專利名稱：蜂窩電話搜索器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及蜂窩電話，尤其是涉及用于DSSS蜂窩電話系統(tǒng)的一種搜索器。
在一種DSSS蜂窩電話系統(tǒng)中，基站通過發(fā)射導頻信號來識別自身。每個導頻信號為一個由零比特組成的序列，該序列根據(jù)DSSS編碼原理被一個偽噪聲(PN)序列調制，或為一個擴展的偽噪聲序列。
例如，在IS-95暫定標準下，PN序列長215碼片，第n碼片包括一個同相分量i(n)和一個正交分量q(n)。對2≤n≤15,i和q的初始值分別為i(l)=q(l)=1，以及i(n)=q(n)=0。直到n=215-1,i和q的后續(xù)值均可由下述公式遞推得到i(n)=i(n-15)+i(n-10)+i(n-8)+i(n-7)+i(n-6)+i(n-2)(1)q(n)=q(n-15)+q(n-12)+q(n-11)+q(n-10)+q(n-9)+q(n-5)+q(n-4)+q(n-3) (2)在此加法為模2加法。最后，i(215)=q(215)=0。
每個基站也采用該同一PN序列?；颈煌?；而且每個基站利用具有不同時延(也稱為“PN偏移”)的PN序列來產生導頻信號。這使得蜂窩電話網絡中的移動設備能區(qū)分各個基站。
由一個移動臺接收的整個信號為時間t的函數(shù)RX(t)=Σb=1BΣm=1MbC(b,m,t)·PN(t+offset(b)+τ(b,m))·[1+Σi=1Ibαi·D(i,b,t)·W(i,b)]+N---(3)]]>在此，b指示B基站；m指示從基站b到該移動臺的Mb傳輸路徑(多路徑信道)；C為多路徑信道m(xù)的信道增益；τ為由多路徑信道m(xù)引入到PN序列的附加時延；方括號內的“l(fā)”表示被基站調制以產生導頻信號的零序列；i指示在時間t經基站b傳輸?shù)钠渌脩鬒b；α為相對于導頻信號，用戶i的功率；D為由用戶i傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；W為一個代碼序列(例如，一個Hadamard碼序列)，它除了用于PN序列以調制數(shù)據(jù)D，而且允許除導頻信號外的所有用戶在同一物理信道上同時傳輸；而N為加性噪聲。
蜂窩電話網絡的每個移動設備通過使這個信號與具有一組試驗時延的PN序列相關，來確定與哪個基站通信(一般地與最近的基站通信)。由于數(shù)據(jù)D被序列W調制，因此來自其它用戶的信號部分的相關被忽略。與該導頻信號的相關也被忽略，除了在等于該基站所使用的PN偏移的試驗時延時，該試驗時延被多路徑時延τ修正。具體地，在等于一個基站偏移和與從該基站傳輸相關的一個多路徑時延τ之和的時延到達的一個導頻信號，大大有助于匹配試驗時延時的相關；而其它所有導頻信號對該試驗時延時的相關的影響可忽略不計。當移動臺能量消耗增加，且之后繼續(xù)增加時，移動臺執(zhí)行這個相關，以允許當它經過一個小區(qū)邊界時能從一個基站切換到另一基站。各個基站的時延間隔大于最大的預期多路徑時延，因此在沒有加性噪聲和沒有多路徑時延的情況下，只有等于潛在的最近基站數(shù)量的少量相關必須被執(zhí)行，以識別其時延能提供最高相關的基站作為最近的基站。根據(jù)IS-95標準，這個間隔至少為256個碼片持續(xù)時間Tc。由于導頻信號和數(shù)據(jù)D是從每個基站經好多路徑在不同時延(PN偏移+τ)上被該移動臺接收，因此，由此接收的信號的各個拷貝被組合以抑制由各個多路徑時延τ表示的確定性噪聲。例如，在比特差錯率和幀差錯率意義上，最大比組合為優(yōu)化組合方法。為執(zhí)行這個組合，必須確定多路徑時延。因此，在以標稱時延為中心的窗口的一系列時延上執(zhí)行相關。這個窗口的大小依賴于本地地形地貌，而且通過基站提供給移動設備。根據(jù)IS-95標準，一個典型的窗口大小為60個碼片持續(xù)時間。
圖3為移動臺接收機30的原理方框圖。RF信號被天線60接收，被下變頻器62下變頻到中頻(IF)，被帶通濾波器64(一般是一個聲表面波濾波器)過濾以清除所需帶寬外的信號，并且被自動增益控制66放大。這個放大的IF信號分別與未被90°相移67(功能塊68i)，以及被90°相移67(功能塊68q)的IF正弦波65相乘，以產生一個同相信號I和一個正交信號Q。同相信號I被低通濾波器70i濾波，并且被A/D變換器72i數(shù)字化。類似地，正交信號Q被低通濾波器70q濾波，并且被A/D變換器72q數(shù)字化。搜索器80接收這些數(shù)字化的信號，并執(zhí)行確定目標窗口內的各個多路徑時延τ所需的相關。該數(shù)字化的信號在搜索器80所確定的時延上，再次與相關器組74中的相關器相關，而相關器組74的輸出在最大比意義上，在瑞克(rake)組合器76組合，以產生最后的輸出信號。
為確保當移動臺從一個小區(qū)跨越到另一小區(qū)時通信不中斷，由搜索器80執(zhí)行的相關必須快速完成。事實上，不必在窗口的每個時延執(zhí)行完全相關。執(zhí)行的相關只要足夠長以保證在正確時延時具有高檢測概率，而在錯誤時延時具有低虛警概率就足夠了。典型地，測量為數(shù)倍N個碼片持續(xù)時間Tc的相關長度，在500Tc和2000Tc之間。
為使相關更加有效，采用雙停留(dwell)算法。在該窗口的每個時延上，執(zhí)行數(shù)量為M(M＜N)個碼片持續(xù)時間的相關。只要M個碼片持續(xù)時間后的相關值超過一定門限，就執(zhí)行全部N個碼片持續(xù)時間的相關。選擇該門限、及參數(shù)N和M，以便在虛警概率和花費在相關的時間最小的同時，檢測概率最大。例如，可參見M.K.Simon.J.K.Omura.R.A.Scholtz and B.K.Levitt.SpreadSpectrum Communication.Vol.Ⅲ.Computer Science Press,1989.chapter 1，尤其是section1.3，以及D.M.Dicarlo andC.L.Weber,”Multiple dwell serial search:performance andapplication to direct sequence code acquisition”,IEEE Transactionson communications vol.COM-31 no.5 pp.650-659,May 1983。在該算法的現(xiàn)有技術實現(xiàn)中，搜索器80利用幾個相關器來使接收的導頻信號與在該窗口的多個相鄰時延時的PN序列相關。如果M個碼片持續(xù)時間后沒有相關值超過該門限，那么該相關器用于使接收的導頻信號與隨后的多個相鄰時延的PN序列相關。如果M個碼片持續(xù)時間后至少有一個相關值超過該門限，那么所有相關持續(xù)全部N個碼片持續(xù)時間，但實際上只考慮，初始M個碼片持續(xù)時間后相關值超過該門限的相關器所得到的相關值。減小搜索時間、增加更多相關器的強制法是無效的，因為使用的相關器越多，其中一個相關器達到門限的可能性就越大。在這種情況下，未達到門限的其它相關器就會繼續(xù)不必要地相關全部N碼片持續(xù)時間。
因此，能有效使用多個相關器的蜂窩電話搜索器結構的需要得到廣泛認同，而且這種結構大有裨益。
根據(jù)本發(fā)明提供一種蜂窩電話搜索器，包括(a)用于使一個接收信號與一個偽噪聲序列相關的多個相關器；(b)用于輸入偽噪聲序列到相關器的一個輸入裝置，每個相關器接收不同時延的偽噪聲序列；以及(c)一個時延管理裝置，用于初始化時延以及接著改變時延，對每個相關器來說，該改變只隨相關器的輸出而定。
根據(jù)本發(fā)明，提供一個蜂窩電話網絡，其包括至少一個基站以及至少一個移動臺，至少一個移動臺中的每個移動臺從至少一個基站接收一個接收信號，該接收信號包括多個接收值，每個接收值具有實數(shù)部分和虛數(shù)部分，用于至少一個移動臺中的每個移動臺識別使用的至少一個多路徑信道，以與至少一個基站中的其中一個通信的方法，包括步驟(a)生成一個偽噪聲序列；(b)同時執(zhí)行該接收信號與該偽噪聲序列的多個初始相關，每個初始相關利用具有不同初始時延的偽噪聲序列執(zhí)行，初始相關執(zhí)行第一停留時間，以為每個初始相關產生一個初始第一停留時間相關值；以及(c)對每個初始相關(ⅰ)如果初始第一停留時間相關值的估計絕對值超出一個門限，則繼續(xù)執(zhí)行每個初始相關，(ⅱ)否則，在不同于任何初始時延的第一后續(xù)時延，執(zhí)行接收信號與偽噪聲序列的第一后續(xù)相關；其中，如果繼續(xù)執(zhí)行至少一個初始相關，而且如果執(zhí)行了至少一個第一后續(xù)相關，那么，該繼續(xù)執(zhí)行至少一個初始相關，以及該執(zhí)行至少一個第一后續(xù)相關同時發(fā)生。
盡管在此提供的例子為根據(jù)IS-95標準的蜂窩電話系統(tǒng)，但應理解的是，本發(fā)明的原理可應用于任何DSSS蜂窩電話系統(tǒng)。另外，盡管在此提供的例子針對的是雙停留算法實現(xiàn)，但顯然本領域的技術人員清楚如何應用本發(fā)明實現(xiàn)多停留算法。
在本發(fā)明的最一般形式中，相關器在由時延管理裝置周期性初始化和改變的不同試驗時延，使接收信號與偽噪聲序列相關。能成功地產生一個足夠高的輸出絕對值的相關器保持其試驗時延；而無法產生一個足夠高的輸出絕對值的相關器被轉移到一個不同試驗時延。由此改變的試驗時延量取決于所有相關器的共同輸出；但是，是否改變一個特定相關器的試驗時延的決定只取決于該相關器的輸出，與其它相關器的輸出無關。在這個意義上，一個相關器的試驗時延改變只隨該相關器的輸出而定。這就能將本發(fā)明與現(xiàn)有技術區(qū)別開來，在現(xiàn)有技術的鎖定步驟中，所有相關器都轉移到新時延，或都不轉移到新時延。
更具體的，在通常應用本發(fā)明到多停留算法，尤其是應用到雙停留算法的過程中，根據(jù)本發(fā)明，如果M碼片持續(xù)時間后一個相關器產生的相關值小于門限，那么，該相關器被分配窗口中的一個新時延，而且，在該新時延利用這個相關器重復執(zhí)行相關另一M碼片持續(xù)時間。通過這種方式，幾乎所有時間內，所有相關器都保持繁忙。由于與根據(jù)現(xiàn)有技術的雙停留算法實現(xiàn)中相關器的使用效率相對低下相比，根據(jù)本發(fā)明能更高效地利用相關器，因此在本發(fā)明下的速度和高效硬件利用之間的折衷使得能使用8個或更多個相關器，結果與現(xiàn)有技術的實現(xiàn)相比，提高了吞吐量。
為有效實現(xiàn)本發(fā)明，使N為M的整數(shù)倍，典型的為N=4M。在此，時間MTc被稱為“第一停留時間”。時間(N-M)Tc被稱為第二停留時間。
為能這樣動態(tài)重新分配相關器，本發(fā)明的一個設備從一個PN序列發(fā)生器提供PN序列到一個時延電路。該時延電路能提供多個PN序列拷貝到一個多路復用器，每個拷貝對應于該PN發(fā)生器的不同時延。每個相關器上裝有一個索引寄存器，其中存儲了表示該時延的一個索引，在任何給定時間，該時延將分配給該相關器。多路復用器讀取存儲在索引寄存器中的值，并轉發(fā)該PN序列的相應拷貝到與該索引寄存器相關的相關器。
每個相關器都有自己的內存，每個內存有一定數(shù)量R的寄存器。在y≤R第一停留時間后，即在yM碼片持續(xù)時間之后，周期性地生成一個中斷，而且相關器的輸出通過系統(tǒng)軟件讀取。接著，系統(tǒng)軟件利用已經積累了全部N個碼片持續(xù)時間的相關器輸出，識別從相鄰基站接收的信號中的最強多路徑分量。
本發(fā)明在此僅通過參考附圖舉例來描述，其中

圖1為本發(fā)明的搜索器的部分方框圖；圖2為一個判定是否將相關器轉移到一個新時延的流程圖；圖3(現(xiàn)有技術)為一個蜂窩電話移動設備的接收機的原理方框圖。
本發(fā)明為一種蜂窩電話搜索器，可被移動臺用于識別附近基站的多個最強多路徑分量，它的識別距離遠遠超過目前已知的搜索器。
通過參考附圖和下面的描述，可更好地了解根據(jù)本發(fā)明的蜂窩電話搜索器的原理和操作。
現(xiàn)在參考附圖，圖1為本發(fā)明的搜索器10的部分方框圖。搜索器10包括PN序列發(fā)生器12、依次包含多個復合時延設備16的時延電路14、多路復用器18、幾個相關器20、保持設備26，以及下一位置定位設備28。每個相關器20與一個索引寄存器22和一個內存24相關。內存24包括多個復合寄存器以及多個對應的整數(shù)寄存器，如下面將要描述的。為方便起見，只示意了兩個相關器20，而且在時延電路14只示意了6個時延設備16。實際上，相關器20的優(yōu)選數(shù)目至少為8。時延設備16的優(yōu)選數(shù)目將在下面描述。
圖1還示出了接收機30和時鐘32。
圖1中的功能塊30表示圖3中除了搜索器80外的現(xiàn)有技術接收機30；而實際上，根據(jù)本發(fā)明，搜索器10直接替代了圖3接收機30中的搜索器80。每個相關器20執(zhí)行的計算為Sk(v,γ)=Σk=lkRXk+vPNk+v-γ*---(4)]]>在此，RXk為公式(3)中的接收信號的后續(xù)值，PNk為相關器20從PN序列發(fā)生器12接收的PN序列的后續(xù)值，而累加符號的索引k從1增加到上限K。接收信號不必以與PN序列相同的速率抽樣。在此提供的例子中，通過A/D變換器72的新抽樣RXk以Tc/2的時間間隔提供給相關器20。參數(shù)v表示一個特定的相關器20開始執(zhí)行相關的時間。參數(shù)γ表示相關執(zhí)行時相對于開始相關時的時延。抽樣RXk和PNk為復數(shù)，而星號(*)表示復數(shù)卷積PNk*為PNk的復數(shù)卷積。例如，在具有4個相關器的搜索器10中，最初由第一相關器20執(zhí)行的相關為S=RX(O)PN(O)+RX(TC)PN(TC)+RX(2TC)PN(2TC)+RX(3TC)PN(3TC)+…(5)最初由第二相關器20執(zhí)行的相關為S=RX(TC/2)PN(O)+RX(3TC/2)PN(TC)+RX(5TC/2)PN(2TC)+RX(7TC/2)PN(3TC)+… (6)最初由第三相關器20執(zhí)行的相關為S=RX(TC)PN(O)+RX(2TC)PN(3TC)+RX(3TC)PN(2TC) (7)最初由第四相關器20執(zhí)行的相關為S=RX(3TC/2)PN(O)+RX(5TC/2)PN(TC)+RX(7TC/2)PN(2TC)+RX(9TC/2)PN(3TC)+…(8)(在公式(5)-(8)中，所示的RX和PN為時間的函數(shù)，而不是抽樣值。)注意相關器20并不都是同時開始相關。在這個例子中，第一相關器20在t=0時開始相關；第二相關器20在t=Tc/2時開始相關；第三相關器20在t=Tc時開始相關；而第四相關器20在t=3Tc/2時開始相關。還應注意，在這個例子中，至少每個相關器20接收PN序列，該序列的時延對應該相關器20開始計算的時間。在M個碼片持續(xù)時間Tc(K=M)之后，SK=SM為第一停留相關值。在N個碼片持續(xù)時間Tc(K=N)之后，SK=SN為第二停留相關值。
類似地，時鐘32也不屬于搜索器10，但它為移動臺的系統(tǒng)時鐘，該移動臺的搜索器10為高電平組件。時鐘32在保持設備26的控制下驅動PN序列發(fā)生器12，這將在下面描述。
PN序列發(fā)生器12每隔碼片持續(xù)時間Tc產生一個新值PNk。公式(4)右手邊的每個新項也每隔Tc由每個相關器20計算出。在任何特定的Tc間隔，所有相關器20從A/D變換器72接收兩個不同值的其中一個RXk，但是每個相關器20從PN序列發(fā)生器12，經時延電路14和多路復用器18接收一個不同值PNk，該PNk值依賴于存儲在與該相關器20相關的索引寄存器22中的一個索引值。
在概念上，每隔Tc間隔，每個相關器20執(zhí)行乘法RXkPNk*，并將由此得到的復數(shù)值與存儲在與該相關器20相關的內存24的一個復合寄存器中的一個相關值相加。由于PNk抽樣的可能值為+1或-1，因此，實際上無需執(zhí)行乘法。而實際上只執(zhí)行RXk的同相和正交分量的加法或減法。這就使得搜索器10的復雜度和電流消耗大為降低。
例如，讓A=Re(RXk)+Im(RXk)，和讓B=Re(RXk)-Im(RXk)。如果Re(PNk)=1而Im(PNk)=1，則Re(RXkPNk*)=A而Im(RXkPNk*)=-B。如果Re(PNk)=1而Im(PNk)=-1，則Re(RXkPNk*)=B而Im(RXkPNk*)=A。如果Re(PNk)=-1而Im(PNk)=1，則Re(RXkPNk*)=-B而Im(RXkPNk*)=-A。如果Re(PNk)=-1而Im(PNk)=-1，則Re(RXkPNk*)=-A而Im(RXkPNk*)=B。不是直接將RXk從接收機30傳輸?shù)较嚓P器20，而是將RXk送至計算A和B、并將A和B發(fā)送到適當相關器20的算術單元(未示出)。根據(jù)由多路復用器18并行提供給相關器20的Re(PNk)和Im(PNk)值的符號，每個相關器20接著將±A或±B與該相關值的實數(shù)部分和虛數(shù)部分相加。
避免實際相乘的另一種方法，可利用只需要相關值S的絕對值這個事實，以進一步減少計算量，并進一步減小搜索器10所消耗的電流。如果每個相關器20的復值PN序列旋轉45°，那么，每個PNk抽樣的實數(shù)部分和虛數(shù)部分都不為0。那么根據(jù)PNk的非零分量的符號，每個相關器20可將±Re(gXk)或±Im(RXk)與S的實數(shù)部分或虛數(shù)部分相加，而不用介入該算術單元。所述的旋轉隱含了將復值PN序列除以 。只要要求的是S的相對值，那么，系統(tǒng)軟件就可利用由相關器20產生的這些S值。如果需要S的絕對值，那么，系統(tǒng)軟件通過將這些值乘 ，可歸一化從搜索器10得到S值。
每個時延設備16接收PN序列，對于第一(最左邊)時延設備16來說，是直接從PN序列發(fā)生器12接收的，而對于其它時延設備16來說，是從前一時延設備16接收PN序列的。每個時延設備傳遞具有固定時延D的PN序列到多路復用器18，以及(除了最后一個(最右邊)時延設備16)到下一時延設備16。PN序列發(fā)生器12也直接傳遞PN序列到多路復用器18。因此，如果在時延電路14中有ND個時延設備16，那么，多路復用器18可接收相對時延為D的ND+1個PN序列拷貝?？蛇x擇D的大小以及RXk抽樣提供給相關器20的抽樣速率，以提供搜索器10所要求的時間鑒別。在公式(5)～(8)的例子中，RXk的抽樣速率為(Tc/2)-1，搜索器10的時間鑒別能力為Tc/2。
搜索器10在整個系統(tǒng)軟件的控制下，用于在所有相關窗口搜尋時延，這些窗口能提供極有意義的相關值(即高于背景噪聲)，可用于識別信號較強的相鄰基站以及解調從這些基站接收的信號。對于每個窗口，通過設置PN序列發(fā)生器12的時延為窗口中的第一(最早)時延、通過設置存儲在索引寄存器22中的索引為對應窗口中頭L個時延(L為相關器20數(shù)目)的值、以及通過將內存24中的復數(shù)寄存器清0，可初始化該搜索過程。接下來，保持設備26進一步延遲PN序列發(fā)生器12，這將在下面描述。在所有情況中，保持設備26通過阻塞來自時鐘32的定時信號來延遲PN序列發(fā)生器12。
每當一個相關器20完成M個碼片間隔長度的相關，下一位置定位設備28確定相關器20是否應在當前時延繼續(xù)相關，或是否應轉移到下一時延。圖2為這個判定的流程圖。如果K=M(功能塊40)，相關器20已完成第一停止相關，因此，SK=SM的絕對值與該第一停止門限(功能塊42)比較。如果｜SM｜小于或等于第一停止門限，則當前時延的相關已失效，因此，相關器20轉移到需被測試的下一時延(功能塊48)。如果｜SM｜大于第一停止門限，那么，相關器20保持在當前時延(功能塊46)，并繼續(xù)累加公式(4)直到累加完N項RXkPNk*。如果K＞M(功能塊40)，那么，在N＞2M的一般情況下，相關器20或者位于計算第二停止相關值SN(K＜N)的中間，或者相關器20已經完成了第二停止相關值(K=N)(功能塊40)的計算。如果相關器20位于計算SN的中間，則相關器20保持在當前時延(功能塊50)。否則，相關器20轉移到需被測試的下一時延。
在N=2M的特殊情況下，K＞M意味著K=N，因此功能塊40的“no”分支直接指向功能塊48。
SM的絕對值最好不與該門限比較，相反，對SM的絕對值采用下面的逐段線性近似，這種近似根據(jù)1+x2]]>的線性近似，且與SM絕對值的精確數(shù)學計算相比，更易于以硬件方式實現(xiàn)｜SM｜≈max(｜Re(SM)｜,｜Im(SM)｜)+min(｜Re(SM)｜,｜Im(SM)｜)/4 (9)｜S｜=(x2+y2)1/2=｜x｜(1+(v2/x2))1/2≈｜x｜(1+(｜v｜/(2｜x｜)))1/2=｜x｜+｜v｜/2(10)這個近似對第一停止門限已足夠精確，并允許第一停止門限判定在一個更小的硬件設備上實現(xiàn)，而且消耗的電流比其它情況下所必需的電流要少。通過比較，對達到第一停止門限的試驗時延，可以軟件方式計算出SN的精確絕對值，以便能比較各個｜SN｜，以確定具有最大｜SN｜的時延。只有少數(shù)試驗時延達到第一停止門限的這個事實，使得系統(tǒng)軟件的相關計算負擔相對較低，而且不必犧牲精度。
應該記住的是，每個內存24包括多個復數(shù)寄存器用于存儲SK。寄存器深度，及復數(shù)寄存器的數(shù)量R取決于生成一個中斷的頻率(多個MTc)，以允許讀取最近計算的S值，以及讀取相關整數(shù)寄存器中的索引值。例如，如果中斷每隔2MTc生成，那么R至少應為2，而且一般來講，如果中斷每隔yMTc(y為一個整數(shù))生成，那么，R至少應等于y。如果y＜R，則R個復數(shù)寄存器周期性地激活，給予系統(tǒng)軟件更多時間以響應中斷。R和y為依賴于具體實現(xiàn)的參數(shù)。在選擇最佳y和R值時，有幾種考慮。太小的y和R值對系統(tǒng)軟件負擔太大。太大的y和R值要求相應長的時延電路，以及供內存24所用的更大芯片。R和y的優(yōu)選值均為2。為使系統(tǒng)軟件的負擔最小，最好只在所有相關器20已填充完它們的相應內存24時，才發(fā)出一個中斷到系統(tǒng)軟件。
下一定位設備28也包括一個下一位置寄存器。在給定窗口的相關之初，下一位置寄存器中的值設置為，對應初始L個時延后頭一個時延的索引。接下來，每當功能塊48被傳遞給一個給定相關器20，存儲在下一位置寄存器的值為(a)拷貝到該相關器20的索引寄存器22，接著(b)立即改變到對應相關器20當前設置的時延的下一時延的索引。
每隔yM碼片間隔，當中斷服務規(guī)程讀取搜索器10的輸出時，系統(tǒng)軟件確定當前要為每個相關器20和信號保持設備26所用的、本地生成的PN序列的時延，以暫停PN序列發(fā)生器12，直到PN序列發(fā)生器的PN序列生成定時與前M個碼片間隔的最早時延匹配。同時，多路復用器18將輸入的PN序列移入相應每個相關器20，以維持輸入到每個相關器20的連續(xù)性。這使得使用的時延電路14可大大短于該窗口。具體地，時延電路14中時延設備數(shù)的最小值ND，為L2NM+Δ,]]>在此，Δ為一個依賴于具體實現(xiàn)的參數(shù)Δ=Ly/2,y為上面定義的中斷間隔因子。
圖1示意的組件最好全部以硬件實現(xiàn)。這種硬件實現(xiàn)的細節(jié)對本領域的技術人員來說是顯而易見的。
下面是描述搜索器10的功能的一個例子，該搜索器有L=8個相關器20，且D=Tc/2,M=512,N=3M=1536，和y=2。在這個例子中，索引寄存器22和下一定位設備28的下一位置寄存器中的索引值給定(可能部分)為數(shù)倍Tc。實際上，由于索引寄存器22為整數(shù)寄存器，因此實際存儲在索引寄存器22中的值為D的適當整數(shù)倍。類似地，時延表示為相對于窗口中心的數(shù)倍Tc。如果相關器20產生的第一停止相關值SM小于或等于第一停止門限的絕對值，就稱相關器20“未達到第一停止門限”，以及如果相關器20產生的第一停止相關值SM的絕對值大于第一停止門限，則稱該相關器20“達到第一停止門限”。所有相關器20在內存24中都有兩個復數(shù)寄存器，用于累加相關值。
根據(jù)IS-95標準，在時延為-30時執(zhí)行第一相關。
表1時間=0時的狀態(tài)
表2時間=512TC時的狀態(tài)
注意所有相關器未達到第一停止門限，因此所有索引寄存器增值4。
表3時間=1024TC時的狀態(tài)
注意相關器3和6達到第一停止門限。因此，這兩個相關器保持其原有時延，以繼續(xù)相關第二停留時間。其它未達到第一停止門限的相關器設為下一時延。
現(xiàn)在，生成一個中斷，保持設備26保持5Tc，即為相對于窗口起點的最早相關器(相關器3)的時延，而且從所有索引值以及從下一位置寄存器的值中減去5。
表4時間=1536TC時的狀態(tài)
注意已達到第一停止門限的相關器8，以及在第二停留時間相關的相關器3和6，保持其原有時延。其它相關器設為下一時延。
表5時間=2048TC時的狀態(tài)
注意已達到第一停止門限的相關器2，以及在第二停留時間相關的相關器3、6和8，保持其原有時延。其它相關器設為下一時延。
在此生成一個中斷，但不執(zhí)行保持，因為最早的相關器仍為相關器3。
表6時間=2560TC時的狀態(tài)
注意在第二停留時間相關的相關器2和8保持其原有時延。未達到第一停止門限，或完成全部第一和第二停止相關的其它相關器，設為下一時延。在相關器3和6，有源內存寄存器現(xiàn)在存儲SN，即第二停止相關值。
表7時間=3072TC時的狀態(tài)
一個中斷再次發(fā)生。SN從相關器3和6的內存中的無源復數(shù)寄存器中讀取。相應的索引從相關器3和6的內存中的相應整數(shù)寄存器中讀取。保持設備26保持6Tc，因為最早的相關器(相關器2)相對于PN序列發(fā)生器12提前了13Tc/2。相應地，從所有索引值以及從下一位置寄存器中的值中減去6。
搜索器10所執(zhí)行的操作，以優(yōu)化使用硬件和軟件的相對長處和弱點的方式，分別通過硬件和軟件實現(xiàn)。尤其是，與高電流消耗相關的操作以硬件實現(xiàn)，而密集的數(shù)值操作則以軟件實現(xiàn)。例外的情況是，頻繁執(zhí)行的高強度數(shù)值操作，例如，根據(jù)公式(9)的｜SM｜的近似計算也以硬件實現(xiàn)。分類SN值以尋找達到第二停止門限的測試時延，以及暫停PN發(fā)生器12也通過軟件實現(xiàn)。
雖然本發(fā)明是根據(jù)有限數(shù)量的實施例描述的，但要理解，可對本發(fā)明進行多種變化、改進以及其它應用。
權利要求
1．一種蜂窩電話搜索器，包括(a)用于使一個接收信號與一個偽噪聲序列相關的多個相關器；(b)用于將所述偽噪聲序列輸入到所述相關器的一個輸入裝置，每個所述相關器接收具有不同時延的所述偽噪聲序列；以及(c)一個時延管理裝置，用于初始化所述時延，接著改變所述時延，對每個所述相關器，所述改變只隨所述相關器的輸出而定。
2．根據(jù)權利要求1的搜索器，其中每個所述相關器使所述接收信號與所述相應時延的所述偽噪聲序列相關一個相關時間，該相關時間是從包含第一停留時間、所述第一停留時間與第二停留時間之和的組合中選擇的，所述選擇對每個所述相關器是單獨執(zhí)行的。
3．根據(jù)權利要求1的搜索器，其中，對每個所述相關器，如果所述每個相關器的所述輸出的估計絕對值小于所有所述相關器的通用門限，那么所述時延管理裝置改變對應所述每個相關器的所述時延，該改變與任何其它所述相關器的所述輸出的估計絕對值無關。
4．根據(jù)權利要求1的搜索器，其中所述輸入裝置包括(ⅰ) 一個偽噪聲序列發(fā)生器，用于生成所述偽噪聲序列；以及(ⅱ)一個時延電路，用于接收所述偽噪聲序列，以及輸出所述偽噪聲序列的多個拷貝，每個所述拷貝在不同所述時延輸出。
5．根據(jù)權利要求4的搜索器，其中所述時延管理裝置包括(ⅰ)對每個所述相關器，一個索引寄存器；以及(ⅱ)一個多路復用器，根據(jù)存儲在所述每個相關器的每個索引寄存器中的一個索引值，用于傳送所述偽噪聲序列的其中一個拷貝到每個所述相關器。
6．在一個包括至少一個基站以及至少一個移動臺的蜂窩電話網路中，至少一個移動臺中的每個移動臺從該至少一個基站接收一個接收信號，該接收信號包括多個接收值，每個所述接收值具有一個實數(shù)部分和一個虛數(shù)部分，一種用于至少一個移動臺中的每個移動臺識別使用的至少一條多路徑信道，以與至少一個基站中的一個基站通信的方法，包括步驟(a)生成一個偽噪聲序列；(b)同時執(zhí)行該接收信號與所述偽噪聲序列的多個初始相關，每個所述初始相關在所述偽噪聲序列的不同初始時延執(zhí)行，所述初始相關執(zhí)行第一停留時間，以為每個所述初始相關產生一個初始第一停留時間相關值；以及(c)對于每個所述初始相關(ⅰ)如果所述初始第一停留時間相關值的估計絕對值超過一個門限，則繼續(xù)執(zhí)行所述每個初始相關；(ⅱ)否則，在不同于任何所述初始時延的第一后續(xù)時延，執(zhí)行接收信號與所述偽噪聲序列的第一后續(xù)相關；其中，如果繼續(xù)執(zhí)行至少一個所述初始相關，并且如果執(zhí)行至少一個所述第一后續(xù)相關，則所述繼續(xù)執(zhí)行所述至少一個初始相關，以及所述執(zhí)行所述至少一個第一后續(xù)相關同時發(fā)生。
7．根據(jù)權利要求6的方法，其中，如果執(zhí)行了多個所述第一后續(xù)相關，則所述所有第一后續(xù)時延都互不相同。
8．根據(jù)權利要求6的方法，其中所述繼續(xù)執(zhí)行所述初始相關進行第二停留時間，以產生一個第二停留時間相關值。
9．根據(jù)權利要求8的方法，其中所述第二停留時間為所述第一停留時間的整數(shù)倍。
10．根據(jù)權利要求6的方法，其中后續(xù)的所述初始時延相差一個通用增量。
11．根據(jù)權利要求10的方法，其中所述偽噪聲序列包括以一定碼片間隔生成的多個碼片，而且其中所述通用增量為所述碼片間隔的整數(shù)部分。
12．根據(jù)權利要求6的方法，其中所述第一后續(xù)相關執(zhí)行所述第一停留時間，以為每個所述第一后續(xù)相關產生一個后續(xù)第一停留時間相關值，該方法還包括步驟(d)對每個所述第一后續(xù)相關(ⅰ)如果所述后續(xù)第一停留時間相關值的估計絕對值超過一個門限，則繼續(xù)執(zhí)行所述每個第一后續(xù)相關；(ⅱ)否則，在不同于任何所述初始時延以及任何所述第一后續(xù)時延的第二后續(xù)時延上，執(zhí)行接收信號與所述偽噪聲序列的第二后續(xù)相關。
13．根據(jù)權利要求12的方法，其中，如果繼續(xù)所述執(zhí)行從包含所述初始相關和所述第一后續(xù)相關的組合中選擇的至少一個連續(xù)相關，并且如果執(zhí)行至少一個所述第二后續(xù)相關，則所述繼續(xù)執(zhí)行所述至少一個連續(xù)相關，以及所述執(zhí)行所述至少一個第二后續(xù)相關同時發(fā)生。
14．根據(jù)權利要求6的方法，還包括步驟(d)如果在完成所述同時初始相關后直到所述第一停留時間之后，在繼續(xù)所述初始相關以及執(zhí)行所述第一后續(xù)相關的所有所述時延，超過一個最短的初始時延時，則暫停生成所述偽噪聲序列。
15．根據(jù)權利要求14的方法，其中所述暫停生成所述偽噪聲序列，在繼續(xù)所述初始相關以及執(zhí)行所述第一后續(xù)相關的一個最短所述時延，與所述最短初始時延之差的時間內實現(xiàn)。
16．根據(jù)權利要求6的方法，其中僅利用從包含加法和除法的組合中選擇的數(shù)學操作來執(zhí)行所述相關。
17．根據(jù)權利要求16的方法，其中每個所述相關執(zhí)行為多個項的累加，每個所述項是從由一個對應接收值的實數(shù)部分、所述對應接收值的負實數(shù)部分、所述對應接收值的虛數(shù)部分，以及所述對應接收值的負虛數(shù)部分組成的集合中選擇的。
18．根據(jù)權利要求6的方法，還包括步驟(d)歸一化所述相關。
19．根據(jù)權利要求16的方法，其中每個所述相關執(zhí)行為多個項的累加，每個所述項是從一個對應接收值的實數(shù)部分和所述對應接收值的虛數(shù)部分之和、所述對應接收值的實數(shù)部分和所述對應接收值的虛數(shù)部分所述之和的負數(shù)、所述對應接收值的實數(shù)部分和所述對應接收值的虛數(shù)部分之差，以及所述對應接收值的實數(shù)部分和所述對應接收值的虛數(shù)部分所述之差的負數(shù)組成的集合中選擇的。
20．根據(jù)權利要求6的方法，還包括步驟(d)在執(zhí)行所述相關前，旋轉所述偽噪聲序列45°。
21．根據(jù)權利要求20的方法，還包括步驟(e)歸一化所述相關。
22．根據(jù)權利要求6的方法，其中所述初始第一停留時間相關值的估計絕對值為所述初始第一停留時間相關值的絕對值的逐段線性近似。
23．根據(jù)權利要求23的方法，其中所述逐段線性近似為，所述初始第一停留時間的實數(shù)部分和所述初始第一停留時間的虛數(shù)部分中的一個較大絕對值，與所述初始第一停留時間的所述實數(shù)部分的所述絕對值和所述初始第一停留時間的所述虛數(shù)部分的所述絕對值中較小一個的逐段線性組合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于蜂窩電話網路的移動臺的搜索器(10)。來自附近基站的導頻信號利用一組相關器(20),在一個搜索窗口內與一個偽噪聲序列相關。每個相關器(20)從窗口(14)的一個時延序列中分配一個不同時延。在每個時延,首先執(zhí)行相關第一停留時間。如果產生的相關值超過一個門限,則繼續(xù)執(zhí)行相關第二停留時間。否則,相關器(20)設置為序列中的下一時延。只有第二停止相關的輸出用于識別最近的基站。在其它相關器仍保持窗口的原有時延執(zhí)行第二停止相關的同時,某些相關可在新時延執(zhí)行第一停止相關。
文檔編號H04B1/707GK1310904SQ00801025
公開日2001年8月29日 申請日期2000年6月2日 優(yōu)先權日1999年6月3日
發(fā)明者多坦·索科羅夫, 戴維·本－埃里 申請人:Dspc以色列有限公司