專利名稱：接收機(jī)與發(fā)射機(jī)同步的方法和有關(guān)的線路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及用于將一個(gè)接收機(jī)，比如在蜂窩通信系統(tǒng)中工作的無線電話，與發(fā)送信號(hào)到接收機(jī)的發(fā)射機(jī)同步的同步方法和設(shè)備。更具體而言，本發(fā)明涉及一種同步方法，和有關(guān)的線路，其中將數(shù)字編碼的同步序列發(fā)送到接收機(jī)并由接收機(jī)用來使接收機(jī)與發(fā)射機(jī)同步。
該同步序列的特征在于，使得接收機(jī)能夠通過一種減少了復(fù)雜性的相關(guān)過程來檢測它們。因?yàn)橹恍枰倭康挠?jì)算來檢測同步序列，接收機(jī)的同步得以很快完成。
該同步序列具有高的安全系數(shù)，即使該序列在遭受高衰減或多徑畸變的通信通道上傳送，也能使接收機(jī)方便地將它們檢測出。因?yàn)橥叫蛄惺菙?shù)字編碼的，序列可在時(shí)分多路復(fù)用(TDM)通信系統(tǒng)，例如在幾種通常的蜂窩通信系統(tǒng)中所采用的制式中傳送。因此，本發(fā)明便于包含在一個(gè)蜂窩通信系統(tǒng)中，例如一個(gè)陸地蜂窩通信系統(tǒng)或一個(gè)衛(wèi)星-蜂窩通信系統(tǒng)中。在所選的時(shí)隙期間，由一個(gè)蜂窩網(wǎng)絡(luò)站發(fā)送到一個(gè)無線電話，成為控制通道上產(chǎn)生的控制信號(hào)的一部分時(shí)，響應(yīng)檢測同步序列的無線電話就同步于發(fā)射機(jī)，以便既接收控制信號(hào)的其它部分，又接收在其它數(shù)據(jù)或話音通道上產(chǎn)生的其它信號(hào)。
一個(gè)通信系統(tǒng)，最低限度，由通過通信通道互相連接的一個(gè)發(fā)射機(jī)和一個(gè)接收機(jī)組成。在通信通道上傳送由發(fā)射機(jī)發(fā)送的通信信號(hào)，由接收機(jī)接收。
無線電通信系統(tǒng)是一種通信系統(tǒng)，其中通信通道是由電磁頻譜的一個(gè)或多個(gè)頻段組成。因?yàn)樵诎l(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間不需要固定的或硬線連接，當(dāng)使用這樣的固定的或硬線連接是不方便或不實(shí)際時(shí)，應(yīng)用無線電通信系統(tǒng)是有利的。
蜂窩通信系統(tǒng)是無線電通信系統(tǒng)的一種類型。當(dāng)蜂窩通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，本文以下稱為網(wǎng)絡(luò)，在整個(gè)地理區(qū)域內(nèi)安裝后，對(duì)于蜂窩系統(tǒng)的一個(gè)用戶，當(dāng)他在由系統(tǒng)包圍的地理區(qū)域中的任何地方時(shí)，一般在系統(tǒng)中能夠用電話通信。
雖然通常的，陸地-蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在世界的整個(gè)重要部分安裝了，但是某些地區(qū)沒有這樣的網(wǎng)絡(luò)。例如，在低人口密度地區(qū)，陸地-蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)在商業(yè)上是不可行的。而且，現(xiàn)有的陸地-蜂窩網(wǎng)絡(luò)也已經(jīng)按照各種不同的標(biāo)準(zhǔn)建造了。
無線電話，本文以下有時(shí)也稱之為“用戶終端”，能夠在一個(gè)通信系統(tǒng)中工作，有時(shí)不能在其它的蜂窩通信系統(tǒng)中工作。即使在一個(gè)蜂窩通信網(wǎng)已經(jīng)安裝的地區(qū)中。如果用戶試圖應(yīng)用制造成只能與其它的一種蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)工作的用戶終端，用戶是不可能按此通信的。
衛(wèi)星-蜂窩通信系統(tǒng)已有提議，實(shí)施以后，應(yīng)該允許位于幾乎任何位置的用戶通過衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)用電話方式通信。通過在基于衛(wèi)星的發(fā)送接收機(jī)與用戶終端之間發(fā)送下行鏈路信號(hào)及在用戶終端與基于衛(wèi)星的發(fā)送接收機(jī)之間發(fā)送上行鏈路信號(hào)，在用戶終端與基于衛(wèi)星的發(fā)送接收機(jī)之間的電話通信將是可能的。通過實(shí)現(xiàn)在基于衛(wèi)星的發(fā)送接收機(jī)與一個(gè)地面站之間的附加的通信鏈路，用戶終端的用戶通過地面站與基于衛(wèi)星的發(fā)送接收機(jī)將能夠與另一方用電話方式通信。
由于數(shù)字通信技術(shù)的固有的頻率，許多已經(jīng)安裝的蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)變換成使用數(shù)字通信技術(shù)，許多新提議的蜂窩通信系統(tǒng)正在設(shè)計(jì)成使用數(shù)字通信技術(shù)。其它的通信系統(tǒng)同樣地使用，或計(jì)劃變換成或使用數(shù)字通信技術(shù)。
為了正確地實(shí)現(xiàn)其功能，特別是當(dāng)通信系統(tǒng)使用數(shù)字通信技術(shù)時(shí)，用戶終端必須與蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)站同步。通常，同步序列是由網(wǎng)絡(luò)站發(fā)送到用戶終端，使用戶終端與網(wǎng)絡(luò)站同步。其它的通信系統(tǒng)同樣地使用通常的同步序列用于同樣的目的。
用戶終端與發(fā)送同步序列的發(fā)射機(jī)同步一般的情況下需要執(zhí)行許多的處理步驟。一般的情況下要在由接收機(jī)接收到的信號(hào)與貯存的同步字之間進(jìn)行相關(guān)。當(dāng)接收到的信號(hào)的符號(hào)位序列對(duì)于貯存的同步字表現(xiàn)出很高的相關(guān)性時(shí)，就作出決定，這樣一些接收到的符號(hào)位組成發(fā)送到接收機(jī)的同步序列。當(dāng)發(fā)送到接收機(jī)的信號(hào)的格式已知時(shí)，接收機(jī)與網(wǎng)絡(luò)站的同步就被實(shí)現(xiàn)了。這就是說，將同步序列依據(jù)已知的格式發(fā)送到接收機(jī)時(shí)，一旦同步序列的位置被確定，發(fā)送到接收機(jī)的其它信號(hào)成分的位置也可被確定。
通常，接收到的符號(hào)位的組每個(gè)與貯存的同步字相關(guān)。為了確定接收到的符號(hào)位與貯存的同步字之間的相關(guān)，需要一個(gè)對(duì)每組符號(hào)位執(zhí)行計(jì)算的第一順序數(shù)，N。對(duì)接收機(jī)接收到的每組符號(hào)位執(zhí)行相關(guān)所需要的處理步驟的數(shù)量很快就成為一個(gè)非常巨大的數(shù)，為了確定同步序列的接收，需要非常大量的處理。
當(dāng)發(fā)送到接收機(jī)的信號(hào)遭受到高的衰減或多徑畸變時(shí)，同步序列的檢測是比較困難的，因?yàn)樵谒鼈魉偷浇邮諜C(jī)期間，同步序列可能被畸變或衰減。
給接收機(jī)提供一種高安全系數(shù)的同步序列，使得接收機(jī)與發(fā)射機(jī)同步只需要執(zhí)行較少數(shù)量的處理步驟的任何方法將是有優(yōu)越性的。
依據(jù)涉及接收機(jī)與發(fā)射機(jī)同步的這些背景信息，本發(fā)明的重大改進(jìn)已經(jīng)包含在這樣一種蜂窩通信系統(tǒng)的用戶終端。
本發(fā)明的優(yōu)越性是提供了一種同步方法和有關(guān)的線路，用于使接收機(jī)與發(fā)射機(jī)同步，例如可在一個(gè)蜂窩通信系統(tǒng)中工作的用戶終端。
數(shù)字編碼的同步序列由發(fā)射機(jī)發(fā)送到接收機(jī)。接收機(jī)使自己同步于按照所選擇的格式發(fā)送的同步序列上。該同步序列的特征在于，可被接收機(jī)通過減少了復(fù)雜性的相關(guān)過程檢測出。接收機(jī)的同步很快很簡單的被實(shí)現(xiàn)了，因?yàn)闄z測同步序列只需要較少數(shù)量的計(jì)算。
同步序列具有高可靠性的特性，即使在一個(gè)表現(xiàn)出高衰減或多徑畸變的通信通道上傳送，也能方便地由接收機(jī)檢出。
本發(fā)明的線路及其有關(guān)的同步方法可方便地用于一個(gè)蜂窩通信系統(tǒng)中，使可在其中工作的用戶終端同步于網(wǎng)絡(luò)站。在陸地蜂窩通信系統(tǒng)中，同步序列作為在一個(gè)蜂窩基站產(chǎn)生的控制信號(hào)的部分被發(fā)送到用戶終端。在衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)中，同步序列形成在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制中心產(chǎn)生的控制信號(hào)的部分，并通過基于衛(wèi)星的發(fā)送接收機(jī)發(fā)送到用戶終端。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，同步序列是由點(diǎn)序列組成。該點(diǎn)序列可看成是由可分成互相級(jí)聯(lián)的兩部分的一個(gè)奇函數(shù)組成?？煽闯煽煞值膬蓚€(gè)部分的該點(diǎn)序列可以有不相同的位長度。在本發(fā)明的另一方面，同步序列包括兩個(gè)基本上相同數(shù)值的m-序列。兩個(gè)m-序列級(jí)聯(lián)在一起，每個(gè)m-序列形成同步序列的一個(gè)部分。在與一起形成多重幀的幀組中間間隔開的所選的時(shí)隙期間，發(fā)送同步序列。通過檢測同步序列及其在多重幀中的位置，用戶終端同步于發(fā)送同步信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)站。
因此，在各個(gè)方面，一種方法和有關(guān)的線路使接收機(jī)與發(fā)射機(jī)同步。接收機(jī)與發(fā)射機(jī)通過通信通道連接在一起?？刂菩盘?hào)從發(fā)射機(jī)在通信通道上發(fā)送?？刂菩盘?hào)按照所選的格式格式化，并包括同步序列，每個(gè)同步序列由互相級(jí)聯(lián)并基本上相同的第一同步部分和第二同步部分組成。在接收機(jī)被檢出控制信號(hào)，將在接收機(jī)檢出的控制信號(hào)的部分相關(guān)。表現(xiàn)出相關(guān)水平增加的控制信號(hào)的部分被選出形成格式化的同步序列，組成控制信號(hào)的部分，從而，使接收機(jī)與發(fā)射機(jī)以及所發(fā)送的控制信號(hào)同步。
通過簡要敘述于下的附圖，以下的本發(fā)明目前的最佳實(shí)施方案的詳述，和所附的權(quán)利要求，可對(duì)本發(fā)明及其內(nèi)容有更完全的了解。


圖1示出了包含本發(fā)明的實(shí)施方案的線路與方法的一個(gè)衛(wèi)星-蜂窩通信系統(tǒng)的功能性方框圖，圖2示出了在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中用于組成一個(gè)同步序列的點(diǎn)序列，圖3示出了組成本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的同步序列的一組m-序列，圖4示出了包括同步序列的一個(gè)控制信號(hào)的格式，圖5示出了產(chǎn)生按照?qǐng)D4中所示的結(jié)構(gòu)格式化的控制信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)控制線路的功能性方框圖，圖6示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)用戶終端的功能性方框圖，圖7示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)用戶終端的另一種功能性方框圖，圖8示出了依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，組成示于圖6和7中的用戶終端的一部分的點(diǎn)序列相關(guān)器的功能性方框圖，圖9示出了在本發(fā)明的一種實(shí)施方案工作期間算出的相關(guān)水平，作為時(shí)間函數(shù)畫出，圖10示出了本發(fā)明的一種實(shí)施方案的工作方法的邏輯性流程圖，圖11示出了本發(fā)明的一種實(shí)施方案的線路的功能性方框圖，用于解決在用戶終端與由發(fā)送的點(diǎn)序列組成的同步序列同步期間的頻率誤差，
圖12示出了與圖11中所示的類似的功能性方框圖，然而是本發(fā)明的一種實(shí)施方案的線路，用于解決在用戶終端與由一組m-序列組成的同步序列的同步期間的頻率誤差。詳述首先參看圖1，一種通常示為10的衛(wèi)星-蜂窩通信系統(tǒng)，包括線路并實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一種實(shí)施方案的方法。雖然所示出的實(shí)施方案的通信系統(tǒng)10組成一個(gè)衛(wèi)星-蜂窩通信系統(tǒng)，然而在一開始就應(yīng)該理解，本發(fā)明的線路和方法可被類似地包含在其它類型的通信系統(tǒng)中，例如，包括，陸地-蜂窩通信系統(tǒng)或其它類型的無線電話通信系統(tǒng)。
通信系統(tǒng)10包括一個(gè)陸地地球站12，連接到有線電話網(wǎng)。這樣的連接在圖中用由陸地地球站12引出的線路14表示。
陸地地球站12包括發(fā)送接收機(jī)線路，特別是用于與基于衛(wèi)星的發(fā)送接收機(jī)16發(fā)送接收通信信號(hào)?；谛l(wèi)星的發(fā)送接收機(jī)不僅能與陸地地球站12發(fā)送接收通信信號(hào)，而且也能與其它陸基設(shè)備，例如一個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制中心18發(fā)送接收通信信號(hào)。發(fā)送接收機(jī)16在此主要是用作一個(gè)中繼站，用于將在陸地地球站12上產(chǎn)生的信號(hào)中繼到網(wǎng)絡(luò)控制中心18，反過來也一樣。發(fā)送接收機(jī)16進(jìn)一步優(yōu)先地包括控制線路，允許發(fā)送到發(fā)送接收機(jī)16被中繼的信號(hào)的頻道可以被改變，以便能最有效率地利用在通信系統(tǒng)10中分配用于通信的頻道。
網(wǎng)絡(luò)控制中心18的發(fā)送接收機(jī)線路，依次，可與其它基于衛(wèi)星的發(fā)送接收機(jī)，例如發(fā)送接收機(jī)22，發(fā)送接收通信信號(hào)。發(fā)送接收機(jī)22，類似于發(fā)送接收機(jī)16，與陸基發(fā)送接收機(jī)，包括，例如，用戶終端24，發(fā)送接收通信信號(hào)。又，發(fā)送接收機(jī)22主要用來中繼發(fā)送的通信信號(hào)，并再次優(yōu)先包括控制線路，用于選擇所發(fā)送的信號(hào)被中繼到其它通信站的頻率。
按照通信系統(tǒng)10的通信允許一個(gè)用戶終端，例如用戶終端24的用戶，可用電話在世界大部分地區(qū)的任何位置通信。只要用戶終端24的用戶是位于允許與基于衛(wèi)星的發(fā)送接收機(jī)發(fā)送與接收通信信號(hào)的地方，用戶能夠用電話與另一個(gè)用戶終端的用戶或者通常的有線網(wǎng)絡(luò)的電話設(shè)備通信。
為了正確地工作，用戶終端24必須與蜂窩網(wǎng)絡(luò)同步。一旦正確同步后，話音，或其它的通信可在用戶終端和蜂窩網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行。
正如前面提到的，在接收機(jī)，例如用戶終端24，和發(fā)送站，例如蜂窩網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)施同步的一種現(xiàn)有的方式是按照一種已知的格式發(fā)送同步序列到接收機(jī)，例如用戶終端24。通過檢測傳送的同步序列，同步可被實(shí)現(xiàn)。然而，同步序列的檢測需要大量的處理步驟將接收到的數(shù)據(jù)與存貯的同步字相關(guān)。這樣所需要的處理步驟的數(shù)量對(duì)處理器是高強(qiáng)度的。
而且，當(dāng)同步序列必須在表現(xiàn)很大衰減或多徑畸變的通信通道上發(fā)送時(shí)，在這樣一種通信通道上發(fā)送的同步序列可能被大大地畸變或衰減。工作在這樣一種環(huán)境中時(shí)，同步必須是有高安全系數(shù)以保證適當(dāng)?shù)貍魉偷浇邮諜C(jī)。
一種以通信系統(tǒng)10舉例示范的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，是這樣一種通信系統(tǒng)，其中有效功率制約限制了在通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)與用戶終端24之間傳送的信號(hào)功率水平。因此，典型情況下，信號(hào)對(duì)噪聲功率比，C/N是一個(gè)相當(dāng)?shù)偷闹?，如果在用戶終端上的天線并未定向到檢測最佳的發(fā)送信號(hào)，由用戶終端實(shí)際接收到的信號(hào)的信號(hào)對(duì)噪聲的比將更進(jìn)一步下降。在至少一個(gè)建議的衛(wèi)星蜂窩通信系統(tǒng)中，通信聯(lián)絡(luò)信號(hào)要求發(fā)送的容限是平均白高斯噪聲(AWGN)上30dB。這樣一種要求，一般相應(yīng)于在用戶終端中檢測通信聯(lián)絡(luò)信號(hào)具有大約-10dB的C/N比的靈敏度。因?yàn)橛脩艚K端必須與蜂窩網(wǎng)絡(luò)同步以正確接收通信聯(lián)絡(luò)信號(hào)，因此通信系統(tǒng)需要高容限的同步能力。
本發(fā)明的一種實(shí)施方案提供了發(fā)送到用戶終端的高功率同步(HPS)脈沖群，使用戶終端能與網(wǎng)絡(luò)同步。在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，同步是一個(gè)兩步的過程。首先實(shí)現(xiàn)粗略同步；然后實(shí)現(xiàn)精細(xì)同步，在粗略同步期間，HPS脈沖群使用戶終端同步到第一水平的同步，然后，在精細(xì)同步期間，可能采集到一個(gè)符號(hào)位以內(nèi)；也提供了更精確的頻率偏置。
當(dāng)用戶終端接通時(shí)，終端開始粗略同步步驟。粗略同步過程將時(shí)間(和頻率)的不確定性降低到所選定的水平，使以后為執(zhí)行精細(xì)同步所需要的運(yùn)算量下降。在一種實(shí)施方案中，在用戶終端接通時(shí)，用戶終端搜索所有可能的主要載波。一種主要載波是多路復(fù)用控制通道的載波。在另一種實(shí)施方案中，用戶終端被假定已在一個(gè)區(qū)域中預(yù)先登記，在接收通信聯(lián)絡(luò)信號(hào)以前使用額定的控制通道。
在任一種實(shí)施方案中，系統(tǒng)同步是通過利用高功率脈沖群來實(shí)現(xiàn)的，該脈沖群包括預(yù)先規(guī)定的形成同步序列的型式。脈沖群是與其它控制通道和通信通道時(shí)間-多路復(fù)用的。同步序列的特征在于，既允許執(zhí)行簡化的相關(guān)運(yùn)算形成接收信號(hào)的相關(guān)值，又額外地允許接收到的信號(hào)相干地迭加以便在將接收信號(hào)應(yīng)用到功率檢測器以前增加處理增益。
圖2示出一種點(diǎn)序列，以26表示，它形成本發(fā)明的一種實(shí)施方案的同步序列。點(diǎn)序列26可考慮形成一種具有級(jí)聯(lián)的第一部分28和第二部分32的奇函數(shù)。第一與第二部分28和32基本上是互相一致的。
點(diǎn)序列Ⅰ由下式描述(di)i=1N]]>其中di=1,i是奇數(shù)-1,i是偶數(shù)在一種實(shí)施方案中，點(diǎn)序列是在一個(gè)時(shí)分多址(TDMA)多重幀的四個(gè)同步脈沖群期間被發(fā)送，其中每個(gè)脈沖群長度是N,N的值最大是156。當(dāng)點(diǎn)序列是按照成組特殊移動(dòng)(GSM)通信系統(tǒng)發(fā)送時(shí)，采用值156。在其它實(shí)施方案中，脈沖群是其它的長度，也就是說，N是其它的值。
圖3示出了本發(fā)明的一種替代的實(shí)施方案的一組m-序列的格式，以36表示。這組m-序列當(dāng)發(fā)送到用戶終端時(shí)組成同步序列，使用戶終端實(shí)現(xiàn)步。組36包括兩個(gè)相同的m-序列部分38和42，在此，每個(gè)63位長。部分42被級(jí)聯(lián)到部分38，每個(gè)m-序列38和42每個(gè)進(jìn)一步分別包括8位擴(kuò)展44和46。m-序列38和42是互相一致的，可被認(rèn)為由第一和第二部分48和52組成，其中部分48與52是互相一致的。擴(kuò)展44和46不必要是相同值，被用于精細(xì)同步步驟。m-序列38和擴(kuò)展44一起組成部分48,m-序列42與擴(kuò)展52一起組成組36的部分52，并級(jí)聯(lián)在一起。
圖4示出了一種控制信號(hào)的格式圖，其中同步序列，例如分別示于圖2和3中的點(diǎn)序列26或m-序列組36組成控制信號(hào)的部分。同步序列在所選的時(shí)隙期間發(fā)送形成發(fā)送到用戶終端24的控制信號(hào)的部分。示于圖4中的格式圖是舉例性質(zhì)的，其它用來對(duì)發(fā)送到用戶終端的控制信號(hào)格式化的方式可由替代方案組成。
控制信號(hào)由數(shù)字編碼符號(hào)位組成，它們順序地被調(diào)制和發(fā)送，符號(hào)位的相鄰的組規(guī)定數(shù)據(jù)的時(shí)隙。相鄰的數(shù)據(jù)時(shí)隙規(guī)定數(shù)據(jù)幀。相鄰的幀組規(guī)定多重幀。在圖3中，示出了兩個(gè)多重幀56的部分，每個(gè)多重幀56由51個(gè)幀組成，其中4個(gè)幀58示于圖中，也就是，示于圖中的多重幀的第一，第十一，第二十二，和三十一幀。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，同步序列在每個(gè)多重幀56的四個(gè)幀58的第一時(shí)隙期間發(fā)送。每個(gè)幀58被分成8個(gè)時(shí)隙(在圖中未分別示出)。
為了以下更充分地描述，每個(gè)多重幀56也分成子多重幀62；每個(gè)子多重幀62是基本上相同的長度。子多重幀62是分段的，包含同步序列的幀58由分隔距離互相隔開，使得在一個(gè)子多重幀內(nèi)包含同步序列的幀58不超過一個(gè)。包含同步序列的幀58互相也由不同的分隔距離隔開，將在下面說明，使得在檢測同步序列以后便于在多重幀56內(nèi)確定同步序列的位置。
圖5更詳細(xì)地示出在圖1中已示出的網(wǎng)絡(luò)控制中心18，網(wǎng)絡(luò)控制中心特別用來產(chǎn)生，例如，按圖4中所示的格式方案格式化的控制信號(hào)。按照這樣的操作方式，網(wǎng)絡(luò)控制中心產(chǎn)生同步序列并將它插入控制信號(hào)。由網(wǎng)絡(luò)控制中心產(chǎn)生的控制信號(hào)通過基于衛(wèi)星的發(fā)送接收機(jī)，例如發(fā)送接收機(jī)22，發(fā)送到用戶終端，例如圖1中所示的用戶終端24。網(wǎng)絡(luò)控制中心18包括一個(gè)控制器72，控制控制中心18的運(yùn)行。控制器72控制控制信號(hào)格式器74的操作，已功能性地示于一個(gè)實(shí)施方案中，由處理線路，例如控制器72的處理線路可執(zhí)行的算法構(gòu)成的。
控制器72進(jìn)一步連接到能夠產(chǎn)生如圖2和3中所示的同步信號(hào)發(fā)生器76。在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，同步信號(hào)發(fā)生器76也由例如控制器72的處理線路的處理線路可執(zhí)行的算法組成?？刂菩盘?hào)格式器能夠?qū)τ删W(wǎng)絡(luò)控制中心18產(chǎn)生的并包括由同步信號(hào)產(chǎn)生器76產(chǎn)生的同步信號(hào)的控制信號(hào)編排格式。由格式器74格式化的控制信號(hào)在此通過多路復(fù)用器82施加到發(fā)射機(jī)線路78上。發(fā)射機(jī)線路能夠響應(yīng)由控制器72產(chǎn)生的控制命令發(fā)送由控制信號(hào)格式器74格式化的控制信號(hào)。多路復(fù)用器82被進(jìn)一步連接到話音/數(shù)據(jù)信號(hào)源84，交替地發(fā)送話音或數(shù)據(jù)信號(hào)。
當(dāng)能夠產(chǎn)生按照，例如，圖4中提出的格式格式化的控制信號(hào)的控制數(shù)據(jù)幀被發(fā)送時(shí)，所選出的幀包括由同步信號(hào)發(fā)生器76產(chǎn)生的同步序列。
圖6示出已在圖1中示出過的用戶終端24，能夠接收所發(fā)送的控制信號(hào)，例如，由圖5中所示的網(wǎng)絡(luò)控制中心產(chǎn)生的控制信號(hào)。用戶終端24包括接收機(jī)線路82，能調(diào)諧到接收發(fā)送到用戶終端的信號(hào)。接收信號(hào)的信號(hào)典型地被加到相關(guān)器84，與所加上的信號(hào)的部分相關(guān)。在本發(fā)明的各種實(shí)施方案中的相關(guān)器84的操作情況將在下作較充分的描述。所選的由相關(guān)器84執(zhí)行的相關(guān)值被存貯在存貯元件86中，選擇器88能選擇加到相關(guān)器84的信號(hào)的部分，該相關(guān)器具有指明所相關(guān)的部分的相關(guān)值，形成如圖2和3中所示的同步序列。對(duì)這種選擇作出響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)用戶終端24與發(fā)送信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的同步。
被進(jìn)一步示出的用戶終端24包括可以通常方式工作的功率檢測器92和解碼器94。
圖7更詳細(xì)地示出在圖6中已示出的用戶終端24的部分，也就是，接收機(jī)線路82，相關(guān)器84，以及電源檢測器92的部分再次被示出。在用戶終端接收到的接收信號(hào)r(t)以通常方式通過混頻器96和98分解為I和Q分量。I和Q分量被分別施加到低通濾波器102和104。由濾波器102和104產(chǎn)生的已濾波信號(hào)分別由信號(hào)采樣器106和108采樣，采樣信號(hào)Rn被施加到相關(guān)器部分112和114。一旦被相關(guān)以后，采樣信號(hào)部分被施加到示于此的由能量方波116和118以及組合器122組成的功率檢測器92。
在一種實(shí)施方案中，其中同步序列由在圖2中已示出過的點(diǎn)序列26組成，點(diǎn)序列被插入所選的發(fā)送到用戶終端的控制信號(hào)的幀中。采用舉例的方法，在圖4中所示的格式方案將被用于解釋本發(fā)明的一種實(shí)施方案的工作情況，通過這種實(shí)施方案實(shí)現(xiàn)用戶終端24與發(fā)送包括點(diǎn)序列的控制信號(hào)到用戶終端的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)站的同步。用戶終端24給四個(gè)點(diǎn)序列脈沖群中每一個(gè)定位，誤差在+/-Ts/2時(shí)間周期內(nèi)，其中Ts是點(diǎn)序列發(fā)送的時(shí)隙中每一個(gè)的時(shí)隙持續(xù)時(shí)間。正如圖7中所示的線路所指出的，已濾波的基帶接收信號(hào)被采樣器106和108采樣，形成通信線路N的一種觀測向量，并與點(diǎn)序列相關(guān)。因?yàn)辄c(diǎn)序列組成同步序列，相關(guān)可以通過利用點(diǎn)序列的特性非常簡單地實(shí)現(xiàn)。
Rn，在時(shí)間n和n+1可表示為Rn=(rn-N+1,rn-N+2,…,rn-1,rn)Rn+1=(rn-N+2,rn-3,…,rn,rn+1)其中rn是在時(shí)間nT上已濾波的，接收到的信號(hào)，和T是位間隔。
進(jìn)一步規(guī)定D是點(diǎn)序列，在時(shí)間n上觀測向量的相關(guān)Cn和點(diǎn)序列可被表示為Cn=RnDT]]>=Σi=1N/2rn-N+2i-1-Σi=1N/2rn-N+2i]]>其中T表示移項(xiàng)，N假定為偶數(shù)，在時(shí)間n+1上的觀測向量Rn的相關(guān)和同樣時(shí)間上的點(diǎn)向量表示為Cn+1=Rn+1DT]]>=Σi=1N/2rn-N+2i-Σi=1N/2rn-N+2i+1]]>=-(Cn-rn-N+1)-rn+1]]>=rn-N+1-(Cn+rn+1)]]>因此，時(shí)間n+1上的相關(guān)可從相關(guān)Cn用兩步或運(yùn)算算出，而且，當(dāng)觀測向量包括點(diǎn)序列，即，當(dāng)Rn=D時(shí)，Cn=N，因此，處理增益N是可得到的。
圖8示出相關(guān)器84，在此是點(diǎn)序列相關(guān)器，用于執(zhí)行上述的相關(guān)計(jì)算。相關(guān)器84在連接相加設(shè)備124的線路123上接收采樣信號(hào)，存貯器126的輸出也連接到相加設(shè)備上。相加器124在線路128上產(chǎn)生輸出信號(hào)，被施加到第二相加器132的輸入。
線路123也連接到移位寄存器134，其輸出連到第二相加器132的第二輸入。在線路138上產(chǎn)生的輸出信號(hào)連到存貯器126的一個(gè)輸入。當(dāng)信號(hào)樣本被施加于相關(guān)器時(shí)，其相關(guān)值相繼由相關(guān)器84確定。當(dāng)由點(diǎn)序列組成的同步序列被加到相關(guān)器84時(shí)，由相關(guān)器84確定的相關(guān)值增加。
當(dāng)同步序列是由多組m-序列組成時(shí)，例如示于圖3中的組36，用戶終端24與一個(gè)網(wǎng)絡(luò)站的同步也是通過將接收信號(hào)部分與存貯的由m-序列組成的同步字相關(guān)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)用戶終端接通時(shí)，數(shù)據(jù)的符號(hào)位的窗被緩存在存貯器設(shè)備中。例如，當(dāng)m-序列部分38和42是63位長時(shí)，窗是63個(gè)符號(hào)位的長度。相關(guān)器84用已存貯的m-序列每個(gè)循環(huán)移動(dòng)來計(jì)算所有63個(gè)相關(guān)。當(dāng)m-序列部分是其它的位長度時(shí)，由相關(guān)器84執(zhí)行的計(jì)算數(shù)量相應(yīng)地改變。一旦所有的相關(guān)已計(jì)算完，窗滑動(dòng)63個(gè)樣本，新的符號(hào)位窗被緩存與相關(guān)。還有，當(dāng)m-序列部分是其它的位長度時(shí)，窗滑動(dòng)相應(yīng)改變的樣本數(shù)。
當(dāng)每個(gè)同步脈沖群是由兩個(gè)m-序列部分，部分38和42組成時(shí)，數(shù)據(jù)的滑動(dòng)窗最終緩存一個(gè)完整的m-序列，如果不是由單一m-序列組成，也將是由m-序列36的組的部分一起形成單一的m-序列部分組成。這樣的符號(hào)位窗與存貯的m-序列的相關(guān)表現(xiàn)出高的相關(guān)水平。當(dāng)對(duì)這樣一種接收到的63位長的m-序列用通常方式相關(guān)時(shí)需要63減1次加法及大約632(實(shí)際上，63×62)次運(yùn)算，利用快速Hadamard變換(FHT)，執(zhí)行相關(guān)所需要的運(yùn)算數(shù)量大大減少。通過使用FHT，為了獲得63個(gè)相關(guān)只需要63log2(63)次運(yùn)算。這就是說，每個(gè)緩存的符號(hào)位的窗的每個(gè)相關(guān)只需要log2(63)次計(jì)算。以下是一個(gè)示范性的Hadamard序列的相關(guān)運(yùn)算。為了簡單起見，示范性的運(yùn)算限于長度為7的一個(gè)m-序列。當(dāng)然，類似這樣的運(yùn)算可被類推為其它長度的m-序列，例如，63位長。以下例子的m-序列是由(1,-1,-1,-1,1,1,-1)組成。這樣的序列的七次循環(huán)移位形成的矩陣如下
其中矩陣的每行是m-序列的一次循環(huán)移位。指是在一個(gè)滑動(dòng)窗內(nèi)的樣本Rt=(rt1,…,rt7),MRt產(chǎn)生七個(gè)相關(guān)。
將一個(gè)附加的全l行與一個(gè)全1列加到矩陣M，一個(gè)新矩陣
如下所示
=[-C1,-C2,-C3,-C4,-C5,-C6,-C7,-C8]]]>將
的列重新排列，一個(gè)新矩陣
被定義如下M-=[-C1,-C2,-C6,-C7,-C8,-C4,-C5,-C3]]]>
是一個(gè)由八個(gè)Hadamard序列組成的矩陣。與這樣的m-序列的八次循環(huán)移位的相關(guān)可由以下方式計(jì)算出
1．重新排列Rt，得到
=(0,rt1,rt2,rt7,rt8,rt4,rt5,rt3)2．用快速Hadamard變換計(jì)算
。
由此，63次相關(guān)可由(63+1)log2(63+1)次運(yùn)算取得。為了得到63個(gè)相關(guān)的運(yùn)算所需的數(shù)量減少了一個(gè)因子63/log2(63+1)。
因?yàn)闉榱耸褂脩艚K端24與發(fā)送控制信號(hào)到用戶終端的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)站同步要執(zhí)行許多次相關(guān)，一種在同步過程操作期間減少所存貯的相關(guān)值的數(shù)量的方法有利于同步過程。在粗略同步期間，每個(gè)多重幀56包括四個(gè)同步序列脈沖群。在圖4中所示的格式方案中，同步序列組成第一，第十一，第二十二，第三十一幀的部分。正如關(guān)于圖4也已經(jīng)提到的，多重幀56被再分成子多重幀62，其中每個(gè)子多重幀包括不多于一個(gè)同步序列脈沖群。通過這樣一種安排，當(dāng)用戶接通時(shí)，用戶終端在每個(gè)采樣時(shí)間計(jì)算相關(guān)，并將最大的K個(gè)相關(guān)值與它們?cè)诿總€(gè)子多重幀中的相應(yīng)的時(shí)間指示存入存貯設(shè)備，例如圖6中所示的存貯元件86。在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中采用一種分類算法使得存貯設(shè)備的可用的存貯器可更有效率地利用。
在一種實(shí)施方案中，其中同步序列是由點(diǎn)序列組成，例如點(diǎn)序列26，當(dāng)N是一個(gè)很大值時(shí)，Cn近似等于Cn+1。因此，當(dāng)由噪聲引起的相關(guān)值Cn大于由點(diǎn)序列脈沖的存在引起的相關(guān)Cm時(shí)，至少有可能相關(guān)Cn+1和Cn-1都大于Cm。結(jié)果，當(dāng)K值較小時(shí)，意味著每個(gè)子多重幀只有少數(shù)存貯器位置被用上，有可能在子多重幀中所有K個(gè)最大的相關(guān)都是由于在時(shí)間上互相靠近的噪聲引起的相關(guān)。為了排除由噪聲引起的這些相關(guān)值，只有在δT的窗內(nèi)的最大相關(guān)被存貯在存貯元件中。δT的值對(duì)于改進(jìn)相關(guān)和同步過程是最佳的。
圖9示出由用戶終端24接收到的示范性信號(hào)的相關(guān)。在示范性的圖示中，在用戶終端上確定的相關(guān)水平作為一個(gè)時(shí)間函數(shù)畫出。兩個(gè)區(qū)，區(qū)152和154表現(xiàn)出增長的相關(guān)水平，但這種增長的相關(guān)水平是由于在用戶終端接收到的信號(hào)中引入的噪聲引起的，第四區(qū)，區(qū)156是一種由于在用戶終端上接收到同步序列，在此是點(diǎn)序列脈沖群，引起的增長的相關(guān)水平。如果δT很小，只有K個(gè)存貯器位置被用來存貯相關(guān)值，由于噪聲引起的相關(guān)值而不是由于接收到的同步序列引起的相關(guān)值可被存貯。
圖9示出了三種大小的δT,δ1,δ2,δ3。當(dāng)δT是δ1的大小時(shí)，如果K等于四，則相應(yīng)于在時(shí)間g,h,i和j的相關(guān)值被存貯。時(shí)間標(biāo)記g,h,i和j和它們相應(yīng)的相關(guān)值都被存貯。當(dāng)δT=δ2，相應(yīng)于在時(shí)間g,i,e和c的相關(guān)值，以及當(dāng)δT=δ3，在時(shí)間g,v,t和m上的相關(guān)值及這些時(shí)間標(biāo)記被存貯。因此，當(dāng)測量窗增長時(shí)，由于噪聲引起的相關(guān)水平可能較少以保護(hù)由于接收到同步序列引起的相關(guān)值的存貯。
當(dāng)同步序列是由圖3中所示的一組m-序列36組成時(shí)，在每個(gè)滑動(dòng)窗中最大相關(guān)值及其相應(yīng)的座標(biāo)被檢測到。如果當(dāng)前的，最大的相關(guān)值大于存貯在存貯器元件中的最小的相關(guān)值，則最小的相關(guān)值及其座標(biāo)被新確定的相關(guān)水平及其座標(biāo)所代替。
一旦相關(guān)值及其各自的時(shí)間標(biāo)記被確定和存貯，多重幀56的邊界被確定以對(duì)所存貯的相關(guān)值及其相應(yīng)的座標(biāo)作出響應(yīng)。正如所描述的，在確定最大K個(gè)相關(guān)值以及它們相應(yīng)于六個(gè)子多重幀62中每一個(gè)的時(shí)間指示座標(biāo)以后，每個(gè)被存貯的座標(biāo)的時(shí)間指示被假定是一個(gè)多重幀56的第K個(gè)同步序列脈沖群的后沿。這就是說，每個(gè)被存貯的座標(biāo)被分析以確定是否所存貯的座標(biāo)相應(yīng)于第一，第十一，第二十二，或第三十一幀。所存貯的座標(biāo)的時(shí)間指示被假定是這樣的幀的后沿，因?yàn)楫?dāng)整個(gè)粗略同步脈沖群已進(jìn)入相關(guān)器84后，才獲得最大相關(guān)值。因?yàn)榇致酝叫蛄性趲g的間隔是已知的，每個(gè)假定被分析，以確定相繼的鄰近的時(shí)間座標(biāo)標(biāo)記是否被存貯在期望的位置上。這種分析的詳情將在以下作更充分的描述，藉助于一種指示函數(shù)，通過定義統(tǒng)計(jì)決策的方程式來進(jìn)行。如果這樣的座標(biāo)時(shí)間指示被存貯，它們的相關(guān)值被積累。具有最大積累值的假定被選出，以形成最大似然假定，對(duì)此作出響應(yīng)，所有的下行控制通道被定位，由此實(shí)現(xiàn)用戶終端的同步。
按照以上提到的關(guān)于本發(fā)明的各種實(shí)施方案確定與存貯最大相關(guān)值的操作的描述，最大的相關(guān)值及其相應(yīng)的座標(biāo)時(shí)間標(biāo)記被存貯在存貯器元件中，例如圖6中所示的存貯器元件86。M1和M2表示存貯器元件的存貯器位置。M1和M2都由六行和K列組成，分別存貯最大的相關(guān)值和相應(yīng)的座標(biāo)時(shí)間標(biāo)記。存貯器位置K的第i行和第j列的內(nèi)容標(biāo)記為Mi,jK，其中K=1或2,M1被稱為“量值”表，M2被稱為“座標(biāo)”表。
再次參考圖4中所示的格式方案，將對(duì)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，包括相關(guān)值的存貯及其相應(yīng)的座標(biāo)時(shí)間標(biāo)記作描述。為了舉例的目的，在用戶終端接收到多重幀56的第十五幀時(shí)用戶終端接通。因此，一個(gè)粗略同步序列脈沖群應(yīng)被標(biāo)記在第一子多重幀62，第二子多重幀62，第五子多重幀62，和第六子多重幀62中。因而，在第三和第四子多重幀中將無同步序列被標(biāo)記。
在粗略同步過程中，用戶終端計(jì)算在整個(gè)多重幀56的每一位位置的粗略同步序列相關(guān)。然而，分類僅在相同子多重幀62上進(jìn)行。量值表M1以及座標(biāo)表M2被按照存貯器更新算法順序地更新，將在以下描述。
圖10示出了本發(fā)明的一種實(shí)施方案的方法，通過發(fā)送包括由m序列組，如圖3中所示的組36組成的同步序列的控制信號(hào)，使用戶終端同步。如方框162所指出的，在進(jìn)入本方法以后，開始初始化，如方框164所示，設(shè)Mi,jK=0i,j和K。而且，將位計(jì)數(shù)器(BC)，區(qū)計(jì)數(shù)器(RC)，和誤差計(jì)數(shù)器(EC)復(fù)位。
然后，如方框166所示，取得一個(gè)新樣本rn，算出一個(gè)新觀測的量Rn，和一個(gè)新相關(guān)值Cn。接著，如決策方框168所指示的，確定是否位計(jì)數(shù)器的值是21,250，相應(yīng)于在一個(gè)子多重幀中位的總數(shù)。如果不是，取“否”分支到方框172,M1和M2的行按照以下規(guī)則更新1．如果對(duì)于某個(gè)窗的大小δT,Cn＞M11,1和|n-M21,l|≤δT則M11,1=Cn和M21,i=n.
2．如果Cn＞M11,1和|n-M21,1|＞δT，則M11,1=Cn,M21,1=n和對(duì)于k=2…,K.
有；M11,k,=M11,k-1和M21,k=M21,k-1,3．如果M11,j＜Cn＜M11,j-1和|n-M21,j-1|≤δT，則不更新(對(duì)于j=2…,K).
4．如果M11,j＜Cn＜M11,j-1,|n-M21,j-1|＞δT，以及|n-M21,j|≤δT則M1l,j=Cn,M21,j=n(對(duì)于j=2…,K).
5．如果M11,j＜Cn＜M11,j-1,|n-M21,j-1|＞δT，以及|n-M21,j|＞δT,則M11,j=Cn,M21,j=n和M11,k=M11,k-1,M21,k=M12,k-1，(對(duì)于k=j-2,…,K)6．如果Cn＜M11,k，則不更新。
m-序列方法1．求max{Cn}，在滑動(dòng)窗內(nèi)的最大相關(guān)。
2．如果maxCn＞M11,1，則M11,1=maxCn,M21,1=argmaxCn，對(duì)于k=2…,K.有M21,k=M21,k-1,3．如果M11,j＜maxCn＜M11,j-1則M11,j=maxCn,M21,j=argmaxCn，對(duì)于k=j-2…,K有M11,k=M11,k-1,M21,k=M12,k-1，4．如果maxCn＜M11,k，則不更新。
然后，位計(jì)數(shù)器如方框174所示被增量。在一種同步序列是由點(diǎn)序列組成的實(shí)施方案中，位計(jì)數(shù)器增量是一位，在一種同步序列是由m-序列組成的實(shí)施方案中，位計(jì)數(shù)器的增量是m-序列的長度，在此是63位。
方框166的操作對(duì)于所有的六個(gè)子多重幀62是重復(fù)的。在每次重復(fù)中，使用不同行的存貯器。如果從決策方框168取“是”支路，則如方框176所示，區(qū)計(jì)數(shù)器被增量，位計(jì)數(shù)器被復(fù)位。然后，如決策方框178所示，確定是否區(qū)計(jì)數(shù)器的值是6。如果不是，則取“否”支路返回到方框172，由此實(shí)現(xiàn)方框166的計(jì)算的六次重復(fù)。
如果從決策方框178取“是”支路，執(zhí)行處理量值和座標(biāo)表。這樣的處理是由上面提到的假定過程實(shí)現(xiàn)的。也就是說，每個(gè)M2的元素，M2i,j，將假設(shè)為第K個(gè)同步序列脈沖群的后沿，決策統(tǒng)計(jì)值HKi,j將以這種假設(shè)為基礎(chǔ)來計(jì)算。設(shè)Si,j，用位數(shù)來表示，是在一個(gè)多重幀的第i個(gè)粗略同步序列脈沖群與第j個(gè)后繼的粗略同步序列脈沖群之間的間隔，那么，Si,j250005250075000275005000010250022500750001000005250077500105000]]>決策統(tǒng)計(jì)值HKi,j可由下式算出Hi,jk=Mi,j1+Σm=13Σn=16Σl=1KI(|Mk,j2+Sk,m-Mn,12|≤δT)Mn,11]]>
其中I(X)是指示函數(shù)，當(dāng)X是真時(shí)為1，當(dāng)X是假時(shí)為0。在上式中的I(·)的自變量指明，是否M2n,l是與期望的粗略同步序列脈沖群的位置相鄰。如果是真，相關(guān)值M1n,j被相加。
如果HKi,j是最大的決策統(tǒng)計(jì)值，第一粗略同步序列脈沖群，例如，圖2和3中所示的點(diǎn)序列或m-序列的位置被估值為M2i,j+I(K≠1)Sk,5-k。
然后，如方框186所示，m-序列脈沖群被定位，而精細(xì)同步樣本被捕獲，如方框188所示。
接著，如方框192所示，精細(xì)同步被實(shí)現(xiàn)。在一種實(shí)施方案中，對(duì)于精細(xì)同步的目的而言，采用一種分離的m-序列的方法要優(yōu)先于采用點(diǎn)序列方法，因?yàn)閳D3中所示的組36的擴(kuò)展44和46建立了一種具有良好的自相關(guān)性質(zhì)的完全的脈沖群長度的序列，便于精細(xì)同步的過程。在精細(xì)同步過程以后，如方框194所示，下一個(gè)高功率播放的消息被解碼，由決策框196執(zhí)行CRC檢驗(yàn)，如果CRC檢碼通過，取“通過”支路，同步完成，如方框198所示。否則，“失效”支路被采取，連通到方框202，誤差計(jì)數(shù)器被增量，在決策方框204作出決定，是否誤差計(jì)數(shù)器已達(dá)到了一個(gè)所選的值，在此是5，如果不是，取“否”支路返回到方框194；否則，取“是”支路返回到方框164。
粗略同步過程需要接收信號(hào)相干地迭加。因此，頻率誤差必須被解決到一定的程度以得到適當(dāng)?shù)拇致酝叫阅?。如果一個(gè)用戶終端的本地振蕩器具有+/-2.5ppm的偏s置。在1.6GHz上的可能頻率誤差是±4KHz。因此，我們可以把±4KHz分成L個(gè)頻率單元，每個(gè)8000/L Hz寬，如前面的子節(jié)中所描述的，共有L次并行運(yùn)算。
這樣一種并行運(yùn)算對(duì)于點(diǎn)序列的實(shí)施方案示于圖11中。在圖11中，為了補(bǔ)償頻率偏置，接收到的樣本rn在送到相關(guān)器以前先被去旋轉(zhuǎn)。另外，為了減少點(diǎn)序列方法所需要的存貯器的數(shù)量，不存貯去旋轉(zhuǎn)的采樣值，而存貯平面的采樣值，rn。然而，為了從Cn得到Cn-1，去旋轉(zhuǎn)的rn-N-1必須從Cn中減去。因此，為了為L個(gè)頻率單元提供L個(gè)點(diǎn)序列相關(guān)器，需要總共2L個(gè)復(fù)數(shù)乘法器。
如圖11中所示，符號(hào)位rn被加到移位寄存器268，并送到許多，在此是L個(gè)不同的混合器272?；旌掀?72相應(yīng)于在圖7中已示出的混合元件96和98。移位寄存器268的輸出被加到相應(yīng)的許多混合器274。每個(gè)混合器272和274的第二輸入是不同頻率f1和f2的信號(hào)。由每個(gè)混合器272和274產(chǎn)生的混合信號(hào)被加到相關(guān)器284，在此由圖7中已示出的相關(guān)器84和功率檢測器92的線路組成。相關(guān)器284每個(gè)再連接到存貯器設(shè)備286。
每個(gè)相關(guān)器執(zhí)行以上關(guān)于圖7所描述的相關(guān)計(jì)算。存貯器設(shè)備存貯用于執(zhí)行這種計(jì)算的Cn值。由于不同頻率信號(hào)加到混合器272和274，由相關(guān)器中一個(gè)相關(guān)器執(zhí)行的相關(guān)將表現(xiàn)出相對(duì)于其它的相關(guān)器有增長的相關(guān)水平，由此最好地補(bǔ)償頻率偏置。
圖12示出了本發(fā)明的一種實(shí)施方案，當(dāng)同步序列是由m-序列組成，如以上圖3中所示的組36時(shí)，用來校正頻率誤差。在此，符號(hào)位rn被加到許多，在此是L個(gè)，混合器372的輸入，混合器372相應(yīng)于已示于圖7中的混合元件96和98。每個(gè)混合器372的第二輸入是不同頻率f1到fL的信號(hào)。由每個(gè)混合器372產(chǎn)生的混合信號(hào)被加到相關(guān)器384，在此是由已示于圖7中的相關(guān)器84和功率檢測器92的線路組成。
在此所示的每個(gè)相關(guān)器包括一個(gè)移位寄存器386，有63個(gè)樣本被在其中移位。一旦樣本被移入移位寄存器，被執(zhí)行63次m-序列相關(guān)計(jì)算，如方框388所示。一旦63個(gè)相關(guān)已被算出，如方框392所示，最大相關(guān)值及其有關(guān)的時(shí)間指示就被確定。由于不同的頻率信號(hào)被加到相關(guān)器384，其中一個(gè)相關(guān)器執(zhí)行的相關(guān)將表現(xiàn)出相對(duì)于其它的相關(guān)器有增長的相關(guān)水平，由此最好地補(bǔ)償了頻率偏置。
由于用戶終端通過減少計(jì)算數(shù)量的相關(guān)過程檢測出同步序列，因而用戶終端的同步被很快地實(shí)現(xiàn)了。同步序列也是高容差的，即使序列在遭受高衰減或多徑畸變的通信通道上發(fā)送，接收機(jī)也能檢測它們。因此，在蜂窩通信系統(tǒng)中，或者是陸地蜂窩通信系統(tǒng)，或者是衛(wèi)星-蜂窩通信系統(tǒng)，使用本同步方法與設(shè)備是特別有優(yōu)越性的。
前面的描述是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳實(shí)施例，本發(fā)明的范圍不應(yīng)該限于此描述。本發(fā)明的范圍由以下的權(quán)利要求所規(guī)定。
權(quán)利要求
1．一種使接收機(jī)與發(fā)射機(jī)同步的方法，接收機(jī)與發(fā)射機(jī)通過通信通道連接在一起，所述的方法包括以下步驟在通信通道上從發(fā)射機(jī)發(fā)送一個(gè)控制信號(hào)，按所選的格式格式化該控制信號(hào)，并包括同步序列，每個(gè)同步序列由互相級(jí)聯(lián)并基本上相同的第一同步部分與第二同步部分組成；在接收機(jī)上檢測在所述的發(fā)送步驟期間發(fā)送的控制信號(hào)；對(duì)在接收機(jī)上檢測出的控制信號(hào)的部分進(jìn)行相關(guān)；和在接收機(jī)上選擇在所述的相關(guān)步驟期間表現(xiàn)出增加的相關(guān)水平的控制信號(hào)的部分，將表現(xiàn)出增加的相關(guān)水平的控制信號(hào)的部分格式化為同步序列以形成控制信號(hào)的部分，由此使接收機(jī)與發(fā)射機(jī)以及從此發(fā)送的控制信號(hào)同步。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述的發(fā)送步驟期間發(fā)送的控制信號(hào)包括符號(hào)位的幀，每幀分成固定時(shí)間長度的時(shí)隙，以及規(guī)定多重幀的幀組。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中組成控制信號(hào)的部分的同步序列是作為所選的幀的部分被發(fā)送的，同步序列組成幀的所選部分是按照控制信號(hào)被格式化的所選格式，互相隔開不同數(shù)量的幀。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述的選擇步驟還包括確定組成控制信號(hào)的部分并表現(xiàn)出增加相關(guān)水平的同步序列的幀的位置。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述的相關(guān)步驟還包括存貯相關(guān)值，和所選的控制信號(hào)的部分的位置座標(biāo)。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中在所述的存貯步驟期間存貯的所選部分相關(guān)的相關(guān)值包括具有所選的時(shí)間周期內(nèi)最大值的相關(guān)。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所選的時(shí)間周期規(guī)定時(shí)間窗，其中在所述的存貯步驟期間，在任何一個(gè)時(shí)間窗內(nèi)，存貯不多于1個(gè)的相關(guān)值及位置座標(biāo)。
8．根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述的選出的時(shí)間周期相應(yīng)于多重幀的分?jǐn)?shù)的子多重幀部分，子多重幀部分的幀長度以及分開同步序列的幀的不同數(shù)量，使得在每個(gè)子多重幀部分期間無多于1個(gè)同步序列被發(fā)送。
9．根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中第一數(shù)量的同步序列在每個(gè)多重幀期間被發(fā)送，每個(gè)多重幀由第二數(shù)量的子多重幀部分組成，第二數(shù)量大于第一數(shù)量。
10．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述的發(fā)送步驟期間發(fā)送的組成控制信號(hào)部分的同步序列包括點(diǎn)序列，其中第一同步部分和第二同步部分包括基本上相同位長度的點(diǎn)序列部分。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述的相關(guān)步驟包括對(duì)在所述的檢測步驟期間檢測到的控制信號(hào)的重迭部分進(jìn)行相關(guān)。
12．根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述的相關(guān)步驟包括確定相繼的位符號(hào)的信號(hào)值與以前已確定的相關(guān)值的差。
13．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述的發(fā)送步驟期間發(fā)送的組成控制信號(hào)的部分的同步序列每個(gè)包括一組兩個(gè)m-序列，其中第一同步部分和第二同步部分每個(gè)包括兩個(gè)m-序列中的一個(gè)。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述的相關(guān)步驟包括對(duì)在所述的檢測步驟期間檢測到的控制信號(hào)的不重迭部分的相關(guān)。
15．根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述的相關(guān)步驟包括以下步驟將在所述的檢測步驟期間檢測到的控制信號(hào)的所選的序列部分緩存；將相應(yīng)于m-序列組中一個(gè)m-序列的值的接收機(jī)已存序列存貯；將在所述的緩存步驟期間緩存的所選的序列部分與接收機(jī)已存序列相關(guān)。
16．根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述的相關(guān)步驟還包括存貯所選數(shù)量的最大值的相關(guān)的相關(guān)值和位置座標(biāo)。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述的相關(guān)步驟包括進(jìn)一步的替代相關(guān)值的步驟，當(dāng)在所述的緩存步驟期間緩存的所選的序列部分表現(xiàn)出比在所述的相關(guān)步驟期間存貯的所選數(shù)量的最大相關(guān)值中至少一個(gè)較大的相關(guān)值時(shí)，用此值來代替在存貯步驟期間已存貯的相關(guān)值。
18．在一種通信系統(tǒng)中，具有第一通信站和第二通信站，第一和第二通信站分別通過通信通道連接在一起；與第一和第二通信站組合的線路，用于使第二通信站與第一通信站同步，所述的線路包括位于第一通信站的控制信號(hào)發(fā)生器，所述的控制信號(hào)發(fā)生器用于產(chǎn)生并在通信通道上發(fā)送控制信號(hào)，控制信號(hào)按照所述的格式被格式化并包括同步序列，每個(gè)同步序列由級(jí)聯(lián)的和基本相同的第一同步部分與第二同步部分組成；位于第二通信站的控制信號(hào)檢測器，所述的控制信號(hào)檢測器用于檢測由所述的控制信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生并發(fā)送的控制信號(hào)；連接到所述的控制信號(hào)檢測器的相關(guān)器，所述的相關(guān)器用于將所述的控制信號(hào)檢測器檢測到的控制信號(hào)的部分相關(guān)；和連接到所述的相關(guān)器的選擇器，所述的選擇器用于選擇表現(xiàn)出增長的相關(guān)水平的控制信號(hào)的部分，表現(xiàn)出增長的相關(guān)水平的控制信號(hào)的部分就是被格式化組成控制信號(hào)部分的同步序列，由此，使第二通信站與第一通信站同步。
19．一種和發(fā)射機(jī)同步的接收機(jī)，所述的接收機(jī)包括一種控制信號(hào)檢測器用于檢測傳送的控制信號(hào)，控制信號(hào)由發(fā)射機(jī)發(fā)送，控制信號(hào)按照一種所選的格式被格式化并包括同步序列，每個(gè)同步序列由級(jí)聯(lián)的和基本相同的第一同步部分與第二同步部分組成；一種連接到所述的控制信號(hào)檢測器的相關(guān)器，所述的相關(guān)器用于將所述的控制信號(hào)檢測器檢測到的控制信號(hào)的部分相關(guān)；和一種連接到所述的相關(guān)器的選擇器，所述的選擇器用于選擇表現(xiàn)出增長的相關(guān)水平的控制信號(hào)的部分，表現(xiàn)出增長的相關(guān)水平的控制信號(hào)的部分就是被格式化組成控制信號(hào)的同步序列，由此使接收機(jī)站與發(fā)射機(jī)同步。
20．在一種發(fā)射機(jī)中，具有在通信通道上將通信信號(hào)發(fā)送到接收機(jī)的發(fā)射機(jī)線路，一種改進(jìn)的同步線路，所述的同步線路包括一種控制信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生控制信號(hào)，控制信號(hào)按照一種所選的格式被格式化并包括同步序列，每個(gè)同步序列由級(jí)聯(lián)的和基本上相同的第一同步部分與第二同步部分組成。
全文摘要
一種用于使接收機(jī),例如在蜂窩通信系統(tǒng)中工作的無線電話,和發(fā)射機(jī)同步的同步方法與設(shè)備。同步序列作為控制信號(hào)的部分被發(fā)送到接收機(jī)。同步序列由點(diǎn)序列或一組m－序列組成。這樣的同步序列是高容差的并且也使用戶終端的同步減少計(jì)算量。
文檔編號(hào)H04J3/06GK1220063SQ97194957
公開日1999年6月16日 申請(qǐng)日期1997年4月3日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月3日
發(fā)明者Y·P·E·王, S·L·賴因霍爾德, A·A·哈桑, P·W·登特 申請(qǐng)人:艾利森公司