專利名稱：多載波碼分多址系統(tǒng)中搜索偽噪聲序列相位的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一般地說，本發(fā)明涉及CDMA(碼分多址)移動(dòng)通信系統(tǒng)中搜索PN(偽隨機(jī)噪聲)序列相位的設(shè)備和方法，更具體地說，本發(fā)明涉及使用多載波的CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中搜索PN序列相位的設(shè)備和方法。
2．相關(guān)技術(shù)描述CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)從話音信號(hào)的發(fā)送/接收發(fā)展成除了話音發(fā)送之外還能提供高速數(shù)據(jù)發(fā)送的IMT-2000。IMT-2000的目的是高質(zhì)話音數(shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)圖像的發(fā)送，和高速互聯(lián)網(wǎng)瀏覽等?，F(xiàn)在已經(jīng)為其中的預(yù)定信息通過數(shù)個(gè)載波發(fā)送的IMT-2000系統(tǒng)提出了多載波方案。多載波方案是在發(fā)送之前用不同的載波調(diào)制通過相同的PN序列擴(kuò)展的信息的處理。
在多載波CDMA系統(tǒng)中發(fā)送器將信息信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)個(gè)并行的信號(hào)并以PN序列乘這些并行信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展。然后，發(fā)送器以不同的本地載波去乘擴(kuò)展信號(hào)的每一個(gè)進(jìn)行調(diào)制。因此，數(shù)據(jù)在不同的頻帶中發(fā)送。當(dāng)發(fā)送器將信息信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行信號(hào)時(shí)，信息信號(hào)被分成基帶中數(shù)個(gè)頻帶信號(hào)并通過以與中心頻率相對(duì)應(yīng)的單個(gè)預(yù)定載波去乘頻帶信號(hào)將其轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)。接收器以相應(yīng)的本地載波乘每個(gè)頻帶信號(hào)以解調(diào)信息信號(hào)。
在多載波CDMA系統(tǒng)中的基站(BS)發(fā)送由含有特有的PN相位補(bǔ)償?shù)腜N序列調(diào)制導(dǎo)頻信號(hào)。MS(移動(dòng)臺(tái))按照串行搜索方案或并行搜索方案搜索多載波信號(hào)的相關(guān)PN序列相位。
當(dāng)電源打開時(shí)，MS獲得導(dǎo)頻信道。MS通過滿足有關(guān)BS生成的PN序列的起始點(diǎn)和自動(dòng)發(fā)出的PN序列的臨界條件進(jìn)行初始PN序列相位搜索。當(dāng)發(fā)生呼叫中斷并獲得PN再獲取信號(hào)時(shí)，MS重新開始PN序列相位搜索。


圖1顯示了在CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用串行搜索方案的PN序列相位搜索器的例子。
參考圖1，控制器150總體控制PN序列相位搜索器?？刂破?50還控制包括積分區(qū)間、窗口寬度和異步累加區(qū)間等的各種參數(shù)，并控制PN代碼發(fā)生器160生成的PN序列的相變。輸入到PN序列相位搜索器的信號(hào)可以是通過移動(dòng)臺(tái)上的調(diào)制解調(diào)器集成電路塊例如進(jìn)行降頻轉(zhuǎn)換、數(shù)字化、和提供的RF處理的信號(hào)。這里，輸入信號(hào)包括由特定BS產(chǎn)生的PN序列。
解擴(kuò)器110將從PN代碼發(fā)生器160接收的PN序列乘以在特定時(shí)間點(diǎn)上接收的信號(hào)來解擴(kuò)這個(gè)信號(hào)。搜索BS生成的PN序列的相位的起始點(diǎn)是預(yù)置的。例如，相位搜索起始點(diǎn)可以是PN補(bǔ)償“0”。
同步累加器120在相應(yīng)積分區(qū)間上累加解擴(kuò)器110的輸出。能量計(jì)算器130根據(jù)BS生成的PN序列和MS生成的PN序列之間的相關(guān)性從累加值中計(jì)算檢測(cè)能量。比較器140對(duì)能量進(jìn)行相互比較并輸出最大的4個(gè)能量值和它的PN相位?？刂破?70控制PN代碼發(fā)生器160生成的PN序列的相變。如果獲得了滿足預(yù)定臨界條件的可靠PN序列相變，控制器150就告知所獲PN序列相位的上游處理器(upper processor)(圖中未畫出)。然后，MS解調(diào)通過同步信道和尋呼信道接收的信號(hào)。
在PN序列相位搜索之后，控制器150從上游處理器接收相應(yīng)的導(dǎo)頻補(bǔ)償信息并控制接收器的各種參數(shù)，使它能夠測(cè)量從鄰近BS發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)的接收強(qiáng)度并將其與當(dāng)前服務(wù)中導(dǎo)頻信號(hào)的接收強(qiáng)度進(jìn)行比較。這個(gè)過程稱為集合管理(set management)。
MS管理有關(guān)當(dāng)前MS所注冊(cè)的BS和其它BS的信息。MS通過尋呼信道接收包括每個(gè)BS的PN補(bǔ)償信息的相鄰BS列表報(bào)文、測(cè)量從每個(gè)鄰近BS接收的導(dǎo)頻信號(hào)的強(qiáng)度，并將這個(gè)測(cè)量用作確定越區(qū)切換的依據(jù)。也就是說，MS管理有效集合、鄰近集合和候選集合。有效集合對(duì)應(yīng)于當(dāng)前與MS通信的BS，鄰近集合包括可能候選進(jìn)行越區(qū)切換的BS，和候選集合包括當(dāng)前沒有用于數(shù)據(jù)解調(diào)但其能量大到足夠進(jìn)行數(shù)據(jù)解調(diào)的BS。
圖2是CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中另一個(gè)串行PN序列相位搜索器例子的方塊圖。
參考圖2，載波解調(diào)器210中的乘法器202和206分別以本地載波cosWct和sinWct乘輸入信號(hào)，使得輸入信號(hào)被解調(diào)成同相信號(hào)I和正交相位信號(hào)Q。匹配濾波器204和208恢復(fù)信號(hào)I和Q的波形，而解擴(kuò)器220利用從PN代碼發(fā)生器(圖中未畫出)接收的I-分量PN代碼和Q-分量PN代碼解擴(kuò)恢復(fù)的信號(hào)I和Q。積分器225和255在預(yù)定積分區(qū)間內(nèi)累加解擴(kuò)信號(hào)I和Q。能量檢測(cè)器230和260對(duì)該和值求平方并根據(jù)BS生成的PN代碼和MS生成的PN代碼之間的相關(guān)性計(jì)算檢測(cè)能量。加法器235將能量檢測(cè)器230和260的輸出相加。比較器240將計(jì)算的檢測(cè)能量與閾值檢測(cè)能量進(jìn)行比較。控制器250根據(jù)比較結(jié)果將相應(yīng)的PN相位控制信號(hào)饋送到PN代碼發(fā)生器。
如上所述，在多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中，MS能夠利用串行搜索方案或并行搜索方案搜索從BS接收的多載波信號(hào)的PN序列相位。
然而，如果在多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中不同頻帶信號(hào)的PN相位串行地得到搜索，單個(gè)串行PN序列相位搜索器應(yīng)該同時(shí)搜索數(shù)個(gè)PN序列(例如，三個(gè)PN序列)，從而延長了PN序列相位搜索和設(shè)置管理所需要的時(shí)間和顯著地降低了接收性能。尤其是，在發(fā)生越區(qū)切換時(shí)，單個(gè)串行PN序列相位搜索器在迅速的信道變化環(huán)境中不能迅速地處理信道變化速率。因此，更有可能發(fā)生呼叫中斷。
這個(gè)問題既可以通過提高串行PN序列相位搜索器的工作速度也可以使用并行PN序列相位搜索器來解決。當(dāng)在多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中串行搜索不同頻帶信號(hào)的PN序列相位時(shí)，單個(gè)串行PN序列相位搜索器可以以高N倍(N是接收的頻帶信號(hào)數(shù))的速率工作。例如，在3-頻帶CDMA通信系統(tǒng)中，24×PN序列相位搜索器可以用來代替8×PN序列相位搜索器。24×PN序列相位搜索器可以處理3-頻帶PN序列，但由于顯著增加了硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，這種方案是難以實(shí)現(xiàn)的。
基于并行搜索方案的PN序列相位搜索器可以通過并行地連接圖2所示的串行PN序列相位搜索器來達(dá)到。每個(gè)PN序列相位搜索器搜索多頻帶輸入信號(hào)中相應(yīng)信號(hào)的PN序列的相位。如果每個(gè)PN序列相位搜索器在相同的搜索起始點(diǎn)對(duì)由特定BS生成的相應(yīng)頻帶輸入信號(hào)進(jìn)行PN序列相位搜索，這意味著在每個(gè)頻帶上的相同假設(shè)點(diǎn)是以PN序列相位搜索為前提的。因此，PN序列相位搜索所需要的時(shí)間幾乎等于在串行搜索方案中所需要的時(shí)間。由于PN序列相位搜索器的性能是根據(jù)其縮短平均搜索時(shí)間的能力來評(píng)價(jià)的，故縮短平均搜索時(shí)間的方法應(yīng)該在將并行搜索方案應(yīng)用于多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)之前得到實(shí)現(xiàn)。
在CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中每個(gè)BS都有用來標(biāo)識(shí)BS的唯一導(dǎo)頻PN補(bǔ)償。在多載波系統(tǒng)中，由特定BS發(fā)送的不同載波輸入信號(hào)或不同頻帶輸入信號(hào)具有相同的導(dǎo)頻PN補(bǔ)償。但是，考慮到移動(dòng)通信環(huán)境的實(shí)際情況，頻帶信號(hào)并不設(shè)置在相同的衰落環(huán)境中。因此，BS將相同的導(dǎo)頻信號(hào)加載在每個(gè)頻帶或載波信號(hào)上進(jìn)行發(fā)送，使得MS能夠搜索所有頻帶信號(hào)或所有載波信號(hào)的PN序列相位。
因此，如果在并行搜索方案中每個(gè)串行PN序列相位搜索器通過在不同的相位搜索起始點(diǎn)上生成PN序列進(jìn)行PN序列相位搜索，那么，PN序列相位搜索時(shí)間的平均值可以得到縮短。例如，為了搜索含有32768個(gè)假設(shè)點(diǎn)(hypotheses)的PN序列，將32768個(gè)假設(shè)點(diǎn)分成N份，N是串行PN序列搜索器的個(gè)數(shù)，其中每個(gè)串行PN序列搜索器在相應(yīng)區(qū)段的相位點(diǎn)上生成PN代碼。這樣，用于PN序列相位搜索所需要的時(shí)間可以縮短為原來的N分之一。
盡管在多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中BS的PN補(bǔ)償在BS發(fā)送的每個(gè)頻帶信號(hào)中是相同的，但衰落影響和多路徑特性在每個(gè)頻帶中是有差別的。也就是說，不能保證MS接收的每個(gè)頻帶信號(hào)具有相同的PN序列相位。因此，多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)該對(duì)不同的頻帶輸入信號(hào)的每一個(gè)都進(jìn)行PN序列相位搜索。
當(dāng)特定串行PN序列搜索器完成滿足預(yù)定條件的PN序列相位搜索并確定最小PN序列相位變化范圍時(shí)，其它PN序列相位搜索器正在利用不同的搜索條件搜索它們各自的頻帶輸入信號(hào)的PN序列相位。其它頻帶輸入信號(hào)的PN序列相位將在最小相位變化區(qū)間之內(nèi)。由于在最小相位變化區(qū)間被確定之前每個(gè)PN序列相位搜索器在不同的搜索條件下工作，因此，縮短了PN序列相位搜索時(shí)間的平均值，由于初始階段花費(fèi)大部分PN序列相位搜索時(shí)間，故PN序列相位搜索時(shí)間可以縮短到原來的1/2或1/3。
在確定了最小PN序列相位變化范圍之后，每個(gè)PN序列相位搜索器應(yīng)該在最小相位變化區(qū)間內(nèi)進(jìn)行PN序列相位搜索。
本發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中搜索PN序列相位的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中的PN序列相位搜索設(shè)備和方法，其中每個(gè)PN序列相位搜索器在不同的搜索條件下搜索來自每個(gè)頻帶的接收信號(hào)之一的PN序列相位并確定最小PN序列相位變化范圍，從而縮短平均PN序列相位搜索時(shí)間。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中的PN序列相位搜索設(shè)備和方法，其中至少兩個(gè)PN序列相位搜索器在不同的搜索條件下搜索至少兩個(gè)頻帶信號(hào)之一的PN序列相位并輸出PN相位和能量信息，并且，制器將不同的搜索條件指定給PN序列相位搜索器并根據(jù)PN相位和能量信息確定最小相位變化區(qū)間。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中的PN序列相位搜索設(shè)備和方法，其中，至少兩個(gè)PN序列相位搜索器在不同的搜索條件下搜索至少兩個(gè)頻帶信號(hào)之一的PN序列相位并輸出PN相位和能量信息，控制器將不同的搜索條件指定給PN序列相位搜索器并根據(jù)PN相位和能量信息確定最小相位變化區(qū)間，并且，至少兩個(gè)PN序列相位搜索器在所確定的最小相位變化區(qū)間內(nèi)各自搜索指定(相應(yīng))頻帶信號(hào)的PN序列相位。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中的PN序列相位搜索設(shè)備和方法，其中每個(gè)PN序列相位搜索器在不同搜索起始點(diǎn)上搜索相應(yīng)頻帶輸入信號(hào)的PN序列相位。
為了達(dá)到上面目的，在多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中提供了PN序列相位搜索設(shè)備。至少兩個(gè)PN序列相位搜索器利用不同的指定搜索條件搜索至少兩個(gè)不同頻帶輸入信號(hào)之一的PN序列相位并輸出PN相位和能量信息?？刂破鲗⒉煌乃阉鳁l件指定給PN序列相位搜索器并根據(jù)從PN序列相位搜索器接收的PN相位和能量信息確定最小相位變化區(qū)間。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，上面目的是通過在多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中提供PN序列相位搜索方法來達(dá)到的。在不同的指定搜索條件下并行地搜索至少兩個(gè)不同的頻帶輸入信號(hào)之一的PN序列相位，輸出PN相位和能量信息，并根據(jù)PN相位和能量信息確定最小相位變化區(qū)間。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，上面目的還可以通過在多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中提供PN序列相位搜索方法來達(dá)到。利用不同的指定搜索條件并行地搜索至少兩個(gè)不同的頻帶輸入信號(hào)之一的PN序列相位，輸出關(guān)于PN相位和能量的信息，對(duì)能量進(jìn)行分類并將最大能量與一閾值進(jìn)行比較，如果最大能量大于閾值，在基于其能量和相位的新的條件下進(jìn)行PN序列相位搜索，輸出關(guān)于PN相位和能量的信息及其頻率誤差，對(duì)能量進(jìn)行分類并將最大能量與一更高閾值進(jìn)行比較，和將頻率誤差與一頻率閾值進(jìn)行比較，如果最大能量大于能量閾值并且頻率誤差小于頻率閾值，重復(fù)與上面情況相同的處理預(yù)定的次數(shù)，并且，如果存在滿足所有條件的PN相位，根據(jù)與能量信息相對(duì)應(yīng)的相位信息確定最小相位變化區(qū)間。
附圖的簡要描述通過結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行如下詳細(xì)說明，本發(fā)明的上面和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見，在附圖中圖1是CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中串行PN序列相位搜索器實(shí)例的方塊圖；圖2是CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中另一個(gè)串行PN序列相位搜索器實(shí)例的方塊圖；圖3顯示了在根據(jù)本發(fā)明的多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中N個(gè)串行PN序列相位搜索器的不同搜索起始點(diǎn)的實(shí)例；圖4是在根據(jù)本發(fā)明的多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中PN序列相位搜索設(shè)備實(shí)施例的方塊圖；圖5是在根據(jù)本發(fā)明的多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中另一個(gè)PN序列相位搜索設(shè)備實(shí)施例的方塊圖；圖6是描繪多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中并行PN序列相位搜索實(shí)施例的流程圖；圖7是描繪多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中第三個(gè)并行PN序列相位搜索優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述下面參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。在如下的描述中，對(duì)那些眾所周知的功能或結(jié)構(gòu)將不作詳細(xì)描述，因?yàn)樗鼈儗?huì)使本發(fā)明的特征淹沒在不必要的細(xì)節(jié)之中。
在使用并行PN序列搜索方案的多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中，數(shù)個(gè)PN序列相位搜索器被指定給在不同頻帶中接收的兩個(gè)信號(hào)之一并使用不同的搜索條件搜索頻帶的PN序列相位。這里，不同的搜索條件可以包括與搜索起始點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的相位和搜索區(qū)間。因此，每個(gè)串行PN序列相位搜索器可以生成PN序列并在不同的搜索起始點(diǎn)上搜索PN序列相位。因此，縮短了平均PN序列相位搜索時(shí)間。
首先介紹一下PN圓(circle)的概念作為背景知識(shí)以幫助理解本發(fā)明。CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中的發(fā)送器在發(fā)送之前以高數(shù)據(jù)速率的PN序列乘信息信號(hào)。然后，接收器獲得發(fā)送器的PN序列同步，以PN序列乘接收信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)，和恢復(fù)信息信號(hào)。信道編碼的隨機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)或符號(hào)用相應(yīng)的正交碼進(jìn)行正交擴(kuò)展以用于數(shù)據(jù)發(fā)送，并用發(fā)送速率為1.2288MHz的PN序列進(jìn)行擴(kuò)展。導(dǎo)頻信號(hào)是通過正交擴(kuò)展由正交碼W0擴(kuò)展的所有值均為“+1”的未解調(diào)信號(hào)和由PN序列擴(kuò)展正交擴(kuò)展信號(hào)生成的。
PN序列的周期可以是215-1，并且在PN序列中“1”或“-1”以相同的頻率出現(xiàn)。每個(gè)BS都有唯一的PN序列相位起始點(diǎn)，并且，MS搜索導(dǎo)頻信號(hào)的PN序列以便與BS保持同步。周期為32768的PN序列通常用一個(gè)PN圓來表示。
圖3顯示了在根據(jù)本發(fā)明的多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中N個(gè)串行PN序列相位搜索器的不同搜索起始點(diǎn)的實(shí)例。
這里，PN圓31至3N中的每個(gè)刻度表示PN序列相位，而刻度之間的間隔對(duì)應(yīng)于PN碼片持續(xù)時(shí)間。每個(gè)PN圓中的箭頭表示不同的搜索起始點(diǎn)，即，指定給每個(gè)PN序列相位搜索器的不同PN序列相位。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，每個(gè)PN圓被分成N份。
圖4是在根據(jù)本發(fā)明的多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中一個(gè)PN序列相位搜索設(shè)備實(shí)施例的方塊圖。
參考圖4，載波解調(diào)器400解調(diào)RF載波解調(diào)的輸入信號(hào)。載波解調(diào)器400中的第一至第N乘法器410、412和414接收RF載波解調(diào)的信號(hào)并以第一至第N本地載波去乘它們，從而解調(diào)每個(gè)頻帶信號(hào)。載波解調(diào)器400中的匹配濾波器416、418和420恢復(fù)解調(diào)的頻帶信號(hào)的波形。
如圖1或圖2那樣構(gòu)成的第一至第N PN序列相位搜索器430、440和450根據(jù)由控制器460控制之下所指定的不同搜索條件搜索第一至第N頻帶信號(hào)的PN序列相位并輸出關(guān)于PN相位和能量的信息。這里，不同的搜索條件可以是與不同搜索起始點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的PN相位和搜索區(qū)間。另外，第一至第N PN序列相位搜索器430、440和450可以根據(jù)不同的搜索條件在不同的搜索起始點(diǎn)上搜索PN序列相位。
控制器460通過控制和指定基于從第一至第N PN序列相位搜索器430、440和450接收的PN相位和能量信息的相應(yīng)搜索條件來控制第一至第N PN序列相位搜索器430、440和450的工作。
控制器460接收PN相位和能量信息、指定相應(yīng)的搜索條件、和按照預(yù)定的PN序列相位搜索算法確定最小相位變化區(qū)間。然后，為了搜索相應(yīng)頻帶輸入信號(hào)的PN序列相位，最小相位變化區(qū)的信息由所有PN序列相位搜索器共享。因此，第一至第N PN序列相位搜索器430、440和450在最小相位變化區(qū)間內(nèi)對(duì)每個(gè)指定的(相對(duì))頻帶信號(hào)進(jìn)行各自的PN序列相位搜索。
如果在最小相位變化區(qū)間內(nèi)獲得了PN相位，控制器460告知PN相位獲取的上游處理器(圖中未畫出)。因此，MS(圖中未畫出)在接下來的步驟中解調(diào)同步信道。在PN序列相位搜索之后，控制器460從上游處理器接收相應(yīng)的導(dǎo)頻補(bǔ)償信息，控制相應(yīng)的搜索條件，測(cè)量從鄰近BS接收的導(dǎo)頻信號(hào)的強(qiáng)度，并將它們與當(dāng)前服務(wù)中的導(dǎo)頻信號(hào)的強(qiáng)度進(jìn)行比較。
同時(shí)，如果從PN序列相位搜索器430、440和450接收的最大能量滿足一閾值，控制器460將包括高于前一個(gè)閾值的新能量閾值、頻率誤差閾值、基于含有最大能量的PN相位的新定義的搜索窗口寬度和搜索起始點(diǎn)、相關(guān)區(qū)間、等等的新的相應(yīng)搜索條件指定給滿足閾值的PN序列相位搜索器，并用新的搜索條件進(jìn)行PN序列相位搜索，如果最大能量和頻率誤差滿足相應(yīng)的閾值，重復(fù)與上面情況相同的處理預(yù)定的次數(shù)，以達(dá)到更高的穩(wěn)定性和較低的假報(bào)警概率。如果存在滿足所有條件的PN相位，控制器460根據(jù)PN相位確定最小相位變化區(qū)間并控制由所有PN序列相位搜索器共享的最小相位變化區(qū)間。因此，閾值逐步變得更加嚴(yán)格(strict)。
如果最大能量或頻率誤差在任何階段都不滿足閾值，控制器460將包括另一個(gè)搜索窗口寬度和起始點(diǎn)的另一個(gè)搜索條件指定給并不滿足閾值的PN序列相位搜索器430、440和450并重新開始PN相位搜索。
如果搜索重復(fù)次數(shù)更多和控制器使用更適當(dāng)?shù)臈l件，那么穩(wěn)定性可以進(jìn)一步得到提高和假報(bào)警概率可以進(jìn)一步得到降低。
雖然在圖4所示的實(shí)施例中在確定最小相位變化區(qū)間之前每個(gè)PN序列相位搜索器搜索其相應(yīng)頻帶輸入信號(hào)的PN序列相位，但這只是一個(gè)示范性的應(yīng)用?？梢赃M(jìn)一步設(shè)想，在確定最小相位變化區(qū)間之前，每個(gè)PN序列相位搜索器在不同的搜索條件下搜索特定頻帶輸入信號(hào)的PN序列相位。在最小相位變化區(qū)間確定之后，每個(gè)PN序列相位搜索器應(yīng)該再次搜索其相應(yīng)頻帶輸入信號(hào)的PN序列相位。
圖5是在根據(jù)本發(fā)明的多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中另一個(gè)PN序列相位搜索設(shè)備實(shí)施例的方塊圖。
參考圖5，載波解調(diào)器510解調(diào)RF載波解調(diào)的信號(hào)。如圖1所示的那樣構(gòu)成的第一至第N搜索器530至550在不同的搜索條件下搜索從轉(zhuǎn)換器520接收的第一至第N頻帶信號(hào)之一的PN序列相位并輸出關(guān)于PN相位和能量的信息。這里，不同的搜索條件可以是與搜索起始點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的PN相位和搜索區(qū)間。另外，第一至第N PN序列相位搜索器530至550可以根據(jù)不同的搜索條件從不同的搜索起始點(diǎn)進(jìn)行PN序列相位搜索。
控制器560通過控制和指定基于從第一至第N PN序列相位搜索器530至550接收的PN相位和能量信息的相應(yīng)搜索條件來控制第一至第N PN序列相位搜索器530至550的工作。
控制器560接收PN相位和能量信息，指定相應(yīng)的搜索條件、和按照預(yù)定的PN序列相位搜索算法確定最小相位變化區(qū)間。然后，為了搜索相應(yīng)頻帶輸入信號(hào)的PN序列相位，最小相位變化區(qū)間的信息由所有PN序列相位搜索器共享。因此，第一至第N PN序列相位搜索器530至550在最小相位變化區(qū)間內(nèi)對(duì)它們各自的頻帶信號(hào)進(jìn)行PN序列相位搜索。
如果在最小相位變化區(qū)間內(nèi)獲得了PN相位，控制器560告知PN相位獲取的上游處理器(圖中未畫出)。因此，MS(圖中未畫出)在接下來的步驟中解調(diào)同步和尋呼信道。
在確定最小相位變化區(qū)間之前，轉(zhuǎn)換器520在控制器560的控制之下將第一至第N頻帶輸入信號(hào)之一轉(zhuǎn)換到相應(yīng)PN序列相位搜索器的輸入端。在最小相位變化區(qū)間確定之后，轉(zhuǎn)換器520在控制器560的控制下將第一至第N頻帶輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換到相應(yīng)第一至第N PN序列相位搜索器的輸入端。
圖6是描繪在根據(jù)本發(fā)明的多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中PN序列相位搜索實(shí)施例的流程圖。
參考圖6，在步驟610，載波解調(diào)器510解調(diào)每個(gè)頻帶輸入信號(hào)，在步驟620，轉(zhuǎn)換器520將特定頻帶輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換到第一至第N PN序列相位搜索器530至550的輸入端。在步驟630，每個(gè)PN序列相位搜索器根據(jù)由控制器560指定的不同搜索條件搜索特定頻帶信號(hào)的PN序列相位并輸出關(guān)于相應(yīng)PN相位和能量的信息。在步驟645，控制器560確定最小相位變化區(qū)間，而在步驟650，轉(zhuǎn)換器520在控制器560的控制下將第一至第N頻帶輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換到相應(yīng)第一至第N PN序列相位搜索器530至550的輸入端。在步驟660，每個(gè)PN序列相位搜索器在最小相位變化區(qū)間內(nèi)根據(jù)由控制器560指定的、與最小相位變化區(qū)間相對(duì)應(yīng)的搜索條件搜索其相應(yīng)頻帶信號(hào)的PN序列相位。在步驟670，控制器560將每個(gè)頻帶中關(guān)于獲取的PN相位的信息傳送到上游處理器。
同時(shí)，多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)該與傳統(tǒng)單載波CDMA移動(dòng)通訊系統(tǒng)保持相容性。例如，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)所支持的當(dāng)前服務(wù)類型轉(zhuǎn)換MS工作模式，也就是說，根據(jù)是支持多載波模式還是單載波模式來轉(zhuǎn)換MS的工作模式。如果設(shè)置成多載波模式的MS漫游到支持單載波模式的服務(wù)區(qū)域或在這個(gè)服務(wù)區(qū)域中電源是打開的，MS會(huì)自動(dòng)地轉(zhuǎn)換到單載波模式。
因此，并行PN序列相位搜索設(shè)備也應(yīng)該對(duì)單載波或單頻帶信號(hào)進(jìn)行PN序列相位搜索。如果每個(gè)PN序列相位搜索器在不同的搜索起始點(diǎn)上搜索單頻帶信號(hào)的PN序列相位，PN序列搜索所需要的時(shí)間也會(huì)縮短。
圖7是描繪在多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中第三個(gè)PN序列相位搜索實(shí)施例的流程圖。
參考圖5和7，如果在步驟710 MS上的電源是打開的，在步驟720控制器460判斷MS是設(shè)置在多載波模式上還是設(shè)置在單載波模式上。該判斷可以根據(jù)有關(guān)從上游處理器接收到的MS工作模式的信息或有關(guān)是否需要越區(qū)切換到另一種模式上的信息來得出。
在多載波模式中，在步驟730，載波解調(diào)器400在控制器460或上游處理器的控制下通過相應(yīng)的本地載波解調(diào)每個(gè)頻帶信號(hào)。在步驟740，每個(gè)PN序列相位搜索器在控制器460的控制下在不同的搜索起始點(diǎn)上搜索相應(yīng)頻帶信號(hào)的PN序列相位。
在單載波模式中，在步驟750，載波解調(diào)器400在控制器460或上游處理器的控制下通過單個(gè)本地載波解調(diào)接收信號(hào)。然后，將單個(gè)頻帶信號(hào)施加到每個(gè)PN序列相位搜索器的輸入端。在步驟760，每個(gè)PN序列相位搜索器在控制器460的控制下在不同的搜索起始點(diǎn)上搜索單個(gè)頻帶信號(hào)的PN序列相位。在步驟770，控制器460將所獲取的相應(yīng)PN相位信息傳送到上游處理器。
圖8A顯示了在根據(jù)本發(fā)明的多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中PN序列相位搜索器的不同搜索起始點(diǎn)的實(shí)例。
在圖8A中，顯示了含有三個(gè)PN序列相位搜索器801、802和803的PN圓800。PN圓800被分成三個(gè)區(qū)段，每個(gè)PN序列相位搜索器被指定在相應(yīng)的搜索起始點(diǎn)上。每個(gè)PN序列相位搜索器接收單個(gè)頻帶信號(hào)并通過設(shè)置從相應(yīng)搜索起始點(diǎn)開始的搜索窗口804搜索單個(gè)頻帶信號(hào)的PN序列相位。
圖8B顯示了在根據(jù)本發(fā)明的多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中PN序列相位搜索器的不同搜索起始點(diǎn)的另一個(gè)實(shí)例。
在圖8B中，假定PN序列相位搜索器數(shù)量是三個(gè)，PN圓，即PN序列，被劃分成從“0”PN補(bǔ)償開始的預(yù)定搜索區(qū)間840，然后，劃分的搜索區(qū)間被依次指定給PN序列相位搜索器810、820和830。
圖9A和9B顯示了在根據(jù)本發(fā)明的多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中第一個(gè)PN序列相位搜索實(shí)施例。
圖9A顯示了這樣一個(gè)過程，在分別為第一、第二和第三的每個(gè)PN序列相位搜索器901、902和903在不同的條件下搜索特定頻帶信號(hào)，例如，第二頻帶信號(hào)的同時(shí)，輸出有關(guān)與參考標(biāo)號(hào)11所表示的最小相位變化區(qū)間相對(duì)應(yīng)的PN相位和能量的信息，并且控制器確定最小相位變化區(qū)間的過程。
圖9B顯示了控制器確定最小相位變化區(qū)間并將有關(guān)最小相位區(qū)間的信息提供給第一至第三PN序列相位搜索器以使第一至第三PN序列相位搜索器搜索它們相應(yīng)的頻帶信號(hào)的PN序列相位的過程。圖9B中的PN相位4、5和6是從每個(gè)頻帶信號(hào)獲得的，并且以后應(yīng)用在解調(diào)同步信道中的最后PN相位。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中，每個(gè)PN序列相位搜索器根據(jù)不同的搜索條件搜索輸入頻帶信號(hào)的PN序列相位，然后確定最小PN相位變化范圍。因此，縮短了PN序列相位搜索時(shí)間的平均值。尤其是，由于大多數(shù)時(shí)間消耗在進(jìn)行PN序列相位搜索的初始階段，PN序列相位搜索時(shí)間可以縮短到傳統(tǒng)搜索時(shí)間的二分之一或三分之一。此外，當(dāng)MS上的電源打開或呼叫中斷時(shí)，最初PN相位獲取和呼叫恢復(fù)也縮短了。
在最小相位變化區(qū)間確定之后，再次對(duì)每個(gè)頻帶信號(hào)進(jìn)行PN序列相位搜索。因此，可以對(duì)呈現(xiàn)不同的衰落影響和不同的多路徑特性的每個(gè)頻帶輸入信號(hào)以降低了的假報(bào)警概率實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定PN序列相位搜索。
雖然通過參考本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了圖示和描述，但熟悉本技術(shù)的人員應(yīng)該明白，對(duì)本發(fā)明所作的各種形式上和細(xì)節(jié)上的變動(dòng)均不偏離所附權(quán)利要求書所規(guī)定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1．一種多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中的PN序列相位搜索設(shè)備，包括至少兩個(gè)PN序列相位搜索器，用來利用不同的指定搜索條件搜索至少兩個(gè)不同頻帶輸入信號(hào)之一的PN序列相位，并用來輸出PN相位和能量信息；和一控制器，用來將所述不同搜索條件指定給所述至少兩個(gè)PN序列相位搜索器，并用來根據(jù)從所述至少兩個(gè)PN序列相位搜索器接收的PN相位和能量信息確定最小相位變化區(qū)間。
2．如權(quán)利要求1所述的PN序列相位搜索設(shè)備，其中所述不同搜索條件包括與數(shù)個(gè)PN序列相位搜索起始點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的相位和搜索區(qū)間。
3．如權(quán)利要求2所述的PN序列相位搜索設(shè)備，其中在所述不同搜索條件下的所述數(shù)個(gè)PN序列相位搜索起始點(diǎn)是通過將PN序列除以PN序列相位搜索器的數(shù)目而被指定給所述至少兩個(gè)PN序列相位搜索器的。
4．如權(quán)利要求2所述的PN序列相位搜索設(shè)備，其中所述不同搜索條件是通過將PN序列劃分成預(yù)定區(qū)間來設(shè)置的，并且劃分的搜索區(qū)間被依次指定給所述至少兩個(gè)PN序列相位搜索器。
5．如權(quán)利要求1所述的PN序列相位搜索設(shè)備，其中所述至少兩個(gè)PN序列相位搜索器在所述控制器所確定的最小相位變化區(qū)間內(nèi)進(jìn)行PN序列相位搜索。
6．如權(quán)利要求5所述的PN序列相位搜索設(shè)備，其中在所述控制器的控制下，所述至少兩個(gè)不同頻帶輸入信號(hào)之一在所述不同搜索條件被指定的時(shí)間點(diǎn)上被轉(zhuǎn)換到所述至少兩個(gè)PN序列相位搜索器，并且所述頻帶輸入信號(hào)是在最小相位變化范圍被確定的時(shí)間點(diǎn)上被轉(zhuǎn)換到相應(yīng)PN序列相位搜索器的。
7．一種在多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中的PN序列相位搜索方法，包括下列步驟利用不同的指定搜索條件并行地搜索至少兩個(gè)不同頻帶輸入信號(hào)之一的PN序列相位；輸出PN相位和能量信息；和根據(jù)PN相位和能量信息確定最小相位變化區(qū)間。
8．如權(quán)利要求7所述的PN序列相位搜索方法，其中不同的指定搜索條件包括與數(shù)個(gè)PN序列相位搜索起始點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的相位和搜索區(qū)間。
9．如權(quán)利要求8所述的PN序列相位搜索方法，其中不同的搜索條件是通過將PN序列除以并行PN序列相位搜索器的數(shù)目并且將相除所得的相應(yīng)相位指定為PN序列相位搜索起始點(diǎn)來設(shè)置的。
10．如權(quán)利要求8所述的PN序列相位搜索方法，其中不同的搜索條件是通過將PN序列以劃分成預(yù)定區(qū)間來設(shè)置的，并且劃分的搜索區(qū)間被依次指定用于并行PN序列相位搜索。
11．如權(quán)利要求7所述的PN序列相位搜索方法，其中最小相位變化區(qū)間是由與能量中的最高能量相對(duì)應(yīng)的相位信息來確定的。
12．如權(quán)利要求7所述的PN序列相位搜索方法，進(jìn)一步包括如下步驟在所確定的最小相位變化區(qū)間中搜索每個(gè)輸入信號(hào)的PN序列相位；和在最小相位變化區(qū)間確定步驟之后將搜索所需要的PN序列相位傳送到上游處理器。
13．如權(quán)利要求11所述的PN序列相位搜索方法，進(jìn)一步包括下列步驟在所確定的最小相位變化區(qū)間中搜索每個(gè)輸入信號(hào)的PN序列相位；和在最小相位變化區(qū)間確定步驟之后將搜索所需要的PN序列相位傳送到上游處理器。
14．一種多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中的PN序列相位搜索方法，包括下列步驟在指定的不同搜索條件下并行地搜索至少兩個(gè)不同頻帶輸入信號(hào)之一的PN序列相位，并輸出關(guān)于PN相位和能量的信息；對(duì)每個(gè)搜索器的能量進(jìn)行分類并將每個(gè)最大能量與隨PN序列相位搜索次數(shù)而變化的一閾值進(jìn)行比較；如果最大能量滿足閾值，將新的相對(duì)搜索條件指定給滿足閾值的PN序列相位搜索器，并且利用新的搜索條件進(jìn)行PN序列相位搜索；如果最大能量和頻率誤差滿足相應(yīng)閾值，重復(fù)與上面情況相同的處理預(yù)定的次數(shù)；如果存在滿足所有條件的PN相位，根據(jù)PN相位信息確定最小相位變化區(qū)間；和如果最大能量或頻率誤差在任何階段都不滿足閾值，將包括另一個(gè)搜索窗口寬度和起始點(diǎn)的另一個(gè)搜索條件指定給不滿足閾值的PN序列相位搜索器，并重新開始PN相位搜索。
15．如權(quán)利要求14所述的PN序列相位搜索方法，其中閾值是根據(jù)PN序列相位搜索次數(shù)逐步增大的。
16．如權(quán)利要求14所述的PN序列相位搜索方法，其中只有當(dāng)輸出高于閾值的能量時(shí)，才重新開始PN序列相位搜索。
17．如權(quán)利要求14所述的PN序列相位搜索方法，其中不同的搜索條件包括與數(shù)個(gè)PN序列相位搜索起始點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的相位和搜索區(qū)間。
18．如權(quán)利要求17所述的PN序列相位搜索方法，其中不同的搜索條件是通過將PN序列除以并行PN序列相位搜索器的數(shù)目并將相除所得的相應(yīng)相位指定為PN序列相位搜索起始點(diǎn)來設(shè)置的。
19．如權(quán)利要求17所述的PN序列相位搜索方法，其中不同的搜索條件是通過將PN序列劃分成預(yù)定區(qū)間來設(shè)置的，并且劃分的搜索區(qū)間被依次指定用于并行PN序列相位搜索。
20．如權(quán)利要求14所述的PN序列相位搜索方法，進(jìn)一步包括下列步驟在所確定的最小相位變化區(qū)間中搜索每個(gè)輸入信號(hào)的PN序列相位；和在最小相位變化區(qū)間確定步驟之后將搜索所需要的PN序列相位傳送到上游處理器。
全文摘要
一種多載波CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中的PN序列相位搜索設(shè)備。至少兩個(gè)PN序列相位搜索器在不同的指定搜索條件下搜索至少兩個(gè)不同頻帶輸入信號(hào)之一的PN序列相位并輸出PN相位和能量信息?？刂破鲗⒉煌乃阉鳁l件指定給PN序列相位搜索器并根據(jù)從PN序列相位搜索器接收的PN相位和能量信息確定最小相位變化區(qū)間。
文檔編號(hào)H04J1/00GK1286850SQ99801650
公開日2001年3月7日 申請(qǐng)日期1999年9月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月24日
發(fā)明者金尚范, 金惠貞 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社