一種碼分多址系統(tǒng)的自適應(yīng)多徑管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線移動通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種碼分多址系統(tǒng)的自適應(yīng)多徑管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于移動通信系統(tǒng)的電波傳播特性，存在多徑反射、散射以及各種衰耗。因此要傳送的信息在空中將經(jīng)過不同的傳輸路徑，在不同的時刻達(dá)到接收端，導(dǎo)致終端的接收端存在多徑信號。不同幅度和相位的多徑信號在接收端疊加，會造成信號的快衰落，影響了通信質(zhì)量。移動通信中常用的Rake接收機(jī)就是基于擴(kuò)頻序列的，先將空中多徑信號分離、校正然后再合并解調(diào)，從而充分利用多徑信號能量，是一種有效對抗多徑干擾的手段。為了對抗多徑衰落，用多徑搜索模塊對接收到的導(dǎo)頻符號進(jìn)行解擾和相關(guān)積分處理。并根據(jù)得到的時延擴(kuò)展數(shù)據(jù)值來計算多徑的時延擴(kuò)展信息，以調(diào)整本地擴(kuò)頻碼使之與接收信號中的各多徑成分的擴(kuò)頻碼保持同步，為正確解擴(kuò)提供條件。
[0003]在移動通信的信道環(huán)境下，多徑是快速跳變的。這意味著在某個時刻，某個位置可能突然出現(xiàn)能量較強(qiáng)的徑，或真徑在某個時刻突然消失，導(dǎo)致Rake接收機(jī)性能的不穩(wěn)定，這就要求在設(shè)計中能夠準(zhǔn)確跟蹤多徑跳變的位置，并降低由于多徑的快速跳變對數(shù)據(jù)接收和解碼的影響。
[0004]目前普遍使用的多徑搜索方法是根據(jù)擾碼具有較好的自相關(guān)特性，采用本地擾碼與接收信號進(jìn)行滑動相關(guān)，得到接收信號的功率時延函數(shù)。然后從功率時延函數(shù)中搜索出大于一定門限的峰值位置，就是多徑時延成分對應(yīng)的位置。最后將這些多徑時延位置分配給Rake接收機(jī)。實(shí)際無線移動信道的各徑強(qiáng)度是時刻變化的。多徑強(qiáng)度的變化和噪聲的存在都會顯著降低搜索能量窗的多徑分辨力。由于RAKE多徑技術(shù)能有效提高信噪比，希望能找到盡可能多的可用徑，然后用這些多徑進(jìn)行合并。但是如果不對徑的強(qiáng)弱和跳變加以限制，就會影響接收機(jī)的解調(diào)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種碼分多址系統(tǒng)的自適應(yīng)多徑管理方法，能夠提高真徑的捕獲概率、降低虛警率、同時對多徑搜索的準(zhǔn)確性和對新出現(xiàn)徑的反應(yīng)速度有很大的提升，改善RAKE接收機(jī)性能。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種碼分多址系統(tǒng)的自適應(yīng)多徑管理方法，包括以下步驟:
[0007](I)從時延擴(kuò)展數(shù)據(jù)中遞歸搜索出滿足門限的M_peak個峰值，并記錄這些M_peak峰值的各自位置和峰值大小，并根據(jù)能量大小排序形成峰值表；
[0008](2)對峰值表中的指峰執(zhí)行路徑檢查，并輸出檢測標(biāo)記；
[0009](3)根據(jù)對應(yīng)的路徑檢測結(jié)果刷新指峰及候選指峰的峰值數(shù)值、指數(shù)和位置，并檢測指峰及候選指峰的同步保護(hù)狀態(tài)，其中，同步保護(hù)狀態(tài)包括:失步、后向保護(hù)、同步和前向保護(hù)；
[0010](4)將處于保護(hù)狀態(tài)且超過門限的候選指峰與指峰表中峰值最小的指峰進(jìn)行交換，實(shí)現(xiàn)指峰信息的刷新；
[0011](5)對候選指峰進(jìn)行維護(hù)，用新發(fā)現(xiàn)的信噪比較好的路徑替換原來的已分配給候選指峰的信噪比較差或已消失的路徑；
[0012](6)從指峰表中提取非失步的，并將峰值較強(qiáng)的指峰映射到Rake接收機(jī)的指。
[0013]所述步驟(I)包括以下子步驟:根據(jù)接收機(jī)時序?qū)⑸漕l接收數(shù)據(jù)進(jìn)行保存；根據(jù)選中的信道化碼和擾碼與采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，得到復(fù)數(shù)相關(guān)函數(shù)；對得到的復(fù)數(shù)相關(guān)函數(shù)進(jìn)行累加，并計算復(fù)數(shù)相關(guān)函數(shù)實(shí)部虛部的平方和，即得到功率時延函數(shù)；在功率時延函數(shù)中找出M_peak個較大的函數(shù)值，這些值對應(yīng)的時延位置就是多徑時延。
[0014]所述步驟(2)包括以下子步驟:首先，設(shè)置原峰值表中的指峰位置為當(dāng)前的試探性指峰位置，然后在新峰值表中搜索離這個指峰位置最近的峰值；當(dāng)指峰位置和峰位置之間的距離小于第一閾值【(1的1，就不刷新試探性的指峰位置；當(dāng)指峰位置和這個峰值位置之間的距離大于第二閾值N_det2時，就認(rèn)為指峰沒有檢測到；當(dāng)這個距離小于或等于第二閾值N_det2時，試探性指峰位置將被刷新為這個峰值位置，并寫一個不存在的峰值位置到峰值表中此峰值的位置地址，并在以后的搜索中不再考慮此峰值。
[0015]所述步驟(2)還包括噪聲門限檢測的步驟，當(dāng)峰值數(shù)值大于平均噪聲乘以噪聲門限時，再進(jìn)行最大峰值檢測，當(dāng)峰值大小不低于最大峰能量乘以最大峰值門限時，認(rèn)為檢測成功。
[0016]所述步驟(3)中當(dāng)路徑已連續(xù)超過N_fwd次沒有檢測到即為失步；當(dāng)路徑已連續(xù)被檢測到的次數(shù)少于N_bwd次即為后向保護(hù)；當(dāng)路徑已連續(xù)檢測到N_bwd次或多于N_bwd次即為同步；當(dāng)路徑已連續(xù)N_fwd次沒檢測到或少于N_fwd次沒檢測到即為前向保護(hù)；其中，N_fwd是前向保護(hù)步長，N_bwd是后向保護(hù)步長。
[0017]所述步驟(5)包括以下子步驟:檢測新峰值表中每個峰值和原峰值表中所有的指峰和候選指峰之間的最小距離，如果距離大于第三閾值Fdiff，這個峰值將被加到原峰值表的末尾，然后將所有的候選指峰排序，并取峰值較大的作為候選指峰，其他的候選指峰刪除。有益效果
[0018]由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:本發(fā)明通過路徑檢測及同步保護(hù)保證了多徑檢測的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，指峰刷新及侯選峰刷新確?？焖俑櫶兊亩鄰?，在保證Rake接收機(jī)解調(diào)性能的基礎(chǔ)上，在保持無線鏈路同步方面起到了積極作用。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的流程圖；
[0020]圖2是本發(fā)明中峰值搜索流程圖；
[0021]圖3是本發(fā)明中路徑檢測流程圖；
[0022]圖4是本發(fā)明中路徑前向保護(hù)流程圖；
[0023]圖5是本發(fā)明中路徑后向保護(hù)流程圖；
[0024]圖6是本發(fā)明中指峰侯選峰狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；
[0025]圖7是本發(fā)明中指峰刷新流程圖；
[0026]圖8是本發(fā)明中候選峰刷新流程圖；
[0027]圖9是實(shí)施例中峰值表結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0029]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種碼分多址系統(tǒng)的自適應(yīng)多徑管理方法，如圖1所示，包括以下步驟:
[0030](I)峰值搜索:從時延擴(kuò)展數(shù)據(jù)中遞歸搜索出滿足門限的M_peak個峰值，并記錄這些M_peak峰值的各自位置和峰值大小，并根據(jù)能量大小排序形成峰值表；
[0031 ] (2)路徑檢測:對峰值表中的指峰執(zhí)行路徑檢查，并輸出檢測標(biāo)記；
[0032](3)同步保護(hù):根據(jù)對應(yīng)的路徑檢測結(jié)果刷新指峰及候選指峰的峰值數(shù)值、指數(shù)和位置，并檢測指峰及候選指峰的同步保護(hù)狀態(tài)，其中，同步保護(hù)狀態(tài)包括:失步、后向保護(hù)、同步和前向保護(hù)；
[0033](4)指峰刷新:將處于保護(hù)狀態(tài)且超過門限的候選指峰與指峰表中峰值最小的指峰進(jìn)行交換，實(shí)現(xiàn)指峰信息的刷新；
[0034](5)候選峰刷新:對候選指峰進(jìn)行維護(hù)，用新發(fā)現(xiàn)的信噪比較好的路徑替換原來的已分配給候選指峰的信噪比較差或已消失的路徑；
[0035](6)指峰映射:從指峰表中提取非失步的，并將峰值較強(qiáng)的指峰映射到Rake接收機(jī)的指。
[0036]下面分別具體介紹各個模塊的功能及處理流程。
[0037]I)峰值搜索模塊
[0038]峰值搜索包括射頻數(shù)據(jù)存儲，相關(guān)函數(shù)計算、功率累加、峰值搜索幾個單元，如圖2所示。具體說來，包括以下步驟:第一步，根據(jù)接收機(jī)時序，將射頻接收數(shù)據(jù)存放到RAM中。第二步，根據(jù)選中的信道化碼和擾碼與采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，得到復(fù)數(shù)相關(guān)函數(shù)。第三步，對得到的復(fù)數(shù)相關(guān)函數(shù)進(jìn)行累加，并計算復(fù)數(shù)相關(guān)函數(shù)實(shí)部虛部的平方和，即得到功率時延函數(shù)。第四步，確定多徑時延。在功率時延函數(shù)中找出的若干個較大的函數(shù)值，這些值對應(yīng)的時延位置就是多徑時延。
[0039]2)路徑檢測
[0040]圖3是路徑檢測的流程圖。對每個指峰和候選指峰都要調(diào)用路徑檢測單元，每個指峰和候選指峰一次。首先，設(shè)置原峰值表中的指峰位置為當(dāng)前的試探性指峰位置，然后在新峰值表中搜索離這個指峰位置最近的峰值。當(dāng)指峰位置和峰位置之間的距離小于等N_detl，就不刷新試探性的指峰位置；當(dāng)指峰位置和這個峰值位置之間的距離大于N_det2時，就認(rèn)為指峰沒有檢測到，檢測標(biāo)記置為O ;當(dāng)這個距離小于等于N_det2時，試探性指峰位置將被刷新為此峰值位置，并寫一個不存在的峰值位置到峰值表中此峰值的位置地址，在以后的搜索中不再考慮此峰值。[0041 ] 當(dāng)峰值位置在N_det2之內(nèi)，還需進(jìn)一步進(jìn)行噪聲門限檢測，峰值數(shù)值應(yīng)大于平均噪聲乘以噪聲門限，然后進(jìn)行最大峰值檢測，峰值大小不能低于最大峰值數(shù)值乘以最大峰值門限。噪聲門限是ThresholdNoise，最大峰值門限是ThresholdMax。如果噪聲門限檢測和最大峰值檢測都成功，就認(rèn)為路徑已找到。在這種情況下，路徑搜索函數(shù)返回峰值數(shù)值、指數(shù)，并在峰值表中改變發(fā)現(xiàn)峰值的峰值符號，使它變?yōu)樨?fù)數(shù)，這樣，在下一步檢測中就不必考慮這個峰值了。然后置檢測標(biāo)記為I。
[0042]3)同步保護(hù)
[0043]同步保護(hù)包含前向和后向保護(hù)子單元。前向保護(hù)和后向保護(hù)單元根據(jù)路徑檢測的結(jié)果，刷新指峰的同步狀態(tài)。在指峰表中，每個指峰和候選指峰有兩個用于維護(hù)指峰同步的參數(shù):(1)指峰及候選指峰的狀態(tài):失步、后向保護(hù)、同步、和前向保護(hù)。(2)計數(shù)器:指峰和候選指峰被檢測到和沒被檢測到的次數(shù)。前向保護(hù)流程如圖4所示，后向保護(hù)流程如圖5所示。其中指峰和候選指峰可處于以下幾種狀態(tài)之一:
[0044]失步:路