專利名稱：在is－95擴頻通信系統(tǒng)中鎖定到偽噪聲碼的裝置和方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及使用擴頻技術(shù)通信的裝置和方法，更具體地涉及在IS-95擴頻通信系統(tǒng)中鎖定到偽噪聲碼的裝置和方法。
2.背景技術(shù)討論擴頻通信系統(tǒng)目前在現(xiàn)代蜂窩通信設(shè)備中找到了更廣泛的應(yīng)用。擴頻系統(tǒng)允許更多的用戶在越來越緊張的帶寬環(huán)境中發(fā)射和接收通信。
一種對基帶信號擴頻以便填滿整個信道帶寬的技術(shù)是，用Walsh碼和復(fù)偽噪聲(PN)擴頻信號與基帶信號混合。通過將基帶信號內(nèi)的每個數(shù)據(jù)符號調(diào)制(即，切割)成碼片周期(即，碼片間隔)為Tc的多個碼片，Walsh碼和PN擴頻信號有效地對基帶信號編碼，正如下面文獻(xiàn)進一步討論的IEEE Communications Magazine，1983年3月，“An Introduction to Spread Spectrum(擴頻介紹)”，作者Charles E.Cook和Howard S.Marsh，以及AppliedMicrowave&Wireless，1994年冬季，pp.24-39，“The CDMAStandard(CDMA標(biāo)準(zhǔn))”，作者David P.Whippe(最初發(fā)表為“NorthAmerican Cellular CDMA(北美蜂窩CDMA)”，Hewlett-PackardJournal，1993年12月，pp.90-97)。復(fù)PN碼由下式給出PN(t)＝PNI(t-δ)+jPNJ(t-δ)，這里δ是相位偏移。在相同頻段上廣播并在特定接收機距離之內(nèi)的CDMA網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每個發(fā)射機由它的唯一相位偏移δ來區(qū)分。每個發(fā)射機包括多個信道，通過不同的Walsh碼編碼并區(qū)分。
當(dāng)前的擴頻接收機捕獲很多不同的發(fā)射信號，這些信號表現(xiàn)為彼此疊加，由被調(diào)整為只接收對應(yīng)于特定PN碼相位偏移和特定Walsh碼的發(fā)射信道的相關(guān)器來解調(diào)。接收機通過去除載波信號并用具有匹配PN碼相位偏移和Walsh碼的相關(guān)器對擴頻信號解調(diào)來完成。
為了使解調(diào)成功進行，發(fā)射機和接收機的PN擴頻相位偏移必須同步。包含相關(guān)器的延遲鎖相環(huán)(DLL)通常用于將接收機的PN碼相位偏移同步到發(fā)射機的PN碼相位偏移。但是，DLL內(nèi)部的濾波器降低了用于對基帶數(shù)據(jù)信號編碼的Walsh碼的正交性。因此，基帶數(shù)據(jù)信號就更容易被正交信道噪聲(Orthogonal Channel Noise(OCN))和多址干擾(MAI)噪聲破壞。高電平的MAI噪聲也大大增加了DLL失鎖的可能性，使通信中斷。
所需的是遵循IS-95標(biāo)準(zhǔn)的擴頻通信系統(tǒng)內(nèi)降低噪聲對延遲鎖相環(huán)影響的裝置和方法。
發(fā)明概述本發(fā)明是遵循IS-95標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合改進的延遲鎖相環(huán)的擴頻通信接收機，該鎖相環(huán)比現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備更抗噪聲。根據(jù)誤差信號，本發(fā)明電路內(nèi)的偽噪聲發(fā)生器產(chǎn)生準(zhǔn)時/按時的偽噪聲信號、延遲少于半個碼片間隔的超前的偽噪聲信號、以及提前少于半個碼片間隔的滯后的偽噪聲信號。相關(guān)器將接收信號與超前和滯后偽噪聲信號混合并綜合，產(chǎn)生誤差信號。偽噪聲發(fā)生器和相關(guān)器的合并產(chǎn)生一個環(huán)路，其中準(zhǔn)時偽噪聲信號更準(zhǔn)確地跟蹤接收的偽噪聲碼，并使接收機中的解交織和解碼設(shè)備更有效地對接收信號解調(diào)。
本發(fā)明方法包括根據(jù)誤差信號產(chǎn)生準(zhǔn)時偽噪聲信號、延遲少于半個碼片間隔的超前的偽噪聲信號、以及提前少于半個碼片間隔的滯后的偽噪聲信號，然后將接收信號與超前和滯后偽噪聲信號相關(guān)產(chǎn)生誤差信號的步驟，藉此完成跟蹤接收偽噪聲碼的延遲鎖相環(huán)電路。
發(fā)明的這些以及其它方面將由本領(lǐng)域技術(shù)人員在評閱如下詳細(xì)描述、附圖和權(quán)利要求時認(rèn)識到。
附圖的簡要描述

圖1是CDMA擴頻發(fā)射機之一部分的框圖；圖2是CDMA擴頻接收機之一部分的框圖；圖3是擴頻接收機的延遲鎖相環(huán)(DLL)的框圖；圖4是擴頻接收機的另一種DLL框圖；圖5是DLL中偽噪聲發(fā)生器所產(chǎn)生的準(zhǔn)時偽噪聲信號之一部分的圖；圖6是等于延遲了半個碼片間隔的準(zhǔn)時偽噪聲信號的超前偽噪聲信號之一部分的圖7是等于提前了半個碼片間隔的準(zhǔn)時偽噪聲信號的滯后偽噪聲信號之一部分的圖；圖8是等于超前偽噪聲信號減去滯后偽噪聲信號的遲早PN信號之一部分的圖；圖9是當(dāng)Δ＝Tc/2時，對應(yīng)于控制信號S(ε)的S-曲線跟蹤范圍圖。
圖10是DLL中偽噪聲發(fā)生器所產(chǎn)生的第二準(zhǔn)時偽噪聲信號之一部分的圖；圖11是等于延遲少于半個碼片間隔的第二準(zhǔn)時偽噪聲信號的第二超前偽噪聲信號之一部分的圖；圖12是等于提前少于半個碼片間隔的第二準(zhǔn)時偽噪聲信號的第二滯后偽噪聲信號之一部分的圖；圖13是等于第二超前偽噪聲信號減去第二滯后偽噪聲信號的第二遲早PN信號之一部分的圖；圖14是當(dāng)Δ＝Tc/2時對應(yīng)于控制信號S(ε)的S-曲線跟蹤范圍和當(dāng)Δ＜Tc/2時對應(yīng)于控制信號S(ε)的S-曲線圖；圖15是在IS-95擴頻通信系統(tǒng)中鎖定到偽噪聲碼方法的流程圖；圖16是在IS-95擴頻通信系統(tǒng)中碼跟蹤的另一種方法的流程圖。
優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述圖1是CDMA擴頻發(fā)射機100的一部分的框圖。發(fā)射機100包括線路102上的導(dǎo)頻信號、線路104上的用戶-1數(shù)據(jù)信號、線路106上的用戶-L數(shù)據(jù)信號(這里“L”是個整數(shù))、線路108上的Walsh碼-O、混合器109、線路110上的Walsh碼-1、線路112上的Walsh碼-L、混合器113、編碼&交織設(shè)備114、編碼&交織設(shè)備116、放大器119、放大器120、放大器122、加法器124、I-路偽噪聲(PN)源126、Q-路PN源128、混合器130、混合器132、基帶濾波器134、基帶濾波器136、線路138上的載波信號、相移器140、混合器142、混合器144、加法器146、模擬濾波器148、以及天線150。導(dǎo)頻信號是未調(diào)制的而且只由正交PN碼組成。線路102上的導(dǎo)頻信號用做參考信號，供擴頻接收機使用(見圖2)。導(dǎo)頻信號的功率設(shè)置得比其它所有信號高，以便有利于接收機同步和信號跟蹤。
編碼&交織設(shè)備114到116分別接收線路104到106上的數(shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)信號一般由根據(jù)IS-95標(biāo)準(zhǔn)的離散二進制數(shù)據(jù)比特構(gòu)成。編碼&交織設(shè)備114到116也接收并交織由發(fā)射機100內(nèi)的其它電路(未表示)產(chǎn)生的各種其它信號，例如同步信號、尋呼信號、和業(yè)務(wù)信號。所有這些信號都是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。編碼&交織設(shè)備114到116指定要發(fā)射的數(shù)據(jù)信號是尋呼信號還是業(yè)務(wù)信號。
連接混合器109到113以便接收線路108到112上的Walsh碼、分別來自編碼&交織設(shè)備114到116以及線路102上的各種導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)信號。各種正交Walsh碼(即，Walsh碼-0、Walsh碼-1、到Walsh碼-L)，與這些信號中的每一個混合，唯一地擴展每個帶寬并定義不同的信道。Walsh碼優(yōu)選地由線性移位寄存器產(chǎn)生，線性移位寄存器產(chǎn)生典型周期為64個碼片間隔的Walsh碼。正交碼定義為具有零互相關(guān)和自相關(guān)為1的碼。放大器118到120分別被連接到混合器109到113，調(diào)整每個Walsh編碼信道的增益。加法器124被連接到放大器118到120，并合并每個Walsh編碼信道。
PN源126產(chǎn)生復(fù)PN碼的PNI(t-δ)成分，PN源128產(chǎn)生復(fù)PN碼的PNJ(t-δ)成分。復(fù)PN碼由表達(dá)式PN(t)＝PNI(t-δ)+jPNj(t-δ)表示，這里δ是相位偏移。相位偏移唯一地將發(fā)射機100從其它發(fā)射機(未表示)中區(qū)分出來。PN碼由周期為215碼片間隔的線性移位寄存器產(chǎn)生。所得到的PN源126和128產(chǎn)生的PN信號具有1.228Mbps的速率。
混合器130和132分別被連接以接收并混合來自PN源126和128的PN信號以及來自加法器124的合成信號，如圖1所示。因此，混合器130和132還對數(shù)據(jù)符號編碼。
基帶濾波器134和136分別接收并成形來自混合器130和132的擴頻信號?；鶐V波器134和136一般具有1.25MHz的帶寬。但是，使擴頻信號通過濾波器134和136，就犧牲了擴頻信號的一些正交性。
混合器142連接到基帶濾波器134和線路138，將線路138上的載波信號與基帶濾波器134的輸出混合。混合器144連接到基帶濾波器136并從相移器140接收90°相移的載波信號。加法器146將來自混合器142和144的輸出信號相加，構(gòu)成合成信號，模擬濾波器148對來自加法器146的合成信號濾波。天線112發(fā)射作為四相PN調(diào)制信號的濾波擴頻信號。
圖2是擴頻接收機200一部分的框圖。接收機200包括天線202、帶通濾波器204、混頻器206、延遲鎖相環(huán)(DLL)208、以及解交織&解碼設(shè)備210。接收機200還包括沒有表示出來的其它常規(guī)電路。天線202接收發(fā)射機100發(fā)射的擴頻信號。帶通濾波器204對來自天線202的信號濾波?；祛l器206接收帶通濾波器204輸出的信號以及常規(guī)電路(未表示)產(chǎn)生的載波信號。接收機200的載波信號與發(fā)射機100所混合的線路138上的載波頻率相同?；祛l器206將濾波的信號與載波混頻，因此從擴頻信號中去掉載波。DLL 208和解交織&解碼設(shè)備210通過信號線路212連接到混頻器206。
在稱為“碼跟蹤”的過程中，DLL 208鎖定到發(fā)射機100產(chǎn)生的PN碼信號上。延遲鎖相碼跟蹤環(huán)可以被歸類為相干的或非相干的。本發(fā)明使用相干跟蹤環(huán)，利用接收的載波頻率和相位信息使DLL 208鎖定到接收信號。接收信號與DLL 208內(nèi)產(chǎn)生的PN碼同步。優(yōu)選地，接收信號同步到半個碼片間隔之內(nèi)。DLL通過將接收信號與本地產(chǎn)生的超前和滯后PN碼相關(guān)、產(chǎn)生誤差信號來自實現(xiàn)這種時間對準(zhǔn)。然后，誤差信號用在反饋環(huán)中調(diào)節(jié)接收機200內(nèi)部產(chǎn)生的PN碼。當(dāng)接收機產(chǎn)生的PN碼等于發(fā)射機100發(fā)射的PN碼時，誤差信號等于零，DLL就被稱之為“鎖定”到接收信號了。當(dāng)繪圖時，誤差信號的完整跟蹤范圍通常被稱為“S-曲線”。
解交織&解碼設(shè)備210通過線路212接收擴頻信號以及線路214上的PN碼信號。使用發(fā)射機100發(fā)射的導(dǎo)頻信號作為相干載波參考，解交織&解碼設(shè)備210進一步將接收的數(shù)據(jù)信號解調(diào)為基帶數(shù)據(jù)信號。這種解調(diào)過程包括從數(shù)據(jù)信號中去掉Walsh編碼。因此，發(fā)射機100最初發(fā)射的導(dǎo)頻信號、同步信號、尋呼信號、業(yè)務(wù)信號以及各種其它的用戶數(shù)據(jù)信號被解碼并分開。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到在一般的擴頻系統(tǒng)中，各種其它設(shè)備，例如輸入鍵盤、處理單元、內(nèi)部存儲設(shè)備、以及輸出顯示也是包括在發(fā)射機100和接收機200之內(nèi)的。內(nèi)部存儲設(shè)備一般存儲計算機程序指令，控制處理單元如何訪問、轉(zhuǎn)換和輸出控制發(fā)射機100和接收機200功能的信號。內(nèi)部存儲器可以輔之以其它計算機可用的存儲介質(zhì)，包括光盤、磁驅(qū)動器或動態(tài)隨機訪問存儲器。
在實際實現(xiàn)中，離散近似，例如一階微分，用于式(2)中的求導(dǎo)。更具體地，接收信號和本地產(chǎn)生的PN碼之間時間差相關(guān)的估計是通過首先使用乘法器314將接收信號與延遲了一部分碼片間隔的PN碼
相乘、然后將結(jié)果在積分器316中積分以便產(chǎn)生第一中間結(jié)果而得到的。接收信號也使用乘法器318與來自PN發(fā)生器312的提前了一部分碼片間隔的PN碼
相乘、然后將結(jié)果在積分器320中積分以便產(chǎn)生第二中間結(jié)果。符號Δ指的是接收機200產(chǎn)生的PN碼被延遲或提前的一部分碼片間隔。一般Δ被設(shè)置為等于半個碼片間隔(即，Tc/2)；但是，如下所述，本發(fā)明講授將Δ設(shè)置為小于半個碼片間隔。
然后使用加法器306將第二中間結(jié)果從第一中間結(jié)果中減去，以便產(chǎn)生誤差信號(e)。這個過程稱為遲早相關(guān)。誤差信號通過拉普拉斯變換為F(s)的環(huán)路濾波器308，產(chǎn)生VCO 310的控制電壓v(t)并精確調(diào)諧PN發(fā)生器。
對于輸入信號r(t)，正如上面所定義的，誤差信號(e)可以寫為
這里RPN(.)表示PN序列的自相關(guān)，ne-1(.)是超前和滯后相關(guān)器302和304的噪聲輸出。式(3)方括號中的項稱為控制信號(當(dāng)繪圖時，就是S-曲線)?？刂菩盘枌憺镾(ε)＝[RPN(ε-Δ)-RPN(ε+Δ)]式(4)這里
稱為碼跟蹤誤差。
式(3)也可以寫為
通過檢查上式，DLL 208在執(zhí)行這些數(shù)學(xué)函數(shù)中的操作如下超前相關(guān)器302通過使用第一乘法器314將r(t)乘以
積分器316將乘法表達(dá)式在碼片間隔上積分，實現(xiàn)式(5)第一部分。滯后相關(guān)器304通過使用乘法器318將r(t)乘以
、積分器320將乘法表達(dá)式在同一碼片間隔上積分，實現(xiàn)式(5)第二部分。加法器306從超前相關(guān)器302結(jié)果中減去滯后相關(guān)器304結(jié)果，得到誤差信號。這稱為離散時間積分和清洗過程。
圖4是擴頻接收機200另一個DLL 402的框圖。另一個DLL 402包括遲早相關(guān)器404、提取器406、環(huán)路濾波器408、插值器410、放大器412、數(shù)控振蕩器(NCO)514、偽噪聲(PN)發(fā)生器416、以及加法器418。遲早相關(guān)器404包括乘法器420和積分器422。
由于式(5)是線性等式，可以寫為
圖4表示基于式(6)的DLL 402設(shè)計只需要一個相關(guān)器。相反，圖3表示基于式(5)的DLL 208設(shè)計需要兩個相關(guān)器302和304。
PN發(fā)生器416產(chǎn)生延遲的PN碼信號
和提前的PN碼信號
加法器418接收這些PN碼信號并從超前PN碼信號中減去滯后PN碼信號。乘法器420接收輸入的擴頻信號r(t)以及來自加法器418的求和結(jié)果，將它們乘在一起產(chǎn)生所得的結(jié)果。積分器422將所得乘積在一個碼片間隔上積分。提取器406從遲早相關(guān)器404接收信號并將信號截成遲早相關(guān)器的累積長度。這個累積長度等于預(yù)定符號數(shù)。符號優(yōu)選地等于64個碼片，而且每個碼片由預(yù)定抽樣數(shù)定義。環(huán)路濾波器408連接到提取器406并具有定義為F(z)的Z變換函數(shù)。環(huán)路濾波器408能夠以比沒有提取器406更低的速率對提取器406的輸出成形。插值器410接收環(huán)路濾波器408的輸出，以累積長度抽樣數(shù)插值。提取器和插值器一般是本領(lǐng)域已知的并且在John.G.Proakis的Digital Communication，2ndedition(數(shù)字通信，第二版，McGraw-Hill 1989)以及J.G.Proakis & D.G.Manolakis的Digital Signal Processing Principles，Algorithms andApplications，2ndedition(數(shù)字信號處理原理、算法和應(yīng)用，Macmillan 1992)中有所討論。NCO 414從插值器410接收信號并調(diào)整PN發(fā)生器416的定時。PN發(fā)生器416從NCO 414接收信號，在每個累積周期中更新PN發(fā)生器416的傳輸時延估計
PN發(fā)生器416也在線路214上輸出準(zhǔn)時的PN碼信號。當(dāng)累積長度為幾個碼片間隔的量級時，DLL 402經(jīng)歷了最少量的抖動(即，是最穩(wěn)定的)。增加提取和插值速率是可能的，但是要以增加DLL 402的抖動為代價。
圖5到8是當(dāng)Δ設(shè)置為等于Tc/2時，發(fā)送到超前和滯后相關(guān)器302和304的信號圖。圖5是DLL 402中的偽噪聲發(fā)生器416所產(chǎn)生的準(zhǔn)時PN信號502的一部分圖。橫軸代表時間t，縱軸代表準(zhǔn)時PN信號法器518的求和結(jié)果，然后乘法器520將它們乘在一起。積分器522連接到乘法器520并將所得乘積在一個碼片間隔上積分。提取器506從遲早相關(guān)器504接收信號并將信號截成遲早相關(guān)器的累積長度。這個累積長度等于預(yù)定符號數(shù)。符號優(yōu)選地等于64個碼片，而且每個碼片由預(yù)定抽樣數(shù)定義。環(huán)路濾波器508連接到提取器506并具有定義為F(z)的Z變換函數(shù)。環(huán)路濾波器508能夠以比沒有提取器506更低的速率對提取器506的輸出成形。插值器510接收環(huán)路濾波器508的輸出，以累積長度抽樣數(shù)插值。提取器和插值器一般是本領(lǐng)域已知的并且在John.G.Proakis的Digital Communication，2ndedition(數(shù)字通信，第二版，McGraw-Hill 1989)以及J.G.Proakis& D.G.Manolakis的Digital Signal Processing Principles，Algorithms and Applications，2ndedition(數(shù)字信號處理原理、算法和應(yīng)用，Macmillan 1992)中有所討論。NCO 514從插值器510接收信號并調(diào)整PN發(fā)生器516的定時。PN發(fā)生器516從NCO 514接收信號，在每個累積周期中更新PN發(fā)生器516的傳輸時延估計
PN發(fā)生器516也在線路214上輸出準(zhǔn)時的PN碼信號。
圖6是IS-95擴頻通信系統(tǒng)中碼跟蹤方法的流程圖。方法開始于步驟600，其中天線202接收到擴頻信號。然后，在步驟602，帶通濾波器204對擴頻信號濾波。在步驟604，混頻器206將信號與載波混頻，將信號下變頻到基帶頻率。在步驟606，偽噪聲發(fā)生器516產(chǎn)生具有超前成分和滯后成分的偽噪聲信號。然后，在步驟608，加法器518將超前成分從滯后成分中減去，構(gòu)成求和信號。在步驟610，混合器520將求和信號與接收信號混合，構(gòu)成中間信號。在步驟612，積分器522在預(yù)定數(shù)目的符號上對中間信號積分，構(gòu)成誤差信號。符號數(shù)根據(jù)各種因素而定，例如可容忍噪聲電平、多普勒速率、以及其它本領(lǐng)域已知的性能準(zhǔn)則。在步驟614，誤差信號通過提取器506。在步驟616，誤差信號通過環(huán)路濾波器508。在步驟618，誤差信號通過插值器510。在步驟620，誤差信號通過增益放大器512。在步驟622，誤差信號通過NCO 514。然后在步驟624，PN發(fā)生器516從NCO 514接收誤差信號，因此完成反饋環(huán)路/延遲鎖相環(huán)路。在步驟626，PN發(fā)生器516使用誤差信號，精確調(diào)諧PN碼信號的超前和滯后成分。在步驟628，PN發(fā)生器516輸出準(zhǔn)時的PN碼信號，用于解<p>同樣還給出了用根據(jù)本發(fā)明的一個裝置所得到的結(jié)果，相移濾波器具有六個系數(shù)，其中對系數(shù)計算所用的方法是和前面描述的對根據(jù)本發(fā)明的四系數(shù)濾波器的系數(shù)的計算所用的方法相同。
各理想濾波器的相位隨頻頻f線性減少。函數(shù)
稱為“相位延遲”，在理想情況下為一常數(shù)。
圖7示出對于D＝20時，分?jǐn)?shù)延遲的模量間的最大差值，即maxτ1，τ2(||Hτ1(f)|-|Hτ2(f)||)可以用這種方法校驗用新方法所得的相移濾波器的質(zhì)量。實際上，幅度反濾波器并不改變述及的模量的差，就是說對于Htotal(f)＝Hdτ(f)Hégal(f)及對于Hdτ(f)所得到的結(jié)果是相同的。于是，這個圖可用于校驗相移濾波器hdτ的質(zhì)量。
選擇其它濾波器的等級，使得最大的幅度誤差大約1dB，這相應(yīng)的因子為1.12。在最壞情況下產(chǎn)生一個由幅度誤差0.12(-18dB)而引起的余數(shù)，而不是干涉相消而抵消。
可以看到，除用M1方法計算外，所有濾波器的性能對于低頻直到6kHz都有非常好的性能。最大的誤差總是在最大的頻率7kHz處。用新方法得的兩個例子的最大誤差是最小的。四系數(shù)濾波器的性能就滿足要求，而六系數(shù)的濾波器的性能非常好，所有這樣的濾波器都表現(xiàn)出非常好的結(jié)果。
圖8示出的是相位延達(dá)
，此處τ(f)是濾波器hdτ的相位，而fe是取樣頻率。用這個圖很難校驗相位的質(zhì)量，圖為低頻中的誤差由于分母而被加重，且難于對兩種方法進行比較。這個圖還說明偶數(shù)長度的濾波器可以實現(xiàn)嚴(yán)格的整數(shù)和半整數(shù)延遲(稱線性相位濾波器)，而奇數(shù)長度的濾波器不能嚴(yán)格地實現(xiàn)整數(shù)和半整數(shù)相位延遲。這正是很少使用奇數(shù)長度的濾波器的主要原因。
圖8還說明在最大頻率處延遲趨于整數(shù)值，而不趨于半整數(shù)值。這種行為是因為實數(shù)列的嚴(yán)格的Fourier變換在最大頻率處總是實數(shù)。由此得出相位要么是零，要么是π或者是不定，因為模量是零。這就說明為什么在最大頻率處的濾波器的相位總是遠(yuǎn)離目標(biāo)值。
圖15是IS-95擴頻通信系統(tǒng)中鎖定到偽噪聲碼的方法流程圖。該方法在步驟1500開始，其中天線202接收到擴頻信號。然后在步驟1502，帶通濾波器204對擴頻信號濾波。在步驟1504，混頻器206將信號與載波混頻，將信號下變頻到基帶頻率。在步驟1506，PN發(fā)生器312產(chǎn)生具有延遲不到半個碼片間隔的超前成分的PN信號。然后，在步驟1508，PN發(fā)生器312產(chǎn)生具有提前不到半個碼片間隔的滯后成分的PN信號。在步驟1510，混合器314將超前成分與接收信號混合，積分器316將結(jié)果在預(yù)定數(shù)目的符號上積分，構(gòu)成第一信號。符號數(shù)取決于許多因素，例如可允許噪聲電平、多普勒速率、以及其它本領(lǐng)域已知的性能準(zhǔn)則。在步驟1512，混合器318將滯后成分與接收信號混合，積分器320將結(jié)果在預(yù)定數(shù)目的符號上積分，構(gòu)成第二信號。然后，在步驟1514，加法器306將第二信號從第一信號中減去，構(gòu)成誤差信號。在步驟1516，環(huán)路濾波器308對誤差信號濾波。在步驟1518，VCO 310的振蕩器頻率被誤差信號調(diào)制。然后在步驟1520，根據(jù)調(diào)制的振蕩器頻率，PN發(fā)生器312反復(fù)精確調(diào)諧超前和滯后PN信號。在步驟1522，PN發(fā)生器312產(chǎn)生準(zhǔn)時的PN信號，用于解交織和解碼設(shè)備210。
圖16是IS-95擴頻通信系統(tǒng)中碼跟蹤的另一種方法的流程圖。另一種方法開始于步驟1600，其中天線202接收到擴頻信號。然后，在步驟1602，帶通濾波器204對擴頻信號濾波。在步驟1604，混頻器206將信號與載波混頻，將信號下變頻到基帶頻率。在步驟1606，偽噪聲發(fā)生器416產(chǎn)生具有超前成分和滯后成分的偽噪聲信號。然后，在步驟1608，加法器418將超前成分從滯后成分中減去，構(gòu)成求和信號。在步驟1610，混合器420將求和信號與接收信號混合，構(gòu)成中間信號。在步驟1612，積分器422在預(yù)定數(shù)目的符號上對中間信號積分，構(gòu)成誤差信號。在步驟1614，誤差信號通過提取器406。在步驟1616，誤差信號通過環(huán)路濾波器408。在步驟1618，誤差信號通過插值器410。在步驟1620，誤差信號通過增益放大器412。在步驟1622，誤差信號通過NCO 414。然后在步驟1624，PN發(fā)生器416從NCO 414接收誤差信號，因此完成反饋環(huán)路/延遲鎖相環(huán)路。在步驟1626，PN發(fā)生器416使用誤差信號，精確調(diào)諧PN碼信號的超前和滯后成分。在步驟1628，PN發(fā)生器416輸出準(zhǔn)時的PN碼信號，用于解交織和解碼設(shè)備210，從接收擴頻信號中解調(diào)和解碼出基帶信號。
盡管本發(fā)明已經(jīng)參考優(yōu)選實施例進行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認(rèn)識到可以進行各種修改。優(yōu)選實施例的變化和修改是認(rèn)為在本發(fā)明范圍之內(nèi)的，僅受如下權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種用來鎖定到接收偽噪聲碼的方法，包括如下步驟根據(jù)誤差信號，產(chǎn)生準(zhǔn)時的偽噪聲信號、延遲不到半個碼片間隔的超前偽噪聲信號、提前不到半個碼片間隔的滯后偽噪聲信號；并且將接收信號與超前和滯后偽噪聲信號相關(guān)，產(chǎn)生誤差信號；藉此產(chǎn)生一個使準(zhǔn)時偽噪聲信號跟蹤偽噪聲碼的環(huán)路。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，產(chǎn)生步驟還包括將超前偽噪聲信號延遲四分之一碼片間隔的步驟。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，產(chǎn)生步驟還包括將滯后偽噪聲信號延遲四分之一碼片間隔的步驟。
4.權(quán)利要求1、2或3的方法，其特征在于，相關(guān)步驟還包括如下步驟將接收信號與超前偽噪聲信號相關(guān)，產(chǎn)生超前信號；將接收信號與滯后偽噪聲信號相關(guān)，產(chǎn)生滯后信號；并且從超前信號中減去滯后信號，產(chǎn)生誤差信號。
5.權(quán)利要求1、2或3的方法，其特征在于，相關(guān)步驟還包括如下步驟從超前偽噪聲信號中減去滯后偽噪聲信號，產(chǎn)生合并的偽噪聲信號；并且將接收信號與合并的偽噪聲信號混合，然后積分，產(chǎn)生誤差信號。
6.鎖定到接收偽噪聲碼的裝置，包括根據(jù)誤差信號，產(chǎn)生準(zhǔn)時的偽噪聲信號、延遲不到半個碼片間隔的超前偽噪聲信號、提前不到半個碼片間隔的滯后偽噪聲信號的裝置；以及將接收信號與超前和滯后偽噪聲信號相關(guān)，產(chǎn)生誤差信號的裝置；藉此產(chǎn)生一個使準(zhǔn)時偽噪聲信號跟蹤偽噪聲碼的環(huán)路。
7.權(quán)利要求6的裝置，其特征在于，產(chǎn)生裝置還包括將超前偽噪聲信號延遲四分之一碼片間隔的裝置。
8.權(quán)利要求6或7的裝置，其特征在于，產(chǎn)生裝置還包括將滯后偽噪聲信號延遲四分之一碼片間隔的裝置。
9.權(quán)利要求6、7或8的裝置，其特征在于，相關(guān)裝置還包括將接收信號與超前偽噪聲信號相關(guān)，產(chǎn)生超前信號的裝置；將接收信號與滯后偽噪聲信號相關(guān)，產(chǎn)生滯后信號的裝置；以及從超前信號中減去滯后信號，產(chǎn)生誤差信號的裝置。
10.權(quán)利要求6、7、8或9的裝置，其特征在于，相關(guān)裝置還包括從超前偽噪聲信號中減去滯后偽噪聲信號，產(chǎn)生合并的偽噪聲信號的裝置；以及將接收信號與合并的偽噪聲信號混合，然后積分產(chǎn)生誤差信號的裝置。
11.實施計算機程序代碼、使計算機鎖定到接收偽噪聲碼的計算機可用介質(zhì)，通過執(zhí)行如下步驟進行根據(jù)誤差信號，產(chǎn)生準(zhǔn)時的偽噪聲信號、延遲不到半個碼片間隔的超前偽噪聲信號、提前不到半個碼片間隔的滯后偽噪聲信號；并且將接收信號與超前和滯后偽噪聲信號相關(guān)，產(chǎn)生誤差信號；藉此產(chǎn)生一個使準(zhǔn)時偽噪聲信號跟蹤偽噪聲碼的環(huán)路。
12.權(quán)利要求11的計算機可用介質(zhì)，其特征在于，產(chǎn)生步驟還包括將超前偽噪聲信號延遲四分之一碼片間隔的步驟。
13.權(quán)利要求11或12的計算機可用介質(zhì)，其特征在于，產(chǎn)生步驟還包括將滯后偽噪聲信號延遲四分之一碼片間隔的步驟。
14.權(quán)利要求11、12或13的計算機可用介質(zhì)，其特征在于，相關(guān)步驟還包括如下步驟將接收信號與超前偽噪聲信號相關(guān)，產(chǎn)生超前信號；將接收信號與滯后偽噪聲信號相關(guān)，產(chǎn)生滯后信號；并且從超前信號中減去滯后信號，產(chǎn)生誤差信號。
15.權(quán)利要求11、12、13或14的計算機可用介質(zhì)，其特征在于，相關(guān)步驟還包括如下步驟從超前偽噪聲信號中減去滯后偽噪聲信號，產(chǎn)生合并的偽噪聲信號；并且將接收信號與合并的偽噪聲信號混合，然后積分，產(chǎn)生誤差信號。
全文摘要
公開了在IS－95擴頻通信系統(tǒng)中鎖定到偽噪聲碼的裝置和方法。根據(jù)誤差信號,偽噪聲發(fā)生器(312或416)產(chǎn)生準(zhǔn)時的偽噪聲信號,超前的偽噪聲信號被延遲不到半個碼片間隔,滯后的偽噪聲信號被提前不到半個碼片間隔。相關(guān)器(302和304或404)將接收信號與超前和滯后偽噪聲信號相關(guān),產(chǎn)生誤差信號。偽噪聲發(fā)生器(312或416)與相關(guān)器(302和304,或404)的合并產(chǎn)生一個環(huán)路,其中準(zhǔn)時偽噪聲信號比現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備更準(zhǔn)確地跟蹤接收的偽噪聲碼,并使接收機中的解交織和解碼設(shè)備(210)更有效地對接收信號解調(diào)。
文檔編號H04B1/707GK1253676SQ98804528
公開日2000年5月17日 申請日期1998年12月7日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月23日
發(fā)明者F·坎加爾, M·穆塔梅德, A·J·魯菲爾 申請人:皇家菲利浦電子有限公司