shí)間量化。平均獲得時(shí)間是根據(jù)(1)檢測導(dǎo)頻的概率以及(2)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)頻搜尋處理需要的時(shí)間。這些因子都取決于參數(shù)NC和M。
即使在有較快的第一階段時(shí)可能平均上會較慢獲得導(dǎo)頻基準(zhǔn)。作為一例，考慮在-8dB Ior/No處的導(dǎo)頻基準(zhǔn)。如果使用參數(shù)值NC＝96以及M＝1，則在第一階段內(nèi)檢測導(dǎo)頻的概率為0.87，總概率為0.9987，獲得時(shí)間為TACQ＝0.87·580+0.13·2287＝802msec如果使用參數(shù)值NC＝96以及M＝2，則在第一階段內(nèi)檢測導(dǎo)頻的概率為0.998，總概率為0.9999，獲得時(shí)間為TACQ＝0.998·730+0.002·2437＝733msec因此，平均導(dǎo)頻獲得在第一階段用較慢但更敏感的檢測器(NC＝96以及M＝2)時(shí)實(shí)際上更快。因此，最好第一階段能使用參數(shù)值NC＝96以及M＝2(而不是NC＝96以及M＝1)，以及第二階段使用NC＝48以及M＝4。在衰落環(huán)境中，一般更頻繁使用第二階段，對于減少敏感度的階段(即M＝1)，平均獲得時(shí)間的損失可能更明顯。
終端元件可能用一個(gè)或多個(gè)數(shù)字信號處理器(DSP)、應(yīng)用專用集成電路(ASIC)、處理器、微處理器、控制器、微控制器、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、可編程邏輯器件、其他電子單元、或以上的組合。在此描述的功能和處理還可能用在處理器上執(zhí)行的軟件或軟硬件組合而實(shí)現(xiàn)。例如，可能根據(jù)在控制器控制下的硬件搜尋器實(shí)現(xiàn)導(dǎo)頻獲得，或通過在處理器上(圖5的控制器570)執(zhí)行的程序代碼，或通過一些其他機(jī)制。
為簡潔起見，本發(fā)明的不同方面和實(shí)施例是對符合IS-856的CDMA系統(tǒng)描述。這些方面和實(shí)施例可能還用于其他發(fā)射門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)的無線通信系統(tǒng)。該種系統(tǒng)的例子包括符合cdma2000以及WCDMA標(biāo)準(zhǔn)。
上述優(yōu)選實(shí)施例的描述使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能制造或使用本發(fā)明。這些實(shí)施例的各種修改對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的，這里定義的一般原理可以被應(yīng)用于其它實(shí)施例中而不使用創(chuàng)造能力。因此，本發(fā)明并不限于這里示出的實(shí)施例，而要符合與這里揭示的原理和新穎特征一致的最寬泛的范圍。
權(quán)利要求
1.一種在分為特定導(dǎo)頻偏移的多個(gè)N個(gè)非重疊組的擴(kuò)展PN空間內(nèi)獲得門控導(dǎo)頻信號的方法，其中定義這N個(gè)組，使得當(dāng)PN_INC＝max時(shí)，為獲得門控導(dǎo)頻信號只需搜尋N組的第一組，而當(dāng)PN_INC＜max時(shí)，為獲得門控導(dǎo)頻信號需要搜尋N個(gè)或更少組，該方法包括如果PN_INC＝max，則搜尋第一組以識別門控導(dǎo)頻信號；如果PN_INC＜max，則搜尋至少第一組以識別門控導(dǎo)頻信號，但少于N組；以及從被搜尋的組中識別門控導(dǎo)頻信號。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，N為四且max為四。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，并行搜尋被搜尋的組。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，按順序搜尋被搜尋的組。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述擴(kuò)展PN空間是32768碼片的整數(shù)倍，其中該整數(shù)倍大于一。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述門控導(dǎo)頻信號符合IS-856標(biāo)準(zhǔn)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括如果門控導(dǎo)頻信號在搜尋至少第一組后未被識別出，則搜尋N組的最后一組。
8.無線通信系統(tǒng)內(nèi)一種用于搜尋門控導(dǎo)頻信號的方法其特征在于包括將其中可能找到導(dǎo)頻基準(zhǔn)的總代碼空間分為多個(gè)碼組；根據(jù)在每個(gè)組內(nèi)檢測到導(dǎo)頻基準(zhǔn)的似然性對多個(gè)組進(jìn)行排序；根據(jù)經(jīng)排序的組搜尋導(dǎo)頻基準(zhǔn)；以及在獲得導(dǎo)頻基準(zhǔn)時(shí)終止搜尋。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，每個(gè)碼對應(yīng)于用來產(chǎn)生導(dǎo)頻基準(zhǔn)的偽噪聲(PN)序列的特定碼片偏移。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述的總代碼空間被分為四組。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述每個(gè)組包括多個(gè)碼集，且每個(gè)碼集代表某特定偏移處的特定PN序列。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)組包括最可能用于產(chǎn)生導(dǎo)頻基準(zhǔn)的碼集的第一個(gè)組以及最不可能用于產(chǎn)生導(dǎo)頻基準(zhǔn)的碼集的最后一個(gè)組。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，對每個(gè)組執(zhí)行所述搜尋導(dǎo)頻基準(zhǔn)，且包括在一采樣集中根據(jù)組內(nèi)的碼檢測導(dǎo)頻基準(zhǔn)以提供一個(gè)或多個(gè)候選峰值，以及處理每個(gè)候選峰值以確定導(dǎo)頻基準(zhǔn)的獲得。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述搜尋導(dǎo)頻基準(zhǔn)還包括對不同組的檢測和處理流水線化以減少導(dǎo)頻獲得時(shí)間。
15.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，對每個(gè)組執(zhí)行所述搜尋導(dǎo)頻基準(zhǔn)并且包括在一采樣集中根據(jù)組內(nèi)的碼檢測導(dǎo)頻基準(zhǔn)以提供多個(gè)檢測到的峰值，停留在多個(gè)檢測到的峰值上以提供一個(gè)或多個(gè)候選峰值，以及處理每個(gè)候選峰值以確定導(dǎo)頻基準(zhǔn)的獲得。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，在不同采樣集上執(zhí)行所述檢測和停留。
17.如權(quán)利要求15所述的收發(fā)信機(jī)，其特征在于，所述檢測和停留用參數(shù)值的不同集合來執(zhí)行。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述每個(gè)組被分為多個(gè)段，且其中對多個(gè)段的每一個(gè)執(zhí)行所述檢測并且為每個(gè)段提供一個(gè)或多個(gè)檢測到的峰值。
19.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述搜尋用多個(gè)階段來執(zhí)行，其中每個(gè)階段與代表搜尋所用的一個(gè)相應(yīng)的參數(shù)值集合相關(guān)聯(lián)。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，每次一個(gè)階段地對多個(gè)組執(zhí)行搜尋。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，對多個(gè)階段一個(gè)或多個(gè)組的第一集合執(zhí)行搜尋，接著對多個(gè)階段一個(gè)或多個(gè)組的第二集合執(zhí)行搜索。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述搜尋用兩個(gè)階段來實(shí)現(xiàn)。
23.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述通信系統(tǒng)是CDMA系統(tǒng)。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述CDMA系統(tǒng)符合IS-856標(biāo)準(zhǔn)。
25.無線通信系統(tǒng)內(nèi)一種用于搜尋門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)的方法，其特征在于包括將其中可能找到導(dǎo)頻基準(zhǔn)的總代碼空間分為多個(gè)不重疊碼集的組，其中每個(gè)碼集代表特定偏移處的特定PN序列；根據(jù)在每個(gè)組內(nèi)檢測到導(dǎo)頻基準(zhǔn)的似然性對多個(gè)組進(jìn)行排序，第一組最可能用于產(chǎn)生導(dǎo)頻基準(zhǔn)，而最后一組最不可能用于產(chǎn)生導(dǎo)頻基準(zhǔn)；根據(jù)多個(gè)組搜尋導(dǎo)頻基準(zhǔn)，每次一組，從第一組開始，并且在最后一組結(jié)束；以及在獲得導(dǎo)頻基準(zhǔn)時(shí)終止搜尋。
26.無線通信系統(tǒng)內(nèi)的一種接收機(jī)單元，其特征在于包括搜尋器元件，可配置為根據(jù)PN序列的多個(gè)組接收并與第一采樣集相關(guān)，以提供用于檢測門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)的經(jīng)相關(guān)的值，其中多個(gè)組包括一總代碼空間，其中可能找到導(dǎo)頻基準(zhǔn)，并且根據(jù)在每個(gè)組內(nèi)檢測到導(dǎo)頻基準(zhǔn)的似然性而對導(dǎo)頻基準(zhǔn)進(jìn)行排序，且其中多個(gè)組用來根據(jù)其排序搜尋導(dǎo)頻基準(zhǔn)，且搜尋在獲得導(dǎo)頻基準(zhǔn)時(shí)終止。
27.如權(quán)利要求26所述的接收機(jī)單元，其特征在于還包括解調(diào)元件，用于根據(jù)候選峰值接收并處理第二采樣集，該候選峰值通過對經(jīng)相關(guān)的值的處理而找到，從而提供獲得導(dǎo)頻基準(zhǔn)的指示。
28.如權(quán)利要求27所述的接收機(jī)單元，其特征在于還包括控制器，用于引導(dǎo)搜尋器元件和解調(diào)元件的操作。
29.如權(quán)利要求28所述的接收機(jī)單元，其特征在于，所述控制器還用于向搜尋器元件提供用于將第一采樣集與該P(yáng)N序列各組相關(guān)的一個(gè)參數(shù)值的集合。
全文摘要
在無線通信系統(tǒng)中搜尋門控導(dǎo)頻基準(zhǔn)的技術(shù)。在一方法中，可以找到導(dǎo)頻的總的碼空間被分成許多組的碼集，每個(gè)碼集代表一個(gè)特定PN序列的碼片偏置。所有組根據(jù)在每個(gè)組內(nèi)檢測到導(dǎo)頻的可能性而被排序。碼集的各組然后用于搜尋導(dǎo)頻，每次一組，從最可能成功獲得導(dǎo)頻的那組開始，結(jié)束于最不可能產(chǎn)生導(dǎo)頻的一組。搜尋結(jié)束于成功獲得導(dǎo)頻時(shí)，導(dǎo)頻搜尋可以通過檢測停留和引入子階段而實(shí)現(xiàn)。一組的檢測子階段可以同時(shí)與另一組的引入子階段平行實(shí)現(xiàn)。
文檔編號H04B1/707GK1496613SQ02806588
公開日2004年5月12日 申請日期2002年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月12日
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