專利名稱：用于cdma通信系統(tǒng)中獲得初始的碼同步的裝置及其方法
背景技術(shù)：
利用獲得初始的碼同步的方法，接收者不能確定從信道接收到的信號(hào)的碼從時(shí)間上在何處對(duì)準(zhǔn)。
即，當(dāng)將在接收器中生成的碼和接收的碼相關(guān)時(shí)，相關(guān)值分成相關(guān)值高于臨界值的碼和相關(guān)值低于臨界值的碼。此時(shí)，相關(guān)值高于臨界值的碼意味著已完成了兩個(gè)碼的之間同步，而相關(guān)值較低的碼以及相關(guān)值低于臨界值的碼意味著沒有完成兩個(gè)碼的之間同步。
因此，對(duì)于相關(guān)值小的碼而言，通過將在接收器本身中生成的碼延遲一個(gè)相位或者快速生成，使它們和接收到的信號(hào)相關(guān)，不斷進(jìn)行上述過程直到達(dá)到初始的碼同步。
我們將參照附圖進(jìn)一步對(duì)用于獲得初始的碼同步的方法進(jìn)行更為詳細(xì)的介紹。


圖1是描述根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)采用BPSK方法的碼檢測(cè)器的框圖。如圖所示，碼檢測(cè)器包括PN碼生成器104用來生成PN碼的，乘法器101用來將從I-信道接收到的信號(hào)和碼生成器中生成的碼相乘，積分器102用于通過接收從乘法器101相乘得到的信號(hào)將這些信號(hào)積分，平方器103用于獲得積分信號(hào)能量值，乘法器105用于把從Q-信道收到的信號(hào)和PN碼生成器104生成的碼相乘，積分器106用于通過接收從乘法器相乘的信號(hào)將這些信號(hào)積分，平方器107用于獲得積分信號(hào)能量值，加法器108用于將從乘法器103輸出的信號(hào)和從平方器107輸出的信號(hào)相加，積分器109用于積分相加所得到信號(hào)以及同步鑒相器110根據(jù)積分信號(hào)確定是否獲得了初始的碼同步。
在采用BPSK方法的碼檢測(cè)器中，經(jīng)過乘法器101和積分器102的信號(hào)表明在I-信道PN碼生成器104中生成的碼和I-信道接收到信號(hào)的相關(guān)能量，而經(jīng)過乘法器105和積分器106的信號(hào)表明在Q-信道PN碼生成器中生成的碼和Q-信道接收到信號(hào)的相關(guān)能量。
下面將介紹根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)具有上述結(jié)構(gòu)的碼檢測(cè)器。
首先，獲得I-信道的信號(hào)、PN碼生成器104中生成的本地PN碼以及預(yù)定周期的相關(guān)能量。同時(shí)，獲得Q-信道的信號(hào)、PN碼生成器104中生成的本地PN碼以及上述周期的相關(guān)能量。然后，加法器108將I-信道和Q-信道中得到的相關(guān)能量相加，將上述周期的這些值累加，并將結(jié)果輸?shù)酵借b相器110中。
然后，同步鑒相器110將預(yù)定的臨界值和積分器109輸入的相關(guān)能量進(jìn)行比較。如果輸入的相關(guān)能量高于臨界值，則接收到的碼變得初始同步，但是如果該能量低于臨界值，則通過改變PN碼生成器104中生成的PN碼的相位上述重復(fù)過程來搜索達(dá)到初始的碼同步的預(yù)定周期。
上述傳統(tǒng)技術(shù)同樣也可用在采用其它調(diào)制方法的碼檢測(cè)器中。
圖2是描述采用傳統(tǒng)QPSK方法的碼檢測(cè)器框圖。如圖所示，碼檢測(cè)器包括PN碼生成器201用于生成I-信道PN碼，乘法器202用于將從I-信道接收到的信號(hào)和碼生成器201中生成的碼相乘，反相器208用于反轉(zhuǎn)PN碼，乘法器210用于將反轉(zhuǎn)得到的PN碼和在Q-信道收到的信號(hào)相乘，PN碼生成器207用于生成Q-信道PN碼，乘法器210用于將在Q-信道接收到的信號(hào)和在PN碼生成器207生成的碼相乘，乘法器206用于將在PN碼生成器207生成的碼和在I-信道接收到的信號(hào)相乘，乘法器209用于將PN碼生成器207中生成的碼和從I-信道接收到的信號(hào)相乘，加法器203用于將乘法器209中相乘的信號(hào)和乘法器202中相乘的信號(hào)相加，加法器211用于將乘法器206中相乘的信號(hào)和乘法器210中相乘的信號(hào)相加，積分器204用于接收在加法器203相加的信號(hào)并將結(jié)果積分，平方器205用于獲得積分信號(hào)能量值，積分器201用于接收在加法器211相加的信號(hào)并將結(jié)果積分，平方器213用于獲得積分信號(hào)能量值，加法器214用于將平方器205輸出的信號(hào)和平方器213輸出的信號(hào)相加，積分器215用于將預(yù)定周期的相加得到的信號(hào)積分以及同步鑒相器216用于根據(jù)積分信號(hào)確定是否獲得初始的碼同步。
這種采用QPSK方法的碼檢測(cè)器用I-信道PN碼生成器201和Q-信道PN碼生成器207。亦即，將I-信道PN碼和I-信道接收到的信號(hào)彼此相關(guān)，將Q-信道PN碼和Q-信道接收到的信號(hào)相關(guān)，并在加法器211中求和這些信號(hào)。
這種尋找相加得到信號(hào)初始的碼同步的方法與分別在加法器203以及211中的BPSK方法相同，因此將省略對(duì)其的描述。
傳統(tǒng)的碼檢測(cè)器通過將PN碼生成器在預(yù)定周期生成的碼和在該周期收到的信號(hào)相關(guān)獲得初始的碼同步。
但是，如果不能獲得同步，則延遲了預(yù)定相位的本地PN碼必須不斷和接收到的信號(hào)進(jìn)行相關(guān)。此時(shí)，獲得初始的碼同步所需的時(shí)間t即為預(yù)定周期T和相關(guān)碼隊(duì)列n的乘積(t＝T×n)。
本發(fā)明的其它目標(biāo)是用于在CDMA通信系統(tǒng)中獲得初始的碼同步的裝置及其方法，該方法通過使用多個(gè)PN碼生成器，實(shí)現(xiàn)多個(gè)用在碼檢測(cè)器中的乘法器來完成簡(jiǎn)單而快速的操作來減少在實(shí)際生產(chǎn)制造中的功率消耗和面積。
為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些以及其它的多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)下文中具體化并廣義描述的本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種在CDMA通信系統(tǒng)中獲得初始的碼同步的裝置，包括一個(gè)用于生成多個(gè)PN碼的碼生成器，將碼相加并輸出結(jié)果，一個(gè)用于將輸出的碼和接收到的信號(hào)相乘的乘法器，一個(gè)通過將預(yù)定區(qū)段從乘法器輸出的值累加以輸出相關(guān)值的積分器，以及一個(gè)用于將積分器輸出的值和預(yù)定臨界值比較的同步鑒相器。
在CDMA通信系統(tǒng)中獲得初始的碼同步的方法包括下面的步驟通過將兩個(gè)PN碼相加獲得接收到的信號(hào)和預(yù)定周期的相關(guān)能量，將相關(guān)能量和預(yù)定的第一個(gè)臨界值比較，如果比較的結(jié)果是相關(guān)能量高于第一個(gè)臨界值，則在兩個(gè)PN碼間搜索哪一個(gè)碼同步是相同的。
通過下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)介紹，本發(fā)明的上述以及其它的目標(biāo)、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更為明顯。
在這些圖中圖1是描述根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)采用BPSK方法的碼檢測(cè)器框圖；圖2是描述根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)采用QPSK方法的碼檢測(cè)器框圖；圖3是描述根據(jù)本發(fā)明采用BPSK方法碼的檢測(cè)器框圖；圖4是描述根據(jù)本發(fā)明采用QPSK方法的碼檢測(cè)器框圖；以及圖5是描述根據(jù)本發(fā)明尋找碼檢測(cè)器碼的方法流程圖。
發(fā)明詳述下面將詳細(xì)參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行介紹，附圖中給出了其中的多個(gè)實(shí)例。
圖3是描述根據(jù)本發(fā)明采用BPSK方法的碼檢測(cè)器框圖。如圖所示，碼檢測(cè)器包括碼生成器304和306用于生成PN碼的第一個(gè)和第二個(gè)偽隨機(jī)(PN)，加法器305用于將分別由第一個(gè)和第二個(gè)PN碼生成器304和306生成的PN碼相加，乘法器301用于將從I-信道接收到的信號(hào)和相加得到的PN碼相乘，積分器302用于從乘法器301接收相乘的信號(hào)并將結(jié)果積分，平方器303用于獲得積分信號(hào)能量值，乘法器307用于將從Q-信道接收到的信號(hào)和相加的PN碼相乘，積分器308用于從乘法器接收相乘的信號(hào)并積分結(jié)果，平方器309用于獲得積分信號(hào)能量值，加法器310用于將平方器303輸出的信號(hào)和平方器309輸出的信號(hào)相加，積分器311用于將預(yù)定周期內(nèi)相加得到的信號(hào)積分，以及同步鑒相器312用于根據(jù)積分信號(hào)確定是否獲得初始的碼同步。
用于生成PN碼的第一和第二PN碼生成器304和306互相各自生成不同的碼。即，由于第一個(gè)PN碼生成器304生成的PN碼和第二個(gè)PN碼生成器306生成的PN碼相差1/2或者1個(gè)周期，所以可比傳統(tǒng)的碼檢測(cè)器搜索快兩倍。此外，在采用BPSK方法的碼檢測(cè)器中通過使用四個(gè)PN碼生成器每隔1/4周期的時(shí)間間隔生成PN碼，初始的碼同步可快四倍。
此外，可簡(jiǎn)化乘法器301和307的結(jié)構(gòu)，通過采用用于生成PN碼的第一個(gè)和第二個(gè)PN碼生成器304和306可快速執(zhí)行相乘操作。亦即，當(dāng)將兩個(gè)PN碼相加時(shí)，兩個(gè)PN碼相加的結(jié)果值只能是-2、0或者+2。因此，如果兩個(gè)PN碼相加的值為0，那么乘法器301和307就輸出的結(jié)果值0。同樣，如果兩個(gè)PN碼的和是+2，就左移輸出結(jié)果從而乘法器301和307的結(jié)果值輸出0。同樣，如果兩個(gè)PN碼的和為-2，就可通過執(zhí)行左移并求2反碼獲得結(jié)果值，從而快速得到相乘的結(jié)果。
圖4是描述根據(jù)本發(fā)明采用QPSK方法的碼檢測(cè)器框圖。如圖所示，碼檢測(cè)器包括碼生成器401和403用于生成PN碼的第一個(gè)和第二個(gè)PN，加法器402用于將分別由第一個(gè)和第二個(gè)PN碼生成器401和403生成的I-信道PN碼相加，乘法器404用于將從I-信道接收到的信號(hào)和在加法器402中相加的PN碼相乘，反相器413用于將相加得到的PN碼反相，乘法器414用于將反相的PN碼和從Q-信道接收到的信號(hào)相乘，用于生成Q-信道PN碼的第三個(gè)碼生成器408和第四個(gè)PN碼生成器411，加法器410用于將分別在第三個(gè)PN碼生成器408和第四個(gè)碼生成器411中生成的Q-信道PN碼相加，乘法器409用于將相加的PN碼和I-信道中接收到的信號(hào)相乘，乘法器412用于將相加的PN碼和在Q-信道中接收到的信號(hào)相乘，加法器405用于將乘法器404中相乘的信號(hào)和乘法器412中相乘的信號(hào)相加，加法器415用于將乘法器409相乘的信號(hào)和乘法器414相乘的信號(hào)相加，積分器406用于從加法器405接收相加得到的信號(hào)并將結(jié)果積分，平方器407用于獲得積分信號(hào)能量值，積分器416用于從加法器415接收相加得到的信號(hào)并將結(jié)果積分，平方器417用于獲得積分信號(hào)能量，加法器418用于將從平方器407輸出的信號(hào)和從平方器417輸出的信號(hào)相加，積分器419用于將預(yù)定周期輸出信號(hào)積分，以及同步鑒相器420用于根據(jù)積分信號(hào)確定是否獲得初始的碼同步。
我們將作為一個(gè)實(shí)施例根據(jù)BPSK方法來介紹根據(jù)本發(fā)明的碼檢測(cè)器。(由于QPSK方法的碼檢測(cè)器可用和BPSK方法的檢測(cè)器相同的技術(shù)思想操作，所以不再對(duì)采用QPSK方法的碼檢測(cè)器額外介紹。)首先，分別在第一個(gè)PN碼生成器304和第二個(gè)PN碼生成器306中生成的PN碼在加法器305中相加，可獲得預(yù)定周期的I-信道信號(hào)、相加的PN碼以及相關(guān)能量(S501)。
同時(shí)，獲得預(yù)定周期的Q-信道信號(hào)和相加的PN碼以及相關(guān)能量。然后，加法器310將在I-信道和Q-信道獲得的相關(guān)能量相加，將上述周期的結(jié)果累加并輸入到同步鑒相器312中。
然后，同步鑒相器312將預(yù)定的第一個(gè)臨界值和積分器311輸入的相關(guān)能量進(jìn)行比較(S502)。如果輸入的相關(guān)能量低于第一個(gè)臨界值，則第一個(gè)和第二個(gè)PN碼生成器304和306就延遲各自的PN碼或者從以加速的方式開始步驟(S503)。
但是，如果輸入的相關(guān)能量高于第一個(gè)臨界值，則該能量就再次和第一個(gè)PN碼生成器304中生成的PN碼進(jìn)行相關(guān)(S504)。亦即，第一個(gè)PN生成器304生成一個(gè)和以前生成的PN碼相同的PN碼，第二個(gè)PN碼生成器304生成值為“0”的PN碼。然后，第二個(gè)PN碼生成器獲得第一個(gè)PN碼生成器中生成的PN碼和接收到的信號(hào)的相關(guān)能量，在同步鑒相器312將這個(gè)值和第二個(gè)臨界值中進(jìn)行比較(S505)。
如果相關(guān)能量高于第二個(gè)臨界值，則同步鑒相器312就判定第一個(gè)PN碼生成器304中生成的PN碼和接收到的信號(hào)之間相關(guān)(S506)；如果相關(guān)能量低于第二個(gè)臨界值，則同步鑒相器312就判定第二個(gè)PN碼生成器306中生成的PN碼和接收到的信號(hào)之間相關(guān)(S507)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的碼檢測(cè)器可通過使用PN碼相位不同的多個(gè)PN碼生成器通過將生成的PN碼的相位和接收到的信號(hào)相關(guān)快速地獲得初始的碼同步。
而且，本發(fā)明的碼檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)用在碼檢測(cè)器中的乘法器通過使用多個(gè)PN碼生成器來執(zhí)行簡(jiǎn)單而快速的操作，從而減少實(shí)際生產(chǎn)制造中的功率消耗和面積。
由于本發(fā)明可以多種形式具體化而不背離本發(fā)明的精神或者基本特征，所以要認(rèn)識(shí)到，除非特別說明，上述實(shí)施例不受上面描述的任何細(xì)節(jié)的限制，而是在后面的權(quán)利要求書中定義的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此在權(quán)力要求書的范圍內(nèi)或者與其等價(jià)的所有改變和修改都包含在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種用于在CDMA通信系統(tǒng)獲得初始的碼同步的裝置，包括一個(gè)用于生成多個(gè)偽隨機(jī)(PN)碼、將這些碼相加并輸出結(jié)果的碼生成器；一個(gè)用于將輸出的碼和接收到的信號(hào)相乘的乘法器；一個(gè)通過將預(yù)定區(qū)段從乘法器輸出的值積分來輸出相關(guān)值的積分器；以及一個(gè)用于將積分器輸出的值和預(yù)定的臨界值進(jìn)行比較的同步鑒相器。
2.如權(quán)利要求1中所述的裝置，其特征在于碼生成器包括用于分別生成PN碼的第一PN碼生成器和第二PN碼生成器；以及將分別在第一PN碼生成器和第二PN碼生成器中生成的PN碼相加的加法器。
3.如權(quán)利要求2中所述的裝置，其特征在于，第一PN碼生成器和第二PN碼生成器中生成的PN碼具有預(yù)定周期的相位差。
4.如權(quán)利要求2中所述的裝置，其特征在于，第一個(gè)PN碼生成器和第二個(gè)PN碼生成器中生成的PN碼具有1/2周期的相位差。
5.如權(quán)利要求1中所述的裝置，其特征在于，乘法器包括用于將在I-信道接收到的信號(hào)和在碼生成器中生成的PN碼相乘的第一乘法器；以及用于將在Q-信道接收到的信號(hào)和在碼生成器中生成的PN碼相乘的第二乘法器。
6.如權(quán)利要求5中所述的裝置，其特征在于，如果兩個(gè)PN碼的和為0，則第一個(gè)乘法器將在I-信道接收到的信號(hào)輸出為0，如果兩個(gè)PN碼的和為+2，就左移在I-信道接收到的信號(hào)并輸出左移后的信號(hào)，如果兩個(gè)PN碼的和為-2，就將在I-信道中接收到的信號(hào)左移并求2的補(bǔ)碼，輸出左移和求2的補(bǔ)碼之后的信號(hào)。
7.如權(quán)利要求5中所述的裝置，其特征在于，如果兩個(gè)PN碼的和為0，則第二個(gè)乘法器將在Q-信道接收到的信號(hào)輸出為0，如果兩個(gè)PN碼的和為+2，就左移在Q-信道接收到的信號(hào)并輸出左移后的信號(hào)，如果兩個(gè)PN碼的和為-2，就將在Q-信道中接收到的信號(hào)左移并求2的反碼，輸出左移和求2的反碼之后的信號(hào)。
8.如權(quán)利要求5中所述的裝置，其特征在于，碼生成器包括用于分別生成PN碼的第一PN碼生成器和第二PN碼生成器；以及將分別在第一PN碼生成器和第二PN碼生成器中生成的PN碼相加的加法器。
9.如權(quán)利要求8中所述的裝置，其特征在于，第一個(gè)PN碼生成器和第二個(gè)PN碼生成器中生成的各PN碼具有預(yù)定周期的相位差。
10.如權(quán)利要求1中所述的裝置，其特征在于，乘法器包括用于將在I-信道接收到的信號(hào)和在I-信道PN碼生成器中生成的PN碼相乘的第一乘法器；用于將在Q-信道接收到的信號(hào)和在Q-信道PN碼生成器中生成的PN碼相乘的第二乘法器；用于將在I-信道接收到的信號(hào)和在Q-信道PN碼生成器中生成的PN碼相乘的第三乘法器；用于將在Q-信道接收到的信號(hào)和在I-信道PN碼生成器中生成的PN碼相乘并反相的第四乘法器。
11.如權(quán)利要求10中所述的裝置，其特征在于，如果兩個(gè)PN碼的和為0，則第一到第四乘法器就以0輸出信號(hào)，如果兩個(gè)PN碼的和為+2，就左移信號(hào)并輸出左移后的信號(hào)，如果兩個(gè)PN碼的和為-2，就將信號(hào)左移并求2的反碼，輸出左移和求反之后的信號(hào)。
12.如權(quán)利要求8中所述的裝置，其特征在于，I-信道PN碼生成器包括用于分別生成PN碼的第一PN碼生成器和第二PN碼生成器；以及將分別在第一PN碼生成器和第二PN碼生成器中生成的PN碼相加的加法器；并且Q-信道PN碼生成器包括用于分別生成PN碼的第三PN碼生成器和第四PN碼生成器；以及將分別在第三PN碼生成器和第四PN碼生成器中生成的PN碼相加的加法器。
13.如權(quán)利要求12中所述的裝置，其特征在于，第一PN碼生成器和第二PN碼生成器中生成的各PN碼具有預(yù)定周期的相位差。
14.如權(quán)利要求12中所述的裝置，其特征在于，第三PN碼生成器和第四PN碼生成器中生成的各PN碼具有預(yù)定周期的相位差。
15.一種用于在CDMA通信系統(tǒng)獲得初始的碼同步的方法，包括下面的步驟通過將兩個(gè)偽隨機(jī)(PN)碼相加獲得預(yù)定周期的接收到的信號(hào)和相關(guān)能量；將相關(guān)能量和預(yù)定的一個(gè)臨界值進(jìn)行比較；以及如果比較的結(jié)果是相關(guān)能量高于第一個(gè)臨界值，那么就在兩個(gè)PN碼中搜索哪一個(gè)碼是同步的。
16.如權(quán)利要求15中所述的方法，其特征在于，如果比較的結(jié)果是相關(guān)能量低于第一個(gè)臨界值，就分別將兩個(gè)PN碼延遲或者提前。
17.如權(quán)利要求15中所述的方法，其特征在于，搜索步驟包括下面的步驟僅生成兩個(gè)PN中的第一個(gè)PN碼；獲得第一個(gè)PN碼和接收到的信號(hào)的相關(guān)能量；將相關(guān)能量和預(yù)定的第二個(gè)臨界值進(jìn)行比較；以及如果比較的結(jié)果是相關(guān)能量高于第二個(gè)臨界值，則確定第一個(gè)PN碼和同步相同。
18.如權(quán)利要求17中所述的方法，其特征在于，在只生成第一個(gè)PN碼的步驟中，除了第一個(gè)PN碼之外只把0作為生成的PN碼。
19.如權(quán)利要求17中所述的方法，還包括一個(gè)步驟如果比較的結(jié)果是相關(guān)能量高于第二個(gè)臨界值，則確定除了第一個(gè)PN碼之外的另外一個(gè)PN碼同步。
20.一種用于在CDMA通信系統(tǒng)獲得初始的碼同步的方法，包括下面的步驟通過將至少兩個(gè)偽隨機(jī)(PN)碼相加獲得預(yù)定信號(hào)和周期接收到的信號(hào)和相關(guān)能量；將相關(guān)能量和預(yù)定的一個(gè)臨界值進(jìn)行比較；以及如果比較的結(jié)果是相關(guān)能量低于第一個(gè)臨界值低，那么就分別延遲或者提前兩個(gè)PN碼的相位；以及如果比較的結(jié)果是相關(guān)能量高于第一個(gè)臨界值高，就在兩個(gè)PN碼中搜索哪一個(gè)碼是同步的。
全文摘要
通過在PN碼相位不同的多個(gè)PN碼生成器中生成不同相位的偽隨機(jī)(PN)碼，碼檢測(cè)器可快速獲得初始的碼同步。而且，該碼檢測(cè)器通過使用多個(gè)PN碼生成器，實(shí)現(xiàn)用在碼檢測(cè)器中的乘法器來完成簡(jiǎn)單而快速的操作，從而減少實(shí)際生產(chǎn)制造中的功率消耗和面積。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1449143SQ03107720
公開日2003年10月15日 申請(qǐng)日期2003年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月4日
發(fā)明者陳敏鎬 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社