專利名稱：移動(dòng)終端,基站以及它們的同步控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信系統(tǒng)，特別是涉及接收器、移動(dòng)終端、基站以及它們的同步控制方法。
CDMA(Code Division Multiple Access碼分多址連接)方式作為通過把多個(gè)通信信道使用擴(kuò)頻碼進(jìn)行復(fù)用以及多元化使得頻率利用效率飛速提高的方式正在引起人們的注意。在CDMA中，在發(fā)送一側(cè)，把樹端信道、共同控制信道、個(gè)別控制信道、個(gè)別通話信道等通信中所需要的信道分別使用不同的擴(kuò)散碼實(shí)施擴(kuò)頻調(diào)制，復(fù)用后進(jìn)行發(fā)送，在接收一側(cè)，用與發(fā)送一側(cè)相同的擴(kuò)散碼進(jìn)行反擴(kuò)散，從被復(fù)用了的信號(hào)中解調(diào)所希望的信道。這樣被擴(kuò)頻調(diào)制了的信號(hào)如果在發(fā)射一側(cè)以及接收一側(cè)的雙方不使用相同的碼相位則不能夠解調(diào)相同的擴(kuò)散碼。因此，接收一側(cè)的擴(kuò)散碼的同步確立以及同步保持在實(shí)現(xiàn)CDMA方面處于最重要技術(shù)之一的位置。這里所謂同步確立指的是進(jìn)行在發(fā)射一側(cè)所使用的擴(kuò)散碼的碼相位的檢測，所謂同步保持指的是維持確立了的碼相位。
移動(dòng)終端首先在同步確立的過程中，進(jìn)行處于周圍的基站發(fā)送的樹端信道的檢索。該樹端信道是把基站使用的擴(kuò)散碼的信息和功率控制所需要的信息傳送到移動(dòng)終端的，所有的基站幾乎長時(shí)間地進(jìn)行發(fā)送的信道。具體的檢索方法示于文獻(xiàn)「樋口健一，佐和橋衛(wèi)，安達(dá)文幸，“使用DS-CDMA基站非同步蜂窩中的長掩碼的高速小區(qū)搜索法”電子信息通信學(xué)會(huì)技術(shù)研究報(bào)告RCS96-122，pp.57-63，1997-01」中。
而作為重視同步確立和同步維持的理由，可以舉出其實(shí)現(xiàn)方面的困難性。困難性的主要原因如下。在實(shí)際的傳播路徑中，由于發(fā)生與傳播路徑長度成比例的傳播延遲，因此在接收一側(cè)使用的擴(kuò)散碼的碼相位必須在發(fā)送一側(cè)的碼相位上加入與傳播延遲相應(yīng)的相位移。進(jìn)而，電波在各處被反射的同時(shí)通過各種路徑到達(dá)，因此將發(fā)生多個(gè)延遲波。這種現(xiàn)象一般稱為多徑，多徑由于在接收一側(cè)帶來了具有不同相位的多個(gè)接收信號(hào)成分，因此難以進(jìn)行同步確立以及維持。
在CDMA通信系統(tǒng)中，作為多徑對(duì)策之一，使用分離(RAKE)接收技術(shù)。分離接收是把多個(gè)延遲波以對(duì)應(yīng)于各個(gè)延時(shí)時(shí)間的碼相位分別進(jìn)行解調(diào)，通過把其解調(diào)結(jié)果進(jìn)行合成，獲得分集效果以及合成增益。為了進(jìn)行分離接收，對(duì)于多個(gè)相位的接收信號(hào)成分必須同時(shí)進(jìn)行反擴(kuò)散。作為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的以往技術(shù)，有在特開平9-321664號(hào)「基于時(shí)間窗控制環(huán)的RAKE方式擴(kuò)頻接收裝置」中記載的匹配濾波器的發(fā)明。在該發(fā)明中，使用以一定的相位間隔偏移的多個(gè)擴(kuò)散碼同時(shí)進(jìn)行多個(gè)反擴(kuò)散。另外，在該匹配濾波器中，從預(yù)先確定的碼相位開始在預(yù)定的相位范圍內(nèi)進(jìn)行反擴(kuò)散。以后，把對(duì)于上述預(yù)定相位范圍的時(shí)間寬度稱為匹配濾波器的時(shí)間窗。
第14圖示出作為關(guān)聯(lián)技術(shù)的擴(kuò)頻接收裝置的結(jié)構(gòu)圖。如果依據(jù)關(guān)聯(lián)技術(shù)，則把對(duì)于由RF接收單元908接收的接收信號(hào)，用匹配濾波器903以及904檢測出的與多個(gè)碼相位相對(duì)應(yīng)的反擴(kuò)散結(jié)果輸入到包絡(luò)線檢波器906以及延遲檢波器905中。包絡(luò)線檢波器906的輸出在最大比合成控制單元907中判定上述多個(gè)反擴(kuò)散結(jié)果的強(qiáng)度，通過根據(jù)判定的接收強(qiáng)度在RAKE合成單元910中合成由延遲檢波器905檢波了的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)RAKE接收。另一方面，從包絡(luò)線檢波器906的輸出結(jié)果，用時(shí)間窗控制單元908以及同步保持單元909控制匹配濾波器903以及904的時(shí)間窗位置，使得包絡(luò)線的最大峰值位置與匹配濾波器903以及904的時(shí)間窗中心位置一致。數(shù)據(jù)再生單元911從RAKE合成單元910的輸出再生數(shù)據(jù)。
在關(guān)聯(lián)技術(shù)中，存在著多個(gè)延遲波，在對(duì)應(yīng)各個(gè)延遲波發(fā)生了多個(gè)相關(guān)值的情況下，使得與其中具有最大相關(guān)值的延遲波同步。因此，在關(guān)聯(lián)技術(shù)中，只有在多個(gè)延遲波中具有支配性強(qiáng)度的延遲波穩(wěn)定存在的條件下可以期待適宜的同步保持。然而，現(xiàn)實(shí)中在城市環(huán)境等下，存在多個(gè)延遲波，而且，大多數(shù)情況下各個(gè)延遲波的強(qiáng)度方面不存在決定性的差別。另外，有時(shí)由于終端的移動(dòng)發(fā)生衰落，各延遲波的強(qiáng)度急劇變動(dòng)。因此，具有最大相關(guān)值的延遲波頻繁地發(fā)生變化。因而在關(guān)聯(lián)技術(shù)中，難以特定用于同步保持的適宜的碼相位。
另外，在這樣的環(huán)境中，接收功率分散在各延遲波中，每一個(gè)延遲波的功率減小。在假如選擇某一個(gè)延遲波(路徑)用于同步保持時(shí)，僅能夠把全部接收功率中的一部分接收功率使用在同步保持中，不能夠得到充分的穩(wěn)定性。
本發(fā)明是鑒于以上的問題點(diǎn)而產(chǎn)生的，特別是目的在于提供CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用的，失步少而且能夠進(jìn)行穩(wěn)定接收的同步控制方法、接收器、基站以及移動(dòng)終端。
另外，本發(fā)明的目的在于在城市環(huán)境這樣存在多徑的環(huán)境中也穩(wěn)定地進(jìn)行同步保持，降低通話過程中的呼叫切斷幾率。另外，本發(fā)明的目的還在于在同步的初始引入中高速地進(jìn)行引入，在引入結(jié)束以后減少由噪聲產(chǎn)生的抖動(dòng)進(jìn)行保持，使同步保持穩(wěn)定。而且，本發(fā)明的目的還在于縮短從終端的電源投入到能夠進(jìn)行通話的時(shí)間，并且降低由于相位抖動(dòng)引起的通話品質(zhì)的惡化。
在本發(fā)明中，為了解決上述的課題，并不是把匹配濾波器的時(shí)間窗位置與單獨(dú)的路徑相吻合，而是進(jìn)行控制使得對(duì)應(yīng)于檢測出的有效相關(guān)值的多個(gè)路徑的碼相位以及從各個(gè)相關(guān)值獲得的代表多個(gè)路徑的擴(kuò)散碼相位的代表值與匹配濾波器的時(shí)間窗中心相吻合。作為代表值，例如可以使用路徑的功率重心等。
如果依據(jù)本發(fā)明的第1解決方法，則提供同步控制方法，該同步控制方法進(jìn)行控制使得根據(jù)被擴(kuò)頻了的接收信號(hào)與輸入的擴(kuò)散碼的相關(guān)性，求把多個(gè)碼相位的每一個(gè)的各相關(guān)值作為成分的延遲分布，對(duì)于被反擴(kuò)散了的信號(hào)，根據(jù)所求出的延遲分布進(jìn)行分離合成，輸出被解調(diào)了的信號(hào)，使用求出的延遲分布中多個(gè)相關(guān)值以及相對(duì)應(yīng)的碼相位，計(jì)算代表多個(gè)路徑的擴(kuò)散碼相位的代表值，根據(jù)計(jì)算出的代表值，保持輸入的接收信號(hào)與擴(kuò)散碼的同步。
如果依據(jù)本發(fā)明的第2解決方法，則提供接收機(jī)，該接收機(jī)具有根據(jù)被擴(kuò)頻了的接收信號(hào)與輸入的擴(kuò)散碼的相關(guān)性，輸出被反擴(kuò)散了的信號(hào)的輸入單元；對(duì)于來自上述輸入單元的被反擴(kuò)散了的信號(hào)，輸出延遲分布的延遲分布測定單元；對(duì)于來自上述輸入單元的被反擴(kuò)散了的信號(hào)，根據(jù)從上述分布測定單元輸出的延遲分布進(jìn)行分離合成，輸出被解調(diào)了的信號(hào)的數(shù)據(jù)符號(hào)解調(diào)單元；根據(jù)從上述分布測定單元輸出的延遲分布使用多個(gè)相關(guān)值以及對(duì)應(yīng)的碼相位，計(jì)算代表多個(gè)路徑的擴(kuò)散碼相位的代表值的代表值運(yùn)算單元；用于根據(jù)來自上述代表值運(yùn)算單元的代表值進(jìn)行控制使得保持輸入到上述輸入單元的接收信號(hào)與擴(kuò)散碼的同步的時(shí)鐘控制單元。
進(jìn)而，如果依據(jù)本發(fā)明的第3解決方法，則提供具有上述接收機(jī)的基站以及移動(dòng)終端。
第1圖是適用本發(fā)明的CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
第2圖是基站的結(jié)構(gòu)圖。
第3圖是移動(dòng)終端的結(jié)構(gòu)圖。
第4圖是本發(fā)明的接收模塊(接收機(jī))的結(jié)構(gòu)圖。
第5圖是匹配濾波器101的結(jié)構(gòu)圖。
第6圖是分布測定單元102的結(jié)構(gòu)圖。
第7圖是接收信號(hào)的格式結(jié)構(gòu)圖。
第8圖是延遲分布的說明圖。
第9圖是數(shù)據(jù)符號(hào)解調(diào)單元104的結(jié)構(gòu)圖。
第10圖是代表值運(yùn)算單元105的結(jié)構(gòu)圖。
第11圖是環(huán)路濾波器106以及時(shí)鐘控制單元107的結(jié)構(gòu)圖。
第12圖是對(duì)于環(huán)路濾波器系數(shù)的控制的說明圖。
第13圖是代表值運(yùn)算單元105的其它結(jié)構(gòu)圖。
第14圖是現(xiàn)有技術(shù)中的擴(kuò)頻接收裝置的結(jié)構(gòu)圖。
用于實(shí)施發(fā)明的最佳形態(tài)第1圖示出使用了本發(fā)明的CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。這里，在每一個(gè)一定的服務(wù)區(qū)內(nèi)配置基站1以及2，服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動(dòng)終端3～5在附近的基站1或者2之間進(jìn)行擴(kuò)頻信號(hào)的收發(fā)?；?以及2連接到基站控制臺(tái)6上。另外，該基站控制臺(tái)6連接到固定網(wǎng)7等中。固定網(wǎng)7進(jìn)而連接到其它的固定網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)等中。由此，服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動(dòng)終端能夠與處于相同基站下的移動(dòng)終端、處于其它基站下的移動(dòng)終端以及連接到固定網(wǎng)等上的終端等的各終端進(jìn)行通話。
第2圖是示出基站的結(jié)構(gòu)圖?；揪哂刑炀€10，無線單元11，多路發(fā)射器12，多路接收器13，站間接口14以及基站控制臺(tái)15。與移動(dòng)終端之間收發(fā)的電波經(jīng)過天線10以及無線單元11等進(jìn)行與基帶收發(fā)信號(hào)的相互變換。多路發(fā)射器12進(jìn)行多個(gè)信道的基帶發(fā)送信號(hào)的調(diào)制，另一方面，多路接收器13進(jìn)行多個(gè)信道的基帶接收信號(hào)的解調(diào)。站間接口14與基站控制臺(tái)之間傳送多路發(fā)射器12要發(fā)射的信號(hào)、多路接收器13解調(diào)了的信號(hào)以及各種控制信號(hào)。基站控制臺(tái)15對(duì)于基站的各部分進(jìn)行控制。
第3圖中示出移動(dòng)終端的結(jié)構(gòu)圖。移動(dòng)終端具有天線20，無線單元21，發(fā)射器22，接收器23，語音編碼譯碼器24，受話器25，送話器26以及終端控制單元27。與其它基站之間收發(fā)的電波經(jīng)過天線20以及無線單元21等進(jìn)行與基帶收發(fā)信號(hào)之間的相互變換。
發(fā)射器22進(jìn)行基帶發(fā)送信號(hào)的調(diào)制，另一方面，接收器23進(jìn)行基帶接收信號(hào)的解調(diào)。語音編碼譯碼器24把來自送話器26的語音信號(hào)編碼，輸出為要發(fā)送到發(fā)射器22的信號(hào)，而且，把接收器23解調(diào)了的信號(hào)進(jìn)行譯碼，輸出到受話器25。終端控制單元27對(duì)于移動(dòng)終端的各部分進(jìn)行控制。
第4圖中示出本發(fā)明的接收模塊(接收機(jī))的結(jié)構(gòu)圖。
接收模塊具有匹配濾波器(輸入單元)101，延遲分布測定單元102，延遲分布平均單元103，數(shù)據(jù)符號(hào)解調(diào)單元104，代表路徑時(shí)間運(yùn)算單元105，環(huán)路濾波器106，時(shí)鐘控制單元107以及擴(kuò)散碼發(fā)生器108。另外，匹配濾波器101能夠使用根據(jù)擴(kuò)頻了的接收信號(hào)與輸入的擴(kuò)散碼的相關(guān)性，輸出被反擴(kuò)散了的信號(hào)的適宜的輸入單元。如果依據(jù)本發(fā)明，則第3圖所示的移動(dòng)終端接收器23通過具有第4圖所示的接收模塊而構(gòu)成。另外，第2圖所示的基站的多路接收器13通過具有多個(gè)第4圖所示的接收模塊而構(gòu)成。
接收信號(hào)輸入到設(shè)定了來自擴(kuò)散碼發(fā)生器108的代碼的匹配濾波器101，通過進(jìn)行擴(kuò)散碼與接收信號(hào)的相關(guān)運(yùn)算，得到被反擴(kuò)散了的的信號(hào)。延遲分布測定單元102輸出對(duì)于該反擴(kuò)散了的信號(hào)的延遲分布。這里所謂延遲分布，指的是在多個(gè)碼相位的每一個(gè)求出的相關(guān)值(反擴(kuò)散結(jié)果)的序列。這里，把碼相位n中的相關(guān)值記為a(n)。存在對(duì)應(yīng)于碼相位n的延遲波的情況下，n成為表示匹配濾波器的時(shí)間窗中的路徑位置的值。所謂路徑位置，是匹配濾波器的時(shí)間窗中提供延遲波的相關(guān)值的位置，即表示碼相位的值。更詳細(xì)地講，如果把匹配濾波器的窗寬度記為2w，把碼相位的間隔記為d，則n滿足-w＜n＜w，而且n＝j(luò)·d(j是整數(shù))。另外，n在窗中心成為0。還有，如果把間隔d以擴(kuò)散碼的碼片單位表示，則d既可以是1碼片也可以是1/2碼片。如果考慮到解調(diào)特性，則1/4碼片間隔最適宜。延遲分布進(jìn)而在延遲分布平均單元103中在各碼相位n進(jìn)行時(shí)間平均，得到Ave(|a(n)|2)。時(shí)間平均除此以外還能夠使用Ave(|a(n)|)，Ave(|a(n)|N)(N是任意的實(shí)數(shù))等其它的平均值。數(shù)據(jù)符號(hào)解調(diào)單元104把反擴(kuò)散了的信號(hào)使用延遲分布(a(n)的序列)以及被時(shí)間平均了的延遲分布(Ave(|a(n)|2的序列))進(jìn)行檢波以及分離合成，輸出解調(diào)了的信號(hào)。
另一方面，延遲分布以及被時(shí)間平均了的延遲分布還輸入到代表值運(yùn)算單元105中，計(jì)算路徑的功率重心等的代表值。以下示出代表值計(jì)算式的一個(gè)例子。
∑n(|a(n)|2·n)/(∑nAve|a(n)|2)另外，對(duì)于a(n)如上述那樣也可以使用|a(n)|N等適宜的表達(dá)式。
更一般地，代表值能夠通過對(duì)檢測有效相關(guān)值的多個(gè)碼相位n計(jì)算作為對(duì)于一個(gè)碼相位n的碼相位n與相關(guān)值a(n)的函數(shù)而得到的評(píng)價(jià)值f(n，a(n))，并且把它們進(jìn)行合成而求出。這里，所謂有效相關(guān)值是在同步保持中對(duì)應(yīng)于有效路徑(延遲波)的相關(guān)值的意義，例如，還能夠定義為具有超過了一定閾值的強(qiáng)度的相關(guān)值，而更簡便地，可以把所有的相關(guān)值作為有效相關(guān)值。另外，作為碼相位n與相關(guān)值a(n)的函數(shù)f(n，a(n))，希望越是強(qiáng)路徑貢獻(xiàn)給同步保持控制的比例越大，而且能夠檢測路徑位置的偏移方向。因此，f(n，a(n))是對(duì)于相關(guān)值a(n)的大小|a(n)|的變化單調(diào)變化的函數(shù)，而且最好是對(duì)于碼相位n以窗中心為對(duì)稱軸的奇函數(shù)，不過不是特別限定于這樣的函數(shù)，在不損害控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行任意的選擇。這里，所謂「對(duì)于相關(guān)值a(n)的變化單調(diào)地進(jìn)行變化」，意味著在相關(guān)值增加時(shí)函數(shù)值f(n，a(n))一定增加或不變化，或者一定減少或不變化的某一種。另外，所謂「對(duì)于碼相位n的奇函數(shù)」，是對(duì)于某個(gè)碼相位具有正的值時(shí)，對(duì)于窗中心對(duì)稱的碼相位，取絕對(duì)值相等的負(fù)值的意思。例如，把相位對(duì)應(yīng)于匹配濾波器的時(shí)間窗中心的相位取為0，在兩端分別取為-32，32，對(duì)應(yīng)于碼相位n的相關(guān)值記為a(n)時(shí)，上述函數(shù)f(n，a(n))既可以是f(n，a(n))＝n·a(n)2，另外也可以是f(n，a(n))＝n·|a(n)|、f(n，a(n))＝sgn(n)·a(n)、f(n，a(n))＝sgn(n)·a(n)2、f(n，a(n))＝n3·a(n)2等
適宜的函數(shù)(這里，sgn(n)是表示n的符號(hào)的函數(shù)。)。另外，最簡單地，例如，可以使用對(duì)于比匹配濾波器的窗中心超前的路徑取-1，滯后的路徑返回到+1這樣的函數(shù)。
上述代表值輸入到環(huán)路濾波器106。環(huán)路濾波器106根據(jù)上述代表值平滑由噪聲等引起的瞬時(shí)路徑位置的變動(dòng)，輸出時(shí)鐘控制信號(hào)。時(shí)鐘控制信號(hào)輸入到時(shí)鐘控制單元107，時(shí)鐘控制單元107進(jìn)行供給到擴(kuò)散碼發(fā)生器108的時(shí)鐘控制。由此，把供給到匹配濾波器101的擴(kuò)散碼進(jìn)行反饋控制使得與輸入的接收信號(hào)同步。即，供給到匹配濾波器101的擴(kuò)散碼如果產(chǎn)生與輸入的接收信號(hào)的時(shí)鐘偏移，則代表值運(yùn)算單元105輸出對(duì)應(yīng)于時(shí)間偏移的代表值。進(jìn)而，通過環(huán)路濾波器106根據(jù)代表值沿著與時(shí)間偏移相反的方向控制時(shí)鐘控制單元107，使輸入的接收信號(hào)的碼相位與反擴(kuò)散中使用的碼相位的相位一致。如以上那樣維持碼相位的同步。
其次，對(duì)于接收模塊(接收機(jī))的各構(gòu)成要素進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，第5圖中示出匹配濾波器101的結(jié)構(gòu)圖的一個(gè)例子。匹配濾波器101具有移位寄存器601以及602，擴(kuò)散碼保持寄存器603以及相關(guān)運(yùn)算器604。
接收信號(hào)輸入到移位寄存器601，被存儲(chǔ)預(yù)時(shí)間間。另一方面，從擴(kuò)散碼發(fā)生器108供給的擴(kuò)散碼輸入到移位寄存器602，被存儲(chǔ)了預(yù)時(shí)間間以后，傳送到擴(kuò)散碼保持寄存器603。
在移位寄存器601中被存儲(chǔ)了預(yù)時(shí)間間部分的接收信號(hào)在相關(guān)運(yùn)算器604中，進(jìn)行與在擴(kuò)散碼保持寄存器603中保持的預(yù)時(shí)間間部分的擴(kuò)散碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。而且，在移位寄存器601中被存儲(chǔ)了預(yù)時(shí)間間部分的接收信號(hào)的時(shí)間與擴(kuò)散碼保持寄存器603中保持的預(yù)時(shí)間間部分的擴(kuò)散碼一致時(shí)得到大相關(guān)值。在存在多個(gè)延遲路徑的環(huán)境中，成為能夠在多個(gè)時(shí)間得到相關(guān)值。
第6圖中示出分布測定單元102的結(jié)構(gòu)圖的一個(gè)例子。第7圖中示出接收信號(hào)的格式結(jié)構(gòu)圖的一個(gè)例子。另外，第8圖中示出延遲分布的說明圖的一個(gè)例子。分布測定單元102具有導(dǎo)頻符號(hào)分離單元201以及導(dǎo)頻符號(hào)加法單元202。另外，接收信號(hào)例如如第7圖所示，在一個(gè)時(shí)隙中包括作為基準(zhǔn)信號(hào)的導(dǎo)頻符號(hào)801和數(shù)據(jù)符號(hào)802。成為復(fù)用該時(shí)隙的結(jié)構(gòu)。第6圖中的導(dǎo)頻符號(hào)分離單元201僅取出對(duì)應(yīng)于第7圖的導(dǎo)頻符號(hào)801的反擴(kuò)散結(jié)果。導(dǎo)頻符號(hào)加法單元202遍及多個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)區(qū)間，把該反擴(kuò)散結(jié)果進(jìn)行相加，計(jì)算出延遲分布a(n)。第8圖中示出以1個(gè)導(dǎo)頻塊的時(shí)間平均得到的延遲分布a(n)。另外，時(shí)間平均不僅可以是一個(gè)導(dǎo)頻塊，也可以遍及適宜的塊數(shù)進(jìn)行平均。在這里作為一個(gè)例子，示出4個(gè)路徑分別在匹配濾波器101的窗中的-4，-2，0，2的碼相位上，分別存在強(qiáng)度的相關(guān)值a(-4)，a(-2)，a(0)，a(2)的情況。
第9圖中示出數(shù)據(jù)符號(hào)解調(diào)單元104的結(jié)構(gòu)圖的一個(gè)例子。數(shù)據(jù)符號(hào)解調(diào)單元104具有數(shù)據(jù)符號(hào)分離單元301，比較單元302，選擇器303，乘法器304以及累加器305。比較器302把在延遲分布平均單元103得到的被時(shí)間平均了的相關(guān)值A(chǔ)ve(|a(n)|2)的序列與預(yù)先確定的閾值進(jìn)行比較。例如該閾值使用作為對(duì)于n把Ave(|a(n)|2)平均了的值的常數(shù)倍所求出的值。選擇器303根據(jù)其比較結(jié)果，在Ave(|a(n)|2)為閾值以上的情況下，從在延遲分布測定單元102得到的延遲分布選擇輸出相關(guān)值a(n)，反之在Ave(|a(n)|2)比閾值小時(shí)選擇輸出0。另一方面，數(shù)據(jù)符號(hào)分離單元301例如從第6圖所示的接收信號(hào)分離數(shù)據(jù)符號(hào)802。該被分離的數(shù)據(jù)符號(hào)802在乘法器304中通過與選擇器303輸出的共軛復(fù)數(shù)的復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算進(jìn)行檢波。通過以上的運(yùn)算，僅在存在強(qiáng)路徑的碼相位n平均地得到檢波結(jié)果，在除此以外的碼相位n得到0。累加器305通過遍及匹配濾波器的時(shí)間窗寬度把檢波結(jié)果進(jìn)行累加，得到把各路徑合成了的解調(diào)結(jié)果。
第10圖中示出代表值運(yùn)算單元105的結(jié)構(gòu)圖的一個(gè)例子。該圖示出作為代表值使用路徑功率重心時(shí)的結(jié)構(gòu)例。代表值運(yùn)算單元105具有自乘器401，比較器402，選擇器403以及406，乘法器404，累加器405以及407，除法器408。在延遲分布測定單元102中得到的延遲分布(a(n)的序列)在自乘器401中進(jìn)行絕對(duì)值自乘運(yùn)算，得到功率調(diào)配的延遲分布(|a(n)|2的序列)。另一方面，在比較器402中，把在延遲分布平均單元103得到的被時(shí)間平均了的延遲分布(Ave(|a(n)|2的序列)與預(yù)定的閾值進(jìn)行比較。例如，該閾值使用作為對(duì)于n把Ave(|a(n)|2)平均了的值的常數(shù)倍求出的值。由該比較器402進(jìn)行的比較結(jié)果在Ave(|a(n)|2)為閾值以上時(shí)，選擇器403選擇輸出在自乘器401中得到的|a(n)|2，另一方面，在比較結(jié)果為被時(shí)間平均的Ave(|a(n)|2)比閾值小時(shí)，選擇輸出0。用選擇器303選擇了的信號(hào)在乘法器404中與分別對(duì)應(yīng)于各個(gè)路徑位置的值n進(jìn)行相乘，得到路徑強(qiáng)度加權(quán)了的路徑位置信息。被路徑強(qiáng)度加權(quán)了的路徑位置信息在累加器405中進(jìn)行累加。
另一方面，選擇器406根據(jù)比較器402的比較結(jié)果，在Ave(|a(n)|2)為閾值以上時(shí)，選擇輸出Ave(|a(n)|2)，另一方面，在Ave(|a(n)|2)比閾值小時(shí)，選擇輸出0。用該選擇器406選擇了的信號(hào)在累加器407中進(jìn)行累加，計(jì)算全部路徑的總功率。在累加器405中累加了的信號(hào)在除法器408中，用由累加器407計(jì)算出的全部路徑的總功率進(jìn)行相除，計(jì)算全部路徑的功率重心。這里，在除法器408中作為除數(shù)所使用的總功率值不是根據(jù)功率調(diào)配的延遲分布(|a(n)|2的序列)的總和，而是根據(jù)由被時(shí)間平均了延遲分布(Ave(|a(n)|2)的序列)的總和求出。由此，能夠減少瞬時(shí)總路徑強(qiáng)度減小時(shí)缺乏可靠性的相位信息的影響。
另外，在第9圖中所示的數(shù)據(jù)符號(hào)解調(diào)單元104以及第10圖中所示的代表值運(yùn)算單元105中，為了平均地檢測強(qiáng)路徑，使用各路徑位置n中的功率平均，然而也能夠使用SIR(Signal to InterferenceRadio)等其它指標(biāo)。
第11圖中示出環(huán)路濾波器106以及時(shí)鐘控制單元107的結(jié)構(gòu)圖的一個(gè)例子。環(huán)路濾波器106具有乘法器501～503以及507，加法器504以及508，值范圍限制器505以及延遲器506。作為代表值運(yùn)算單元105的輸出的代表值在乘法器501中乘入第1系數(shù)g。該乘法器501的輸出進(jìn)而在乘法器502中再次乘入第1系數(shù)g。而且，乘法器502的輸出由乘法器503乘入第2系數(shù)b。乘法器503的輸出通過由加法器504、值范圍限制器505以及延遲器506構(gòu)成的積分器進(jìn)行積分。這里，值范圍限制器505把值進(jìn)行限制使得積分值不超過預(yù)定范圍的值。另一方面，乘法器501的輸出還輸入到乘法器507中，乘入第3系數(shù)a。乘法器507的輸出與由加法器504、值范圍限制器505以及延遲器506構(gòu)成的積分器的輸出在加法器508中進(jìn)行相加，成為時(shí)鐘控制信號(hào)。
其次，時(shí)鐘控制單元107具有值范圍限制器509，D/A變換器510以及壓控振蕩器511。在時(shí)鐘控制單元107中，把值進(jìn)行限制使得從環(huán)路濾波器106輸出的時(shí)鐘控制信號(hào)在值范圍限制器509中不超過預(yù)定范圍的值，由D/A變換器510變換為頻率控制電壓，進(jìn)入到壓控振蕩器511中。壓控振蕩器511根據(jù)該頻率控制電壓輸出適當(dāng)振蕩頻率的信號(hào)。
其次，說明環(huán)路濾波器106中的環(huán)路濾波器系數(shù)的控制。第12圖中示出關(guān)于環(huán)路濾波器系數(shù)控制的說明圖。如上述那樣，在環(huán)路濾波器106中通過使第1系數(shù)g發(fā)生變化維持控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性的情況下，能夠連續(xù)地使控制系統(tǒng)的環(huán)路帶寬發(fā)生變化。一般如果把環(huán)路帶寬取為很大，則跟蹤速度成為高速的另一方面，對(duì)于噪聲的穩(wěn)定性降低。反之如果把環(huán)路帶寬取為較小，則雖然對(duì)于噪聲的穩(wěn)定性提高但是跟蹤速度成為低速。從而，作為一個(gè)例子把環(huán)路濾波器106取為第11圖所示的結(jié)構(gòu)，在初始同步的同步捕獲時(shí)加大g，然后，在同步捕獲后的通信中減少g，由此能夠使高速初始引入特性與穩(wěn)定同步保持特性并存。這時(shí)，如果使第1系數(shù)g急速減少，則為了消除存儲(chǔ)在由加法器504，值范圍限制器505以及延遲器506構(gòu)成的積分器中的由噪聲產(chǎn)生的影響要花費(fèi)很多時(shí)間，有時(shí)噪聲的影響長時(shí)間殘存，因此希望使其平穩(wěn)地減少。為此，在這里如第12圖所示，作為一個(gè)例子在初始引入時(shí)設(shè)定為g＝g1，以后使g向g2指數(shù)地減少。
以上，如果依據(jù)本發(fā)明，則即使在多個(gè)延遲波的電平頻繁地變動(dòng)，反復(fù)地出現(xiàn)、消失這樣不穩(wěn)定的傳播環(huán)境中，也能夠把進(jìn)入到匹配濾波器101的窗寬度中的所有延遲波的功率長時(shí)利用在同期保持中，能夠獲得穩(wěn)定的同步保持。
另外，本技術(shù)能夠適用在基站及移動(dòng)終端的任一個(gè)中。即，在移動(dòng)終端中，能夠在各解調(diào)器中單獨(dú)設(shè)置代表值運(yùn)算單元105，環(huán)路濾波器106以及時(shí)鐘控制單元107等，也可以在裝置總體中共有這些適宜的電路。另外，在基站中，可以在各解調(diào)器中單獨(dú)設(shè)置時(shí)鐘控制單元107等，也可以共有這些適宜的電路。另外，代替第5圖所示的時(shí)鐘控制單元107，還能夠使用時(shí)鐘源和把分頻比取為可變的可變分頻器，把分頻了的時(shí)鐘供給到擴(kuò)散碼發(fā)生器108中。通過這樣做，能夠在裝置總體中使用共同的時(shí)鐘源在每個(gè)解調(diào)器中控制時(shí)鐘。
另外，在上述實(shí)施形態(tài)中，在具有比匹配濾波器的時(shí)間窗寬度大的延遲分散的環(huán)境中，例如，存在具有2個(gè)相同程度的接收強(qiáng)度的路徑，并且如果其路徑之間的延遲逐漸加大，則2個(gè)路徑接近匹配濾波器窗的兩端，有可能最終引起雙方都從窗脫離的失步。作為防止這一點(diǎn)的第一方法，首先，用縮小的窗寬度進(jìn)行路徑測定，存在于縮小的窗內(nèi)的路徑功率在與輸入到窗總體的路徑功率相比較減小到預(yù)定比例以上時(shí)，判定為需要用于防止失步的處置。而且，在判定為需要用于防止失步的處置的情況下，放棄對(duì)位于窗端部或者窗端部附近的單方路徑的同步保持，僅對(duì)另一方的路徑進(jìn)行同步跟蹤，由此能夠防止失步。第二個(gè)方法是在路徑的功率重心的基礎(chǔ)上測定延遲分散，在延遲分散超過了預(yù)定的值時(shí)判定為需要用于防止失步的處置。而且，這種情況下同樣放棄對(duì)位于窗端部或者窗端部附近的單方路徑的同步保持，僅對(duì)另一方的路徑進(jìn)行同步跟蹤，由此能夠防止失步。
防止失步的第一以及第二方法例如能夠用第13圖所示的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。401～408中的動(dòng)作與第10圖相同。匹配濾波器窗寬度控制單元409使用被時(shí)間平均了的延遲分布(Ave(|a(n)|2)的序列)，如上述那樣判定是否需要用于防止失步的處置，根據(jù)其判定結(jié)果，把擴(kuò)散碼的碼相位n或者時(shí)間窗中心相位值(例如在n＝-32～32時(shí)為0)進(jìn)行輸出。
在防止失步的第一方法中，匹配濾波器窗控制單元409的動(dòng)作由圖中「MF Window Controller(Type1)」所示的算法409a決定輸出值。另外，在防止失步的第二方法中，由圖中「MF Window Controller(Type2)」所示的算法409b決定輸出值。這里，例如取n＝-32～32時(shí)，單側(cè)的縮小窗寬度p，功率比判定閾值r，延遲分散閾值σ2分別是0＜p＜32，1＜r，0＜σ＜32范圍的常數(shù)。
如果依據(jù)本發(fā)明，則即使在城市環(huán)境這樣存在由多個(gè)反射波引起的多徑的環(huán)境中也能夠穩(wěn)定地進(jìn)行同步保持，能夠降低通話過程中的呼叫切斷幾率。另外，如果依據(jù)本發(fā)明，則在同步的初始引入中高速引入，在引入結(jié)束后減小保持由噪聲引起的抖動(dòng)，能夠使同步保持穩(wěn)定。由此，如果依據(jù)本發(fā)明，能夠縮短從終端的電源投入到成為能夠通話的時(shí)間，而且能夠減少由相位抖動(dòng)引起的通話品質(zhì)的惡化。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)終端，其特征在于，具有發(fā)生在反擴(kuò)散中使用的擴(kuò)散碼的碼發(fā)生器；把成為反擴(kuò)散對(duì)象的接收信號(hào)和由上述擴(kuò)散碼發(fā)生器發(fā)生的擴(kuò)散碼作為輸入，在多個(gè)時(shí)間的每一個(gè)并行地實(shí)施多個(gè)反擴(kuò)散的反擴(kuò)散器；從上述反擴(kuò)散器輸出的多個(gè)相關(guān)值中抽取出可靠性高的值的抽取電路；從上述抽取出的多個(gè)相關(guān)值決定代表該多個(gè)相關(guān)值的代表值的代表值決定電路；根據(jù)上述代表值決定電路決定了的代表值控制上述碼發(fā)生器的碼發(fā)生時(shí)間的控制電路；把由上述抽取電路抽取出的多個(gè)相關(guān)值進(jìn)行合成，解調(diào)數(shù)據(jù)的解調(diào)器。
2.如權(quán)利要求1中所述的移動(dòng)終端，其特征在于上述反擴(kuò)散器是匹配濾波器，在把上述匹配濾波器的窗寬度數(shù)等分得到的各時(shí)間的每一個(gè)輸出相關(guān)值，上述抽取電路抽取在觀測時(shí)間內(nèi)的平均值為閾值以上的值。
3.如權(quán)利要求2中所述的移動(dòng)終端，其特征在于上述各時(shí)間的間隔是擴(kuò)散碼碼片長的j分之一，j是整數(shù)。
4.如權(quán)利要求1中所述的移動(dòng)終端，其特征在于上述代表值決定電路根據(jù)上述抽取出的多個(gè)相關(guān)值的重心計(jì)算進(jìn)行決定。
5.如權(quán)利要求1中所述的移動(dòng)終端，其特征在于上述控制電路由環(huán)路濾波器和時(shí)鐘控制電路構(gòu)成，上述環(huán)路濾波器根據(jù)上述代表值輸出控制信號(hào)，上述時(shí)鐘控制電路根據(jù)上述控制信號(hào)控制上述碼發(fā)生器使得保持上述接收信號(hào)與上述擴(kuò)散碼的同步。
6.一種基站，至少具有一個(gè)從移動(dòng)終端接收處理信號(hào)的接收機(jī)，其特征在于上述接收機(jī)具有發(fā)生在反擴(kuò)散中使用的擴(kuò)散碼的碼發(fā)生器；把成為反擴(kuò)散對(duì)象的接收信號(hào)和由上述擴(kuò)散碼發(fā)生器發(fā)生的擴(kuò)散碼作為輸入，在多個(gè)時(shí)間的每一個(gè)并行地實(shí)施多個(gè)反擴(kuò)散的反擴(kuò)散器；從上述反擴(kuò)散器輸出的多個(gè)相關(guān)值中抽取出觀測時(shí)間內(nèi)的平均值為閾值以上的值的抽取電路；從上述抽取出的多個(gè)相關(guān)值決定代表該多個(gè)相關(guān)值的代表值的代表值決定電路；根據(jù)上述代表值決定電路決定了的代表值控制上述碼發(fā)生器的碼發(fā)生時(shí)間的控制電路；把由上述抽取電路抽取出的多個(gè)相關(guān)值進(jìn)行合成，解調(diào)數(shù)據(jù)的解調(diào)器。
7.如權(quán)利要求1中所述的移動(dòng)終端，其特征在于上述反擴(kuò)散器是匹配濾波器，在把上述匹配濾波器的窗寬度進(jìn)行n等分得到的各時(shí)間的每一個(gè)輸出相關(guān)值。
8.如權(quán)利要求2中所述的移動(dòng)終端，其特征在于上述各時(shí)間的間隔是擴(kuò)散碼碼片長度的i分之一，i是整數(shù)。
9.如權(quán)利要求1中所述的移動(dòng)終端，其特征在于上述代表值決定電路根據(jù)上述抽取出的多個(gè)相關(guān)值的重心計(jì)算進(jìn)行決定。
10.如權(quán)利要求1中所述的移動(dòng)終端，其特征在于上述控制電路由環(huán)路濾波器和時(shí)鐘控制電路構(gòu)成，上述環(huán)路濾波器根據(jù)上述代表值輸出控制信號(hào)，上述時(shí)鐘控制電路根據(jù)上述控制信號(hào)控制上述碼發(fā)生器使得保持上述接收信號(hào)與上述擴(kuò)散碼的同步。
11.一種同步控制方法，其特征在于根據(jù)擴(kuò)頻了的接收信號(hào)和輸入的擴(kuò)散碼的相關(guān)性，求反擴(kuò)散了的信號(hào)，根據(jù)被反擴(kuò)散了的信號(hào)求延遲分布，根據(jù)求出的延遲分布把被反擴(kuò)散了的信號(hào)進(jìn)行分離合成，輸出被解調(diào)了的信號(hào)，從所求出的延遲分布中根據(jù)多個(gè)相關(guān)值及其時(shí)間計(jì)算代表路徑的延遲差的代表值，根據(jù)計(jì)算出的代表值，進(jìn)行控制使得保持被輸入的接收信號(hào)與擴(kuò)散碼的同步。
12.如權(quán)利要求11中所述的同步控制方法，其特征在于根據(jù)對(duì)于時(shí)間以時(shí)間窗中心為對(duì)稱軸的奇函數(shù)計(jì)算上述代表值。
13.如權(quán)利要求11中所述的同步控制方法，其特征在于根據(jù)對(duì)于某個(gè)時(shí)間的相關(guān)值的變化單調(diào)變化的函數(shù)計(jì)算上述代表值。
14.如權(quán)利要求11所述的同步控制方法，其特征在于上述代表值是多個(gè)路徑的功率重心時(shí)間。
15.如權(quán)利要求14中所述的同步控制方法，其特征在于在計(jì)算多個(gè)路徑的功率重心時(shí)間時(shí)，用于獲取在對(duì)于路徑位置的功率加權(quán)中使用的各路徑的功率平均的時(shí)間寬度比用于獲取功率重心時(shí)間的歸一化中使用的總接收功率的總和平均的時(shí)間寬度短。
16.如權(quán)利要求11中所述的同步控制方法，其特征在于通過用被時(shí)間平均了的延遲分布的總和除對(duì)于多條路徑的功率調(diào)配的延遲分布與其時(shí)間相乘構(gòu)成的路徑位置信息的總和計(jì)算上述代表值。
17.權(quán)利要求11中所述的同步控制方法，其特征在于把被時(shí)間平均了的延遲分布為預(yù)定閾值以上的延遲分布選擇為可以得到有效相關(guān)值的值，根據(jù)被選擇的延遲分布計(jì)算上述代表值。
18.如權(quán)利要求17中所述的同步控制方法，其特征在于在計(jì)算上述代表值時(shí)，從被檢測的多個(gè)時(shí)間計(jì)算代表路徑間的延遲差的值，在代表該路徑間的延遲差的值超過了預(yù)定值時(shí)，放棄對(duì)位于窗端部或者窗端部附近的一方路徑的同步保持。
19.如權(quán)利要求18中所述的同步控制方法，其特征在于代表路徑間的延遲差的值是延遲分散。
20.如權(quán)利要求11中所述的同步控制方法，其特征在于計(jì)算代表值時(shí)，在用于進(jìn)行反擴(kuò)散的第一時(shí)間窗寬度以及縮小了第一時(shí)間窗寬度的第二時(shí)間窗寬度的每一個(gè)進(jìn)行接收信號(hào)功率的測定，在與第一時(shí)間窗寬度的接收功率相比較，第二時(shí)間窗寬度的接收功率小于預(yù)定比例以上時(shí)，放棄對(duì)位于窗端部或者窗端部附近的一方路徑的同步保持。
21.一種接收機(jī)，其特征在于，具有根據(jù)擴(kuò)頻了的接收信號(hào)與輸入的擴(kuò)頻碼的相關(guān)性，輸出反擴(kuò)散了的信號(hào)的輸入電路；輸出關(guān)于來自上述輸入電路的反擴(kuò)散信號(hào)的延遲分布的延遲分布測定電路；對(duì)于來自上述輸入電路的反擴(kuò)散了的信號(hào)，根據(jù)從上述分布測定電路輸出的延遲分布進(jìn)行分離合成，輸出解調(diào)信號(hào)的數(shù)據(jù)符號(hào)解調(diào)電路；從上述分布測定電路輸出的延遲分布中根據(jù)多個(gè)相關(guān)值及其時(shí)間，計(jì)算代表路徑的延遲差的代表值的代表值運(yùn)算電路；用于根據(jù)來自上述代表值運(yùn)算電路的代表值，進(jìn)行控制使得保持輸入到上述輸入電路的接收信號(hào)與擴(kuò)散碼的同步的時(shí)鐘控制電路。
22.如權(quán)利要求21中所述的接收機(jī)，其特征在于上述輸入電路具有在多個(gè)時(shí)間的每一個(gè)并行地進(jìn)行多個(gè)反擴(kuò)散的匹配濾波器，進(jìn)行控制使得上述匹配濾波器接收把在窗中檢測出的時(shí)間不同的多個(gè)延遲波合成了的信號(hào)，在強(qiáng)度不是最大的延遲波的時(shí)間發(fā)生變化時(shí)，上述代表值運(yùn)算電路通過根據(jù)該時(shí)間的變化使代表值發(fā)生變化，改變從上述匹配濾波器輸出的相關(guān)值的時(shí)間。
23.如權(quán)利要求22中所述的接收機(jī)，其特征在于上述輸入電路具有在多個(gè)時(shí)間的每一個(gè)并行地進(jìn)行多個(gè)反擴(kuò)散的匹配濾波器，上述匹配濾波器接收把在窗中檢測出的時(shí)間不同的多個(gè)延遲波合成了的信號(hào)，在強(qiáng)度沒有成為最大的范圍內(nèi)強(qiáng)度不是最大的延遲波的強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，上述代表值運(yùn)算電路通過根據(jù)該時(shí)間的變化使代表值發(fā)生變化，根據(jù)該強(qiáng)度的變化改變從上述匹配濾波器輸出的相關(guān)值的時(shí)間。
24.如權(quán)利要求23中所述的接收機(jī)，其特征在于還具有包括積分裝置、可變系數(shù)發(fā)生裝置和加法裝置的環(huán)路濾波器，上述環(huán)路濾波器在上述加法裝置中以預(yù)定的權(quán)值把在來自上述代表值運(yùn)算電路的代表值上乘入了從上述可變系數(shù)發(fā)生裝置發(fā)生的系數(shù)的平方的結(jié)果由上述積分裝置進(jìn)行積分了的第一值與在上述代表值上乘入了從上述可變系數(shù)發(fā)生裝置發(fā)生的系數(shù)的第二值進(jìn)行相加，上述時(shí)鐘控制電路使用來自上述環(huán)路濾波器的輸出，控制設(shè)置在上述時(shí)鐘控制電路內(nèi)的可變頻率振蕩裝置或者可變分頻器。
25.如權(quán)利要求14中所述的接收機(jī)，其特征在于上述可變系數(shù)發(fā)生裝置從同步引入時(shí)的系數(shù)值開始逐漸地減少所發(fā)生的系數(shù)值。
26.一種移動(dòng)終端，其特征在于具有權(quán)利要求21～25的任一項(xiàng)中的所述的接收機(jī)。
27.如權(quán)利要求21～25的任一項(xiàng)中所述的移動(dòng)終端，特征在于共用上述時(shí)鐘控制電路。
28.一種基站，其特征在于具有權(quán)利要求21～25的任一項(xiàng)中所述的接收機(jī)。
全文摘要
移動(dòng)通信系統(tǒng)中即使在多徑環(huán)境下也可穩(wěn)定地保持同步。延遲分布測定電路102在每一處理單位n從反擴(kuò)散信號(hào)計(jì)算延遲分布a(n)。延遲分布平均電路103把a(bǔ)(n)進(jìn)行時(shí)間平均計(jì)算出Ave(|a(n)|
文檔編號(hào)H04J13/04GK1266343SQ0010385
公開日2000年9月13日 申請(qǐng)日期2000年3月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月3日
發(fā)明者矢野隆, 雅楽隆基, 土居信數(shù), 鈴木俊郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所