專利名稱：一種信道輪廓窗確定幀同步的檢測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種在無線通信系統(tǒng)中確定幀同步的檢測裝置及方法。
背景技術(shù)：
近幾年來，移動通信發(fā)展十分迅猛，移動通信用戶數(shù)量在成倍地增長，尤其是中國的移動用戶這幾年來一直以150％以上的速度在增長。用戶對通信的速度和質(zhì)量要求也越來越高。
在無線通信系統(tǒng)中，接收機(jī)必須與發(fā)射機(jī)所發(fā)送的數(shù)據(jù)流的幀保持同步才能夠進(jìn)行下一步的數(shù)據(jù)傳輸。如何能夠快速有效的確定出幀的起始位置并獲得幀同步是移動通信領(lǐng)域直接關(guān)系到通信速度和質(zhì)量的關(guān)鍵部分。通常情況下，比較簡單且公認(rèn)的幀同步方法是采用同步碼字法，通過發(fā)射機(jī)中的特殊處理過程將幀同步碼字插在一幀中的特定位置(一般是一幀的開始)作為幀結(jié)構(gòu)的一部分進(jìn)行傳輸，接收機(jī)在數(shù)據(jù)流中連續(xù)搜索同步碼字，可以用相關(guān)器(或匹配濾波器)檢測相關(guān)值的峰值來完成(通常選取最大的峰值)，相關(guān)值峰值對應(yīng)的位置就是檢測到的同步碼字的位置，一但檢測到這個(gè)同步碼字就確定了幀的起始位置，從而獲得幀同步。在實(shí)際通信系統(tǒng)中，信號從發(fā)射端經(jīng)過不同的反射路徑到達(dá)接收端，形成多徑信號。多徑信號的不同傳播路徑會造成不同的傳播時(shí)延，即多徑效應(yīng)。如圖1給出了一個(gè)多徑信道的功率-時(shí)延圖，其中，多徑信號中包含了三個(gè)顯著不同的路徑，以下稱為有效徑分量。由此可見，實(shí)際系統(tǒng)中的相關(guān)峰的峰值并不唯一，甚至可能存在幾個(gè)相差很小的峰值，所以用檢測相關(guān)值峰值來完成同步的方法可能會造成許多有用信息的損失。例如，在圖1中有效徑分量2(主徑，即最高峰值)對應(yīng)的位置就是檢測相關(guān)峰峰值的同步位置，它將造成有效徑分量1的信息的遺漏。為了克服上述問題并能夠提高幀同步的性能，本發(fā)明提出了一種通過信道輪廓窗的方法來確定幀同步的裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提高無線通信系統(tǒng)中的幀同步性能并能準(zhǔn)確確定幀同步位置的方法。
本發(fā)明的基本方法是首先檢測到信道輪廓窗(即包含絕大部分多徑能量，包含所有有效徑能量的時(shí)間窗口)，然后在這個(gè)窗內(nèi)找到第一個(gè)有效徑分量并與其同步。以圖1為例，本發(fā)明將功率-時(shí)延圖中包含所有信道有效徑的能量的窗(窗長度為W)定義為信道輪廓窗，先檢測確定出信道輪廓窗，再確定出信道輪廓窗中第一個(gè)有效徑分量，即有效徑分量1，從而與有效徑分量1所對應(yīng)的位置同步。
其具體的方法包括如下步驟步驟一、相關(guān)器通過接收到的信號與參考信號發(fā)生器中輸出的同步碼序列進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算得到一長度為N的復(fù)數(shù)相關(guān)結(jié)果序列，然后將復(fù)數(shù)相關(guān)結(jié)果序列輸入到一功率計(jì)算器中，通過功率計(jì)算器對相關(guān)結(jié)果求模平方(或模)運(yùn)算得到相關(guān)功率值；所得到的相關(guān)功率的值輸入到信道輪廓窗檢測器中，信道輪廓窗的長度由系統(tǒng)設(shè)定，此長度的窗在整個(gè)相關(guān)功率值的范圍內(nèi)移動，移動的步長是可變的，得到若干個(gè)窗，若以窗長度為W，移動步長S為1個(gè)碼片為例，得到的M個(gè)窗，其中M(M＝(N-W)/S+1)，計(jì)算出所有M個(gè)窗中的相關(guān)功率的累加和，信道輪廓窗檢測器從中篩選出功率累加和最大值的窗，此窗就是信道輪廓窗。
步驟二、將信道輪廓窗檢測器檢測的結(jié)果輸入到窗內(nèi)最值檢測器中，窗內(nèi)最值檢測器遍歷整個(gè)信道輪廓窗中的相關(guān)功率值找到若干個(gè)最大功率值并記錄其相關(guān)的功率和相應(yīng)的位置，例如圖4所示，窗內(nèi)最值檢測器檢測到K(例如K＝4)個(gè)功率最大的功率值，然后將結(jié)果輸入到有效徑選擇器中，有效徑選擇器對窗內(nèi)最值檢測器所輸入的K個(gè)最大功率值進(jìn)行篩選，選擇出有效的徑分量并記錄其功率值及相應(yīng)的位置。
步驟三、同步徑判決器對有效徑選擇器輸入的有效徑進(jìn)行查找，找到位置最靠前的徑的位置(即第一個(gè)有效徑分量)。
步驟四、與同步徑判決器查找到的第一個(gè)有效徑分量的位置同步。
根據(jù)上述的信道輪廓窗檢測法確定幀同步的方法，其特征在于所述的有效徑選擇器是通過一噪聲功率計(jì)算器和一門限判決器一來實(shí)現(xiàn)選擇功能的，其中所述的噪聲功率計(jì)算器根據(jù)功率計(jì)算器輸入的所有相關(guān)功率的值以及窗內(nèi)最值檢測器輸入的K個(gè)最大的功率值計(jì)算出相應(yīng)的噪聲功率。具體的噪聲功率的計(jì)算過程是首先在所有的相關(guān)功率值中濾除窗內(nèi)最值檢測器所輸出的相關(guān)功率值，然后對剩余的相關(guān)功率求平均值，此值即是噪聲功率值的估計(jì)值。所述的門限判決器一根據(jù)噪聲功率計(jì)算器輸入的噪聲功率的估計(jì)值(下文簡稱噪聲功率值)，窗內(nèi)最值檢測器所檢測出的K個(gè)最大的功率值，可以判決出信道中的有效徑分量并記錄其位置。其中具體的判決公式如下|Pi-Pnoise|＞T1；i＝1，2，3，…，K (1)這里Pi是第i個(gè)功率值，Pnoise噪聲功率值，T1是門限值1。窗內(nèi)最值檢測器所檢測出的K個(gè)最大功率值如果滿足上述公式(1)中的信噪比門限的條件就被判斷為有效徑分量并記錄其相應(yīng)的位置。
根據(jù)上述的信道輪廓窗檢測法確定幀同步的方法，其特征在于有效徑分量選擇器通過一門限判決器二實(shí)現(xiàn)選擇功能的，其判決公式如下|Pmax-Pi|＜T2；i＝1，2，3，...，K(2)這里Pi是第i個(gè)功率值，Pmax這里的主徑是窗內(nèi)最值檢測器輸出的K個(gè)最值中的最大值(也就是主徑的功率值)，T2是門限值2。所述的門限判決器二根據(jù)最值檢測器所檢測的出K個(gè)最大功率值與主徑的功率值相比，判斷其絕對差值小于公式(2)門限條件就可以判斷為有效徑分量并記錄其相應(yīng)的位置。
根據(jù)上述的信道輪廓窗檢測法確定幀同步的方法，其特征在于有效徑分量選擇器通過一噪聲功率計(jì)算器，一門限判決器一和一門限判決器二實(shí)現(xiàn)選擇功能的。所述的噪聲功率計(jì)算器和所述的門限判決器一與上述提到的有效徑分量選擇器的噪聲功率計(jì)算器和門限判決器一相同，其判決條件也相同，所述的門限判決器二與上述提到的有效徑分量選擇器的門限判決器二相同，其判決條件也相同；同時(shí)滿足上述兩種門限判決器的條件時(shí)，才可以被判斷出有效徑分量并記錄出相應(yīng)的位置。
按照本發(fā)明的信道輪廓窗檢測法確定幀同步的裝置，其特征在于它包括一相關(guān)器，一參考信號發(fā)生器，一功率計(jì)算器，一信道輪廓窗檢測器，一有效徑分量選擇器，一窗內(nèi)最值檢測器，一同步徑判決器；所述的參考信號發(fā)生器，由接收機(jī)來產(chǎn)生相應(yīng)的同步碼；所述的相關(guān)器，將接收的數(shù)據(jù)與參考信號發(fā)生器輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，此時(shí)由相關(guān)器中輸出長度為N的復(fù)數(shù)相關(guān)結(jié)果；所述的功率計(jì)算器，對所述的相關(guān)器輸入的結(jié)果求模平方(或模)運(yùn)算得到相關(guān)功率值，此值的大小可以反應(yīng)出各個(gè)徑的強(qiáng)度；所述的信道輪廓窗檢測器，是以固定長度的窗(窗長度由系統(tǒng)設(shè)定)在整個(gè)相關(guān)功率值的范圍內(nèi)移動，移動的步長是可變的，得到若干個(gè)窗，并計(jì)算出窗內(nèi)所有的相關(guān)功率的累加和，從而查找出功率最大的窗，即信道輪廓窗；所述的窗內(nèi)最值檢測器，在信道輪廓窗中依次找到若干個(gè)最大的功率值，(如圖4所示最大功率值K＝4)，記錄他們的相關(guān)功率值和相應(yīng)的位置，然后將其輸入到有效徑分量選擇器中；所述的有效徑分量選擇器根據(jù)功率計(jì)算器輸入的結(jié)果和窗內(nèi)最值檢測器輸入的結(jié)果可以對窗內(nèi)的找到的K個(gè)最大的功率值進(jìn)行篩選，選擇出有效的徑分量；同步徑判決器，在多個(gè)徑分量中找到位置最靠前的徑，這個(gè)徑就是本發(fā)明所要求第一個(gè)有效徑分量，它的位置就是找到的同步位置。
按照本發(fā)明的信道輪廓窗檢測法確定幀同步的裝置，其特征在于它還包括一位置粗測器，一延時(shí)控制器和一數(shù)據(jù)抽取器；其中，接收的數(shù)據(jù)首先通過所述的位置粗測器粗略測出數(shù)據(jù)發(fā)出的位置；所述的延時(shí)控制器，根據(jù)粗略測量數(shù)據(jù)測出的位置信息來控制所述的數(shù)據(jù)抽取器對數(shù)據(jù)抽取的位置；所述的數(shù)據(jù)抽取器，根據(jù)延時(shí)控制器的輸出結(jié)果，抽取出一段長度的數(shù)據(jù)，這段被抽取的數(shù)據(jù)可抽取的范圍根據(jù)蜂窩系統(tǒng)小區(qū)半徑，天線配置等預(yù)置范圍內(nèi)，此段抽取的數(shù)據(jù)中肯定將發(fā)送的的同步碼的數(shù)據(jù)段包含在內(nèi)。
根據(jù)上述的信道輪廓窗檢測法確定幀同步的裝置，進(jìn)一步的特征在于所述的相關(guān)器可以用匹配濾波器替代。
根據(jù)上述的信道輪廓窗檢測法確定幀同步的裝置，進(jìn)一步的特征在于所述的有效徑分量選擇器由噪聲功率計(jì)算器和門限判決器一組成，所述的噪聲功率計(jì)算器，根據(jù)相關(guān)器輸出的所有相關(guān)功率值以及找到的多徑相關(guān)功率值，計(jì)算出相應(yīng)的噪聲功率；所述的門限判決器一，根據(jù)窗內(nèi)最值檢測器和噪聲功率計(jì)算器輸入的值進(jìn)行判決是否滿足門限的判決的條件而判斷出信道中的有效徑分量并記錄其位置，然后將結(jié)果輸入到同步徑判決器中；根據(jù)上述的信道輪廓窗檢測法確定幀同步的裝置，進(jìn)一步的特征在于所述的有效徑分量選擇器由門限判決器二組成，所述的門限判決器二根據(jù)窗內(nèi)最值檢測器輸入的值進(jìn)行判決是否滿足門限的判決的條件而判斷出信道中的有效徑分量并記錄其位置，然后將結(jié)果輸入到同步徑判決器中；根據(jù)上述的信道輪廓窗檢測法確定幀同步的裝置，進(jìn)一步的特征在于所述的有效徑分量選擇器由噪聲功率計(jì)算器和門限判決器一和門限判決器二組成，所述的噪聲功率計(jì)算器和門限判決器一與上述提及的噪聲功率計(jì)算器和門限判決器一相同，所述的門限判決器二與上述提及的門限判決器二相同，根據(jù)窗內(nèi)最值檢測器輸入的結(jié)果同時(shí)滿足門限判決器一和門限判決器二的判決條件才可以判斷出信道中的有效徑分量并記錄其位置，然后將結(jié)果輸入到同步徑判決器中。


圖1所示為多徑信道的功率-時(shí)延示意圖。
圖2所示為實(shí)施例中的TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3所示為實(shí)施例中的DwPTS的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4所示為實(shí)施例的算法原理示意圖。
圖5所示為本發(fā)明的用于信道輪廓窗檢測法確定幀同步的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6所示為本發(fā)明中的有效徑分量選擇器實(shí)現(xiàn)方式一。
圖7所示為本發(fā)明中的有效徑分量選擇器實(shí)現(xiàn)方式二。
圖8所示為本發(fā)明中的有效徑分量選擇器實(shí)現(xiàn)方式三。
圖9所示為實(shí)施例中的功率特征窗結(jié)構(gòu)圖。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的用于信道輪廓窗檢測法確定幀同步的裝置及其方法進(jìn)行詳細(xì)的說明。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明以在時(shí)分同步碼分多址(TD-SCDMA)的終端用戶(UE)中的應(yīng)用為例。
在TD-SCDMA系統(tǒng)中，UE開機(jī)時(shí)只有幀結(jié)構(gòu)信息還沒有與信號達(dá)到幀同步，而接收機(jī)必須與數(shù)據(jù)流的幀結(jié)構(gòu)保持同步才能進(jìn)行通信，所以必須先建立與小區(qū)的下行同步。
為了能夠更清楚的說明TD-SCDMA系統(tǒng)中數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的過程，現(xiàn)在對TD-SCDMA的幀結(jié)構(gòu)做一下描述。如圖2所示，TD-SCDMA是以10ms為一個(gè)幀的時(shí)間單位。TD-SCDMA由于使用智能天線技術(shù)，需要隨時(shí)(每5ms)掌握用戶終端的位置，因此TD-SCDMA進(jìn)一步將每一個(gè)幀分為了兩個(gè)5ms的子幀，從而縮短了每一次上下行周期的時(shí)間，能在盡量短的時(shí)間內(nèi)完成對用戶的定位。每一個(gè)TD-SCDMA的子幀分為7個(gè)普通時(shí)隙(TS0～TS6)和三個(gè)特殊時(shí)隙一個(gè)下行導(dǎo)頻時(shí)隙(DwPTS)、一個(gè)上行導(dǎo)頻時(shí)隙(UpPTS)和一個(gè)保護(hù)周期(GP)。每一個(gè)5ms的子幀共由6400個(gè)碼片(chips)組成。在TD-SCDMA中，每個(gè)子幀中的DwPTS是為下行導(dǎo)頻和同步而設(shè)計(jì)的。如圖3所示的DwPTS的結(jié)構(gòu)圖，DwPTS由長為64個(gè)碼片(chip)的下行同步碼(SYNC)和32個(gè)碼片(chip)的保護(hù)周期(GP)組成，其中SYCN是一組偽隨機(jī)碼(PN)，分配給不同的小區(qū)，用于小區(qū)的搜索和下行的同步。
當(dāng)UE開機(jī)時(shí)，首先要確定UE的所在的小區(qū)位置，接收的數(shù)據(jù)要通過DwPTS位置粗測器搜索DwPTS的大致位置來實(shí)現(xiàn)，其基本的原理是DwPTS位置粗測器利用下行鏈路的DwPTS的功率“特征窗”形狀來搜索SYNC的大致位置。如圖6所示，在TD-CDMA的幀結(jié)構(gòu)中，SYNC碼段為64個(gè)碼片長度，左邊有32個(gè)碼片的GP，右邊有96個(gè)碼片的GP。由于接收到的GP的功率很小，而SYNC碼段數(shù)據(jù)以全功率發(fā)射，故從時(shí)間分布上分析，SYNC的功率與兩邊GP相比，SYNC段是“峰”值。當(dāng)用兩邊64個(gè)碼片的功率和(每邊各32個(gè)碼片)除以SYNC段功率和時(shí)，得到的值應(yīng)當(dāng)很小。當(dāng)用功率特征窗的方法遍歷整個(gè)接收數(shù)據(jù)時(shí)，比值最小的位置即是DwPTS的位置，由此DwPTS位置粗測器可以判斷出SYNC的大致位置。通過DwPTS位置粗測器的輸出結(jié)果可以知道DwPTS的大致的位置，在通過延時(shí)控制器根據(jù)已經(jīng)粗略測量出的位置信息來控制數(shù)據(jù)抽取器對相應(yīng)位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取。數(shù)據(jù)抽取器根據(jù)延時(shí)控制器的輸出結(jié)果而抽取出相應(yīng)位置長度為L個(gè)碼片的數(shù)據(jù)，如圖4所示，由于抽取的長度L的數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)抽取器根據(jù)DwPTS位置粗測器和延時(shí)控制器的輸出結(jié)果而進(jìn)行抽取的，抽取時(shí)要求抽取的范圍一定包含UE所在蜂窩系統(tǒng)小區(qū)半徑，天線配置等預(yù)置范圍內(nèi)，所以所抽取的數(shù)據(jù)肯定包括64個(gè)碼片的SYNC段數(shù)據(jù)。這種用特征窗確定DwPTS的位置仍然只是一大致的位置，還不能精確的確定SYNC碼組及其位置，現(xiàn)在詳細(xì)描述一下用信道輪廓窗來確定SYNC碼及其位置的檢測過程。
數(shù)據(jù)抽取器抽取的數(shù)據(jù)輸入相關(guān)器中，同時(shí)參考信號發(fā)生器的輸出數(shù)據(jù)也輸入相關(guān)器中，參考信號發(fā)生器由接收機(jī)根據(jù)需要搜索的SYNC碼的序號來產(chǎn)生相應(yīng)的SYNC碼。相關(guān)器將參考信號發(fā)生器輸入的數(shù)據(jù)與接收的數(shù)據(jù)抽取器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，其輸出為長度為N的復(fù)數(shù)相關(guān)結(jié)果，其中所述的相關(guān)器也可以用匹配濾波器來替代。由相關(guān)器輸出的復(fù)數(shù)相關(guān)結(jié)果輸入功率計(jì)算器中，功率計(jì)算器對其結(jié)果求模平方(或模)運(yùn)算得到相關(guān)功率值，此值的大小可以反應(yīng)出各個(gè)徑的強(qiáng)度的強(qiáng)弱。由功率計(jì)算器輸出的結(jié)果已經(jīng)不再是一復(fù)數(shù)值，其結(jié)果分別輸入到信道輪廓窗檢測器和有效徑分量選擇器中，用長度為W(這里以16個(gè)碼片長度的信道輪廓窗為例，也可以設(shè)為其它值)的相關(guān)功率在整個(gè)相關(guān)功率值范圍內(nèi)移動，移動步長是可變的(例如，設(shè)移動步長S為1個(gè)碼片)，這樣可以得到M(M＝(N-W)/S+1)個(gè)窗。計(jì)算出所有M個(gè)窗中的相關(guān)功率的累加和，并從中篩選出功率累加和最大值的窗，此窗就是信道輪廓窗(即包含所有能量的窗口)。
信道輪廓窗檢測器的輸出結(jié)果輸入窗內(nèi)最值檢測器，窗內(nèi)最值檢測器在信道輪廓窗中依次找到K個(gè)最大的功率值(如圖4所示，K＝4)，記錄他們的相關(guān)功率值和相應(yīng)的位置，然后將其輸入到有效徑分量選擇器中，有效徑分量選擇器根據(jù)功率計(jì)算器輸入的結(jié)果和窗內(nèi)最值檢測器輸入的結(jié)果對窗內(nèi)的找到的K個(gè)最大的功率值進(jìn)行篩選，選擇出有效的徑分量。
現(xiàn)在對有效徑分量選擇器的篩選過程做進(jìn)一步的描述。如圖5所示，有效徑分量選擇器可以有三種實(shí)現(xiàn)方式，第一種有效徑分量選擇器包括一噪聲功率計(jì)算器和一門限判決器一，其中所述的噪聲功率計(jì)算器根據(jù)功率計(jì)算器輸入的所有相關(guān)功率的值以及窗內(nèi)最值檢測器輸入的K個(gè)最大的功率值可以計(jì)算出相應(yīng)的噪聲功率。具體的噪聲功率的計(jì)算過程是首先在所有的相關(guān)功率值中濾除窗內(nèi)最值檢測器所輸出的相關(guān)功率值，然后對剩余的相關(guān)功率求平均值，此值即是噪聲功率值。所述的門限判決器一根據(jù)噪聲功率計(jì)算器輸入的噪聲功率值，窗內(nèi)最值檢測器所檢測出的K個(gè)最大的功率值，可以判決出信道中的有效徑分量并記錄其位置。其中具體的判決公式如下|Pi-Pnoise|＞T1；i＝1，2，3，...，K (1)這里Pi是第i個(gè)功率值，Pnoise噪聲功率值，T1是門限值1。窗內(nèi)最值檢測器所檢測出的K個(gè)最大功率值如果滿足上述公式(1)中的信噪比門限的條件就被判斷為有效徑分量并記錄其相應(yīng)的位置。
第二種有效徑分量選擇器包括一門限判決器二，其判決公式如下|Pmax-Pi|＜T2；i＝1，2，3，...，K (2)這里Pi是第i個(gè)功率值，Pmax這里的主徑是窗內(nèi)最值檢測器輸出的K個(gè)最值中的最大值(也就是主徑的功率值)，T2是門限值2。
所述的門限判決器二根據(jù)最值檢測器所檢測的出K個(gè)最大功率值與主徑的功率值相比，判斷其絕對差值小于公式(2)門限條件就可以判斷為有效徑分量并記錄其相應(yīng)的位置。
第三種有效徑分量選擇器包括一噪聲功率計(jì)算器，一門限判決器一和一門限判決器二。所述的噪聲功率計(jì)算器和所述的門限判決器一與第一種有效徑分量選擇器所包含的噪聲功率計(jì)算器和門限判決器一相同，所述的門限判決器二與第二種有效徑分量選擇器的中的門限判決器二相同。采用此種結(jié)構(gòu)的有效徑分量選擇器時(shí)，必須同時(shí)滿足上述兩種門限判決器的條件才可以被判斷出有效徑分量并記錄出相應(yīng)的位置。選用這種有效徑分量選擇器的性能好于前兩種的有效徑分量選擇器的性能。
有效徑選擇器將篩選后的有效徑及其相應(yīng)的位置數(shù)據(jù)輸入到同步徑判決器中，所述的同步徑判決器根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)找到位置最靠前的徑，這就是本發(fā)明中第一個(gè)有效徑的位置，它的位置就是找到的同步的位置。
本發(fā)明僅以TD-SCDMA系統(tǒng)為例，但此方法也可以用于其他無線通信系統(tǒng)領(lǐng)域中的同步問題。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可在本發(fā)明的精神及觀點(diǎn)內(nèi)對本發(fā)明進(jìn)行多種不同的修改。凡依本發(fā)明權(quán)利要求書范圍所作的同等的變化及修飾，皆為本發(fā)明所保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種通過信道輪廓窗的方法來確定幀同步的裝置，其特征在于它包括一參考信號發(fā)生器，一相關(guān)器，一功率計(jì)算器，一信道輪廓窗檢測器，一窗內(nèi)最值檢測器，一有效徑分量選擇器，一同步徑判決器；其中所述的參考信號發(fā)生器，參考信號是由接收機(jī)來產(chǎn)生相應(yīng)的同步碼；所述的相關(guān)器(或匹配濾波器)，其將接收的數(shù)據(jù)與信號發(fā)生器輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算；所述的功率計(jì)算器，其對相關(guān)器輸入的結(jié)果求模平方(或模)運(yùn)算得到相關(guān)功率值；所述的信道輪廓窗檢測器，其以系統(tǒng)設(shè)定的一長度的窗在整個(gè)相關(guān)功率值的范圍內(nèi)移動，移動的步長是可變的，得到若干個(gè)窗，計(jì)算出所有窗中的相關(guān)功率的累加和，并從中篩選出功率累加和最大值的窗即信道輪廓窗；所述的窗內(nèi)最值檢測器，其在信道輪廓窗檢測器篩選出的信道輪廓窗中依次找到若干個(gè)最大的功率值，記錄他們的相關(guān)功率值和相應(yīng)的位置；所述的有效徑分量選擇器，其根據(jù)功率計(jì)算器輸入的結(jié)果和窗內(nèi)最值檢測器輸入的結(jié)果對窗內(nèi)的找到的若干個(gè)最大的功率值進(jìn)行篩選，選擇出有效的徑分量；所述的同步徑判決器，其根據(jù)有效徑分量選擇器中篩選出的有效徑分量中找到位置最靠前的有效徑分量。
2.如權(quán)利要求1所述的一種通過信道輪廓窗的方法來確定幀同步的裝置，其特征在于它還包括一位置粗測器，一延時(shí)控制器，一數(shù)據(jù)抽取器；其中所述的位置粗測器，其可以粗略測出數(shù)據(jù)發(fā)出的位置；所述的延時(shí)控制器，其根據(jù)粗略測量數(shù)據(jù)測出的位置信息來控制數(shù)據(jù)抽取器對數(shù)據(jù)抽取的位置；所述的數(shù)據(jù)抽取器，其根據(jù)延時(shí)控制器的輸出結(jié)果，抽取出一段長度的數(shù)據(jù)，這段抽取的數(shù)據(jù)可根據(jù)蜂窩系統(tǒng)小區(qū)半徑，天線配置等預(yù)置范圍抽取，此段抽取的數(shù)據(jù)中肯定將發(fā)送的數(shù)據(jù)中含有同步碼的數(shù)據(jù)段包含在內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種通過信道輪廓窗的方法來確定幀同步的裝置，其特征在于所述的相關(guān)器可以用匹配濾波器替代。
4.如權(quán)利要求1所述的一種通過信道輪廓窗的方法來確定幀同步的裝置，其特征在于所述的有效徑分量選擇器由一噪聲功率計(jì)算器和一門限判決器一組成。
5.如權(quán)利要求1所述的一種通過信道輪廓窗的方法來確定幀同步的裝置，其特征在于所述的有效徑分量選擇器由一門限判決器二組成。
6.如權(quán)利要求1所述的一種通過信道輪廓窗的方法來確定幀同步的裝置，其特征在于所述的有效徑分量選擇器由一噪聲功率計(jì)算器和一門限判決器一和一門限判決器二組成。
7.一種通過信道輪廓窗的方法來確定幀同步的方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一、相關(guān)器通過接收到的信號與參考信號發(fā)生器中輸入的位置碼序列信息進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算得到一長度為N復(fù)數(shù)相關(guān)結(jié)果，然后將復(fù)數(shù)相關(guān)結(jié)果輸入到一功率計(jì)算器中，通過功率計(jì)算器對相關(guān)結(jié)果求模平方(或模)運(yùn)算得到相關(guān)功率值；所得到的相關(guān)功率的值輸入到信道輪廓窗檢測器中，信道輪廓窗檢測是通過在系統(tǒng)設(shè)定的一長度為W的窗在整個(gè)相關(guān)功率值的范圍內(nèi)移動，移動的步長是可變的，得到若干個(gè)窗，計(jì)算出所有窗中的相關(guān)功率的累加和，并從中篩選出功率累加和最大值的窗，此窗就是信道輪廓窗；步驟二、將信道輪廓窗檢測器的結(jié)果輸入窗內(nèi)最值檢測器中，窗內(nèi)最值檢測器遍歷整個(gè)信道輪廓窗中的相關(guān)功率值找到若干個(gè)最大功率值并記錄其相關(guān)功率和相應(yīng)的位置，然后將結(jié)果輸入到有效徑選擇器中，有效徑選擇器對輸入的若干個(gè)最大功率值進(jìn)行篩選，選擇出有效的徑分量并記錄出其相應(yīng)的位置；步驟三、同步徑判決器對有效徑選擇器輸入的有效徑進(jìn)行查找，找到位置最靠前的有效徑的位置(即第一個(gè)有效徑分量)；步驟四、與同步徑判決器查找到第一個(gè)有效徑分量的位置同步。
8.如權(quán)利要求7所述的一種通過信道輪廓窗的方法來確定幀同步的方法，其特征在于所述的有效徑選擇器是通過一噪聲功率計(jì)算器和一門限判決器一來實(shí)現(xiàn)選擇功能的，其中所述的噪聲功率計(jì)算器根據(jù)功率計(jì)算器輸入的所有相關(guān)功率的值以及窗內(nèi)最值檢測器輸入的若干個(gè)最大的功率值計(jì)算出相應(yīng)的噪聲功率，具體的噪聲功率的計(jì)算過程是首先在所有的相關(guān)功率值中濾除窗內(nèi)最值檢測器所輸出的相關(guān)功率值，然后對剩余的相關(guān)功率求平均值，此值即是噪聲功率值，所述的門限判決器一根據(jù)噪聲功率計(jì)算器輸入的噪聲功率值，窗內(nèi)最值檢測器所檢測出的若干個(gè)最大的功率值，可以判決出信道中的有效徑分量并記錄其位置。其中具體的判決公式如下|Pi-Pnoise|＞T1；i＝1，2，3，...，K(1)這里Pi是第i個(gè)功率值，Pnoise噪聲功率值，T1是門限值1；窗內(nèi)最值檢測器所檢測出的若干個(gè)最大功率值如果滿足上述公式(1)中的信噪比門限的條件就被判斷為有效徑分量并記錄其相應(yīng)的位置。
9.如權(quán)利要求7所述的一種通過信道輪廓窗的方法來確定幀同步的方法，其特征在于有效徑分量選擇器通過一門限判決器二實(shí)現(xiàn)選擇功能的，其判決公式如下|Pmax-Pi|＜T2；i＝1，2，3，...，K(2)這里Pi是第i個(gè)功率值，Pmax這里的主徑是窗內(nèi)最值檢測器輸出的若干個(gè)最值中的最大值(也就是主徑的功率值)，T2是門限值2。所述的門限判決器二根據(jù)最值檢測器所檢測的出若干個(gè)最大功率值與主徑的功率值相比，判斷其絕對差值小于公式(2)門限條件就可以判斷為有效徑分量并記錄其相應(yīng)的位置。
10.如權(quán)利要求7所述的一種通過信道輪廓窗的方法來確定幀同步的方法，其特征在于有效徑分量選擇器通過一噪聲功率計(jì)算器，一門限判決器一和一門限判決器二實(shí)現(xiàn)選擇功能的。所述的噪聲功率計(jì)算器和所述的門限判決器一與權(quán)利要求8中所述的噪聲功率計(jì)算器和門限判決器一相同，其判決條件也相同，所述的門限判決器二與權(quán)利要求9中所述的門限判決器二相同，其判決條件也相同；同時(shí)滿足上述兩種門限判決器的條件時(shí)，才可以被判斷出有效徑分量并記錄出相應(yīng)的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于無線通信系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是一種在無線通信系統(tǒng)中確定幀同步的檢測裝置及方法，它提供一種更準(zhǔn)確的確定幀同步的裝置和方法，并且大大提高了幀同步的性能。本發(fā)明的特征在于包括一參考信號發(fā)生器，一相關(guān)器，一功率計(jì)算器，一信道輪廓窗檢測器，一窗內(nèi)最值檢測器，一有效徑分量選擇器，一同步徑判決器等，具體實(shí)現(xiàn)的方法是通過檢測到信道輪廓窗(即包含所有有效徑能量的窗口)，然后在這個(gè)窗內(nèi)找到第一個(gè)有效徑分量并與其同步。
文檔編號H04L27/26GK1529525SQ200310100319
公開日2004年9月15日 申請日期2003年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月9日
發(fā)明者牟秀紅, 董霄劍 申請人:北京天碁科技有限公司, 北京天 科技有限公司